能源主要來(lái)自煤(已修改)
2025-07-06 22:16 本頁(yè)面
【正文】 能 源 能源主要來(lái)自煤、石油、天然氣和油頁(yè)巖等不可再生的可燃有機(jī)礦產(chǎn)，也包括生物質(zhì)能、水能、地?zé)崮堋L(fēng)能、潮汐能、太陽(yáng)能以及核能等。目前人類所利用的能源90％以上是煤、石油和天然氣，它們是在不同的地質(zhì)年代里由動(dòng)植物殘骸等有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變形成的。 一、煤 （一）煤的概念 煤是一種固態(tài)的可燃有機(jī)巖，是由植物殘骸經(jīng)過(guò)復(fù)雜的生物化學(xué)、物理化學(xué)以及地球化學(xué)變化而形成的。煤不是一種礦物，而是主要由碳、氫、氧、氮等元素組成的有機(jī)成分和少量礦物雜質(zhì)一起構(gòu)成的復(fù)雜混合物。 煤由有機(jī)質(zhì)和無(wú)機(jī)質(zhì)兩部分構(gòu)成。有機(jī)質(zhì)主要是C、H、O、N、S、P等元素，其中C和H構(gòu)成可燃的有機(jī)質(zhì)的主要成分，而S和P在工業(yè)利用上屬于有害元素。無(wú)機(jī)質(zhì)包括水分和礦物雜質(zhì)，它們構(gòu)成煤的不可燃部分，其中礦物雜質(zhì)經(jīng)燃燒殘留下來(lái)，稱為灰分?；曳殖^(guò)45％時(shí)就不再稱為煤，而稱炭質(zhì)頁(yè)巖或油頁(yè)巖。 （二）煤的形成 煤是在各種地質(zhì)因素綜合作用的情況下形成的。要形成具有工業(yè)價(jià)值的煤層，須具備聚煤條件和成煤作用兩個(gè)基本條件。 植物遺體堆積成煤的首要條件是必須有茂盛的植物，保證成煤物質(zhì)的充分供給；另一個(gè)條件是已死亡的植物應(yīng)與空氣隔絕，以免遭受完全氧化、分解和強(qiáng)烈的微生物作用而被徹底破壞。顯然，不是任何地方都具備這樣的條件，一般認(rèn)為沼澤地區(qū)是最適宜的環(huán)境。因?yàn)檎訚傻赜谐渥愕乃?，不僅有利于植物生長(zhǎng)，而且為植物遺體的保存創(chuàng)造了條件。水體使植物遺體與空氣隔絕，這樣就妨礙了喜氧細(xì)菌的生存，從而使植物遺體免遭分解破壞，得以不斷堆積。 從植物遺體的堆積到形成煤層的轉(zhuǎn)化過(guò)程稱為成煤作用。這是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的變化過(guò)程，通常分為兩個(gè)階段。 （1）泥炭化和腐泥化作用階段 高等植物的遺體暴露在空氣中，或堆積在沼澤淺部的多氧條件下，由于大氣、氧和喜氧細(xì)菌的作用，會(huì)遭受一定的氧化和分解。但隨著植物遺體的不斷堆積和埋藏深度的增加，則逐漸與空氣隔絕，氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原環(huán)境。在厭氧細(xì)菌的作用下，使氧化分解產(chǎn)物之間及分解產(chǎn)物與植物殘?bào)w之間發(fā)生復(fù)雜的生物化學(xué)變化，形成多水和富含腐植酸的腐植質(zhì)，這就是泥炭。從植物堆積到形成泥炭的作用，叫泥炭化作用。低等植物藻類和浮游生物死亡后沉到水底，在與空氣隔絕的還原環(huán)境中，在厭氧細(xì)菌的作用下，富含脂肪和蛋白質(zhì)的生物遺體分解，最后轉(zhuǎn)變?yōu)楹芏嗟男鯛钅z體物質(zhì)——腐植膠。腐植膠再經(jīng)脫水、壓實(shí)即形成富含瀝青質(zhì)的腐泥。從低等植物及其他生物遺體沉積到形成腐泥的作用，稱為腐泥化作用。 （2）煤化作用階段 在泥炭和腐泥形成后，隨著地殼不斷下降，在溫度升高、壓力增大的影響下，逐漸轉(zhuǎn)入成煤的第二個(gè)階段，它包括成巖作用和變質(zhì)作用兩個(gè)亞階段。 成巖作用階段 當(dāng)泥炭或腐泥被泥砂等沉積物覆蓋后，在上覆沉積物的靜壓力作用下，泥炭、腐泥逐漸失水、壓實(shí)、固結(jié)，揮發(fā)分相對(duì)減少，含炭量相對(duì)增高，泥炭和腐泥分別逐漸轉(zhuǎn)變成褐煤和腐泥褐煤。這一作用過(guò)程，稱為煤的成巖階段。 變質(zhì)作用階段 當(dāng)褐煤層沉降到更深處時(shí)，受到繼續(xù)升高的溫度和不斷增大的壓力的作用，褐煤的內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，如顏色加深、光澤增強(qiáng)、揮發(fā)分減少、含炭量增高等，結(jié)果褐煤就逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闊熋骸o(wú)煙煤。這一變化過(guò)程就是煤的變質(zhì)作用階段。 （三）煤炭資源的分布、開(kāi)發(fā)與利用 地球上的煤炭資源非常豐富，是能源寶庫(kù)中十分可貴的物質(zhì)財(cái)富。在80年代初期，據(jù)估計(jì)全世界煤炭資源量為136093億t，其中已探明的可采儲(chǔ)量超過(guò)8000億t。在80年代初以前的200年間，全世界累計(jì)采煤約1500多億t，這和龐大的可采儲(chǔ)量相比，不過(guò)是只開(kāi)采了極小的一部分。按照近十幾年來(lái)世界煤炭的年產(chǎn)量估算，再考慮
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