نحوه تشکیل زغال سنگ ؛ تاثیر عالم‌گیری کرونا بر نحوه استخراج زغال سنگ چگونه است؟

شیوع ویروس کرونا، روی صنعت زغال سنگ تأثیر بزرگی گذاشته است. اما این نحوه تشکیل زغال سنگ ، این صنعت در آستانه تعطیلی، چگونه است؟

به گفته محققان، پاندمی ویروس کرونا چنان تأثیری روی صنعت زغال سنگ گذاشته، که به نظر می‌رسد این صنعت به طور کامل از بین خواهد رفت؛ البته این موضوع مزایایی برای ما خواهد داشت. در این مطلب قصد داریم انرژی‌های تجدیدناپذیر و نحوه تشکیل زغالسنگ، و همچنین تأثیر ویروس کرونا روی این صنعت را بررسی کنیم.

نحوه تشکیل زغال سنگ

زغال سنگ چیست و چگونه تشکیل می‌شود؟

به اطرافتان نگاه کنید، وسایلی مثل تلویزیون، تلفن، لامپ، یخچال، ماشین، هواپیما و کارخانه‌ها را می‌بینید که همگی در حال کار هستند، همه آن ها برای انجام کار به انرژی نیاز دارند؛ این وسایل انرژی خود را از کجا تامین می کنند؟

انرژی منابع گوناگونی دارد و به دو دسته انرژی تجدیدپذیر  و تجدید ناپذیر تقسیم می شود. انرژی ناشی از باد، جزر و مد، خورشید، زمین گرما و زیست توده منابع انرژی تجدید پذیرند و انرژی زغال سنگ، نفت، گاز و هسته ای منابع انرژی تجدید ناپذیرند.

منظور از انرژی‌ها‌ی تجدیدپذیر، منابع انرژی هستند که مصرف آن‌ها باعث اتمام ذخایرشان نمی‌شود و پس از مصرف جایگزین می‌شوند. با توجه به قانون پایستگی انرژی و این که انرژی از بین نمی‌رود، چرا می‌گوییم منابع انرژی تجدید ناپذیر تمام می‌شوند؟

هند 37 معدن متعلق به بزرگ‌ترین شرکت زغال سنگ جهان را تعطیل کرد
نحوه تشکیل زغال سنگ چگونه است؟

انرژی‌ها‌ی تجدید ناپذیر انرژی‌هایی هستند که مصرف آن‌ها باعث کاهش ذخایرشان می‌شود و در ضمن تشکیل این نوع منابع به زمان‌ها‌ی طولانی (چند صد هزار سال) نیاز دارد. در ادامه این مطلب، با یکی از انرژی‌های تجدیدناپذیر به نام زغال سنگ و نحوه تشکیل زغال سنگ آشنا خواهیم شد.

زغال سنگ چیست؟

زغال سنگ نام یک کانی سیاه رنگ و پر انرژی است که از بقایای درختان، بوته‌ها و سایر گیاهان زنده‌ی میلیون سال قبل به وجود می‌آید.

گردش معکوس در کارگاه آفرینش ، شاید درک آنچه را که بحران انرژی خوانده می‌شود، سیر کند. کل قضیه ، میلیاردها سال قبل و با فرایندهای تبدیل انرژی خورشیدی به آونوزین توی فسفان (ATP) آغاز شد. کلروفیل‌ها و سایر رنگدانه‌های گیاهان ، انرژی دریافتی از خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن ، آب و مواد معدنی به اکسیژن و ترکیبات آلی انرژی‌دار، به کار برده و غذای موجودات کوچک و بزرگ از جمله انسان را فراهم می‌آورند. این فرایند همچنین باعث افزایش ذخایر معدنی آلی از قبیل هیدروکربورهای زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی می شود.

در ادامه برای شناخت با نحوه تشکیل زغال سنگ با ما همراه باشید.

