石炭

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石炭
堆積岩
Coal bituminous.jpg
構成
主要な炭素
二次
褐炭(褐炭)
無煙炭(硬炭)

石炭可燃性の黒色または茶色がかった黒色の堆積岩であり、石炭の継ぎ目と呼ばれる岩層として形成されます。石炭は主に炭素であり、主に水素硫黄酸素窒素など、さまざまな量の他の元素が含まれています。[1] 石炭は、死んだ植物が泥炭に腐敗するときに形成され、何百万年にもわたる深い埋没の熱と圧力によって石炭に変換されます。[2]石炭の膨大な堆積物は、かつての湿地に由来します。石炭紀後期(ペンシルバニアン)とペルム紀の間に地球の熱帯の土地の多くを覆った石炭森林[3] [4]しかし、多くの重要な石炭鉱床はこれよりも若く、中生代新生代に由来しています。

石炭は主に燃料として使用されます。石炭は何千年もの間知られており、使用されてきましたが、その使用は産業革命まで制限されていました蒸気機関の発明により、石炭消費量が増加しました。2020年、石炭は世界の一次エネルギーの約4分の1、電力の3分の1以上を供給しました[5]一部製鉄およびその他の工業プロセスでは、石炭が燃焼します。

石炭生産の地図

石炭の採掘と使用は、早すぎる死と病気を引き起こします。[6]石炭の使用は環境に損害を与え、気候変動に寄与する二酸化炭素の最大の人為的発生源です2020年に石炭を燃焼させることにより140億トンの二酸化炭素が排出されました[7]。これは化石燃料の総排出量の40%[8]であり、世界の温室効果ガスの総排出量の25%以上です。[9]世界的なエネルギー転換の一環として、多くの国が石炭火力の使用を削減または廃止しました[10] [ 11]国連事務総長は、2020年までに新しい石炭火力発電所の建設を停止するよう政府に要請ました。 [ 12]世界石炭使用量は2013年にピーク達しました。2020年から2030年にかけて半減し[14]、石炭の段階的廃止がグラスゴー気候協定で合意された。

2020年の石炭の最大の消費者および輸入者は中国でした。中国は世界の年間石炭生産量のほぼ半分を占めておりインドが約10分の1を占めています。インドネシアオーストラリアが最も多く輸出しており、ロシアがそれに続いています。[15]

語源

この単語は元々古英語colの形をとり、ゲルマン祖語* kulan )に由来します。これは、インド・ヨーロッパ祖語の語根* geu-lo-「生きている石炭」に由来すると仮定されています。[16]ゲルマン語の同族語には、古フリジア語のコール中期オランダ語のコールオランダ語のクール古高ドイツ語のコールドイツ語のコール古ノルド語のコール、およびアイルランド語が含まれます。 gualという単語は、インド・ヨーロッパ語族の語根を介した同族語でもあります。[16]

地質学

石炭は、マセラルミネラル、水で構成されています。[17] 化石琥珀は石炭に含まれている可能性があります。

形成

石炭の化学構造の例

枯れた植生を石炭に変換することを石炭化と呼びます地質学的な過去のさまざまな時期に、地球は低地の湿地帯に密林を持っていました[18] 。これらの湿地では、死んだ植物が、通常は泥や酸性水によって生分解酸化から保護され、泥炭に変換されたときに、合体のプロセスが始まりました。これは、最終的に堆積物によって深く埋められた巨大な泥炭沼に炭素を閉じ込めました。その後、何百万年もの間、深い埋葬の熱と圧力が水、メタン、二酸化炭素の損失を引き起こし、炭素の割合が増加しました。[17]生産される石炭のグレードは、到達する最大圧力と温度に依存し、比較的穏やかな条件下で生産される亜炭(「茶色の石炭」とも呼ばれる)、および亜瀝青炭瀝青炭、または無煙炭(「硬い石炭」または「褐炭」)温度と圧力の上昇とともに順番に生成されます。[2] [19]

合体に関与する要因のうち、温度は圧力や埋没時間よりもはるかに重要です。[20]亜瀝青炭は、35〜80°C(95〜176°F)の低温で形成される可能性がありますが、無煙炭は、少なくとも180〜245°C(356〜473°F)の温度を必要とします。[21]

石炭はほとんどの地質学的時代から知られていますが、すべての石炭層の90%は石炭紀と二畳紀 に堆積し、これは地球の地質学的歴史のわずか2%に相当します[22]逆説的ですが、これは世界的な氷河期であったカルー氷期後期の氷河期でした。しかし、氷河に伴う世界の海面の低下は、以前は水没していた大陸棚を露出させ、これらに、ベースレベルの低下による侵食の増加によって生成された広い三角州が追加されました湿地のこれらの広範囲にわたる地域は、石炭形成のための理想的な条件を提供しました。[23]石炭の急速な形成は、石炭がまれであるペルム紀-三畳紀の絶滅イベントでの石炭ギャップ終わった[24]

良好な地理だけでは、石炭紀の広大な石炭層を説明することはできません。[25]急速な石炭沈着に寄与する他の要因は、30%を超える高酸素レベルであり、激しい山火事と、生物の分解によってほとんど消化されない木炭の形成を促進した。植物の成長を促進する高い二酸化炭素レベル。石炭紀の森林の性質には、小葉植物の木が含まれ、その確実成長は、炭素が生きている木の心材に長期間拘束されなかったことを意味しました。[26]

ある理論によると、約3億6000万年前、一部の植物はリグニンを生成する能力を進化させました。リグニンは、セルロースの茎をより硬く、より木質にした複雑なポリマーです。リグニンを生産する能力は、最初の木の進化につながりましたしかし、バクテリアや菌類はリグニンを分解する能力をすぐには進化させなかったので、木材は完全には腐敗せず、堆積物の下に埋もれ、最終的に石炭に変わりました。約3億年前、きのこやその他の菌類がこの能力を発達させ、地球の歴史の主要な石炭形成期間を終わらせました。[27] [28]一部の著者は石炭紀中のリグニン分解の証拠を指摘し、気候的および構造的要因がより妥当な説明であると示唆したが[29]系統発生分析による祖先酵素の再構築は、リグニン分解酵素が真菌に約200MYa出現したという仮説を裏付けた。 。[30]

考えられる構造的要因の1つは、中央パンジアン山脈でした。これは、赤道に沿って走る巨大な範囲で、この時期に最大の標高に達しました。気候モデリングは、中央パンジアン山脈が石炭紀後期に大量の石炭の堆積に寄与したことを示唆している。山々は、モンスーン気候に典型的な乾季がなく、一年中降水量の多い地域を作り出しました。これは、石炭湿地の泥炭の保存に必要です。[31]

