Centrale thermique Cercs. Catalogne

Charbon

Charbon

Le charbon est un combustible fossile qui est utilisé pour obtenir de l'énergie fossile grâce à sa combustion. Les propriétés thermodynamiques du charbon permettent d'obtenir une grande quantité d' énergie thermique pendant son processus de combustion.

Le charbon est une roche sédimentaire d'origine organique, noire ou brun foncé. Il est principalement utilisé comme combustible fossile en raison de son pouvoir calorifique élevé, car il possède une teneur en carbone majoritaire. Les charbons peuvent être classés selon le pourcentage de carbone qu'ils contiennent, qui est lié au pourcentage d'humidité et d'impuretés. Selon ce critère, la tourbe, le lignite, le charbon et l'anthracite peuvent être distingués.

La composition du charbon

L'élément carbone apparaît dans le charbon en un pourcentage supérieur à 50% en poids et 70% en volume. L'eau qu'il contient (humidité) est variable et provient de celle qui a été piégée au moment de la formation du charbon.

Les autres constituants du charbon sont la matière minérale (divers silicates) et les minéraux carbonatés (sidérite, calcite et aragonite). La pyrite est un minéral avec du soufre très commun dans les charbons. Il y a de petites quantités de métaux, comme le fer, l'uranium, le cadmium et, en très petite quantité, l'or.

Le méthane est un gaz présent dans les mines de charbon et qui peut être la source d'explosions dangereuses dans les mines souterraines. Dans ce contexte précis vous serez & rsquo; généralement appelé gris.

L'origine du charbon

charbon On croit que la majeure partie du carbone courant formé au cours du charbon (280-345 millions d'années fait) Âge primaire. Dans le Permien, le Trias et le Jurassique, de grands gisements ont également été formés. Dans le Crétacé, le lignite s'est formé. Il y a actuellement formation de tourbe dans les tourbières.

Le charbon de l'Europe, de l'Asie et de l'Amérique du Nord s'est formé principalement dans la végétation tropicale à base de charbon.

Le charbon de l'hémisphère Sud a été formé avec de la végétation à climat froid (toundra). Les vieilles plantes à travers les changements géologiques ont été compactées, durcies, chimiquement modifiées et subissant un processus de métamorphose par haute température et pression.

Le charbon de l'hémisphère nord s'est formé dans des écosystèmes de zones humides appelés forêts carbonifères. Lorsque les plantes meurent et s'accumulent dans les milieux aquatiques avec peu d'oxygène (milieux anaérobies), elles subissent une dégradation bactérienne. Pour la formation du charbon, il est nécessaire que ces conditions aient une durée suffisante et sans érosion dans les conditions sédimentaires.

L'histoire de l'utilisation du charbon

Les îles britanniques (particulièrement riches en charbon et où la révolution industrielle a commencé) sont le premier endroit étudié où l'utilisation de ce combustible fossile est détectée.

Là, au troisième millénaire avant J.-C., il a été prouvé que c'était une composante des bûchers funéraires et en 200 av. J.-C., il y a des preuves, dans la même région, d'activité commerciale et d'utilisation pour sécher les céréales. Sous la domination romaine, il y a des mentions de l'utilisation sporadique du charbon, mais jusqu'au Moyen Âge, elle n'a pas acquis une importance significative.

Le premier charbon utilisé a été simplement collecté sur la plage, quand cette source a été épuisée, il a dû aller à l'extraction du charbon. Il a commencé à être utilisé massivement avec les premières applications de la machine à vapeur, à la fois dans l'industrie et le transport, en particulier dans les trains et les navires. Dans ces cas, l'énergie fossile du charbon a été convertie en énergie mécanique.

Au XX e siècle, quand le charbon est devenu assez cher, il a commencé à préférer les combustibles fossiles liquides (pétrole) pour le transport, et à partir du milieu du siècle, l'utilisation du gaz naturel a augmenté pour le pétrole et du charbon dans l'industrie et l'obtention d'énergie. Cependant, même au 21ème siècle, le charbon est utilisé pour obtenir de l' énergie thermique (chaleur) et de l'électricité dans les chaudières industrielles et les centrales thermiques.

Actuellement, les principaux problèmes qu'il pose sont la pollution et la durabilité, car il s'agit d'une ressource naturelle en voie d'épuisement.

La utilisation du charbon

Le charbon est principalement utilisé comme source principale de chaleur dans les chaudières industrielles et pour l'obtention d'électricité dans les chambres de combustion du charbon (lit fixe ou lit fluidisé) des centrales thermoélectriques. Il s'agit donc principalement d'un carburant qui peut être classé dans les combustibles fossiles. 75% du charbon mondial est utilisé pour produire de l'électricité. L'efficacité énergétique globale des centrales au charbon n'est pas très élevée, de l'ordre de 25% à 27%.

Il a aussi d'autres utilisations plus minoritaires, parmi lesquelles, par exemple, les fours à ciment et la production de charbon à coke à partir du charbon pour produire de l'acier.

Deux technologies offrant de grandes perspectives d'avenir sont la gazéification et la liquéfaction du charbon. Le premier est plus ancien, il est déjà utilisé au XVIIIe siècle pour ce qui était alors appelé gaz de l'eau et a actuellement l'intérêt de produire la synthèse des combustibles gazeux doigts (gaz naturel synthétique, hydrogène, etc.), qui sont destinés plus facile à stocker et à transporter, en plus d'être plus respectueux de l'environnement, que le charbon de bois solide.

La liquéfaction du charbon a commencé en Allemagne pendant la Seconde Guerre mondiale, afin de ne pas dépendre des autres pays pour le pétrole et ses dérivés, car ils n'avaient pas de gisements de pétrole mais des mines de charbon. Au fur et à mesure que le pétrole s'épuise dans le monde, cette technique, directe ou indirecte, devient de plus en plus avantageuse chaque jour, et permet également de produire des carburants moins polluants et conçus pour être plus adaptés à l'industrie automobile. Le combustible liquide obtenu par liquéfaction du charbon a deux fois le pouvoir calorifique du charbon utilisé pour le produire.

Les effects dans l'environnement

Comme les autres combustibles fossiles, le charbon, lorsqu'il brûle, émet principalement de l'air contenant du dioxyde de carbone (CO2), un polluant atmosphérique considéré comme le principal gaz à effet de serre. De plus, son extraction est augmentée par le radon radioactif de l'air et, selon la façon dont cela est fait, le sol et l'eau peuvent être contaminés par des eaux usées mal traitées.

Une centrale thermoélectrique alimentée au charbon produit également des oxydes d'azote (NO et NO2) et du dioxyde de soufre (SO2) qui provoquent des pluies acides. Les oxydes d'azote sont également toxiques. Le dioxyde de soufre peut être réduit considérablement en désulfurant les gaz dans l'empilement de calcaire (CaCO3), mais alors d'importants résidus de gypse et plus de dioxyde de carbone sont produits. Ce processus n'est généralement pas effectué s'il n'est pas requis par la loi, en raison de son coût économique élevé. Le plâtre, les cendres et autres particules solides émises dans l'atmosphère peuvent être réduits avec des filtres. La centrale augmente également les séries naturelles de radioactivité atmosphérique, principalement celles de la famille du radon.

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Dernier examen: 12 juin 2016