Бурый уголь

Бурый уголь (экспонат в Немецком горном музее в Бохуме)
Бурый уголь из карьера Welzow-Süd , который сгорел на Клингенбергской теплоэлектростанции (Берлин) до того, как был переведен на природный газ в 2017 году.

Лигнит (ранее известный также как торф ) представляет собой коричневато-черный, в основном свободный осадочные породы , которая была создана под давлением и в отсутствии воздуха через карбонизацию из органических веществ. Бурый уголь - это ископаемое топливо , которое используется для выработки энергии . Сырье бурый уголь имеет около трети теплотворной из каменного угля , что соответствует примерно 8  МДж или 2,2  кВт · ч на килограмм. Обработанный (высушенный) лигнит имеет около двух третей теплотворной способности каменного угля.

Возникновение

Пни ( бурый уголь ) в лигните из-за не совсем полной углефикации

Большая часть лигнита, хранящегося в Германии, возникла в третичном периоде , в геологическом периоде около 65–2 миллионов лет назад. Уголь в Лаузитце и Рейнской области возник в миоцене (от 5 до 25 миллионов лет назад), то есть около Хельмштедта и Лейпцига 50-60 миллионов лет назад.

В других странах есть угли в гораздо более старых формациях, которые по своим физическим и химическим свойствам похожи на лигнит ( альпийские долины , альпийские предгорья).

Как и в случае с углем , органический материал из мертвых растений , например B. Деревья и кустарники, изначально представлявшие собой торф на болотах, а после того, как были покрыты отложениями, прошли геохимический процесс углефикации под давлением и в отсутствие воздуха .

Бурый уголь менее газирован, чем каменный уголь. Он имеет более высокое содержание серы и более грубую, рыхлую и пористую основу. Иногда он содержит большие горизонты пней (иногда целые пни , см. Рисунок рядом).

Химический состав

В случае золы и безводного угля можно говорить о лигните, если содержание углерода составляет от 58 до 73%, содержание кислорода составляет от 21 до 36%, а содержание водорода составляет от 4,5 до 8,5%.

В горнодобывающем районе Рейна бурый уголь содержит максимум 0,5 процента серы, а в районе добычи бурого угля Лаузиц - от 0,2 до 1,5 процента. В районе добычи бурого угля в Центральной Германии он составляет максимум 2,1 процента, а в районе добычи бурого угля Хельмштедт (действовавшем до августа 2016 года) он составлял до 2,5 процента серы (см. Также обессеривание дымовых газов ). Кроме того, лигнит содержит небольшое количество различных микроэлементов.

Необработанный лигнит состоит примерно на 55% из воды, 5% (2… 20%) негорючих компонентов и 40% из угля.

разновидность

Что касается внешних свойств лигнита, это выражается в:

назначенный.

Другая классификация основана на их петрографических и технических свойствах.

Экономический смысл

Акции

В 2006 году Федеральный институт геолого-геофизических исследований и природных ресурсов (BGR) оценил запасы, которые могли быть экономически извлечены во всем мире по ценам того времени, в 283,2 миллиарда тонн бурого угля, из которых 32,3 процента (91,6 миллиарда тонн) в России, 14,4 процента ( 40,8 миллиарда тонн) в Германии и 13,3 процента (37,7 миллиарда тонн) в Австралии. Если бы производство осталось прежним (966,8 млн. Тонн в 2006 г.), спрос можно было бы удовлетворить к 2300 г.

В Германии, согласно BGR, при постоянной добыче (176,3 млн т в 2006 г.) запасов хватит на 231 год. В 2012 году запасы бурого угля в Германии составили 40,4 млрд тонн, а ресурсы - 35,2 млрд тонн (определение: ресурсы = доказанное количество бурого угля, которое в настоящее время не может быть извлечено технически и / или экономически , а также количество, которое еще не было добыто. доказанная, но геологически возможная будущая извлекаемая сумма месторождения бурого угля).

продвижение

Бурый угольный карьер Хамбах
расчищен пласт бурого угля в «карьере Чехословацкой армии» ( Czech Lom ČSA ), Чехия

В 2012 году во всем мире было добыто около 1,1 миллиарда тонн бурого угля. Германия (16,8 процента), Китайская Народная Республика (13,1 процента), Россия (7,0 процента), Турция (6,8 процента) и США (6,5 процента) финансируют примерно половину этой суммы. Другие крупные районы добычи бурого угля в Европе находятся в Польше , Чехии и Юго-Восточной Европе .

