Carbón
Definición
| Roca sedimentaria | |
 Carbón de antracita | |
| Composición | |
|---|---|
| Primario | carbón |
| Secundario |
|
El carbón es una roca sedimentaria negra o negro-marrón combustible que generalmente se encuentra en los estratos rocosos en capas o vetas llamadas capas de carbón o vetas de carbón . Las formas más duras, como el carbón de antracita, pueden considerarse rocas metamórficas debido a la exposición posterior a temperaturas y presiones elevadas. El carbón se compone principalmente de carbono, junto con cantidades variables de otros elementos, principalmente hidrógeno, azufre, oxígeno y nitrógeno. El carbón es un combustible fósil que se forma cuando la materia vegetal muerta se convierte en turba, que a su vez se convierte en lignito, luego carbón sub-bituminoso, luego carbón bituminoso y finalmente antracita. Esto implica procesos biológicos y geológicos. Los procesos geológicos tienen lugar durante millones de años.
A lo largo de la historia de la humanidad, el carbón se ha utilizado como un recurso energético, quemado principalmente para la producción de electricidad y calor, y también se utiliza con fines industriales, como el refinado de metales. El carbón es la mayor fuente de energía para la generación de electricidad en todo el mundo, así como una de las mayores fuentes antropogénicas mundiales de emisiones de dióxido de carbono. La extracción de carbón, su uso en la producción de energía y sus subproductos están todos asociados con los efectos ambientales y de salud, incluido el cambio climático.
El carbón se extrae del suelo mediante la extracción de carbón. Desde 1983, el principal productor de carbón del mundo ha sido China. En 2015, China produjo 3.747 millones de toneladas de carbón, el 48% de las 7.861 millones de toneladas de producción mundial de carbón. En 2015, otros grandes productores fueron los Estados Unidos (813 millones de toneladas), la India (678), la Unión Europea (539) y Australia (503). En 2010, los mayores exportadores fueron Australia con 328 millones de toneladas (27% de la exportación mundial de carbón) e Indonesia con 316 millones de toneladas (26%), mientras que los mayores importadores fueron Japón con 207 millones de toneladas (18% de la importación mundial de carbón), China con 195 millones de toneladas (17%) y Corea del Sur con 126 millones de toneladas (11%).
Etimología
Originalmente, la palabra tomó la forma col en inglés antiguo, del proto-germánico * kula ( n ), que a su vez tiene la hipótesis de provenir de la raíz proto-indoeuropea * g ( e ) u-lo- "carbón vivo". cognados germánicos incluyen el Antiguo Frisia Kole , holandés medio Cole , holandés Kool , antiguo alto alemán chol , alemán Kohle y nórdico antiguo Kol , y la palabra irlandesa Gual también es un cognado a través de la raíz indoeuropea.
Formación
En varias ocasiones en el pasado geológico, la Tierra tenía bosques densos en zonas bajas de humedales. Debido a procesos naturales como las inundaciones, estos bosques fueron enterrados debajo del suelo. A medida que se depositaba más y más tierra sobre ellos, se comprimían. La temperatura también subió a medida que se hundían cada vez más. A medida que el proceso continuó, la materia vegetal se protegió de la biodegradación y la oxidación, generalmente con barro o agua ácida. Esto atrapó el carbono en las turberas inmensas que eventualmente fueron cubiertas y profundamente enterradas por los sedimentos. Bajo alta presión y alta temperatura, la vegetación muerta se convirtió lentamente en carbón. Como el carbón contiene principalmente carbono, la conversión de vegetación muerta en carbón se llama carbonización.
Los mares anchos y poco profundos del Período Carbonífero proporcionaron las condiciones ideales para la formación de carbón, aunque se conoce el carbón de la mayoría de los períodos geológicos. La excepción es la brecha de carbón en el evento de extinción Pérmico-Triásico, donde el carbón es raro. El carbón se conoce en los estratos precámbricos, que son anteriores a las plantas terrestres; se cree que este carbón se originó a partir de residuos de algas.
Rangos
A medida que los procesos geológicos ejercen presión sobre el material biótico muerto a lo largo del tiempo, en condiciones adecuadas, su grado metamórfico aumenta sucesivamente en:
- Turba, considerada un precursor del carbón, que tiene importancia industrial como combustible en algunas regiones, por ejemplo, Irlanda y Finlandia (en su forma deshidratada, la turba es un absorbente altamente eficaz para derrames de combustible y petróleo en tierra y agua, y también se usa como acondicionador del suelo para que sea más capaz de retener y liberar lentamente el agua).
- Lignito, o carbón pardo, el rango más bajo de carbón, usado casi exclusivamente como combustible para la generación de energía eléctrica
- Jet, una forma compacta de lignito, a veces pulida; utilizado como piedra ornamental desde el Paleolítico superior
- Carbón sub-bituminoso, cuyas propiedades oscilan entre las de lignito y las de carbón bituminoso (se utiliza principalmente como combustible para la generación de energía eléctrica a vapor y también es una fuente importante de hidrocarburos aromáticos ligeros para la industria de síntesis química).
- Carbón bituminoso, una roca sedimentaria densa, generalmente negra, pero a veces marrón oscuro, a menudo con bandas bien definidas de material brillante y opaco (se usa principalmente como combustible en la generación de energía eléctrica con vapor, con cantidades sustanciales usadas para aplicaciones de calor y energía en la fabricación y para hacer coque.)
- Carbón térmico, una calificación entre el carbón bituminoso y antracita (Una vez fue ampliamente utilizado como combustible para las locomotoras de vapor. En este uso especializado, a veces se conoce como "carbón mar" en los EE.UU.. Carbón Pequeño vapor, también llamado pequeño vapor seco las tuercas (o DSSN) se usaron como combustible para el calentamiento de agua doméstico).
- Antracita, el rango más alto de carbón (es un carbón negro más duro y brillante utilizado principalmente para calefacción de espacios residenciales y comerciales; puede dividirse más en carbón bituminoso metamórficamente alterado y "petróleo petrificado", como en los depósitos de Pensilvania).
- Grafito (es uno de los carbones más difíciles de encender y no se usa comúnmente como combustible; es el más utilizado en lápices, o en polvo para la lubricación).
La clasificación del carbón generalmente se basa en el contenido de volátiles. Sin embargo, la clasificación exacta varía según los países. Según la clasificación alemana, el carbón se clasifica de la siguiente manera:
| Clasificación alemana | Designación inglesa | Volatiles% | C% de carbono | H% de hidrógeno | O Oxígeno% | S Sulphur% | Contenido de calor kJ / kg |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Braunkohle | Lignito (carbón marrón) | 45-65 | 60-75 | 6.0-5.8 | 34-17 | 0.5-3 | <28,470 |
| Flammkohle | Llama de carbón | 40-45 | 75-82 | 6.0-5.8 | > 9.8 | ~ 1 | <32,870 |
| Gasflammkohle | Carbón de llama de gas | 35-40 | 82-85 | 5.8-5.6 | 9.8-7.3 | ~ 1 | <33,910 |
| Gaskohle | Carbón de gas | 28-35 | 85-88 | 5.6-5.0 | 7.3-4.5 | ~ 1 | <34.960 |
| Fettkohle | Carbón graso | 19-28 | 88-90 | 5.0-4.5 | 4.5-3.2 | ~ 1 | <35,380 |
| Esskohle | Carbón de forja | 14-19 | 90-91 | 4.5-4.0 | 3.2-2.8 | ~ 1 | <35,380 |
| Magerkohle | Carbón no horneado | 10-14 | 91-92 | 4.0-3.8 | 2.8-3.5 | ~ 1 | 35,380 |
| Anthrazit | Antracita | 7-12 | > 92 | <3.75 | <2.5 | ~ 1 | <35,300 |
| Tenga en cuenta que los porcentajes son porcentajes en masa de los elementos indicados | |||||||
Los seis grados intermedios en la tabla representan una transición progresiva del carbón sub-bituminoso en inglés al carbón bituminoso. La última clase es un equivalente aproximado a la antracita, pero más inclusiva. (La antracita de EE. UU. Tiene <6% de componentes volátiles).