石炭は、陸上植物よりも前の先カンブリア時代の地層から知られています。この石炭は、藻類の残留物に由来すると推定されています。[32] [33]

時々、石炭の継ぎ目(石炭層としても知られている)は、サイクロセム内の他の堆積物と挟まれています。サイクロセムは、海面の変動を引き起こした氷河サイクルに起源があると考えられており、大陸棚の広い領域を交互に露出させてから氾濫させました。[34]

合体の化学

植物の木質組織は、主にセルロース、ヘミセルロース、リグニンで構成されています。現代の泥炭は主にリグニンであり、セルロースとヘミセルロースの含有量は5%から40%の範囲です。ワックスや窒素および硫黄含有化合物など、他のさまざまな有機化合物も存在します。[35]リグニンは、約54%の炭素、6%の水素、および30%の酸素の重量組成を持ち、セルロースは、約44%の炭素、6%の水素、および49%の酸素の重量組成を持ちます。瀝青炭は、重量ベースで、約84.4%の炭素、5.4%の水素、6.7%の酸素、1.7%の窒素、および1.8%の硫黄の組成を持っています。[36]これは、合体中の化学プロセスがほとんどの酸素と多くの水素を除去し、炭素を残さなければならないことを意味します。これは炭化と呼ばれるプロセスです。[37]

炭化は、主に脱水脱炭酸、脱メタンによって進行します。脱水は、 [38]などの反応を介して成熟中の石炭から水分子を除去します。

2 R–OH→R–O–R + H 2 O
2R-CH2-O-CH2-R→R-CH = CH-R + H 2 O

脱炭酸は、成熟する石炭から二酸化炭素を除去し、[38]などの反応によって進行します。

RCOOH→RH + CO 2

脱メタンは次のような反応によって進行しますが

2 R-CH3 →R-CH2 -R + CH 4
R-CH 2 -CH 2 -CH 2 -R→R-CH = CH-R + CH 4

これらの式のそれぞれにおいて、Rは、反応基が結合しているセルロースまたはリグニン分子の残りを表します。

脱水と脱炭酸は石炭化の初期に起こりますが、脱メタンは石炭がすでに瀝青炭に達した後にのみ始まります。[39]脱炭酸の効果は酸素の割合を減らすことですが、脱メタンは水素の割合を減らします。脱水は両方を行い、(脱メタンとともに)炭素骨格の飽和を減らします(炭素間の二重結合の数を増やします)。

炭素化が進むと、脂肪族化合物(炭素原子の鎖を特徴とする炭素化合物)が芳香族化合物(炭素原子の環を特徴とする炭素化合物)に置き換わり、芳香族環が融合して多芳香族化合物(炭素原子の結合環)になります。[40]構造は、グラファイトの構造要素である グラフェンにますます似ています。

化学的変化には、平均細孔径の減少などの物理的変化が伴います。[41]亜炭のマセラル(有機粒子)は、外観が土のようなフミナイトで構成されています。石炭が亜瀝青炭に成熟するにつれて、フミナイトはガラス質(光沢のある)ビトリナイトに置き換わり始めます。[42]瀝青炭の成熟は、瀝青化によって特徴づけられ石炭の一部が炭化水素に富むゲルである瀝青に変換されます。[43]無煙炭への成熟は、 (脱メタンからの)脱ビチューメン化と、無煙炭が貝殻状断口で破壊する傾向が高まることを特徴とします。、厚いガラスが割れるのと同じように。[44]

タイプ

ノバスコシアのポイントアコーニシームの沿岸暴露
米国地質調査所で使用されている石炭ランキングシステム

地質学的プロセスが時間の経過とともに死んだ生物材料に圧力を加えると、適切な条件下で、その変成グレードまたはランクは次のように連続的に増加します。

  • 泥炭、石炭の前駆体
  • 褐炭、または最も低いランクの石炭で、健康に最も有害である[45]は、ほぼ独占的に発電用の燃料として使用されます 。
  • 亜炭から瀝青炭までの特性を持つ亜瀝青炭は、主に蒸気発電の燃料として使用されています。
  • 瀝青炭、密な堆積岩、通常は黒、時には暗褐色で、多くの場合、明るく鈍い物質の明確な帯があります。主に汽力発電の燃料やコークスの製造に使用されます。英国では蒸気石炭として知られており、歴史的に蒸気機関車や船で蒸気を発生させるために使用されていました
  • 石炭の最高ランクである無煙炭は、主に住宅および商業用の暖房に使用される、より硬くて光沢のある黒炭です。
  • グラファイトは発火しにくく、燃料としては一般的に使用されていません。それは鉛筆で最も使用されるか、または潤滑のために粉末にされます。
  • 石炭(「石炭」と呼ばれることもある)は、主にリプチナイトからなる、水素含有量の多いさまざまな細粒の高品位炭です。

石炭にはいくつかの国際基準があります。[46]石炭の分類は、一般的に揮発性物質の含有量に基づいていますただし、最も重要な違いは、蒸気を介して電気を生成するために燃焼される一般炭(蒸気石炭とも呼ばれます)の違いです。冶金用石炭(原料炭とも呼ばれます)は、高温で燃焼してを製造します。

ヒルトの法則は、(小さな領域内で)石炭が深く見つかるほど、そのランク(またはグレード)が高くなるという地質学的観察です。温度勾配が完全に垂直である場合に適用されます。ただし、変成作用は、深さに関係なく、ランクの横方向の変化を引き起こす可能性があります。たとえば、ニューメキシコ州マドリッドの炭田の一部の炭層は、火成岩床からの接触変態によって部分的に無煙炭に変換されましたが残りの炭層は瀝青炭のままでした。[47]

歴史

1637年に出版されたTiangongKaiwu百科事典のイラストの中国の採炭者

最も初期に認識された用途は、紀元前4000年までに新石器時代の住民が黒亜炭から装飾品を彫り始めた中国の瀋陽地域からのものです。[48]中国東北部の撫順鉱山からの石炭は、紀元前1000年には早くも銅を精錬するために使用されていました。[49] 13世紀に中国に旅行したイタリア人のマルコ・ポーロは、石炭を「丸太のように燃える黒い石」と表現し、石炭は非常に豊富で、人々は週に3回の温泉に入ることができると述べた。[50]ヨーロッパでは、燃料としての石炭の使用に関する最初の言及は、ギリシャの科学者テオプラストスによる地質学論文On Stones ( Lap。16 )からのものです。 (紀元前371年から287年頃):[51] [52]

