Γαιάνθρακας: H κινητήριος δύναμη του ηλεκτρισμού. Φτηνή, αλλά όχι καθαρή πηγή ενέργειας

(Από τη μαθήτρια της Β΄ Γυμνασίου, Μαρία Νάσιου)

Τι είναι ο γαιάνθρακας και πώς δημιουργήθηκε

        Οι γαιάνθρακες(γαία = γη + C= κάρβουνο) ή ορυκτοί άνθρακες είναι το κάρβουνο της γης. Έχουν χρώμα μαύρο ή καφέ, ανάλογα με την ηλικία τους, και υπολογίζεται ότι άρχισαν να σχηματίζονται πριν από 300-500 εκατομμύρια χρόνια. Βρίσκονται στο υπέδαφος και  σχηματίστηκαν εκεί από φυτικές ουσίες (δέντρα, φυτά, θάμνους, φύκια) που θάφτηκαν μετά από φυσικές καταστροφές (επιχωματώσεις, καθιζήσεις, σεισμούς, κατακρημνίσεις). Η ηλιακή ενέργεια που είχε δεσμευτεί σ' αυτές τις ουσίες κατά τη διάρκεια της ανάπτυξής τους, αποδίδεται από τους γαιάνθρακες κατά την καύση τους με τη μορφή θερμότητας.

Αυτή τη θερμότητα χρησιμοποίησε ο άνθρωπος, κυρίως τους τελευταίους δύο αιώνες, για να θερμανθεί, να μαγειρέψει, να λειτουργήσει εργοστάσια, να κινήσει πλοία, τρένα. Σήμερα, η θερμότητα από την καύση γαιανθράκων χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα αποθέματά τους τα βρίσκουμε σε μεγάλα συνήθως βάθη κάτω από την επιφάνεια της γης (ορυχεία), αλλά και κοντά στην επιφάνεια (επιφανειακά κοιτάσματα).

Μορφές γαιάνθρακα

        Όσο παλαιότερα άρχισε η απανθράκωση των φυτικών οργανισμών, τόσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό του άνθρακα στους γαιάνθρακες που σχηματίστηκαν. Έτσι, με βάση την περιεκτικότητά τους σε άνθρακα, διακρίνονται στα εξής είδη:

Γραφίτης (96-98% καθαρό άνθρακα)

         Η μοναδική κρυσταλλική μορφή γαιάνθρακα (εξαγωνικό σύστημα). Είναι μαύρος, μαλακός, με μεταλλική λάμψη. Χρησιμοποιείται στην παραγωγή μολυβιών, μελανιών, σκόνης τόνερ (μελάνι σε σκόνη για εκτυπωτικές συσκευές λέιζερ (εκτυπωτές, φωτοτυπικά)), σε ανάμιξη με έλαια ως λιπαντικό και ως επιβραδυντής νετρονίων στους ατομικούς αντιδραστήρες.

Ανθρακίτης ( 90% περίπου άνθρακας)

        Μαύρος, σκληρός και γυαλιστερός. Καίγεται εύκολα και χρησιμοποιείται κύρια σαν καύσιμο υλικό και ένα μικρό ποσοστό του για την παρασκευή υδραερίου και γραφίτη.

Λιθάνθρακας (75% περίπου άνθρακας)

Κατώτερος σε ποιότητα, μαύρος, τρίβεται εύκολα και χρησιμοποιείται σαν καύσιμο υλικό. Από αυτόν παράγεται το κοκ, η λιθανθρακόπισσα, η αμμωνία και αέριες ενώσεις που αποτελούν το φωταέριο.

Λιγνίτης (65% περίπου άνθρακας)

        Καστανός έως μαύρος και εύθρυπτος. Χρησιμοποιείται σε εργοστάσια και στην παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.

Τύρφη(55%περίπου άνθρακας)

        Διατηρεί ακόμη τον ξυλώδη ιστό των φυτών. Έχει χρώμα καστανό και καίγεται δύσκολα. Χρησιμοποιείται σαν καύσιμη ύλη κατώτερης ποιότητας, αλλά κυρίως ως συστατικό εμπλουτισμού καλλιεργήσιμων εδαφών.

