زغال سنگ؛ مهمترین سوخت فسیلی

به گزارش بورس نیوز، زغال سنگ یکی از مهم‌ترین سوخت‌های فسیلی است که در دسته مواد رسوبی طبقه بندی می‌شود. ماده‌ای غنی از کربن که معمولا قهوه‌ای یا سیاه است. حدود ۴۰ درصد از برق در سراسر دنیا از طریق سوختن آن تولید می‌شود. این آمار در بعضی از کشور‌ها بسیار بیشتر است، به طور مثال هلند حدود %۹۴ آفریقیای جنوبی حدود %۹۲ چین حدود ۷۷ % و استرالیا حدود ۷۶ % از برق خود را با استفاده از سوختن این سوخت فسیلی تولید می‌کنند.

این ماده نقش مهمی را در قرن‌های اخیر ایفا کرده است، نه فقط به خاطر تولید برق بلکه به خاطر نقش مهمی که در تولید فولاد، سیمان و سایر فعالیت‌های صنعتی داشته است.

ترکیب کاربرد‌های زغال سنگ

زغالسنگ خام به عنوان کلیدی‌ترین منبع تامین انرژی به دو دسته کلی زغال سنگ حرارتی و زغال سنگ کک شو تقسیم بندی می‌شود:

زغالسنگ کک شو (Metallurgical Coal)

یا زغال سنگ متالوژی یکی از کاربردی‌ترین سنگ‌های معدنی است. زغالسنگ متالوژی یا زغال سنگ کک شو درجه‌ای از زغالسنگ است که می‌تواند برای تولید کک با کیفیت مناسب مورد استفاده قرار گیرد. کک یک سوخت اساسی و واکنش دهنده در فرآیند ذوب در کوره برای ساخت فلز اولیه است. تقاضا برای زغالسنگ متالوژی به شدت با تقاضای فولاد هماهنگ است.

زغالسنگ حرارتی (Thermal Coal)

این زغال سنگ به نسبت زغالسنگ کک شو از درصد پایین تری کربن برخوردار است و از همین جهت دارای قیمت مناسب تری است. این نوع زغالسنگ از نظر ظاهری هیچ تفاوتی با زغال سنگ کک شو ندارد د به همین جهت در موارد بی شماری به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی، بیشترین مصرف انرژی به ترتیب مربوط به نفت و زغالسنگ و گاز بوده است که نشان از اهمیت بالای زغالسنگ در جهان دارد.

به گزارش آژانس بین المللی انرژی، تقاضای جهانی برای زغال سنگ در نیمه اول سال ۲۰۲۳ حدود ۱.۵ درصد رشد داشته و به میزان حدود ۴.۷ میلیارد تن افزای ش یافته است. این افزایش نسبی در تقاضا به افزایش ۱ درصدی در تولید برق و ۲ درصدی در مصارف صنعت‌ی غیر برقی برمیگردد. زغال سنگ در سراسر جهان کاربرد‌های صنعتی گسترد‌های دارد.

در درجه اول، به عنوان منبع سوخت برای تولید برق مورد استفاده قرار میگیرد و تقریباً ۳۵ درصد از تولید برق جهان از طریق این منبع انرژی صورت می‌پذیرد. زغال سنگ به صورت اساسی در دیگ‌ها به احتراق درآمده و توربین‌ها را برای تولید برق به حرکت درمی آورد.

اما نکته قابل توجهی که وجود دارد روند نزولی سهم سوخت‌های فسیلی از کل مصارف و جایگزینی آن با منابع تجدیدپذیر میباشد که با توجه به بکارگیری سیاست‌های زیست محیطی انتظار کاهش ملایم در طول سال‌های آینده می‌رود.

ذخایر زغال سنگ در جهان ۲۰۲۳ (میلیون تن)

بیش از ۹۰ درصد از کل ذخایر اثبات شده زغال سنگ جهان تنها در ده کشور قرار دارد.

کشور‌های ایالات متحده آمریکا، استرالیا، چین و هند به تنهایی دارای ۶۲ درصد از ذخایر زغال سنگ در جهان می‌باشند.

چین: چین بزرگترین تولیدکننده زغال سنگ است که حدود نیمی از کل تولید زغال سنگ جهان را به خود اختصاص داده است. این کشور برای تولید برق و مصارف صنعتی به شدت به زغال سنگ متکی است

هند: هند دومین تولید کننده زغال سنگ در جهان است و برای تولید انرژی و اهداف صنعتی به زغال سنگ متکی است

ایالت متحده: ایالت متحده یکی از تولیدکنندگان برتر زغال سنگ است، اما در سال‌های اخیر به دلیل تغییر به سمت منابع انرژی پاک تر، تولید زغال سنگ خود را کاهش داده است

اندونزی: اندونزی بزرگترین صادرکننده زغال سنگ در جهان است و دارای ذخایر زغال سنگ قابل توجهی است که آن را به یک بازیگر اصلی در صنعت زغال سنگ تبدیل کرده است

استرالیا: استرالیا پنجمین تولیدکننده بزرگ زغال سنگ است و دارای ذخایر بزرگ زغال سنگ است که عمدتاً در ایالت کوئینزلند واقع شده است.

