NATURALNE ŹRÓDŁA WĘGLOWODORÓW
Ropa naftowa, czyli olej skalny, jest najważniejszym surowcem węglowodorowym do otrzymywania cennych produktów przemysłowych, np. benzyny, nafty, olejów smarowych, parafiny.
Mimo że źródła jej znane były już w starożytności, to jednak rozwój przemysłu naftowego datuje się dopiero od drugiej połowy XIX stulecia.
Pochodzenie złóż ropy naftowej tłumaczono rozmaicie. Mendelejew wysunął teorię nieograniczonego pochodzenia ropy z węglików metali ciężkich, z których składa się jądro Ziemi. Węgliki te pod wpływem wody rozłożyły się na węglowodory, tworzące ropę. Mimo że teoria ta znalazła wielu zwolenników, nie tłumaczy ona jednak obecności w ropie związków azotowych ani związków optycznie czynnych. Później badacze niemieccy Engler i Hoefer wyrazili pogląd, że ropa powstała z tłuszczu zwierząt żyjących w odległych epokach geologicznych. Wreszcie w roku 1877 polski uczony Bronisław Radziszewski wysunął przypuszczenie, że ropa naftowa mogła powstać także z roślin. Za hipotezą Englera przemawia fakt, że przez destylację tranu rybiego pod wysokim ciśnieniem otrzymuje się produkt zbliżony do nafty, za hipotezą zaś Radziszewskiego - doświadczalnie stwierdzona fermentacja celulozy pod wpływem pewnych bakterii żyjących w mule jezior. Produktami tej fermentacji są metan i dwutlenek węgla. Drugim dowodem słuszności teorii Radziszewskiego jest stwierdzenie w ropie naftowej obecności śladów chlorofilu, barwnika roślin zielonych.
Ropa naftowa jest ciemnobrunatną cieczą o gęstości 0,79 - 0,96 g/ml i o swoistym zapachu. Barwa jej bywa również jasna i słabo opalizująca. W wodzie ropa się nie rozpuszcza.
Głównymi składnikami ropy naftowej są rozmaite węglowodory:
- nasycone węglowodory parafinowe, a więc homologi metanu,
- małe ilości węglowodorów oleinowych (homologi etylenu),
- nasycone węglowodory cykliczne, tzw. węglowodory naftenowe, pochodne cyklopentanu i cykloheksanu o wzorze CnH2n,
- węglowodory aromatyczne, pochodne benzenu C6H6.
Udział procentowy wymienionych węglowodorów jest różny w ropach różnego pochodzenia. W ropach pensylwańskich główny składnik stanowią węglowodory parafinowe, zaś ropa kaukaska zawiera głównie (do 90%) węglowodory naftenowe; ropy podkarpackie zajmują miejsce pośrednie między obydwoma wymienionymi typami rop.
Węglowodorom w ropie naftowej towarzyszą również inne związki organiczne, zawierające tlen, azot i siarkę. W zależności od zawartości siarki, klasyfikuje się ropę naftową na: niskosiarkowe - zawierające do 0,5% S, wysokosiarkowe zawierające powyżej 0,5% siarki. Zawartość siarki w niektórych ropach naftowych dochodzi do 6%. Ze względu na typ związków chemicznych przeważających w ropie naftowej wyróżnia się najczęściej ropy bezparafinowe, parafinowe, naftenowe, aromatyczne.
Ropa naftowa bardzo rzadko występuje w skałach, z którymi jest związana genetycznie (skały ilaste); pod wpływem ciśnienia warstwy nadległych lub ciśnienia górotwórczego zostaje ona wyciśnięta ze skał macierzystych i ulega przemieszczeniu (migracji) oraz nagromadzeniu w skałach porowatych lub silnie spękanych, zwanych kolektorami (najczęściej żwiry, piaski, piaskowce wapienne i dolomity). Niezbędnym warunkiem powstania złoża ropy naftowej jest odpowiednia struktura geologiczna (głownie antyklina, warstwa obcięta uskokami) umożliwiająca zatrzymanie ropy w kolektorze przez warstwy nieprzepuszczalne, np. łupki ilaste. Ropa rzadko wypływa samorzutnie z wnętrza pokładów skalnych, leżących często na bardzo znacznych głębokościach
. Ropie towarzyszy często gaz ziemny pod wysokim ciśnieniem, który powoduje samoczynny jej wytrysk z szybu. Skosro jednak ciśnienie gazu spadnie, wypływ ropy ustaje i wtedy trzeba ropę okresowo wypompowywać. Z biegiem czasu każdy szyb ulega wyczerpaniu. Surowa ropa naftowa może służyć jako materiał opałowy. Jednak tego rodzaju jej zużycie jest bardzo nieekonomiczne, ponieważ traci się cenne produkty, które można by wyodrębnić z niej za pomocą specjalnej przeróbki.
