Cărbunele este un combustibil fosil format din resturi vegetale transformate, timp de milioane de ani, sub acțiunea presiunii și temperaturii. A avut un rol esențial în industrializare și este folosit încă pentru producerea electricității, a căldurii, a oțelului și a cimentului. Totuși, arderea sa produce cantități mari de dioxid de carbon și poluanți atmosferici, iar extracția poate afecta solul, apa și comunitățile locale.
Cum se formează cărbunele?
Procesul începe cu acumularea resturilor de plante în zone umede. În lipsa unei descompuneri complete, materia organică formează turbă. Pe măsură ce este acoperită de sedimente, presiunea și căldura elimină apa și substanțele volatile, iar concentrația de carbon crește. Transformarea lentă poartă numele de carbonificare.
Cărbunele este o resursă neregenerabilă: se formează într-un interval geologic, mult mai lung decât ritmul în care este extras și consumat. Din acest motiv, nu trebuie confundat cu sursele de energie regenerabilă, precum energia solară, eoliană sau hidroelectrică.
Principalele tipuri de cărbune
Clasificarea standard folosește rangul cărbunelui, determinat de gradul de transformare, conținutul de carbon, umiditate și puterea calorifică. Cele patru categorii principale sunt:
- Lignitul are rangul cel mai scăzut, multă umiditate și o putere calorifică redusă. Este folosit în special în centrale electrice aflate aproape de exploatări.
- Cărbunele subbituminos conține mai puțină umiditate și furnizează mai multă energie decât lignitul.
- Cărbunele bituminos are o putere calorifică mai mare și este utilizat atât pentru producerea electricității, cât și în industria siderurgică.
- Antracitul are rangul cel mai înalt, mult carbon fix și puține substanțe volatile. Este dur, lucios și mai rar întâlnit.
Turba este un precursor al cărbunelui, nu unul dintre cele patru ranguri principale. Termeni precum „cărbune termic” și „cărbune cocsificabil” descriu mai ales utilizarea sau proprietățile comerciale, nu ranguri geologice separate.
Cum produce o centrală pe cărbune electricitate?
Într-o centrală termoelectrică, cărbunele este măcinat și ars într-un cazan. Căldura transformă apa în abur la presiune ridicată, aburul pune în mișcare o turbină, iar generatorul conectat la aceasta produce electricitate. După trecerea prin turbină, aburul este răcit și condensat, iar apa reintră în circuit.
Așadar, cărbunele este folosit în centrale termoelectrice, nu în centrale hidroelectrice. Hidrocentralele utilizează energia apei în mișcare și nu necesită arderea unui combustibil.
La ce este utilizat cărbunele?
- Producerea electricității și a căldurii: cărbunele este ars în centrale și instalații industriale.
- Fabricarea oțelului: anumite sortimente de cărbune bituminos sunt transformate în cocs, folosit în furnale.
- Producția de ciment: poate furniza energia termică necesară cuptoarelor.
- Industria chimică: prin gazeificare și alte procese se pot obține gaze de sinteză și produse chimice.
Avantajele cărbunelui
Din punct de vedere tehnic și economic, cărbunele poate fi depozitat, transportat și utilizat independent de condițiile meteorologice. Infrastructura existentă și disponibilitatea regională au susținut mult timp securitatea aprovizionării și industriile grele. Aceste avantaje explică utilizarea sa, dar nu elimină costurile climatice, sanitare și ecologice.
Impactul asupra mediului și sănătății
Arderea cărbunelui eliberează dioxid de carbon, principalul gaz cu efect de seră rezultat din activitățile energetice. Centralele pot emite și dioxid de sulf, oxizi de azot, particule fine și metale grele. Instalațiile moderne reduc o parte dintre acești poluanți, dar nu elimină emisiile de CO₂ rezultate din ardere.
Minele de suprafață modifică relieful și habitatele, iar minele subterane pot produce tasări și evacua ape contaminate. Praful și poluanții atmosferici sunt asociați cu probleme respiratorii și cardiovasculare. Pentru o imagine mai largă, vezi și ghidurile despre mediul înconjurător și principalele tipuri de poluare.
Cărbunele și tranziția energetică
Înlocuirea treptată a centralelor pe cărbune fără captarea emisiilor este importantă pentru reducerea impactului climatic. Tranziția presupune extinderea energiei curate, modernizarea rețelelor, stocare, eficiență energetică și sprijin pentru lucrătorii și regiunile dependente de minerit.
Închiderea exploatărilor trebuie planificată astfel încât comunitățile să aibă acces la reconversie profesională, investiții și activități economice alternative. Comisia Europeană sprijină o tranziție echitabilă în regiunile carbonifere, tocmai pentru ca schimbarea să reducă emisiile fără a abandona comunitățile locale.
Întrebări frecvente
Este cărbunele o sursă regenerabilă?
Nu. Formarea sa durează milioane de ani, iar rezervele sunt finite.
Care este tipul de cărbune cu cel mai mult carbon?
Antracitul are rangul cel mai înalt și cel mai mare procent de carbon fix dintre categoriile principale.
Cărbunele este folosit în hidrocentrale?
Nu. Centralele pe cărbune sunt termoelectrice; hidrocentralele folosesc energia apei.