El carbón de Cannel (a veces llamado "carbón de vela") es una variedad de carbón de grano fino y alto contenido de hidrógeno. Consiste principalmente en macerales "exinitivas", ahora denominadas "liptinita".
La ley de Hilt
La ley de Hilt es una observación geológica que (dentro de un área pequeña) cuanto más profundo se encuentra el carbón, mayor es su rango (o grado). Se aplica si el gradiente térmico es completamente vertical; sin embargo, el metamorfismo puede causar cambios laterales de rango, independientemente de la profundidad.
Contenido
| Sustancia | Contenido |
|---|---|
| Mercurio (Hg) | 0.10 ± 0.01 ppm |
| Arsénico (As) | 1.4-71 ppm |
| Selenio (Se) | 3 ppm |
Los primeros usos como combustible
El primer uso reconocido es del área de Shenyang en China 4000 aC donde los habitantes del Neolítico comenzaron a tallar adornos de lignito negro. El carbón de la mina Fushun en el noreste de China se utilizó para fundir el cobre ya en el año 1000 a. Marco Polo, el italiano que viajó a China en el siglo XIII, describió el carbón como "piedras negras ... que arden como troncos", y dijo que el carbón era tan abundante que la gente podía tomar tres baños calientes a la semana. En Europa, la primera referencia al uso del carbón como combustible proviene del tratado geológico On stones (Lap.16) del científico griego Theophrastus (c 371-287 aC):
El carbón afloramiento se utilizó en Gran Bretaña durante la Edad del Bronce (3000-2000 aC), donde se detectó que formaba parte de la composición de los piojos fúnebres. En la Gran Bretaña romana, con la excepción de dos campos modernos, "los romanos explotaban carbones en todos los principales yacimientos de carbón en Inglaterra y Gales a fines del siglo II después de Cristo". Se han encontrado evidencias de comercio de carbón (de aproximadamente 200 d. C.) en el asentamiento romano de Heronbridge, cerca de Chester, y en las Fenlands de East Anglia, donde el carbón de Midlands se transportaba a través del Dyke para automóviles para secar el grano. Se han encontrado cenizas de carbón en los hogares de villas y fortalezas romanas, particularmente en Northumberland, que datan del año 400 DC. En el oeste de Inglaterra, escritores contemporáneos describieron la maravilla de un brasero permanente de carbón en el altar de Minerva en Aquae Sulis (el baño actual), aunque de hecho el carbón de superficie fácilmente accesible de lo que se convirtió en el campo de carbón de Somerset era de uso común en viviendas bastante humildes a nivel local. Se ha encontrado evidencia del uso del carbón para trabajar el hierro en la ciudad durante el período romano. En Eschweiler, Renania, los romanos utilizaron depósitos de carbón bituminoso para la fundición de mineral de hierro.
No existe evidencia de que el producto sea de gran importancia en Gran Bretaña antes de la Alta Edad Media, después de alrededor de 1000 d. De C. El carbón mineral pasó a llamarse "seacoal" en el siglo XIII; el muelle donde el material llegó a Londres era conocido como Seacoal Lane, identificado así en una carta del rey Enrique III concedida en 1253. Inicialmente, el nombre se le dio porque se encontró mucho carbón en la orilla, habiendo caído de las vetas de carbón expuestas en acantilados encima o lavados de afloramientos carboníferos submarinos, pero para la época de Enrique VIII, se entendía que se derivaban de la forma en que se transportaba a Londres por mar. En 1257-1259, el carbón de Newcastle upon Tyne fue enviado a Londres para los herreros y los quemadores de cal que construían la Abadía de Westminster. Seacoal Lane y Newcastle Lane, donde se descargó carbón en los muelles a lo largo del río Fleet, todavía existen.
Estas fuentes de fácil acceso se habían agotado en gran medida (o no podían satisfacer la creciente demanda) en el siglo XIII, cuando se desarrolló la extracción subterránea mediante minería de pozos o adits. El nombre alternativo era "pitcoal", porque provenía de minas. El desarrollo de la Revolución Industrial condujo al uso a gran escala del carbón, cuando la máquina de vapor se hizo cargo de la rueda de agua. En 1700, cinco sextas partes del carbón del mundo se extraían en Gran Bretaña. Gran Bretaña se habría quedado sin sitios adecuados para los molinos de agua en la década de 1830 si el carbón no hubiera estado disponible como fuente de energía. En 1947, había unos 750,000 mineros en Gran Bretaña, pero en 2004, esto se había reducido a unos 5,000 mineros que trabajaban en alrededor de 20 minas de carbón.
Usos hoy
Carbón como combustible
El carbón se usa principalmente como combustible sólido para producir electricidad y calor mediante la combustión. Según la EIA, se prevé que el consumo mundial de carbón aumente de 2012 a 2040 a una tasa promedio de 0.6% / año, de 153 cuatrillones de BTU (1 cuatrimoto son 36,000,000 de toneladas de carbón) en 2012 a 169 cuatrillones de BTU en 2020, y 180 cuatrillones de BTU en 2040. Los esfuerzos en todo el mundo para reducir el uso del carbón han llevado a algunas regiones a cambiar al gas natural.
China produjo 3,47 mil millones de toneladas (3,83 mil millones de toneladas cortas) en 2011. La India produjo alrededor de 578 millones de toneladas (637,1 millones de toneladas cortas) en 2011. El 69% de la electricidad de China proviene del carbón. EE. UU. Consumió aproximadamente el 13% del total mundial en 2010, es decir, 951 millones de toneladas (1.050 millones de toneladas cortas), utilizando el 93% de este para la generación de electricidad. El 46% de la energía total generada en los EE. UU. Usaba carbón. La Administración de Información de Energía de los Estados Unidos estima las reservas de carbón en 948 × 10 toneladas cortas (860 Gt). Una estimación para los recursos es 18,000 Gt.
Cuando el carbón se utiliza para la generación de electricidad, generalmente se pulveriza y luego se quema en un horno con una caldera. El calor del horno convierte el agua de la caldera en vapor, que luego se utiliza para hacer girar las turbinas que giran los generadores y crean electricidad. La eficiencia termodinámica de este proceso se ha mejorado con el tiempo; algunas centrales eléctricas de carbón más antiguas tienen una eficiencia térmica cercana al 25%, mientras que las turbinas de ciclo de vapor supercríticas y "ultra-supercríticas" más recientes, que funcionan a temperaturas superiores a 600 ° C y presiones superiores a 27 MPa (más de 3900 psi), pueden lograr eficiencias térmicas superiores al 45% (LHV) utilizando combustible de antracita, o alrededor del 43% (LHV base) incluso cuando se utiliza combustible de lignito de menor calidad.
