Производство древесного угля
Мало кого можно удивить тем, чтобы использовать в качестве топлива древесный уголь. В магазинах давно продаются мешки с древесным углем для шашлыка, и каждый уважающий себя дачник и турист хоть раз покупал их, чтобы приготовить мясо или рыбу на мангале. Без этого не обходится ни один пикник на природе.
Подробная информация от производителя угля на странице Древесный уголь
Но применение древесного угля не ограничивается приготовлением продуктов на углях. Древесный уголь эффективный абсорбент, поэтому его используют в медицине, на производстве фильтров, в химической промышленности. Еще древесный уголь подходит для каминов. Древесный уголь эффективней, чем дрова, занимает меньше места, дает хороший жар, не образует искр и пламени. Тлеющие в камине угли представляют собой приятную картину тепла и уюта. Также свойства древесного угля можно использовать для ковки металла. На производстве и в промышленности тоже часто используют древесный уголь.
В домашних условиях измельченный древесный уголь можно использовать для выращивания комнатных цветов. Добавляя порошок из березового древесного угля в землю можно повысить гигроскопичность и предотвратить закисание почвы в цветочном горшке.
Древесный уголь – микропористый высокоуглеродистый продукт, образующийся при пиролизе древесины без доступа воздуха. Древесный уголь применяется в производстве кристаллического кремния, сероуглерода, чёрных и цветных металлов, активированного угля и т. д., а также как бытовое топливо (удельная теплота сгорания 31,5 – 34 МДж/кг). Древесный уголь классифицирован в системе стандартов – ГОСТ 7657-84 «Уголь древесный».
Производители древесного угля
Спрос на рынке формирует предложение. Появилось много компаний и частных хозяйств, которые специализируются на производстве древесного угля. Все дело в том, что процесс изготовления древесного угля достаточно прост. При наличии качественного оборудования для древесного угля можно легко производить большие партии товара на продажу.
Производители углевыжигательных печей для производства древесного угля предлагают широкий ассортимент разнообразных модификаций, которые отличаются друг от друга объемом камеры, количеством камер, это могут быть ретортные печи и соответственно ценой на оборудование. На рынке представлены малогабаритные мобильные модели печей для изготовления древесного угля для бытового использования и большие углевыжигательные комплексы с двумя или тремя камерами, которые позволяют организовать непрерывный цикл производства древесного угля.
Подробная информация от производителя печей углежжения на странице Углевыжигательные печи
Пиролизом, или сухой перегонкой, называется разложение органических веществ путём нагревания без (или с ограничением) доступа воздуха, чтобы предотвратить горение. Также пиролиз – первый процесс, происходящий при горении древесины. Языки пламени образуются за счёт горения не самой древесины, а газов – летучих продуктов пиролиза.
При пиролизе древесины (450 – 500 °C) образуется ряд веществ: древесный уголь, метанол, уксусная кислота, ацетон, смолы и др.
Оборудование для производства древесного угля
Современные углевыжигательные печи для древесного угля безопасны для окружающей среды, в них предусмотрена система дожига пиролизных газов, что позволяет в разы снизить вредные выбросы в атмосферу. Печи для производства древесного угля обладают высокой производительностью, поэтому они высокорентабельны. Вложенные средства быстро окупаются, и оборудование в скором времени начинает приносить стабильный доход. Производство древесного угля отличная идея для бизнеса с учетом наличия бесперебойной поставки качественного сырья. В качестве сырья для углевыжигательных печей используют дрова. Дрова можно закупать готовые или колоть самостоятельно. Для колки дров можно приобрести дровокольное оборудование, которое позволит быстро и без лишних усилий заготовить достаточный объем дров. Дровокольные станки мощные, обладают высокой производительностью, подходят для любых пород древесины.
Технология производства древесного угля
Технология производства древесного угля основана на бескислородном пиролизе древесины или сжигании дров без доступа кислорода. Он достигается использованием герметичных печных камер, выполненных из толстых листов железа. Если в углевыжигательную печь будет попадать кислород, то на выходе объем древесного угля будет ниже, чем планировалось. Цикл производства древесного угля состоит из нескольких этапов: загрузка дров в камеру печи, розжиг дров в топочной камере, сушка древесины, пиролиз древесины с дожигом пиролизных газов, остывание готового древесного угля, выгрузка угля, фасовка угля по пакетам. Вместо дров для углежжения можно использовать древесные брикеты, изготовленные из отходов древесины. Это снижает стоимость готового продукта, позволяет получать качественный древесный уголь.
| Путь по сайту: Главная / Торговая площадка / МИНИ-ЗАВОДЫ / Производство угля / Уголь древесный : производство Древесный уголь: производство из опилок, торфа, с/х отходов Древесный уголь: производство топливных брикетов производительность 120-180 кг/час Древесный уголь: производство из торфа или угольной пыли Производительность 5000 т/год Основные агрегаты, используемые в производстве угля Сушка и брикетирование опилок при производстве европелет перед превращением их в древесный уголь Справочная информация для производителей древесного угля и топливных брикетов 1. Брикетирование рисовой шелухи при производстве европелет
© Авторское право принадлежит «Мега Пауэр Гонконг Груп Лимитед». | ||||
jpg»/> 
Статистика потребления угля СДС Уголь
АО «Черниговец» (в составе ОФ «Черниговская-Коксовая», ОФ «Черниговская»)
Разрез «Черниговский» расположен на севере Кемеровской области и отрабатывает запасы Кедровско-Крохалевского угольного месторождения.
Запасы угля, подлежащие отработке открытым способом, составляют 220 млн тонн, что позволит предприятию добывать уголь не менее 30 лет.
На предприятии с 2002 года внедрена автоматизированная система управления горно-транспортным оборудованием. Разработана долгосрочная программа развития предприятия на 20 лет с увеличением добычи до 9 млн тонн в год. На каждой единице техники установлены системы: ГЛОНАСС/GPS, загрузки, уровня топлива, давления в шинах, инклинометры, что позволяет управлять технологическим процессом в режиме онлайн для производительного использования горнотранспортного оборудования.
ОФ «Черниговская-Коксовая»
25 декабря 2012 года на разрезе завершилось строительство уникальной по своим техническим характеристикам и возможностям обогатительной фабрики «Черниговская-Коксовая» – первой в России рассчитанной на переработку сразу двух видов угля коксующихся и энергетических марок. Из них переработка углей марки КС (угли шахты «Южная») – 3 млн тонн в год, отсевы марок ССШ, КСНСШ, марки СС+КСН (угли разреза «Черниговец») – 1,5 млн тонн.
Суммарная мощность обогатительного комплекса, включающего еще одну фабрику разреза ОФ «Черниговская», составляет 11,5 млн тонн угля в год.
652420, Россия, Кемеровская область, г. Березовский
тел./факс: +7 (38445) 9-62-12, 9-63-15 e-mail: [email protected]
Директор: Дерябин Юрий Сергеевич
Заявление о политике в области СУПБ 21
Заявление о политике в области ЕСУПБОТ 21
Шахта «Южная» (филиал АО «Черниговец»)
Шахта «Южная» расположена на Глушинском каменноугольном месторождении Кемеровского района Кузбасса. Производственная мощность шахты — 3 млн. тонн угля в год. Для организации высокоэффективного, надежного и безопасного производства на предприятии применяется современное горно-шахтное оборудование.
Еще на этапе проектирования и строительства шахты были учтены вопросы обеспечения промышленной безопасности.
Производство организовано по принципу «шахта – лава», что позволяет минимизировать работу людей под землей. С целью обеспечения максимальной безопасности работников от возможных аварийных ситуаций на шахте внедрена многофункциональная автоматическая система оперативного диспетчерского контроля и управления.
Для снижения негативного воздействия на окружающую среду на шахте «Южная» построены очистные сооружения, где вода из шахты проходит многоступенчатую систему очистки. Соответствующая всем экологическим требованиям, она вновь используется на технологические и хозяйственные нужды предприятия.
Кемеровская область-Кузбасс, Кемеровский муниципальный округ, территория разрез Черниговский, здание №1
тел/факс (38445) 96-6-38 E-mail: [email protected]
Директор: Альберт Фидаилович Салихов
ООО «Шахта «Листвяжная» (в составе ОФ «Листвяжная»)
ООО «Шахта Листвяжная» отрабатывает запасы Егозово-Красноярского угольного месторождения. По административному делению поле шахты относится к Беловскому району Кузбасса.
Шахта «Листвяжная» — это экологически безопасное производство с максимальным использованием внутренних ресурсов. Шахта спроектирована с учётом всех требований к экологии и безопасности – проводится дегазация, используется современное горно-шахтное оборудование, строятся новейшие очистные сооружения.
После перехода предприятия на поле пласта «Сычевский-I» (2018 г.) производственная мощность шахты составляет 5,2 млн тонн угля. Для работы на новом участке недр построен вентилятор главного проветривания, ведется внедрение пневмоколесной техники для транспортировки оборудования и материалов по выработкам шахты.
В рамках повышения уровня промышленной безопасности при отработке угольных пластов шахта обеспечена многофункциональной системой аэро-газового контроля «Микон lР».
Обогатительная фабрика «Листвяжная»
Обогатительная фабрика «Листвяжная» является одной из самых мощных в России по переработке энергетических углей. Она имеет замкнутый цикл производства, используя шахтные воды.
ОФ «Листвяжная» выпускает угольный концентрат марки Д высокого качества. Его отличительные особенности: низкая зольность, низкое содержание серы, высокая калорийность. Это делает продукцию фабрики востребованной для нужд энергетики за рубежом и в России.
Хозяйственно-бытовые стоки фабрики передаются для очистки на современные очистные сооружения ТВК (тепловодокомплекса), где применяется эффективный физико-химический метод очистки.
652614 Кемеровская обл. г. Белово, пгт. Грамотеино, микрорайон «Листвяжный», 1,
тел./факс: 8(3845) 25-00-20, 8(3845) 25-00-22 e-mail: [email protected],
Заявление в области промышленной безопасности и охраны труда
ООО «Шахтоуправление «Майское» (Разрез «Первомайский»)
Разрез «Первомайский» построен на участке Соколовского каменноугольного месторождения Ерунаковского геолого-экономического района. Его балансовые запасы составляют 623 млн тонн угля. Угли пластов отнесены к длиннопламенной марке Д и имеют высокую калорийность.
Торжественный запуск в эксплуатацию разреза состоялся 3 мая 2012 года. Со дня основания разрез продемонстрировал небывалую динамику роста. В первый же год работы объем добычи угля на предприятии составил – более 2 млн тонн. По итогам 2018 года горняки «Первомайского» добыли 6,5 млн тонн угля.
На предприятии внедрены: автоматизированная система диспетчеризации «Карьер», полная диспетчеризация автотранспорта с помощью спутниковых модулей GPS и ГЛОНАСС, а также системы промышленного телевидения.
653222 Кемеровская обл. Прокопьевский р-он, пос. Октябрьский, пер. Школьный, д. 4,
тел./факс: 8(3846) 64-52-55, e-mail: [email protected],
Генеральный директор: Рудаков Олег Юрьевич
Заявление о политике в области промышленной безопасности и охраны труда ООО «Шахтоуправление «Майское»
Перечень рекомендуемых мероприятий по улучшению условий труда
Сводная ведомость СОУТ
ООО «Сибирский Институт Горного Дела»
ООО «Сибирский Институт Горного Дела» – молодая, перспективная, динамично развивающаяся компания, научно-исследовательский инжиниринговый центр, входящий в состав холдинга «СДС-Уголь».
Основные направления работы института напрямую связаны с потребностью обеспечения проектной документацией предприятий горнодобывающей отрасли. С вхождением в состав АО ХК «СДС — Уголь» институт обрел вторую жизнь.
Институт выполняет работы, связанные с решением вопросов безопасности, экологии, проекты открытых работ, промышленного строительства зданий и сооружений, дорог.
В ООО «Сибирский Институт Горного Дела» высокий качественный уровень разработки проектной документации, институт оснащен современным оборудованием, укомплектован квалифицированными специалистами, выполняющими качественную проектно-сметную документацию, способными решать сложные научно-технические задачи.
Институт имеет одну из самых крупных библиотек в угольной промышленности России. Научно-технической библиотеке 70 лет, фонд составляет 182 тысячи экземпляров книг, брошюр, периодических изданий и нормативно-технической документации.
ООО «Сибирский Институт Горного Дела» является членом Саморегулируемой организации Некоммерческого партнерства «Союз архитекторов и проектировщиков Западной Сибири», имеет все необходимые свидетельства и лицензии на право проектирования угольных и других промышленных объектов.
С января 2014 года в структуру ООО «Сибирский Институт Горного Дела» вошла Акельская ГРП. Основной вид деятельности – выполнение поисковых и разведочных работ на твердые полезные ископаемые, на общераспространенные полезные ископаемые (глина, ПГС), проведение гидро¬геологических, инженерно-геологических работ и исследований, проведение мониторинга окружающей среды, бурение водоснабженческих и технических скважин, составление геологических отчетов по всем видам геологической деятельности.
650066, Кемеровская область, г. Кемерово, пр. Притомский, д. 7/2, пом.3; 653000
Кемеровская область, г. Прокопьевск, пр. Шахтеров, 43
тел/факс: 8 (3842) 68-10-40 (3846) 67-05-58; E-mail: [email protected]
Директор: Корчагина Татьяна Викторовна
ООО «ТВК»
Введена в эксплуатацию в сентябре 1988 года. В состав компании «СДС-Уголь» вошла в 2010 году. Основной вид деятельности – выработка теплоэнергии, водоснабжение и очистка сточных вод. Котельная ООО «ТВК» поставляет тепло на шахту «Листвяжную», ОФ «Листвяжную» и весь поселок Грамотеино (г.
Белово).
Хозяйственно-бытовые стоки фабрики «Листвяжная» передаются для очистки на современные очистные сооружения ТВК (тепловодокомплекса), где применен эффективный физико-химический метод очистки.
652614 Кемеровская обл. г. Белово, пгт. Грамотеино микрорайон «Листвяжный» 5, стр.1
тел/факс 8-(3845) 29-61-01 e-mail: [email protected]
Директор: Баранов Александр Александрович
ООО Торговый Дом «СДС-Трейд»
Образовано в феврале 2004 года. Основной вид деятельности – централизованное обеспечение товарно-материальными ценностями, технологическим сырьем и оборудованием предприятий, входящих в структуру ЗАО ХК «СДС».
650070, Россия, г. Кемерово, ул. Терешковой, 45
Адрес для отправки корреспонденции: 650036, г. Кемерово, ул. Гагарина,151 а/я 209
Тел/факс: +7 (3842) 34-64-81, 34-64-80 E-mail: [email protected]
Генеральный директор: Антропов Евгений Юрьевич
«Мечел» подводит итоги производства и реализации продукции за 2021 год
Москва, Россия – 01 марта 2022 г.