有用であるために掘られた材料の中で、アンスレイク[石炭]と呼ばれるものは土でできており、一度火をつけると木炭[アンスレイク]のように燃えます。それらはリグーリア州で発見されます...そして山道でオランピアに近づくとエリスで発見されます。そしてそれらは金属で働く人々によって使用されます。

— テオプラストス、石の上(16)[53]

露頭石炭は青銅器時代(紀元前3000年から2000年)に英国で使用され、葬儀用の の一部を形成していました。[54] [55]ローマの英国では、2つの近代的な油田を除いて、「ローマ人は西暦2世紀の終わりまでにイングランドウェールズのすべての主要な炭田で石炭を搾取していた」。[56]紀元200年頃の石炭取引の証拠は、チェスター近くのヘロンブリッジにあるローマ人の入植地で発見された。イーストアングリアフェンズではミッドランドは、穀物の乾燥に使用するためにカーダイクを経由して輸送されました。[57]石炭の燃えがらは、特にノーサンバーランドの別荘やローマの要塞の炉床で発見されており紀元400年頃さかのぼりますAquae Sulis(現代のバース)ですが、実際には、サマセット炭田となったものから簡単にアクセスできる地表炭が、地元の非常に低い住居で一般的に使用されていました。[58]ローマ時代の都市での製鉄のための石炭の使用の証拠が発見されました。[59]ラインラントのエシュヴァイラーは、瀝青炭の堆積物がローマ人によって鉄鉱石の製錬に使用された。[56]

イギリスの石炭鉱山労働者、1942年

中世 の西暦1000年頃まで、英国で石炭が非常に重要であるという証拠はありません[60]石炭は、13世紀に「海の石炭」と呼ばれるようになりました。材料がロンドンに到着した埠頭はシーコールレーンとして知られており、1253年に付与されたヘンリー3世の憲章で特定されました。上の崖の上の石炭の継ぎ目、または水中の石炭の露頭から洗い流された[60]が、ヘンリー8世の頃には、それが海によってロンドンに運ばれた方法に由来すると理解されていました。[62] 1257年から1259年に、ニューカッスル・アポン・タインからの石炭ウェストミンスター寺院を建てる鍛冶屋石灰バーナーのためにロンドンに出荷されました[60]フリート川沿いの埠頭で石炭が降ろされたシーコールレーンとニューキャッスルレーンはまだ存在している。[63]

これらの簡単にアクセスできる情報源は、シャフトマイニングまたはアディットによる地下抽出が開発された13世紀までに、ほとんど使い果たされていました(または増大する需要に対応できませんでした) 。[54]別名は「ピットコール」でした。これは、鉱山に由来するためです。

(薪に加えて、またはその代わりに)石炭を使った調理と家庭暖房は、人類の歴史の中でさまざまな時間と場所で行われてきました。 16世紀後半から17世紀初頭にロンドンでそのような燃料の切り替えが行われるまで、家庭用の石炭はおそらく存在しなかったでしょう。[64]歴史家のルース・グッドマンは、そのスイッチの社会経済的影響とその後の英国全土への広がりを追跡し[64]、石炭の産業的採用を形作る上でのその重要性が以前は過小評価されていたことを示唆した。[64] :xiv–xix 

産業革命の進展は、蒸気機関が水車から引き継いだため、石炭の大規模な使用につながりました1700年、世界の石炭の6分の5が英国で採掘されました。石炭がエネルギー源として利用できなかったとしたら、英国は1830年代までに水車小屋に適した場所を使い果たしていただろう。[65] 1947年に英国には約75万人の鉱山労働者がいたが[66] 、英国の最後の深部炭鉱は2015年に閉鎖された。[67]

瀝青炭と無煙炭の間のグレードは、蒸気機関車の燃料として広く使用されていたため、かつては「蒸気炭」として知られていました。この特殊な用途では、米国では「海炭」と呼ばれることもあります。[68]ドライスモールスチームナッツ(またはDSSN)とも呼ばれる小さな「スチームコール」は、家庭用給湯器の燃料として使用されました

石炭は19世紀と20世紀の産業で重要な役割を果たしました。欧州連合の前身である欧州石炭鉄鋼共同体は、この商品の取引に基づいていました。[69]

石炭は、露出した石炭の継ぎ目の自然侵食と貨物船からの吹きさらしの流出の両方から、世界中のビーチに到着し続けています。そのような地域の多くの家庭は、この石炭を家庭用暖房燃料の重要な、時には主要な供給源として集めています。[70]

排出強度

排出原単位は、発電機の寿命全体で発電される電力の単位あたりに排出される温室効果ガスです。石炭火力発電所の排出原単位は、生成されるkWhごとに約1000gのCO2eqを排出するため高く、天然ガスはkWhあたり約500gのCO2eqで中程度の排出原単位です。石炭の排出強度は、種類や発電機の技術によって異なり、一部の国ではkWhあたり1200gを超えています。[71]

エネルギー密度

石炭エネルギー密度は、 1キログラムあたり約24メガジュールです[72](1kgあたり約6.7キロワット時)。効率が40%の石炭火力発電所の場合、100Wの電球に1年間電力を供給するのに推定325kg(717ポンド)の石炭が必要です。[73]

2017年には世界のエネルギーの27.6%が石炭によって供給され、アジアはそのほぼ4分の3を使用していました。[74]

化学

構成

石炭の組成は、近接分析(水分、揮発性物質、固定炭素、および灰)または最終分析(灰、炭素、水素、窒素、酸素、および硫黄)のいずれかとして報告されます。「揮発性物質」はそれ自体では存在しませんが(一部の吸着メタンを除く)、石炭を加熱することによって生成および追い出される揮発性化合物を指します。典型的な瀝青炭は、重量ベースで84.4%の炭素、5.4%の水素、6.7%の酸素、1.7%の窒素、および1.8%の硫黄の乾燥した無灰ベースで最終的な分析を行うことができます。[36]

酸化物の観点から与えられた灰の組成はさまざまです:[36]

灰の組成、重量パーセント
SiO
2
20〜40
アル
2
O
3
10-35
Fe
2
O
3
5-35
CaO 1〜20
MgO 0.3-4
TiO
2
0.5〜2.5

2
O
K
2
O
1-4
それで
3
0.1-12 [75]

その他のマイナーコンポーネントは次のとおりです。

平均的なコンテンツ
物質 コンテンツ
水銀(Hg) 0.10 ± 0.01ppm  [ 76]
ヒ素(As) 1.4〜71 ppm [77]
セレン(Se) 3 ppm [78]

