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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?

科技 2024-8-24 00:42 680人浏览 0人回复
摘要

在这个科技飞速发展的期间,我们似乎已经风俗了各种新型能源的身影,太阳能板在屋顶上闪耀,风力发电机在原野上旋转,核电站的冷却塔冒着白色蒸汽。然而,在这些新兴能源的光环下,一位"老先辈"依然冷静地为

在这个科技飞速发展的期间,我们似乎已经风俗了各种新型能源的身影,太阳能板在屋顶上闪耀,风力发电机在原野上旋转,核电站的冷却塔冒着白色蒸汽。

然而,在这些新兴能源的光环下,一位"老先辈"依然冷静地为人类文明提供着源源不停的动力——那就是煤炭。

尽管我们正在积极转向更清洁的能源,但煤炭仍然是全球能源消费的重要组成部分,根据国际能源署(IEA)的数据,2022年全球煤炭消费量达到创记录的81亿吨,比2021年增长1.2%。

这个数字告诉我们,煤炭依然是能源界的"顶流",那么,你知道世界上最大的煤田在哪里吗?它又有什么惊人之处?让我们一起揭开这个地下王国的秘密面纱吧!

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?

阿巴拉契亚煤田

想象一下,如果把整个江苏省变成一片煤田,会是什么样子?

这其实就是阿巴拉契亚煤田的规模,这是一个位于美国东部的超等煤田,高出宾夕法尼亚、西弗吉尼亚、肯塔基等九个州,面积达到约18万平方公里,相称于不到两个江苏省的面积。

这个庞大的煤田从东北向西南延伸,长度凌驾1200公里,宽度在50-300公里之间,更令人惊叹的是,盘算深度这个煤田最厚处大约可达1800米。

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阿巴拉契亚煤田的储量同样令人咋舌,据美国地质调查局(USGS)估计,这个煤田蕴藏着凌驾316.8GT(而1GT指的是10的九次方吨)煤炭,占美国天下总资源量的9%。

要知道,全球每年的煤炭斲丧量约为81亿吨,换句话说,即使全世界只靠阿巴拉契亚煤田供应,也能坚持37年之久!

这个"玄色宝藏"的开发历史可以追溯到18世纪中期,1750年,宾夕法尼亚州的一位铁匠初次发现了这里的煤炭资源。

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从当时起,它就开始为人类提供能源,至今已有近300年的历史,尽管如此,它仍然生气勃勃,每年为美国提供约3.3亿吨煤炭,占美国煤炭总产量的一半左右。

韶光机启动:回到3亿年前的"植物王国"

你大概会问,这么大的煤田是怎么形成的?难道是史前文明在地下埋了一个巨大的煤炭仓库?

固然这个想法很有创意,但地质学家们给出的表明大概更让你惊奇:这个庞大的煤田,其实是由远古时期的植物形成的!

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让我们乘坐韶光机,回到3亿多年前的石炭纪,当时的地球可不是如今这个样子,大气中的二氧化碳含量高达1500ppm,是如今的近4倍。

气候温暖湿润,氛围中的氧气含量高达35%,远高于如今的21%,在这种情况下,植物疯狂生长,形成了大片的森林和沼泽。

想象一下,你站在石炭纪的森林里,周围是高达30米的巨型鳞木,粗壮的树干直径可达2米,地面上爬满了长达20米的巨型蜈蚣,头顶上飞过翼展达75厘米的巨型蜻蜓。

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这些植物生长、殒命,然后被埋在沼泽中,由于当时的微生物还没有进化出分解木质素的能力,这些植物残骸没有被完全分解,而是慢慢积聚起来。

随着时间推移,这些植物残骸被越来越厚的沉积物覆盖,逐渐沉入地下,在高温、高压和缺氧的情况中,它们履历了一系列复杂的物理和化学变革,终极转化为我们今天看到的煤炭。

这个过程可不是一朝一夕的事,而是连续了数百万年之久。

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有趣的是,科学家们估计,形成1米厚的烟煤,必要大约20米厚的原始植物质料,换句话说,如果你看到一块1米厚的煤,它大概代表了20米高的远古森林!

想象一下,当你手握一块煤时,你其实是在触摸3亿年前的树木和蕨类植物,是不是感觉很神奇?

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阿巴拉契亚煤田:美国工业的"玄色引擎"

阿巴拉契亚煤田不但仅是一个巨大的煤炭储存库,它更是美国工业发展的重要推动力,这里的煤炭质量相称精彩,主要是烟煤和无烟煤,热值高,杂质少,是理想的发电和炼钢质料。

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正是因为这个缘故起因,美国的主要钢铁、电力和化工财产都会合在这个煤田周围,匹兹堡,这个被称为"钢铁城"的都会,就坐落在阿巴拉契亚煤田的北部。

19世纪末20世纪初,匹兹堡生产的钢铁占美国总产量的一半以上,为美国的工业化做出了巨大贡献。

更让人惊奇的是,阿巴拉契亚煤田的开采条件异常优越,煤层的大部分间隔地面较近,最浅的地方只有1.7米,最深的地段也不过是100米左右。

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这意味着开采本钱大大低落,服从也大幅提高,相比之下,中国的煤矿平均开采深度已经凌驾600米,有些甚至达到1500米以上。

此外,这个煤田的瓦斯含量极低,远低于7.85立方米每吨的平均标准,大大低落了开采的安全风险,难怪阿巴拉契亚煤田被称为是"老天赏饭吃"的宝地。

然而,煤炭开采也给这个地域带来了严重的情况题目,山顶移除式开采(MTR)是一种常用的露天开采方法,它通过炸毁山顶来直接打仗煤层。

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这种方法固然服从高,但对生态情况造成了巨大粉碎,据估计,自1970年代以来,阿巴拉契亚地域已有凌驾500座山峰被"削平"。

此外,煤矿酸性排水也是一个严重题目,当煤矿中的硫化物与氛围和水打仗时,会形成硫酸,这种酸性水会污染周围的河流和地下水。

据美国情况保护署(EPA)统计,阿巴拉契亚地域有凌驾12000公里的河流受到煤矿酸性排水的影响。

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中国的"煤炭王国":鄂尔多斯盆

说到这里,你大概会问,中国有没有这样的"宝藏"呢?答案是肯定的!我们同样拥有世界级的煤田,其中最闻名的就是神府东胜煤田。

神府东胜煤田属于鄂尔多斯盆,而鄂尔多斯盆职位于内蒙古、陕西、甘肃、山西和宁夏接壤处,面积达37万平方公里,比阿巴拉契亚煤田还要大。

这个盆地蕴藏着丰富的煤炭资源,据中国地质调查局估计,这里的煤炭总资源量高达6.4万亿吨。

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鄂尔多斯盆地的煤炭资源不但数量惊人,质量也相称良好,这里的煤主要是优质的不粘煤和长焰煤,热值高,灰分和硫分低,非常适适用于发电和化工。

特别是神东矿区的煤,被誉为"中国最好的煤",如果把鄂尔多斯盆地的煤炭资源量换算成电量,大约有20万亿度电。

假设一个家庭天天使用10度电,这个盆地的资源可以供应54亿个家庭使用一年!按照中国每年使用40亿吨煤炭的速度,仅鄂尔多斯盆地就可以为中国提供约54年的煤炭使用资源。

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鄂尔多斯盆地的开发始于20世纪50年代,但真正的大规模开发是在21世纪初开始的,2002年,神华集团(现为国家能源集团)在这里创建了世界上最大的煤炭基地——神东煤炭基地。

