煤炭是可再生资源吗?
煤炭是不可再生能源,也不是清洁能源。
因为煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物,所以它是不可再生资源。
而且煤在燃烧过程中会释放一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、烟尘等,会造成大气污染,所以也不是清洁能源。
煤炭的形成煤炭是世界上分布最广阔的化石能资源,主要分为烟煤和无烟煤、次烟煤和褐煤等四类。煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质。
由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程。
煤既不是可再生能源,也不是清洁能源。因为煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物,所以它是不可再生资源。而且煤在燃烧过程中会释放一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、烟尘等,会造成大气污染,所以也不是清洁能源。
煤是地球上蕴藏量最丰富,分布地域最广的化石燃料。被人们誉为“黑色的金子”、“工业的食粮”,是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。虽然煤的重要位置已被石油所替代,但随着科学技术的飞速发展,煤炭气化等新技术日趋成熟,依然得到广泛应用。
1、地面水下跌
由于在煤炭开采过程中矿井水大量外排,导致地下水位下降,引起地面水下跌.
2、地层错动与地表下沉
由于煤矿井下水大量外抽,矿井上底承载能力下降,加上大部分小窑煤井在开采过程中,没有采取预留煤柱等预防措施,有的小窑煤井甚至对国有煤矿预留煤柱肆意采挖、破坏,导致地层错动,地表下沉.
3、地面水受到污染
矿井废水中悬浮物等污染物浓度较高,特别是流经含硫铁矿煤层的矿井水,酸性很大.据南坑镇水仔边一带矿区的矿井废水抽样检测,其悬浮物浓度平均值为280毫克/升,化学耗氧量浓度平均值为530毫克/升,硫酸根离子浓度高达2500毫克/升,最低PH值仅为2.7.这类矿井废水如不经处理就外排,将严重污染地面水体,淤塞河道和农田渠道,造成土壤板结,对农作物影响很大.
4、煤矸石占地及风化污染问题
煤矿排出的煤矸石一般都就近堆放.随着堆存量的不断增加,堆场的占地面积也逐年扩大.据统计,到2001年底,全市煤矸石的累计堆存量已达7500万吨,占用土地3000多亩,而且目前仍以每年新增80余万吨堆存量的速度在递增.煤矸石经风化、雨蚀、自燃后,其表面的风化层物质在风力作用下进人大气,严重污染大气环境.下雨天,在雨水的冲刷下,会携带其表层的小颗粒物质流入河道,同时还会将煤矸石伴生的硫铁矿中的硫离子和亚铁离子等浸取出来,污染水体环境.
5、对森林植被的破坏
煤炭开采需要大量木材,按万吨煤炭产量平均消耗坑木150立方米计算.全市仅煤炭开采业一年就需消耗木材约10万立方米,如此大的木材缺口迫使煤矿多渠道收购木材,客观上助长了乱砍滥伐,使育伐比例失调.同时,由于地下水位下降,地表含水层含水量减少,也使植被生长受到影响.
6、二次扬尘污染问题
煤炭有相当一部分靠汽车运输,撒漏现象非常严重,大量煤炭流失,使街道煤尘飞扬.
为有效防治煤炭开采过程中产生的环境污染和生态破坏,使煤矿矿区的生态环境逐步步入良性循环的发展轨道,提出以下对策建议:
一、加强矿井废水和区域环境综合治理
(一)对现有废水治理设施进行改造.对已老化、坏损的废水治理设施、设备进行修复、改造,确保矿井废水长期、稳定达标排放.
(二)对部分废弃矿井外排的废水进行治理.部分煤矿虽然停止了采煤,但仍有矿井废水(俗称老窿水)外排.主要是部分煤矿的采煤巷道间接相通,矿井废水全部从标高最低的井口外排,并将原有老巷道岩石断层和风化层中硫铁矿中的铁离子等浸取出来,导致废水中铁离子和硫酸根离子的浓度很高,严重污染水体环境.所以,对部分废弃矿井外排的废水必须进行治理,修建沉淀池,井投加石灰等药剂,经中和、反应、沉淀处理后,再达标外排.
(三)对部分环境污染和生态破坏严重的区域进行综合治理.一是对淤塞的河道进行清淤疏浚、护岸;二是做好水保工程,一般应在矿区地面径流汇入点建设污水沉淀处理池等.