مصارف زغالسنگ

۱. تولید فولاد: زغال سنگ به عنوان عامل کاهنده اکسیژن در فرآیند تولید فولاد استفاده میشود. این عمل باعث حذف اکسیژن از سنگ آهن میشود و تبدیل آن به آهن مذاب را تسهیل می‌کند. حدود ۷۰ در صد از تولید جهان‌ی فوالد به زغال سنگ وابسته است

۲. تولید سیمان: زغال سنگ در فرآیند تولید سیمان به عنوان منبع حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این منبع انرژی دمای بالای لازم را برای فاز کلسیناسیون فراهم می‌کند که در آن سنگ آهک به آهک تبدیل میشود. حدود ۲۰ درصد از کل انرژی مصرف‌ی در تولید سیمان به زغال سنگ تعلق دارد.

۳. صنایع شیمیایی: زغال سنگ به عنوان ماده اولیه در تولید مواد شیمیایی مختلف از جمله آمونیاک، متانول و الیاف مصنوعی استفاده می‌شود. این منبع انرژی به گاز سنتز شده تبدیل می‌شود و در فرآیند‌های شیمیایی مختلف استفاده می‌شود.

قیمت سوخت نقش مهمی در هزینه استخراج بعضی کشور‌ها دارد چنانکه در کشور‌هایی مانند کلمبیا و اندونزی نقش اساسی در سود ساز بودن و بصرفه بودن فعالیت دارند. اگرچه که در بعضی کشور‌ها مانند چین این هزینه پایین میباشد.

با توجه به پاندامیک کوید ۱۹ در ۲۰۲۰ که باعث کاهش در قیمت‌های جهانی شده بود، ولی همچنان سهم سوخت در هزینه استخراج تقریبا ثابت مانده است.

هزینه نیروی کار نقشی مهم و اساسی میان کشور‌های تولیدکننده دارد و تاثیر زیادی روی رقابت پذیری آن‌ها در صادرات محصول میگذارد.

هزینه نیروی کار در سال ۲۰۲۱ در کشور‌های استرالیا، روسیه، آفریقای جنوبی و چین افزایش داشته که بخش زیادی از این افزایش بخاطر افزایش در قیمت نسبی ارز رایج کشور نسبت به دلار میباشد. در سال ۲۰۲۲ نیز در اکثر کشور‌های صادرکننده نیز قیمت نیروی کار افزایش داشته که دلیل آن اشتیاق شرکت‌ها برای افزایش در تولید و به تبع آن افزایش در نیروی کار استخدامی به قیمت‌های بالاتر بوده است.

سوخت‌های فسیلی در چند سال اخیر مشکالت زیست محیطی را تشدید کرده اند و به همین دلیل بسیاری از کشور‌های توسعه یافته سعی در کاهش تولید و مصرف زغال سنگ دارند. این اقدامات در چارچوب سیاست‌های کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای انجام می‌شوند.

با این حال، به دلیل تقاضای همچنان قوی و عدم وجود جایگزین کافی، تولید زغال سنگ همچنان ادامه دارد و حتی در برخی نقاط به افزایش میبابد. با این حال، این سیاست‌ها به نام “کربن صفر” نشان از تحولات مهمی در این زمینه دارند.

سیاستگذاران در بسیاری از کشور‌ها به دنبال راه حل‌هایی برای کاهش وابستگی به زغال سنگ و کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای هستند. این سیاست‌ها میتوانند به پیشرفت‌های قابل توجهی در جهت حفاظت از محیط زیست و کاهش اثرات تغییرات اقلیمی منجر شوند، حتی اگر تأثیرات آن‌ها در کوتاه مدت قابل مشاهده نباشد.