WYSTEPOWANIE
ŚWIAT
Szacuje się, że największe zasoby ropy naftowej występują w basenie Zatoki Perskiej - ok. 67% wszystkich rezerw, głównie w prowincji Al-Hasa w Arabii Saudyjskiej, w prowincji Chuzestan w Iranie, w okolicach Mína'al-Ahmadí w Kuwejcie, w rejonie Kirkuk w Iraku oraz w rejonie Abu Zabí w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Z pozostałych 33% udokumentowanych złóż do największych należą:
1) w Rosji - na Nizinie Zachodniosyberyjskiej, na Morzu Kaspijskim, w Regionie Wołżańsko-Uralskim, na Sachalinie i w Kotlinie Fergany.
2) w USA - w zwartym regionie obejmującym: Teksas, Luizjanę, Nowy Meksyk, Oklahomę i Zatokę Meksykańską oraz w Kalifornii (Santa Barbara), w Górach Skalistych i na Alasce.
3) w Meksyku - w prowincji Chiapas, na Półwyspie Jukatan.
4) w Wenezueli - nad jeziorem Maracaibo.
5) w Afryce - w Libii, Algierii, Egipcie, Tunezji, w basenie i na wybrzeżu Zatoki Gwinejskiej (Nigeria, Gabon, Zair, Kongo, Kamerun, Angola.
6) w Chinach - w Mandżurii, u ujścia Żółtej Rzeki, na szelfie Morza Żółtego i Wschodniochińskiego.
7) w Indonezji - na wyspach Borneo, Sumatra i Jawa.
8) w Europie - na szelfie Morza Północnego (Wielka Brytania, Norwegia, Dania), w Rumunii (Karpaty), Francji (Basen Paryski), Chorwacji (okolice Zagrzebia), Niemczech (nad rzeką Ems), we Włoszech (Sycylia, Nizina Padańska).
POLSKA
Ropa naftowa występuje w Polsce na Podkarpaciu w okolicach Krosna i Jasła. Pewne zasoby zalegają również w szelfie morza Bałtyckiego . Zasoby ropy naftowej w Polsce są niewielkie i dlatego krajowe wydobycie ropy w ilości ok. 300 tys. ton zaspokaja zaledwie 2% potrzeb krajowych . Tak więc przerabiana w Polsce ropa naftowa prawie w całości pochodzi z importu ( głównie z Rosji ).
W Polsce istnieją dwie duże i pięć małych rafinerii ropy naftowej przetwarzających ogółem ok. 15 mln. ton ropy rocznie.
PRZERÓBKA
Podstawowa przeróbka ropy naftowej polega na destylacji. Obecnie destylacja jest procesem bardzo skomplikowanym i przeprowadza się ją na olbrzymią skalę w tzw. rafineriach, gdzie otrzymane produkty poddaje się oczyszczaniu i dalszej przeróbce. Pierwszą destylację ropy naftowej dokonał polski aptekarz w Krośnie , Ignacy Łukasiewicz, w roku 1852. Jego zasługą również jest wynalezienie lampy naftowej oraz zastosowanie nafty do celów oświetleniowych. W roku 1854 Łukasiewicz założył pierwszą na świecie kopalnię ropy naftowej w Krośnie.
