煤炭的来源有哪些?
煤炭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。
一种固体可燃有机岩,主要由植物遗体经生物化学作用,埋藏后再经地质作用转变而成。俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品 ,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭 。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史》 ,其中记载有煤的性质和产地;古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。
煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质,由碳、氢、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。
煤作为一种燃料,早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。煤炭热量高,标准煤的发热量为 7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的储量丰富,分布广泛,一般也比较容易开采,因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。
煤炭除了作为燃料以取得热量和动能以外,更为重要的是从中制取冶金用的焦炭和制取人造石油,即煤的低温干馏的液体产品——煤焦油。经过化学加工,从煤炭中能制造出成千上万种化学产品,所以它又是一种非常重要的化工原料,如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。大型煤炭工业基地的建设,对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。
此外,煤炭中还往往含有许多放射性和稀有元素如铀、锗、镓等,这些放射性和稀有元素是半导体和原子能工业的重要原料。
煤炭对于现代化工业来说,无论是重工业,还是轻工业;无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业,还是轻纺工业、食品工业、交通运输业,都发挥着重要的作用,各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。
2021年中国煤炭进口来源国有美国、加拿大、哥伦比亚、菲律宾等。
澳大利亚曾是我国煤炭的主要供应商之一,中国停止从澳大利亚进口煤炭后,澳大利亚在华市场份额迅速流失,先后被美国、加拿大、哥伦比亚、菲律宾等国抢占。
据相关数据显示,美国4月对华炼焦煤出口量创2021年新高,达到了97.4万吨;加拿大3月份对中国份煤炭出口量达到今年的最高值——120万吨。
全球煤炭趋势
疫情下的全球经济疲软无力,多个国家均采取停工、停产的方式抑制疫情扩散,煤企暂停运营。其他行业短时间内无法复工,耗电耗能量远低于往年水平,导致整体煤炭需求量下降。
目前虽然疫情虽有所缓解,但其影响还在。目前全球经济正在缓慢复苏,但主要集中于技术等行业。煤炭高需行业如电力、制造、建筑业等复工更加缓慢,煤炭需求虽有增长但速度缓慢,需求薄弱。
以上内容参考 中研网-2021中国煤炭市场进口需求预测 中国煤炭进口来源国份额分析
中国煤炭资源丰富,主要分布于内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南、贵州、云南、四川、新疆等省份。
2012年度中国已经查证的煤炭储量达到11320亿吨。
由于我国煤炭生产集中在西、北部地区,而煤炭消费集中在东、南部地区,煤炭生产基地远离消费中心,我国煤炭流通呈现“西煤东运”、“北煤南运”的格局,运输距离长,而且跨越不同区域,需要多种运输方式(公路、铁路、海运、河运)接续,因此,运输成为我国煤炭流通的关键环节。
用途
煤炭作为熔炉的燃料,是一种很有效率的物品,一个煤炭可以冶炼8个单位的物品。
煤炭的另一个重要功能为制造火把,这是地底探索不可或缺的物品,虽然游戏中有其他的永久照明来源,但没有一种像火把如此容易取得且方便性高。(带一组煤炭和8个木头就可以制造出256支火把,而且你在挖掘的途中还会找到大量的煤矿。)