نحوه تشکیل زغال سنگ چگونه است؟

اما نحوه تشکیل زغال سنگ ، این منبع انرژی، طی میلیون‌ها سال به چه شکل بوده است؟

زغال سنگ از بقایای درختان ، بوته‌ها و سایر گیاهان زنده به وجود می‌آید. نشو و نمای این گیاهان در دوره‌هایی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بود، صورت گرفت. اگر چه برخی از معادن زغال سنگ 400 میلیون سال قبل و در دوره انسان سیلوری Silurian،  تشکیل یافته است؛ اما قسمت اعظم این ذخایر تقریبا 250 میلیون سال پیش پدید آمدند.

بیشتر بخوانید:

سپس ، اوضاع برای رشد سرخس‌های دانه دار گرمسیری بسیار عظیم و درختان بدون گل غول پیکر ، در باتلاق‌های وسیع فراهم شد. این گیاهان بعد از خشک شدن و از بین رفتن به داخل باتلاقها می‌افتادند و بر اثر خروج اکسیژن ، فساد فی هوازی تسریع می‌شد. پوشش گیاهی به ماده ای لجن‌مانند به نام پیت (Peat) تبدیل شد. پیت‌ها بسته به درجه فساد ، برخی قهوه ای و اسفنجی و بعضی سیاه فشرده بودند. دریا بر روی چنین نشست‌هایی پیشروی کرد و رسوبات معدنی بر روی آنها فرو نشست. پیت تحت فشار، خشک و سخت شده و به زغال سنگ پیت (لنیت یا لیگنیت که به زغال سنگ قهوه‌ای نیز موسوم است) تبدیل شد.

فشار بیشتر و گذشت زمان زغال سنگ قیردار را به وجود آورد، که هر 6 متر ضخامت رسوب گیاهان نخستین به 0.3 متر زغال سنگ تبدیل شده بود. حتی فشارهای زیادتر که ناشی از چین خوردگی پوسته زمین به صورت سلسله جبالهای عظیم بود، سخت ترین و مرغوبترین زغال سنگ ، یعنی آنتراسیت (anthracite) ، را به وجود آورد. کیفیت زغال سنگ از روی نسبت مقدار کربن تثبیت‌شده به مقادیر رطوبت و ماده فرار و ماده‌ای که بر اثر حرارت به گاز تبدیل می شود، تعیین می‌گردد.

کاربردهای زغال سنگ

پس از مطالعه نحوه تشکیل زغال سنگ ، باید از کاربردهای آن آگاه باشیم.

برخی از مهم‌ترین کاربردهای زغال سنگ عبارتند از:

1. تولید برق

کاربردهای زغال سنگ در تولید گرما و حرارت باعث شده از آن در صنعت تولید برق نیز استفاده شود به این صورت که ابتدا پودر زغال سنگ در دمای بالا سوزانده شده و بیشتر آب موجود در آن به بخار تبدیل می‌شود.

نیروگاه اتمی
یکی از مسیرهای تولید برق آشنایی با نحوه تشکیل زغال سنگ است.

از این بخار برای چرخاندن توربین‌های با سرعت بالا و در یک میدان مغناطیسی قوی استفاده می‌شود که در نهایت به تولید برق می‌انجامد.

2. صنعت تولید فولاد

در صنعت فولاد از کک زغال سنگ به طور غیر مستقیم برای تولید فولاد استفاده می‌شود.

برای این منظور ابتدا زغال سنگ در کوره ها پخته می‌شود تا کک زغال سنگ به دست بیاید، کک برای گداختن سنگ آهن و تبدیل آن به آهن و تولید فولاد به کار می‌رود.

بیشتر بخوانید:

3. کشاورزی

در حین تبدیل زغال سنگ به کک، در کوره های کک سازی گاز آمونیاک تولید می‌شود که از آن برای تولید اسید نیتریک، نمک های آمونیاک و کود استفاده می‌شود.