با توجه به تأثیرات مخرب سوخت‌های فسیلی، بسیاری از کشور‌ها تصمیمات جدی برای محدودسازی و جایگزینی استفاده از زغال سنگ و سایر سوخت‌های فسیلی با منابع انرژی پاک‌تر و دوستدار محیط زیست گرفته اند. این اقدامات شامل:

– ترویج استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند نیروی خورشیدی و باد

– افزایش کاربرد خودرو‌های الکتریکی

– توسعه فناوری‌های کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای

کربن و میزان انرژیزغالسنگ یکی از مهم‌ترین سوخت‌های فسیلی است که در دسته مواد رسوبی طبقه بندی می‌شود. ماده‌ای غنی از کربن که معمولا قهوه‌ای یا سیاه اسیت. حدود ۴۰ درصد از برق در سراسر دنیا از طریق سوختن آن تولید می‌شود. این آمار در بعضی از کشور‌ها بسیار بیشتر است، به طور مثال هلند حدود %۹۴ آفریقیای جنوبی حدود %۹۲ چین حدود ۷۷ % و استرالیا حدود ۷۶ % از برق خود را با استفاده از سوختن این سوخت فسیلی تولید می‌کنند.

این ماده نقش مهمی را در قرن‌های اخیر ایفا کرده است، نه فقط به خاطر تولید برق بلکه به خاطر نقش مهمی که در تولید فولاد، سیمان و سایر فعالیت‌های صنعتی داشته است.

ترکیب کاربرد‌های زغال سنگ

زغالسنگ خام به عنوان کلیدی‌ترین منبع تامین انرژی به دو دسته کلی زغال سنگ حرارتی و زغال سنگ کک شو تقسیم بندی می‌شود:

زغالسنگ کک شو (Metallurgical Coal)

یا زغال سنگ متالوژی یکی از کاربردی‌ترین سنگ‌های معدنی است. زغالسنگ متالوژی یا زغال سنگ کک شو درجه‌ای از زغالسنگ است که می‌تواند برای تولید کک با کیفیت مناسب مورد استفاده قرار گیرد. کک یک سوخت اساسی و واکنش دهنده در فرآیند ذوب در کوره برای ساخت فلز اولیه است. تقاضا برای زغالسنگ متالوژی به شدت با تقاضای فولاد هماهنگ است.

زغالسنگ حرارتی (Thermal Coal)

این زغال سنگ به نسبت زغالسنگ کک شو از درصد پایین تری کربن برخوردار است و از همین جهت دارای قیمت مناسب تری است. این نوع زغالسنگ از نظر ظاهری هیچ تفاوتی با زغال سنگ کک شو ندارد د به همین جهت در موارد بی شماری به جای یکدیگر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی، بیشترین مصرف انرژی به ترتیب مربوط به نفت و زغالسنگ و گاز بوده است که نشان از اهمیت بالای زغالسنگ در جهان دارد.

به گزارش آژانس بین المللی انرژی، تقاضای جهانی برای زغال سنگ در نیمه اول سال ۲۰۲۳ حدود ۱.۵ درصد رشد داشته و به میزان حدود ۴.۷ میلیارد تن افزای ش یافته است. این افزایش نسبی در تقاضا به افزایش ۱ درصدی در تولید برق و ۲ درصدی در مصارف صنعت‌ی غیر برقی برمیگردد. زغال سنگ در سراسر جهان کاربرد‌های صنعتی گسترد‌های دارد.

در درجه اول، به عنوان منبع سوخت برای تولید برق مورد استفاده قرار میگیرد و تقریباً ۳۵ درصد از تولید برق جهان از طریق این منبع انرژی صورت می‌پذیرد. زغال سنگ به صورت اساسی در دیگ‌ها به احتراق درآمده و توربین‌ها را برای تولید برق به حرکت درمی آورد.

اما نکته قابل توجهی که وجود دارد روند نزولی سهم سوخت‌های فسیلی از کل مصارف و جایگزینی آن با منابع تجدیدپذیر میباشد که با توجه به بکارگیری سیاست‌های زیست محیطی انتظار کاهش ملایم در طول سال‌های آینده می‌رود.

ذخایر زغال سنگ در جهان ۲۰۲۳ (میلیون تن)

بیش از ۹۰ درصد از کل ذخایر اثبات شده زغال سنگ جهان تنها در ده کشور قرار دارد.

کشور‌های ایالات متحده آمریکا، استرالیا، چین و هند به تنهایی دارای ۶۲ درصد از ذخایر زغال سنگ در جهان می‌باشند.

چین: چین بزرگترین تولیدکننده زغال سنگ است که حدود نیمی از کل تولید زغال سنگ جهان را به خود اختصاص داده است. این کشور برای تولید برق و مصارف صنعتی به شدت به زغال سنگ متکی است.

