煤炭能源的利與弊

在本指南中,我們列出了煤炭能源的優點和缺點。

本指南是我們整理的一係列指南的一部分不同能源和能源生產方法的優缺點

總結-煤能源的優點和缺點

優點

能提供經濟實惠的電力嗎

一些剩餘的煤炭供應估計高達數百年(基於目前已知的資源)

電力供應基礎設施目前已在許多城市建成化石燃料如煤

不是可變電源(比如太陽能或風能)

具有良好的功率密度/單位功率(特別是黑煤)

空氣過濾器和CCS係統等技術可以捕獲煤炭燃燒產生的空氣汙染物和排放物

煤可以轉化成不同類型的燃料

燃煤發電廠的電力有時比天然氣發電廠的電力價格更低

在中國等主要國家提供大量就業和收入

已經並將繼續為主要國家的經濟增長作出貢獻

能否幫助各國更好地從其他國家獲得能源獨立

在某些情況下,燃煤造成的實際空氣汙染可能比報道的要低

一些估算的汞排放量可能也沒有報道的那麼高

煤矸石副產品可用於其他用途

缺點

盡管煤炭本身很便宜,但在一些國家,煤炭得到了大量補貼(有時還受到保護)(這有助於保持煤炭價格的競爭力)。

有限是一種資源嗎化石燃料不是一種可再生能源

與一些可再生能源不同,發電廠的煤炭供應需要補充

排放溫室氣體,和它是所有能源中碳足跡最高的能源之一(在煤礦開采過程中會泄漏甲烷)

有助於室外空氣汙染通過釋放各種空氣毒素

空氣汙染煤炭對衛生係統來說是非常昂貴的(並可能導致肺癌和心血管疾病等健康問題)。

燃煤造成的空氣汙染會導致酸雨

煤礦開采會對環境和當地社區造成很大的破壞

燃煤會產生輻射

現在的清潔煤實際上並不“清潔”

碳捕獲技術有其缺陷,增加了煤炭能源和電力的成本

“清潔煤”技術在過去的幾十年裏,研發花費了很多錢

一些“清潔煤”技術並不總是有效的

褐煤是一種效率低下的能源

褐煤長途運輸可能不經濟

煤灰等煤矸石會堆積,甚至汙染環境(正確處理和管理煤矸石也可能成本高昂)。

火力發電廠需要大量的水來冷卻

一些人認為,沒有對排放進行監管的燃煤電廠牌照讓投資者和電廠運營商獲得了汙染環境的“免費通行證”

一些報告指出,煤炭不適合快速增加

一般的總結

煤炭價格便宜,供應廣泛,基礎設施已經到位(世界上許多城市的電網),還有合理數量的資源/供應。

它基本上提供了很多可負擔得起的電力供應,並幫助建立和維持了一段時間的經濟。

然而,它在燃燒過程中釋放的二氧化碳和空氣毒素被視為一個主要問題(當過濾器和碳捕獲設備沒有特別使用時),煤炭開采也會導致負麵影響

由於氣候變化和空氣汙染,像中國這樣的國家正試圖過渡到其他形式的能源(除了煤炭),如天然氣,以及可再生能源,如太陽能和風能。

目前,煤炭可能會帶來一些主要的經濟和社會效益,一些主要經濟體可能依賴它,但盡快過渡到更清潔和更可再生的能源似乎是一個明智的策略,可以對衝和防止一些主要的不利因素。

*注意-以上的優點和缺點是廣泛的概括。

顯然,每個特定的能源項目都有不同的變量影響最終的利弊(比如減少燃煤電廠排放的新技術隻是眾多例子之一)。

每個能源項目和情況(在不同的國家和城市)應該單獨分析。

話雖如此,關於不同能源的利弊的一些廣泛的原則和模式也趨於一致。

什麼是煤炭能源?

