Периодически в СМИ говорят что-то вроде: "На котельной города N-ска не хватает угля" или "геологи нашли новые залежи каменного угля". А вы когда-нибудь задумывались, что речь идёт о настоящем природном чуде? То, что раньше росло, дышало и шелестело превратилось в холодную твёрдую массу, которую ещё можно растопить в особой печи. И ведь действительно, это сверхценное твёрдое горючее полезное ископаемое - часть древних лесов, которые когда-то были похожи на наши современные леса. Но благоприятные обстоятельства и мерное течение миллионов лет превратили их в то, что по настоящий день питает теплом квартиру любого многоквартирного дома.
Сегодня мы посмотрим на каменный уголь как на явление. И эта статья - ещё одно напоминание о том, насколько живой и чувствующей является наша планета. Надо просто смотреть шире и видеть даже в обычном чернозёме или каменном угле прошлую жизнь, которая даёт силы и ресурсы жизни нынешней.
Ценность ресурса в Античное время
Ещё в древнем мире о свойствах каменного угля знали древние учёные. Самые первые упоминания в письменных источниках связывают с ещё с Аристотелем и относят к IV веку до нашей эры. Следующий след - уже монументальная работа его ученика - Теофраста Эресского, который в своём "Трактате о камне" написал пугающе современные строчки:
"Данные ископаемые вещества носят название угля. И вспыхивают и горят подобно древесному углю".
Первыми, кто догадался использовать каменный уголь для нужд отопления - древние римляне. Находясь на территории хладной Великобритании они были вынуждены придумывать какой-то новый способ отопления крепостей и укреплённых лагерей. Примерно в это же время - в I веке до нашей эры, на другом конце света, в китайской провинции Юньнань, была придумана технология нагрева каменного угля без доступа воздуха для получения кокса - твёрдого топлива которым можно раскалить и металл.
Состав каменного угля
В каменном угле немало сторонних примесей. Но основа - органическое вещество. И вот это органическое вещество на 1,5 - 15% состоит из кислорода, 2,5 - 5,7% из водорода и на 75-92% из углерода. Как правило, пласт каменного угля представляет собой либо сравнительно небольшие слои, либо линзы в других породах. Глубина нахождения - от присутствия на поверхности, до 2,5 тысяч метров вглубь.
Всё, что сегодня горит на котельных или в доменных печах появилось во времена карбона, перми или юре. То есть от 358,86 до 145 миллионов лет назад. Естественно, уголь неоднороден по своей ценности. И главные качества, определяющие ценность - коксовая способность и индекс Рога.
Каменный уголь глобально подразделяется на матовый, полуматовый, полублестящий и блестящий. Блестящий - лучший, ибо содержит наименьшее число минеральных примесей и даёт минимум золы. Так что шлак на ближайшей котельной - это древние каменные породы, которые "так и не научились гореть", даже соседствуя с органикой миллионы лет.
Появление каменного угля
Чтобы каменный уголь появился и сохранил свои свойства, нужно большое количество благоприятных обстоятельств. Одно из них - наличие древнего болота и приличного слоя торфа, который сам по себе является глубоким перегноем большого количества растений. И благо, что при динозаврах климат способствовал образованию большого количества болот и болотных водоёмов.
Для того, чтобы торф превратился в каменный уголь, ему нужно опуститься глубоко под землю и подвергнуться воздействию большого давления и температуры. Это позволяет растительным остаткам - лигниту, обретать новые свойства. Но "с оглядкой" на микроорганизмы Methermicoccus shengliensis, которые как-то участвуют в процессе.
Почему "как-то"? Потому что речь идёт об исследовательской сенсации от 2021 года, ибо раньше считалось, что процесс образования каменного угля состоит исключительно из физико-химических процессов. И только сравнительно недавно была обнаружена деятельность микроорганизмов, без которых лигнит стал бы максимум окаменелостью, без сохранения нужных свойств горения.
В любом случае каменный уголь, посредством воздействия серии явлений под научным названием "региональный метаморфизм угля", меняет свои свойства на молекулярном уровне и мало напоминает торф. И не капли не напоминает растения, некогда его сложившие.
Антрацит - высшая стадия метаморфизма и уголь высочайшего качества, наиболее интересный для современной теплоэнергетики. У него ярко выражена кристаллическая структура графита, наивысшая жирность и наименьшее число "пустых" минеральных примесей.
Экономика каменного угля
Кто бы и что не говорил о возможном переходе мировой энергетики на силу ветра и солнечного света, каменный уголь по-прежнему входит в 20-ку наиболее торгуемых товаров на мировом рынке. Ежегодно уголь продаётся на сумму от 120 до 130 миллиардов долларов США и даже не думает отступать со своих экономических позиций.
Если разбирать сумму на составляющие, то выходит, что Австралия поставляет на мировой рынок 39% каменного угля. Следом идёт Индонезия со своими 16%. И только потом Россия с 13%. Наибольшее число продукции потребляет Япония - 16%; Индия - лишь на несколько сотых меньше и Китай с 15%.
Помимо своей энергетической функции, на уровне полукокса или кокса, каменный угол позволяет производить огромную линейку продукции: краски, лаки, синтетические волокна, пластмассы, нафталин и многое другое.
Интересно, что сегодня активно обсуждается и разрабатывается технология переработки каменного угля в жидкое топливо. Да, для этого потребуется сложная химическая и термохимическая обработка. Но это же позволит снизить вред для окружающей среды и подарить человечеству огромное количество энергии на улучшение качества жизни или на огромные свершения и прорывы в науке.
Вот такое вот чудо есть прямо у нас под ногами - каменный уголь. И если вам доведётся подержать в руках хотя бы маленький кусочек, то постарайтесь мысленно окинуть толщи времени и тяжесть процессов, которые позволили павшим растениям сформироваться в нечто, что помогло человечеству сделать весомый шаг вперёд в технологиях и в деле индустриализации.
С уважением, Иван Вологдин
Дорогие друзья! Теперь на этой платформе нельзя писать о сложной технике в целом. Статьи уходят в нарушения. Ищем новый формат. Об этих темах теперь только в ТГ, так как выбора нет https://t.me/CulturniyCod
Подписывайтесь на канал «Культурный код», ставьте лайки и пишите комментарии – этим вы очень помогаете в продвижении проекта, над которым мы работаем каждый день.
Прошу обратить внимание и на другие наши проекты - «Танатология» и «Размеренность Бытия». На этих каналах будут концентрироваться статьи о других исторических событиях.