או פחם מינרלי זה מינרל לא מתחדש, ליתר דיוק סלע משקע מקורו לפני אלפי שנים ונמצא מתחת לאדמה בתוך משקעים שמקורם אורגני. על פי הסוכנות הלאומית לאנרגיה חשמלית (אנל), דלק מאובנים עם זמינות רבה יותר בעולם ואחד ממקורות האנרגיה הראשונים בהם משתמש האדם. החל להשתמש בו בקנה מידה גדול בתקופה של מהפכה תעשייתית.
תראהגַם:מהם מקורות אנרגיה מתחדשים?
מָקוֹר
פחם קיים מזה אלפי שנים בהפקדות ממקור צמחי, נוצר באמצעות פירוק חומר אורגני ללא נוכחות חמצן. החומר שמקורו בשרידי הצמח נקבר ונדחס וסובל מפעולת חיידקים וכן של תנאי הלחץ והחום בסביבת הפיקדון, וכך נוצר לאורך זמן הפחם מִינֵרָלִי. היווצרותה תואמת את התקופה הפחמנית, בתקופה הפליאוזואית.
על פי המחלקה הלאומית לייצור מינרלים (DPMN) ניתן למצוא פחם באזורים של טמפרטורות נמוכות או אקלים ממוזג, הנמצאים בכל היבשות. במקומות אלה חרקים ירקות לפני שהם נרקבים.
הרכב
פחמן הוא התרכובת העיקרית של פחם, המציג, על פי חברת המחקר ומשאבים מינרליים, את התוכן של כ- 55% ל- 95% מהיסוד, ובכך יש סוגי פחם עשירים פחות או יותר פַּחמָן. תכולת הפחמן היא המגדירה את הבשלות הגיאולוגית של המינרל, המכונה דַרגָה. נמצא גם בדלק מאובנים זה, על פי ה- DNPM, גופרית, חנקן, חמצן ומימן.
סוגי פחם
היווצרות פחם תואמת שלבים ייצור, שצוין במיוחד על ידי נוכחות פחמן. מהריכוז הנמוך ביותר לחומר הגבוה ביותר, יש לנו את ארבעת הסוגים העיקריים של פחם מינרלי:
כָּבוּל: חומר צמחי בעל אחוז פחמן בין 55% ל 60% ומאפשר זיהוי שרידי צמח. ערכו הקלורי הוא פחות מ -4,000 קק"ל.
ליגנית: סלע משקע שנוצר מדחיסת כבול. יש לו אחוז פחמן בין 67% ל -78%. ערכו הקלורי הוא פחות מ -4,000 קק"ל.
פחם ביטומני או פחם קשה: סלע משקע המורכב מביטומן (תערובת נוזלית בצבע כהה עם צמיגות גבוהה). יש לו תכולת פחמן בין 80% ל -90%. ערכו הקלורי הוא בין 7,000 ל 8,650 קק"ל.
פֶּחָם אֶבֶן: סוג פחמן קומפקטי ומוצק. יש לו אחוז פחמן של 96% ומתאים לצורה הטהורה ביותר של פחם מינרלי. מכיל מעט או מעט ביטומן.
לָדַעַתיותר:ההבדל בין פחם לפחם קוקה
שימוש בפחם
באמצעות בעירה, פחם יכול לייצר כמה תוצרי לוואי, כמו גם לייצר אנרגיה.
השימוש בפחם נעשה אינטנסיבי יותר באמצע המאה ה -18, תקופה המקבילה לאלה מהפכה תעשייתית. נעשה שימוש בפחם כדי לאפשר הפעלת מנועי קיטור. נכון לעכשיו, השימוש במינרל פחת, כאשר מקורות אנרגיה אחרים נחקרו יותר, כגון נפט ושמן. גז טבעי. יש גם מגמה עולמית שמטרתה להחליף את השימוש במקורות שאינם מתחדשים, כמו פחם ונפט, ב- מקורות אנרגיה חלופיים, כמו אנרגיה סולארית וה אנרגיית רוח.
לפי סוכנות האנרגיה הבינלאומית, פחם מהווה 41% מסך ייצור החשמל, בהיותו, אפוא, הגופן הנפוץ ביותר בעולם למטרה זו. עם זאת, ייצור הפחם אינו פרופורציונאלי לזמינותו, עם התעשייה של נֵפט לפני מערכת הייצור.
או להשתמש פחם קשור לתכונותיו, כמו כּוֹחַקלוריות המאפשר יצירת אנרגיה באמצעות שריפה. על פי המחלקה הלאומית לייצור מינרלים (DNPM), פחמים בעלי ערך קלורי נמוך יותר מיועדים לייצור חשמל. מצד שני, גחלים בעלות ערך קלורי גדול יותר משמשות לייצור ברזל ופלדה מתכתיים, כמו גם בבנייה אזרחית. האחרונים, בגלל הבעירה האיטית שלהם, מיועדים גם לשימוש ביתי.
על פי חברת המחקר על משאבי מינרלים (CPRM), השימושים העיקריים בפחם מינרלי, לפי הסיווג שלהם, הם:
כָּבוּל: כאשר מסירים את הלחות מסוג זה של פחם, היא נחתכת לגושים ומשמשת אחר כך בתנורים, תרמו-חשמליים, להשגת פרפינים, זפת (תערובת של פחמימנים ארומטיים), שעווה, אמוניה, בין היתר חומרים.
