Uhlie ako energetická surovina
Uhlie predstavuje čiernu alebo hnedočiernu horľavú horninu, pričom hnedé uhlie je známe aj ako lignit. Ťaží sa buď z povrchových, alebo hlbinných baní a jeho primárnym využitím je ako palivo pre energetické a tepelné procesy.
Význam uhlia v energetike
Od obdobia priemyselnej revolúcie je uhlie jedným z najdôležitejších zdrojov energie na svete. Väčšina svetovej výroby elektrickej energie sa realizuje v uhoľných (tepelných) elektrárňach, kde sa uhlie spaľuje za účelom generovania elektrickej energie.
Zloženie a chemické vlastnosti uhlia
Hlavnou súčasťou uhlia je uhlík, ktorý zaručuje jeho horľavosť. Okrem uhlíka obsahuje aj ďalšie zložky, vrátane síry a jej zlúčenín, ktoré majú významný vplyv na proces spaľovania a environmentálne aspekty využitia uhlia.
Uplatnenie uhlia v priemysle a energetike
Uhlie sa primárne používa ako tuhé palivo na výrobu tepla prostredníctvom spaľovania. Celosvetová spotreba uhlia dosahuje približne 5 200 miliónov ton ročne, pričom približne 75 % tohto množstva je využívaných na výrobu elektrickej energie.
- V čínskych a indických regiónoch sa ročná spotreba uhlia pohybuje okolo 16 miliónov ton, pričom očakávaný nárast do roku 2025 je na 2 700 miliónov ton ročne.
- V Spojených štátoch amerických sa každoročne spáli okolo miliardy ton uhlia, z čoho až 90 % je využívaných na produkciu elektriny.
- Uhlie je teda nezastupiteľné pre výrobu elektrickej energie vo väčšine svetových regiónov.
Ropa – komplexná zmes uhľovodíkov
Ropa, niekedy zastaralo označovaná ako surová nafta alebo zemný olej, je hnedá až nazelená horľavá kvapalina zložená predovšetkým z uhľovodíkov, najmä alkánov. Vznikla pravdepodobne rozkladom zvyškov pravekých rastlín a živočíchov pod vysokým tlakom a teplotou počas miliónov rokov.
Pôvod a náleziská ropy
Ropu nachádzame pod nepriepustnými geologickými vrstvami, často až do hĺbky 8 kilometrov pod zemským povrchom. Pri ťažbe ropa často vyviera pod vlastným tlakom alebo sa čerpá mechanicky. Typicky sa ropa vyskytuje v spoločnosti so zemným plynom a vodou.
Približné chemické zloženie ropy
| Prvok | Obsah v % |
| Uhlík | 84 % |
| Vodík | 11–14 % |
| Kyslík | 1 % |
Technológie ťažby a spracovania ropy
Historicky ropa prirodzene vyvierala na povrch, dnes sa však získava prevažne pomocou vrtov, pričom tlak zemného plynu nachádzajúceho sa v ropnom ložisku pomáha udržiavať ťažbu. Základným procesom spracovania ropy je frakčná destilácia, pri ktorej sa za atmosférického tlaku separujú jednotlivé uhľovodíkové frakcie podľa ich bodu varu na rôzne produkty.
Využitie ropných produktov
Ropa a jej deriváty sú základnými zdrojmi energie pre dopravu, najmä kvôli vysokej energetickej hustote motorových palív. Ďalej slúžia ako surovina pre výrobu plastov, liekov, hnojív a pesticídov. V menej rozvinutých krajinách je ropa často využívaná aj na výrobu elektrickej energie.
Zemný plyn ako významné fosílne palivo
Zemný plyn je prírodný horľavý plyn, ktorý tvorí významný podiel v globálnom energetickom mixe. Ide o zmes uhľovodíkov, kde metán predstavuje 50 až 98 % objemu. Okrem metánu obsahuje aj propán, bután a ďalšie uhľovodíkové zlúčeniny.
Fyzikálne vlastnosti zemného plynu
- Zemný plyn je ľahší ako vzduch, bezfarebný a bez zápachu.
- Pre bezpečnosť sa pri distribúcii pridáva odorant, obyčajne tetrahydroliofén, aby bol plyn ľahko identifikovateľný v prípade úniku.
- Plyn je nedýchateľný a dusivý, čo z neho robí nebezpečný plyn pri neprimeranej manipulácii.
Využitie zemného plynu v priemysle a domácnostiach
Zemný plyn je využívaný ako palivo na vykurovanie, na výrobu elektrickej energie a ako palivo pre motorové vozidlá vo forme stlačeného zemného plynu (CNG). Okrem energetického využitia je dôležitým zdrojom vodíka pre výrobu dusíkatých hnojív v chemickom priemysle.
Výskyt a ložiská zemného plynu
Zemný plyn sa nachádza v podzemných ložiskách buď samostatne, alebo v súvislosti s ropou a vodou. V rámci ložiska sa plyn sústreďuje v jeho vrchnej časti, kde vytvára tzv. plynovú čapicu.
