石炭

石炭は硬い岩石で、固体の化石燃料として燃やすことができます。ほとんどが炭素ですが、水素、硫黄、酸素、窒素も含まれています。石炭は泥炭が堆積してできた岩石で、後にその上に敷き詰められた岩石が圧力をかけてできたものです。

泥炭、つまり石炭は、炭素紀後期（ペンシルバニア紀）のような熱帯の湿地帯に数百万年前に生息していた植物の残骸から形成されます。また、空気のない空間で加熱された木材は、石炭と同じように木炭を作ることができます。

石炭はエネルギーや熱のために燃やすことができます。現在採掘されている石炭の約3分の2は、発電所で燃やして電気を作っています。石油と同じように、石炭が燃やされると、その炭素が空気中の酸素と結合して大量の二酸化炭素を発生させ、気候変動の原因となります。そのため、ほとんどの国では太陽光発電などの新しいエネルギー源を利用するようになってきています。しかし、中国など世界の一部の地域では、まだ新しい石炭発電所が建設されています。

石炭はロースト（酸素のない場所で非常に高温に加熱）してコークスを作ることができます。コークスは、その鉱石から金属を還元するために製錬に使用することができます。

瀝青炭の一片

良質な無煙炭の一片

歴史

石炭は産業革命の最も重要な燃料であった。20世紀のイギリスでは、石炭は鉄道貨物の重要な一部であり、いくつかの企業の貨物量の大部分を形成していた。21世紀初頭には、温室効果ガスの排出量を削減するために、イギリスと他の数カ国のほとんどの石炭火力発電所が閉鎖された。

19世紀のイギリスの炭鉱地帯。

石炭の種類とその形成方法

適切な条件の下で、植物材料は段階的に次のように変換されます。

ピートはまだ石炭ではありません。
褐炭（褐炭）は石炭の中で最も汚い石炭で、炭素数は約60％～70％で、発電用の燃料として使用されています。ジェットは亜炭の中でもコンパクトな形をしており、時に研磨されていることもあり、古くから観賞用の石として利用されてきました。
亜瀝青炭は、蒸気発電用の燃料として使用されています。また、化学合成工業用の軽質芳香族炭化水素の原料としても利用されています。
瀝青炭は緻密な岩石で、黒く、時には暗褐色をしていることもあります。比較的軟らかい石炭で、すぐに壊れて燃えやすい。それは発電所の燃料として使用され、製造業の熱と電力のアプリケーションのために、鍛冶屋のために、そしてコークスを作るために。
蒸気石炭は、かつては蒸気機関車の燃料として広く使われていた。小型蒸気炭（乾式小型蒸気ナットまたはDSSN）は、家庭の給湯用燃料として使用されていました。
無煙炭は、硬くて光沢のある黒色の石炭です。燃焼時間が長く、主に住宅や商業施設の暖房に使用されています。
黒鉛は燃えにくく、燃料としてはあまり使われていません。粘土に混ぜて鉛筆にも使われています。粉末にすると潤滑油として使用されます。

一般的にダイヤモンドは最終的にできあがると思われていますが、実はそうではありません。ダイヤモンドは炭素ですが、石炭からは形成されません。

石炭には不純物が含まれています。特定の不純物によって使用方法が決まります。原料炭には灰分や硫黄、リンはほとんど含まれていません。これらは高炉で作られた鉄を台無しにしてしまいます。

ノバスコシア州の海辺にある瀝青炭の層

環境問題

石炭は燃やされると、単位エネルギーあたりの二酸化炭素の排出量が石油の約3分の1、天然ガスの約80％にもなります。人から排出される二酸化炭素のほぼ半分は石炭の燃焼によるもので、地球温暖化の最大の原因となっています。石炭は酸性雨やスモッグの原因となります。石炭を燃やすと、すす、水銀、一酸化炭素などの有毒な化学物質が放出され、人間や野生動物の癌や喘息などの病気の原因となります。石炭の採掘、特に山頂での採掘は、広大な土地にダメージを与え、自然の生息地を破壊する可能性があります。高品位の石炭は低品位の石炭よりもクリーンに燃えるが、他の燃料よりも汚染度が高いことに変わりはない。大気汚染に加えて、石炭を燃やすと有毒な石炭灰が発生し、それが誤って環境に放出されると水質汚染を引き起こす可能性がある。世界中でいくつかの地下鉱山の火災が発生しています。これらの地下火災は、空気中に有毒な煙を放出し、上の地面が崩壊する原因にもなります。ペンシルバニア州セントラリア市は地下炭鉱火災により避難し、現在は廃墟と化しています。

公害による死亡・疾病

石炭が健康に与える影響について正確な数字を出すのは難しい。石炭のせいで毎年80万人以上が早死にし、何百万人もの人が病気になると言われています。炭鉱労働者は、石炭の粉塵にさらされることでじん肺（黒肺病）になることが多い。

石炭を燃やすと大量の大気汚染を引き起こす

石炭に対する抗議

石炭公害への反対は、19世紀に近代環境運動が始まった主な理由の一つである。

ドイツのハンバッハ地表鉱山のためにハンバッハの森の一部伐採に抗議するためのツリーハウス：その後、2018年に伐採が中止されました。

オーストラリアの気候変動によるグレートバリアリーフの被害に抗議

ピーク時の石炭

ピークコールとは、ほとんどの石炭が採掘または燃焼された年を意味します。多くの国では、1985年のドイツや2008年のアメリカなど、すでに石炭のピークを過ぎています。現在、これらの国は石炭を採掘して燃やす量を減らしていますが、中国はまだ多くの石炭を採掘しています。しかし、中国はまだ多くの石炭を採掘しており、パキスタンのようないくつかの国がより多くの石炭を採掘し、より多くの石炭火力発電所を建設するのを支援しています。つまり、世界の石炭のピークは過ぎ去ったのかもしれません。

世界の石炭消費量

エネルギー

他の非再生可能なエネルギー源に比べて、石炭は効率が悪く、温室効果ガスを大量に発生させます。石炭は一般的に入手可能で安価です。

石炭は世界の暖房需要の約4分の1を供給しています。

電気

石炭火力発電所は世界の電力の37％を生産しています。

産業

世界の鉄鋼生産のほぼ70％は石炭の燃焼に依存しています。

国・地域

世界の石炭生産量のトップは中国で、毎年約40億トンを生産しており、次いでインド、米国、オーストラリア、インドネシア、ロシアの順で、それぞれ10億トン未満である。最大の輸出国はオーストラリアで、最大の輸入国は中国、インド、日本である。

フォークロア

いくつかの文化では、サンタクロースはクリスマスのために、行儀の悪い子供たちに石炭を持ってきます。この伝説は、薪ではなく暖炉で石炭を燃やすのが一般的だったヴィクトリア朝時代に由来しています。おもちゃをもらえなかった子供たちは、少なくとも暖を取るために石炭を手に入れることができました。

質問と回答

Q:石炭とは何ですか?

A: 石炭は化石燃料として燃やすことができる硬い岩石です。炭素を主成分とし、水素、硫黄、酸素、窒素を含んでいます。

Q:石炭はどのようにしてできるのですか?

A:石炭は、数百万年前、石炭紀後期（ペンシルバニア紀）の熱帯湿地帯（石炭湿地帯）に生息していた植物の遺骸から形成されたものです。泥炭の上に、後から堆積した岩石が圧力をかけてできた堆積岩です。木炭は、空気のない空間で木材を熱して作ります。

Q:石炭の用途にはどんなものがありますか?

A:石炭は燃やしてエネルギーや熱にすることができます。現在採掘されている石炭の約3分の2は、発電所で燃やして電気を作っています。また、焙焼（酸素のない場所で高温にすること）してコークスを作り、それを使って鉱石から金属を還元する製錬にも使われます。

Q:石炭を燃やすと、どんな悪影響があるのですか?

A:石炭を燃やすと、その炭素が空気中の酸素と結びついて大量の二酸化炭素を発生させ、気候変動の原因となる。また、石炭を燃やすことによる大気汚染で病気になり、早死にする人がたくさんいます。

Q:各国がエネルギー源として石炭を使うのをやめようとしているのですか?

A:はい、多くの国では、エネルギー生産を石炭に頼らず、太陽光発電や風力発電など、他のエネルギー源に変えています。しかし、中国などではまだ新しい石炭火力発電所が建設されています。

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