煤矿石可以在主世界里高度小于132的地方找到,而且常常出现于裸露的石头上。它是最丰富的矿物资源,每个矿脉都能挖到1-40个煤矿甚至更多。
煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一,进入二十一世纪以来,虽然煤炭的价值大不如从前,但毕竟目前和未来很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一,煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定,煤炭的供应安全问题也是我国能源安全中最重要的一环。
(一)数据来源
国家尺度的物质流核算年份为1995~2013年,所需的基础数据为相应年份的全国统计数据。
化石能源包括原煤、石油、天然气,其开采量数据来自于中国煤炭工业统计年鉴、中国统计年鉴。黑色金属包括铁、锰、铬、钒、钛等,其矿石数据来自于中国钢铁工业统计年鉴、中国矿业年鉴。有色金属包括铜、铝、铅锌、镍、锡、锑、汞、钨、钼、金银、稀有稀土及其他,其矿石数据来自中国有色金属工业年鉴、全国非油气矿产资源开发利用统计年报。工业矿物包括重晶石、滑石、石墨、硅灰石、高岭土、膨润土、硅藻土、石膏、萤石、菱镁矿、石棉、磷矿石、钾盐、岩盐等,其矿石数据来自于中国矿业年鉴、全国非油气矿产资源开发利用统计年报。建筑材料包括水泥、玻璃用白云岩、玻璃用石英岩、玻璃用砂岩、玻璃用砂、建筑石料用灰岩、饰面用灰岩、制灰用灰岩、建筑用沙、砖瓦用黏土、建筑用辉绿岩、建筑用安山岩、建筑用闪长岩、建筑用花岗岩、饰面用花岗岩、建筑用凝灰岩、建筑大理石等,其矿石数据来自中国建筑材料工业年鉴、中国国土资源年鉴、中国矿业年鉴、全国非油气矿产资源开发利用统计年报。
水资源数据包括地表水开采量、地下水开采量、水资源量,来自中国水资源公报、中国水利统计年鉴。
工程建设包括水利工程建设、铁路建设、公路建设,其基础数据来自中国水利年鉴、中国水利统计年鉴、中国统计年鉴。
房屋建设数据来自中国统计年鉴。农田水利基本建设数据来自中国水利年鉴。
工业固体废弃物、城市生活垃圾数据来自中国统计年鉴。化肥、农药施用量数据来自中国农业年鉴。废水排放和废水污染物(包括汞、镉、六价铬、铅、砷、挥发酚、氰化物、石油类、氨氮等)来自中国环境统计年鉴。
(二)矿产隐性物质流计算
原煤开采包括露天开采和地下开采两种方式,二者所剥离的岩石数量是不同的。我国露天煤矿平均剥采比为2~7m3/t,本书采用3.5m3/t。地下开采隐流计算采用隐流比率方法。铁矿石的隐流数据来源于中国矿业年鉴、中国钢铁工业年鉴,有色金属的隐流数据来源于中国有色金属工业年鉴。其他金属、非金属、建筑材料和原煤地下开采的隐流比率采用德国Wuppertal研究所物质流数据库提供的数据(表4–3)。
表4-3 部分矿产隐流比率
(据Wuppertal研究所)
(三)工程建设、房屋建设搬移土石方计算
公路、铁路建设需要挖方和填方。为简化计算,采用每千米公路或铁路移动土石方进行计算,高速公路、一级公路和铁路为6×104m3/km,二级公路为2×104m3/km,其他为8000m3/km[52]。房屋建设也需要开挖或移动一定数量的土壤或岩石,为简化计算,采用每平米竣工建筑面积移动1m3土石方进行计算[52]。
(四)缺失数据处理
本书收集了1995~2013年的相关数据,有个别数据在某个年份缺失。为了保证计算的连续,采用两种方法对缺失数据进行了估算。一种方法是根据历年变化趋势,对缺失年内插或外推获得。另一种方法是建立其与相关指标的统计关系,例如建筑用沙缺失2004年数据,则建立已知年份建筑用沙量和房屋建筑面积的统计关系获得缺失数据。
(五)生态承载力测算
全球生态足迹网络(GFN)定期发布世界各国的生态足迹与生态承载力测算结果。本书采用的是GFN测算的最新结果:2011年中国人均生态承载力为0.93ghm2,全国生态承载力为13.01亿ghm2[53]。
煤炭五大常用指标:
第一个指标:水分。
煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。
第二个指标:灰分
指煤在燃烧的后留下的残渣。不是煤中矿物质总和,而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。灰分高,说明煤中可燃成份较低。发热量就低。同时在精煤炼焦中,灰分高低决定焦炭的灰分。
第三指标:挥发份(全称为挥发份产率)V
指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物,不全是煤中固有成分,还有部分是热解产物,所以称挥发份产率。
第四个指标:固定碳
不同于元素分析的碳,是根据水分、灰分和挥发份计算出来的。
第五个指标:全硫St
是煤中的有害元素,包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下,现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。
扩展资料:
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为三大主要用途:动力煤、炼焦煤、煤化工用煤,主要包括气化用煤,低温干馏用煤,加氢液化用煤等。
动力煤
(1)发电用煤:中国约1/3以上的煤用来发电,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3%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13%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26%。
(5)生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的23%。
(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%。
参考资料来源:百度百科-煤炭
2月份,全国铁路煤炭发运量1.83亿吨,同比减少459万吨,下降2.8%。
3月份,全国铁路煤炭发运量1.44亿吨,同比减少700万吨,下降4.6%
4月份,全国铁路煤炭发运量1.77亿吨,同比减少1377万吨,下降7.2%
5月份,全国铁路煤煤炭发运量1.87亿吨,同比减少1385万吨,下降6.9%。
6月份,全国铁路煤煤炭发运量1.82亿吨,同比增加396万吨,增长2.2%。
7月份,全国铁路煤炭发运量1.83亿吨,同比增加1277万吨,增长7.5%。
8月份,全国铁路煤煤炭发运量1.9亿吨,同比增加1827万吨,增长10.7%。
9月份,全国铁路煤炭发运量1.93亿吨,同比增加1758万吨,增长10%。
数据显示,今年1至9月累计发运煤炭17.09亿吨,同比增加2373万吨,增长1.4%。在主要煤运通道中,大秦线1至9月完成煤炭运量3.32亿吨,同比增长5.8%;侯月线完成1.38亿吨,同比增长5.3%。
数据来源前瞻产业研究院
2020年煤炭产量为3902.0百万吨,全球排名第一。
中国煤炭资源分布在30个省区市,其中山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州、宁夏等6省,其资源总量占全国的82.8%山西、内蒙古、陕西、新疆、贵州等五省煤炭探明储量占全国比重达81%以上,而且煤炭齐全,煤质普遍较好。
相关介绍:
在漫长的地质演变过程中,煤田受到多种地质因素的作用;由于成煤年代、成煤原始物质、还原程度及成因类型上的差异,再加上各种变质作用并存,致使中国煤炭品种多样化。中国从低变质程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。
中国煤炭分类,是根据煤的煤化程度和工艺性能指标把煤划分成大类,再根据煤的性质和用途的不同,把大类进一步细分的类别。
中国从低变质程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。按中国的煤种分类,其中炼焦煤类占27.65%,非炼焦煤类占72.35%,前者包括气煤(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%)。
后者包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55 %), 弱粘煤(占1.74%),不粘煤(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%)。
中文名煤及煤的形成
物质煤
国家中国
煤是亿万年前大量植物埋在地下慢慢形成的
快速
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煤的形成煤是地壳运动的产物。远在3亿多年前的古生代和1亿多年前的中生代以及几千万年前的新生代时期,大量植物残骸经过复杂的生物化学、地球化学、物理化学作用后转变成煤,从植物死亡、堆积、埋藏到转变成煤经过了一系列的演变过程,这个过程称为成煤作用。一般认为,成煤过程分为两个阶段泥炭化阶段和煤化阶段。前者主要是生物化学过程,后者是物理化学过程。泥炭化阶段第一阶段泥炭化阶段是植物在泥炭沼泽、湖泊或浅海中不断繁殖,其遗骸在微生物参加下不断分解、化合和聚积,在这个阶段中起主导作用的是生物地球化学作用。低等植物经过生物地球化学作用形成腐泥,高等植物形成泥炭,因此成煤第一阶段可称为腐泥化阶段或泥炭化阶段。煤化阶段煤化阶段包含两个连续的过程:第一个过程,在地热和压力的作用下,泥炭层发生压实、失水、肢体老化、硬结等各种变化而成为褐煤。褐煤的密度比泥炭大,在组成上也发生了显著的变化,碳含量相对增加,腐植酸含量减少,氧含量也减少。因为煤是一种有机岩,所以这个过程又叫做成岩作用。第二个过程,是褐煤转变为烟煤和无烟煤的过程。在这个过程中煤的性质发生变化,所以这个过程又叫做变质作用。地壳继续下沉,褐煤的覆盖层也随之加厚。在地热和静压力的作用下,褐煤继续经受着物理化学变化而被压实、失水。其内部组成、结构和性质都进一步发生变化。这个过程就是褐煤变成烟煤的变质作用。烟煤比褐煤碳含量增高,氧含量减少,腐植酸在烟煤中已经不存在了。烟煤继续进行着变质作用。由低变质程度向高变质程度变化。从而出现了低变质程度的长焰煤、气煤,中等变质程度的肥煤、焦煤和高变质程度的瘦煤、贫煤。它们之间的碳含量也随着变质程度的加深而增大。温度对于在成煤过程中的化学反应有决定性的作用。随着地层加深,地温升高,煤的变质程度就逐渐加深。高温作用的时间愈长,煤的变质程度愈高,反之亦然。在温度和时间的同时作用下,煤的变质过程基本上是化学变化过程。在其变化过程中所进行的化学反应是多种多样的,包括脱水、脱羧、脱甲烷、脱氧和缩聚等。压力也是煤形成过程中的一个重要因素。随着煤化过程中气体的析出和压力的增高,反应速度会愈来愈馒,但却能促成煤化过程中煤质物理结构的变化,能够减少低变质程度煤的孔隙率、水分和增加密度。成因分类煤的成因分类主要分为由高等植物生成的腐殖煤和由低等植物生成的腐泥类,以及由上述两类混合形成的腐殖腐泥煤和腐泥腐殖煤以及残殖煤5大类。其中以腐殖煤在地球上的比例最多,约占全部煤的95%以上。各类煤的基本特性如下。腐殖煤古代高等植物死亡后,其残骸堆积在空气不太充足的低地沼泽中,产生不完全的氧化分解作用(称为半败作用),随后,由于死亡植物残骸的不断堆积,它们完全与空气隔绝而氧气停止进入,这时植物残骸依靠本身含有的氧而发生厌氧细菌的分解作用,从而开始脱水、去羧基(-COOH),放出二氧化碳、水及甲烷等气体,使残骸的碳含量相对增高,氧和氢含量则逐渐减少,形成了一种凝胶状的物质,这种物质称为泥炭。随着地壳的下沉,堆积在沼泽中的泥炭就逐渐被黏土、砂石等物质的堆积而形成了岩层。泥炭在上覆岩层的压力作用下又发生了压紧、失水、胶体老化、硬结等物理和物理化学作用,使覆盖泥炭的化学组成也发生了不断的变化,最后变成了碳含量更高、氧和氢含量更低而致密度更高的褐煤。褐煤在岩层压实下又经过高温(200℃左右)、高压(几千至几万大气压)作用下而逐渐演变成烟煤和无烟煤。地球上真正由高等植物形成的腐殖煤由泥盆纪开始。世界的煤炭资源中有95%以上为腐殖煤。腐殖煤的原始成煤物质为高等植物中的纤维素、半纤维素和木质素等的主要成分,它们是在植物死亡后逐渐形成的。腐泥煤由细胞中含有大量原生质的古代菌藻类低等植物和浮游生物死亡后堆积在湖沼、海湾等水体底部的缺氧环境中,经过腐败作用和物理作用及物理化学作用(即煤化作用)后转变而成的煤。腐泥煤在自然界很少,它常以薄层状或透镜状夹于腐殖煤中。腐泥煤的挥发分高,如相当于褐煤阶段的腐泥煤的挥发分(干燥无灰基)常高达80%-95%左右,而由腐殖煤形成的褐煤的挥发分一般只有40%-65%左右。腐泥煤的主要特点是呈灰黑色,结构较均一,致密块状,硬度和韧性都较大,同时光泽暗淡,具贝壳状断口,且氢含量高、焦油产率也高。这一类煤包括了藻煤、胶泥煤和藻烛煤。腐殖煤泥煤和腐泥腐殖煤腐殖腐泥煤是以古代低等植物和高等植物一起作为原始成煤物质而形成的煤。它是一种介于腐泥煤与腐殖煤之间而以腐泥煤为主的过渡型煤,这一类煤包括烛煤和藻烛煤,其外观多呈灰黑色或灰色,致密而坚硬,其中烛煤的韧性较大,贝壳状断口,块状结构。