石炭のコークス化とコークスを使用した鉄の精錬

イギリス、ウェールズの無煙燃料プラントのコークス炉

コークスは、鉄鋼やその他の鉄製品の製造に使用される原料炭(低灰分、低硫黄瀝青炭、冶金用石炭とも呼ばれます)に由来する固体の炭素質残留物です。[79]コークスは、1,000°Cの高温で酸素を含まないオーブンで焼き、揮発性成分を追い出し、固定炭素と残留灰を融合させることにより、原料炭から作られます。冶金用コークスは高炉で鉄鉱石製錬する際の燃料および還元剤として使用されます。[80] その燃焼によって生成された一酸化炭素は、ヘマタイトを還元します( 酸化鉄)からへ。

廃棄二酸化炭素も発生します溶存炭素が多すぎる 銑鉄と一緒に、鋼を作るためにさらに処理する必要があります。

原料炭は、灰分、硫黄分リン分が少なく、金属に移行しないようにする必要があります。[79] コークスは、高炉の表土の重量に耐えるのに十分な強度が必要です。そのため、従来のルートを使用して製鋼する場合、原料炭は非常に重要です。石炭からのコークスは灰色で硬く、多孔質で、発熱量は29.6 MJ / kgです。一部のコークス製造プロセスでは、コールタールアンモニア、軽油、石炭ガスなどの副産物が生成されます。

石油コークス(ペトコークス)は、石油精製で得られる固形残留物であり、コークスに似ていますが、不純物が多すぎて冶金用途に使用できません。

ファウンドリコンポーネントでの使用

この用途では海炭として知られている細かく粉砕された瀝青炭は、鋳物砂の構成要素です。溶融金属がにある間、石炭はゆっくりと燃焼し、圧力で還元性ガスを放出するため、金属が砂の細孔に浸透するのを防ぎます。また、鋳造前に型に適用されるのと同じ機能を持つペーストまたは液体である「型洗浄」にも含まれています。[81]海の石炭は、キューポラ炉の底に使用される粘土の裏地(「本体」)と混合することができます加熱すると、石炭が分解し、本体がわずかに砕けやすくなり、溶融金属を叩くための開いた穴を壊すプロセスが容易になります。[82]

コークスの代替品

スクラップ鋼は電気アーク炉でリサイクルできます製錬によって鉄を作る代わりに、直接還元鉄を使用することもできます。この場合、あらゆる炭素質燃料を使用してスポンジやペレット状の鉄を作ることができます。二酸化炭素の排出を減らすために、水素を還元剤として使用し[83]バイオマスまたは廃棄物を炭素源として使用することができます。[84]歴史的に、高炉でコークスの代替として木炭が使用されており、得られた鉄は木炭鉄として知られています。

ガス化

石炭ガス化は、石炭ガス化複合発電所(IGCC)の石炭火力発電所の一部として使用され、一酸化炭素(CO)と水素(H 2 )ガスの混合ガスである合成ガスを生成してガスタービンを燃焼させて電力を生成します。合成ガスは、フィッシャー・トロプシュ法によってガソリンディーゼルなどの輸送用燃料に変換することもできますあるいは、合成ガスをメタノールに変換することもできます。これは、燃料に直接ブレンドすることも、メタノールからガソリンへのプロセスを介してガソリンに変換することもできます。[85]フィッシャー・トロプシュ技術と組み合わせたガス化は、Sasolによって使用されました石炭から化学薬品と自動車燃料を製造する南アフリカの化学会社。[86]

ガス化の際、石炭は酸素蒸気と混合され、同時に加熱および加圧されます。反応中、酸素と水分子は石炭を一酸化炭素(CO)に酸化し、水素ガス(H 2)も放出します。これは、かつては地下の採炭場で行われ、また、照明、暖房、調理のために燃焼するために顧客にパイプで送られる 都市ガスを作るためにも行われました。

3C(石炭として)+ O 2 + H 2O →H2 + 3CO

精製業者がガソリンを生産したい場合、合成ガスはフィッシャー・トロプシュ反応に送られます。これは間接石炭液化として知られています。ただし、水素が目的の最終生成物である場合、合成ガスは水性ガスシフト反応に供給され、そこでより多くの水素が放出されます。

CO + H 2O →CO2 + H 2

液化

Coal can be converted directly into synthetic fuels equivalent to gasoline or diesel by hydrogenation or carbonization.[87] Coal liquefaction emits more carbon dioxide than liquid fuel production from crude oil. Mixing in biomass and using CCS would emit slightly less than the oil process but at a high cost.[88] State owned China Energy Investment runs a coal liquefaction plant and plans to build 2 more.[89]

Coal liquefaction may also refer to the cargo hazard when shipping coal.[90]

Production of chemicals

Production of chemicals from coal

化学物質は1950年代から石炭から生産されてきました。石炭は、さまざまな化学肥料やその他の化学製品の製造における原料として使用できます。これらの製品への主なルートは、合成ガスを生成するための石炭ガス化でした。合成ガスから直接生成される一次化学物質には、メタノール水素一酸化炭素が含まれます。これらは、オレフィン酢酸ホルムアルデヒドアンモニア尿素など、あらゆる種類の誘導体化学物質が製造される化学構成要素です。合成ガスの多様性一次化学物質および高価値の派生製品の前駆体として、石炭を使用して幅広い商品を生産するオプションを提供します。しかし、21世紀になると、炭層メタンの使用がますます重要になります。[91]

石炭ガス化によって製造できる化学製品のスレートは、一般に天然ガス石油に由来する原料も使用できるため、化学産業は最も費用効果の高い原料を使用する傾向があります。したがって、石炭の使用への関心は、石油と天然ガスの価格の上昇と、石油とガスの生産に負担をかけた可能性のある世界的な経済成長の時期に高まる傾向がありました。

石炭から化学プロセスには、かなりの量の水が必要です。[92]石炭から化学製品への生産の多くは、山西省などの石炭依存地域が汚染の管理に苦労している中国[93] [94]にあります。[95]

発電

燃焼前処理

精製炭は、亜瀝青炭や亜炭(褐炭)などの下位炭から水分や特定の汚染物質を除去する石炭アップグレード技術の製品です。これは、石炭が燃焼する前に石炭の特性を変化させる、石炭のいくつかの前燃焼処理およびプロセスの1つの形式です。熱効率の改善は、予備乾燥の改善によって達成できます(特に亜炭やバイオマスなどの高水分燃料に関連します)。[96]予燃焼石炭技術の目標は、石炭が燃焼されるときの効率を高め、排出量を削減することです。石炭燃料ボイラーからの排出を制御するための燃焼後技術の補足として、燃焼前技術を使用できる場合があります。