В Германии есть три крупных района бурого угля : Рейнский в Нижнем Рейнском заливе , Центрально-немецкий (см. Также: Mitteldeutsche Strasse der Braunohle ) и Лужицкий район . Коричневая зона угля Helmstedt и другие меньшие площадь в Верхнем Пфальце ( в том числе около Вакерсдорфа ), а также в Северном и Центральном Гессе ( Borken , в Веттерау , в Kaufunger лесу возле Гросальмерода / Иршберга или на Хом Meißner ) тем временем были обугленный.

Крупнейшая немецкая компания по производству бурого угля - RWE Power AG (ранее RWE Rheinbraun AG), базирующаяся в Эссене и Кельне .

В Австрии , в том числе в федеральной земле Верхняя Австрия до середины 1990-х годов в Ampflwang ( Hausruck ) и Trimmelkam ( Salzach добыча угля ) лигнита добывается под землей. В западной Штирии подземная добыча велась в Фонсдорфе до 1978 года, в районе Фойтсберг в Зангтале и в Розентале-ан-дер-Кайнахе до 1990 года, а на карьере Обердорф-Бернбах - до 2004 года. Разработка бурого угольного карьера Лангау-Ригерсбург в Нижней Австрии была завершена в 1963 году.

Добыча бурого угля (2017)
классифицировать страна Производство
(в млн т ) 		классифицировать страна Производство
(в млн т)
1 ГерманияГермания Германия 171,3 11 ЧехияЧехия Чешская Республика 1 39,3
2 Китайская Народная РеспубликаКитайская Народная Республика Китайская Народная Республика 145,0 12-е ГрецияГреция Греция 37,8
3 РоссияРоссия Россия 1 75,0 13-е БолгарияБолгария Болгария 1 34,4
4-й ТурцияТурция Турция 74,1 14-е РумынияРумыния Румыния 1 25,7
5 СШАСША США 63,6 15-е ТаиландТаиланд Таиланд 16,3
Шестой ПольшаПольша Польша 61,2 16 Босния и ГерцеговинаБосния и Герцеговина Босния и Герцеговина 1 14.0
7-е ИндонезияИндонезия Индонезия 1 60,0 17-е ЛаосЛаос Лаос 13,4
8-е АвстралияАвстралия Австралия 56,1 18-е КанадаКанада Канада 9.2
9 ИндияИндия Индия 46,7 19-е ВенгрияВенгрия Венгрия 1 8.0
10 СербияСербия Сербия 1 39,8 20-е КосовоКосово Косово 7,6

1 Также содержит добычу твердого бурого угля

До конца 1980-х годов ГДР с годовым объемом производства до 300 миллионов тонн была лидером среди стран-производителей. Расчеты Федерального института геонаук и природных ресурсов (BGR) в Ганновере привели к удивительному результату в 2021 году: Китай долгое время был крупнейшим производителем бурого угля в мире. В 2014 году производство в Германии составило около 178 миллионов тонн (миллионов тонн), что примерно на 32 миллиона тонн ниже уровня производства в Китае. К 2019 году Китай увеличил производство бурого угля до 240 миллионов тонн, в то время как производство в Германии упало примерно до 131 миллиона тонн.

×  Где добывают бурый уголь?
Если вы хотите увидеть подробную карту мира по майнингу «свободно перемещаемого» в большом формате (5,6 МБ), перейдите по этой ссылке.

обработка

Промышленный памятник брикетный завод Herrmannschacht в Цайце
Юнион брикет от RWE Power AG

Типы с высоким содержанием летучих компонентов могут перерабатываться в лигнитовый кокс на коксовых заводах . В зависимости от температуры процесса получается тление или Грудекокс . Бурый кокс в основном используется в промышленных масштабах для фильтрации , в качестве материала, заменяющего активированный уголь, сделанный из древесины, что является обычным явлением в лабораторных масштабах . Кроме того, неочищенный бурый уголь перерабатывается в различные твердые виды топлива (брикеты, бурый уголь, бурый уголь в псевдоожиженном слое ) на угольных заводах путем дробления, сушки и формовки .