W zależności od rodzaju ropy naftowej oraz produktów, jakie mają być z niej otrzymane stosuje się odpowiednie technologie przeróbki ropy naftowej. Ropę naftową poddaje się przeróbce w rafineriach paliwowo - olejowych, paliwowych oraz w rafineriach wytwarzających produkty specjalne. Technologia przeróbki ropy naftowej w rafineriach paliwowo - olejowych opiera się na zachowawczej metodzie przeróbki ropy polegającej na rozdziale ropy naftowej na frakcje, bez chemicznej zmiany jej składników. Rozdział ten uzyskuje się poddając ropę naftową destylacji pod ciśnieniem atmosferycznym - dla frakcji wrzących do temperatury 300 - 350 ºC i pod ciśnieniem zmniejszonym (w celu uniknięcia rozkładu składników ropy naftowej) dla frakcji wrzących powyżej tej temperatury. W nowocześnie urządzony rafineriach ropy naftowej stosuje się destylację ciągłą rurowo - wieżową i od razu odbiera się dość zróżnicowane produkty destylacji.
Podczas destylacji frakcyjnej z surowej ropy naftowej otrzymuje się następujące produkty:
Eter naftowy, zbierany do temperatury 70 ºC, o gęstości poniżej 0,7 g/ml, składa się głównie z najlżejszych węglowodorów zawierających nie więcej niż sześć atomów węgla w cząsteczce. Zastosowanie: jako benzyna apteczna albo rozpuszczalnik do ekstrakcji.
Benzyna lekka, zbierana od 60 do 100 ºC i o gęstości 0,7 - 0,75 g/ml, stosowana głównie jako benzyna lotnicza.
Benzyna ciężka, wrząca w granicach 100 - 150 ºC o gęstości 0,75 g/ml, używana jako benzyna samochodowa.
Ligroina, zwana inaczej benzyną lakową, wrze w granicach 100 - 180 st. C.
Podane powyżej granice temperatur wrzenia poszczególnych frakcji oraz ich gęstość nie charakteryzują dokładnie danego rodzaju benzyny. Zależnie od pochodzenia ropy i od przeznaczenia destylatu granice te mogą się wahać.
Nafta jest produktem destylacji ropy odbieranym w granicach temperatur wrzenia 215 - 325 st. C. Surową naftę otrzymaną z pierwszej destylacji i zawierającą sporo smolistych zanieczyszczeń poddaje się następnie rafinacji chemicznej. Oczyszczona nafta powinna być trudno zapalna, a więc nie może zawierać lotnych składników, charakterystycznych dla benzyny. Temperatura zapłonu nafty, zgodnie z przepisami, wynosi 39 st. C. A zatem nafta nie powinna zapalać się w zetknięciu ze stosunkowo zimnym płomieniem zapałki.
Oleje naftowe. Pozostałość po destylacji ropy naftowej pod zwykłym ciśnieniem, wrzącą powyżej 325 ºC, poddaje się następnie destylacji próżniowej (pod zmniejszonym ciśnieniem), otrzymując rozmaite produkty przemysłowe, a przede wszystkim różne oleje naftowe. Należą do nich oleje smarowe, oleje silnikowe (używane do silników Diesla), oleje gazowe (przerabiane za pomocą pirolizy na mieszaninę gazów, używaną do oświetlania) oraz olej parafinowy, z którego przez wymrażanie wykrystalizowuje się parafinę służącą do wyrobu świec. Z niskogatunkowych rop, nie nadających się do wytwarzania wyżej wymienionych olejów naftowych, otrzymuje się oleje opałowe (mazut) stosowane na statkach lub w przemyśle.
Parafina stała topi się w temperaturze 15 - 60 st. C. Jest prawie bezbarwnym przezroczystym lub półprzezroczystym ciałem krystalicznym. Składnikami parafiny są węglowodory o zawartości węgla C19 - C39. Parafina służy do wyrobu świec oraz jako materiał izolacyjny w elektrotechnice.
Wazelina jest również produktem destylacji niektórych gatunków ropy naftowej i stanowi pozostałość po oddestylowaniu lżejszych składników. Wazelin surowa jest żółtoczerwoną lub ciemnozieloną półstała masą, używaną jako smar, nie ulegający zmianom na powietrzu ( w odróżnieniu od tłuszczów). Przez rafinację chemiczną za pomocą stężonego kwasu siarkowego, który następnie usuwa się za pomocą wody, otrzymuje się bezbarwną wazelinę farmaceutyczną, służącą do wyrobu maści.