– ПAO «Мечел» (MOEX: MTLR, NYSE: MTL), ведущая российская горнодобывающая и металлургическая компания, объявляет операционные результаты за 2021 год.
Генеральный директор компании Олег Коржов комментирует итоги работы:
«2021 год демонстрировал положительную ценовую конъюнктуру на все группы продукции Группы. Начиная с июня цены на продукцию горнодобывающего дивизиона находились в активной фазе роста, периодически достигая новых исторических максимумов. Так, премиальный коксующийся уголь со $100 (FOB Австралия) на конец мая к сентябрю превысил отметку в $400 и до конца года цена была в диапазоне $330-360. На базисе CIF Китай максимальный показатель был установлен в октябре – $615, после чего до конца года на этом рынке установился нисходящий тренд, но, тем не менее, цены оставались на стабильно высоком уровне. Металлопродукция также пользовалась высоким спросом, оставаясь большую часть года на стабильно высоких уровнях.
Сложившаяся на рынках ситуация позволила компании получить хороший финансовый результат при вынужденном снижении объемов производимой продукции.
Добыча угля уменьшилась на 34% в связи с замедлением темпов подготовки добычных участков в Якутии и Кузбассе, осуществляемой подрядными организациями. На сокращение объема добычи также повлиял перемонтаж лав на шахтах «Южного Кузбасса». Мы продолжаем реализацию инвестпрограммы по обновлению горнотранспортных машин и оборудования и в этом году прикладываем большие усилия для восстановления показателей добычи, переработки и отгрузки угля.
Металлургический дивизион «Мечела» в 2021 году снизил производство чугуна на 10% и незначительно уменьшил выплавку стали на 3% – это следствие проведения плановых ремонтов крупных агрегатов в доменном и конвертерном цехах Челябинского металлургического комбината, а также сокращения внутригрупповых поставок металлургического сырья. Данные факторы привели к снижению общих показателей реализации в сравнении с годом ранее. При этом мы изменили объемы производства и структуру продаж таким образом, чтобы получить максимальную доходность в сложившихся рыночных условиях.
Рост реализации продукции с высокой добавленной стоимостью продемонстрировали все основные металлургические предприятия Группы. В частности, отгрузка фасонных профилей высокой точности «Ижстали» увеличилась на 80%, горячекатаного тонколистового проката ЧМК – на 74%, строительной балки ЧМК – на 21%, поковок и штамповок из жаропрочных сплавов «Уралкуза» – на 36%, канатов различного назначения БМК – на 8%».
- Продажи концентрата коксующегося угля и угля PCI (пылеугольное топливо) сократились на 23% и 42% год к году по причине снижения производства этих видов угля в подразделениях «Южного Кузбасса».
- Реализация антрацитов выросла на 7% за счет накопления дополнительных складских запасов.
- Сокращение показателя реализации энергетического угля на 25% вызвано снижением добычи в «Якутугле». Следуя благоприятной рыночной конъюнктуре, в отчетном периоде мы перенаправили объемы продаж этого вида продукции с Вьетнама в КНР. Наши контрактные обязательства перед рядом отечественных генерирующих компаний были полностью выполнены.
- Общие продажи кокса выросли в отчетном периоде на 4%, при этом реализация сторонним клиентам увеличилась на 30%. Оживление спроса на весь спектр коксохимической продукции наблюдалось как на внутреннем рынке, так и на экспортных направлениях.
- На объеме реализации железорудного концентрата (-37% год к году) отразилось сокращение добычи на Коршуновском ГОКе, вызванное более низким содержания железа в переработанной руде, а также гидрогеологическими условиями.
- Общий показатель реализации сортового проката снизился на 5% прежде всего в результате слабого спроса на рельсовую продукцию в 2021 году.
- Реализация плоского проката в целом осталась на уровне предыдущего года.
- Продажи поковок уменьшились в 2021 году на 9%. Мы провели перераспределение объемов реализации в пользу кованых изделий из жаропрочных сплавов и инструментальных поковок, что способствовало росту средней цены реализации. Рост продаж штамповок на 84% обусловлен подписанием новых контрактов на поставку ж/д осей крупным участникам отрасли.
- Общая реализация метизов сократилась на 5% в связи с сезонными колебаниями спроса на проволоку. Приоритет отдавался другим видам метизной продукции с большей маржинальностью.
- Продажи ферросилиция в 2021 году увеличились на 22% вследствие роста производства на Братском заводе ферросплавов и благоприятной конъюнктуры глобальных рынков.
- Энергетический дивизион в 2021 году произвел на 15% меньше электроэнергии из-за масштабных ремонтов основных генерирующих мощностей. Рост выпуска теплоэнергии на 5% связан с повышенными температурными режимами в зимнем сезоне.
|
Производство (тыс. тонн): |
||||||
|
Наименование продукции |
4 кв. 2021 г. |
3 кв. |
% |
2021 г. |
2020 г. |
% |
|
Уголь (добыча)* |
2 810 |
2 933 |
-4% |
11 347 |
17 137 |
-34% |
|
Чугун |
805 |
790 |
+2% |
3 163 |
3 529 |
-10% |
|
Сталь |
922 |
891 |
+4% |
3 537 |
3 655 |
-3% |
|
Электроэнергия (тыс. |
567 422 |
517 501 |
+10% |
2 685 108 |
3 151 168 |
-15% |
|
Теплоэнергия (Гкал) |
1 727 348 |
708 501 |
+144% |
5 422 409 |
5 151 622 |
+5% |
2021 г.
кВт.ч)
|
Реализация готовой продукции (тыс. |
||||||
|
Наименование продукции |
4 кв. 2021 г. |
3 кв. 2021 г. |
% |
2021 г. |
2020 г. |
% |
|
Концентрат коксующегося угля |
925 |
1 056 |
-12% |
4 359 |
5 627 |
-23% |
|
в том числе реализация концентрата коксующегося угля на третьих лиц |
556 |
602 |
-8% |
2 724 |
3 961 |
-31% |
|
Угли PCI |
185 |
322 |
-43% |
1 082 |
1 851 |
-42% |
|
в том числе реализация PCI |
185 |
322 |
-43% |
1 082 |
1 851 |
-42% |
|
Антрациты |
269 |
345 |
-22% |
1 321 |
1238 |
+7% |
|
в том числе реализация антрацитов |
230 |
294 |
-22% |
1 155 |
1 054 |
+10% |
|
Энергетические угли* |
679 |
643 |
+6% |
3 015 |
4 024 |
-25% |
|
в том числе реализация энергетических углей на третьих лиц |
510 |
454 |
+12% |
2 142 |
2 875 |
-25% |
|
Железорудный концентрат |
247 |
367 |
-32% |
1 356 |
2 161 |
-37% |
|
в том числе реализация ЖРК на третьих лиц |
7 |
16 |
-54% |
38 |
39 |
-1% |
|
Кокс |
679 |
690 |
-2% |
2 737 |
2 629 |
+4% |
|
в том числе реализация кокса на третьих лиц |
317 |
293 |
+8% |
1 213 |
933 |
+30% |
|
Ферросилиций |
20 |
18 |
+9% |
77 |
63 |
+22% |
|
в том числе реализация ферросилиция |
16 |
14 |
+15% |
58 |
44 |
+33% |
|
Сортовой прокат |
605 |
555 |
+9% |
2 408 |
2 547 |
-5% |
|
Плоский прокат |
118 |
106 |
+12% |
450 |
456 |
-1% |
|
Метизы |
139 |
130 |
+7% |
529 |
556 |
-5% |
|
Кованые изделия |
9 |
8 |
+7% |
36 |
40 |
-9% |
|
Штампованные изделия |
20 |
18 |
+11% |
68 |
37 |
+84% |
тонн):
*Включая объемы выбывшего из Группы Эльгинского угольного комплекса
***
ПАО «Мечел»
Екатерина Видеман
Тел.
: +7-495-221-88-88
[email protected]
***
«Мечел» – глобальная горнодобывающая и металлургическая компания. Продукция компании поставляется в Европу, Азию, Северную и Южную Америку, Африку. «Мечел» объединяет производителей угля, железной руды, стали, проката, ферросплавов, тепловой и электрической энергии. Все предприятия работают в единой производственной цепочке: от сырья до продукции с высокой добавленной стоимостью.
***
Некоторые заявления в данном пресс-релизе могут содержать предположения или прогнозы в отношении предстоящих событий или будущих финансовых показателей ПАО «Мечел» в соответствии с положениями Законодательного акта США о реформе судебного процесса в отношении ценных бумаг 1995 года. Мы бы хотели предупредить Вас, что эти заявления являются только предположениями, и реальный ход событий или результаты могут существенно отличаться от заявленного.
Мы не намерены пересматривать или обновлять эти заявления. Мы адресуем Вас к документам, которые «Мечел» периодически подает в Комиссию по ценным бумагам и биржам США, включая годовой отчет по Форме 20-F. Эти документы содержат и описывают важные факторы, включая те, которые указаны в разделе «Факторы риска» и «Примечание по поводу прогнозов, содержащихся в этом документе» в Форме 20-F. Эти факторы могут быть причиной существенного расхождения реальных результатов и наших предположений и прогнозов в отношении предстоящих событий, включая, помимо прочего, достижение предполагавшегося уровня рентабельности, роста, затрат и эффективности наших последних приобретений, воздействие конкурентного ценообразования, возможность получения необходимых регуляторных разрешений и подтверждений, состояние российской экономики, политическую и законодательную среду, изменчивость фондовых рынков или стоимости наших акций или АДР, управление финансовым риском и влияние общего положения бизнеса и глобальные экономические условия.
ВСЕ новости
Производство древесного угля | Металлургический портал MetalSpace.ru
Лишь один элемент, благодаря тому, что растения, используя энергию солнца, аккумулируют его из атмосферы и используют для строительства клеток, находится в состоянии, позволяющем ему окисляться с выделением тепла. Человек давно оценил эту данную природой возможность, что позволило ему выжить в суровой дикой природе, постепенно улучшить условия своего существования, а позднее – производить из руд металлы, построить индустриальную цивилизацию и обеспечить комфортный уровень жизни.
Технологию производства древесного угля можно по праву считать самой консервативной в истории человечества – она просуществовала практически в неизменном виде несколько тысяч лет, со времени своего зарождения до середины XIX века.
Вряд ли когда-нибудь будет достоверно установлено, когда и в какой части планеты человек впервые установил, что обугливание древесины без её сгорания позволяет получить топливо, гораздо более удобное в использовании и функциональное – древесный уголь.
Разделение эндотермического процесса обугливания (удаления из древесины влаги, кислорода и водорода) и экзотермического процесса горения, которые в условиях костра происходят одновременно, позволило при применении древесного угля снизить потери тепла и получить существенно более высокую температуру.
Использование древесного угля, особенно совместно с применением принудительного воздушного дутья, привело к увеличению «температурного потенциала» цивилизации, что способствовало развитию производства керамики и стекольного дела[1]. Благодаря тому, что, в отличие от дров, древесный уголь является относительно малодымным топливом, он нашёл широкое применение в быту при приготовлении пищи и обогреве помещений с использованием открытых жаровен. Наконец, именно благодаря древесному углю человечество получило возможность выплавлять из руд медь и железо[2].
Технологию производства древесного угля можно по праву считать самой консервативной в истории человечества – она просуществовала практически в неизменном виде несколько тысяч лет, со времени своего зарождения до середины XIX в.
Причём на протяжении многих веков это производство было самым масштабным – ведь оно поставляло топливо для всех производств, требующих высоких температур, а также для многочисленных домашних хозяйств.
К сожалению, о технологии углежжения в период зарождения и становления металлургического производства известно только благодаря археологическим раскопкам в местах концентрации древних производств. При этом исследователи, как правило, основное внимание уделяют непосредственно производству керамики, стекла и металла, а вот вопросам производства металлургического топлива посвящено совсем немного специальных исследований.
Известно, что древесный уголь широко применялся при получении и обработке металлов в Древнем Египте. Образцы его найдены археологами в захоронениях, относящихся к раннединастическому (4000 – 2680 гг. до н.э.) периоду и периоду I династии (3050 – 2850 гг. до н.э.)[3]. Особенно масштабным производство древесного угля было в Аравийской пустыне и на Синайском полуострове.
Это привело к практически полному сведению лесов на этих территориях. Существует версия, что именно истощение запасов топлива, а не руд, вынудило египтян перенести производство металлов на периферийные территории государства с последующей транспортировкой готовых слитков в метрополию (например, медь в основном выплавляли в Тимне, недалеко от современного г. Эйлата в Израиле).
В Месопотамии древесный уголь, в частности, применялся в качестве пигмента при раскраске гончарных изделий. При этом он всегда представлял существенную ценность в этом бедном лесами регионе. Найдено письмо вавилонского царя Хаммурапи (1793 – 1750 гг. до н.э.) к его слуге Син-идиннаму, в котором он даёт распоряжение о скорейшей поставке дров для производства металла из поселения при рудниках Дур-гургурри в Вавилон, чтобы тамошние металлурги «не сидели с пустыми руками». При этом царь обращал особое внимание на то, чтобы поставлялся только свежесрубленный лес, без сухих деревьев[4].
В местностях, бедных лесом, в качестве заменителя древесного угля использовались верблюжьи кизяки и кусты колючки.
Греческий историк и географ Гней Помпей Страбон (ок. 64 г. до н.э. – ок. 23 г. н.э.) упоминает о том, что мастера по бронзе использовали финиковые косточки в качестве заменителя древесного угля. Гай Плиний Секунд (Плиний Старший, 23 – 79 гг. н.э.) в «Естественной истории» пишет об использовании в Египте корней папируса для замены угля при кузнечной обработке железа.
Первое описание свойств и способов использования древесного угля принадлежит перу (а точнее – стилосу) древнегреческого философа и естествоиспытателя Тиртама. Тиртам – ученик Платона, а позднее – любимый ученик, друг и преемник Аристотеля. Именно Аристотель наградил его прозвищем, под которым он остался в памяти потомков – Теофраст, то есть «божественный оратор». За свою долгую и плодотворную жизнь (372 – 287 гг. до н.э.) Теофраст написал свыше 200 трудов по естествознанию, среди которых две книги о растениях: «История растений» и «Причины растений». Помимо основ классификации и физиологии растений, эти труды содержат описание горючих свойств различных видов древесины и получаемого из них угля.
Кроме того, в сочинении «Об огне» Теофраст поясняет, почему «приготовленный» (древесный) уголь более чёрный, чем ископаемый, и даёт рекомендации по более эффективному его сжиганию, а в сочинении «О камнях» упоминает о том, что ископаемый уголь активно используется в кузнечном деле.