 Παγκόσμια παραγωγή και αποθέματα

        Σχεδόν κάθε χώρα στον πλανήτη διαθέτει αποθέματα ανθράκα, αλλά μόνο σε 70 χώρες η εξόρυξή του αποτελεί εμπορική δραστηριότητα. Με βάση τα  επίπεδα παραγωγής και κατανάλωσης, τα παγκόσμια αποθέματα άνθρακα επαρκούν για τα επόμενα 164 χρόνια. Σε αντιδιαστολή, τα αποθέματα πετρελαίου και φυσικού αερίου επαρκούν για τα επόμενα 41 και 67 χρόνια αντίστοιχα. Οι δε ''πρωταθλήτριες'' χώρες στην παραγωγή του είναι η Κίνα, οι ΗΠΑ, η Ινδία, η Νότια Αφρική, η Αυστραλία και η Ρωσία. 

  Στην Ελλάδα υπάρχουν σημαντικά κοιτάσματα λιγνίτη 

( Πτολεμαΐδα, Μεγαλόπολη, από τα οποία παράγεται το μεγαλύτερο ποσοστό της ηλεκτρικής ενέργειας στους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς της ΔΕΗ της χώρας μας) και τύρφης (Δράμα, η εκμετάλλευση της τύρφης δεν έχει προχωρήσει, κυρίως για περιβαλλοντικούς λόγους).

Πλεονεκτήματα

·             Οι γαιάνθρακες υπάρχουν σε αφθονία.

·        Είναι φτηνή πηγή ενέργειας σε σχέση 

     με το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο

     κι ευκολότερη στη μεταφορά. 

     Προς το παρόν, αποτελούν την πρώτιστη πηγή παραγωγής ηλεκτρισμού παγκοσμίως (σύμφωνα με τα δεδομένα του WCI, του Παγκόσμιου Ινστιτούτου Γαιάνθρακα). Πάνω από 32% της παραγωγής τους ανά τον κόσμο αξιοποιείται για να καλύψει το 40% των αναγκών ηλεκτρικής ενέργειας και, επιπλέον, καλύπτει το 35% των παγκόσμιων ενεργειακών απαιτήσεων.

·         Εκτός από την παραγωγή ενέργειας, χρησιμοποιούνται και για την παραγωγή πολλών χρήσιμων χημικών ουσιών, πρώτων υλών για την παρασκευή φαρμάκων, πλαστικών υλών, φωταερίου, κ.λπ., παράγωγα, που δεν είναι δυνατόν να τα πάρουμε από αλλού.

Μειονεκτήματα

1. Οι γαιάνθρακες αποτελούν μια μη ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και τα αποθέματά τους κάποτε θα εξαντληθούν.

2. Όταν καίγονται δημιουργούν προβλήματα στο περιβάλλον και στην υγεία μας.

Κατά την καύση τους, εκτός από τη θερμότητα, παράγεται τέφρα, αιθάλη, διοξείδιο του άνθρακα και άλλα οξείδια. Η αιθάλη και η τέφρα επικάθονται παντού και τις εισπνέουμε, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα συγκεντρώνεται στην ατμόσφαιρα και προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη μας, συμβάλλει δηλαδή στη δημιουργία του φαινομένου του θερμοκηπίου. Ακόμα, τα διάφορα οξείδια

μαζί με τους υδρατμούς της ατμόσφαιρας σχηματίζουν  όξινη βροχή.

3. Κατά την εξόρυξή τους δημιουργούν αισθητική και σωματιδιακή ρύπανση.

4. Για τον καθαρισμό τους απαιτούνται μεγάλες ποσότητες νερού, που δημιουργούν μεγάλες ποσότητες αποβλήτων.

5. Όλα τα παραπάνω επηρεάζουν τα οικοσυστήματα περιοχών όπου γίνεται εξόρυξη και καύση γαιανθράκων.

         Δείτε πρόσφατα δημοσιεύματα σχετικά με τις αρνητικές συνέπειες της χρήσης γαιάνθρακα:

·         «Η Γερμανία είναι ο μεγαλύτερος καταναλωτής του καφέ γαιάνθρακα παγκοσμίως. Θύμα αυτής της ακόρεστης «δίψας» της και, κατ' επέκταση, της μεγάλης κλίμακας εξόρυξης καφέ γαιάνθρακα είναι η κωμόπολη Atterwasch, η οποία κινδυνεύει κυριολεκτικά να εξαφανιστεί, λόγω της εξόρυξης των μεγάλων αποθεμάτων γαιάνθρακα που υπάρχουν στο υπέδαφός της.»

·         «Το κινεζικό υπουργείο Περιβάλλοντος παραδέχθηκε την ύπαρξη «χωριών του καρκίνου», πολλά χρόνια μετά τις πληροφορίες για αυξημένα κρούσματα της νόσου σε ορισμένες περιοχές με σοβαρό πρόβλημα ρύπανσης. Η μόλυνση που προκαλούν τα εργοστάσια και τα ορυχεία θέτει σε κίνδυνο τη ζωή 125 εκατομμυρίων ανθρώπων παγκοσμίως και είναι το ίδιο επικίνδυνη με σοβαρές μολυσματικές νόσους, όπως η ελονοσία και η φυματίωση, σύμφωνα με έκθεση που δημοσιεύτηκε χτες από δύο περιβαλλοντικά σωματεία…. Σ' αυτές τις 49 χώρες, που αποτελούν τα 2/3 του παγκόσμιου πληθυσμού, υπολογίζεται ότι περισσότερα από 17 εκατομμύρια χρόνια υγιούς ανθρώπινης ζωής χάθηκαν εξαιτίας των βιομηχανιών, μπροστά στα 14 εκατομμύρια λόγω της ελονοσίας, στα 25 εκατομμύρια λόγω φυματίωσης και τέλος στα 29 εκατομμύρια χρόνια εξαιτίας του ιού του AIDS.»

·         «Τα ορυχεία γαιάνθρακα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας αποτελούν τη μεγαλύτερη απειλή για τις ινδικές τίγρεις, προειδοποιεί η Γκρίνπις, απαιτώντας την αναστολή των διαδικασιών για την εξουσιοδότηση νέων ορυχείων.»

Από τα παραπάνω γίνεται σαφές το πόσο επιβαρυντικές είναι οι επιδράσεις από την παραγωγή και τη χρήση γαιανθράκων για το περιβάλλον, την υγεία και την ισορροπία της ζωής στον πλανήτη, καθώς και το πόσο επιτακτική είναι η ανάγκη λήψης μέτρων για την εξομάλυνση, αν όχι εξάλειψη, των παραπάνω επιδράσεων! Τα μέτρα που κυρίως προτείνονται από επιστήμονες κι αρμόδιους φορείς είναι:

α) Προώθηση σύγχρονων τεχνολογιών  δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα, που μπορεί να βοηθήσει, ώστε το CO2 που παράγεται κατά την μετατροπή του γαιάνθρακα να μη φτάνει στην ατμόσφαιρα.        

β) Αντικατάσταση του γαιάνθρακα με ανανεώσιμες μορφές ενέργειας, όπου αυτό είναι εφικτό. Σκεφτείτε ότι «κάθε τόνος γαιάνθρακα που καίγεται και μας δίνει ενέργεια για τις ανάγκες λίγων ωρών, χρειάστηκε χιλιάδες ή εκατομμύρια χρόνια για να δημιουργηθεί... και  ότι κάθε λεπτό αρκετή από την ηλιακή ενέργεια που φτάνει στη γη είναι ικανή να καλύψει τις παγκόσμιες ενεργειακές απαιτήσεις ενός έτους...»

        Ωστόσο, όλοι εμείς, ας μην επαναπαυόμαστε! Ο καθένας μας μπορεί να βοηθήσει, εξοικονομώντας ενέργεια στην καθημερινότητά του, καταναλώνοντας αγαθά όσο το δυνατόν λιγότερο κι ανακυκλώνοντας όσο το δυνατόν περισσότερο. Έτσι, «προσέχουμε, για να έχουμε». Γιατί είναι πολύ σημαντικό να διατηρήσουμε τους φυσικούς πόρους που τόσο απλόχερα μας χάρισε η φύση:

η ποιότητα της ζωής μας, το μέλλον και η ίδια η επιβίωσή μας εξαρτώνται από αυτούς!

       

Διαδικτυακές πηγές:

www.cie.org.cy

www.wikipedia.gr

www.allaboutenergy.gr/Gaianthrakes.html

www.livepedia.gr

www.energolab.gr/index.asp?c=35

www.iefimerida.gr/

www.filoumenos.com/forum

www.buildnet.gr

inprecor.gr/archives

www.agelioforos.gr

molonoti.gr