Smoła ropna (inaczej asfalt naftowy) jest ostateczną pozostałością po przeróbce ropy naftowej, stosuje się ją np. po pokrywania nawierzchni dróg.
Ze względu na stale rosnące zapotrzebowanie na benzynę można ją również otrzymywać bądź to z małowartościowych olejów ciężkich, bądź też z ropy naftowej, poddając te surowce procesowi krakowania (kraking), czyli rozszczepianiu węglowodorów o długim łańcuchu węglowodorowym na węglowodory o krótszych łańcuchach (crack - znaczy po angielsku - pękanie, rozszczepianie).Krakowanie nazywa się również destylacją rozkładową. W zależności od warunków prowadzenia procesu rozróżnia się krakowanie termiczne oraz krakowanie katalityczne.
CHARAKTERYSTYKA
Opinie na temat pochodzenia geologicznego gazu ziemnego nie są w pełni zgodne . Jedna z hipotez głosi , że jego pochodzenie geologiczne jest identyczne jak pochodzenie złóż ropy naftowej . Taka sama jak dla ropy jest również technika poszukiwań złóż gazu i wierceń.
Gaz ziemny jest paliwem gazowym pochodzenia naturalnego. Jest mieszaniną węglowodorów gazowych (metanu CH4 , etanu C2H6 , propanu C3H6 itp.), ciekłych oraz zmiennych ilości azotu N2, dwutlenku węgla CO2, siarkowodoru H2S, wodoru H2 i domieszek gazów szlachetnych (helu He, argonu Ar itp.).
W skorupie ziemskiej gaz ziemny występuje:
- swobodnie - w postaci gazowej lub związany w stałych hydratach węglowodorów;
- w postaci rozpuszczonej - w wodach podziemnych lub ropie naftowej.
Złoża gazu ziemnego są związane najczęściej ze skałami osadowymi (gliny, piaski, piaskowce, skały węglanowe), rzadziej natomiast ze skałami magmowymi czy też metamorficznymi (przeobrażonymi).
Gaz ziemny jest stosowany do celów grzewczych, jako paliwo w silnikach oraz do syntez chemicznych.
WYSTĘPOWANIE
ŚWIAT
Największe złoża tego surowca występują w:
- Rosji - północna część Niziny Zachodniosyberyjskiej (Tiumeń, Urengoj, Płw. Jamał), południowy Ural (Orenburg), północny Kaukaz (Stawropol), dorzecze Leny, rejon Morza Kaspijskiego i Morza Barentsa;
- rejonie Zatoki Perskiej i północnej Afryce;
- rejonie Zatoki Meksykańskiej i Morza Karaibskiego;
POLSKA
Złoża gazu ziemnego w Polsce występują w podkarpackim rejonie roponośnym ( gaz mocny – ok. 90% metanu ) oraz na terenach zachodnich ( tzw. gaz ziemny zaazotowany o zawartości ok. 50% metanu i 50% azotu ) . Zasoby i wydobycie gazu ziemnego są niewystarczające dla zaspokojenia krajowego zapotrzebowania na to paliwo. W Polsce wydobywa się ok. 2 mld m3 gazu ziemnego wysokometanowego i 2,8 mld m3 gazu ziemnego zaazotowanego. Około 7 mld m3 wysokometanowego gazu ziemnego importuje się z Rosji
PRZERÓBKA
Gazu ziemnego nie poddaje się przeróbce.
CHARAKTERYSTYKA
Węgiel to kopalina pochodzenia organicznego, utworzona głównie z biomasy roślin lądowych (od mchów do drzew włącznie), które przed milionami lat w okresie geologicznym karbonu i permu, w drodze fotosyntezy, pobrały z atmosfery dwutlenek węgla i wykorzystując energię promieniowania słonecznego padającego na ziemię w tamtych zamierzchłych epokach, wbudowały zawarty w asymilowanym CO2 węgiel pierwiastkowy w złożone związki organiczne składające się na ich biomasę. Z biegiem czasu, umierające rośliny tworzyły grube pokłady biomasy, które następnie na skutek procesów erozyjnych i górotwórczych przykryte zostały wierzchnimi warstwami geologicznymi. W wyniku złożonych procesów chemicznych zachodzących w warunkach wysokiego ciśnienia spowodowanego naciskającą na pokłady biomasy roślinnej warstwą górotworu, nastąpił tzw. Proces uwęglania czyli wzbogacenia biomasy w węgiel pierwiastkowy. Z biomasy najpierw powstawał torf. W skutek dalszego uwęglania torf przekształca się w węgiel brunatny, a następnie w węgiel kamienny. Najstarsza i najbardziej uwęglona forma węgla kamiennego to antracyt.
