|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 08/2002
Nie spalać lecz chemicznie przetwarzać... Zużywamy coraz więcej węgla
|
|
|
Do połowy ubiegłego stulecia węgiel stanowił podstawowe źródło energii dla ludzkości i do chwili obecnej zachowuje pozycję czołowego paliwa organicznego. Chociaż procentowy udział tego nośnika w wytwarzaniu energii zmalał z 55% - w 1900 r. do 22% - w 1997 r., to jego całkowite zużycie na świecie wzrosło w tym czasie o 324%, zaś jednostkowe zużycie (przypadające na jednego mieszkańca) - o 219%.
|
W tabeli 1 podano wartości tych wskaźników dla poszczególnych nośników energii.
Węgiel, podobnie jak inne paliwa organiczne (ropa naftowa, gaz ziemny, paliwa bitumiczne, łupki naftowe), należy do węglowodorów. W przeszłości głównym sposobem utylizacji węgla było spalanie w elektrowniach w celu produkcji energii elektrycznej. Wiadomo jednak, że istnieje szereg innych niż spalanie metod wykorzystania tego paliwa, nie związanych bezpośrednio z czerpaniem zawartej w nim energii chemicznej. Naukowcy zwracają uwagę, że ropa naftowa i węgiel są zbyt wartościowymi surowcami chemicznymi, jako węglowodory złożone i powinny być przeznaczane raczej do zamiany na inne substancje chemiczne niż do spalania.
Rozpoznane światowe zasoby ropy naftowej (1033 mld baryłek) wystarczą – przy obecnym rocznym zużyciu 26,9 mld baryłek (w 1998 r.) zaledwie na 39 lat. Podobnie stwierdzone zasoby gazu ziemnego na świecie zostaną zużyte w ciągu najbliższych 63 lat. Mimo iż nowe technologie poszukiwań i wydobycia poszerzą dostępne zasoby tych paliw, to naukowcy ostrzegają, że ich produkcja zacznie zmniejszać się wcześniej niż można się tego spodziewać i wkrótce skończy się okres tanich surowców energetycznych.
Tabela 2 zawiera zestawienie wielkości zasobów węgla nadających się do wydobycia i produkcji tego surowca w wybranych krajach świata.
Rozpoznane złoża węgla na świecie obejmują ogółem około 990 mld ton, co przekracza 215 razy jego zużycie we wszystkich krajach. Zatem węgiel posiada największy spośród wymienionych paliw organicznych potencjał zaspokajania przyszłych potrzeb energetycznych ludzkości. Jednak narastające obawy przed skutkami efektu cieplarnianego mogą okazać się skutecznym hamulcem nieskrępowanego zużycia tego najbardziej dostępnego paliwa. Jednocześnie uwaga naukowców coraz bardziej skupia się na pełniejszym wykorzystaniu walorów węgla jako surowca chemicznego.
Obecnie aż 93% wszystkich paliw organicznych zużywanych w USA jest poddawane spalaniu. Pozostałe skromne 7% tych surowców przeznacza się do przeróbki, przy czym obejmuje ona głównie przetwarzanie ropy naftowej dla produkcji m.in. asfaltu, koksu naftowego, olejów i płynnych gazów. Natomiast węgiel, mimo szeregu cennych zalet jako surowca dla wytwarzania poszukiwanych związków i półproduktów chemicznych, pozostaje pod tym względem daleko w tyle.
Tymczasem w przemyśle od dawna stosowane są liczne technologie przetwarzania węgla jako surowca chemicznego. Należą do nich w szczególności: wysokotemperaturowa karbonizacja węgli kamiennych dla produkcji koksu, wytwarzanie węgla aktywowanego, węgla dla molekularnych sit i węgla dla produkcji kwasu fosforowego, wytwarzanie specjalnych materiałów węglowych takich jak grafit, fuleren i diament, piroliza dla produkcji związków aromatycznych, zgazowanie dla wytwarzania gazów syntetycznych i innych związków, użycie smoły ze zgazowania, pirolizy i karbonizacji dla wytwarzania związków aromatycznych i fenolowych, a także innych półproduktów jak włókna węglowe, wytwarzanie kwasów i związków humusowych dla rolnictwa ( jako nawozy), wytwarzanie materiałów kompozytowych, polimerowych i odzyskiwanie niespalonego węgla z popiołu (zwiększona zawartość tych pozostałości wynika z zastosowania instalacji odazotowania spalin).
Amerykańscy chemicy zwracają uwagę na wielką skalę marnotrawstwa towarzyszącego zagospodarowaniu tak cennych surowców chemicznych, jakimi są paliwa organiczne, a w szczególności węgiel. Przy najbardziej optymistycznym scenariuszu, ropy i gazu z trudem wystarczy do końca XXI wieku. Zasoby węgla, chociaż znacznie większe, są również ograniczone. Rosnąca świadomość tych faktów - wraz z obawami przed globalnym ociepleniem klimatu - z całą pewnością zaczną wkrótce wymuszać bardziej odpowiedzialne, rozważne i efektywne wykorzystanie tych bezcennych bogactw naszej planety.
Na podstawie: H. H. Schobert, C. Song - „Chemicals and materials from coal in the 21st century” - Fuel 81 (2002) opracował Piotr Olszowiec
|
Tab. 1
|
Tab. 2 Dostępne zasoby i wydobycie węgla w wybranych krajach świata (w mln ton)
|
|
|
|
