Carvão

Carvão é uma rocha sedimentar preta ou marrom-escura combustível, formada como estratos rochosos chamados veios de carvão. O carvão é principalmente carbono com quantidades variáveis de outros elementos, principalmente hidrogênio, enxofre, oxigênio e nitrogênio. O carvão é um tipo de combustível fóssil, formado quando a matéria vegetal morta se decompõe em turfa e é convertida em carvão pelo calor e pressão do enterro profundo ao longo de milhões de anos. Vastos depósitos de carvão se originam em antigas zonas úmidas chamadas florestas de carvão que cobriam grande parte das áreas tropicais da Terra durante o final do Carbonífero (Pensilvânia) e Permiano. Muitos depósitos de carvão significativos são mais jovens do que isso e se originam das eras Mesozóica e Cenozóica.

O carvão é usado principalmente como combustível. Embora o carvão seja conhecido e usado há milhares de anos, seu uso foi limitado até a Revolução Industrial. Com a invenção da máquina a vapor, o consumo de carvão aumentou. Em 2020, o carvão forneceu cerca de um quarto da energia primária do mundo e mais de um terço de sua eletricidade. Alguns processos de fabricação de ferro e aço e outros processos industriais queimam carvão.

A extração e o uso do carvão causam morte prematura e doenças. O uso do carvão prejudica o meio ambiente e é a maior fonte antropogênica de dióxido de carbono que contribui para as mudanças climáticas. Quatorze bilhões de toneladas de dióxido de carbono foram emitidas pela queima de carvão em 2020, o que representa 40% das emissões totais de combustíveis fósseis e mais de 25% das emissões globais totais de gases de efeito estufa. Como parte da transição energética mundial, muitos países reduziram ou eliminaram o uso de carvão. O Secretário-Geral das Nações Unidas pediu aos governos que parassem de construir novas usinas de carvão até 2020. O uso global de carvão atingiu o pico em 2013. Para cumprir a meta do Acordo de Paris de manter o aquecimento global abaixo de 2 °C (3,6 °F), o uso de carvão precisa cair pela metade de 2020 a 2030, e a eliminação gradual do carvão foi acordada no Pacto Climático de Glasgow.

O maior consumidor e importador de carvão em 2020 foi a China, responsável por quase metade da produção anual mundial de carvão, seguida da Índia com cerca de um décimo. Indonésia e Austrália são os países que mais exportam, seguidos pela Rússia.

Etimologia

A palavra originalmente assumiu a forma col em inglês antigo, do proto-germânico *kula(n), que por sua vez é hipotetizado para vir da raiz proto-indo-européia *g(e)u-lo- "carvão vivo". Os cognatos germânicos incluem o antigo frísio kole, o holandês médio cole, o holandês kool, o antigo alto alemão chol, o alemão Kohle e o nórdico antigo kol, e a palavra irlandesa gual também é um cognato por meio da raiz indo-européia.

Geologia

O carvão é composto por macerais, minerais e água. Fósseis e âmbar podem ser encontrados no carvão.

Formação

Exemplo de estrutura química do carvão

A conversão de vegetação morta em carvão é chamada de coalificação. Em vários momentos do passado geológico, a Terra teve densas florestas em áreas baixas de pântanos. Nessas zonas úmidas, o processo de coalificação começou quando a matéria vegetal morta foi protegida da biodegradação e oxidação, geralmente por lama ou água ácida, e foi convertida em turfa. Isso prendeu o carbono em imensas turfeiras que acabaram sendo profundamente enterradas por sedimentos. Então, ao longo de milhões de anos, o calor e a pressão do soterramento profundo causaram a perda de água, metano e dióxido de carbono e aumentaram a proporção de carbono. O grau de carvão produzido dependia da pressão e temperatura máximas atingidas, com linhito (também chamado de "carvão marrom") produzido em condições relativamente amenas, e carvão sub-betuminoso, carvão betuminoso ou carvão antracito (também chamado "carvão" ou "carvão preto") produzido por sua vez com o aumento da temperatura e pressão.