В Германии брикеты из бурого угля производят компании RWE Power AG и Vattenfall Europe Mining AG (ранее Lausitzer Braunkohle AG ) . RWE продает свои брикеты под торговой маркой Union-Brikett и Vattenfall под торговой маркой Rekord-Brikett .

использовать

Кулон из бурого угля как пещерная находка каменного века ( Магдалина , 18–12 тыс. До н.э.)
Buschhaus электростанции вблизи Гельмштедте сгорает соли угля

Сегодня (2017 г.) 90 процентов лигнита - измельченного и высушенного - используется в качестве топлива для выработки электроэнергии и централизованного теплоснабжения на государственных и промышленных электростанциях. Остальные 10 процентов - это z. Б. перерабатывается в брикеты . Бурый уголь, который особенно богат битумом, используется для производства горного воска . В меньшей степени бурый уголь продается как почвенный субстрат вместо мульчи из коры .

В 2010 году потребление первичной энергии лигнита составило 1 637 ПДж (= почти 12 процентов от потребления первичной энергии в Федеративной Республике Германии (13 645 ПДж)). В 2016 году он составлял 1519 ПДж, а в 2017 году - 1510 ПДж.

экологические проблемы

Добыча бурого угля вызывает глубокое вмешательство в экологии в горных районах . Это стоит стремление минимизировать те антропогенные воздействия посредством перспективного экологического планирования и эффективного использования энергетических ресурсов.

МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата, IPCC) призывает к быстрой и фундаментальной трансформации глобального энергоснабжения, с тем чтобы предотвратить глубокие изменения климата. Это также включает постепенный отказ от производства электроэнергии из бурого угля . Производство электроэнергии из бурого угля немного выросло в ЕС в 2017 году, однако отказ от производства электроэнергии на основе бурого угля еще не выявлен.

Добыча и восстановление

Бурый угольный карьер Schleenhain недалеко от Хойерсдорфа в Саксонии

Сегодня бурый уголь в значительных количествах добывается в Европе только открытым способом. Добыча лигнита открытым способом связана с высоким уровнем землеустойчивости . Эти площади снова рекультивируются после того, как они были использованы горнодобывающей компанией . На площадях лесовосстановление и / или возвращение в сельское хозяйство путем целевого возделывания. Оставшиеся ямы обычно затопляют и превращают в озера для туристического использования ( Leipziger Neuseenland , Villeseen ).

В соответствии с немецким законодательством о добыче полезных ископаемых , чтобы иметь возможность извлекать месторождения как можно более полно, целые деревни перемещаются и раскапываются ( разрушаются ), что может привести к конфликтам с населением (см. Также список раскопанных городов ).

В прошлом бурый уголь в крупных масштабах добывался в гражданском строительстве во всех районах добычи бурого угля в Германии . С ростом механизации горные работы переместились в сторону открытых горных работ. Преимуществом гражданского строительства была, в частности, избирательная добыча различных видов угля. для химической промышленности. Основное внимание здесь уделялось центральному немецкому региону вокруг Галле. Как правило, горнодобывающие компании заключали с собственниками земли договор аренды, который предусматривал восстановление земель для сельскохозяйственных нужд после окончания добычи. Поэтому поля трещин над демонтированными частями месторождения были выровнены и возвращены владельцам. Этот процесс не всегда был бесконфликтным.

Согласно исследованию, опубликованному в 2016 году, резервы, принятые энергетическими компаниями на восстановление карьеров бурого угля, слишком низки и недоступны в чрезвычайной ситуации.

Загрязнение воздуха

Шлейфы пара из градирен электростанции из бурого угля Niederaussem недалеко от Кельна

Загрязнители воздуха

Электростанции из бурого угля выбрасывают различные загрязнители, некоторые из которых выбрасываются в окружающую среду, несмотря на фильтрацию выхлопных газов. Это включает Б. различные тяжелые металлы, ртуть и мелкая пыль . По сравнению с каменным углем, немецкий бурый уголь содержит только около трети радиоактивных элементов урана , тория и радия .

Соответствующие технические меры предосторожности позволили снизить выбросы диоксида серы и, в частности, летучей золы. Летучая зола z. Б. разделены электрофильтрами до 99,5%. Диоксид серы отделяется до 90% путем десульфуризации дымовых газов , в результате чего в качестве побочного продукта образуется большое количество гипса , который в основном используется в строительной отрасли.