W Polsce można spotkać wszystkie z wyżej wymienionych paliw węglowych. To, czy w danym miejscu występuje torf, czy węgiel brunatny, czy też kamienny zależy od wieku danej formacji geologicznej.
Węgiel kamienny, jeden z węgli kopalnych zawierający 78-92% pierwiastka węgla (do węgla kamiennego zalicza się też antracyt zawierający do 97% węgla). Barwa czarna. Zwarty, kruchy. Przy spalaniu daje długi, błyszczący płomień.
Węgiel kamienny należy do węgli humusowych, niejednorodnych w swej strukturze, stanowiących mieszaninę kilku odmian petrograficznych (różniących się twardością i połyskiem), tworzących pojedyncze pasma. Należą do nich:
1) fuzyn - węgiel włóknisty,
2) duryn - węgiel matowy,
3) klaryn - węgiel półbłyszczący,
4) witryn - węgiel błyszczący.
Ze względu na zastosowanie rozróżnia się kilka typów technologicznych węgla kamiennego, określanych poprzez takie właściwości jak: spiekalność, zawartość składników lotnych, ciśnienie rozprężania i ciepło spalania.
Stosowany przede wszystkim jako opał. Stanowi także surowiec wykorzystywany w przemyśle chemicznym, przede wszystkim jest on stosowany jako paliwo.
WYSTĘPOWANIE
Węgiel kamienny jest na świecie szeroko rozpowszechniony. Występuje głównie w utworach paleozoicznych (karbon, perm) i mezozoicznych.
SWIAT
Największe złoża: Rosja (Zagłębia: Peczorskie, Kuźnieckie, Tunguskie, Leńskie), Ukraina (Zagłębie Donieckie), Wielka Brytania (Zagłębia: Yorkshire, Durham, Derbyshire), Niemcy (Zagłębia Ruhry i Saary), USA, Kanada, Chiny, Australia, Indie i RPA. Wydobywany jest obecnie w 58 krajach.
POLSKA
W Polsce najbardziej zasobne złoża występują w utworach karbonu na Górnym Śląsku (Górnośląskie Zagłębie Węglowe) i Lubelszczyźnie (Lubelskie Zagłębie Węglowe), a także na Dolnym Śląsku (okolice Wałbrzycha i Nowej Rudy). Udokumentowane zasoby węgla kamiennego w Polsce wynoszą 65 mld ton, z czego 28 mld ton stanowią zasoby zagospodarowane.
PRZERÓBKA
Pirogenizacja (sucha destylacja węgla) jest to proces rozkładu węgla, polegający na ogrzewaniu go w temp. Około 1000 C ,bez dostępu powietrza. Produktem suchej destylacji jest miedzy innymi gaz świetlny(gaz koksowniczy). Po oczyszczeniu, głównymi składnikami gazu koksowniczego są: wodór (45-60%), metan (20-30%) i azot (4-8%).
Jako surowiec energetyczny najkorzystniej użyć ?
Węgiel jest paliwem kłopotliwym w transporcie i użytkowaniu. Nadaje się głównie do spalania w elektrowniach i elektrociepłowniach w kotłach parowych o dużej mocy
(200-500 MW) i wysokiej sprawności dochodzącej do 90%. Technika spalania węgla nie jest łatwa. Wysokosprawne paleniska węglowe to paleniska zasilane pyłem węglowym. W takie właśnie paleniska wyposażane są kotły w elektrowniach. Dlatego przed wprowadzeniem węgla do paleniska poprzez palnik trzeba go rozdrobnić na pył. Potrzeba na to wydatkować pewną ilość pieniędzy i energii.
Przy spalaniu paliw stałych np. węgla kamiennego czy brunatnego mamy do czynienia ze składowaniem odpadów zanieczyszczających powierzchnię ziemi.
Wielkość emisji dwutlenku węgla na jednostkę energii:
Emisja w kg CO2/GJ w % (gaz=100%)
Torf 102,7 183,0
Węgiel brunatny 101,2 180,4
Antracyt 98,3 175,2
Węgiel kamienny 94,6 168,6
Olej opałowy 77,4 137,9
Olej napędowy 74,1 132,0
Ropa naftowa 74,1 132,0
Benzyna 66,0 117,6
Gaz ziemny 56,1 100,0
Mimo, że od gazu ziemnego "czystsza" wydaje się energia elektryczna, mało kto uświadamia sobie fakt, że źródłem tej energii jest w Polsce przede wszystkim węgiel kamienny i brunatny.
Około połowy węgla kamiennego (45% całkowitego zużycia) zużywa się w naszym kraju do produkcji energii elektrycznej. Praktycznie cały wydobywany w Polsce węgiel brunatny (kopalnie odkrywkowe) zużywany jest w sąsiadujących z kopalniami elektrowniach dla produkcji energii elektrycznej.
EKOLOGIA
Międzynarodowe organizacje ekologiczne biją na alarm i jednogłośnie domagają się ograniczenia zanieczyszczania środowiska naturalnego poprzez zmniejszenie emisji szkodliwych substancji i gazów.
Efekt cieplarniany spowodowany zanieczyszczeniem atmosfery, może przynieść całej naszej planecie nieodwracalne, katastrofalne skutki.
Dlatego coraz powszechniejsza staje się świadomość, że spośród paliw naturalnych, używanych w gospodarce gaz ziemny jest najczystszym nośnikiem energii. Podczas jego spalania nie powstają zanieczyszczające środowisko naturalne : dwutlenek siarki, tlenki azotu, sadza i popiół.
Za coraz powszechniejszym stosowaniem gazu ziemnego przemawiają także i inne czynniki - wydobywanie, magazynowanie i transport gazu ziemnego odbywa się w warunkach bardziej przyjaznych dla środowiska niż w przypadku innych paliw. Trzeba również pamiętać, że przy spalaniu paliw stałych np. węgla kamiennego czy
brunatnego mamy do czynienia ze składowaniem odpadów zanieczyszczających powierzchnię ziemi.
Inne paliwa kopalne zanieczyszczają tylko atmosferę. Emisję dwutlenku węgla można ograniczyć tylko poprzez poprawę efektywności energetycznej produkcji i zamianę paliw.
ZALETY
jest jednym z tańszych paliw w Polsce, jest konkurencyjnym pod względem ekonomicznym nośnikiem energii w porównaniu z innymi nośnikami, jest najbardziej ekonomicznym paliwem używanym przez odbiorców indywidualnych, zwiększa komfort użytkowania w porównania z innymi nośnikami energii - wiąże się to z łatwością regulacji i automatyzacji procesów spalania, z wymaganiami dotyczącymi magazynowania, transportu paliwa oraz problemem utylizacji odpadów posiada wysoką i stałą wartość opałową istotną przy opalaniu kotłów i pieców grzewczych, gwarantowana jest niezmienna jakość paliwa oraz równomierna temperatura spalania, spala się bez wytwarzania popiołu, sadzy, podczas spalania wytwarzają się śladowe ilości związków siarki oraz azotu, jest przyjaznym dla otoczenia ekologicznym źródłem energii.
Gaz ziemny jest "najbardziej komfortowym" paliwem dla wszelkich stacjonarnych urządzeń energetycznych takich jak np.: kotły (szczególnie małej mocy, ale i te duże, energetyczne), turbiny, suszarnie, przemysłowe piece grzewcze, kuchnie domowe. W niektórych względy technologiczne lub techniczne sprawiają, że innego paliwa niż gazowe po prostu nie da się zastosować. Tak jest np. przy produkcji żarówek lub w przypadku turbin gazowych. Walory gazu to łatwość i wygoda transportu (rurociągami), łatwość sterowania i automatyzacji procesu spalania oraz, co chyba najważniejsze, możliwość osiągnięcia wyższych wskaźników sprawności energetycznej w porównaniu z urządzeniami zasilanymi innymi paliwami.
Dlatego w państwach, w których ogólna efektywność energetyczna (wyrażona ilością wyprodukowanych dóbr na jednostkę zużytej energii) jest wysoka, udział zużycia paliw gazowych w strukturze zużywanej energii jest z reguły znaczący. Polska powinna dążyć do zwiększenia udziału gazu w strukturze zużywanej w kraju energii pierwotnej.
Ropa naftowa jest obecnie najważniejszym surowcem energetycznym, często określanym mianem surowca strategicznego. W bilansie energetycznym świata wysunęła się na pierwsze miejsce w latach 60 - tych i pozostaje na nim do dziś, mimo rosnącej roli innych nośników energii. Jej znaczenie jako surowca energetycznego wynika z
- dużej kaloryczności (10 000 - 11 500 kcal/kg);
- niskich kosztów wydobycia i transportu (tankowce, rurociągi);
- rosnącego znaczenia jako paliwa dla rozwijającej się motoryzacji;
- stosunkowo taniej destylacji.
Gaz ziemny jest paliwem znacznie droższym od węgla, ale równocześnie o wiele czystszym ekologicznie. Budowa elektrowni gazowych trwa krócej i wymaga mniejszych nakładów niż elektrowni węglowych. Sprawność elektrowni gazowo-parowych jest prawie o 20% wyższa i wobec tego mniejsze jest zużycie wody niezbędnej do chłodzenia. W porównaniu z elektrownią węglową emisja szkodliwych substancji przez elektrownię gazową, przy wytwarzaniu tej samej ilości energii elektrycznej, jest mniejsza. Oparcie rozwoju polskiej elektroenergetyki na gazie ziemnym wymagałoby kilkakrotnego zwiększenia jego importu.
Polska jest jednym z najbardziej zanieczyszczonych krajów Europy, a równocześnie wnosi poważny wkład do zatruwania biosfery. W Polsce struktura produkcji energii jest wyjątkowo szkodliwa dla środowiska. Oparcie energetyki polskiej na węglu było jednym z największych błędów naszej gospodarki. Około 80% zapotrzebowania na energię pierwotną jest pokrywane przez węgiel. Spalanie węgla w znacznej mierze przyczyniło się do tego, że ponad 14% powierzchni Polski jest obszarem Klęski Ekologicznej. Należą doń Górnośląski Okręg Przemysłowy, Legnicko - Głogowski Okręg Miedziowy, rejon Zatoki Gdańskiej i okolice Krakowa. Ponieważ są to regiony o dużej gęstości zaludnienia, więc prawie 40% ludności Polski żyje w zdegradowanym i szkodliwym dla zdrowia środowisku naturalnym. Zastanówmy się: Jak energetyka węglowa wpływa na środowisko?
Typowa elektrownia węglowa o mocy 1000MW zużywa rocznie około 3,5mln ton węgla kamiennego (8 wagonów węgla na godzinę) i około 6,5mln ton tlenu atmosferycznego.
Oprócz energii wytwarza w ciągu roku:
9mln ton CO2 (17 ton/min)
120 000 ton SO2 (230kg/min)
20 000 ton NOx (40kg/min)
75 000 tan pyłów (143kg/min)
1 mln ton popiołów (2 ton/min)
Zainstalowana w Polsce moc elektryczna wynosi 31GW, czyli 31 takich elektrowni, jak wspomniana przed chwilą, czyli tych wszystkich zanieczyszczeń sypie się na nas o 31 razy więcej.
Jaka jest rola produktów wytworzonych przy spalaniu węgla? CO2 reguluje temperaturą atmosfery z powierzchni Ziemi przez tzw. efekt cieplarniany. Polega on na tym, że CO2 działa w atmosferze jak jednokierunkowy filtr przepływu ciepła, przepuszczając promieniowanie słoneczne pochłaniając promieniowanie cieplne Ziemi. Stężenie CO2 w atmosferze stale rośnie, rośnie temperatura biosfery.
Pozbyć się nadmiaru CO2 możemy poprzez jego fotosyntezę i rozpuszczenie w oceanach.