Un enfoque alternativo del uso del carbón para la generación de electricidad con una eficiencia mejorada es la central eléctrica de ciclo combinado de gasificación integrada (IGCC). En lugar de pulverizar el carbón y quemarlo directamente como combustible en la caldera generadora de vapor, el carbón se gasifica (ver gasificación del carbón) para crear gas de síntesis, que se quema en una turbina de gas para producir electricidad (al igual que el gas natural se quema en una turbina). Los gases de escape calientes de la turbina se utilizan para elevar el vapor en un generador de vapor de recuperación de calor que alimenta una turbina de vapor suplementaria. Las eficiencias térmicas de las centrales eléctricas IGCC actuales oscilan entre 39% y 42% (base HHV) o ≈42-45% (base LHV) para carbón bituminoso y se asume la utilización de tecnologías de gasificación convencionales (Shell, GE Gasifier, CB & I).
Al menos el 40% de la electricidad del mundo proviene del carbón, y en 2016, el 30% de la electricidad de los Estados Unidos provenía del carbón, frente a aproximadamente el 49% en 2008. A partir de 2012 en los Estados Unidos, el uso del carbón para generar electricidad estaba disminuyendo, ya que abundantes suministros de gas natural obtenidos por fracturación hidráulica de formaciones de lutita estrecha se hicieron disponibles a precios bajos.
En Dinamarca, se ha obtenido una eficiencia eléctrica neta de> 47% en la planta de cogeneración de carbón Nordjyllandsværket y una eficiencia global de la planta de hasta 91% con cogeneración de electricidad y calefacción urbana. La planta de cogeneración Avedøreværket, que funciona con combustibles múltiples, a las afueras de Copenhague, puede lograr una eficiencia eléctrica neta de hasta el 49%. La eficiencia general de la planta con cogeneración de electricidad y calefacción urbana puede alcanzar hasta 94%.
Una forma alternativa de combustión de carbón es como combustible de lodo de agua de carbón (CWS), que se desarrolló en la Unión Soviética. Otras formas de usar carbón son la cogeneración combinada de calor y energía y un ciclo de relleno MHD.
El total de depósitos conocidos recuperables por las tecnologías actuales, incluidos los tipos de carbón altamente contaminantes y de baja energía (es decir, lignito, bituminoso), es suficiente por muchos años. El consumo aumenta y la producción máxima podría alcanzarse en décadas (ver reservas mundiales de carbón) , abajo). Por otro lado, puede que haya que dejar mucho en el suelo para evitar el cambio climático.
Cambiar a gas natural
La potencia mundial generada por el gas natural ha aumentado de 740 TW en 1973 a 5140 TW en 2014, generando el 22% de la electricidad total del mundo, aproximadamente la mitad que la generada con carbón. Además de generar electricidad, el gas natural también es popular en algunos países para la calefacción y como combustible automotriz.
El uso de carbón en el Reino Unido disminuyó como resultado del desarrollo del petróleo del Mar del Norte y el posterior Dash for Gas desde la década de 1990 hasta el 2000.
En Canadá, algunas plantas de carbón como la Hearn Generating Station han dejado de quemar carbón cambiando la planta a gas natural.
En los Estados Unidos, 27 gigatoneladas de capacidad de generadores a carbón debían retirarse de 175 centrales eléctricas de carbón de los Estados Unidos entre 2012 y 2016. El gas natural mostró un salto correspondiente, aumentando en un tercio con respecto a 2011. La participación del carbón en los Estados Unidos la generación de electricidad cayó a poco más del 36%. Debido a la aparición de gas de esquisto, el consumo de carbón disminuyó desde 2009. El gas natural representó el 81% de la nueva generación de energía en los EE. UU. Entre 2000 y 2010. La generación de carbón produce aproximadamente el doble de la cantidad de dióxido de carbono, alrededor de 2.000 libras por cada megawatt hora generada, que la electricidad generada por la quema de gas natural a 1.100 libras de gas de efecto invernadero por megavatio hora. A medida que la mezcla de combustible en los Estados Unidos ha cambiado para reducir el carbón y aumentar la generación de gas natural, las emisiones de dióxido de carbono han caído inesperadamente.
Coque de carbón y uso de coque
El coque es un residuo carbonoso sólido derivado del carbón de coque (un carbón bituminoso de baja ceniza y bajo contenido de azufre, también conocido como carbón metalúrgico), que se utiliza en la fabricación de acero y otros productos de hierro. El coque está hecho de carbón de coque cociendo en un horno sin oxígeno a temperaturas tan altas como 1,000 ° C (1,832 ° F), expulsando los componentes volátiles y fusionando el carbón fijo y la ceniza residual. El coque metalúrgico se usa como combustible y como agente reductor en la fundición de mineral de hierro en un alto horno. El resultado es arrabio y es demasiado rico en carbono disuelto, por lo que debe tratarse más para fabricar acero.
El carbón de coque debe tener poca ceniza, azufre y fósforo, para que estos no migren al metal. Basado en el porcentaje de ceniza, el carbón de coque se puede dividir en varios grados. Estas calificaciones son:
- Acero grado I (contenido de ceniza no superior al 15%)
- Acero de grado II (Excediendo el 15% pero no excediendo el 18%)
- Lavado Grado I (Excediendo el 18% pero no excediendo el 21%)
- Lavado Grado II (Excediendo el 21% pero no excediendo el 24%)
- Lavado Grado III (Excediendo el 24% pero no excediendo el 28%)
- Lavado de Grado IV (Excediendo el 28% pero no excediendo el 35%)
El coque debe ser lo suficientemente fuerte como para resistir el peso de la sobrecarga en el alto horno, razón por la cual el carbón de coque es tan importante en la fabricación de acero utilizando la ruta convencional. Sin embargo, la ruta alternativa es hierro reducido directo, donde cualquier combustible carbonoso se puede utilizar para hacer esponja o hierro granulado. El coque del carbón es gris, duro y poroso, y tiene un valor calorífico de 24.8 millones de Btu / ton (29.6 MJ / kg). Algunos procesos de producción de coque producen subproductos valiosos, que incluyen alquitrán de hulla, amoníaco, aceites ligeros y gas de carbón.
El coque de petróleo es el residuo sólido obtenido en la refinación de petróleo, que se parece al coque, pero contiene demasiadas impurezas para ser útil en aplicaciones metalúrgicas.
Gasificación
La gasificación del carbón se puede utilizar para producir gas de síntesis, una mezcla de monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H 2) gas A menudo, el gas de síntesis se utiliza para disparar turbinas de gas para producir electricidad, pero la versatilidad del gas de síntesis también permite que se convierta en combustibles de transporte, como gasolina y diesel, a través del proceso de Fischer-Tropsch; alternativamente, el gas de síntesis puede convertirse en metanol, que puede mezclarse en combustible directamente o convertirse en gasolina a través del proceso de metanol a gasolina. La gasificación combinada con la tecnología Fischer-Tropsch es utilizada actualmente por la compañía Sasolchemical de Sudáfrica para fabricar combustibles de vehículos a partir de carbón y gas natural. Alternativamente, el hidrógeno obtenido de la gasificación se puede usar para diversos fines, como impulsar una economía de hidrógeno, producir amoníaco o mejorar los combustibles fósiles.
Durante la gasificación, el carbón se mezcla con oxígeno y vapor mientras se calienta y presuriza. Durante la reacción, las moléculas de oxígeno y agua oxidan el carbón en monóxido de carbono (CO), mientras que también liberan hidrógeno gaseoso (H 2 ). Este proceso se ha llevado a cabo tanto en minas de carbón subterráneas como en la producción de gas de ciudad que se canalizaba a los clientes para que quemaran para iluminación, calefacción y cocina.
