煤层厚达1千米,延伸上千公里!世界最大的煤田真是植物形成的?

阿拉薪 2024-09-19 10:42:12

煤炭呀,曾经是推动人类历史大轮子滚滚往前走的关键劲儿。在工业革命的那个时候,煤炭就跟个超级大英雄似的,给工厂提供动力,让火车跑得飞快,让城市亮堂堂的。不过现在呢,在新能源强势冒出来的情况下,煤炭好像有点“廉颇老了”的样儿。但是可别小瞧它,2022 年全球煤炭的消费量达到了创纪录的 81 亿吨!这么庞大的数字告诉咱们,煤炭在全球能源的格局里依旧占着重要的位置。

咱们先来说说世界上最大的煤田,那就是阿巴拉契亚煤田。你就想象一下哈,它横跨了美国东部的九个州,面积大概有 18 万平方公里,差不多跟两个江苏省一样大。长度超过了 1200 公里,宽度在 50 到 300 公里的范围里,最厚的地方能达到 1800 米,煤层厚的能有千米呢。这简直就是地球深处的一条大黑巨龙呀!美国地质调查局估摸,这儿藏着超过 316.8GT 的煤炭,占美国全国总资源量的 9%。要是全世界都只靠这个煤田来供应煤炭,按照全球每年大概 81 亿吨的煤炭消耗量来算,它能撑 37 年那么久。

这么大的煤田到底是咋形成的呢?把时间倒回到 3 亿多年前的石炭纪,那个时候地球大气里的二氧化碳含量有 1500ppm 呢,差不多是现在的 4 倍;气候又温暖又湿润,氧气含量能高达 35%,比现在高多啦。在这样的条件下,植物疯长,形成了大片大片的森林和沼泽。那些能有 30 米高的巨型鳞木、能有 20 米长的巨型蜈蚣、翼展能达到 75 厘米的巨型蜻蜓,一起构成了一个神奇的世界。植物长着长着,死了,被埋在沼泽里,因为当时的微生物还没进化出能分解木质素的本事,这些植物的残骸就慢慢积攒起来,最后在高温、高压还有缺氧的环境里,经过好几百万年变成了煤炭。当你手里拿着一块煤的时候,就好像摸到了 3 亿年前的树木和蕨类植物,是不是特别神奇呀?

阿巴拉契亚煤田可不单单是个特别大的煤炭存放的地方,更是美国工业发展的重要推动力量。这儿的煤炭质量可好啦,主要是烟煤和无烟煤,热值特别高,杂质还少,是发电和炼钢的理想材料。匹兹堡,这个被叫做“钢铁城”的城市,就在阿巴拉契亚煤田的北边。19 世纪末 20 世纪初的时候,匹兹堡生产的钢铁占了美国总产量的一半还多呢,给美国的工业化立下了大大的功劳。

而且呀,阿巴拉契亚煤田的开采条件可好了。煤层大部分离地面都比较近,最浅的地方才 1.7 米,最深的地方也就 100 米左右。这就表示开采的成本低,效率还高。瓦斯的含量也特别低,大大减少了开采的安全风险。但是煤炭开采也给这个地方带来了很严重的环境问题。山顶移除式开采把山顶给炸掉了,把生态环境给破坏了,从 1970 年代开始,已经有超过 500 座山峰被“削平”了。煤矿酸性排水还把周围的河流和地下水给污染了,有超过 12000 公里的河流都受到了影响。

咱们再把目光转到中国的“煤炭王国”——鄂尔多斯盆地。它在内蒙古、陕西、甘肃、山西和宁夏交界的地方,面积有 37 万平方公里,比阿巴拉契亚煤田还要大呢。这儿藏着可丰富的煤炭资源啦,总资源量能高达 6.4 万亿吨。这里的煤主要是质量特别好的不粘煤和长焰煤,热值高,灰分和硫分都低,特别适合用来发电和搞化工。神东矿区的煤更是被称作“中国最好的煤”。要是把这儿的煤炭资源量换算成电量,大概有 20 万亿度电,能供 54 亿个家庭用一年!按照中国每年用 40 亿吨煤炭的速度,光鄂尔多斯盆地就能给中国提供大概 54 年的煤炭使用资源。

鄂尔多斯盆地的开发是从 20 世纪 50 年代开始的,到 21 世纪初就开始大规模开发啦。2002 年的时候,神华集团在这儿建立了世界上最大的煤炭基地,就是神东煤炭基地。这个基地每年产的煤炭能超过 3 亿吨,跟整个德国一年的产量差不多。不过鄂尔多斯盆地的开发也碰上了很严峻的环境难题。这个地区本来就是那种干旱少雨的、生态很脆弱的地方,大规模的煤炭开采让水资源短缺和土地沙化的问题更严重了。地下水位每年下降 1 - 3 米,有的地方甚至出现了地面沉降的情况。煤炭开采还导致了好多的温室气体排放,中国的煤炭开采和使用占全国二氧化碳排放量的大概 70%。

煤炭虽说资源挺丰富的,可它是不可再生的资源,只要开采出来了就没办法再重新有了。而且呀,煤炭的开采和使用带来了很严重的环境问题,像空气污染、水污染还有温室气体排放这些。那咱们到底该怎么合理地利用煤炭资源呢?