二、搞好煤矸石的综合利用
目前,我市综合利用煤矸石的主要途径是发电和制砖,年利用量约65万吨,但与目前的堆存量相比,可以说利用量很小,且利用途径单一.必须努力探索综合利用煤矸石的新途径,以实现在尽可能短的时限内“消灭”煤矸石山.可采取的措施是:
(一)提高煤矸石发电的综合利用量
煤矸石发电以循环流化床锅炉为主要炉型,加入石灰石或白云石等脱硫剂,可降低烟气中硫氧化物和氮氧化物的产生量.其常用燃料热值应在12550千焦/千克以下,产生的热量既可以发电,也可以用作采暖供热,燃烧后的灰渣具有较高的活性,是生产建材的良好原料.这部分煤矸石以选煤厂排出的洗矸为主.目前,我市仅有高坑、安源和王坑三个煤矸石发电厂,总装机容量为4.8万千瓦时,年综合利用煤矸石约50万吨.可在巩固、提高现有煤矸石发电综合利用量的基础上,对上述三个电厂进行扩容改造,提高煤矸石发电综合利用量.
(二)利用煤矸石代替粘土制砖
利用煤矸石全部代替粘土,既可以降低能耗,又能减少生态破坏,这是大宗利用煤矸石的主要途径.可利用现有国家政策,采取控制、取缔粘土制砖,鼓励综合利用煤矸石制砖的方式进行,可将现有煤矸石制砖能力从现在的利用煤矸石16万吨提高到奶万吨.
(三)利用煤矸石回填处置
1、煤矸石回填采矿区
利用煤矸石回填采矿区,既可减少煤矸石占地,又可减少煤矸石对环境的污染.一般用于回填的煤矸石以砂岩、石灰岩为主.
2、煤矸石作工程填筑材料
煤矸石作填筑材料主要是指充填沟谷、采煤塌陷区等区的建筑工程用地,或用于填筑铁路、公路路基等.
三、做好矿区植被恢复和矸石堆场的覆土植被工作
(一)实施封山育林,采取植草、人工造林和疏林补方式,提高地表涵养水源、保持水土的能力.
(二)对短期内暂无法消化的煤矸石,制定切实可行被保护规划、方案和措施.宜林则林,宜草则草,努好煤矸石堆场的覆土植被保护工作.
沉陷、裂缝,都将破坏土地资源和植物资源,影响土地耕作和植被生长,改变地貌并引发景
观生态的变化。
开采沉陷造成中国东部平原矿区土地大面积积水受淹或盐渍化,使西部矿区
水土流失和土地荒漠化加剧。采煤塌陷还会引起山地、丘陵发生山体滑落或泥石流,并危及
地面建筑物、水体及交通线路安全。
据调查,中国因采矿直接破坏的森林面积累计达106万
公顷,破坏草地面积为26.3万ha,全国累计占用土地约586万ha,破坏土地约157万ha
,且每年仍以4万ha的速度递增,而矿区土地复垦率仅为10%。另据测算,中国每采万吨煤
,平均塌陷土地0.2ha;在村庄稠密的平原矿区,每采出1000万t煤需迁移约2000人。
煤炭开采破坏地下水资源,加剧缺水地区的供水紧张。中国是世界上人均占有水资源量较低的国家,且水资源分布极不平衡。从含煤地区分布看,富煤地区往往也是贫水地区。据调查,全国96个国有重点矿区中,缺水矿区占71%,其中严重缺水矿区占40%。
随着煤炭开采强度和延伸速度的不断加大提高,矿区地下水位大面积下降,使缺水矿区供水更为紧张,以致影响当地居民的生产和生活。另一方面,大量地下水资源因煤系地层破坏而渗漏矿井并
被排出,这些矿井水被净化利用的不足20%,对矿区周边环境形成新的污染。
据统计,中国煤矿每年产生的各种废污水约占全国总废污水量的25%。2000年,全国煤矿的废污水排放量
达到27.5亿t,其中,矿井水23亿t,工业废水3.5亿t,洗煤废水5000万t,其它废水450
0万t。
煤炭开采导致废气排放,危害大气环境。因煤炭开采形成的废气主要指矿井瓦斯和地
面矸石山自燃施放的气体。矿井瓦斯中的主要成分甲烷是一种重要的温室气体,其温室效应
为CO2的21倍。据统计中国每年从矿井开采中排放甲烷70~90亿m?3,约占世界甲烷总
排放量的30%,除5%左右的集中回收利用外,其余全部排放到大气中。
矿区地面矸石山自燃
施放出大量含SO2、CO2
、CO等有毒有害气体,严重污染大气环境并直接损害周围居民的身体健康
。煤矸石产出量很大,其排放量约占煤矿原煤产量的15%~20%。据不完全统计,中国国有煤矿现有矸石山1500余座,历年堆积量达30亿t,占地5000ha。另据1994年的矿山环境调查,
淮河以北半干旱地区的1072座矸石山中,有464座发生过自燃,自燃率达43.3%。
煤炭开采对区域生态的影响主要是采煤地表沉陷,其表现形式为地表移动变形影响土地利用、加速水土流失、加速土地沙化、地表建构筑物损害等,露天开采则是完全破坏原地表植被、建构筑物。
一、煤炭开发对生态环境的影响
1、水资源区域分布不均衡且破坏严重
2、土地与地面建筑物塌陷
3、矸石露天排放造成环境污染
二、煤炭利用对生态环境的影响
1、酸沉降由硫酸型向复合型转变
2、颗粒物造成的沙尘和灰霾污染严重
3、臭氧和光化学污染问题凸显
4、应对全球气候变化压力日益增大
煤炭开采对区域生态的影响主要是采煤地表沉陷,其表现形式为地表移动变形影响土地利用、加速水土流失、加速土地沙化、地表建构筑物损害等,露天开采则是完全破坏原地表植被、建构筑物。
对于井工开采的煤矿而言,首先,全部垮落法管理顶板的地下采煤活动有可能引起地表塌陷,地下含水层水位下降,地表天然泉眼断流。地下水水位降低会影响到地表植被,从而影响到整个生态系统。不采用全部垮落法的煤矿的上述影响小得多,但刀柱式开采煤炭回采率低,充填开采需要的充填材料例如高水材料等不排除影响地下水的可能(这一点学术界没有最终结论,我只提供思路,不负任何责任),充填材料例如水泥等的生产也会污染环境。
其次,采空区的瓦斯、二氧化硫等气体有可能扩散至地表,其对生态系统的影响不是我的专业,有待其他大神补充。
再次,煤矿开采需要耗费大量的能源和材料,还消耗大量的水资源。煤炭、煤矸石的存储会污染地表及地下水,还有大气污染和粉尘污染。煤炭运输的污染已经基本杜绝,但前些年汽车运输煤炭造成酸雨的问题曾经存在。
对于露天开采的煤矿而言,表土层被整个剥除,矿坑的生态系统肯定是不复存在了,对周边的生态系统影响我就不清楚了,期待生态学专业人士解答。
最后要强调的是,以上回答是针对你的问题,不能因此就否定煤炭行业。中国的能源要依赖煤炭是客观条件决定的,全国的煤矿行业为国家做出了巨大的、不可替代的、不可磨灭的贡献,没有煤矿就没有今天的中国。如今遍地小煤窑的时代已经过去,全国的煤炭生产主要由大集团大煤矿主持,对环境、生态的影响是有预期、有管理、有限度的。苛求重工业丝毫不污染环境就像苛求汽车不要排放尾气一样,典型的因噎废食。这是整体人类的科技水平决定的,煤炭行业外的人不应该让行业内的人承担此责任。
2、碳、氢、氧是煤炭有机质的主体,占95%以上;煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素,氧是助燃元素。煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分,其中以硫最为重要。
[编辑本段]形成新说
研究过程
中国安徽宣城溪口农民李六四自发、自费研究地震十七年(截至2010年),他认为:“地震是由地幔中核变的及时效应造成的。煤炭是石油演变产生的,石油是天然气演变产生的。溶洞是因为液体受热转化成气体,其膨胀压力造成的,地球生物是在早期地球的液态有机硅中诞生并进化而来的。”其理论学说为《地球热核演变说》。 他的学说有可能成为后人了解地球、地震等的理论基础。但是,由于条件、知识的局限某些内容尚在研究、完善中。
主要内容
当碳元素由一些较轻的元素聚变形成后的一定时期里,它与原始大气里的氢元素反应生成甲烷,随着温度下降,氧气变得越来越活泼,它氧化、聚合了甲烷形成了石油分子,由于长时间的氧化、聚合,石油分子越来越大,形成了大量的近似沥青的物质,当早期地球频繁的火山熔岩喷发在沥青上时,由于熔岩密度大,沉入石油底部对其隔绝空气加强热,导致碳氢键断裂,释放氢气,形成煤炭。(一部分石油分子不是甲烷经氧化、聚合而形成的,它们是在地球温度较高时,由碳、氢直接形成不饱和烃聚合而成的)
[编辑本段]开采
矸石排放
煤矿生产排放量最大的固体废物, 也是中国工业固体废物中产生量和堆积量最大的固体废物, 产生量一般为煤炭产量的10%左右。中国煤矸石年排放量大约在1.5 亿~2.0 亿吨之间。截止2002 年底, 全国煤矸石积存量约34亿吨, 占地2.6 万公顷, 是中国工业固体废物中产出量和累计积存量最大的固体废物。2004 年, 全国煤矸石综合利用量为1.35 亿吨, 利用率54%。
矿井水的排放
在煤矿建设和生产过程中, 各种类型的水源水会通过不同的途径进入巷道和工作面, 为了保证采矿安全, 防煤炭止水害发生,需将矿井涌水排出。据不完全统计, 在采煤过程中, 2004 年全国煤矿矿井水排放约30 亿m³, 平均每吨煤涌水量约为2m³。资源化利用率仅占22%左右。
瓦斯抽放与矿井通风
在煤炭开采前和开采中抽放瓦斯气, 是保证煤矿安全的重要措施。但将抽放的瓦斯排入大气, 会产生强烈的温室效应, 瓦斯中所含甲烷的温室效应比二氧化碳大20 倍。另外煤矿在生产过程中, 井下巷道每秒钟都需要数十万乃至数百万立方米的空气, 它们主要是通过矿井通风来完成, 矿井通风同样含有瓦斯, 并且还有大量粉尘。据近几年有关评价估算, 全国煤层瓦斯资源量为3×106 Mm³。2002 年中国重点煤矿煤层瓦斯产生量为9773.37Mm³, 其中利用瓦斯量为517.49 Mm³, 利用率5%左右。
煤炭开采造成的生态破坏
传统煤炭开采忽略其它共生、伴生矿物的开采、加工、利用, 造成了资源的浪费。中国煤系共生、伴生20 多种矿产, 目前绝大多数没有利用, 另外矿物的随意存放丢弃还会造成环境污染, 破坏生态环境。 煤炭开采破坏了地壳内部原有的力学平衡状态。引起地表塌陷, 原有生态系统受到破坏。这种破坏使原有土地收益的减少或丧失, 同时也造成地表水利设施的破坏和生态环境恶化。每年因开采引起的地表塌陷面积已达40万hm2, 且平均每年以1.5 万hm2 的速度增加。
[编辑本段]作用
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。 我国动力煤的主要用途有:
动力煤
1) 发电用煤:我国约1/3 以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。 2) 蒸汽机车用煤:占动力用煤2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。 3) 建材用煤:约占动力用煤的10%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。 4) 一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的30%。 5) 生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的20%。 6) 冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。 炼焦煤类包括气煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占 5.81%),瘦煤(占4.01%),其它为未分牌号的煤(占 0.55%);非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55 % ), 弱碱煤(占1.74%),不缴煤(占13.8%),长焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。 炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。 中国是焦炭生产大国,也是世界焦炭市场的主要出口国。2003 年,全球焦炭产量是3.9 亿吨,中国焦炭产量达到1.78 亿吨,约占全球总产量的46%。在出口方面,2003 年我国共出口焦煤1475 万吨,其中出口欧盟458 万吨,约占1/3。2004 年,中国共出口焦炭1472 万吨,相当于全球焦炭贸易总量的56%,国际焦炭市场仍供不应求。2008 年我国焦炭产量总计约32700 万吨,2009 年1月至9月焦炭产量25276.87万吨