ליגניטים: לאחר הייבוש, סוג זה של פחם משמש בגזנים תעשייתיים וכדי להשיג תוצרי לוואי כמו זפת, שעווה ופרפינים. אפר משריפת הליגניט יכול לשמש לייצור קרמיקה.
פֶּחָם: משתמשים בו ישירות בתנור במפעלים תרמואלקטריים, כדי להשיג זפת, כאשר הפחם הוא המקור הטבעי העיקרי שלו.
פֶּחָם אֶבֶן: הוא סוג הפחם המשמש כדלק, ויוצר מעט פיח. למרות שהוא נשרף בקלות, הבעירה שלו איטית, ולכן מיועדת לשימוש ביתי וגם לייצור מסנני מים.
יתרונות וחסרונות
יתרונות |
חסרונות |
לפחם יעילות אנרגטית גבוהה. |
זהו הדלק המאובנים המזהם ביותר את הסביבה וגורם להשפעות שליליות סביבתיות במיצויו ובשימוש בו. |
מייצר כמויות משמעותיות של אנרגיה ליחידת משקל. |
מכיוון שהוא מקור אנרגיה שאינו מתחדש, עתודותיו יכולות להתרוקן לאורך זמן. |
קל לאתר ויש לו מחסנים באזורים שונים בעולם. |
שריפת פחם פולטת גזים מזהמים לאטמוספירה ובכך תורמת להחמרת אפקט החממה. |
כמקור אנרגיה ובהשוואה למקורות אנרגיה חלופיים, הוא משתלם יותר. |
מכיוון שמדובר בדלק מאובנים שנדלק בקלות, יש לאחסן אותו בזהירות כדי למנוע פיצוצים. |
לקרואגַם:איזה דלק מזהם את האווירה הכי הרבה?
מיצוי פחם
לדברי אנל, הפקת הפחם יכולה להתבצע בשתי דרכים:
בור פתוח
מוקש תת קרקעי
כריית בור פתוח היא סוג הכרייה המשמש ביותר להפקת פחם.
הבחירה בסוג המכרה שיש להשתמש בה תלויה בעומק שבו נמצא פיקדון המינרלים ובסוג האדמה. כריית בור פתוח מציגה פריון רב יותר ביחס למחתרת ולפי נתוני מכון הפחם העולמי, הפקת פחם מינרלי המיוצר בור פתוח מהווה 60% מההיצע ברחבי העולם וגם בברזיל, כשהכרייה היא הכי הרבה רגיל.
לגבי הובלת המינרל, כאשר הוא נעשה על פני מרחקים קצרים, הוא מועבר על גבי מסועים. אם יש צורך בהובלה למרחקים ארוכים יותר, משתמשים במשאיות ורכבות.
תעשיית הפחם מתאימה לכמה תהליכים שנעים בין מיצוי עפרות להפיכתו לתוצר לוואי. השלבים הם כדלקמן:
כרייה → הובלה → מלאי → עיבוד → טרנספורמציה → הפצה → שוק |
תראהגַם:השפעות סביבתיות הנגרמות על ידי כרייה
חשיבות כלכלית
יש בעולם, בערך 847.5 מיליארד טון פחם על פי אנל, מופץ בכמה עתודות בכל היבשות. סכום זה מספיק בכדי לכסות את 130 השנים הבאות.
ארצות הברית, רוסיה וסין מרכזות כ 60% מהעתודות העולמיות, בהיותן ארצות הברית עם מספר העתודות הגדול ביותר, כ 28.6%. עם זאת, למרות היותה המדינה עם הזמינות הגדולה ביותר, האומה בצפון אמריקה אינה היצרנית הגדולה ביותר של המינרל. סין היא האומה שמייצרת הכי הרבה פחם וגם הצרכן הגדול ביותר, אחריו ארצות הברית ואוסטרליה.
בברזיל יש דומיננטיות של פחמים בעלי אחוז פחמן נמוך. העתודות הברזילאיות תופסות את המקום העשירי בדירוג העתודות העולמיות, לפי אנל. הפיקדונות העיקריים הם במדינות ריו גרנדה דו סול וסנטה קתרינה. אך, למרות הזמינות הגדולה של המינרל בארץ, הוא נחשב לעניים ביחס לפוטנציאל האנרגיה שלו ובאיכות נמוכה, מכיוון שיש לו תכולת אפר גבוהה.
יש חשיבות רבה לשימוש בפחם כַּלְכָּלָהעוֹלָמִי, מכיוון שהשימוש בו מתאים לחלק טוב מהייצור של חַשְׁמַל. בין השנים 1995-2007, הייצור הברזילאי צמח בכ -4%, כאשר מדינת סנטה קתרינה הייתה בחזית ההפקה הזו. על פי נתוני סוכנות האנרגיה הבינלאומית, בשנת 2007 נמכרו ברחבי העולם 917 מיליון טון פחם.
בברזיל, הייצור בשנת 2007 הגיע לכ- 13.6 מיליון טון פחם גולמי. בשנת 2010 צרכה המדינה כ -20 מיליון טונות של פחם מינרלי ובסך הכל יובאו כ- 14.2 מיליון.
מאת רפאלה סוזה
בוגר גיאוגרפיה
מָקוֹר: בית ספר ברזיל - https://brasilescola.uol.com.br/geografia/carvao-mineral-combustivel.htm