Cărbunii, fondul funciar, resursele de apă

Cărbunele este o rocă sedimentară caustobiolitică, ce provine din incarbonizarea resturilor vegetale. Procesul de transformare se desfăsoară lent, în lipsa oxigenului atmosferic, la presiuni si temperaturi ridicate, ce depind de adâncimea la care se află acumulările vegetale.

Cărbunii sunt clasificati în:

- cărbuni superiori (7000 – 9000 kcal/kg)

• Antracitul

• Huila

- cărbuni inferiori (2600 – 5000 kcal/kg)

• Cărbunele brun

• Lignitul

• Turba

Turba este cel mai tânăr cărbune, din Neogen, formându-se şi astăzi. Conţine 52 - 62 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă foarte multe materii volatile. În momentul extracţiei ea conţine 75 - 80 % umiditate, ca urmare trebuie uscată, stare în care are o putere calorifică de 12 - 20 MJ/kg. Turba uscată şi brichetată se foloseşte drept combustibil casnic. De asemenea, ea se poate folosi ca material filtrant sau ca îngrăşământ.

Cărbunele brun este un cărbune mai vechi, din Paleogen. Conţine 60 - 78 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă multe materii volatile. În momentul extracţiei conţine 30 - 45 % umiditate. Are o putere calorifică de 6 - 18 MJ/kg (uzual 7 - 9 MJ/kg). Este mult folosit, în special lignitul, care se găseşte în cantităţi mari, de exemplu în România în bazinul Olteniei, în scopuri energetice, fiind combustibilul clasic în termocentralele pe bază de cărbune.

Cărbunele brun huilos este un cărbune specific României, are aspect de huilă, însă putere calorifică sub 20 MJ/kg, ca urmare nu poate fi considerat huilă. Este folosit în scopuri energetice.

Huila este un cărbune vechi, datând din Cretacic şi Jurasic. Conţine 75 - 92 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă suficiente materii volatile pentru aprindere. În momentul extracţiei conţine 1 - 5 % umiditate. Are o putere calorifică de 20 - 29 MJ/kg. Este cel mai preţios cărbune. Huilele cu flacără lungă (numele vine de la durata degajării volatilelor, care ard cu flacără vizibilă) şi de gaz (numele vine tot de la cantitatea volatilelor) nu cocsifică, ca urmare se folosesc în scopuri energetice. Huila de cocs şi parţial cea grasă (în amestec cu cea de cocs) cocsifică, ca urmare este folosită la producerea cocsului, valorificare mult mai valoroasă decât prin ardere. Huilele slabă şi antracitoasă au puţine volatile, sunt greu de ars.

Antracitul este cel mai vechi cărbune, datând din Jurasic. Conţine 92 - 98 % carbon în masa combustibilă, dar aproape deloc materii volatile, ceea ce îl face foarte dificil de aprins. Aprinderea trebuie făcută cu un combustibil de suport, care să-l aducă la temperatura de 800 °C, temperatura de aprindere a carbonului. În momentul extracţiei conţine 3 - 12 % umiditate. Are o putere calorifică de 20 - 25 MJ/kg. Datorită aprinderii dificile este puţin folosit în energetică, fiind folosit în industria chimică la producerea electrozilor.

La sfârsitul secolului XIX cărbunii au avut un rol important în dezvoltarea industriei (secolul cărbunilor). A fost utilizat pe scară largă ca si combustibil pentru Motorul cu aburi (realizat de James Watt).

Utilizarea pe scară largă a cărbunilor:

- Obtinerea cocsului – rezultat în urma procesului de carbonizare la temperaturi înalte, prin distiilarea cărbunelui în lipsa oxigenului. Cocsul este utilizat drept combustibil în siderurgie (pentru obtinerea unei tone de otel, sunt necesare 600kg cocs); ca materie primă sau produs auxiliar la fabricarea fontei, a carburii de calciu si a altor derivate industriale.

- Combustibil pentru obtinerea energiei electrice si industria materialelor de constructii (combustibil în termocentrale si fabrici de ciment – ¾ din cererea de cărbune).

- Industria chimică – obtinerea vopselurilor, materialelor plastice, fibrelor sintetice, îngrăsăminte, etc.; industria farmaceutică

- Combustibil pentru încălzirea locuintelor

- Lichefierea cărbunelui – combustibil sintetic

Evaluări ale resurselor de cărbune

În 1913 are loc Congresul International de Geologie de la Torino (7100 mld. tone cărbuni):

• America de Nord – 68%

• Asia – 17%

• Europa – 10%

• Africa – 3%

• Australia – 2%

- Intensificarea lucrărilor de identificare de noi resurse – 16 500 mld. tone

- Rezervele economice exploatabile – aproximativ 826 mld. tone; ar asigura un consum pentru aproape 200 ani.

- Consumul mondial actual – cca. 4,5 mld. tone

- Repartitia geografică a rezervelor carbonifere arată că 90% din acestea sunt concentrate în Emisfera Nordică (între paralelele de 35º - 60º lat. N)

Contibutia cărbunilor în balanta energetică mondială

În prezent contributia cărbunilor pe plan mondial este de 33% la productia de energie electrică, iar estimativ pentru anul 2025 se ajunge la o contributie de 31%. Au existat scăderi ale ponderii cărbunilor de la 26% în anul 1990, la 24% în 2003 (UE, Europa Centrală si de Est, fostele State sovietice). Pe de altă parte au existat si cresteri ale ponderii cărbunilor în SUA, Australia, Japonia, Noua Zeelandă, tările în curs de dezvoltare ale Asiei (China si India).