煤是一種黑色或棕黑色的可燃沉積岩,煤主要由碳以及氫、氮、硫和氧等其他元素組成(alternative-energies.net)。

一旦煤炭被開采/開采,就需要進行清潔(去除不需要的物質)和加工,然後才能運輸給消費者使用能源。

煤的主要用途之一是發電。

在火電廠,煤被燃燒,把水變成高壓蒸汽,蒸汽帶動渦輪機發電。

煤炭能源專業人士

具有成本效益並能提供可負擔的電力

通常是一種較便宜的能源形式,因為煤的能量密度與每單位重量的成本相比較。

褐煤尤其便宜。

如果不考慮補貼,一些消息來源表明,在世界上一些地方,褐煤能源每兆瓦時的價格約為30美元,而太陽能每兆瓦時的價格約為70- 80美元。

然而,價格最終會取決於各種因素,如市場、能源組合、地理位置和其他因素。

一些估計表明,煤炭的供應還算合理

根據一項估計在美國,目前的煤炭儲備可以為世界提供一個多世紀的能源,而美國的煤炭儲備可以持續400多年。

許多城市目前的基礎設施是為煤炭和化石燃料而建立的

在中國等主要國家,現有的基礎設施是為煤炭和化石燃料能源而建立的。

另一方麵,由於沒有相應的基礎設施,太陽能和風能的裝機容量可能會麵臨能源損失。

煤電不像一些可再生能源是可變的

例如,太陽能和風能會因其對天氣條件的依賴而變化。

另一方麵,隻要煤可以燃燒,煤就可以提供恒定的能量。

非可變能源還有其他好處,比如不需要儲能或備用能源

煤具有良好的能量密度

與其他能源相比,煤通常具有良好的能量密度,如果以每單位十億焦耳或微焦耳計算的話

與褐煤相比,黑煤在加熱/燃燒時可能有更好的能量密度,因為它含有更少的水分和更多的碳

現有的技術和設備可以捕獲燃煤電廠的空氣汙染物和排放物

例如,過濾器(和其他設備)可以在空氣汙染物進入大氣之前捕獲它們

此外,碳捕獲裝置可以在二氧化碳進入大氣之前捕獲二氧化碳,而碳存儲可以用於將碳儲存在地下。

還有其他CCS技術可以從煤炭能源中捕獲碳。

煤可以轉化成不同種類的燃料

煤可以轉化為氣體,也可以轉化為液體。

這種轉換的另一個好處是,煤炭能源比在自然狀態下燃燒時燃燒得更清潔。

新燃煤電廠的電價可能比燃氣電廠便宜

(一些專家)估計,超超臨界燃煤電廠的發電成本約為每兆瓦時40美元至78美元,而燃氣電廠的發電成本為每兆瓦時69美元至115美元。

提供重要就業機會

與天然氣和石油一樣,煤炭行業提供了大量就業機會。

一種是直接就業,另一種是間接就業即所有與煤炭行業無關的人的就業,但他們是煤炭行業的顧問。

在過去幫助經濟增長。&繼續這樣做

發達國家過去從煤炭能源中獲益良多。

它被大量用於發展經濟,並幫助各種工業部門進步和發展。

中國目前在能源結構中仍大量使用煤炭能源,據一些人估計,中國的煤炭裝機容量要到2025年才會達到峰值。

能否為一些國家提供能源獨立

褐煤尤其可以作為國內能源來源,從而使各國不那麼依賴外國能源供應。

例如,德國和波蘭都可以通過使用本國的褐煤來減少對俄羅斯天然氣的依賴

一些與煤炭有關的實際空氣汙染報告比通常報告的要低

燃煤電廠造成的空氣汙染水平比通常報告的要低的例子有:

例如,維多利亞州(在澳大利亞)發電站的排放一度占拉特羅布穀汞總濃度的不到1% (abc.net.au)。

此外,吉普斯蘭(澳大利亞維多利亞州)的褐煤相對不含硫和氮,按重量計算產生的灰分不到5% (dynamicscience.com.au)。

擁有燃煤電廠的城市和地方可能會關注該地區的整體空氣質量和主要空氣毒素和汙染物的濃度,以了解電廠對該地區空氣的健康程度和可呼吸性的影響。

一些對燃煤排放的汞的估計低於通常報道的水平

汞排放也是如此。雖然,它可能取決於地理位置。

一些燃煤電廠汞排放的數據:

[澳大利亞][拉特羅布穀]地區的汞濃度主要受大氣背景和植被、土壤和水的自然排放的影響。[因此,它們不太受煤炭排放的影響]。

維多利亞的褐煤實際上汞含量很低……[而且]澳大利亞的燃煤發電廠[汞排放量]與美國等國家相比相當低(abc.net.au)。

煤矸石副產品可作其他用途

下麵是幾個煤廢料副產品的不同用途的例子。

一般廢物副產品:

(產品的煤炭廢料可能被用於)磚,再生燃料,和一種使用煤飛灰的可持續形式的混凝土(sciencedirect.com和sciencedaily.com)。

粉煤灰:

