O carvão varia em sua composição, uso global e valor energético
Carvões de composição variada são usados como um combustível fóssil para gerar eletricidade e produzir aço em todo o mundo. Tem sido a fonte de energia que mais cresce no mundo no século 21, de acordo com a Agência Internacional de Energia.
Sobre a produção de carvão
As pessoas não "produzem" carvão. Processos geológicos e matéria orgânica em decomposição criam milhares de anos. É extraído de formações subterrâneas ou "costuras", através de túneis subterrâneos, ou removendo grandes áreas da superfície da Terra. O carvão escavado deve ser limpo, lavado e processado para prepará-lo para uso comercial.
Atualmente, a China produz mais carvão do que qualquer outro país do mundo, embora suas reservas provadas estejam em quarto lugar, atrás das dos EUA, Rússia e Índia. A AIE estima que a oferta global deve aumentar a uma taxa de cerca de 0,6% até 2020.
Exportadores e importadores de carvão
A Austrália lidera a lista mundial de exportadores, tendo enviado 298 milhões de toneladas métricas de carvão para o exterior em 2010. A Indonésia e a Rússia ficaram em segundo e terceiro lugar, exportando 162 e 109 milhões de toneladas métricas, respectivamente. Os EUA ficaram em quarto lugar globalmente, tendo embarcado 74 milhões de toneladas além de suas fronteiras no mesmo ano.
Dependência de Carvão
A África do Sul depende mais do carvão, absorvendo 93% de sua energia elétrica dessa fonte de energia. A China e a Índia também dependem fortemente do carvão para quantidades substanciais de sua energia em 79 e 69 por cento, respectivamente. Os EUA retiram 45% de sua eletricidade dessa fonte, ocupando a 11ª posição na lista global de países que geram energia a partir dessa fonte.
Tipos duros e macios de carvão
O carvão se divide em duas categorias principais : duro e macio. O carvão macio também é conhecido como carvão marrom ou lignito. A China produz mais carvão do que qualquer outro país por um fator de cerca de três. As imensas 3,162 milhões de toneladas métricas de carvão produzido pela China superam a produção do segundo e terceiro produtores - os EUA em 932 milhões de toneladas e a Índia em 538 milhões de toneladas.
A Alemanha e a Indonésia quase empatam com a honra de grandes homenagens na produção de carvão marrom macio. Estes países desenterraram 169 milhões e 163 milhões de toneladas, respectivamente.
Carvão Coque Versus Carvão Vapor
O carvão de coque, também conhecido como carvão metalúrgico, tem baixo teor de enxofre e fósforo e pode suportar altas temperaturas. O carvão de coque é alimentado em fornos e submetido à pirólise livre de oxigênio, um processo que aquece o carvão a aproximadamente 1.100 graus Celsius. Ele derrete e expulsa quaisquer compostos voláteis e impurezas para deixar carbono puro. O carbono liquefeito, quente e purificado, solidifica em aglomerados chamados "coque" que podem ser alimentados em um alto-forno junto com minério de ferro e calcário para produzir aço.
O carvão a vapor, também conhecido como carvão térmico, é adequado para produção de energia elétrica.
O carvão a vapor é moído em um pó fino que queima rapidamente em altas temperaturas e é usado em usinas de energia para aquecer água em caldeiras que operam turbinas a vapor. Também pode ser usado para fornecer aquecimento de espaço para residências e empresas.
Energia em Carvão
Todos os tipos de carvão contêm carbono fixo, que fornece energia armazenada e quantidades variáveis de umidade, cinza, matéria volátil, mercúrio e enxofre. Como as propriedades físicas e a qualidade do carvão variam amplamente, as usinas termoelétricas a carvão devem ser projetadas para acomodar as propriedades específicas da matéria-prima disponível e reduzir as emissões de poluentes como enxofre, mercúrio e dioxinas.
O potencial de energia armazenado dentro do carvão é descrito como o "valor calorífico", "valor de aquecimento" ou "teor de calor". É medido em Btu ou MJ / kg. Btu significa unidade térmica britânica, a quantidade de calor que vai aquecer aproximadamente 0,12 galões americanos - um quilo de água - por um grau Fahrenheit ao nível do mar.
Btu às vezes é escrito como BTU.
MJ / kg significa milijoule por quilograma e é a quantidade de energia armazenada em um quilograma. Esta é uma expressão da densidade de energia para combustíveis medidos por peso.
O carvão libera energia térmica ou calor quando é queimado, junto com carbono e cinza. A cinza é composta de minerais como ferro, alumínio , calcário, argila e sílica, além de oligoelementos como o arsênico e o cromo.
Tipos de carvão comparados e classificados
A organização internacional de normas ASTM emitiu um método de classificação para classificar os tipos de carvão formados a partir de substâncias húmicas e materiais orgânicos ou vitrinita biodegradados. O ranking do carvão é baseado em níveis de metamorfose geológica, carbono fixo e valor calorífico. É conhecida como classificação padrão ASTM D388 - 05 de carvões por classificação.
Como os quatro tipos se comparam? Como regra geral, quanto mais difícil o carvão, maior o seu valor energético e classificação. O seguinte é um ranking comparativo de quatro diferentes tipos de carvão, desde o mais denso em carbono e energia até o menos denso:
| Classificação | Tipo de carvão | Valor Calorífico (MJ / kg) |
|---|---|---|
| # 1 | Antracite | 30 milijoule por quilo |
| # 2 | Betuminoso | 18,8–29,3 millijoule por quilograma |
| # 3 | Sub-betuminoso | 8,3-25 milijoule por quilograma |
| # 4 | Lignito (carvão marrom) | 5,5–14,3 milijoule por quilograma |