Dos fatores envolvidos na coalificação, a temperatura é muito mais importante do que a pressão ou o tempo de soterramento. O carvão subbetuminoso pode se formar em temperaturas tão baixas quanto 35 a 80 °C (95 a 176 °F), enquanto o antracito requer uma temperatura de pelo menos 180 a 245 °C (356 a 473 °F).

Embora o carvão seja conhecido na maioria dos períodos geológicos, 90% de todos os leitos de carvão foram depositados nos períodos Carbonífero e Permiano, que representam apenas 2% da história geológica da Terra. Paradoxalmente, isso ocorreu durante o paleozóico tardio, uma época de glaciação global. No entanto, a queda do nível global do mar que acompanha a glaciação expôs plataformas continentais que antes estavam submersas, e a elas foram adicionados grandes deltas de rios produzidos pelo aumento da erosão devido à queda do nível de base. Essas amplas áreas de pântanos forneciam condições ideais para a formação de carvão. A rápida formação de carvão terminou com a lacuna de carvão no evento de extinção Permiano-Triássico, onde o carvão é raro.

A geografia favorável por si só não explica as extensas jazidas carboníferas. Outros fatores que contribuíram para a rápida deposição de carvão foram os altos níveis de oxigênio, acima de 30%, que promoveram incêndios florestais intensos e a formação de carvão quase indigerível pelos organismos em decomposição; altos níveis de dióxido de carbono que promoveram o crescimento das plantas; e a natureza das florestas carboníferas, que incluíam licófitas cujo crescimento determinado significava que o carbono não ficava preso no cerne das árvores vivas por longos períodos.

Uma teoria sugeria que cerca de 360 milhões de anos atrás, algumas plantas desenvolveram a capacidade de produzir lignina, um polímero complexo que tornava seus caules de celulose muito mais duros e lenhosos. A capacidade de produzir lignina levou à evolução das primeiras árvores. Mas as bactérias e os fungos não desenvolveram imediatamente a capacidade de decompor a lignina, de modo que a madeira não se decompôs totalmente, mas ficou enterrada sob os sedimentos, transformando-se em carvão. Cerca de 300 milhões de anos atrás, cogumelos e outros fungos desenvolveram essa habilidade, encerrando o principal período de formação de carvão da história da Terra. Embora alguns autores tenham apontado para alguma evidência de degradação de lignina durante o Carbonífero, e sugerido que fatores climáticos e tectônicos eram uma explicação mais plausível, a reconstrução de enzimas ancestrais por análise filogenética corroborou a hipótese de que enzimas degradadoras de lignina apareceram em fungos aproximadamente 200 MYa.

Um provável fator tectônico foram as Montanhas Pangeanas Centrais, uma enorme cordilheira ao longo do equador que atingiu sua maior elevação perto dessa época. A modelagem climática sugere que as Montanhas Pangeanas Centrais contribuíram para a deposição de grandes quantidades de carvão no final do Carbonífero. As montanhas criaram uma área de forte precipitação durante todo o ano, sem estação seca típica de um clima de monção. Isso é necessário para a preservação da turfa em pântanos de carvão.

O carvão é conhecido dos estratos pré-cambrianos, que antecedem as plantas terrestres. Presume-se que este carvão tenha se originado de resíduos de algas.

Às vezes, os veios de carvão (também conhecidos como leitos de carvão) são intercalados com outros sedimentos em um ciclotema. Acredita-se que os ciclotemas tenham sua origem em ciclos glaciais que produziram flutuações no nível do mar, que expuseram e depois inundaram grandes áreas da plataforma continental.

Química da coalificação

O tecido lenhoso das plantas é composto principalmente de celulose, hemicelulose e lignina. A turfa moderna é principalmente lignina, com um teor de celulose e hemicelulose variando de 5% a 40%. Vários outros compostos orgânicos, como ceras e compostos contendo nitrogênio e enxofre, também estão presentes. A lignina tem uma composição em peso de cerca de 54% de carbono, 6% de hidrogênio e 30% de oxigênio, enquanto a celulose tem uma composição em peso de cerca de 44% de carbono, 6% de hidrogênio e 49% de oxigênio. O carvão betuminoso tem uma composição de cerca de 84,4% de carbono, 5,4% de hidrogênio, 6,7% de oxigênio, 1,7% de nitrogênio e 1,8% de enxofre, com base em peso. Isso implica que os processos químicos durante a coalificação devem remover a maior parte do oxigênio e muito do hidrogênio, deixando o carbono, um processo chamado carbonização.