Актуальность для климата

При сжигании лигнита неизбежно образуется углекислый газ . Электростанции, работающие на буром угле, как и все электростанции, работающие на ископаемых источниках энергии , при сгорании выделяют углерод, хранящийся в топливе, в атмосферу в виде двуокиси углерода. Кроме того, на электростанциях образуется большое количество водяного пара. Выбросы углекислого газа и водяного пара являются важными парниковыми газами как движущими силами глобального потепления . Углекислый газ, на долю которого приходится 77%, является наиболее важным парниковым газом, выделяемым в результате антропогенного воздействия. Согласно Четвертому отчету об оценке МГЭИК, если доля CO 2 в атмосфере удвоится по сравнению с доиндустриальным значением 280 частей на миллион, то к 2100 году можно ожидать повышения температуры на 2–6 ° C.

Так как углерод , содержащийся в топливе для преобразования энергии полностью превращается в двуокись углерода при оптимальном сгорании, высвобождение диоксида углерода не может быть предотвращено , в принципе , в таких электростанций, но может быть уменьшена только на время за счет лучшего эффективности электростанции и, как следствие, снижение потребления угля. Тем не менее, выбросы углекислого газа на электростанциях, работающих на буром угле, в размере 980–1230 г CO 2 / кВтч, из-за топлива, значительно выше, чем на других электростанциях, работающих на ископаемом топливе (см. Также: угольные электростанции ). Современные парогазовые электростанции с 410-430 г CO 2 / кВтч z. Б. только около трети углекислого газа от лигнитовых электростанций.

На электростанции из бурого угля приходится около половины выбросов углекислого газа, вызванных производством электроэнергии в Германии, в то время как доля бурого угля в производстве электроэнергии составляет лишь около четверти (значения относятся к 2011 году). Это приводит к увеличению выбросов CO 2 на 1 кВт · ч для бурого угля примерно в 3 раза по сравнению с другими источниками энергии, используемыми для выработки электроэнергии.

Предлагаемое и планируемое разделение CO 2 ( CCS - улавливание и хранение углерода) на электростанциях, не использующих диоксид углерода, связано с техническими, энергетическими и финансовыми затратами, что снижает эффективность и, таким образом, увеличивает потребление угля. В 2008 году энергетическая компания Vattenfall создала испытательную установку для отделения диоксида углерода в бранденбургском городе Шварце-Пумпе . Немецкие политики отказались от первоначальных планов по хранению уловленного таким образом углекислого газа под землей из-за народного сопротивления и «отсутствия воли» к его реализации. Технология CCS вызывает споры, так как в результате падает эффективность электростанций и нельзя гарантировать безопасное местонахождение CO 2 .

литература

  • Ханс-Георг Шефер: Происхождение и развитие термической очистки бурого угля . В: Chemiker-Zeitung . Лента 115 , нет. 1 , 1991, ISSN  0009-2894 , стр. 19-24 .
  • Wirtschaftsvereinigung Bergbau (Ред.): Руководство по горному делу . 5-е издание. Glückauf, Essen 1994, ISBN 3-7739-0567-X .
  • Фридрих Х. Франке, Клаус Дж. Гунстерманн, Майкл Дж. Паерш: Уголь и окружающая среда Комментарий = горнодобывающая промышленность, сырье, энергия. Лента 26 . Glückauf, Essen 1989, ISBN 3-7739-0518-1 .
  • Толе, Бернхард (1993) Бурый уголь как энергетический ресурс. Науки о Земле; 11, 2; 50-58; DOI: 10.2312 / geosciences . 1993.11.50 .

Смотри тоже

веб ссылки

Викисловарь: Бурый уголь  - объяснение значений, происхождение слов, синонимы, переводы
Commons : Brown Coal  - Коллекция изображений, видео и аудио файлов.

