El carbón varía en su composición, uso global y valor energético
Los carbones de composición variable se usan como combustible fósil combustible para generar electricidad y producir acero en todo el mundo. Ha sido la fuente de energía de más rápido crecimiento en todo el mundo en el siglo XXI, según la Agencia Internacional de Energía.
Acerca de la producción de carbón
La gente no "produce" carbón. Los procesos geológicos y la materia orgánica en descomposición lo crean a lo largo de miles de años. Se extrae de formaciones subterráneas o "vetas", a través de túneles subterráneos o eliminando grandes áreas de la superficie de la tierra. El carbón excavado debe limpiarse, lavarse y procesarse para prepararlo para uso comercial.
China actualmente produce más carbón que cualquier otro país en el mundo, aunque sus reservas probadas ocupan el cuarto lugar detrás de los EE. UU., Rusia e India. La AIE estima que la oferta mundial debería aumentar a una tasa de aproximadamente 0,6 por ciento hasta 2020.
Exportadores e importadores de carbón
Australia encabeza la lista mundial de exportadores, ya que envió 298 millones de toneladas métricas de carbón al extranjero en 2010. Indonesia y Rusia ocuparon el segundo y tercer lugar, y exportaron 162 y 109 millones de toneladas métricas, respectivamente. Estados Unidos ocupó el cuarto lugar a nivel mundial, tras haber enviado 74 millones de toneladas métricas más allá de sus fronteras ese mismo año.
Confianza en el carbón
Sudáfrica depende en gran medida del carbón, tomando el 93 por ciento de su energía eléctrica de esta fuente de energía. China y la India también dependen en gran medida del carbón para cantidades sustanciales de su energía en 79 y 69 por ciento, respectivamente. EE. UU. Toma el 45 por ciento de su electricidad de esta fuente, ubicándose en el puesto 11 en la lista global de países que generan electricidad a partir de esta fuente.
Tipos de carbón duro y suave
El carbón se divide en dos categorías principales : duro y blando. El carbón suave también se conoce como carbón pardo o lignito. China produce más carbón duro que cualquier otro país por un factor de alrededor de tres. La friolera de 3.162 millones de toneladas métricas de carbón duro producido por China empequeñece la producción de los productores clasificados segundo y tercero: los EE. UU. En 932 millones de toneladas métricas e India en 538 millones de toneladas métricas.
Alemania e Indonesia casi empatan por el honor de los máximos honores en la producción de carbón bituminoso. Estos países desenterraron 169 millones y 163 millones de toneladas métricas respectivamente.
Coking Coal versus Steam Coal
El carbón coquizable, también conocido como carbón metalúrgico, tiene un bajo contenido de azufre y fósforo y puede soportar altas temperaturas. El carbón coquizable se introduce en los hornos y se somete a una pirólisis libre de oxígeno, un proceso que calienta el carbón a aproximadamente 1.100 grados centígrados. Lo derrite y elimina los compuestos volátiles y las impurezas para dejar carbón puro. El carbón líquido, purificado y licuado se solidifica en grumos llamados "coque" que se pueden alimentar en un alto horno junto con mineral de hierro y piedra caliza para producir acero.
El carbón de vapor, también conocido como carbón térmico, es adecuado para la producción de energía eléctrica.
El carbón de vapor se moltura en un polvo fino que se quema rápidamente a altas temperaturas y se usa en las plantas de energía para calentar el agua en las calderas que funcionan con turbinas de vapor. También se puede usar para proporcionar calefacción para hogares y negocios.
Energía en el carbón
Todos los tipos de carbón contienen carbono fijo, que proporciona energía almacenada y cantidades variables de humedad, cenizas, materia volátil, mercurio y azufre. Debido a que las propiedades físicas y la calidad del carbón varían ampliamente, las centrales de carbón deben diseñarse para acomodar las propiedades específicas de la materia prima disponible y para reducir las emisiones de contaminantes como azufre, mercurio y dioxinas.
El potencial de energía almacenada en el carbón se describe como el "valor calorífico", "valor de calentamiento" o "contenido de calor". Se mide en Btu o MJ / kg. Btu significa unidad térmica británica, la cantidad de calor que calentará aproximadamente 0,12 galones estadounidenses - una libra de agua - en un grado Fahrenheit a nivel del mar.
Btu a veces se escribe como BTU.
MJ / kg significa milijulio por kilogramo y es la cantidad de energía almacenada en un kilogramo. Esta es una expresión de la densidad de energía para combustibles medida por peso.
El carbón libera energía térmica o calor cuando se quema, junto con carbono y ceniza. La ceniza está compuesta de minerales como hierro, aluminio , piedra caliza, arcilla y sílice, así como oligoelementos como el arsénico y el cromo.
Tipos de carbón comparados y clasificados
La organización internacional de estándares ASTM ha emitido un método de clasificación para clasificar los grados de carbón formado a partir de sustancias húmicas a base de turba biodegradadas y material orgánico o vitrinita. La clasificación del carbón se basa en niveles de metamorfosis geológica, carbono fijo y valor calorífico. Se conoce como ASTM D388 - 05 Clasificación estándar de carbones por rango.
¿Cómo se comparan los cuatro tipos? Como regla general, cuanto más duro es el carbón, mayor es su valor energético y rango. La siguiente es una clasificación comparativa de cuatro tipos diferentes de carbón, desde el más denso en carbono y energía hasta el menos denso:
| Rango | Tipo de carbón | Valor Calorífico (MJ / kg) |
|---|---|---|
| # 1 | Antracita | 30 milijulios por kilogramo |
| # 2 | Bituminoso | 18.8-29.3 millijoule por kilogramo |
| # 3 | Sub-bituminoso | 8.3-25 milijulios por kilogramo |
| # 4 | Lignito (carbón marrón) | 5.5-14.3 millijoule por kilogramo |