A carbonização ocorre principalmente por desidratação, descarboxilação e desmetanização. A desidratação remove as moléculas de água do carvão em amadurecimento por meio de reações como

2 R–OH → R–O–R + H₂O

2 R-CH2-O-CH2-R → R-CH=CH-R + H₂O

A descarboxilação remove o dióxido de carbono do carvão em maturação e ocorre por meio de reações como

RCOOH → RH + CO₂

enquanto a desmetanação ocorre por meio de reações como

2 R-CH₃ → R-CH₂-R + CH₄

R-CH₂- CH₂- CH₂-R → R-CH=CH-R + CH₄

Em cada uma dessas fórmulas, R representa o restante de uma molécula de celulose ou lignina à qual os grupos reativos estão ligados.

A desidratação e a descarboxilação ocorrem no início da coalificação, enquanto a desmetanação só começa depois que o carvão já atingiu o grau betuminoso. O efeito da descarboxilação é reduzir a porcentagem de oxigênio, enquanto a desmetanação reduz a porcentagem de hidrogênio. A desidratação faz as duas coisas e (juntamente com a desmetanação) reduz a saturação do esqueleto de carbono (aumentando o número de ligações duplas entre os carbonos).

À medida que a carbonização prossegue, os compostos alifáticos (compostos de carbono caracterizados por cadeias de átomos de carbono) são substituídos por compostos aromáticos (compostos de carbono caracterizados por anéis de átomos de carbono) e os anéis aromáticos começam a se fundir em compostos poliaromáticos (anéis ligados de átomos de carbono). A estrutura se assemelha cada vez mais ao grafeno, o elemento estrutural do grafite.

As alterações químicas são acompanhadas por alterações físicas, como a diminuição do tamanho médio dos poros. Os macerais (partículas orgânicas) de linhito são compostos de huminita, que tem aparência terrosa. À medida que o carvão amadurece para carvão sub-betuminoso, a huminita começa a ser substituída por vitrinita vítrea (brilhante). A maturação do carvão betuminoso é caracterizada pela betumenização, na qual parte do carvão é convertida em betume, um gel rico em hidrocarbonetos. A maturação para antracito é caracterizada por debitumenização (de desmetanação) e a tendência crescente do antracito de quebrar com uma fratura concoidal, semelhante à forma como o vidro grosso se quebra.

Tipos

Exposição costeira da costura Point Aconi em Nova Escócia

Sistema de classificação de carvão usado pela United States Geological Survey

À medida que os processos geológicos aplicam pressão ao material biótico morto ao longo do tempo, sob condições adequadas, seu grau ou classificação metamórfica aumenta sucessivamente em:

• Peat, precursor do carvão
• Lignite, ou carvão marrom, o menor grau de carvão, mais prejudicial à saúde quando queimado, usado quase exclusivamente como combustível para a geração de energia elétrica
  • Jet, uma forma compacta de lignite, às vezes polido; usado como uma pedra ornamental desde o Paleolítico Superior
• O carvão sub-bituoso, cujas propriedades variam entre as de lignite e as de carvão betumino, é usado principalmente como combustível para a geração de energia elétrica a vapor.
• carvão betumino, uma rocha sedimentar densa, geralmente preta, mas às vezes marrom escuro, muitas vezes com bandas bem definidas de material brilhante e maçante. É usado principalmente como combustível na geração de energia elétrica a vapor e para fazer coque. Conhecido como carvão a vapor no Reino Unido, e historicamente usado para aumentar o vapor em locomotivas a vapor e navios
• O carvão de antracite, o mais alto grau de carvão, é um carvão preto mais duro, brilhante usado principalmente para aquecimento espacial residencial e comercial.
• Grafite é difícil de inflamar e não comumente usado como combustível; é mais usado em lápis, ou em pó para lubrificação.
• O carvão de canil (às vezes chamado de "carvão de vela") é uma variedade de carvão de alta qualidade com teor significativo de hidrogênio, que consiste principalmente de liptinite.