- 3C ( como carbón ) + O 2 + H 2 O → H 2 + 3CO
Si el refinador desea producir gasolina, el gas de síntesis se recoge en este estado y se envía a una reacción de Fischer-Tropsch. Si el hidrógeno es el producto final deseado, sin embargo, el gas de síntesis se alimenta a la reacción de cambio de gas de agua, donde se libera más hidrógeno.
- CO + H 2 O → CO 2 + H 2
Licuefacción
El carbón también se puede convertir en combustibles sintéticos equivalentes a gasolina o diesel mediante varios procesos directos diferentes (que no requieren intrínsecamente la gasificación o la conversión indirecta). En los procesos de licuefacción directa, el carbón se hidrogena o carboniza. Los procesos de hidrogenación son el proceso Bergius, los procesos SRC-I y SRC-II (carbón refinado solvente), el proceso de hidrogenación de NUS Corporation y varios otros procesos de una etapa y de dos etapas. En el proceso de carbonización a baja temperatura, el carbón se coquifica a temperaturas entre 360 y 750 ° C (680 y 1.380 ° F). Estas temperaturas optimizan la producción de alquitranes de hulla más ricos en hidrocarburos más ligeros que el alquitrán de hulla normal. El alquitrán de hulla se procesa posteriormente en combustibles. Una visión general de la licuefacción del carbón y su potencial futuro está disponible.
Los métodos de licuefacción de carbón implican emisiones de dióxido de carbono (CO 2 ) en el proceso de conversión. Si la licuefacción de carbón se realiza sin emplear tecnologías de captura y almacenamiento de carbono o mezcla de biomasa, el resultado son huellas de gases de efecto invernadero en el ciclo de vida que generalmente son mayores que las liberadas en la extracción y refinación de la producción de combustible líquido del petróleo crudo. Si se emplean tecnologías CCS, se pueden lograr reducciones del 5-12% en plantas de Coal to Liquid (CTL) y se puede lograr una reducción de hasta el 75% cuando se co-gasifica carbón con niveles comercialmente demostrados de biomasa (30% de biomasa en peso) en plantas de carbón / biomasa a líquidos. Para futuros proyectos de combustible sintético, se propone el secuestro de dióxido de carbono para evitar la liberación de CO 2 en la atmósfera. El secuestro se suma al costo de producción.
Carbón refinado
El carbón refinado es el producto de una tecnología de mejora del carbón que elimina la humedad y ciertos contaminantes de los carbones de menor rango como el carbón sub-bituminoso y el lignito (marrón). Es una forma de varios tratamientos y procesos de precombustión para el carbón que altera las características del carbón antes de que se queme. Los objetivos de las tecnologías de carbón precombustibles son aumentar la eficiencia y reducir las emisiones cuando se quema el carbón. Dependiendo de la situación, la tecnología de precombustión se puede utilizar en lugar o como complemento de las tecnologías de poscombustión para controlar las emisiones de las calderas alimentadas con carbón.
Procesos industriales
El carbón bituminoso molido finamente, conocido en esta aplicación como carbón de mar, es un constituyente de la arena de fundición. Mientras que el metal fundido está en el molde, el carbón se quema lentamente, liberando gases reductores a presión, y así evitando que el metal penetre en los poros de la arena. También está contenido en "lavado de moldes", una pasta o líquido con la misma función aplicada al molde antes de la fundición. El carbón de mar se puede mezclar con el revestimiento de arcilla (el "bod") utilizado para el fondo de un horno de cúpula. Cuando se calienta, el carbón se descompone y el cuerpo se vuelve ligeramente friable, facilitando el proceso de abrir los agujeros para golpear el metal fundido.
Producción de químicos
El carbón es una materia prima importante en la producción de una amplia gama de fertilizantes químicos y otros productos químicos. La ruta principal a estos productos es la gasificación del carbón para producir gas de síntesis. Las sustancias químicas primarias que se producen directamente a partir del gas de síntesis incluyen metanol, hidrógeno y monóxido de carbono, que son los componentes químicos de los que se fabrica todo un espectro de productos químicos derivados, incluidas olefinas, ácido acético, formaldehído, amoníaco, urea y otros. La versatilidad del gas de síntesis como precursor de productos químicos primarios y productos derivados de alto valor ofrece la opción de utilizar carbón relativamente barato para producir una amplia gama de productos valiosos.
Históricamente, la producción de productos químicos a partir del carbón se ha utilizado desde la década de 1950 y se ha establecido en el mercado. Según la Base de datos mundial de gasificación de 2010, una encuesta de gasificadores actuales y planificados, de 2004 a 2007, la producción química aumentó su participación en los productos de gasificación del 37% al 45%. Entre 2008 y 2010, el 22% de las nuevas adiciones de gasificadores se destinaron a la producción de productos químicos.
Debido a que la lista de productos químicos que se pueden fabricar a través de la gasificación del carbón puede, en general, también utilizar materias primas derivadas del gas natural y el petróleo, la industria química tiende a utilizar las materias primas que sean más rentables. Por lo tanto, el interés en el uso del carbón tiende a aumentar para los precios más altos del petróleo y el gas natural y durante los períodos de alto crecimiento económico mundial que pueden afectar la producción de petróleo y gas. Además, la producción de productos químicos a partir del carbón es de mucho mayor interés en países como Sudáfrica, China, India y los Estados Unidos, donde hay abundantes recursos de carbón. La abundancia de carbón combinada con la falta de recursos de gas natural en China es un fuerte incentivo para la industria del carbón a los productos químicos que se persigue allí. En los Estados Unidos,
El carbón para los procesos químicos requiere cantidades sustanciales de agua. A partir de 2013, gran parte de la producción de carbón a productos químicos fue en la República Popular de China, donde la regulación ambiental y la gestión del agua era débil.
Industria del carbon
El carbón como mercancía comercializada
En América del Norte, los contratos de futuros de carbón de los Apalaches Centrales se negocian actualmente en la Bolsa Mercantil de Nueva York (símbolo de negociación QL ). La unidad comercial es de 1.550 toneladas cortas (1.410 t) por contrato, y se cotiza en dólares estadounidenses y centavos por tonelada. Dado que el carbón es el principal combustible para generar electricidad en los Estados Unidos, los contratos de futuros del carbón proporcionan a los productores de carbón y la industria de la energía eléctrica una herramienta importante para la cobertura y la gestión del riesgo.
Además del contrato de NYMEX, Intercontinental Exchange (ICE) tiene futuros de carbón europeos (Rotterdam) y sudafricanos (Richards Bay) disponibles para negociar. La unidad de negociación para estos contratos es de 5,000 toneladas (5,500 toneladas cortas), y también se cotizan en dólares estadounidenses y centavos por tonelada.
El precio del carbón aumentó de alrededor de $ 30.00 por tonelada corta en 2000 a alrededor de $ 150.00 por tonelada corta a partir de septiembre de 2008. A partir de octubre de 2008, el precio por tonelada corta había disminuido a $ 111.50. Los precios bajaron aún más a $ 71.25 a partir de octubre de 2010. A principios de 2015, se cotizaba cerca de $ 56 / ton.
Efectos ambientales y de salud
Efectos en la salud
El uso de carbón como combustible causa impactos adversos a la salud y muertes.
El mortífero smog londinense fue causado principalmente por el uso intensivo del carbón. En los Estados Unidos, se estimó que las centrales eléctricas de carbón en 2004 causaron casi 24,000 muertes prematuras cada año, incluyendo 2,800 por cáncer de pulmón. Los costos anuales de salud en Europa por el uso de carbón para generar electricidad son de € 42.8 billones, o $ 55 billones. Sin embargo, la carga de morbilidad y mortalidad por el uso del carbón en la actualidad recae sobre China.
Respirar polvo de carbón causa la neumoconiosis del trabajador del carbón que se conoce coloquialmente como "pulmón negro", llamado así porque el polvo de carbón convierte literalmente los pulmones en negro de su color rosa habitual. Solo en los Estados Unidos, se estima que 1.500 antiguos empleados de la industria del carbón mueren cada año por los efectos de respirar el polvo de la mina de carbón.
Alrededor del 10% del carbón es ceniza, la ceniza de carbón es peligrosa y tóxica para los seres humanos y otros seres vivos. La ceniza de carbón contiene los elementos radiactivos uranio y torio. La ceniza de carbón y otros subproductos de la combustión sólida se almacenan localmente y escapan de diversas maneras que exponen a las personas que viven cerca de las plantas de carbón a la radiación y tóxicos ambientales.
Enormes cantidades de cenizas de carbón y otros desechos se producen anualmente. En 2013, los EE. UU. Solo consumieron del orden de 983 millones de toneladas cortas de carbón por año. El uso de carbón en esta escala genera cientos de millones de toneladas de ceniza y otros productos de desecho cada año. Estos incluyen cenizas volantes, cenizas de fondo y lodos de desulfuración de gases de combustión, que contienen mercurio, uranio, torio, arsénico y otros metales pesados, junto con no metales como el selenio.
La American Lung Association, American Nurses 'Association y Physicians for Social Responsibility publicaron un informe en 2009 que detalla el impacto perjudicial de la industria del carbón en la salud humana, incluidos los trabajadores de las minas y las personas que viven en comunidades cercanas a la quema de plantas el carbón como fuente de energía Este informe proporciona información médica sobre el daño a los pulmones, el corazón y el sistema nervioso de los estadounidenses causado por la quema de carbón como combustible. Detalla cómo la contaminación del aire causada por la pluma de las emisiones de chimenea de carbón es una causa de asma, derrames cerebrales, inteligencia reducida, obstrucciones arteriales, ataques cardíacos, insuficiencia cardíaca congestiva, arritmias cardíacas, intoxicación por mercurio, oclusión arterial y cáncer de pulmón.
Más recientemente, la Escuela de Salud Pública de Chicago publicó un informe en gran parte similar, haciéndose eco de muchos de los mismos hallazgos.
Aunque la quema de carbón ha sido suplantada cada vez más por el uso de gas natural menos tóxico en los últimos años, un estudio de 2010 del Clean Air Task Force aún estima que "la contaminación del aire de las centrales eléctricas de carbón representa más de 13,000 muertes prematuras, 20,000 infartos y 1.6 millones de días de trabajo perdidos en los Estados Unidos cada año ". El costo monetario total de estos impactos en la salud es de más de $ 100 mil millones anuales.
Un estudio de 2017 en el Economic Journal encontró que para Gran Bretaña durante el período 1851-1860, "un aumento de una desviación estándar en el uso del carbón aumentó la mortalidad infantil en un 6-8% y el uso de carbón industrial explica aproximadamente un tercio de la pena de mortalidad urbana observado durante este período ".
Efectos ambientales
La extracción de carbón y el abastecimiento de carbón a la central eléctrica y los procesos industriales pueden causar un daño ambiental importante.
Los sistemas de agua se ven afectados por la extracción de carbón. Por ejemplo, la minería afecta los niveles de agua subterránea y del nivel freático y la acidez. Los derrames de cenizas volantes, como el derrame de lodo de cenizas volantes de carbón de Kingston Fossil Plant, también pueden contaminar la tierra y las vías fluviales y destruir las casas. Las centrales eléctricas que queman carbón también consumen grandes cantidades de agua. Esto puede afectar los flujos de los ríos y tiene un impacto consecuente en otros usos de la tierra.
Uno de los primeros impactos conocidos del carbón en el ciclo del agua fue la lluvia ácida. Aproximadamente 75 Tg / S por año de dióxido de azufre (SO 2 ) se libera de la quema de carbón. Después de la liberación, el dióxido de azufre se oxida a H gaseoso 2 SO 2 que dispersa la radiación solar, por lo tanto, su aumento en la atmósfera ejerce un efecto de enfriamiento sobre el clima. Esto enmascara beneficiosamente parte del calentamiento causado por el aumento de los gases de efecto invernadero. Sin embargo, el azufre se precipita fuera de la atmósfera como lluvia ácida en cuestión de semanas, mientras que el dióxido de carbono permanece en la atmósfera durante cientos de años. La liberación de SO 2 también contribuye a la acidificación generalizada de los ecosistemas.
Las minas de carbón en desuso también pueden causar problemas. El hundimiento puede ocurrir por encima de los túneles, causando daños a la infraestructura o las tierras de cultivo. La minería del carbón también puede causar incendios de larga duración, y se ha estimado que miles de incendios en las vetas de carbón se están quemando en cualquier momento dado. Por ejemplo, hay un incendio en la veta de carbón en Alemania que ha estado en llamas desde 1668, y sigue ardiendo en el siglo XXI.
Algunos impactos ambientales son modestos, como la molestia del polvo. Sin embargo, tal vez el efecto más grande y más a largo plazo del uso del carbón es la liberación de dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero que causa el cambio climático y el calentamiento global, según el IPCC y la EPA. El carbón es el mayor contribuyente al aumento hecho por el hombre de CO 2 en la atmósfera.
La producción de coque a partir del carbón produce amoníaco, alquitrán de hulla y compuestos gaseosos como subproductos que, si se descargan en la tierra, el aire o las vías fluviales, pueden actuar como contaminantes ambientales. La acería Whyalla es un ejemplo de instalación de coque donde se descarga amoníaco líquido al ambiente marino.
En 1999, las emisiones mundiales de dióxido de carbono generadas por el uso del carbón fueron de 8,666 millones de toneladas de dióxido de carbono. En 2011, las emisiones brutas mundiales por el uso de carbón fueron 14,416 millones de toneladas. Por cada megavatio-hora generada, la generación de energía eléctrica a carbón emite alrededor de 2,000 libras de dióxido de carbono, que es casi el doble de las aproximadamente 1100 libras de dióxido de carbono emitidas por una planta eléctrica alimentada con gas natural. Debido a esta mayor eficiencia de carbono de la generación de gas natural, ya que el mercado en los Estados Unidos ha cambiado para reducir el carbón y aumentar la generación de gas natural, las emisiones de dióxido de carbono pueden haber disminuido. Los medidos en el primer trimestre de 2012 fueron los más bajos registrados en el primer trimestre de cualquier año desde 1992. En 2013, el director de la agencia climática de la ONU informó que la mayor parte del mundo '
Tecnología de carbón limpio
La tecnología de carbón "limpio" es una colección de tecnologías que se están desarrollando para mitigar el impacto ambiental de la generación de energía de carbón. Esas tecnologías se están desarrollando para eliminar o reducir las emisiones contaminantes a la atmósfera. Algunas de las técnicas que se usarían para lograr esto incluyen lavar minerales e impurezas del carbón, gasificación (ver también IGCC), tecnología mejorada para tratar gases de combustión para eliminar contaminantes a niveles cada vez más estrictos y con mayor eficiencia, captura y almacenamiento de carbono. tecnologías para capturar el dióxido de carbono de los gases de combustión y desecar los carbones de menor rango (carbones pardos) para mejorar el poder calorífico y, por lo tanto, la eficiencia de la conversión en electricidad.