کودهای کشاورزی نقش مهمی در افزایش تولید محصولات زراعی داشته و به تغذیه و پرورش بهتر گیاهان کمک می‌کند.

4. صنعت

امروزه بسیاری از صنایع از زغال سنگ برای تولید محصولات خاص خود استفاده می‌کنند که از جمله معروف‌ترین آن‌ها می‌توان به صنعت سیمان، کاغذ سازی، آلومینیوم سازی، صنایع شیمیایی و داروسازی اشاره کرد.

زغال سنگ برای تولید مواد اولیه متعدد از جمله بنزل، تار زغالسنگ، سولفات آمونیاک، کرئوزوت و غیره و همچنین به عنوان منبع انرژی در صنایع مختلف استفاده می‌شود.

5. تولید مواد جانبی مختلف

زغال سنگ می‌تواند به گاز مرکب از مواد مصنوعی تبدیل شود که ترکیبی از مونوکسید کربن و هیدروژن می‌باشد. این گازها یک محصول واسطه‌ای هستند و به محصولات مختلفی همچون اوره، متانول، هیدروژن خالص و غیره تبدیل تبدیل می‌شوند. از زغال سنگ برای تولید مایعی که به نام سوخت مصنوعی شناخته شده نیز استفاده می‌شود.

مواد شیمیایی به دست آمده از زغال سنگ معمولا برای تولید سایر محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرند و اکثر محصولات پر کاربرد عرضه شده به بازار از جمله آسپرین‌ها، حلال‌ها، صابون‌ها، رنگ‌ها، پلاستیک و الیاف از زغال سنگ یا محصولات جانبی آن به دست می‌آیند.

6. تولید محصولات خاص

زغال سنگ به عنوان عنصر ضروری در تولید محصولات خاصی همچون کربن فعال، فیبر کربن و فلزات سیلیکون استفاده می‌شود.

کربن فعال‌شده در فیلترها برای تصفیه هوا و در دستگاه های دیالیز کلیه کاربرد دارد. فیبر کربن یک ماده بسیار قوی اما سبک است که در ساختمان سازی، ساخت دوچرخه‌های کوهستانی و راکت‌های تنیس به کار می‌رود. فلز سیلیکون نیز برای تولید سیلیکون و سیلان استفاده می‌شود که در ساخت روان‌کننده‌ها، مواد دافع آب (آب زداها)، رزین‌ها، مواد آرایشی، شامپوهای مو و خمیر دندان کاربرد دارند.

7. مصارف خانگی

در مناطق سردسیری و در کشورهای در حال توسعه یا توسعه نیافته هنوز از زغال سنگ به عنوان منبع سوخت برای پخت و پز و منبع گرما استفاده می‌شود.

خاموشی صنعت زغال سنگ

دانشمندان رسمی انرژی دولت ایالات متحده برای نخستین بار پیش‌بینی کرده‌اند که انرژی‌های تجدیدپذیر برای تولید برق کل سال 2020، بیش‌تر از زغال سنگ کاربرد خواهند داشت.

در ماه اپریل سال گذشته، هنگامی که برخی کارخانه‌های زغال سنگ تحت نظارت بودند، ایالات متحده به این نقطه عطف مهم زیست‌محیطی رسید. اما در سال 2020 و با شروع یک همه‌گیری جهانی، تقریباً همه چیز، از جمله روش تولید و مصرف انرژی تغییر پیدا کرد.

به گزارش اداره اطلاعات انرژی آمریکا (EIA) پیشبینی می‌شود که در سال 2020، 5 درصد کم‌تر نسبت به سال‌های گذشته انرژی الکتریکی تولید خواهد شد؛ که این امر منجر به کاهش 11 درصدی انتشار کربن می‌شود. در حقیقت، EIA پیش‌بینی می‌کند که تولید زغال سنگ آمریکا تا 25 درصد کاهش یافته و هرگز به حالت اولیه بازنگردد.