発電所の燃焼

米国ユタ州ヘルパー近くのキャッスルゲート発電所
石炭鉄道車両
スロベニアのリュブリャナ発電所で石炭を押すブルドーザー

石炭火力発電所固体燃料として燃焼して発電する石炭は、一般炭と呼ばれます。石炭は、燃焼によって非常に高い温度を生成するためにも使用されます。大気汚染による早期死亡は、GW年あたり200人と推定されていますが、スクラバーが使用されていない発電所周辺では高くなるか、都市から遠く離れている場合は低くなる可能性があります。[97]石炭の使用を減らすための世界中の努力により、一部の地域は低炭素源からの天然ガスと電気に切り替えるようになりました。

石炭を発電に使用する場合、通常、石炭は粉砕された後、ボイラーを備えた炉で燃焼されます(微粉炭焚きボイラーも参照)。[98]炉の熱はボイラーの水を蒸気に変換し、それは次に発電機を回して電気を生成するタービンを回転させるために使用されます。[99]このプロセスの熱力学的効率は、前燃焼処理、タービン技術(超臨界蒸気発生器など)、およびプラントの年齢に応じて、約25%から50%の間で変化します。[100] [101]

石炭をより効率的に燃焼させる、いくつかの統合ガス化複合サイクル(IGCC)発電所が建設されました。石炭を粉砕して蒸気発生ボイラーで直接燃料として燃焼させる代わりに、石炭をガス化してシンガスを生成し、ガスタービンで燃焼させて電気を生成します(天然ガスをタービンで燃焼させるのと同じです)。タービンからの高温の排気ガスは、補助蒸気タービンに動力を供給する排熱回収ボイラで蒸気を発生させるために使用されます。熱電併給を提供するために使用された場合の全体的なプラント効率は、94%にも達する可能性があります。[102]IGCC発電所は、従来の微粉炭燃料発電所よりも局所的な汚染を排出しません。しかし、ガス化後および燃焼前の炭素回収および貯留の技術は、これまでのところ、石炭で使用するには費用がかかりすぎることが証明されています。[103]石炭を使用する他の方法は、ソビエト連邦で開発された石炭-水スラリー燃料(CWS)として、またはMHDトッピングサイクルとしてです。しかし、これらは利益がないため広く使われていません。

2017年には、世界の電力の38%が石炭から供給されていました。これは、30年前と同じ割合です。[104] 2018年の世界の設備容量は2TW(うち1TWは中国)であり、これは総発電容量の30%でした。[105]最も依存している主要国は南アフリカであり、その電力の80%以上が石炭によって生成されています。[106]しかし、中国だけでも世界の石炭発電の半分以上を発電している。[107]

2013年に石炭の最大使用量に達した。[108] 2018年の石炭火力発電所の設備利用率は平均51%であり、利用可能な稼働時間の約半分で稼働していた。[109]

石炭産業

鉱業

年間約8000Mtの石炭が生産されており、その約90%が無煙炭、10%が亜炭です。2018年の時点で、半分強が地下鉱山からのものです。[110]露天掘りよりも地下採掘中に多くの事故が発生します。すべての国が鉱山事故の統計を公開しているわけではないため、世界的な数字は不確かですが、ほとんどの死者は中国の石炭鉱山事故で発生すると考えられています。2017年には中国で375人の石炭鉱山関連の死者が出ました。[111]採掘される石炭のほとんどは、一般炭(発電用の蒸気を作るために使用されるため、蒸気炭とも呼ばれる)ですが、冶金用石炭(鉄を作るためのコークスを作るために使用されるため、「メトコール」または「コークス用石炭」とも呼ばれます)世界の石炭使用量の10%から15%を占めています。[112]

取引商品として

1895年、オハイオ州トレドで見られた広大な石炭ドック

中国は世界の石炭のほぼ半分を採掘し、インドが約10分の1を採掘しています。[113] オーストラリアは世界の石炭輸出の約3分の1を占めており、インドネシアロシアがそれに続く。最大の輸入国は日本とインドです。

冶金用石炭の価格は変動しやすく[114]、冶金用石炭は硫黄分が少なく、より多くの洗浄が必要なため、一般炭の価格よりもはるかに高くなります。[115]石炭先物契約は、石炭生産者と電力業界にヘッジリスク管理のための重要なツールを提供します。

一部の国では、新しい陸上風力発電または太陽光発電のコストは、既存の発電所からの石炭火力よりもすでに低くなっています(ソース別の電力コストを参照)。[116] [117] しかし、中国の場合、これは2020年代初頭[118]であり、東南アジアの場合、2020年代後半まで予測されていません。[119]インドでは、新しいプラントを建設することは不経済であり、助成金を受けているにもかかわらず、既存のプラントは再生可能エネルギーで市場シェアを失っています。[120]

市場動向

石炭を生産している国の中で、中国が圧倒的に多く、世界の石炭のほぼ半分を採掘しており、インドが10%未満を占めています。中国も圧倒的に最大の消費者です。したがって、市場動向は中国のエネルギー政策に依存しています。[121]汚染を減らす努力は、世界の長期的な傾向がより少ない石炭を燃やすことであることを意味するが、他の国での新しい石炭火力発電所への中国の資金提供のために、短期および中期の傾向は異なるかもしれない。[105]

主要な生産者

地域別の石炭生産

年間生産量が3億トンを超える国が表示されます。

国別および年別の石炭生産量(百万トン)[122] [113] [123] [124]
2000 2005年 2010年 2015年 2017年 シェア(2017)
中国 1,384 2,350 3,235 3,747 3,523 46%
インド 335 429 574 678 716 9%
アメリカ 974 1,027 984 813 702 9%
オーストラリア 314 375 424 485 481 6%
インドネシア 77 152 275 392 461 6%
ロシア 262 298 322 373 411 5%
世界のその他の地域 1380 1404 1441 1374 1433 19%
世界合計 4,726 6,035 7,255 7,862 7,727 100%

主要な消費者

年間消費量が5億トンを超える国が表示されます。株式は、石油換算トンで表されたデータに基づいています。

国別および年別の石炭消費量(百万トン)[125] [126]
2008年 2009年 2010年 2011 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 共有
中国 2,691 2,892 3,352 3,677 4,538 4,678 4,539 3,970石炭+441メットコークス= 4,411 3,784石炭+430メットコークス= 4,214 51%
インド 582 640 655 715 841 837 880 890石炭+33メットコークス= 923 877石炭+37メットコークス= 914 11%
アメリカ 1,017 904 951 910 889 924 918 724石炭+12メットコークス= 736 663石炭+10メットコークス= 673 9%
ワールドトータル 7,636 7,699 8,137 8,640 8,901 9,013 8,907 7,893石炭+668メットコークス= 8561 7,606石炭+655メッ​​トコークス= 8261 100%

主要な輸出業者

国別および年別の石炭の輸出(百万トン)[127]
2018年
インドネシア 472
オーストラリア 426
ロシア 231
アメリカ 115
コロンビア 92
南アフリカ 88
モンゴル 39
カナダ 37
モザンビーク 16

輸出業者は、インドと中国からの輸入需要が減少するリスクにさらされています。[128]

主要な輸入業者

国別および年別の石炭輸入量(百万トン)[129] [130]
2018年
中国 281
インド 223
日本 189
韓国 149
台湾 76
ドイツ 44
オランダ 44
七面鳥 38
マレーシア 34
タイ 25

人間の健康へのダメージ

燃料として石炭を使用すると、健康を害し、死に至ります。[131]石炭の採掘と処理は、大気汚染と水質汚染を引き起こします。[132]石炭火力発電所は、窒素酸化物、二酸化硫黄、粒子汚染、および重金属を放出し、これらは人間の健康に悪影響を及ぼします。[132] 炭層メタン抽出は、鉱山事故を回避するために重要です。

致命的なロンドンのスモッグは、主に石炭の多用によって引き起こされました。世界的に石炭は毎年80万人の早死を引き起こすと推定されており[133]、主にインド[134]と中国で発生しています。[135] [136] [137]

石炭の燃焼は二酸化硫黄の主要な排出源であり、大気汚染の最も危険な形態であるPM2.5粒子を生成します[138]

石炭煙突の放出は、喘息脳卒中、知性の低下動脈閉塞、心臓発作うっ血性心不全心不整脈水銀中毒動脈閉塞、および肺癌を引き起こします。[139] [140]

石炭を使用して発電することによるヨーロッパの年間医療費は、最大430億ユーロと推定されています。[141]

中国では、主に国のエネルギーが石炭に大きく依存しているため、気候政策が厳しくなると、大気の質と人間の健康の改善が進むでしょう。そして、正味の経済的利益があります。[142]

Economic Journalの2017年の調査によると、1851年から1860年の期間の英国では、「石炭使用量の1標準偏差の増加により、乳児死亡率が6〜8%上昇し、産業用石炭使用量は都市部の死亡率ペナルティの約3分の1を説明しています。この期間中に観察された。」[143]

炭塵を吸い込むと石炭労働者の塵肺症または「黒い肺」が引き起こされます。これは、炭塵が文字通り肺を通常のピンク色から黒くするためです。[144]米国だけでも、石炭産業の元従業員1,500人が、採炭場のほこりを吸い込んだ影響で毎年亡くなっていると推定されています。[145]

毎年大量の石炭灰やその他の廃棄物が発生しています。石炭を使用すると、毎年何億トンもの灰やその他の廃棄物が発生します。これらには、フライアッシュボトムアッシュ排煙脱硫スラッジが含まれ、これらには、水銀ウラントリウムヒ素、およびその他の重金属と、セレンなどの非金属が含まれています。[146]

石炭の約10%は灰です:[147] 石炭灰は、人間や他の生物にとって危険で有毒です。[148]石炭灰には、放射性元素であるウラントリウムが含まれています。石炭灰やその他の固体燃焼副産物は局所的に貯蔵され、さまざまな方法で逃げ出し、石炭火力発電所の近くに住む人々を放射線や環境毒性にさらします。[149]

環境へのダメージ

イベントの翌日に撮影されたキングストン化石工場の石炭フライアッシュスラリー流出現場の航空写真

発電所や産業プロセスの採炭や石炭燃料供給は、大きな環境被害を引き起こす可能性があります。[150]

水システムは採炭の影響を受けます。[151]たとえば、鉱業は地下水地下水面のレベルと酸性度に影響を与えます。キングストン化石プラントの石炭フライアッシュスラリーの流出などのフライアッシュの流出も、土地や水路を汚染し、家屋を破壊する可能性があります。石炭を燃やす発電所も大量の水を消費します。これは河川の流れに影響を与える可能性があり、他の土地利用に結果的な影響を及ぼします。パキスタンのタール砂漠などの水不足地域では、採炭および石炭火力発電所はかなりの量の水を使用します。[152]

水循環に対する石炭の最も初期の既知の影響の1つは、酸性でした。2014年には、約100 Tg / Sの二酸化硫黄(SO 2)が放出され、その半分以上が石炭の燃焼によるものでした。[153]放出後、二酸化硫黄はH 2 SO 4に酸化され、太陽放射を散乱させます。したがって、大気中の二酸化硫黄の増加は、気候に冷却効果を及ぼします。これは、温室効果ガスの増加によって引き起こされる温暖化の一部を有益に覆い隠します。しかし、硫黄は数週間のうちに酸性雨として大気から沈殿します[154]。一方、二酸化炭素は何百年もの間大気中にとどまります。SO 2の放出は、生態系の広範な酸性化にも貢献しています。[155]

使われなくなった採炭も問題を引き起こす可能性があります。地盤沈下はトンネルの上で発生し、インフラや農地に損害を与える可能性があります。採炭も長続きする火災を引き起こす可能性があり、いつでも何千もの炭層火災が燃えていると推定されています。[156]たとえば、ブレンネンダーベルクは、1668年から燃え続けており、21世紀も燃え続けています。[157]

石炭からコークスを製造すると、副産物としてアンモニア、コールタール、ガス状化合物が生成され、陸、空、水路に排出されると環境を汚染する可能性があります。[158]ワイアラ製鉄所は、液体アンモニアが海洋環境に排出されたコークス製造施設の一例です[159]

地下火災

何千もの炭層が世界中で燃えています。[160]地下で燃えているものは見つけるのが難しく、多くは消すことができない。火災は地上の地盤を沈静化させる可能性があり、その燃焼ガスは生命に危険をもたらし、地表に発生すると地表の山火事を引き起こす可能性があります。炭層は、自然発火、または鉱山火災や地表火災との接触によって発火する可能性があります。落雷は重要な発火源です。石炭は、酸素(空気)が火炎面に到達できなくなるまで、ゆっくりと燃焼して継ぎ目に戻ります。石炭地域での草の火は、数十の炭層に火をつける可能性があります。[161] [162]中国での石炭火災は、年間推定1億2000万トンの石炭を燃やし、3億6000万メートルトンのCO 2を排出します。これは、化石燃料からのCO 2の年間世界生産量の2〜3%に相当します。[163] [164]ペンシルベニア州セントラリア(米国石炭地帯にある自治区)では、放棄された無煙炭ストリップ鉱山ピットにある自治区の埋め立て地でのゴミ火災により、1962年に無煙炭の露出した鉱脈が発火した。消火の試みは失敗に終わり、今日まで地下で燃え続けていますオーストラリアのバーニングマウンテン もともとは火山と考えられていましたが、煙と灰は約6、000年もの間燃え続けている炭層から来ています。[165]

タジキスタンのヤグノブバレーにあるKuhi Malikでは、石炭鉱床が何千年もの間燃え続けており、独特の鉱物でいっぱいの広大な地下迷路を作り出しています。その中には非常に美しいものもあります。

ワイオミング州とノースダコタ州西部パウダー川盆地の多くの尾根とビュートを覆う赤みがかったシルト岩はポルセラナイトと呼ばれ、石炭燃焼廃棄物の「クリンカー」または火山の「スコリア」に似ています。[166]クリンカーは、石炭の自然燃焼によって融合した岩石です。パウダー川盆地では、過去300万年以内に約270億から540億トンの石炭が燃やされました。[167]この地域での野生の炭層火災は、ルイス・クラーク探検隊、およびこの地域の探検家や入植者によって報告された。[168]

気候変動

石炭使用の最大かつ最も長期的な影響は、気候変動を引き起こす温室効果ガスである二酸化炭素の放出です石炭火力発電所は、 2018年の世界のCO 2排出量の増加に最も貢献した唯一の企業であり、 [169]化石燃料の総排出量の40%[8]であり、総排出量の4分の1以上を占めています。[170] [注1]採炭は、別の温室効果ガスであるメタンを放出する可能性があります。[171] [172]

2016年の世界の石炭使用による二酸化炭素排出量は14.5ギガトンでした。[173]石炭火力発電は、メガワット時の発電ごとに約1トンの二酸化炭素を排出します。これは、天然ガス火力発電所から放出される約500kgの二酸化炭素の2倍です。[174] 2013年、国連気候変動機関の長は、壊滅的な地球温暖化を回避するために、世界の石炭埋蔵量のほとんどを地中に残しておくべきであると助言した。[175]地球温暖化を1.5°Cまたは2°C未満に保つには、数百、場合によっては数千の石炭火力発電所を早期に廃止する必要があります。[176]

汚染の軽減

石炭火力発電所の排出規制

クリーンコールと呼ばれることもある石炭汚染緩和は、石炭の健康と環境への影響を緩和しようとする一連のシステムとテクノロジーです。[177]特に、石炭火力発電所、および重工業によって燃やされた石炭からの大気汚染

主な焦点は、酸性雨を引き起こした最も重要なガスである二酸化硫黄(SO 2)と窒素酸化物(NO x )です。目に見える大気汚染、病気、早死を引き起こす粒子状物質。SO 2は排煙脱硫で除去でき、NO 2選択的接触還元(SCR)で除去できます。粒子は電気集じん器で取り除くことができます。おそらく効率は劣りますが、湿式スクラバーはガスと粒子状物質の両方を除去できます。フライアッシュを減らすと、放射性物質水銀排出量は最大95%削減できます。[178]しかしながら、石炭からの二酸化炭素排出量を把握することは、一般的に経済的に実行可能ではありません。

基準

地域の汚染基準には、GB13223-2011(中国)、インド、[ 179]産業排出指令(EU)および大気浄化法(米国)が含まれます。

衛星監視

現在、衛星監視は国のデータをクロスチェックするために使用されています。たとえば、Sentinel-5 Precursor、中国によるSO2の制御が部分的にしか成功していないことを示しています。[180]また、SCRなどの技術の使用が少ないため、南アフリカとインドでNO2の排出量が多いことも明らかになっています。[181]

コンバインドサイクル発電所

いくつかの統合ガス化複合サイクル(IGCC)石炭火力発電所は、石炭ガス化で建設されました。それらは石炭をより効率的に燃焼し、したがって汚染をより少なく排出するが、これは物議を醸しているが、おそらく日本を除いて、技術は一般に石炭に対して経済的に実行可能であると証明されていない。[182] [183]

炭素の回収と貯留

まだ集中的に研究されており、石炭以外のいくつかの用途で経済的に実行可能であると考えられていますが、炭素の回収と貯留は、ペトラノヴァバウンダリーダムの石炭火力発電所でテストされており、太陽光発電技術のコストが削減されるため、技術的には実現可能ですが、石炭での使用には経済的に実行可能ではないことがわかっています。[184]

経済

2018年には、800億米ドルが石炭供給に投資されましたが、ほとんどすべてが、新しい鉱山を開くのではなく、生産レベルを維持するために投資されました。[185] 長期的には、石炭と石油は世界で年間数兆ドルの費用がかかる可能性があります。[186] [187]石炭だけでもオーストラリアに数十億ドルの費用がかかる可能性がありますが、[188]一部の中小企業や都市の費用は、数百万ドルの規模になる可能性があります。[189]石炭によって(気候変動によって)最も被害を受けた経済は、炭素の社会的コストが最も高い国であるインドと米国である可能性があります。[190]石炭を融資するための銀行融資は、インド経済にとってリスクである。[134]

中国は世界最大の石炭生産国です。これは世界最大のエネルギー消費国であり、中国の石炭は一次エネルギーの60%を供給しています。しかし、中国の石炭火力発電所の5分の2は赤字であると推定されています。[118]

石炭の貯蔵と取り扱いによる大気汚染は、PM2.5のために、米国が1トン余分に貯蔵するごとに約200ドルの費用がかかります。[191]石炭汚染は、EUに毎年430億ユーロの費用をかけています。[192]大気汚染を削減するための措置は、個人の経済的利益と中国などの国の経済[193] [194]に利益をもたらします。[195]

補助金

2015年に大まかに定義された石炭への補助金総額は約2.5兆米ドルと推定されており、これは世界のGDPの約3%に相当します。[196] 2019年現在、G20諸国は、石炭火力を含む石炭の生産に対して、年間少なくとも639億米ドル[169]の政府支援を提供しています。多くの補助金は定量化できません[197]が、276億米ドルが含まれています。国内および国際的な財政、年間154億米ドルの財政支援、および209億米ドルの国有企業(SOE)投資。[169] EUでは、新しい石炭火力発電所への援助は2020年から禁止され、既存の石炭火力発電所への援助は2025年から禁止されている。[198] 2018年の時点で、新しい石炭火力発電所に対する政府の資金は、中国のExim Bank[199]国際協力銀行、およびインドの公的部門の銀行から提供されました。[200] カザフスタンの石炭は、2017年に総額20億米ドルの石炭消費補助金の主な受領者でした。[201] トルコの石炭は、2021年に多額の補助金の恩恵を受けました。[202]