1999年,歐盟將一半的煤飛灰和底灰用於建築材料(飛灰可替代水泥),並使用了87%的煙氣脫硫產生的石膏(world核.org)。

二氧化碳:

從煤中捕獲的二氧化碳氣體可用於提高石油采收率,在商業基礎上,二氧化碳可以降低石油的粘度,增加其流向采油井。然後將其分離並重新注入(world-nuclear - .org)

煤炭能源的缺點

雖然煤炭很便宜,但在一些國家,它受到了大量補貼和保護

各種報告顯示,與可再生能源和其他能源相比,大多數國家對煤炭、天然氣和石油的補貼和保護力度都更大。

這就給煤炭的實際價格打上了一個星號(剔除補貼、保護主義和多年的發展和投資)。

煤炭是不可再生的,供應有限

供應是有限的,並且預期最終會耗盡在這一點上,我們必須考慮其他形式的能源。

這是與太陽能或風能等可再生能源相比的。

燃煤電廠需要定期加油

燃煤電廠需要用持續的煤炭供應來補充能量。

與太陽能相比,太陽能可以不斷地從太陽吸收能量,而不需要補充燃料。

排放溫室氣體,碳足跡高

二氧化碳是溫室氣體,當煤炭燃燒為燃料,也在采礦/開采過程中排放。

與其他能源相比,煤炭通常是所有能源中碳足跡最高的。

導致室外空氣汙染

煤炭等化石燃料的燃燒是室外空氣汙染的主要原因之一。

煤燃燒時會釋放出氮氧化物和二氧化硫等空氣汙染物。

這會影響空氣質量,也會影響人類健康。

尤其是褐煤會排放重金屬和有毒化學物質(如二氧化硫、汞、顆粒物和氮氧化物)

燃燒的煤的類型可以決定釋放的毒素。

風也可以把空氣汙染物從一個地區帶到另一個地區,因此空氣汙染物的傳播是可能的。

在世界上的一些地方,燃煤電廠造成的空氣汙染以及隨之而來的空氣質量惡化可能沒有得到很好的監測,這加劇了問題的嚴重性。

這隻是煤炭和空氣汙染的一個例子——2016- 2017年,燃煤發電站排放的二氧化氮占澳大利亞總排放量的49%,二氧化硫占總排放量的54%。

城市可能應該看看他們的整體空氣質量水平,糟糕的空氣質量水平可能與該地區的燃煤電廠或化石燃料燃燒有關(交通是另一個常見原因)。

來自煤炭的空氣汙染物有助於酸雨

當煤燃燒時,硫與氧結合,硫氧化物被釋放到大氣中。

在大氣中經過一係列反應後,雨會變成酸性的,這被稱為酸雨。

酸雨會產生一係列的影響。

燃煤電廠的空氣汙染會給社會帶來健康成本

僅在澳大利亞,各種來源表明,社會的保健費用可達數億至數十億美元。

煤礦開采會對環境產生一係列影響

開采煤炭,以及從地下開采不同的礦物會有一係列潛在的負麵環境和其他影響嗎

煤礦開采會危害人體健康健康

煤炭開采的副產品包括砷、二氧化硫、硒和汞。

吸入煤塵的礦工可能會患上一種叫做黑肺病的疾病,這種疾病會使人呼吸困難,降低他們的整體生活質量。

還有每年都要考慮的與煤礦開采有關的傷害和死亡。

燃煤產生輻射

據一些資料顯示,燃煤發電廠燃燒的煤產生的向外輻射比核電站產生的還要多。

這可能會導致當地人群哮喘和肺癌的發病率上升。

現在的“清潔煤炭”實際上並不清潔

它可以是一種比沒有清潔煤炭技術的普通燃煤電廠更清潔的能源形式,但它在運行中仍然比核能和可再生能源嚴重得多。

碳捕獲的全部風險仍不清楚

從煤炭中捕獲碳並將其埋在地下的全部風險尚不清楚。

這是一個長期的潛在問題。

碳捕集和其他“清潔煤”技術可能很昂貴

將目前的燃煤電廠轉化為清潔煤的技術可能會大大增加個人消費者的能源成本。

《生活科學》估計,一些碳捕獲和存儲技術可能會使能源價格提高75%。

舉個例子,使用清潔技術的新燃煤電廠可能很貴,並將更高的煤電價格轉嫁給消費者——“(一些專家)估計,建設一個1000兆瓦的超超臨界燃煤電廠(USC)將花費約22億美元。”