ارتباط پروستات و کرونا
نحوه تشکیل زغال سنگ چه ارتباطی به ویروس کرونا دارد؟

با شروع سال آینده، هنگامی که اقتصاد به جایگاه خود بازگردد و قوانین ماندن‌درخانه برداشته شوند، میزان انتشار کربن در آمریکا، فقط در حدود 5 درصد، بار دیگر افزایش خواهد یافت؛ اما نه به علت بازگشت زغال سنگ به روند تولید انرژی.

آنطور که پیش‌بینی می‌شود، در سال 2021 مصرف زغال سنگ تنها 10 درصد به حالت عادی خود باز خواهد گشت و گاز طبیعی و انرژی‌های تجدیدپذیر تا حدودی تای زغال سنگ را خواهند گرفت. البته این‌ها فقط در حد پیش‌بینی است. اما با وجود انرژی‌های تجدیدپذیر مقرون به صرفه، مانند باد و خورشید، EIA می‌گوید که 11 درصد از تولید برق کشور از این طریق انجام خواهد شد.

بیشتر بخوانید:

اگرچه EIA انتظار دارد که انرژی تجدیدپذیر سریع‌ترین منبع تولید برق در سال 2020 باشد، اما به احتمال زیاد رکودهای اقتصادی حاصل از پاندمی کووید-19، بر ظرفیت جدید تولیدات در طی چند ماه آینده تأثیر خواهند گذاشت.

EIA انتظار دارد که در سال 2020، 20.4 گیگاوات انرژی الکتریکی از طریق باد، و 12.7 گیگاوات از طریق انرژی خورشیدی تولید شود. با این حال این پیش‌بینی‌ها در درجه بلاتکلیفی قرار دارند. اما EAI همچنان به نظارت بر ظرفیت‌های برنامه‌ریزی‌شده ادامه خواهد داد.

به عبارت ساده‌تر، گزینه‌های جایگزین برای زغال سنگ بسیار ارزان‌تر و رقابتی‌تر هستند؛ تا جایی که متخصصان معتقدند پاندمی کووید-19، به نوعی مرگ این سوخت فسیلی خاص خواهد بود. به گفته رئیس پروژه جهانی کربن، راب جکسون، زغال سنگ هرگز دوباره به نقطه اوج خود نخواهد رسید.

او می‌گوید:

ویروس کرونا به قدری مصرف زغال سنگ را کاهش داده است که این صنعت، هرگز بهبود نخواهد یافت. سقوط قیمت گاز طبیعی، مقرون به صرفه بودن انرژی خورشیدی و بادی و نگرانی‌ها در مورد آب و هوا و سلامتی، این صنعت را به طور کامل زیر پا گذاشته است.

وقتی صحبت از سوخت‌های فسیلی می‌شود، می‌توانیم ببینیم که زغالسنگ بزرگ‌ترین منبع انتشار دی اکسید کربن بوده و تأثیرات آن بر آلودگی هوا و سلامتی عمومی ویران‌گر است. طبق شبیه‌سازی‌های کامپیوتری جدید، هزینه‌هایی که رکود صنعت زغال سنگ روی دوش تمام مناطق جهان خواهد گذاشت، قابل مقایسه با مزایای بهداشتی و زیست‌محیطی که برای ما خواهد داشت، نیست.

تعطیلی صنعت زغال سنگ مسیری طولانی در پی خواهد داشت که هنوز اقدامات کمی در جهت رسیدن به آن انجام شده است. به گفته محققان، اگر در تمام کشورها استفاده از زغال سنگ متوقف شود، می‌توانیم گرمایش جهانی را تا 2 درجه سلسیوس کاهش دهیم.

اگر همه‌گیری ویروس کرونا بتواند صنعت زغال سنگ را به طور کامل تعطیل کند، جهانیان یک مزیت بزرگ در بحران آب و هوا را دریافت خواهند کرد. با گذشت زمان همه چیز مشخص می‌شود.

بیشتر بخوانید:

.

منبع: sciencealert



ارسال نظر