La tecnología de carbón limpio generalmente trata los problemas atmosféricos resultantes de la quema de carbón. Históricamente, el enfoque principal estaba en SO 2 y NO x , los gases más importantes en la causalidad de la lluvia ácida, y las partículas que provocan la contaminación del aire visible y los efectos nocivos sobre la salud humana. Un enfoque más reciente ha sido el dióxido de carbono (debido a su impacto sobre el calentamiento global) y la preocupación por especies tóxicas como el mercurio. Existen preocupaciones sobre la viabilidad económica de estas tecnologías y el calendario de entrega, los costos económicos ocultos potencialmente altos en términos de daño social y ambiental, y los costos y la viabilidad de eliminar el carbono eliminado y otras materias tóxicas.
Varios métodos tecnológicos diferentes están disponibles para la captura de carbono como lo exige el concepto de carbón limpio:
- Captura de Pre-combustión - Esto implica la gasificación de una materia prima (como el carbón) para formar gas de síntesis, que puede ser desplazada para producir un H 2 y CO 2 mezcla de gases rica en, desde el que el CO 2 puede ser capturado y se separa de manera eficiente, transportado, y finalmente secuestrado, esta tecnología generalmente se asocia con configuraciones de proceso de ciclo combinado de gasificación integrada.
- Captura posterior a la combustión: se refiere a la captura de CO 2 a partir de los gases de escape de los procesos de combustión, normalmente utilizando sorbentes, disolventes o separaciones de membrana para eliminar el CO 2 de los gases a granel.
- Combustión de oxicombustible: los combustibles fósiles como el carbón se queman en una mezcla de gases de combustión recirculados y oxígeno, en lugar de en el aire, lo que elimina en gran medida el nitrógeno de los gases de combustión, lo que permite una captura eficiente y económica de CO 2 .
El Proyecto de IGCC Kemper County, una planta de energía basada en la gasificación del carbón 582 MW, utilizará captura de pre-combustión de CO 2 para capturar el 65% del CO 2 la planta produce, que será utilizado / geológicamente secuestrado en las operaciones de recuperación mejorada de petróleo. Si la tecnología utilizada en el Proyecto Kemper es exitosa, será la primera planta de carbón limpio de los Estados Unidos.
El Proyecto Integrado de Demostración de Captura y Captura de Carbono de la Central Eléctrica de la Represa Boundary Dam de la Estación Eléctrica de Saskatchewan utilizará tecnología de depuración a base de aminas y combustión para capturar el 90% del CO 2 emitido por la Unidad 3 de la planta de energía; este CO 2 se canalizará y se utilizará para mejorar la recuperación de petróleo en los campos petrolíferos de Weyburn. Sin embargo, solo aproximadamente la mitad de este CO2 se almacenará permanentemente, el resto se liberará a la atmósfera durante la captura y el procesamiento en el campo petrolero.
Un ejemplo temprano de una planta a base de carbón que utiliza tecnología de captura de carbono (oxicombustible) es la central eléctrica sueca Vattenfall Schwarze Pumpe ubicada en Spremberg, Alemania, construida por la firma alemana Siemens, que entró en línea en septiembre de 2008. La instalación captura el CO 2 y la lluvia ácida produciendo contaminantes, los separa y comprime el CO 2 en un líquido. Los planes son inyectar el CO 2 en campos de gas natural agotados u otras formaciones geológicas. Vattenfall opina que esta tecnología no se considera una solución final para el CO 2 reducción en la atmósfera, pero proporciona una solución alcanzable en el corto plazo, mientras que las soluciones alternativas más deseables para la generación de energía se pueden hacer económicamente prácticas. En 2014, la investigación y el desarrollo se suspendieron debido a los altos costos que hacen que la tecnología sea inviable.
Biorremediación
El hongo de la podredumbre blanca Trametes versicolor puede crecer y metabolizar el carbón natural. Se ha descubierto que la bacteria Diplococcus degrada el carbón y aumenta su temperatura.
Aspectos económicos
El carbón (por tecnología de licuefacción) es uno de los recursos de respaldo que podría limitar la escalada de los precios del petróleo y mitigar los efectos de la escasez de energía del transporte que ocurrirá bajo el pico del petróleo. Esto depende de que la capacidad de producción de la licuefacción sea lo suficientemente grande como para satisfacer la demanda muy grande y creciente de petróleo. Las estimaciones del costo de producción de combustibles líquidos a partir del carbón sugieren que la producción nacional de combustible a partir del carbón se vuelve competitiva en términos de costos, con un precio del petróleo de alrededor de $ 35 por barril, siendo $ 35 el costo de equilibrio. Con precios del petróleo tan bajos como alrededor de $ 40 por barril en los EE. UU. A diciembre de 2008, el carbón líquido perdió parte de su atractivo económico en los EE. UU., Pero probablemente se revitalice, similar a los proyectos de arenas bituminosas, con un precio del petróleo de alrededor de $ 70 por barril
En China, debido a la creciente necesidad de energía líquida en el sector del transporte, los proyectos de licuefacción de carbón recibieron una alta prioridad incluso durante períodos de precios del petróleo por debajo de $ 40 por barril. Esto es probablemente porque China prefiere no depender del petróleo extranjero, sino sus enormes reservas domésticas de carbón. Como los precios del petróleo aumentaron durante el primer semestre de 2009, los proyectos de licuefacción de carbón en China se incrementaron de nuevo, y estos proyectos son rentables con un precio del barril de petróleo de $ 40.
China es el mayor productor de carbón en el mundo. Es el mayor consumidor de energía del mundo y depende del carbón para abastecer el 69% de sus necesidades energéticas. Se estima que 5 millones de personas trabajaron en la industria de extracción de carbón de China en 2007.
La contaminación del carbón cuesta a la UE € 43 mil millones cada año. Las medidas para reducir la contaminación del aire pueden tener impactos económicos beneficiosos a largo plazo para las personas.
Densidad de energía e impacto del carbono
La densidad de energía del carbón, es decir, su valor de calentamiento, es de aproximadamente 24 megajulios por kilogramo (aproximadamente 6,7 kilovatios-hora por kg). Para una planta de energía de carbón con una eficiencia del 40%, se necesitan aproximadamente 325 kg (717 lb) de carbón para alimentar una bombilla de 100 W durante un año.
A partir de 2006, la eficiencia promedio de las centrales generadoras de electricidad fue del 31%; en 2002, el carbón representó aproximadamente el 23% del suministro total de energía mundial, un equivalente de 3.400 millones de toneladas de carbón, de los cuales 2.800 millones de toneladas se utilizaron para la generación de electricidad.
El informe de 1999 de la Agencia de Información Energética de EE. UU. Sobre emisiones de CO 2para generación de energía cita un factor de emisión de 0.963 kg de CO 2 / kWh para la energía del carbón, en comparación con 0.881 kg de CO 2 / kWh (petróleo) o 0.569 kg de CO 2 / kWh gas).
Incendios subterráneos
Miles de incendios de carbón están ardiendo en todo el mundo. Los que se queman bajo tierra pueden ser difíciles de localizar y muchos no pueden extinguirse. Los incendios pueden hacer que disminuya el nivel del suelo, sus gases de combustión son peligrosos para la vida, y al salir a la superficie pueden iniciar incendios forestales en la superficie. Las costuras de carbón pueden prenderse fuego por combustión espontánea o contacto con un incendio en una mina o fuego en la superficie. Los rayos son una fuente importante de ignición. El carbón continúa quemando lentamente en la costura hasta que el oxígeno (aire) ya no puede alcanzar el frente de la llama. Un incendio de hierba en un área de carbón puede incendiar docenas de vetas de carbón. Los incendios de carbón en China consumen aproximadamente 120 millones de toneladas de carbón al año, emitiendo 360 millones de toneladas métricas de CO 2 , que representan el 2-3% de la producción anual mundial de CO 2 de los combustibles fósiles. En Centralia, Pensilvania (un distrito ubicado en la Región del Carbón de los Estados Unidos), una veta expuesta de antracita se encendió en 1962 debido a un incendio de basura en el vertedero municipal, ubicado en un pozo de mina a cielo abierto antracita. Los intentos de extinguir el incendio no tuvieron éxito y continúan ardiendo bajo tierra hasta el día de hoy. Originalmente se creía que la Montaña Ardiente de Australia era un volcán, pero el humo y la ceniza provienen de un fuego de carbón que lleva ardiendo unos 6.000 años.
En Kuh i Malik, en el Valle de Yagnob, Tayikistán, los depósitos de carbón han estado ardiendo durante miles de años, creando vastos laberintos subterráneos llenos de minerales únicos, algunos de ellos muy hermosos. La gente local alguna vez usó este método para extraer amoníaco. Este lugar ha sido conocido desde la época de Herodoto, pero los geógrafos europeos malinterpretaron las descripciones griegas antiguas como la evidencia del volcanismo activo en Turkestán (hasta el siglo 19, cuando el ejército ruso invadió la zona).
La roca de limolita rojiza que cubre muchas crestas y collados en la cuenca del río Powder en Wyoming y en el oeste de Dakota del Norte se llama porcelanita , que se asemeja al "clinker" volcánico residual de escoria de carbón o escoria volcánica. Clinker es roca que ha sido fusionada por la quema natural de carbón. En la cuenca del río Powder, aproximadamente 27 a 54 mil millones de toneladas de carbón se quemaron en los últimos tres millones de años. Los incendios de carbón silvestre en el área fueron reportados por Lewis y Clark Expedition, así como por exploradores y colonos en el área.
Las tendencias del mercado
En 2006, China fue el principal productor de carbón con un 38% de participación, seguido por los Estados Unidos y la India, según el British Geological Survey. A partir de 2012, la producción de carbón en los Estados Unidos estaba cayendo a una tasa del 7% anual, y muchas plantas de energía utilizan carbón apagado o convertido a gas natural; sin embargo, parte de la reducción de la demanda interna fue absorbida por el aumento de las exportaciones, y se propusieron cinco terminales de exportación de carbón en el noroeste del Pacífico para exportar carbón de la cuenca del río Powder a China y otros mercados asiáticos; sin embargo, a partir de 2013, la oposición ambiental estaba aumentando. El carbón con alto contenido de azufre extraído en Illinois, que no se podía vender en los Estados Unidos, encontró un mercado listo en Asia ya que las exportaciones alcanzaron los 13 millones de toneladas en 2012.
Reservas mundiales de carbón
Las 948 mil millones de toneladas cortas de reservas de carbón recuperable estimadas por la Administración de Información de Energía son equivalentes a aproximadamente 4.196 BBOE (mil millones de barriles de petróleo equivalente). La cantidad de carbón quemado durante 2007 se estimó en 7.075 millones de toneladas cortas, o 133.179 cuatrillones de BTU. Este es un promedio de 18.8 millones de BTU por tonelada corta. En términos de contenido de calor, esto es aproximadamente 57,000,000 de barriles (9,100,000 m) de petróleo equivalente por día. En comparación, en 2007, el gas natural suministró 51,000,000 barriles (8,100,000 m) de petróleo equivalente por día, mientras que el petróleo proporcionó 85,800,000 barriles (13,640,000 m) por día.
British Petroleum, en su informe de 2007, calculó al final de 2006 que había 147 años de relación reservas-producción basados en reservas probadas de carbón en todo el mundo. Esta cifra solo incluye reservas clasificadas como "comprobadas"; los programas de perforación de exploración de las compañías mineras, particularmente en áreas poco exploradas, proporcionan continuamente nuevas reservas. En muchos casos, las empresas están al tanto de los depósitos de carbón que no han sido suficientemente perforados para calificar como "comprobados". Sin embargo, algunas naciones no han actualizado su información y suponen que las reservas se mantienen en los mismos niveles incluso con retiros.
De los tres combustibles fósiles, el carbón tiene las reservas más ampliamente distribuidas; el carbón se extrae en más de 100 países y en todos los continentes, excepto en la Antártida. Las mayores reservas se encuentran en los Estados Unidos, Rusia, China, Australia y la India. Tenga en cuenta la tabla a continuación.
| País | Antracita y Bituminoso | Subbítmico | Lignito | Total | Porcentaje del total mundial | Año |
|---|---|---|---|---|---|---|
 Estados Unidos | 108,501 | 98,618 | 30,176 | 237,295 | 22.6 | 2011 |
 Rusia | 49,088 | 97,472 | 10,450 | 157,010 | 14.4 | 2011 |
 China | 62.200 | 33,700 | 18,600 | 114,500 | 12.6 | 2011 |
 Australia | 37,100 | 2,100 | 37.200 | 76,400 | 8.9 | 2011 |
 India | 56,100 | 0 | 4,500 | 60,600 | 7.0 | 2011 |
 Alemania | 99 | 0 | 40,600 | 40,699 | 4.7 | |
 Ucrania | 15,351 | 16,577 | 1.945 | 33.873 | 3.9 | |
 Kazakhstan | 21,500 | 0 | 12,100 | 33,600 | 3.9 | |
 Sudáfrica | 30,156 | 0 | 0 | 30,156 | 3.5 | |
 Serbia | 9 | 361 | 13,400 | 13,770 | 1.6 | |
 Colombia | 6,366 | 380 | 0 | 6.746 | 0.8 | |
 Canadá | 3,474 | 872 | 2,236 | 6,528 | 0.8 | |
 Polonia | 4,338 | 0 | 1,371 | 5,709 | 0.7 | |
 Indonesia | 1,520 | 2,904 | 1,105 | 5,529 | 0.6 | |
 Brasil | 0 | 4,559 | 0 | 4,559 | 0.5 | |
 Grecia | 0 | 0 | 3,020 | 3,020 | 0.4 | |
 Bosnia y Herzegovina | 484 | 0 | 2,369 | 2,853 | 0.3 | |
 Mongolia | 1,170 | 0 | 1.350 | 2,520 | 0.3 | |
 Bulgaria | 2 | 190 | 2,174 | 2,366 | 0.3 | |
 Pakistán | 0 | 166 | 1,904 | 2,070 | 0.3 | |
 Turquía | 529 | 0 | 1,814 | 2.343 | 0.3 | |
 Uzbekistán | 47 | 0 | 1,853 | 1,900 | 0.2 | |
 Hungría | 13 | 439 | 1,208 | 1,660 | 0.2 | |
 Tailandia | 0 | 0 | 1,239 | 1,239 | 0.1 | |
 Méjico | 860 | 300 | 51 | 1,211 | 0.1 | |
 Corrí | 1,203 | 0 | 0 | 1,203 | 0.1 | |
 Republica checa | 192 | 0 | 908 | 1.100 | 0.1 | |
 Kirguistán | 0 | 0 | 812 | 812 | 0.1 | |
 Albania | 0 | 0 | 794 | 794 | 0.1 | |
 Corea del Norte | 300 | 300 | 0 | 600 | 0.1 | |
 Nueva Zelanda | 33 | 205 | 333-7,000 | 571-15,000 | 0.1 | |
 España | 200 | 300 | 30 | 530 | 0.1 | |
 Laos | 4 | 0 | 499 | 503 | 0.1 | |
 Zimbabue | 502 | 0 | 0 | 502 | 0.1 | |
 Argentina | 0 | 0 | 550 | 550 | 0.1 | 2011 |
| Todos los otros | 3,421 | 1,346 | 846 | 5,613 | 0.7 | |
| Total mundial | 403,197 | 287,333 | 201,000 | 891,530 | 100 | 2011 |
Principales productores de carbón
La vida de reserva es una estimación basada únicamente en los niveles de producción actuales y el nivel de reservas probadas para los países que se muestran, y no hace suposiciones sobre la producción futura o incluso las tendencias actuales de producción. Se muestran los países con una producción anual superior a 100 millones de toneladas. A modo de comparación, también se muestran los datos de la Unión Europea. Las acciones se basan en datos expresados en toneladas equivalentes de petróleo.