在显微镜下常见较多的小孢子和黄色或橙黄色的腐泥基质。其氢含量、焦油率和挥发低于腐泥煤而高于腐殖煤。当煤中的腐殖成分高于腐泥成分时就叫做腐泥腐殖煤,其各种性质接近于腐殖煤。残殖煤亦称“树皮煤”或“树皮残殖煤”,它是由古代高等植物死亡后,其残骸中的树皮、蜡、树脂、孢子、花粉等对化学等对化学物质比较稳定的一些组分经过生物化学、物理和物理化学作用后形成的煤。其特点是挥发分、氢含量、焦油产率等都比相同煤化度的腐殖煤高。中国江西的乐平鸣山矿、桥头丘矿和浙江长广等矿区的煤都属于残殖煤。由于这些煤在显微镜下常可见到大量黄色或红色的树皮,故也称树皮残殖煤。煤的组成煤的元素组成:C、H、O、N、S、P 6种煤中的矿物质:按来源分为:原生矿物质(成煤植物本身)次生矿物质(成煤过程混入)外来矿物质(采煤过程混入)按性质分为:[1]粘土类矿物:高岭石Al4[Si4O10](OH)8、水云母K21Al2[(Si2Al)4O10](OH)2·nH2O[2]硫化物类矿物:黄铁矿FeS2、白铁矿FeS2[3]碳酸盐类矿物:方解石CaCO3等[4]氧化物类矿物:石英SiO2[5]硫酸盐类矿物:石膏CaSO4·2H2O煤的工业分析:水分、灰分、挥发分、固定炭煤的元素分析:C、H、O、N、S
1. 中国——37亿吨
中国在全球煤炭生产中占主导地位,2019 年占世界总产量的近 47%。年内开采量近 37 亿吨,年增长率为 4%。中国还是世界上最大的煤炭消费国,消耗了全球约 53% 的煤炭。中国 2020 年宣布将在 2060 年之前实现碳中和,这可能会促使中国采取措施减少国内能源供应对煤炭的过度依赖。
2. 印度 – 7.83 亿吨
印度在世界上最大的煤炭生产国名单中位居第二,2019 年的产量约为 7.83 亿吨,略低于全球份额的 10%。国有的印度煤炭公司是世界上最大的煤矿公司,占该国产量的 80% 左右,拥有 360 多个矿山在运营。2020 年,印度政府最终确定了向私营部门开发开放该国煤炭储备的计划,以促进国内生产并减少对外国进口的依赖。大约有 40 个煤矿将被拍卖用于开发,尽管据报道早期兴趣很低,这反映出在煤炭越来越不受欢迎且来自可再生能源的竞争日益激烈之际,投资者缺乏兴趣。
3. 美国——6.4亿吨
美国的煤炭产量多年来一直在下降,2019 年达到6.4 亿吨,为 1970 年代以来的最低水平。来自廉价天然气和日益低成本的可再生能源的竞争减少了国内电力部门对化石燃料的需求,预计未来几年下降趋势将加大。国际能源署估计,该国 2020 年的产量低至 4.91 亿吨,同比下降 23%,然后在 2021 年小幅反弹至 5.39 亿吨。2019 年,美国五个州的煤炭产量约占全国的 71%。它们是:怀俄明州 (39%)、西弗吉尼亚州 (13%)、宾夕法尼亚州 (7%)、伊利诺伊州 (6.5%) 和肯塔基州 (5%)。
4. 印度尼西亚——6.16 亿吨
印度尼西亚 2019 年的煤炭产量达到创纪录的 6.16 亿吨,比上一年增长 12%。该国是世界主要的动力煤出口国之一,中国和印度是其两个最重要的贸易市场。高生产率,加上 2020 年冠状病毒大流行导致需求下降,给国内大宗商品价格带来压力,促使矿商降低生产目标。国际能源署预计印尼2020年煤炭总产量约为5.29亿吨,2021年增至5.45亿吨。 印尼政府设定的2021年产量目标为5.5亿吨。
5.澳大利亚——5.5亿吨
澳大利亚在 2019 年生产了 5.5 亿吨煤炭,其中超过一半是动力煤,超过三分之一是冶金煤。该数字同比增长 3.4%,尽管该国 2020 年的产量预计将下降约 9%,抵消了这些增长。澳大利亚在全球冶金煤生产和出口方面占据主导地位,其许多货物供应中国庞大的炼钢业。虽然全国六个州都在开采煤炭,但最多产的地区是昆士兰州和新南威尔士州,尤其是东海岸的鲍文盆地和悉尼盆地。煤炭产品是澳大利亚 2019 年第二大最有价值的出口产品,仅次于铁矿石和精矿。
6.俄罗斯——4.3亿吨俄罗斯在全球最大的煤炭生产国名单中排名第六,2019 年的开采量为 4.3 亿吨,仅占全球份额的 5% 以上。由于全年需求减少,国际能源署预计 2020 年俄罗斯煤炭产量将下降 8%,无论是国内还是欧洲和韩国等主要出口市场。该国拥有仅次于美国的世界第二大煤炭储量,西伯利亚盆地在其估计的 1620 亿吨国家资源中占很大比例。政策制定者已宣布计划在未来几年提高国内煤炭产量——目标是到 2035 年达到每年 6.7 亿吨。