Existem vários padrões internacionais para o carvão. A classificação do carvão é geralmente baseada no conteúdo de voláteis. No entanto, a distinção mais importante é entre carvão térmico (também conhecido como carvão vapor), que é queimado para gerar eletricidade via vapor; e carvão metalúrgico (também conhecido como carvão de coque), que é queimado em alta temperatura para produzir aço.

A lei de Hilt é uma observação geológica de que (dentro de uma pequena área) quanto mais fundo o carvão for encontrado, maior será sua classificação (ou grau). Aplica-se se o gradiente térmico for totalmente vertical; no entanto, o metamorfismo pode causar mudanças laterais de classificação, independentemente da profundidade. Por exemplo, algumas das camadas de carvão do campo de carvão de Madri, Novo México, foram parcialmente convertidas em antracito por metamorfismo de contato de uma soleira ígnea, enquanto o restante das camadas permaneceu como carvão betuminoso.

História

Mineiros de carvão chineses em uma ilustração do Tiangong Kaiwu enciclopédia, publicado em 1637

O uso mais antigo reconhecido é da área de Shenyang, na China, onde por volta de 4000 aC os habitantes do Neolítico começaram a esculpir ornamentos em linhito preto. O carvão da mina de Fushun, no nordeste da China, foi usado para fundir cobre já em 1000 aC. Marco Polo, o italiano que viajou para a China no século 13, descreveu o carvão como "pedras negras... que queimam como toras" e disse que o carvão era tão abundante que as pessoas podiam tomar três banhos quentes por semana. Na Europa, a referência mais antiga ao uso de carvão como combustível é do tratado geológico On Stones (volta 16) do cientista grego Theophrastus (c. 371–287 aC):

Entre os materiais que são escavados porque eles são úteis, aqueles conhecidos como Antenas [coals] são feitos de terra, e, uma vez incendiados, queimam como carvão [antraques]. Eles são encontrados em Liguria... e em Elis como se aproxima de Olympia pela estrada da montanha; e eles são usados por aqueles que trabalham em metais.

—Teofrasto, Em Pedras (16)

o carvão de afloramento foi usado na Grã -Bretanha durante a Idade do Bronze (3000-2000 aC), onde fazia parte das pires fúnebres. Na Grã -Bretanha romana, com exceção de dois campos modernos, os romanos estavam explorando carvão em todos os principais campos de carvão na Inglaterra e no País de Gales até o final do século II ad " Evidências de comércio de carvão, datadas de cerca de 200 dC, foram encontradas no assentamento romano em Heronbridge, perto de Chester; e nas Fenlands de East Anglia, onde o carvão de Midlands foi transportado pelo dique do carro para uso em grãos de secagem. Cinders de carvão foram encontrados nas lareiras de vilas e fortes romanos, particularmente em Northumberland, datados de cerca de 400 dC. No oeste da Inglaterra, os escritores contemporâneos descreveram a maravilha de um braseiro permanente de carvão no altar de Minerva em Aquae Sulis (banho de dia moderno), embora de fato o carvão superficial facilmente acessível do que se tornou o campo de carvão de Somerset estivesse em uso comum em residências bastante humildes localmente. Foi encontrada evidência do uso de carvão para o trabalho de ferro na cidade durante o período romano. No Eschweiler, na Renânia, depósitos de carvão betuminoso foram usados pelos romanos para a fundição de minério de ferro.

Carvão mineiro na Grã-Bretanha, 1942

Não existem evidências de carvão de grande importância na Grã -Bretanha antes de cerca de 1000 dC, a Idade Média alta. O carvão passou a ser referido como '34; Seacoal " no século XIII; O cais onde o material chegou a Londres era conhecido como Seacoal Lane, identificado em uma carta do rei Henrique III concedida em 1253. Inicialmente, o nome foi dado porque muito carvão foi encontrado na costa, tendo caído das costuras de carvão expostas sobre Penhascos acima ou lavados de afloramentos subaquáticos, mas na época de Henrique VIII, entendeu -se que deriva da maneira como era transportada para Londres por mar. Em 1257-1259, o carvão de Newcastle upon Tyne foi enviado para Londres para a abadia de Smiths and Lime queimadores de limão, Westminster. Seacoal Lane e Newcastle Lane, onde o carvão foi descarregado em cais ao longo da frota do rio, ainda existem.

