Węgle kopalne i inne surowce energetyczne.

1 Węgle kopalne to: węgiel kamienny (około 88% pierwiastka C), węgiel brunatny (65-72%), szungit (99%), antracyt (96%) i torf (60%). Pokłady węgla powstały ze szczątek roślinnych w wyniku bituminizacji.

Większość złóż węgla formowała się od 360 do 28 mln lat temu. Węgiel powstał na bagnistych obszarach, które w tamtych czasach porastały wilgotne lasy tropikalne. Szczątki obumarłych roślin opadły na dno bagnistych jeziorzysk lub lagun, gdzie z powodu małej ilości tlenu i odpowiednich bakterii rozkładały się bardzo powoli. W pierwszej fazie rozkładu gnijące rośliny zmieniły się w torf. Procesowi temu towarzyszyło wydzielanie metanu (stąd duże jego ilości znajdują się przy pokładach węgla kamiennego). Torf nie jest w stanie samoistnie przekształcić się w węgiel. Jego pokłady muszą najpierw zostać poddane odpowiedniemu ciśnieniu. Pierwsze zgniatanie złóż torfu odbywa się pod ciężarem wciąż narastającej ilości obumarłych roślin. Z warstwy torfu o grubości od 10 do 15 m może powstać jednometrowa warstwa węgla. Po zapełnieniu bagna przez substancję roślinną, na złoża torfu osadzały się warstwy piasku i mułu. Następnie teren obniżał się, a wody morskie lub jeziorne ponownie go zalewały, dzięki czemu dochodziło do kolejnego etapu akumulacji roślinnej. Cykl ten powtarzał się wielokrotnie, dlatego mówimy, że węgiel kamienny powstał w procesie sedymentacji cyklicznej. Doprowadziła ona do powstania licznych, oddzielonych od siebie innymi skałami osadowymi, pokładów węgla. Ich grubość różni się znacznie i wynosi od kilku mm do kilku metrów.

Węgiel jest niezastąpiony głównie w przemyśle energetycznym oraz w starych, ogrzewanych nim gospodarstwach. Nim zaczęto wydobywać gaz ziemny, otrzymywano go właśnie z węgla. Przemysłowi chemicznemu również oddaje nieocenione usługi, służąc do produkcji kosmetyków i pestycydów. Wykorzystywane są też produkty przetwarzania węgla - ze smoły węglowej wytwarza się materiały wybuchowe, rozpuszczalniki, leki, aromaty do ciast, tłuszcze i środki pielęgnacyjne, wykorzystuje się również odzyskany z węgla amoniak.

2 Pirogenizacja - proces rozkładu węgla polegający na ogrzewaniu go w temperaturze ok. 1000oC bez dostępu powietrza. Produktami pirogenizacji węgla kamiennego są: koks, woda pogazowa, smoła pogazowa i gaz świetlny (koksowniczy).
Koks stosowany jest głównie w hutnictwie (reduktor w procesie wielkopiecowym) oraz jako bezdymne paliwo do centralnego ogrzewania. Jest mniej szkodliwy dla środowiska od węgla kamiennego z uwagi na mniejszą zawartość siarki.

Woda pogazowa zawiera wodę oraz amoniak i sole amonu (gownie węglan amonu oraz zwiazki organiczne).

Gaz koksowniczy, inaczej zwany świetlnym, stosowany jest jako surowiec w przemyśle chemicznymi i jako paliwo (po usunięciu amoniaku, smoły pogazowej, węglowodorów aromatycznych). W skutek wstępnego chłodzenia gazu wraz ze smołą wykrapla się woda pogazowa.

Smoła pogazowa zawiera m.in. benzen i jego homologi, naftalen i dużo innych związków aromatycznych. Poddaje się ją destylacji frakcyjnej, w wyniku czego otrzymuje się około 40 związków chemicznych.

3 Ropa naftowa, podobnie jak węgiel, w wyniku rozkładu z substancji organicznej pod zwiększonym ciśnieniem, szczątków organicznych nagromadzonej przed milionami lat z tą różnicą, że w przypadku ropy naftowej jest to substancja utworzona z biomasy glonów i niższych gatunków żyjących istot wodnych (planktonu), jaki w pewnej mierze ze zwierząt o wyższym stopniu rozwoju. Organicznym materiałem wyjściowym w powstawaniu ropy naftowej były w przeważającej mierze tłuszcze i białko oraz pozostałości bakterii biorących udział w procesie przemian materii organicznej.

Obecnie uważa się, że gaz ziemny powstał dzięki rozkładowi substancji organicznych, które zalegając na dużych głębokościach, zostały poddane działaniu wysokiego ciśnienia oraz temperatury.

4 Ropa naftowa jest skomplikowaną mieszaniną węglowodorów (lotnych ciekłych i stałych) zawierających także niewielkie ilości (do 1%) związków organicznych tlenu (kwasy karboksylowe, fenole) siarki (tioalkohole i pochodne tiofenu) oraz azotu (azotowe związki heterocykliczne).
W temperaturze pokojowej ropa naftowa jest cieczą oleistą łatwo palną, najczęściej lżejszą od wody, źle przewodzącą prąd elektryczny. Barwa, zapach, lepkość, ciężar właściwy itp. zależą od pochodzenia ropy (sklasyfikowano kilka tysięcy gatunków).
W starożytności używano jej jako maści na choroby skórne i reumatyzm. Służyła także do balsamowania zwłok. Niejednokrotnie używano ropy do celów wojennych. Oblężeni wylewali z murów twierdzy palącą się ropę lub smołę wprost na głowy nacierających.
Mniej lotne produkty przerobu ropy naftowej są wykorzystywane jako smary w różnego rodzaju maszynach i urządzeniach, natomiast pozostały po procesie destylacji asfalt służy do wykonywania nawierzchni dróg i produkcji papy dachowej.

5 Destylacja ropy naftowej, czyli proces stosowany do rozdzielania ropy naftowej na frakcje (porcje)
według ich temperatur wrzenia.
W miarę podwyższania temperatury ropy destyluje się z niej coraz to trudniej lotne składniki, gdzie produktami są:



- eter naftowy - stosowany jako rozpuszczalnik
- benzyna lekka - stosowana także jako rozpuszczalnik
- benzyna ciężka - stosowana jako paliwo w silnikach spalinowych
- nafta - stosowana jako paliwo
- olej gazowy lekki - stosowany jako paliwo
- olej smarowy - stosowany jako smar
- mazut czyli pozostałość jest surowcem do produkcji smaru, parafiny i asfaltu oraz surowcem w procesach krakowania stosowanych do otrzymywania benzyny.

6 Gaz ziemny to paliwo kopalne pochodzenia organicznego, gaz zbierający się w skorupie ziemskiej w pokładach wypełniających przestrzenie, niekiedy pod wysokim ciśnieniem. Pokłady gazu ziemnego występują samodzielnie lub towarzyszą złożom ropy naftowej lub węgla kamiennego.
Najważniejszym składnikiem gazu ziemnego jest metan, którego zawartość wynosi nawet do 90%. Resztę stanowi azot, dwutlenek węgla, etan i inne gazy.
Gaz ziemny wykorzystuje się do produkcji paliw, zarówno do użytku osób prywatnych jak i na skalę przemysłową, jako niezbędny składnik do produkcji detergentów, włókien sztucznych, farb, plastyku, oraz gumy syntetycznej. Z gazu ziemnego uzyskuje się około 20% wytwarzanej na Świecie energii.

7 Terminem energia odnawialna określa się energię pozyskiwaną ze źródeł niewyczerpalnych, w odróżnieniu od paliw kopalnych. Źródłem energii alternatywnej jest promieniowanie słońca, energia wiatru i wody.
Energia odnawialna jest energią tanią, przyjazną człowiekowi i środowisku a jej źródła są dostępne praktycznie za darmo. Korzystanie z energii słońca, wody i wiatru nie powoduje żadnych zanieczyszczeń środowiska, natomiast energetyka konwencjonalna, czyli oparta na spalaniu paliw kopalnych: węgiel kamienny i brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny jest w największym stopniu odpowiedzialna za zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego. Emitowane przez nią gazy są powodem zmian klimatycznych oraz kwaśnych deszczy. Pozyskiwanie paliw kopalnych wywołuje także inne straty w środowisku np. zmiana krajobrazu ? hałdy, zapadliska kopalniane.