Сноски

  1. ↑ Ресурс бурого угля. (Больше не доступны в Интернете.) Deutscher Braunkohlen-Industrie-Verein эВ , архивируются с оригинала на 21 февраля 2014 года ; Проверено 3 февраля 2014 года .
  2. ↑ a b c Wirtschaftsvereinigung Bergbau (Ред.): Руководство по горному делу . 5-е издание. Glückauf, Essen 1994, ISBN 3-7739-0567-X , бурый уголь, стр. 181 .
  3. ↑ gvst.de ( Memento от 2 апреля 2018 года в Internet Archive )
  4. ↑ braunkohle-wissen.de ( Memento от 2 апреля 2018 года в Internet Archive )
  5. ↑ резервы, ресурсы и наличие энергетических ресурсов 2013. (PDF 11.5MB) Федеральный институт землеведения и природных ресурсов (BGR), стр. 88 , доступ к 6 декабря 2014 года .
  6. ↑ Согласно разделу Горное дело в Западной Штирии на веб-сайте Горного музея Карла-Шахта, по состоянию на 15 марта 2019 г.
  7. ↑ BGR Energy Study 2018. (PDF) Данные и события в области энергоснабжения Германии и мира. Федеральный институт землеведения и природных ресурсов, стр. 140 , доступ к 21 августа 2019 года .
  8. ^ Федеральная ассоциация немецкого бурого угля. Проверено 22 августа 2021 года .
  9. ^ BMWi: Уголь. Проверено 22 августа 2021 года .
  10. ↑ Энергопотребление в Германии в 2017 г. , стр. 26.
  11. ↑ Энгельберт Вайс: « Бурый уголь должен заменить агрохимикаты» на сайте www.mittelbayerische.de, 29 сентября 2015 г.
  12. ↑ Потребление энергии в Германии в 2012 году (PDF) Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen , стр. 2 , доступ к 3 февраля 2014 года .
  13. ↑ Энергопотребление в Германии в 2017 г. , стр. 26.
  14. ^ МГЭИК, Рабочая группа 3, Резюме для политиков
  15. ↑ 2017: Впервые в Европейском Союзе больше электричества от ветра, солнца и биомассы, чем от угля. В: agora-energiewende.de , 30 января 2018 г., по состоянию на 31 января 2018 г.
  16. ↑ Михаэль Хаубофд-Росар, Анке Шварценберг: Рекультивация сельскохозяйственных культур на угольном карьере Яншвальде компанией Vattenfall Europe Mining AG. (PDF 2.5MB) Проверено 3 февраля 2014 .
  17. ^ П. Франке и др.: 25 лет Карлу Адольфу Рибеку . 50 лет A. Riebeck'sche Montanwerke Aktiengesellschaft 1858 - 1933. Мюнхен 1933.
  18. ^ Немецкая ассоциация промышленности бурого угля (ред.): 50 лет добычи бурого угля в Центральной Германии . Festschrift к 50-летию Немецкого общества производителей бурого угля 1885–1935 гг. Первое издание. Кнапп, Галле, 1935, стр. 600 .
  19. ^ Отфрид Вагенбрет : промышленность бурого угля в Центральной Германии . Геология, история, вещественные доказательства. 1-е издание. Сакс, Марклеберг 2011, ISBN 978-3-86729-058-6 , стр. 352 .
  20. ^ FÖS / IASS: Финансовые положения в секторе бурого угля. Варианты обеспечения резервов для бурого угля и реализации принципа «загрязнитель платит». 2016 г. ( Памятка от 4 декабря 2016 г. в Интернет-архиве )
  21. ↑ a b Ответ федерального правительства на небольшой вопрос о будущем угольной энергетики. (PDF, 447kB) Бундестаг , 5 мая 2008, стр . 10 , доступ к 23 марта 2019 года .
  22. ↑ Валентин Крастан , Электроэнергетика 2 , Берлин, Гейдельберг, 2012 г., стр. 19f.
  23. ↑ Кристофер Шредер: Выбросы CO2. Климатический баланс электростанций. В: Süddeutsche Zeitung . sueddeutsche.de, 8 марта 2007, доступ к 20 января 2015 .
  24. ↑ Сравнение балансов CO 2 различных источников энергии. (PDF 1.1MB) (больше не доступны в Интернете.) Германский Бундестаг - Научные услуги, С. 20-21. , В архиве с оригинала на 21 ноября 2010 года ; Проверено 3 февраля 2014 года .
  25. ↑ Vattenfall останавливает миллиардные проекты по хранению CO2. В: Spiegel Online . 5 декабря 2011, доступ к 3 февраля 2014 .
  26. ↑ Исследователи ставят под сомнение безопасность и эффективность технологии CCS. В: Märkische Oderzeitung . 4 июня 2010, Проверено 21 апреля 2012 .