提高煤炭的利用效率是关键的一点。发展清洁煤的技术,让煤炭的燃烧效率变高,减少污染的排放。超临界发电技术能把煤炭发电的效率提高到 45%以上,比传统的亚临界发电技术能高出 10 个百分点呢。

优化能源结构也是特别重要的。积极地发展太阳能、风能这些可再生能源,慢慢地减少对煤炭的依靠。中国已经变成世界上最大的可再生能源投资的国家啦,2022 年可再生能源发的电占总发电量的 31.6%。

加强环境保护同样不能忽视。在煤炭开采和使用过程中,采取严格的环保措施,最大限度地减少对环境的影响。实施矿区生态恢复,治理煤矿酸性排水,控制煤矿瓦斯排放等。

推动技术创新是未来的方向。加大对煤矿开采和利用技术的研发投入,提高煤炭的开采效率和利用效率。发展智能化开采技术,推广煤炭地下气化技术等。

发展循环经济也大有可为。探索煤炭资源的综合利用,如煤矸石制砖、粉煤灰制水泥等,实现资源的最大化利用。中国每年产生约 7 亿吨煤矸石,如果能够充分利用,可以创造巨大的经济价值。

碳捕获与封存技术也是一种解决方案。将二氧化碳从工业和能源相关源中分离出来,运输到储存地点并长期与大气隔离。虽然目前成本还比较高,但随着技术的进步,有望成为减少煤炭使用碳排放的重要手段。

煤炭清洁利用还有更多途径。除了发电,煤炭还可以用于生产化学品和液体燃料。煤制油技术可以将煤炭转化为汽油、柴油等液体燃料,减少对石油的依赖。中国已经建成了世界上最大的煤制油项目,年产能达到 400 万吨。

煤炭资源的合理利用是一个全球性的问题,需要各国携手合作。中美清洁能源研究中心就致力于推动两国在清洁煤技术方面的合作研究。

近年来,全球对环境保护的关注度越来越高。在欧洲一些国家,大力发展可再生能源,逐渐减少对煤炭的依赖。德国宣布将在未来几年内逐步淘汰煤炭发电,转而加大对风能、太阳能等清洁能源的投入。在中国,也在积极推进能源转型,加大对可再生能源的开发和利用。

一些科技创新也为煤炭资源的合理利用带来了新的希望。新型的煤炭清洁利用技术不断涌现,企业研发出更加高效的煤炭燃烧设备,大大减少污染物的排放。

在我们的日常生活中,也可以为煤炭资源的合理利用做出贡献。节约用电,减少能源消耗,间接减少对煤炭的需求。选择使用更加节能的电器设备,也是一种环保的生活方式。

从远古时候的植物王国,到如今的能源支柱,煤炭见证了地球的种种变化,也推动着人类文明快速地发展。像阿巴拉契亚煤田和鄂尔多斯盆地这样的超级煤田,那可是大自然给人类的珍贵礼物。不过咱们得清楚地知道,煤炭资源是有限的,地球环境能承受的能力也是有限的。怎么在发展经济和保护环境这两件事中间找到平衡,怎么更聪明地利用这些宝贵的资源,这是咱们这一代人面临的重大挑战。

未来啊,随着新能源技术不断发展,煤炭在能源结构里所占的比重也许会慢慢降低,不过在挺长的一段时间当中,它还是我们不能缺少的能源来源。咱们一起加油努力,写出煤炭和人类文明一起进步的新的篇章。在这个过程里,咱们得有智慧、得有创新,更得有对地球和子孙后代的那份责任感。只有这样,咱们才能真正做到煤炭资源的可持续利用,给人类文明一直发展下去做出贡献。

朋友们,煤炭的事儿可不单单是能源的事儿,那更是咱们人类和地球一起的事儿。咱们一块儿多留意煤炭资源的合理使用,为咱们的以后献出自己的一份力吧!

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阿拉薪

简介:以独特视角剖析古今战事,传承英雄事迹,启迪未来和平。