一些“清潔煤”技術並不總是有效的

袋式過濾器(在燃煤電廠上)對被稱為PM 2.5(或小於2.5微米的顆粒物)的[空氣汙染]顆粒效果較差(abc.net.au)。

此外,在世界各地的一些地方,清潔煤電廠在投入使用前不得不關閉,並沒有取得最持續的成功

在過去的幾十年裏,“清潔煤”技術的研發花費了大量的資金

在過去30年裏,大約有500億美元被投入到“傳統”清潔煤炭技術的開發和部署中(wikipedia.org)。

一些人認為這筆錢應該投向可再生技術

褐煤是一種低效的能源形式

褐煤在提取和燃燒時是濕的。

因此,需要更多的褐煤和更多的采礦,才能用更少的黑煤產生同樣數量的電力

褐煤長途運輸在經濟上不可行

維多利亞(澳大利亞)褐煤含水量高,含水量比黑煤高,含水量可達70%。

這種高含水率使得長途運輸不經濟,因此目前褐煤並不用於出口市場。

燃煤電廠有可能操縱排放報告和審計

垃圾焚燒廠在一些國家可以做到這一點,當涉及到汙染第三方審計。

煤電廠也有可能做到這一點

煤灰等煤矸石會堆積並造成汙染

在澳大利亞等地,煤飛灰可占總廢物流的五分之一。

它含有高濃度的重金屬,會汙染水源並滲入土壤。

煤炭垃圾需要妥善管理和處理,這也需要花費金錢

——abc.net.au

火力發電廠是水的主要使用者

不僅僅是煤炭需要水來冷卻,所有的火電廠都需要水。

使用什麼類型的水,是重複使用還是循環利用,對發電廠的水足跡起著很大的作用。

但是,太陽能和風能作為能源,總體上耗水較少

閱讀更多關於本指南中不同行業的水足跡

燃煤電廠許可證可能會讓投資者和電廠運營商汙染環境

如果執照一次頒發20年,而沒有任何關於空氣汙染或碳排放的規定,這將鼓勵對肮髒和廉價的煤炭能源的投資,並使電廠運營商沒有生態責任。

煤炭不適合快速增長

像煤和固體燃料核能這樣的熱休眠技術在物理上無法快速提升(維基百科)。

聯合循環天然氣可能更適合這種情況,例如當需要快速斜坡源來支持可變可再生能源時

來源

1.https://vittana.org/13-pros-and-cons-of-coal-energy

2.https://www.alternative-energies.net/pros-and-cons-of-coal-energy/

3.http://energyinformative.org/fossil-fuels-pros-and-cons/

4.https://unearthed.greenpeace.org/2014/08/28/five-reasons-expanding-brown-coal-mines-might-problem/

5.https://environmentvictoria.org.au/our-campaigns/safe-climate/problem-brown-coal/

6.http://joannenova.com.au/2019/04/solar-power-at-70-is-still-twice-the-price-of-brown-coal/

7.https://en.wikipedia.org/wiki/Clean_coal_technology#Clean_coal_and_the_environment

8.http://butane.chem.uiuc.edu/pshapley/Enlist/Labs/AcidRain2/index.html

9.http://www.world-nuclear.org/information-library/energy-and-the-environment/clean-coal-technologies.aspx

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11.http://www.dynamicscience.com.au/tester/solutions1/electric/powerstation/brown%20coal.html

12.https://www.www.6655zr.com/pros-cons-of-waste-incineration-waste-to-energy-benefits-disadvantages/

13.https://www.theguardian.com/australia-news/2018/apr/03/coal-fired-power-stations-caused-surge-in-airborne-mercury-pollution-study-finds

14.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705816313984

15.https://www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180712100513.htm

16.https://www.abc.net.au/news/2019-03-10/coal-ash-has-become-one-of-australias-biggest-waste-problems/10886866

17.https://www.www.6655zr.com/how-much-water-different-energy-electricity-production-sources-need-use-water-footprint/

18.https://www.theage.com.au/national/victoria/nation-s-dirtiest-power-stations-to-burn-brown-coal-for-decades-20180601-p4zix2.html

19.https://en.wikipedia.org/wiki/Cost_of_electricity_by_source#Levelized_cost_of_electricity

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