Теофраст отмечает, что самый лучший уголь получается из деревьев плотных пород, в частности из дуба и земляничного дерева. Такие угли горят дольше и позволяют достичь более высоких температур, поэтому их охотно используют в процессе производства серебра «для первой переплавки руды»[5]. При этом из всех плотных углей дубовый содержит самое большое количество золы, что ограничивает его применение при производстве металлов. По словам Теофраста, в случае если требуется мягкий уголь, например, при производстве железа, «когда оно уже расплавилось»[6], используют уголь из эвбейского ореха, а при производстве серебра[7] – уголь из алеппской сосны. Кузнецы предпочитают сосновый уголь дубовому, поскольку его легче разжечь, и, хотя он и даёт меньше жара, но горит ярким пламенем, а не тлеет[8].
Дерево для производства угля должно быть свежим и не старым (о том же писал Хаммурапи). Лучший уголь получается из зрелых деревьев, у которых плотность, влажность и количество золы находятся в оптимальных пропорциях. Что касается собственно выжига угля, то Теофраст рекомендует выбрать гладкие и прямые поленья, чтобы сложить их как можно плотнее в кучу, укрыть её дёрном, поджечь и периодически «помешивать» шестами. Также он даёт подробное описание выделения газов при сжигании и обугливании различных пород дерева и рекомендации по использованию дров и изготовлению деревянного огнива.
Практически идентичные рекомендации по технологии производства древесного угля даёт и Плиний Старший в «Естественной истории». Кроме того, он подробно описывает технологии производства различных металлов и, в том числе особенности использования древесного угля. Также он описывает возможности использования смолы, выделяемой при производстве древесного угля, особенно из деревьев хвойных пород[9]. Об использовании смолы пишет и Теофраст – по его словам она использовалась в качестве связующего для брикетирования угольной мелочи.
Благодаря римлянам, технология кучного (как вариант – ямного) выжига древесного угля постепенно распространилась по всему Pax Romana (римскому миру). Кроме того, римляне осуществляли торговлю углём, производимым в «промышленных центрах» в Греции, Македонии, Галлии и других областях, что позволило жителям Империи оценить удобство этого вида топлива по сравнению с деревом.
Мы уже упоминали, и в дальнейшем ещё не раз вернёмся к проблеме воздействия производства топлива на окружающую среду, а особенно, когда дело касается древесного угля, к проблеме уничтожения лесов – обезлесиванию. Отметим, что если рассматривать средиземноморский регион в античное время в целом, то, в первую очередь, растительности наносили урон бесчисленные овечьи стада. Что касается угля, то, по свидетельству Страбона, только его производство для выплавки меди и серебра позволило привести в порядок заросший дикими лесами Кипр. Однако в окрестностях крупных производственных центров дело обстояло иначе. Так, на острове Эльба – крупнейшем римском центре по производству железа – леса были вырублены ещё во времена Республики, и по этой причине добытую на острове руду перевозили в Популонию, расположенную рядом с богатыми лесом Лигурийскими горами.
Плиний отмечал, что, вследствие сведения лесов в Галлии приходится производить второй обжиг руды с помощью древесного угля (привезённого из других мест) вместо дров, что, безусловно, удорожает производство. Он также отмечал недостаток древесного угля для обеспечения металлургии в области Кампанья. Несмотря на это, производство в этих областях продолжалось в течение сотен лет без каких-либо изменений за исключением роста себестоимости металла из-за увеличения затрат на перевозку топлива[10].
После падения в 476 г. Западной Римской Империи на протяжении всего Средневековья технология производства древесного угля не претерпевала существенных изменений. Так, описание процесса выжига в изданном в 1540 г. труде «Пиротехния» (Pirotechnia) итальянского инженера и учёного Ванноччо Бирингуччо (Biringuccio, 1480 – 1539 гг.) мало чем отличается от аналогичных описаний Теофраста и Плиния Старшего.
Бирингуччо, также как и его предшественники, даёт наставления по выбору древесины для производства металлургического угля, характеризует её свойства в зависимости от условий произрастания деревьев, описывает технологию подготовки и обугливания дров, а также приводит советы по использованию различных сортов древесного угля.
В частности, Бирингуччо рекомендует использовать ямный уголь только в кузнечных операциях, а для плавки руд применять кучной[11].
Отметим, что технология углежжения с использованием в качестве покровных материалов дёрна и земли могла применяться только в тех областях, где эти материалы имелись в наличии (в частности, в Европе). На Ближнем Востоке и в Египте в регионах с песчаными почвами обугливание древесины осуществляли, по-видимому, в ямах. Также проблема отсутствия качественных покровных материалов решалась путём сооружения специальных печей из камня. Кроме того, на ближнем Востоке активно применяли заменители древесного угля, в частности при тигельном производстве стали использовался камыш и сухие ветки некоторых кустарниковых растений, что позволяло достичь достаточно высоких температур.
При этом следует иметь в виду, что печи для выжига древесного угля стоило применять только там, где не было другого способа изолировать тлеющие дрова от контакта с атмосферным воздухом.
На первый взгляд это странно – ведь капитально построенная печь, в отличие от «кустарно» покрытой кучи, обеспечивает более высокое качество угля, существенно снижает трудоёмкость процесса, предъявляет менее строгие требования к технологической дисциплине и, наконец, сводит к минимуму риск для жизни и здоровья углежогов.
Дело в том, что строить капитальное сооружение при работе на дровах не имело никакого смысла – ведь окружающие лесные ресурсы довольно быстро истощались, а транспортировка готового угля требует гораздо меньше затрат, чем перевозка дров. При истощении леса углежоги просто переходили на другое место, где лес рос в изобилии, и продолжали там свою деятельность. При переходе на новое место пришлось бы бросать печи и строить новые, что, конечно, существенно повысило бы затраты на производство.
Результатом неизбежного удаления угольного производства от металлургического, как уже говорилось выше, было постепенное удорожание угля, поскольку к нему добавлялась стоимость транспортировки, но другого выхода не было.
В качестве примера можно отметить, что в конце XIX в., в заключительный период существования уральской древесноугольной металлургии, транспортировать дрова для обеспечения заводов топливом приходилось сплавом по реке, поскольку на заводах имелись печи для выжига угля. Это существенно снижало их, и без того крайне низкую, экономическую эффективность.
Производство древесного угля в кучах представляет многофакторный процесс: для того, чтобы получить качественный древесный уголь, мастеру требовалось учитывать буквально всё – от свойств используемого дерева до погодных условий. У «певца Урала» Павла Бажова в коротком рассказе «Живинка в деле» есть два предложения, которые очень точно характеризуют эту особенность: «По нонешним временам, при печах-то, с этим попроще стало, а раньше, как уголь в кучах томили, вовсе мудрёное это дело было. Иной всю жизнь колотится, а до настоящего сорта уголь довести не может» [12].
Рассмотрим подробно кучное углежжение второй половины XIX в. Несмотря на то, что в это время, в результате внедрения изобретений Бессемера, Томаса и Мартена стремительно увеличивались объёмы металлургического производства, а каменноугольный кокс также стремительно вытеснял древесный уголь из доменного производства, именно этот период можно считать наивысшим расцветом технологии выжига древесного угля.
Процесс производства древесного угля начинался с выбора древесины. Древесные породы подразделялись углежогами на «твёрдые» («тёмные» или «тяжёлые»), «мягкие» («белые» или «лёгкие») и «смолистые». Твёрдые породы давали самый прочный и плотный уголь, выделяющий при горении больше тепла.
Значительное влияние на качество угля оказывало состояние дерева – оно не должно быть слишком молодым или старым, червоточным или подгнившим. В этом случае уголь получался хрупким, и выход его был низким. Существенное значение имела система рубки. Оборот древесины, т.е. время, через которое можно возобновлять рубку леса, составляет 60 – 100 лет для смолистых, 20 – 60 лет для твёрдых (бук и граб – 120 лет) и 18 – 20 для мягких пород. Рубка должна была производиться таким образом, чтобы ежегодный прирост компенсировал количество вырубленного леса. В частности, рубка леса в России производилась на «заводских дачах» (приписанных к заводу участках леса) площадями, расположенными вокруг завода в шахматном порядке так, чтобы среднее расстояние перевозки угля было бы примерно одинаковым.
Поскольку вопрос сбережения и воспроизводства лесных ресурсов стоял очень остро – от этого зависело само существование заводов, ему всегда уделялось самое пристальное внимание. В частности, российский министр финансов Е.Ф. Канкри́н (1774 – 1845 гг.), руководивший горнозаводской отраслью в течение 20 лет, считал «науку лесного хозяйства» на заводах не менее важной, чем собственно горные науки. Его перу принадлежит «Инструкция об управлении лесной частью на горных заводах хребта Уральского, по правилам лесной науки и доброго хозяйства», призванная служить «руководством к исполнению существующих узаконений».
В качестве основы своей системы Канкрин использовал практику управления лесным хозяйством, принятую в Германии. В европейской практике считалось, что лучше всего заготавливать дрова зимой, когда деревья бедны соком, либо осенью, в этом случае они лучше сохнут. Порядок заготовки дров в России имел свои особенности. Ещё со времён Виллима де Геннина (1676 – 1750 гг.) на Урале было заведено, что на рубку леса крестьян созывали к 20 марта.
Реально работа начиналась с апреля, потому что глубокий снег не позволял подбираться к стволам так, чтобы не оставлять высоких пней. Рубка продолжалась весь апрель, чтобы «с мая месяца для пахоты и посеву хлеба отпущать крестьян из дровосеков в домы». Позже окончание заготовки приурочили к началу страды (Петров день, 12 июля (29 июня по старому стилю).
Заготовка дров заключалась в валке деревьев, очистке их от веток и сучьев с последующим распилом на поленья определённой длины. В российской практике с поленьев, называемых «ёлтылями», также снимали кору – «облысивали». Корни иногда корчевали и также использовали для углежжения, однако, отдельно от поленьев. После этого поленья складывали для просушки в вентилируемые поленницы, специальные отапливаемые помещения или (на Урале) в виде пирамид-скоростен. Для просушки в естественных условиях выбирали сухое, возвышенное место. Сушка продолжалась в течение полугода. Оптимальной считалась средняя степень просушки – слишком сухое дерево быстро обугливалось, в результате чего сильно угорало и давало лёгкий уголь, а из влажных дров уголь получался трещиноватый.
Приступали к выжигу угля в России осенью, а в Европе – в середине лета.
Подготовка к выжигу заключалась в организации площадки, сложении дров в кучу специальным образом и покрытии кучи дёрном и землёй для изоляции от атмосферного воздуха.
В состав бригады угольщиков, как правило, входило 8 – 10 чел. Мастер и помощник подготавливали место для углежжения, покрывали кучу, наблюдали и регулировали процесс углежжения, разбирали кучу с готовым углём. Двое или трое настильщиков перевозили дрова и складывали в кучу. Четверо или более работниц занимались плетением щитов из соломы и веток, которые использовались для укрепления «покрышки» кучи. Такая бригада одновременно обслуживала 8 – 12 куч диаметром в основании до 5 м.
Работа углежога была одной из самых трудных и опасных в металлургическом производстве – она требовала постоянного напряжения и внимания в течение длительного времени, углежог постоянно вдыхал химические продукты, выделяемые древесиной при перегонке, кроме того, обслуживание кучи требовало периодического нахождения углежога на её поверхности, в результате чего он в любую минуту мог оказаться в огненном пекле.
При этом плата за готовый уголь была невысокой, что в условиях горнозаводского Урала провоцировало периодические выступления и даже бунты углежогов, особенно в те годы, когда из-за неблагоприятных погодных условий снижался выход годного угля. Известно, например, что углежоги были одними из самых активных сторонников Емельяна Пугачёва.
Для начала требовалось подобрать особое место – «курень». Оно должно было удовлетворять следующим условиям: удобно располагаться по отношению к запасам древесины, иметь свободные площади для операций разгрузки, складирования и погрузки, быть защищенным от ветра. Рядом должна была иметься вода, рыхлая почва и дёрн, а сам грунт под кучей должен был пропускать воздух (но не чрезмерно) и жидкие продукты процесса. Последнее условие – самое важное, при его несоблюдении в брак уходило от пятой до четвёртой части выжигаемого угля[13]. Поэтому, глинистые и песчаные грунты были непригодны для углежжения.
После выбора места готовили площадку (она называлась «ток») – удаляли дёрн и корни, утрамбовывали грунт и придавали ему лёгкий наклон от центра по радиусу.
В случае влажного места делали настил, а в случае песчаного грунта – увлажняли и перемешивали с глиной или землёй. Если имелась возможность осуществлять дешёвую транспортировку леса издалека (сплавом по реке или зимой по санному пути), то устраивали постоянные токи. В этом случае площадка выкладывалась кирпичом с наклоном по радиусу от центра, либо, наоборот – к центру, в этом случае также сооружали резервуар для сбора жидких продуктов перегонки. Впрочем, такие токи использовались нечасто, поскольку при наличии возможности недорогой доставки дров выгоднее было выжигать уголь в печах, а не в кучах.
Следующей важной операцией была кладка кучи (в России её называли «кабан»). Очень образно описана эта операция у Бажова: «Как стали плахи в кучи устанавливать, дело вовсе хитрое пошло. Мало того, что всякое дерево по-своему ставить доводится, а и с одним деревом случаев не сосчитаешь. С мокрого места сосна – один наклон, с сухого – другой. Раньше рублена – так, позже – иначе. Потолще плахи – продухи такие, пожиже – другие, жердовому расколу – особо.
Вот и разбирайся. И в засыпке землёй тоже».
При формировании кучи требовалось складывать дрова как можно плотнее для устранения циркуляции воздуха внутри кучи. Если этого нельзя было обеспечить вследствие неправильной формы брёвен, то промежутки засыпали древесной или угольной мелочью. Крупные сучковатые поленья, которые невозможно было расколоть, ставили в центр кучи, где процесс шёл интенсивнее и дольше. Также к центру клали самые сухие и смолистые поленья, поскольку разжигание кучи производилось от центра.
Поленья ставили по возможности вертикально (при этом качество угля было выше), однако небольшой наклон был необходим для поддержания покрышки кучи. В двух нижних ярусах кучи поленья ставили толстой частью вверх, а выше – толстой частью вниз. При этом поленья ориентировали так, чтобы их сердцевина была обращена к центру кучи. Эти условия были необходимы для уменьшения пустого пространства между поленьями, а последнее – также для ускорения процесса. Нежелательно было смешивать плотные и мягкие породы дерева, поскольку скорости их обугливания существенно различаются.