这个基地年产煤炭凌驾3亿吨,相称于整个德国的年产量,然而,鄂尔多斯盆地的开发也面临着严肃的情况挑衅。

这个地域原来就是干旱少雨的生态脆弱区,大规模的煤炭开采加剧了水资源短缺和地皮沙化题目。

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据统计,鄂尔多斯市的地下水位以每年1-3米的速度下降,一些地方甚至出现了地面沉降。

此外,煤炭开采也导致了大量的温室气体排放,根据国际能源署的数据,中国的煤炭开采和使用占天下二氧化碳排放量的约70%。

怎样在经济发展和情况保护之间找到均衡,成为了中国面临的一大挑衅。

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煤炭资源的公道使用

固然煤炭资源丰富,但我们必须认识到,它是不可再生资源,一旦开采出来就无法再生,而且,煤炭的开采和使用也带来了严重的情况题目,如氛围污染、水污染和温室气体排放等。

因此,怎样公道使用煤炭资源,成为了一个重要的课题,我们必要在以下几个方面做出积极:

1.提高煤炭使用服从:发展清洁煤技能,提高煤炭的燃烧服从,淘汰污染排放。

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例如,超临界发电技能可以将煤炭发电服从提高到45%以上,比传统的亚临界发电技能高出10个百分点。

2. 优化能源布局:积极发展太阳能、风能等可再生能源,渐渐淘汰对煤炭的依靠,中国已经成为世界上最大的可再生能源投资国,2022年可再生能源发电量占总发电量的31.6%。

3. 加强情况保护:在煤炭开采和使用过程中,接纳严格的环保措施,最大限度地淘汰对情况的影响,例如,实施矿区生态规复,管理煤矿酸性排水,控制煤矿瓦斯排放等。

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4. 推动技能创新:加大对煤矿开采和使用技能的研发投入,提高煤炭的开采服从和使用服从,例如,发展智能化开采技能,推广煤炭地下气化技能等。

5.发展循环经济:探索煤炭资源的综合使用,如煤矸石制砖、粉煤灰制水泥等,实现资源的最大化使用。

据统计,中国每年产生约7亿吨煤矸石,如果能够充分使用,可以创造巨大的经济价值。

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6.碳捕捉与封存(CCS):这是一种将二氧化碳从工业和能源干系源中分离出来,运输到储存所在并长期与大气隔离的技能。

固然目前本钱还比力高,但随着技能的进步,CCS有望成为淘汰煤炭使用碳排放的重要本领。

7.煤炭清洁使用:除了发电,煤炭还可以用于生产化学品和液体燃料,例如,煤制油技能可以将煤炭转化为汽油、柴油等液体燃料,淘汰对石油的依靠。

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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。

8. 国际合作:煤炭资源的公道使用是一个全球性的题目,必要各国携手合作,例如,中美清洁能源研究中心(CERC)就致力于推动两国在清洁煤技能方面的合作研究。

结语

从远古时期的植物王国,到今天的能源支柱,煤炭见证了地球的沧桑变迁,也推动了人类文明的飞速发展。

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?

阿巴拉契亚煤田和鄂尔多斯盆地这样的超等煤田,无疑是大自然赐予人类的珍贵礼品。

然而,我们也要清醒地认识到,煤炭资源是有限的,而地球情况的承载能力也是有限的。

怎样在发展经济和保护情况之间找到均衡,怎样更加智慧地使用这些宝贵的资源,是我们这一代人面临的重要挑衅。

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?

未来,随着新能源技能的发展,煤炭在能源布局中的比庞大概会渐渐低落,但在相称长的一段时间内,它仍将是我们不可或缺的能源来源。

让我们共同积极,谱写煤炭与人类文明共同进步的新篇章。在这个过程中,我们必要智慧、创新,更必要对地球和子女的责任感。

只有这样,我们才气真正实现煤炭资源的可连续使用,为人类文明的永续发展做出贡献。

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?

参考资料

泰田环能 - 能源科普:煤炭是怎么形成的

中国煤炭工业协会 - 全球主要煤炭生产国资源分布情况

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