Los principales consumidores de carbón
Se muestran los países con un consumo anual superior a 100 millones de toneladas. A modo de comparación, también se muestran los datos de la Unión Europea. Las acciones se basan en datos expresados en toneladas equivalentes de petróleo.
| País | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | Compartir |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| China | 2,691 | 2,892 | 3,352 | 3,677 | 4,538 | 4,678 | 4,539 | 50.0% |
| Estados Unidos | 1,017 | 904 | 951 | 910 | 889 | 924 | 918 | 10.3% |
| India | 582 | 640 | 655 | 715 | 841 | 837 | 880 | 10.6% |
 Unión Europea | 850 | 779 | 789 | 825 | 845 | 809 | 772 | 6.8% |
| Alemania | 243 | 225 | 232 | 232 | 271 | 272 | 264 | 2.0% |
| Rusia | 227 | 185 | 232 | 238 | 256 | 229 | 242 | 2.3% |
 Japón | 185 | 164 | 187 | 183 | 197 | 208 | 210 | 3.1% |
| Sudáfrica | 195 | 185 | 187 | 194 | 204 | 203 | 201 | 2.2% |
| Polonia | 135 | 137 | 135 | 147 | 155 | 158 | 151 | 1.3% |
 Corea del Sur | 114 | 119 | 133 | 144 | 141 | 139 | 144 | 2.2% |
| Australia | 155 | 154 | 148 | 145 | 139 | 134 | 130 | 1.2% |
| Indonesia | 58 | 62 | 62 | 68 | 80 | 90 | 107 | 2.1% |
| Turquía | 108 | 108 | 105 | 111 | 111 | 92 | 100 | 0.9% |
| Total mundial | 7,636 | 7,699 | 8,137 | 8,640 | 8,901 | 9,013 | 8,907 | 100% |
Principales exportadores de carbón
Se muestran los países con una exportación bruta anual superior a 10 millones de toneladas. En términos de exportación neta, los mayores exportadores siguen siendo Australia (328,1 millones de toneladas), Indonesia (316,2) y Rusia (100,2).
| País | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | Compartir |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Indonesia | 107.8 | 131.4 | 142.0 | 192.2 | 221.9 | 228.2 | 261.4 | 316.2 | 331.4 | 421.8 | 29.8% |
| Australia | 238.1 | 247.6 | 255.0 | 255.0 | 268.5 | 278.0 | 288.5 | 328.1 | 313.6 | 332.4 | 23.5% |
| Rusia | 41.0 | 55.7 | 98.6 | 103.4 | 112.2 | 115.4 | 130.9 | 122.1 | 140.1 | 150.7 | 10.7% |
| Estados Unidos | 43.0 | 48.0 | 51.7 | 51.2 | 60.6 | 83.5 | 60.4 | 83.2 | 108.2 | 126.7 | 8.7% |
| Colombia | 50.4 | 56.4 | 59.2 | 68.3 | 74.5 | 74.7 | 75.7 | 76.4 | 89.0 | 92.2 | 6.5% |
| Sudáfrica | 78.7 | 74.9 | 78.8 | 75.8 | 72.6 | 68.2 | 73.8 | 76.7 | 75.8 | 82.0 | 5.8% |
| Canadá | 27.7 | 28.8 | 31.2 | 31.2 | 33.4 | 36.5 | 31.9 | 36.9 | 37.6 | 38.8 | 2.7% |
| Kazakhstan | 30.3 | 27.4 | 28.3 | 30.5 | 32.8 | 47.6 | 33.0 | 36.3 | 33.5 | 35.2 | 2.5% |
| Mongolia | 0.5 | 1.7 | 2.3 | 2.5 | 3.4 | 4.4 | 7.7 | 18.3 | 26.1 | 24.3 | 1.7% |
 Vietnam | 6.9 | 11.7 | 19.8 | 23.5 | 35.1 | 21.3 | 28.2 | 24.7 | 19.7 | 21.1 | 1.5% |
| China | 103.4 | 95.5 | 93.1 | 85.6 | 75.4 | 68.8 | 25.2 | 22.7 | 27.5 | 15.2 | 1.1% |
| Polonia | 28.0 | 27.5 | 26.5 | 25.4 | 20.1 | 16.1 | 14.6 | 18.1 | 15.0 | 14.9 | 1.0% |
| Mundo total | 713.9 | 764.0 | 936.0 | 1,000.6 | 1,073.4 | 1,087.3 | 1,090.8 | 1,212.8 | 1,286.7 | 1,413.9 | 100% |
Principales importadores de carbón
Se muestran los países con una importación bruta anual superior a 20 millones de toneladas. En términos de importación neta, los mayores importadores siguen siendo Japón (206,0 millones de toneladas), China (172,4) y Corea del Sur (125,8).
| País | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | Compartir |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Japón | 199.7 | 209.0 | 206.0 | 182.1 | 206.7 | 17.5% |
| China | 42.0 | 56.2 | 44.5 | 151.9 | 195.1 | 16.6% |
| Corea del Sur | 84.1 | 94.1 | 107.1 | 109.9 | 125.8 | 10.7% |
| India | 52.7 | 29.6 | 70.9 | 76.7 | 101.6 | 8.6% |
 Taiwan | 69.1 | 72.5 | 70.9 | 64.6 | 71.1 | 6.0% |
| Alemania | 50.6 | 56.2 | 55.7 | 45.9 | 55.1 | 4.7% |
| Turquía | 22.9 | 25.8 | 21.7 | 22.7 | 30.0 | 2.5% |
 Reino Unido | 56.8 | 48.9 | 49.2 | 42.2 | 29.3 | 2.5% |
 Italia | 27.9 | 28.0 | 27.9 | 20.9 | 23.7 | 1.9% |
 Países Bajos | 25.7 | 29.3 | 23.5 | 22.1 | 22.8 | 1.9% |
| Rusia | 28.8 | 26.3 | 34.6 | 26.8 | 21.8 | 1.9% |
 Francia | 24.1 | 22.1 | 24.9 | 18.3 | 20.8 | 1.8% |
| Estados Unidos | 40.3 | 38.8 | 37.8 | 23.1 | 20.6 | 1.8% |
| Total | 991.8 | 1,056.5 | 1,063.2 | 1,039.8 | 1,178.1 | 100% |
Uso cultural
El carbón es el mineral estatal oficial de Kentucky. y el estado oficial de rock de Utah; ambos estados de EE. UU. tienen un vínculo histórico con la minería del carbón.
Algunas culturas sostienen que los niños que se portan mal recibirán solo un trozo de carbón de Santa Claus para Navidad en sus medias navideñas en lugar de regalos.
También es costumbre y se considera afortunado en Escocia y el norte de Inglaterra dar el carbón como regalo el día de Año Nuevo. Esto ocurre como parte de First-Footing y representa calidez para el año que viene.