Если все же приходилось добавлять твёрдое дереву к мягкому или наоборот, то твёрдое клали ближе к центру. Диаметр кучи составлял от 3 до 15 м, в основном использовались кучи диаметром 6 – 9 м, высота составляла от трети до половины диаметра. В зависимости от длины поленьев, они складывались в 3 – 4 яруса. Небольшие кучи были легче в управлении, однако потери в них были больше.
Существовало несколько способов сложения дров в кучу (они использовались в разных регионах)[14]: валлонский (Бельгия) способ – в этом случае в центре ставили три жерди, которые после распорки и перевязки образовывали трубу. Вокруг неё складывали хорошо просушенные дрова, щепки и головни от предыдущих операций углежжения, чтобы обеспечить быстрое зажигание. Далее вокруг концентрическими окружностями почти вертикально устанавливались поленья, причём наклон постепенно увеличивался для поддержания покрышки. Для поддержания купола (головы) кучи верхний ряд поленьев клали плашмя, ориентируя их по радиусу. Если куча была большого размера, то в средний ярус клали самые толстые поленья, поскольку температура там выше, если куча была маленькая, то она состояла из одного яруса; итальянский способ – отличался от валлонского тем, что верхний ярус состоял из коротких поленьев, расположенных наклонно.
Кроме того, куча при этом способе обычно располагалась на деревянном настиле; тирольский (Австрия) способ – в этом случае брёвна настила располагались не радиально, а по касательной и размещались на лежаках из радиально расположенных брёвен. Зажигание производилось не через трубу, а через специально устроенный канал в настиле (располагался с наветренной стороны). Характерной особенностью этого способа также является ось, составляемая из поленьев разной толщины; суксунский (Россия) способ – схож с тирольским, однако ось в этом случае была не составной, а цельной; уральский или славянский (Россия) способ – при нём настил не использовался, а труба делалась не из кольев, а из дров, сложенных клеткой (колодцем). В подошве кучи располагался горизонтальный зажигательный канал.
После сложения кучи необходимо было выровнять её поверхность, заделав все щели и промежутки между поленьями, для чего использовали щепу, угольную мелочь и прочий древесный мусор; на Урале также использовали «хвою» – мелкие ветки, в большом количестве образующиеся при заготовке дров, и хворост, производятаким образом очистку леса и снижая риск возникновения лесных пожаров.
Затем производили операцию дернения, то есть обкладывали поверхность кучи обращённым внутрь дёрном, а поверх укладывали второй слой покрышки – трамбованную землю. В голове кучи толщину покрышки увеличивали.
При тирольском и итальянском способах вместо дёрна и земли для покрышки использовали увлажнённый угольный мусор от предыдущих операций углежжения. Для предотвращения осыпания покрышки использовали подпорки различной конструкции. Если место или сезон были ветреными, то с подветренной стороны ставился забор.
Зажигание кучи производили на рассвете – это давало возможность в течение всего дня осуществлять контроль процесса и внести коррективы, если что-то пойдёт не так. Для зажигания, если использовалась куча с трубой, в неё бросали раскалённые угли, а после того, как дрова разгорались, полностью заполняли холодным углем. Аналогичным образом зажигали и кучу с каналом у основания, только в этом случае горящий материал помещали в центр кучи с помощью длинного шеста.
Иногда зажигание производили не от центра, а с головы кучи, для этого использовалась короткая труба.
Разница состояла в том, что при обугливании от центра, образовавшийся там уголь измельчается вышележащей массой и окисляется, однако процесс в этом случае идёт быстрее. При зажигании же с головы угар меньше, зато процесс идёт дольше.
Обугливание в кучах, ямах и печах представляло собой процесс частичного горения в отличие от перегонки древесины в реторте при полном отсутствии воздуха. Поэтому искусство управления процессом заключалось в том, чтобы, проделывая отверстия (обычно черенком лопаты) в покрышке кучи, обеспечивать сгорание части дров для повышения температуры, но при этом предотвратить сгорание готового угля путём своевременного заделывания отверстий. Здесь снова уместно процитировать Бажова: «По этим вот ходочкам в полных потёмочках наша живинка-паленушка и поскакивает, а ты угадывай, чтоб она огнёвкой не перекинулась либо пустодымкой не обернулась. Чуть не доглядел – либо перегар, либо недогар будет. А коли все дорожки ловко улажены, уголь выйдет звон-звоном».
Первые сутки после зажигания были самыми опасными и ответственными.
В это время выделяющиеся из дров монооксид углерода, водород и некоторые органические соединения, скапливаясь под покрышкой и смешиваясь с воздухом, образовывали гремучую смесь, которая часто взрывалась, срывая часть покрышки. При этом углежог должен был как можно быстрее восстановить повреждённый участок. Для предотвращения взрывов увеличивали приток воздуха в кучу для «дожигания» вышеупомянутых соединений. С началом выделения из поленьев влаги процесс образования гремучей смеси прекращался.
Второй опасностью были пустоты, образующиеся под покрышкой при сгорании и усадке дров, особенно при неплотном их сложении. Следствием этого мог стать провал головы кучи, поэтому углежоги пытались их обнаружить с помощью специальной колотушки (по звуку) или щупа. Если удавалось обнаружить пустоту, производилась операция «кормления» – покрышка удалялась, далее выгребали уголь и дрова и заполняли пустоту дровами, углём, мусором, после чего покрышку восстанавливали. Кроме того, куча постепенно оседала, что приводило к образованию трещин в покрышке, которые требовалось периодически заделывать.
Собственно процесс обугливания делился на три периода. Первый — «Потение» или «парение» – в этот период (примерно через 1 – 2 суток после зажигания) начинается активное удаление влаги из основной части дров, при этом водяной пар и продукты разложения конденсируются в непрогретых частях кучи и могут её потушить. Для предотвращения этого устраивают многочисленные отверстия-отдушины в покрышке, через которые происходит удаление влаги и газов, вплоть до полного открытия подошвы кучи. Выделяющийся газ при этом плотный, стелящийся по земле вблизи кучи, цветом от жёлто-серого до жёлто-чёрного.
Продолжительность этого периода составляет от нескольких дней до недели и более, в зависимости от размера кучи. Его по возможности старались сократить, поскольку в течение всего периода необходимо было обеспечивать приток воздуха в кучу, что приводило к угару. Об окончании потения сигнализировало изменение дыма, который становился прозрачным и лёгким. Уголь в период парения, согласно исследованиям французского химика Ж.
Эбельмана, образовывал перевёрнутый конус, в нижней части кучи (кроме центральной её части) находились необугленные дрова.
Второй — «Перегонка» – собственно период обугливания сухих дров в течение 2 – 4 суток. В начале периода углежог укрывает подошву кучи и в течение всего периода следит за целостностью покрышки и равномерности обугливания (ориентируясь по жару, исходящему от кучи с разных сторон). Если обугливание идёт неравномерно, для его регулирования проделывают и заделывают отверстия в покрышке. Также необходимо обеспечить свободный выход продуктов разложения древесины.
Третий — «Поджигание» – этот период длится 4 – 8 суток, а при больших размерах кучи и более. В этот период необходимо обуглить дрова, расположенные вблизи поверхности кучи, особенно у подошвы. Для этой цели в покрышке проделывают несколько десятков отверстий для локального повышения температуры. При этом отверстия делают по окружности, начиная сверху, постепенно спускаясь к подошве. На следующий уровень спускаются, когда дым из отверстий становится бледно-голубым.
Когда в отверстиях появляется пламя, их заделывают, покрышку усиливают, и кучу оставляют примерно на сутки для охлаждения, после чего приступают к «разломке».
Общая продолжительность процесса составляла от 6 суток для куч диаметром 3 м, до 14 – 17 суток для куч диаметром 7 – 9 м и до месяца и более для куч диаметром 12 – 15 м. Сырое дерево или погода увеличивали продолжительность на неделю. Кроме того, по уральскому способу кучу охлаждали в течение 2 – 3 суток, а по суксунскому – разбирали сразу же после заделки всех отверстий.
По внешнему виду кучи после окончания обугливания можно было судить о качестве угля – если куча оседала неравномерно, была сильно деформирована, это говорило о неравномерном ходе процесса и большой доле брака. Помимо мастерства углежога, существенную роль здесь играли погодные условия.
Разбирали кучу сверху, сгребая граблями и засыпая тлеющий в куче уголь землёй; по другому способу разборка осуществлялась концентрическими окружностями от подошвы к голове.
Вынутый уголь также засыпали землёй или заливали водой и складировали в виде невысокого вала вокруг тока, сортировали, а затем грузили в короба для транспортировки. Разломка кучи продолжалась 8 – 10 дней.
При сортировке различали следующие сорта угля: крупный уголь – самый плотный, иногда представлял собой целое обугленное полено. Применялся в доменном производстве и других шахтных печах; горновой уголь – также плотный, но более мелкий, величиной с кулак, из средней части кучи между трубой и покрышкой. Использовался в кузнечных и кричных горнах; центральный уголь – мелкий и неплотный из-за частичного выгорания угля от оси кучи; угольная мелочь – размером 2 – 3 см3; угольный порошок – образовывался при разломке и перевозке, вместе с мелочью использовался для обжига руд, извести и т.п.; угольный мусор – смесь порошка с землёй, использовался при последующих выжиганиях, например, для покрышки; бурый уголь и головни – «недопеченный» уголь, применялся для уплотнения или для «кормления» при последующих выжиганиях.
Для больших куч при нормальном ходе процесса отношение первых двух сортов к остальным составляло 11 к 1, а для маленьких – 6 к 1. Хороший «чёрный»[15] древесный уголь должен был обладать глубоко-чёрным цветом, не пачкать руки, быть звонким и хорошо выдерживать статическую нагрузку. Масса угля при выжиге составляла 20 – 26 % от массы дров. Содержание углерода увеличивалось приблизительно от 45 % (масс.) в древесине до 85 % (масс.) в древесном угле.
Помимо выжига угля в «стоячих» кучах существовал способ обугливания в «лежачих» кучах – балаганах. Уголь при таком способе получался высокого качества, в частности, отсутствовал центральный уголь, однако требования к древесине были существенно выше – фактически требовался не дровяной, а строевой лес – что ограничило применение этого способа. Использовался он преимущественно в Швеции и Австрии.
Также для производства древесного угля применялись стационарные каменные печи различных конструкций. В этом случае роль отверстий в покрышке играли отверстия в кладке, которые можно было открывать и закрывать.
Перевозился уголь в коробах объёмом не более 3 м3 для снижения потерь от разрушения кусков, при отсутствии хороших путей сообщения использовали кули объёмом 0,2 м3, перевозимые мулами или гужевым транспортом.
Для использования в доменном производстве уголь должен был пролежать несколько месяцев для поглощения из атмосферы 10 – 12 % (масс.) влаги[16]. При этом снижался его расход, и пропадала опасность в жаркую погоду перегреть печь. При содержании влаги более 20 % (масс.) уголь рассыпался в ходе доменной плавки. С учётом всего этого, доменные производства должны были иметь специальные угольные сараи для хранения в оптимальных условиях запаса угля на 8 – 10 месяцев работы. При соблюдении условий хранения уголь мог быть использован и через два года после производства.
[1]Иванов Вяч. Вс. История славянских и балканских названий металлов – М.: Наука, 1983.
[2]Малинова Р., Малина Я. Прыжок в прошлое: Эксперимент раскрывает тайны древних эпох. Пер. с чеш. – М.: Мысль, 1988.
[3]Forbes R.J. Studies in ancient technology. vol. 8, Leiden, Netherlands, 1971.
[4]Forbes R.J. Studies in ancient technology. vol. 8, Leiden, Netherlands, 1971.
[5]Имеется в виду первая стадия производства серебра – выплавка его из руды, а дальнейшие операции по его очистке от примесей предъявляли менее строгие требования к качеству топлива.
[6] Описывается стадия процесса плавки, когда уже произошло разделение на металл и шлак и требуется меньше тепла.
[7] Речь идёт о стадии очистки серебра от примесей.
[8]Феофраст. Исследование о растениях. Перевод с древнегреческого и примечания М.Е. Сергеенко. Редакция И.И. Толстого и Б.К. Шишкина. М.: Изд-во АН СССР, 1951. – Классики науки.
[9]The Natural History of Pliny in 6 volumes // Translated by John Bostock and H.T. Riley. London, 1854 – 1857
[10]Greek and Roman Technology: A Sourcebook. Annotated translations of Greek and Latin texts and documents.John W. Humphrey and others.Routledge, 1998
[11]The Pirotechnia of VanoccioBiringuccio: the classic sixteenth-century treatise on metals and metallurgy / translated from the Italian by Cyril Stanley Smith and Martha Teach Gnudi.
Reprint. Dover Publications, New-York, 1990
[12]П.П. Бажов. Собрание сочинений в трех томах. Том 2. // Под общей редакцией В.А. Бажовой, А.А. Суркова, Е.А. Пермяка. М.: Государственное Издательство художественной литературы, 1952 г.
[13]Руководство к металлургии. Часть I. Выпуск I. Горный инженер А. Добронизский. Санкт-Петербург, типография И. Маркова и Ко, 1865.
[14]Руководство к металлургии. Часть I. Выпуск I. Горный инженер А. Добронизский. Санкт-Петербург, типография И. Маркова и Ко, 1865.
[15]Существовал также «красный» уголь – не полностью обугленное дерево. Этот уголь получался при «оптимальном» обугливании, когда процесс прекращали до его естественного завершения, снижая за счёт этого угар. Однако широкого распространения этот способ не получил.
[16]Металлургия чугуна. Сочинение Валериуса. Переведено и дополнено В. Ковригиным. Санкт-Петербург, типография Иосафата Огризко, 1862
ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ
технология производства, приготовление в домашних условиях своими руками в яме или бочке
Уголь, называемый древесным, – это продукт термического преобразования древесины, которое происходит без доступа воздуха, чтобы не было обычного горения.
Производственная технология предполагает использование специального оборудования. Для изготовления древесного угля своими руками нужна не только сноровка, но и полное понимание сути процесса, а также подходящие агрегаты и приспособления.
Не забудь поделиться с друзьями!
Содержание статьи
- Что такое древесный уголь
- Технология процесса
- Маркировка продукции
- Как сделать в домашних условиях
- В яме
- В бочке
- В печке
- Применение
Что такое древесный уголь
Уголь из древесины, так же как и любой другой, содержит преимущественно углерод. Главной характеристикой древесного угля, определяющей сферы его использования, является высокая пористость. При термической реакции в среде без кислорода или с небольшим его содержанием образуется углеродный каркас, в большой мере похожий на природную структуру капилляров в стволе дерева.
Наличие большого количества микроскопических полостей объясняет отличную поглощающую способность продукта. Если в порах присутствует кислород, то материал легко горит с выделением тепла.
Массовая доля углерода в схожих объектах составляет:
- древесный уголь – 50 %;
- торф – около 60 %;
- каменный уголь – чуть больше 80 %;
- антрацит – около 95 %.
В свежеполученном древесном угле суммарное содержание кислорода и азота достигает 44 %, что является максимальным показателем при сравнении с угольными ископаемыми.
При хранении в окружении теплого воздуха в течение одного часа уголь, только что полученный из древесины, может увеличиться в массе на 2 % за счет поглощения кислорода. Если объем порции изначально был большой, то нельзя исключить реакции самовозгорания. Поэтому продукт, сделанный из древесного сырья, сначала стабилизируют в специальном режиме, затем упаковывают и хранят в безопасных условиях.
Технология процесса
Получать угольную массу из древесины научились интуитивно в древнейшие времена, сначала закладывая дрова в ямы, затем в кучи на поверхностных площадках. Сверху собранную древесину засыпали землей, оставляя небольшие отверстия. Процесс называли углежжением. Название сохранилось до настоящего времени для обозначения полукустарной производственной технологии или кустарной, реализуемой в домашних условиях.
Со временем оснащение, автоматизация реакции карбонизации (углежжения) приобрели цивилизованный вид, позволяющий исключить доступ воздуха, обеспечить контролируемое нагревание реакционной массы до требуемых температур, поддерживать постоянство термического режима.
Обратите внимание! Процесс получения древесного угля с использованием современных технологий называется пиролизом.
При механизированной термодеструкции параллельно образующиеся газы и жидкости выводятся из рабочей зоны. Из них получают ценные продукты или сжигают, используя образующееся тепло для нагревания реактора.
В связи с отличиями в технологиях получения древесного угля методом пиролиза и углежжения стандартом оговорены особенности допускаемого к переработке сырья.
Для пиролиза позволительно две группы пород:
- первую составляет древесина березы, бука, ясеня, граба, вяза, дуба, клена;
- вторую – сырье из осины, ольхи, липы, тополя, ивы.
В углежжении применяют три группы пород, первая из которых такая же, как для пиролиза, вторая состоит из древесины хвойных деревьев, третью составляют исходные материалы из осины, ольхи, липы, тополя, ивы.
Маркировка продукции
Разница в подходах объясняется высоким содержанием в хвойном сырье смолоподобных веществ, которые при герметичности пиролизного реактора усложнят реализацию технологии.
Из пиролизной продукции первой группы получают уголь, маркирующийся буквой А, с максимальной концентрацией углерода, достигающей 90 %, и минимальным содержанием минеральных компонентов (2,5 %).
Если пиролизу подвергали смесь сырья первых двух групп, то максимальное содержание углерода в древесном угле, имеющем маркировочное обозначение Б, достигает 88 % при такой же зольности.
Если смесь всех пород подвергли углежжению, образуется угольный конгломерат, маркируемый буквой В. Концентрация скелетного углерода в нем достигает максимум 77 %, минеральных компонентов – 4 %, многие другие параметры не нормируются.
Обратите внимание! Наилучшими характеристиками обладает продукция марки А, поэтому ее применяют для последующей активации с целью получения сорбентов.
Хорошие качества демонстрирует уголь группы Б, его и продукцию марки А используют в промышленном органическом синтезе.
Приемлемыми свойствами для удовлетворения нужд большинства потребителей обладает результат воплощения технологии углежжения в том случае, если процесс проводится грамотно. Желающих приготавливать ценный продукт из древесины много. Готовых вникать в особенности реализации идеи на практике бывает гораздо меньше, что может приводить к неприятным последствиям с непредсказуемым исходом.
Как сделать в домашних условиях
Как же делают древесный уголь кустарным способом, располагая производство на приусадебном или дачном участке? Существует два самых распространенных способа.
В яме
Можно вырыть во дворе яму в месте, расположенном на отдалении от строений. Если нужно получить два мешка угля, глубина ямы должна достигать полуметра, ширина – 80 см. Дно следует хорошо утрамбовать ногами или специальным приспособлением. Когда углубление готово, в нем можно разжигать костер из мелких веток, постепенно забрасывая дрова средних размеров.
Важно! Нельзя допускать попадания коры с деревьев.
Новую порцию следует добавлять тогда, когда предыдущая часть прогорела и существенно уменьшилась в объеме. В течение нескольких часов нужно яму полностью загрузить дровами, периодически их уплотняя. Когда дрова прогорят по всей высоте ямы, сверху нужно закрыть ее свежей травой, слоем земли и опять утрамбовать. В таком виде самодельный «реактор» будет остывать пару дней, по окончании которых можно извлечь готовый уголь.
В бочке
Если в хозяйстве найдется металлическая бочка с толстыми стенками, не содержащая остатков химикатов или нефтепродуктов, можно обойтись без выкапывания ямы.
При большом объеме бочки на дне имеет смысл уложить слой из огнестойких кирпичей, затем между ними развести костер и постоянно подкладывать дрова, не забывая об уплотнении. Когда слой кирпичей будет полностью покрыт, сверху на дровяное скопление укладывают решетку, которая хорошо пропускает тепло и пламя. На решетку можно погружать в бочку очередную порцию дров до тех пор, пока емкость не заполнится.
Когда воспламенится верхний слой, конструкцию нужно закрыть почти плотно листовым металлом, оставив совсем небольшую щель сбоку. Полной герметичности добиваться не нужно, да и сделать это невозможно. Выделяющийся дым в какой-то момент начнет приобретать сероватый цвет, в это время лист нужно сдвинуть так, чтобы щель закрылась. Углежжение можно считать выполненным. Как только бочка совсем остынет, можно вынимать готовый продукт.
Другая технология приготовления древесного угля также предполагает использование бочки, кирпичей и металлической или любой другой термостойкой крышки.
Разница сводится к тому, что огонь разжигают не внутри, а на земле между кирпичами, на которых установлена емкость. Чтобы воспламенились дрова внутри, костер снаружи должен гореть интенсивно и долго. В нижней части бочки предварительно следует сделать отверстия для поступления некоторого объема воздуха. В течение всего времени бочку нужно держать плотно закрытой, только в конце углежжения крышку можно снять и вынуть образовавшийся уголь.
В печке
Если потребность в дровах не очень большая, вполне можно довольствоваться обычной печью. Заглядывая в топку, следует дождаться момента, когда дрова станут полностью красными, затем щипцами вытащить их и погрузить в металлическое ведро или керамическую емкость, которые нужно быстро и плотно закрыть крышкой. После остывания уголь будет готов.
Для увеличения получаемой порции древесного угля можно загрузить в топку большое количество дров, дождаться полного возгорания, а потом закрыть поддувало, двери, заслонки и подождать минут 10. По окончании этого времени можно открывать дверцы и аккуратно доставать угольные кусочки.
Применение
Древесный уголь производится в небольшом количестве в промышленных масштабах и домашних условиях.
Продукт, сделанный самостоятельно, чаще всего используют как топливо, которое выделяет при сгорании большое количество теплоты. Количество энергии в два раза превышает то, которое образуется из обычной древесины. Любители шашлыков кладут такой уголь в мангалы для получения стабильного пламени, равномерно горящего без выделения ядовитых газов. Дополнительное преимущество такого топлива заключается в том, что оно сгорает до конца, не оставляя золы.
Уголь из древесины, полученный промышленным образом, подвергают активированию с целью получения широко известного сорбента. Исходный уголь уже сам по себе демонстрирует большую поглощающую способность, что позволяет применять его в фильтрах, в качестве компонента кормов животных и как пищевую добавку в составе продуктов питания человека.
Значительная концентрация углерода делает продукт пиролиза сильным восстановителем, что позволяет применять его в металлургии, химической, стекольной, лакокрасочной и электротехнической промышленности.
Что убивает угольную промышленность США?
Одной из тем президентской кампании Дональда Трампа было возвращение рабочих мест в угольной промышленности на Среднем Западе. Став президентом, он удвоил свою ставку, пообещав «снять ограничения на американскую энергетику, включая сланцевую нефть, природный газ и красивый, чистый уголь». [1]
Многие республиканцы обвиняют экологические нормы, принятые при администрации Обамы, в упадке угольной промышленности страны. Республиканцы пообещали вернуть отрасль и ее рабочие места, в первую очередь путем нейтрализации этих правил. Одним из первых действий нового Конгресса была отмена обновленного Правила защиты водотоков, защищающего водотоки вблизи угольных шахт[2], чтобы избавить угольную промышленность от «обременительных» правил.
Политическое внимание к углю мотивируется парой простых фактов: добыча угля в Соединенных Штатах в последнее время снизилась после полувекового роста, а занятость в угольной промышленности сократилась за последние годы.
В данной аналитической записке рассматриваются аргументы, приводимые для объяснения этих отказов. И те, кто склонен возлагать большую часть — или всю — вину на экологические нормы, узнают, что на работе есть и другие, вероятно, более сильные факторы.
Состояние угля в США
Глядя на уголь в Соединенных Штатах, бросается в глаза неуклонный рост добычи со времен Второй мировой войны.
На рис. 1 показана добыча угля в США с 1949 г., отделяющая запад (регион к западу от реки Миссисипи) от востока (регион к востоку от Миссисипи). Восток является традиционным домом для американского угля, тогда как Запад в основном является поставщиком после 1970 года.
Рисунок 1: Добыча угля в тоннах в год по годам для востока США, запада США и всего США (1949-2015).
Источник: Энергетическая информация. Восток и Запад разделены рекой Миссисипи.
Несмотря на то, что за последние 60 лет добыча угля увеличилась более чем вдвое[4], обратите внимание, что в 2009 году началось умеренное снижение добычи. Также обратите внимание, что угольный бум после Второй мировой войны не является равномерным по стране. Практически весь прирост добычи пришелся на Запад, при этом пик добычи на Востоке пришелся на 1990 год и с тех пор медленно снижается.
Рисунок 2: Занятость в угледобывающей промышленности, по стране, в западной и восточной части США (ЭПЗ: эквивалент полной занятости).
Источник: Управление энергетической информации. FTE рассчитывается на основе производительности (тонн, произведенных на человека в час), общего объема добычи угля в год и предполагаемых 1900 часов в год для эквивалента полного рабочего дня.
На Рисунке 2 показана занятость в угледобыче как на Востоке, так и на Западе. Несмотря на значительный рост добычи угля за последние полвека, занятость неуклонно снижалась, с несколькими бумами занятости, такими как первое десятилетие этого века и десятилетие 19-го века. 70-е годы. Примечательно, что хотя большая часть угля поступает с Запада (Рисунок 1), подавляющее большинство рабочих мест находится на Востоке (Рисунок 2).
Что случилось?
Было предложено несколько объяснений недавнего сокращения производства угля и рабочих мест:
- Экологические нормы — главный подозреваемый для некоторых — убили уголь.
- Дерегулирование железных дорог в 1970-х годах позволило дешевому западному углю вытеснить более дорогой восточный уголь, что привело к значительному сокращению рабочих мест в трудоемкой восточной угольной промышленности.
- Революция фрекинга привела к снижению цен на природный газ, что сделало уголь менее конкурентоспособным в производстве электроэнергии.
- Рабочие места в угледобывающей промышленности сокращаются из-за того же роста производительности, который привел к сокращению рабочих мест в обрабатывающей промышленности по всей стране — рабочие могут производить больше угля в час, а это означает, что для поддержания стабильной добычи угля требуется меньше рабочих.
- Другие причины включают финансовые рынки, которые могут рассматривать будущее угля как рискованное (по целому ряду причин) и, следовательно, плохие инвестиции.
Так какая из этих причин является причиной недавнего снижения добычи угля? Смотрим поближе.
Экологические нормы?
Уголь в США в основном используется для производства электроэнергии, а основным экологическим законом, влияющим на сжигание угля для производства электроэнергии, является Закон о чистом воздухе 1970 года, подписанный Ричардом Никсоном. Закон наложил значительные ограничения на выбросы серы от новых угольных электростанций.
Назад в 19В 70-х природный газ был в дефиците, а нефть была дорогой. Но спрос на электроэнергию был высоким и рос, что вызвало бум строительства угольных электростанций, несмотря на Закон о чистом воздухе. Это можно увидеть на Рисунке 3, на котором показан возраст всех действующих угольных электростанций в 2015 году. Обратите внимание на значительный скачок увеличения мощности в 1970-х и 1980-х годах. Это расширение угольных мощностей привело к увеличению добычи угля по всей стране.
Рисунок 3. Существующие угольные установки по годам начала эксплуатации и выбытию в 2015 г. (чистая летняя мощность, ГВт)
Источник: EIA, «Сегодня в энергетике», 8 марта 2016 г.
Самым простым способом соблюдения норм выбросов серы 1970 года было сжигание угля с низким содержанием серы, что привело к резкому расширению добычи угля с низким содержанием серы. преимущественно в Вайоминге. Высокий спрос на уголь с низким содержанием серы угрожал производителям угля с высоким содержанием серы, прежде всего на Востоке (см. рис. 1).
Чтобы сохранить рабочие места в угледобывающей промышленности на Востоке, в 1977 году в Закон о чистом воздухе были внесены поправки, согласно которым оборудование на всех новых угольных электростанциях должно физически удалять серу из дымовых труб после сжигания, что снижает привлекательность низкосернистых уголь (весь уголь становится «соответствующим углем»). Это уменьшило конкурентную угрозу для восточных рудников.
Другая особенность Закона о чистом воздухе 1970 года имела более тонкие и отсроченные последствия. То есть освобождение существующих (по состоянию на 1970 г.) электростанций от правил сокращения содержания серы. Эта «дедушка» была сделана по политическим причинам, чтобы облегчить принятие Закона. Но это также считалось справедливым и не имело долгосрочных последствий, поскольку ожидалось, что эти старые станции в любом случае выйдут из эксплуатации в конце их 40- или 50-летнего срока службы.
Но, как подчеркивают Ревес и Лиенке (2016)[5], это освобождение послужило стимулом для того, чтобы старые и грязные электростанции продолжали работать, а не выводились из эксплуатации, несмотря на более высокие эксплуатационные расходы старых станций. Для защиты здоровья и благополучия это потребовало от Агентства по охране окружающей среды наложения дополнительных ограничений на старые электростанции на протяжении многих лет, включая положения о кислотных дождях, введенные в 1919 году. 90 при администрации Буша. Дополнительные правила были введены в действие во время следующих трех президентских администраций для решения проблем, вызванных тем, что старые станции работают намного позже предполагаемой даты их вывода из эксплуатации.
Теперь, спустя почти 50 лет после принятия Закона 1970 г., наконец началось закрытие старых электростанций. Как видно из рисунка 3, угольные электростанции, выведенные из эксплуатации в 2015 г., были довольно старыми (самая старая начала работу в 1944 г., когда союзники высадились в Нормандии). На самом деле, как видно из рисунка, почти все выведенные из эксплуатации заводы начали работать более 40 лет назад. Это говорит о том, что снижение выработки электроэнергии на угле в значительной степени является результатом старения парка электростанций, которые, возможно, были выведены из эксплуатации много лет назад, если в Законе о чистом воздухе не было устаревшей статьи.
Производительность?
Одной из причин расширения на Западе и стагнации на Востоке является производительность — инновации и другие меры, которые приводят к тому, что для производства той же продукции требуется меньше рабочих. Это та же самая история, которую мы слышали во многих отраслях за последние 50 лет: рост производительности привел к сокращению рабочих мест, даже в здоровых отраслях.
На рис. 4 показано, как за последние 60 лет изменилась производительность труда в угледобыче, снова разделенной на восточную и западную. В национальном масштабе наблюдается устойчивый рост производительности (с двумя небольшими спадами), при этом производительность на рабочий час в США увеличилась в пять раз. И большая часть этих достижений была на Западе.
Следует также отметить, что производительность на Востоке в настоящее время составляет около трех тонн угля на шахтера в час. На Западе он почти в шесть раз выше. Это еще одна причина того, что Запад забрал такую большую долю рынка угля у Востока, где сосредоточена занятость.
Дерегулирование железных дорог?
Как показано на рис. 4, в конце 1970-х шахтер на Западе мог добывать примерно в четыре раза больше угля, чем на Востоке, и цены отражали это преимущество в производительности. Но железнодорожные ставки были высокими, что ограничивало способность западного угля конкурировать с восточным углем, несмотря на низкие цены на шахте.
Рисунок 4. Производительность труда в угледобыче, 1949-2015 гг. дерегулирования, на 50 процентов (в реальном выражении) с 1980 по 2000 год. , за счет восточного угля.
Как видно из Рисунка 1, с середины 1970-х годов началось значительное расширение добычи западного угля. Важно помнить, что происходили и другие вещи, например, рост цен на нефть. Но влияние более низких железнодорожных тарифов можно увидеть на рынке того, что в настоящее время является крупнейшей угольной шахтой — шахтой Норт-Антелопа-Нью-Рошель. Шахта находится в Вайоминге, и в 2014 году на ней было добыто около 10 процентов всего угля в США, и он доставлялся по всей стране даже в такие отдаленные уголки, как Флорида.
Рост цен на дешевый западный уголь стал одним из наиболее значительных факторов снижения цен на восточный уголь и связанных с ним рабочих мест.
Природный газ?
Мы обсудили инновации в добыче угля, которые привели к значительному увеличению производительности труда при добыче угля, что позволило значительно расширить рынок угля США (хотя и с меньшим количеством сотрудников).
Еще одной областью технологических изменений с различными последствиями для угля является революция в добыче нефти и газа за последнее десятилетие или около того — гидроразрыв пласта (ГРП) в сочетании с точным горизонтальным бурением и эксплуатацией нетрадиционных месторождений газа.[6] Эти нововведения коренным образом изменили поставки и цены на природный газ в США 9.0005
В течение нескольких десятилетий до 2008 года цены на сырую нефть и природный газ в США очень тесно шли друг за другом. Но в 2009 году произошло нечто необычное.
Цена на нефть начала восстанавливаться после Великой рецессии, а цена на газ продолжала падать. В апреле 2012 года нефть продавалась по 103 доллара за баррель, тогда как цена на газ составляла 11 долларов за баррель в энергетическом эквиваленте, а уголь поставлялся по средней цене 13 долларов за баррель в энергетическом эквиваленте. [7]
С тех пор цены колебались, но газ оставался в изобилии и оставался дешевым. Это имело два последствия для угля. Во-первых, дешевый газ вытесняет уголь в существующих энергосистемах. Во-вторых, дешевый газ увеличивает стимулы для окончательного вывода из эксплуатации старых угольных электростанций 19-го века.40-х и 1950-х годов. На рис. 5 показано расширение использования природного газа в производстве электроэнергии параллельно с сокращением использования угля. На рисунке также показано расширение использования возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, также за счет угля.
Рисунок 5. Годовая доля производства электроэнергии в США в разбивке по источникам (1950–2016 гг.)
Источник: Управление энергетической информации
Выводы
Уголь сослужил стране хорошую службу. Это привело к резкому увеличению спроса на электроэнергию в 1950-х и 1960-х годов. Это было для нас, когда цены на нефть взлетели до небес в 1970-х годах.
Но ничто так не постоянно, как перемены. В 1970-х годах озабоченность по поводу загрязнения окружающей среды вышла на первый план, и уголь адаптировался — для многих это все еще была самая дешевая альтернатива. В 1980-х годах переход к дерегулированию железных дорог изменил конкурентный баланс на региональном уровне, поскольку западный уголь (с высокой производительностью труда) отобрал долю рынка у восточного угля (с более низкой производительностью труда).
В первом десятилетии нового тысячелетия повышение производительности — на этот раз в области природного газа — вызвало фундаментальный сдвиг, когда уголь перестал быть явно самым дешевым ископаемым топливом. В то же время солнечная и ветровая энергия значительно продвинулись в производстве электроэнергии, вновь создав конкурентную угрозу для угля. Повышение производительности по углю, газу и другим источникам энергии стало главной движущей силой перемен.
Это нарастание давления в конечном итоге привело к выводу из эксплуатации очень старых угольных электростанций, которые были построены до того, как родилось большинство американцев. По иронии судьбы, многие из этих выходов на пенсию, вероятно, произошли бы давно, если бы Закон о чистом воздухе не отдавал предпочтение старым угольным электростанциям.
В начале этого обзора мы задали два вопроса: Что случилось с угольной промышленностью? А что случилось с угольными рабочими местами? Угольная промышленность резко расширилась с 1950 до 2010 г. и несколько снизился за последние несколько лет по очень ясным и логичным причинам, изложенным здесь.
То, что случилось с угольными рабочими местами, еще проще. То же самое произошло на большей части территории страны: рост производительности привел к тому, что для производства той же продукции потребовалось меньше рабочих.
Дополнительная сила вредит угольной занятости — региональная конкуренция между Востоком и Западом. Трудоемкий Запад отобрал значительную долю рынка у трудоемкого Востока. В результате требуется гораздо меньше майнеров.
Некоторые меры были предложены для восстановления рабочих мест в угольной промышленности. Один из них заключается в снижении экологических норм как в отношении добычи угля, так и природного газа. Но подумайте об этом шаге — он, вероятно, ускорит падение добычи угля, поскольку природный газ все больше проникает на рынок.
Устранение регулирования может иметь много последствий. Ослабление регулирования железных дорог в 1970-х и 1980-х годах привело к сокращению рабочих мест в Восточной угледобывающей промышленности.
Из этого обсуждения ясно, что экологические нормы не убивают уголь. Прогресс виноват.
[1] Речь Дональда Дж. Трампа на Консервативной конференции политических действий, 24 февраля 2017 г. Закон о контроле за горными работами и мелиорации (SMCRA). Закон о пересмотре Конгресса уполномочивает Конгресс голосованием отменять правила, которым не исполнилось 6 месяцев. Президент Трамп подписал закон об отмене правила защиты ручьев 17 февраля 2017 года.
[3] Запад в основном состоит из месторождений угля из Нью-Мексико и Аризоны, на севере до Монтаны и на востоке до Техаса. Восток в основном состоит из месторождений угля на Среднем Западе и в Аппалачах, от Огайо и Пенсильвании до Алабамы.
[4] Добыча угля как в физическом, так и в стоимостном выражении увеличилась более чем вдвое за 1949-2011 гг. По данным EIA, цена на уголь на шахте составляла 36,14 доллара за тонну в 1949 году и 32,56 доллара в 2011 году в постоянных ценах 2005 года с поправкой на инфляцию.
[5] Ричард Л. Ревес и Джек Линке, 9 лет0138 Борьба за воздух: электростанции и «война с углем» (Oxford University Press, Нью-Йорк, 2016 г.).
[6] Недавний анализ местных последствий гидроразрыва пласта представлен Бартиком, Карри, Гринстоуном и Книттелем, «Местные экономические и социальные последствия гидроразрыва пласта», Рабочий документ w23060, Национальное бюро экономических исследований, Кембридж, Массачусетс ( 2017).
[7] Цена на нефть представляет собой спотовую цену на нефть марки West Texas Intermediate; газ, также по спотовой цене, — это Henry Hub; уголь – средняя цена угля, поставляемого электроэнергетике.
Посмотреть этот аналитический обзор
Уголь — топливо и технологии
Ключевые результаты
Доля неуменьшаемой выработки электроэнергии на угле в сценарии Net Zero, 2010–2050 гг.
ОткрытьразвернутьУгольная энергетика не идет по плану
В 2021 году мировая угольная энергетика резко восстановилась, чему способствовал рост цен на газ в США и Европе и рост экономической активности в Китае. Окончательные инвестиционные решения (FID) по мощности угольных электростанций немного увеличились в 2020 году и достигли 20 ГВт, в основном в Азии. Тем не менее, общий портфель проектов сокращается — FID сейчас на 80% ниже, чем пять лет назад. Необходимо будет принять варианты CCUS и совместного сжигания, чтобы предотвратить блокировку выбросов от сегодняшних заводов. В сценарии «Нулевые выбросы к 2050 г.» неустанное производство электроэнергии на основе угля сокращается в среднем на 11% в год до 2030 г. с полным прекращением производства к 2040 г.
Угольная энергия: отслеживание прогресса 2021circle-arrow
Распределение оставшихся угольных мощностей по возрасту действующих электростанций в отдельных странах, 2021 г.
ОткрытьразвернутьСтраны, установившие цели поэтапного отказа от использования угля, обеспечивают около 3% мирового производства электроэнергии
Угольные электростанции являются крупнейшим источником производства электроэнергии и крупнейшим источником выбросов CO2, связанных с энергетикой, что представляет серьезную проблему для правительства ищут путь к энергетическим системам с нулевыми выбросами, сохраняя при этом безопасную и доступную энергию. С момента подписания Парижского соглашения 21 страна обязалась исключить угольную генерацию из своего электроэнергетического сектора — многие из них к 2030 году. На эти 21 страну приходилось 3,2% мирового производства электроэнергии в 2020 году, или 1% от общего объема выбросов CO2. Географическая разбивка мирового потребления угля показывает, что будущее угля будет в значительной степени определяться крупнейшими экономиками Азии, где спрос на электроэнергию во многих случаях все еще растет, а цели по поэтапному отказу от угля еще не установлены.
Поэтапный отказ от угля: текущий статус и три тематических исследованияcircle-arrow
Анализ
Весь анализкруг-стрелка
Отчет о топливе
Уголь 2019
Анализ и прогнозы до 2024 года
Отчет об отслеживании
Электроэнергетика
Отраслевой обзор
Отчет об отслеживании
Угольная электроэнергия
Глубокое погружение в технологии
Отчет о топливе
Обновление рынка угля — июль 2022 г.
Отчет о топливе
Уголь 2021
Анализ и прогноз до 2024 года
Отчет о топливе
Поэтапный отказ от угля: текущий статус и три тематических исследования
отчеты
Все отчетыcircle-arrow
сентябрь 2022 г.
сентябрь 2022 г.
июль 2022 г.
декабрь 2021 г.
октябрь 2021 г.
сентябрь 2021 г.
август 2021 г.
август 2021 г.
июнь 2021 г.
апрель 2021 г.
апрель 2021 г.
декабрь 2020 г.
декабрь 2020 г.
декабрь 2020 г.
декабрь 2020 г.
Октябрь 2020 г.
июль 2020 г.
июнь 2020 г.
июнь 2020 г.
июнь 2020 г.
май 2020 г.
апрель 2020 г.
апрель 2020 г.
ноябрь 2019 г.
Октябрь 2019
июль 2019 г.
апрель 2019 г.
февраль 2019
декабрь 2018 г.
Октябрь 2018
декабрь 2017 г.
ноябрь 2017 г.
апрель 2017 г.
май 2016 г.
май 2016 г.
декабрь 2015 г.
декабрь 2015 г.
май 2014 г.
Январь 2014
Декабрь 2013
июнь 2013
декабрь 2012 г.
декабрь 2012 г.
декабрь 2011 г.
ноябрь 2011 г.
ноябрь 2010 г.
декабрь 2009 г.
апрель 2009 г.
февраль 2009 г.
апрель 2008 г.
март 2008 г.
ноябрь 2007 г.
ноябрь 2006 г.
май 2006 г.
июль 2002 г.
июль 2000 г.
март 2000 г.
Наша работа
FBC TCP обеспечивает основу для международного сотрудничества в области разработки энергетических технологий и внедрения преобразования твердого топлива в псевдоожиженный слой для получения экологически чистой энергии. Основной деятельностью FBC TCP является технический обмен во время совещаний и семинаров. Участники проводят исследования по эксплуатационным вопросам в поддержку коммерческой деятельности по конверсии псевдоожиженного слоя и делятся результатами. Преобразование в псевдоожиженном слое предлагает несколько преимуществ по сравнению со сжиганием пылевидного топлива, особенно низкий уровень выбросов и возможность сжигания широкого спектра видов топлива, включая отходы и биомассу.
Преобразование в кипящем слое (FBC TCP)
Основанная в 1991 г., задача ПТС по выбросам парниковых газов заключается в оценке вариантов и оценке прогресса в области улавливания и хранения углерода, а также других технологий, которые могут сократить выбросы парниковых газов в результате использования ископаемого топлива, биомассы и отходов. Цель ПТС состоит в том, чтобы помочь ускорить внедрение инновационных энергетических технологий, обеспечив обмен знаниями между заинтересованными сторонами как из государственного, так и из частного секторов, совместную работу и, при необходимости, объединение ресурсов для предоставления комплексных и экономически эффективных решений.
Исследования и разработки по парниковым газам (парниковые газы TCP)
ICSC TCP предоставляет независимую информацию и анализ всех тенденций, связанных с углем, и всех аспектов добычи, транспортировки, переработки и использования угля в рамках обоснования баланса надежности поставок, доступности и экологических проблем. Темы включают повышение эффективности, снижение выбросов парниковых и непарниковых газов, снижение дефицита воды, обеспечение сокращения бедности за счет всеобщего доступа к надежному и надежному электричеству, а также другие цели устойчивого развития и социальные цели.
Международный центр устойчивого углерода (ICSC TCP)
События
Все событияcircle-arrow
ноябрь 2022 г.
Уголь в переходе к глобальному чистому нулю: стратегии быстрых, безопасных и ориентированных на людей изменений
Выпуск
28 июля 2022 г.
Обновление рынка угля — июль 2022 г.