هند: هند دومین تولید کننده زغال سنگ در جهان است و برای تولید انرژی و اهداف صنعتی به زغال سنگ متکی است

ایالت متحده: ایالت متحده یکی از تولیدکنندگان برتر زغال سنگ است، اما در سال‌های اخیر به دلیل تغییر به سمت منابع انرژی پاک تر، تولید زغال سنگ خود را کاهش داده است

اندونزی: اندونزی بزرگترین صادرکننده زغال سنگ در جهان است و دارای ذخایر زغال سنگ قابل توجهی است که آن را به یک بازیگر اصلی در صنعت زغال سنگ تبدیل کرده است

استرالیا: استرالیا پنجمین تولیدکننده بزرگ زغال سنگ است و دارای ذخایر بزرگ زغال سنگ است که عمدتاً در ایالت کوئینزلند واقع شده است
مصارف زغالسنگ

۱. تولید فولاد: زغال سنگ به عنوان عامل کاهنده اکسیژن در فرآیند تولید فولاد استفاده میشود. این عمل باعث حذف اکسیژن از سنگ آهن میشود و تبدیل آن به آهن مذاب را تسهیل می‌کند. حدود ۷۰ در صد از تولید جهان‌ی فوالد به زغال سنگ وابسته است

۲. تولید سیمان: زغال سنگ در فرآیند تولید سیمان به عنوان منبع حرارت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این منبع انرژی دمای بالای لازم را برای فاز کلسیناسیون فراهم می‌کند که در آن سنگ آهک به آهک تبدیل میشود. حدود ۲۰ درصد از کل انرژی مصرف‌ی در تولید سیمان به زغال سنگ تعلق دارد.

۳. صنایع شیمیایی: زغال سنگ به عنوان ماده اولیه در تولید مواد شیمیایی مختلف از جمله آمونیاک، متانول و الیاف مصنوعی استفاده می‌شود. این منبع انرژی به گاز سنتز شده تبدیل می‌شود و در فرآیند‌های شیمیایی مختلف استفاده می‌شود.

قیمت سوخت نقش مهمی در هزینه استخراج بعضی کشور‌ها دارد چنانکه در کشور‌هایی مانند کلمبیا و اندونزی نقش اساسی در سود ساز بودن و بصرفه بودن فعالیت دارند. اگرچه که در بعضی کشور‌ها مانند چین این هزینه پایین میباشد.

با توجه به پاندامیک کوید ۱۹ در ۲۰۲۰ که باعث کاهش در قیمت‌های جهانی شده بود، ولی همچنان سهم سوخت در هزینه استخراج تقریبا ثابت مانده است.

هزینه نیروی کار نقشی مهم و اساسی میان کشور‌های تولیدکننده دارد و تاثیر زیادی روی رقابت پذیری آن‌ها در صادرات محصول میگذارد.

هزینه نیروی کار در سال ۲۰۲۱ در کشور‌های استرالیا، روسیه، آفریقای جنوبی و چین افزایش داشته که بخش زیادی از این افزایش بخاطر افزایش در قیمت نسبی ارز رایج کشور نسبت به دلار میباشد. در سال ۲۰۲۲ نیز در اکثر کشور‌های صادرکننده نیز قیمت نیروی کار افزایش داشته که دلیل آن اشتیاق شرکت‌ها برای افزایش در تولید و به تبع آن افزایش در نیروی کار استخدامی به قیمت‌های بالاتر بوده است.

سوخت‌های فسیلی در چند سال اخیر مشکالت زیست محیطی را تشدید کرده اند و به همین دلیل بسیاری از کشور‌های توسعه یافته سعی در کاهش تولید و مصرف زغال سنگ دارند. این اقدامات در چارچوب سیاست‌های کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای انجام می‌شوند.

با این حال، به دلیل تقاضای همچنان قوی و عدم وجود جایگزین کافی، تولید زغال سنگ همچنان ادامه دارد و حتی در برخی نقاط به افزایش میبابد. با این حال، این سیاست‌ها به نام “کربن صفر” نشان از تحولات مهمی در این زمینه دارند.

سیاستگذاران در بسیاری از کشور‌ها به دنبال راه حل‌هایی برای کاهش وابستگی به زغال سنگ و کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای هستند. این سیاست‌ها میتوانند به پیشرفت‌های قابل توجهی در جهت حفاظت از محیط زیست و کاهش اثرات تغییرات اقلیمی منجر شوند، حتی اگر تأثیرات آن‌ها در کوتاه مدت قابل مشاهده نباشد.

با توجه به تأثیرات مخرب سوخت‌های فسیلی، بسیاری از کشور‌ها تصمیمات جدی برای محدودسازی و جایگزینی استفاده از زغال سنگ و سایر سوخت‌های فسیلی با منابع انرژی پاک‌تر و دوستدار محیط زیست گرفته اند. این اقدامات شامل:

– ترویج استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر مانند نیروی خورشیدی و باد

– افزایش کاربرد خودرو‌های الکتریکی

– توسعه فناوری‌های کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای