石炭は有機堆積岩であり、燃料として燃焼し、発電に使用できる再生不可能なエネルギー源です。考古学者は、中国の陝西省から紀元前 3490 年までさかのぼる可能性のあるその使用法を追跡しています。
18 世紀に始まった産業革命により、鉄の製錬や蒸気機関の動力源として石炭が大量に必要になりました。石炭生産は 1913 年にピークに達し、英国はその年になんと 2 億 9,200 万トンを生産しました。しかし、石炭を燃やすと、かなりの量の二酸化炭素が大気中に追加され、それが人為的な気候変動の最大の原因となっています。
第一次世界大戦以来、石炭の生産量 (地表採掘と深層採掘の両方) と輸入量は着実に減少しており、その後、石炭の燃焼によって引き起こされる煙の排出と大気汚染に対処するために、さまざまな大気浄化法が導入されました。
英国では、2020 年から 2021 年の間に石炭による発電量が 2.1% から 1.8% に減少しましたが、これは一部には COVID-19 のパンデミックが原因でした。一方、米国では 2021 年に発電された電力の 21.8% が石炭によるものでした.
現在の計画では、英国は 2024 年までに衰退していない石炭火力発電所を段階的に廃止することを目指しています。
石炭はどのように形成されますか?
石炭は層または「継ぎ目」で形成され、そのプロセスは植生の堆積から始まります。
腐敗した有機物が泥炭を作る
約 3 億年前の石炭紀では、地球の気候は暖かく湿気があり、大きな沼地が豊富にありました。
これらの密集した沼地の森林からの植物物質 (およびその他の有機物) が蓄積され、これらの沼地の底に腐敗して横たわるにつれて、物質は埋もれ、その後圧縮されました。この部分的に分解された有機物から、酸素の欠乏による嫌気性条件が泥炭を形成しました。
泥炭は茶色の繊維状物質の海綿状の塊に似ており、石炭紀の湿地に溜まっている水は、物質の酸化や細菌による破壊を防ぐための優れた条件を作り出しました.死後すぐに不運にも泥炭に埋もれてしまった場合 (または、それは幸運と見なすべきでしょうか?)、その上に新しい泥炭が形成されると、フミン酸が放出され、体が保存される可能性があります。
泥炭が亜炭になる
泥炭が堆積物の層の間に埋められると、生物学的分解が停止し、埋設による温度と圧力の上昇の結果として変化が起こり始めます。
この泥炭が比較的浅い深さに埋められたとき、継続的な熱と圧力が堆積物の層の間でそれを圧縮して亜炭にしました:水分含有量の高い、柔らかく、茶色がかった黒色の石炭のような物質です.また、きめの細かい土塊に木材や植物の残骸が含まれることもよくあります。亜炭は褐炭とも呼ばれ、キシロイド亜炭（化石化した木材）とコンパクト亜炭の2種類があります。ジェムストーン ジェットは亜炭から形成されます。
褐炭が石炭になる
継続的な埋没、熱および構造変形により、この褐炭は亜瀝青炭および瀝青炭 (軟炭) に変成します。最後に、それは無煙炭 (固い石炭) になり、変成作用が進むほど、石炭は硬くなり、炭素が豊富になります。
亜瀝青炭の固定炭素含有量は 46 ～ 60% で、瀝青炭は「通常の」タイプの石炭と見なされます。一般的に揮発性炭化水素が豊富で、着火しやすく、比較的長い炎で燃焼します。
一方、無煙炭は揮発分が非常に少ないですが、現在、最もクリーンな燃焼形態の石炭と考えられています。英国は最近、無煙炭を「煙の出ない石炭」として使用するように切り替えたので、直火を使用している場合はおなじみでしょう。さらなる熱と圧力による変成作用が続くと、無煙炭は最終的にグラファイトになります。グラファイトは着火しにくいため、通常は燃料として使用されません。
石炭は何に使われますか?
産業革命の間、石炭は不思議な燃料であり、当時の最新の発明である蒸気機関の動力源として使用されました。これらは、鉄道、鉄鋼生産、海運業の拡大を促進しました。タイタニック号は 1 日あたり 600 ～ 825 トンの石炭を使用したと推定されています。今日、石炭は石炭火力発電所で電力を生成するために使用されており、世界中で石炭は依然として単一の最大の電力源です。石炭のガス化と液化により、タンクに簡単に保管したり、パイプラインで輸送したりできる気体燃料と液体燃料が生成されます。
フライアッシュなどの石炭燃焼の副産物の一部は、リサイクルしてコンクリートの製造に使用できます。エネルギー産業から離れて、水やエアフィルターに使用される活性炭、建設に使用される炭素繊維など、専門技術の生産にも使用できます。石炭はまた、金属シリコンの製造に関与する原材料の 1 つであり、冶金産業でソーラー パネル、電子機器のチップ、自動車産業でアルミニウムを強化するための合金剤として広く使用されています。
石炭とはどのような岩石ですか?
石炭は、主に有機材料からの炭素の蓄積でできており、層に圧縮されています。それは有機堆積岩として知られている生化学的に生成された堆積岩になります。これらは、かつて生きていた物質の埋没とその後の崩壊から形成された有機炭素に富んだ堆積物で構成される堆積岩のグループです。
他の種類の有機堆積岩には、白亜、珪藻土、化石を含む石灰岩、ドロマイトのいくつかの形態が含まれます。