Выпуск
17 декабря 2021 11:00—11:45
Уголь 2021
Выпуск
19 окт 2021
Поэтапный отказ от использования угля в электроэнергетике
Выпуск
Последние новости
Все новостиКруг-стрелка
Согласно новому анализу ОЭСР и МЭА, поддержка ископаемых видов топлива почти удвоилась в 2021 году, что замедлит прогресс в достижении международных целей в области климата.
0055Новости — 29 августа 2022
Ожидается, что мировой спрос на уголь вернется к своему рекордно высокому уровню в 2022 году
Пресс-релиз — 28 июля 2022 г.
МЭА созывает мировых лидеров для предоставления рекомендаций по новому знаменательному отчету по обеспечению безопасного и доступного поэтапного отказа от выбросов угля
Пресс-релиз — 28 апреля 2022 г.
Резкое восстановление угольной энергетики ведет к новому рекорду в 2021 году, угрожая нулевым голам
Пресс-релиз — 17 декабря 2021 г.
Сопутствующие виды топлива и технологии
Все виды топлива и технологииcircle-arrow
Статистика производства и потребления угля
Потребление и производство каменного угля
Как показано на рисунке 1, внутреннее потребление каменного угля в ЕС неуклонно снижалось в 1990-х годах. Начиная с 1999 года и в течение почти десятилетия годовое потребление каменного угля стабилизировалось на уровне около 300 миллионов тонн. После первого резкого падения в 2008 г. и еще одного в 2009 г., потребление каменного угля стабилизировалось на новом плато в 250 млн тонн с 2010 года. Наконец, в 2019 году началось еще одно сильное снижение потребления каменного угля, усиленное пандемией COVID-19 в 2020 году. По оценкам, потребление каменного угля в ЕС в 2021 году достигло 160 миллионов тонн, что на 27 % меньше, чем тремя годами ранее.
Производство каменного угля в ЕС почти постоянно снижалось с 1990 года, более последовательно, чем потребление. В 2021 году производство в ЕС составило 57 миллионов тонн, 79% меньше, чем 277 миллионов тонн в 1990 году. В 2020 году 39 % внутреннего потребления могло быть покрыто за счет производства в ЕС по сравнению с 71 % в 1990 году. Разрыв между этими двумя показателями в основном покрывался импортом (см. Зависимость от импорта твердых каменный уголь). Цифры за 2021 год основаны на кумулятивных ежемесячных данных.
Рисунок 1: Внутреннее потребление и производство каменного угля в ЕС, 1990-2021 гг. (млн тонн)
Источник: Евростат (nrg_cb_sff), (nrg_cb_sffm)
В 1990 г. каменный уголь производили 13 государств-членов нынешнего ЕС. В 2021 году осталось только два: Польша и Чехия. Польша произвела 55 миллионов тонн каменного угля (96 % от общего объема производства в ЕС), а Чехия произвела 2,2 млн тонн (4 %). По сравнению с 2012 годом, который был последним пиком добычи каменного угля в ЕС (106 млн тонн), в 2021 году Польша сократила добычу на 31 %, а Чехия – на 81 %. Все остальные бывшие производители каменного угля прекратили производство.
На Польшу (41 %) и Германию (23 %) вместе приходилось почти две трети общего потребления каменного угля в ЕС в 2021 году, за ними следуют Франция, Нидерланды, Италия и Чехия (от 3 % до 6 %) . На Рисунке 2 показано потребление каменного угля в ЕС с 2016 по 2021 год по странам-членам. Кроме Мальты, которая прекратила использование каменного угля в 1996, все остальные страны ЕС сообщают о потреблении каменного угля в диапазоне от нескольких тысяч тонн до нескольких миллионов тонн.
Рисунок 2: Внутреннее потребление каменного угля государствами-членами ЕС, 2016–2021 гг. (млн тонн)
Источник: Евростат (nrg_cb_sff), (nrg_cb_sffm)
Одна страна в ЕАСТ по-прежнему производит каменный уголь в 2020 г.: Норвегия. Добыча каменного угля в Норвегии, стабильная в 1990-х годах на уровне около 300 тысяч тонн, достигла пика в 4 миллиона тонн в 2007 году, а затем снова снизилась до примерно 70 тысяч тонн в 2020 году.
Потребление каменного угля в странах ЕАСТ оставалось стабильным на уровне около 1 млн тонн с 1990 года. В 2020 году две страны ЕАСТ, Норвегия и Исландия, сообщили о потреблении каменного угля на уровне 1,02 млн тонн.
Зависимость каменного угля от импорта
В 2020 году уровень зависимости от импорта твердых ископаемых видов топлива был ниже, составив 35,8 %, по сравнению с другими видами ископаемого топлива, такими как нефть или природный газ (см. статью «Статистика с пояснениями» о энергетическом балансе ЕС и зависимости от импорта). Однако этот уровень зависимости учитывает все виды твердого ископаемого топлива, включая бурый уголь (с высоким уровнем производства и незначительной торговлей) и многие вторичные продукты, чистым экспортером которых является ЕС. Каменный уголь является основным видом угля с заметной зависимостью от импорта, достигающей 57,4 % в 2020 году.
Кривые зависимости от импорта как твердого ископаемого топлива, так и каменного угля имели схожие модели (см. рис. 3). Начиная с 1990 г., когда доля твердого ископаемого топлива составляла 18,7 %, а каменного угля – 29,6 %, зависимость от импорта начала расти в середине 1990-х годов. К 2004 году темпы роста замедлились, прежде чем достигли своего пика в 2018 году: 43,8 % для твердого ископаемого топлива и 68,3 % для каменного угля. Причина такого увеличения зависимости от импорта заключается в том, что, хотя и производство, и потребление в ЕС сократились с 1990 потребление сокращалось медленнее, чем производство; образовавшийся разрыв в основном заполнялся импортом.
Рисунок 3. Зависимость твердого ископаемого топлива и каменного угля от импорта, ЕС, 1990–2020 гг.
Источник: Евростат (nrg_bal_c)
уголь (см. рис. 4). Разница между чистым импортом и потреблением каменного угля обычно объясняется использованием каменного угля из собственных существующих запасов страны. Для Польши и Чехии (а также Норвегии для стран ЕАСТ) разница также включает собственное производство каменного угля. Семь стран ЕС сообщили о зависимости от импорта выше 100 %: Греция, Люксембург, Хорватия, Румыния, Кипр, Бельгия и Швеция; эти страны импортируют больше угля, чем используют, обычно для создания запасов. Одна страна ЕС сообщила, что уровень зависимости от импорта ниже 0 %: Португалия, которая экспортирует оставшиеся запасы по мере того, как страна постепенно отказывается от угля.
Рисунок 4. Зависимость каменного угля от импорта по странам, 2020 г.
Источник: Евростат (nrg_bal_c)
В 2020 г. Россия поставила более половины (55,6 %) импорта каменного угля в ЕС, за ней следуют США (17,2 % ) и Австралии (15,3 %). Другими важными поставщиками были Колумбия, Южная Африка, Индонезия и Канада. В 2010-х годах импорт большинства этих поставщиков сократился или оставался стабильным по мере снижения потребления каменного угля в ЕС. Исключением стала Россия, для которой страны ЕС сообщили об увеличении импорта, достигнув максимума в 61 млн тонн в 2018 году, а затем снизились (см. Рисунок 5).
Импорт угля также зависит от рыночных цен и других факторов, которые могут привести к смене поставщиков. Импорт традиционных поставщиков каменного угля в ЕС, таких как Украина, Венесуэла или Норвегия, в последние годы сократился; в то же время появились новые поставщики, такие как Казахстан, Мозамбик или Великобритания.
Рисунок 5: Чистый импорт каменного угля в ЕС, 2011-2020 гг. (млн тонн)
Источник: Евростат (nrg_ti_sff), (nrg_te_sff)
Потребление и производство бурого угля
Потребление бурого угля в ЕС в 2021 году оценивается в 277 миллионов тонн, что на 26 % меньше, чем в 2018 году. На рисунке 6 представлена тенденция с 1990 года. от 400 до 450 миллионов тонн в год. С 2018 по 2020 год потребление бурого угля резко сократилось, а затем немного увеличилось в 2021 году.
Тенденция производства бурого угля очень похожа на тенденцию его потребления; бурый уголь в основном производится в странах потребления, а импорт и экспорт незначительны. Цифры за 2021 год основаны на кумулятивных ежемесячных данных.
Рисунок 6: Внутреннее потребление бурого угля в ЕС, 1990–2021 гг. (млн тонн)
Источник: Евростат (nrg_cb_sff), (nrg_cb_sffm)
На Германию приходилось 46 % общего потребления бурого угля в ЕС в 2021 г., затем Польшей (19 %), Чехией (11 %), Болгарией (10 %), Румынией (6 %) и Грецией (5 %). На Рисунке 7 показано потребление бурого угля в ЕС с 2016 по 2021 год по странам-членам.
Бурый уголь отсутствует в энергетическом балансе стран ЕАСТ (производство и потребление).
Рисунок 7: Внутреннее потребление бурого угля государствами-членами ЕС, 2016-2021 (млн тонн). png
Источник: Евростат (nrg_cb_sff), (nrg_cb_sffm)
Поставки угля на электростанции
Большая часть каменный уголь (49 % в 2020 г.) и большая часть бурого угля (92 % в 2020 г.) используются для производства электроэнергии. В 2020 году на электростанции в ЕС, производящие электроэнергию и тепло, поставлено 72 млн тонн каменного угля. По бурому углю этот объем составил 226 млн тонн.
Рисунок 8 показывает, что с 2013 года поставки каменного угля для производства электроэнергии имеют тенденцию к снижению; в производстве электроэнергии и тепла каменный уголь все больше заменяется природным газом и возобновляемыми источниками энергии. Кроме того, большая часть каменного угля используется в промышленности, особенно в коксовых печах (см. рис. 9). Поставки бурого угля на электростанции также имеют тенденцию к снижению с 2013 года. С 2019 года поставки как каменного, так и бурого угля на электростанции значительно сократились.
В странах ЕАСТ поставки каменного угля на электростанции в период с 1990 по 2020 год колебались в пределах 30 тысяч тонн; они представляют собой лишь незначительное использование каменного угля (3% в 2020 г. ), поскольку страны ЕАСТ используют каменный уголь в основном в своем промышленном секторе.
Рисунок 8: Поставки бурого и каменного угля на электростанции в ЕС, 1990-2020 гг. (млн тонн)
Источник: Евростат (nrg_cb_sff)
Поставки угля на коксохимические заводы и коксохимическое производство более конкретно коксующийся уголь) необходим для производства кокса для сталелитейной и черной металлургии. В 2020 году коксохимические заводы в ЕС израсходовали 40 миллионов тонн коксующегося угля для производства 30 миллионов тонн коксового кокса. Работа коксохимического завода была стабильной до 2019 года, когда он начал снижаться. (см. рис. 9).
В странах ЕАСТ не было зарегистрировано никаких работ по коксовым печам.
Рисунок 9: Поставки каменного угля в коксовые печи и производство кокса, ЕС, 2016-2020 гг. (млн тонн)
Источник: Евростат (nrg_cb_sff)
Исходные данные для таблиц и графиков
- Скачать файл Excel 5 Источники данных
- Основное использование угля — производство электроэнергии
- Уголь также является ключевым ингредиентом в производстве стали и цемента
- Добыча угля в Канаде в 2019 году составила 57 миллионов тонн
- Канада экспортировала 37 миллионов тонн угля и импортировала 8 миллионов тонн в 2019 году.
- Канада занимает четвертое место в мире по экспорту металлургического угля после Австралии, США и России
- Альберта и Британская Колумбия добывают 83% угля Канады.
- В 2018 году правительство Канады объявило об окончательных правилах поэтапного отказа от традиционной угольной электроэнергии к 2030 году.
- Мировое производство и торговля: Международное энергетическое агентство (Информация об угле и мировые энергетические балансы)
- Мировые доказанные запасы: Мировой энергетический совет (статистический обзор мировой энергетики ВР)
- Импорт и экспорт Канады: База данных международной торговли товарами Статистического управления Канады
- Импорт США : Управление энергетической информации США
- Мировой спрос на уголь по секторам: Международное энергетическое агентство
- Уголь по провинциям: Составлено Управлением природных ресурсов Канады на основе отчетов провинций и компаний (2018 и 2019 годы). Статистическое управление Канады, таблица 25-10-0046-01 и 25-10-0017-01 (2010–2017 гг.).
- Электростанции, работающие на угле: составлено NRCan из Статистического управления Канады, таблица 57-206 и из других общедоступных источников.
- Дата изменения:
- Данные составлены из Годовых статистических отчетов
- 1887: Цифры оценочные Создано
- 1991 г.
Отчетность по статистике угля основана на Регламенте статистики энергетики (ЕС) № 1099/2008 по статистике энергетики. Данные о производстве и потреблении каменного угля, бурого угля и коксового кокса в период между 1990 и 2020 основаны на годовой статистике (Приложение B к Регламенту). Для последних доступных данных за 2021 г. использовались кумулятивные месячные данные (Приложение C к Регламенту). Эти кумулятивные месячные данные можно рассматривать как предварительные/оценочные данные годовой статистики.
Методологическая записка
Методологии и данные, использованные для расчетов, представленных в этой статье, не позволяют выявить конкретный вклад пандемии COVID-19 2020 года по сравнению с существующими тенденциями из данных. Будущие данные позволят Евростату установить, сохраняются ли наблюдаемые тенденции во время и после пандемии.
Геологическая служба штата Вайоминг
УгольЧто такое угольРесурсы и запасы угляДобыча и добыча угляГеология угляДанные об угле
Вайоминг произвел 239 миллионов коротких тонн угля в 2021 году, что на 9% больше, чем в 2020 году. общее снижение с конца 2000-х годов, тенденция, которую можно объяснить
повсеместным выводом из эксплуатации угольных электростанций, устойчивыми низкими ценами на природный газ и усилением конкуренции со стороны возобновляемых источников энергии.
Несмотря на снижение производства, Вайоминг остается самым богатым угледобывающим штатом в стране. Ежегодно на угольные шахты Вайоминга приходится почти 40 процентов добычи угля в США. Вайоминг Крупные открытые угольные шахты также являются самыми эффективными в стране, средний коэффициент извлечения составляет 92 процента (DOE-EIA, 2015). По штату средняя добыча угля на одного работника составляет 23 коротких тонны в год. час. Это самая высокая производительность в стране, и она более чем вдвое превышает производительность следующего по величине штата по добыче угля.
В период с 1865 года по 1 января 2022 года в Вайоминге было добыто более 12,6 миллиардов коротких тонн угля, большая часть из которых за последние 30 лет. Самый высокий уровень добычи угля в Вайоминге был в 2008 году, когда было добыто 466,3 млн тонн угля.