座礁資産

Some coal-fired power stations could become stranded assets, for example China Energy Investment, the world's largest power company, risks losing half its capital.[118] However, state-owned electricity utilities such as Eskom in South Africa, Perusahaan Listrik Negara in Indonesia, Sarawak Energy in Malaysia, Taipower in Taiwan, EGAT in Thailand, Vietnam Electricity and EÜAŞ in Turkey are building or planning new plants.[203] As of 2021 this may be helping to cause a carbon bubbleそれが破裂した場合、それは財政の不安定を引き起こす可能性があります。[204] [205] [206]

政治

中国、インド、インドネシア、ベトナム、トルコ、バングラデシュなど、新しい石炭火力発電所を建設または資金提供している国々は、パリ協定の目的を妨害しているという国際的な批判の高まりに直面しています。[105] [207] [208] 2019年、太平洋諸島諸国(特にバヌアツフィジー)は、沿岸の氾濫と浸食に関する懸念を理由に、オーストラリアが以前よりも速い速度で排出量を削減できなかったと批判した。[209] 2021年5月、G7加盟国は、国際石炭火力発電に対する新たな政府の直接支援を終了することに合意した。[210]

腐敗

汚職の申し立ては、インド[211]と中国で調査されています。[212]

石炭への反対

ドイツのハンバッハ地表鉱山のためのハンバッハ森林の一部の伐採に抗議するための樹上の家:その後、伐採は2018年に中断されました

石炭汚染への反対は、現代の環境運動が19世紀に始まった主な理由の1つでした。

石炭からの移行

世界的な気候目標を達成し、現在それを持っていない人々に電力を供給するために、石炭火力は2040年までにほぼ10,000TWhから2,000TWh未満に削減されなければなりません。これはコストを上回りますが[214]、一部の国では依然として石炭を支持しており[215]、石炭を段階的に廃止する時期については多くの意見の相違があります。[216] [217]しかしながら、脱石炭連盟などの多くの国は、すでに石炭から移行している、または移行している。[218]これまでに発表された最大の移行はドイツであり、これは2035年から2038年の間に最後の石炭火力発電所を閉鎖する予定である。[219]一部の国では、「公正な移行」のアイデアを使用して、たとえば、移行のメリットの一部を使用して、採炭業者に早期年金を提供しています。[220]しかしながら、低地の太平洋諸島は、移行が十分に速くなく、海面上昇によって氾濫することを懸念している。そのため、彼らはOECD諸国に2030年までに石炭を完全に段階的に廃止し、他の国々は2040年までに段階的に廃止するよう求め各国は2030年までに石炭からの発電を停止し、その他の国々は2040年までに発電を停止する必要があります。[221]石炭の段階的廃止は、グラスゴー気候協定のCOP26で合意され

ピーク石炭

アメリカ合衆国、ワイオミング州の炭鉱。米国には世界最大の石炭埋蔵量があります。

ピーク石炭は、人間社会による石炭のピーク消費または生産です。世界の石炭消費量は2013年にピークに達し、2010年代の終わりまでにわずかに減少しました。[222] [223]世界のエネルギーミックス における石炭のシェアのピークは、石炭が世界のエネルギー生産の30%を占めていた2008年でした。[222] 石炭使用量の減少は、主に米国とヨーロッパ、およびアジアの先進国での消費の減少によって引き起こされています。[222] 2019年には、中国、インドネシア、インド、ロシア、オーストラリアなどの国での生産量の増加が、米国とヨーロッパでの減少を補った。[223]しかしながら、石炭の構造的衰退は2020年代も続いた。[224]

ピーク石炭は、ピーク需要またはピーク供給によって駆動することができます。歴史的に、石炭埋蔵量の枯渇により、供給側が最終的にピーク石炭を推進すると広く信じられていたしかし、気候変動を制限するための世界的な取り組みの増加以来、ピーク石炭は需要によって推進されており、2013年のピーク消費量を下回っています。[222]これは主に、天然ガスと再生可能エネルギーの急速な拡大によるものです。[222]多くの国は、プロジェクトの石炭埋蔵量が現在の消費レベルで何世紀にもわたって持続する能力を持っているとの推定にもかかわらず、石炭を段階的に廃止することを約束している。一部の国では[どちらですか?]石炭消費量は2020年代初頭にまだ増加する可能性があります。[225]

よりクリーンな燃料とより低い炭素発電に切り替えます

石炭火力発電は、天然ガスを1メガワット時あたり500 kgの温室効果ガスで燃焼させることによって生成される電力の約2倍の二酸化炭素(1メガワット時ごとに約1トン)を排出します。[226]天然ガスは、発電に加えて、暖房や自動車燃料としても人気があります。

英国での石炭の使用は、1990年代に北海油田が開発され、その後ガスが急増した結果、減少しましたカナダでは、ハーン発電所などの一部の石炭火力発電所が石炭から天然ガスに切り替えました。2017年、米国の石炭発電は電力の30%を供給し、2008年の約49%から減少しました[227] [228] [229]タイトな頁岩層の水圧破砕によって得られた低コストの天然ガスが豊富に供給されたため、[230]

移行中の石炭地域

一部の採炭地域は石炭に大きく依存しています。[231]

雇用

一部の採炭業者は、移行中に職が失われる可能性があることを懸念しています。[232]石炭からの公正な移行は、欧州復興開発銀行によってサポートされています。[233]

バイオレメディエーション

白色腐朽菌Trametesversicolorは、天然に存在する石炭の上で成長し、代謝することができます。[234]バクテリアDiplococcusは石炭を分解し、その温度を上昇させることがわかっています。[235]

文化的使用法

石炭はケンタッキー州の公式のの鉱物[236]であり、ユタ州の公式の州の岩石です[237]両方の米国の州は、採炭と歴史的なつながりを持っています。

一部の文化では、不正行為をした子供は、プレゼントではなく、クリスマスのストッキングでサンタクロースからクリスマスの石炭の塊だけを受け取ることになります。

スコットランドイングランド北部では、元旦に石炭を贈り物として贈ることも習慣的であり、幸運であると考えられています。これはFirst-Footingの一部として発生し、来年の暖かさを表しています。

も参照してください

参考文献

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