Ugalj je fosilno gorivo koje se koristi kao izvor energije za proizvodnju struje, toplotne energije i za industrijske procese. To je stena koja se sastoji uglavnom od ugljovodonika i nastaje iz razgradnje biljnih ostataka koji su se akumulirali u močvarnim područjima pre miliona godina. Ugalj se formira kroz proces karbonizacije, u kojem se biljni materijal podvrgava visokim pritiscima i temperaturama tokom geološkog vremena, čime se iz njega uklanjaju voda, gasovi i nečistoće, a ostaje bogat ugljem i karbonom.
Kako nastaje ugalj?
Ugalj nastaje u močvarnim sredinama kada biljke, poput stabalca i biljnih ostataka, opadaju u močvarnu vodu. Ove biljke se ne razlažu u potpunosti zbog slabog prisustva kiseonika u vodi, a tokom vremena se akumuliraju. Kako se slojevi biljnih ostataka gomilaju, dolazi do kompresije i zagrevanja pod slojevima tla, što izaziva karbonizaciju – proces tokom kojeg se organski materijal menja u ugljeni materijal. S vremenom, usled visokog pritiska i temperature, biljke postepeno postaju ugljen.
Postoji nekoliko faza u formiranju uglja, počevši od turf-a (suvog močvarnog tla), preko lignita, bituminoznog uglja i antracita, pri čemu svaki tip uglja ima različite količine ugljen-dioksida, ugljen-monoksida, vlage i kalorijsku vrednost.
Vrste uglja
- Turf: Najmlađa i najniža kvaliteta vrsta uglja, nastala od biljnih ostataka u močvarnim uslovima. Koristi se kao biogorivo ili u industriji.
- Lignit: Ovo je smeđi ugalj koji sadrži veliki procenat vlage i ima nisku kalorijsku vrednost. Često se koristi za proizvodnju energije u elektranama.
- Bituminozni ugalj: Ovaj tip uglja je crn i ima viši sadržaj ugljen-dioksida i manju količinu vlage. Koristi se u industriji čelika i električnim centralama.
- Antracit: Najkvalitetniji tip uglja, vrlo tvrdi i sjajni. Sadrži visok procenat ugljen-dioksida i koristi se za proizvodnju čelika i kao gorivo za grijanje u industriji.
Karakteristike uglja
- Boja: Ugalj je obično crn, ali može biti i smeđi ili siv (u slučaju lignita).
- Kiselost i baza: Ugalj je obično bazni ili slabo kiseli, u zavisnosti od njegovog porekla i stanja.
- Toplotna vrednost: Toplotna vrednost uglja varira u zavisnosti od njegove vrste. Antracit ima najveću kalorijsku vrednost, dok lignit ima najmanju.
- Vlažnost: Sadržaj vlage u uglju se smanjuje kako se proces karbonizacije nastavlja, pa tako bituminozni i antracit imaju manju vlažnost u poređenju sa lignitom.
- Sadržaj ugljen-dioksida: Različite vrste uglja sadrže različite količine ugljen-dioksida, što utiče na efikasnost goriva.
Upotreba uglja
- Energetika: Ugalj se široko koristi u električnim centrali-ma i toplanama za proizvodnju struje i toplotne energije. Prema procenama, oko 40% globalne proizvodnje električne energije dolazi od uglja.
- Industrija čelika: Metallurški ugalj ili koks koristi se u proizvodnji čelika kao redukciono sredstvo u procesima smanjenja gvožđa.
- Industrija cementa: Ugalj se koristi i u proizvodnji cementa za zagrejavanje sirovina.
- Kućna upotreba: Iako u mnogim zemljama ugalj više nije popularno gorivo za grejanje zbog ekoloških razloga, i dalje se koristi u nekoliko zemalja za zagrevanje domova i u industriji.
- Hemijska industrija: Ugalj se koristi i kao sirovina za proizvodnju kemikalija, uključujući amonijak, metanol i druge petrohemijske proizvode.
Ekološki uticaj
Korišćenje uglja za proizvodnju energije ima značajan negativan uticaj na životnu sredinu. Sagorevanje uglja stvara velike količine ugljen-dioksida (CO₂), što doprinosi globalnom zagrevanju i klimatskim promenama. Takođe, sagorevanje uglja oslobađa i otrovan dim i čestice, koje zagađuju vazduh i mogu imati štetan uticaj na ljudsko zdravlje. Upotreba uglja takođe može izazvati kiselu kišu zbog ispuštanja sumpor-dioksida i azotnih oksida u atmosferu.
Osim toga, eksploatacija uglja može izazvati degradaciju zemljišta i ekološke promene u rudarskim oblastima. Ove promene mogu uključivati uništavanje prirodnih staništa, zagađenje voda i tla, kao i velike promene u biološkim zajednicama.
Iako je ugalj bio ključni izvor energije tokom industrijske revolucije i i dalje ima važnu ulogu u mnogim industrijama, njegova ekološka šteta i emisije ugljen-dioksida postavljaju ozbiljne izazove u smislu održivosti i zaštite životne sredine. Uzimajući u obzir rastući uticaj na klimatske promene, mnoge zemlje prelaze sa uglja na čistije izvore energije, kao što su obnovljivi izvori (solarna i vetroenergija) i nuklearna energija.