Угольные шахты работают в округах Кэмпбелл, Линкольн и Суитуотер. Однако большая часть угля Вайоминга добывается на 11 шахтах округа Кэмпбелл. В конце 2021 года шахта Бриджер, которая была единственной подземная угольная шахта в штате, закрытая после добычи всего арендованного угля.
В таблице ниже показана добыча угля в Вайоминге в коротких тоннах по округам и по методам добычи за 2021 год (Источник: Годовой отчет Государственного инспектора шахт Вайоминга).
| Графство | 2021 производство | Шахта подземная | Наземная шахта | Всего мин |
| Кэмпбелл | 229 791 539 | — | 229 791 539 | 12 |
| Линкольн | 2 501 445 | — | 2 501 445 | 1 |
| Суитуотер | 6 048 047 | 3 062 824 | 2 985 223 90 502 | 3 |
| Итого | 238 341 031 | 3 062 824 | 235 278 207 | 16 |
Распределение угля
Почти весь уголь, добываемый в Вайоминге, отправляется по железной дороге в пункты назначения через Вайоминг и 26 других штатов. Основными потребителями угля из Вайоминга являются угольные электростанции.
заводы в Техасе, Миссури, Вайоминге и Иллинойсе. Хотя большая часть угля используется для выработки электроэнергии на электростанциях, он также поставляется на промышленные предприятия и коммерческие объекты.
Добыча полезных ископаемых в бассейне Паудер-Ривер
На угольном месторождении в бассейне Паудер-Ривер — самом продуктивном в мире — уголь добывается из двух основных угольных пластов Андерсон и Каньон. Этот уголь встречается в эпоху палеоцена.
(65–55 миллионов лет назад) Река Язык, член формации Форт-Юнион. Пласты суббитуминозного угля в формации Форт-Юнион, пригодные для разработки, имеют толщину 60–80 футов с
содержание влаги от 20 до 30 процентов, содержание золы менее 6 процентов и серы 0,5 процента. Уголь бассейна Паудер-Ривер (PRB) также включает пласты эоценового возраста Wasatch.
Формация, в которой разведочное бурение обнаружило угольные пласты толщиной более 200 футов.
Уголь добывается в ПРБ со скоростью 12 тонн в секунду, заполняя от 50 до 70 угольных эшелонов в день. Семь из 10 крупнейших угольных шахт страны работают в штате Вайоминг. ПРБ. Крупнейшей угольной шахтой является комплекс North Antelope Rochelle компании Peabody Energy, на котором в 2021 году было добыто более 62 миллионов тонн угля. в ПРБ. Освоение богатых угольных ресурсов в ПРБ было обусловлено поправками к Закону о чистом воздухе от 19 г.74 и последующий энергетический кризис. Непрерывный рост добычи угля в Вайоминге в результате растущего национального спроса на недорогой энергетический уголь с низким содержанием серы, а также технологических достижений в инженерной и горной практике, крупномасштабной разработки горнодобывающей и железнодорожной инфраструктуры, а также большое количество мощных, пригодных для добычи угольных ресурсов в ПРБ.
PRB также имеет более 1500 квадратных миль красноватого клинкера, который добывается для использования в качестве заполнителя в строительстве и декоративных целях. Клинкерные пласты, толщина которых может достигать 180 футов, представляют собой слои
осадочные породы, измененные горением соседнего угольного пласта. Обнажения угля, выходящие на поверхность, могут воспламениться от ударов молнии или кустарниковых пожаров. Эти
пожары могут распространяться по угольному пласту в недра и гореть сотни лет. Горя, они нагревают окружающую породу, изменяя ее, а в некоторых случаях плавя.
рок. Недавнее датирование возраста предполагает, что эти пласты клинкера образовались от 1,1 миллиона до 10 000 лет назад (Heffern and others, 2007).
Квартальная добыча угля
Файл Excel, содержащий ежеквартальные объемы добычи и занятости на угольных шахтах Вайоминга, согласно данным Управления безопасности и охраны здоровья шахт (последнее обновление: второй квартал 2022 г.).
Факты об угле
Уголь – это материал органического происхождения. Он образуется из остатков разложившегося растительного материала, спрессованного в твердое вещество в результате миллионов лет химических изменений под давлением и теплом. Его богатое содержание углерода дает углю большую часть его энергетического содержания. При сжигании угля в присутствии воздуха или кислорода выделяется тепловая энергия.
Затем эта энергия может быть преобразована в другие формы полезной энергии. Основными сферами применения угля являются теплоэнергетика (например, производство электроэнергии) и металлургия (например, коксующийся или сталелитейный уголь).
Ключевые факты
Узнайте больше об угле
Угольная промышленность
Международный контекст
Торговля
Использование
Производство в Канаде
Цены
Угольная промышленность
В 2017 году уголь составлял 27% мирового энергоснабжения. В Канаде во многих частях страны в изобилии имеется недорогой отечественный уголь, в то время как другие регионы имеют легкий доступ к международным поставкам.
Канадская угольная промышленность производит уголь для использования в металлургии (например, при коксовании или производстве стали) и в теплоэнергетике (например, для производства электроэнергии).
Почти половина добываемого в Канаде угля приходится на энергетический сектор, а половина на металлургический. Некоторые энергогенерирующие компании не только используют уголь для производства электроэнергии, но также владеют угольными шахтами или сами занимаются добычей угля. Другие компании вырабатывают электроэнергию из покупного угля.
Международный контекст
Мировая добыча угля в 2019 году оценивается в 7,9 млрд тонн, что на 116 млн тонн больше, чем в 2018 году. На 5 ведущих стран-производителей приходилось 79% мировой добычи угля.
Мировая добыча угля, 2010–2019 (p)
Текстовая версияНа этой гистограмме показана годовая добыча угля в мире с 2010 по 2019 год. Добыча в 2010 году составила 7,2 миллиарда тонн. Затем он вырос, достигнув пика в 2013 году на уровне 7,9 млрд тонн. Производство в 2019 годусоставил 7,9 млрд тонн.
Узнайте, какое место канадский уголь занимает в международной шкале:
Мировая добыча| Ранг | Страна/регион | млн тонн | Процент от общего числа |
|---|---|---|---|
| 1 | Китай | 3 693 | 47% |
| 2 | Индия | 769 | 10% |
| 3 | США | 640 | 8% |
| 4 | Индонезия | 616 | 8% |
| 5 | Австралия | 503 | 6% |
| 13 | Канада | 57 | 1% |
| — | Другие страны | 1 643 | 21% |
| — | Итого | 7 921 | 100% |
| Ранг | Страна/регион | млн тонн | Процент от общего числа |
|---|---|---|---|
| 1 | Индонезия | 455 | 32% |
| 2 | Австралия | 393 | 27% |
| 3 | Россия | 217 | 15% |
| 4 | США | 84 | 6% |
| 5 | Южная Африка | 81 | 6% |
| 7 | Канада | 36 | 3% |
| — | Другие страны | 170 | 12% |
| — | Всего | 1 436 | 100% |
| Ранг | Страна/регион | млн тонн | Процент от общего числа |
|---|---|---|---|
| 1 | Китай | 298 | 21% |
| 2 | Индия | 247 | 17% |
| 3 | Япония | 185 | 13% |
| 4 | Южная Корея | 130 | 9% |
| 5 | Тайвань | 67 | 5% |
| — | Другие страны | 495 | 35% |
| — | Итого | 1 424 | 100% |
| Ранг | Страна/регион | млн тонн | Процент от общего числа |
|---|---|---|---|
| 1 | США | 250 219 | 23% |
| 2 | Россия | 162 166 | 15% |
| 3 | Австралия | 149 079 | 14% |
| 4 | Китай | 141 595 | 13% |
| 5 | Индия | 105 931 | 10% |
| 16 | Канада | 6 582 | 1% |
| — | Другие страны | 254 746 | 24% |
| — | Итого | 1 069 636 | 100% |
Торговля
Канадский импорт угля имеет тенденцию к снижению уже более десяти лет, в то время как экспорт остается стабильным. Канада экспортирует около половины своей продукции. Большая часть экспорта угля Канады идет в Азию, которая по-прежнему является значительным потребителем.
Торговля углем Канады, 2005–2019 гг.
Текстовая версияС 2005 по 2013 г. экспорт угля увеличился с 28 млн тонн до почти 40 млн тонн, а затем стабилизировался примерно до 30 млн тонн в период с 2015 по 2017 год. Импорт угля сократился с 21 млн тонн в 2005 г. до 7,6 млн тонн в 2018 г.
В 2019 году Канада экспортировала 36,5 млн тонн угля по всему миру и импортировала почти 8 млн тонн угля, в основном из США. Экспорт в Соединенные Штаты составил 2% канадского экспорта угля и 12% от общего объема импорта угля США.
Экспорт Канады состоит в основном из металлургического угля (95% в 2019 г.).
Канадский экспорт и импорт угля (2019 г.)
Текстовая версия В 2019 г. канадский экспорт угля оценивался в 7,1 млрд долларов. Основными направлениями этого экспорта были Южная Корея (25%), Япония (23%), Индия (14%) и Китай (13%). Примерно два процента экспорта угля Канады приходится на Соединенные Штаты, что составляет 12% импорта угля в США. Что касается канадского импорта угля, то 73% приходится на США. Почти половина всего импорта используется для производства стали, остальное – для производства электроэнергии.
Использование
Уголь используется для производства электроэнергии, производства стали и цемента, а также в различных промышленных и жилых целях. В 2019 году в Канаде было добыто 57 миллионов тонн угля, из которых 53 % приходится на металлургический уголь, используемый для производства стали, и 47 % – энергетический уголь, используемый для производства электроэнергии.
В Канаде 7,4% электроэнергии производится с использованием угля. В 2018 г. было потреблено 26 млн т электроэнергии, что на 49% меньше, чем в 2008 г. (50,7 млн т). продолжают использоваться в металлургических процессах.
Мировой спрос на уголь по секторам, 2019 г. (стр.)
Текстовая версия На этой круговой диаграмме показаны основные мировые источники спроса на уголь в процентах в 2019 г. Наибольшая доля угля использовалась для производства электроэнергии и отопления (67%), затем следуют черная металлургия (12%), жилищное, коммерческое и коммунальное обслуживание (3%) и другие сектора (18%).
Производство угля в Канаде
Производство угля в Канаде за последнее десятилетие имело тенденцию к снижению и в 2019 году составило 57 млн тонн.
Добыча угля в Канаде, 2009–2019 гг.
Текстовая версияНа этой гистограмме показана годовая добыча угля в шахтах Канады с 2009 по 2019 гг. Производство в 2019 году осталось на уровне 2018 года и составило 57 млн тонн.
Добыча угля
по провинциям, 2019 г. Текстовая версия
В 2019 г. в Канаде было добыто 57 мегатонн угля. Добыча по провинциям представлена следующим образом: Британская Колумбия 48%, Альберта 35%, Саскачеван 16% и Новая Шотландия 1%.
Электростанции, работающие на угле
Сноска * по провинциям, 2019 г. Текстовая версия В 2019 году в Канаде мощность электростанций, работающих на угле, составила 8 801 МВт (без учета временно отключенных мощностей). Альберта имеет наибольшую долю угольных генерирующих мощностей — 65%, за ней следуют Саскачеван (17%) и Новая Шотландия (12%).
Уголь, используемый для производства электроэнергии
Текстовая версияВ 2018 г. было потреблено 26 млн т электроэнергии, что на 49% меньше по сравнению с 50,7 млн т в 2008 г.
Цены
После пика в 2011 году мировые цены на металлургический уголь начали снижаться до конца 2016 года, когда в конце ноября они достигли своего пика на уровне 273 долларов США. С тех пор цены снижались и в 2019 году выровнялись в среднем на уровне 175 долларов США за тонну. В мировых ценах на энергетический уголь наблюдалась аналогичная тенденция.
Австралия, Колумбия и Южная Африка признаны во всем мире тремя терминальными рынками, определяющими мировые цены на энергетический уголь. Цены на уголь колеблются в зависимости от мировых экономических условий, а недавнее повышение цен произошло в связи с временными перебоями в работе шахт в Австралии и сокращением производства на шахтах в Китае.
Мировые цены на уголь, 2009–2019 гг.
Текстовая версияНа этом графике представлены ежемесячные цены на уголь (долл. США) с 2009 по 2019 г.
Узнайте больше о полезных ископаемых и металлах
Примечания и источникиЦифры могут не складываться в итоги из-за округления.
(р) предварительный
Международный контекст
Торговля
Использование
Канадское производство
Цены
Мировые цены на уголь: Доклад Всемирного банка и McCloskey Coal.
Сообщить о проблеме на этой странице Пожалуйста, выберите все подходящие варианты:Ссылка, кнопка или видео не работают
У него орфографическая ошибка
Информация отсутствует
Информация устарела или неверна
я не могу найти то, что ищу
Другая проблема, которой нет в этом списке
Спасибо за помощь!
Вы не получите ответа. Если у вас есть вопросы, свяжитесь с нами.
Производство угля и кокса 1863 — 2021
| Год | Расчетная добыча чел. | Расчетная независ. контр. Труд. | Расчетная подготовка угля. Труд. | Расчетная общая занятость | Coal Production | Coke Production | Fatalities | Injuries |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1863 | N/A | N/A | N/A | 0 | 444,648 | N/A | N /Д | Н/Д |
| 1864 | N/A | N/A | N/A | 0 | 454,888 | N/A | N/A | N/A |
| 1865 | N/A | N/A | N/A | 0 | 487,897 | N/A | N/A | N/A |
| 1866 | N/A | N/A | N/A | 0 | 512 068 | Н/Д | Н/Д | Н/Д |
| 1867 | N/A | N/A | N/A | 0 | 589,360 | N/A | N/A | N/A |
| 1868 | N/A | N/ A | N/A | 0 | 609,227 | N/A | N/A | N/A |
| 1869 | N/A | N/A | N/A | 0 | 603 148 | Н/Д | Н/Д | Н/Д |
| 1870 | N/A | N/A | N/A | 0 | 608,878 | N/A | N/A | N/A | 2 2 2 | N/ | N/A/A 332 N/A | . AN/A | 0 | 618,830 | N/A | N/A | N/A |
| 1872 | N/A | N/A | N/A | 0 | 700 000 | Н/Д | Н/Д | Н/Д |
| 1873 | N/A | N/A | N/A | 0 | 1,000,000 | N/A | N/A | N/A |
| 1874 | N/A | N/ A | N/A | 0 | 1,120,000 | N/A | N/A | N/A |
| 1875 | N/A | N/A | N/A | 0 | 1 120 000 | Н/Д | Н/Д | Н/Д |
| 1876 | N/A | N/A | N/A | 0 | 896,000 | N/A | N/A | N/A |
| 1877 | N/A | N/A | N/A | 0 | 1,200000 | N/A | N/A | N/A |
| 1878 |
1332 28,196