Essas fontes facilmente acessíveis se esgotaram em grande parte (ou não podiam atender à crescente demanda) até o século XIII, quando a extração subterrânea por mineração de eixos ou anúncios foi desenvolvida. O nome alternativo era " pitcoal ", porque veio de minas.

Cozinha e aquecimento doméstico com carvão (além de lenha ou em vez de ele) foi feito em vários tempos e lugares ao longo da história humana, especialmente em tempos e lugares onde o carvão da superfície do solo estava disponível e a lenha era escassa, mas um A dependência generalizada do carvão para as lareiras em casa provavelmente nunca existiu até que essa mudança de combustíveis acontecesse em Londres no final do século XVI e início do século XVII. A historiadora Ruth Goodman rastreou os efeitos socioeconômicos dessa troca e sua seleção posterior por toda a Grã -Bretanha e sugeriu que sua importância na formação da adoção industrial de carvão foi anteriormente subestimada.

O desenvolvimento da Revolução Industrial levou ao uso em larga escala de carvão, à medida que o motor a vapor assumiu a roda d'água. Em 1700, cinco sextos do carvão mundial foram extraídos na Grã-Bretanha. A Grã -Bretanha ficaria sem locais adequados para moinhos de água na década de 1830 se o carvão não estivesse disponível como fonte de energia. Em 1947, havia cerca de 750.000 mineiros na Grã -Bretanha, mas a última mina de carvão profunda no Reino Unido foi fechada em 2015.

Uma nota entre carvão betuminoso e antracite já foi conhecido como carvão a vapor " como era amplamente utilizado como combustível para locomotivas a vapor. Nesse uso especializado, às vezes é conhecido como carvão do mar " nos Estados Unidos. O carvão de vapor pequeno pequeno também chamado de porcas de vapor pequenas secas (DSSN) foi usado como combustível para aquecimento doméstico de água.

O carvão continua a chegar a praias ao redor do mundo, tanto da erosão natural das costuras de carvão expostas quanto dos derramamentos varridos pelo vento de navios de carga. Muitas casas nessas áreas reúnem esse carvão como uma fonte significativa e às vezes primária de combustível de aquecimento doméstico.

Química

Composição

A composição do carvão é relatada como uma análise próxima (umidade, matéria volátil, carbono fixo e cinzas) ou uma análise final (cinzas, carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e enxofre). O "#34; matéria volátil " não existe por si só (exceto por alguns metano adsorvido), mas designa os compostos voláteis que são produzidos e expulsos aquecendo o carvão. Um carvão betuminoso típico pode ter uma análise final em uma base seca e sem cinzas de 84,4% de carbono, 5,4% de hidrogênio, 6,7% de oxigênio, 1,7% de nitrogênio e 1,8% de enxofre, com base em peso.

A composição de cinzas, dada em termos de óxidos, varia:

Outros componentes secundários incluem:

Carvão de coque e uso de coque para fundir ferro

Forno de coca em uma fábrica de combustível sem fumaça em Wales, Reino Unido

O coque é um resíduo carbonáceo sólido derivado do carvão de coque (um carvão betuminoso com baixo teor de cinzas e enxofre, também conhecido como carvão metalúrgico), que é usado na fabricação de aço e outros produtos de ferro. O coque é produzido a partir do carvão de coque, cozinhando em um forno sem oxigênio a temperaturas de até 1.000 °C, eliminando os constituintes voláteis e fundindo o carbono fixo e as cinzas residuais. O coque metalúrgico é usado como combustível e como agente redutor na fundição de minério de ferro em alto-forno. O monóxido de carbono produzido por sua combustão reduz a hematita (um óxido de ferro) a ferro.

O dióxido de carbono residual também é produzido ( 4Fe + 3CO2}}}" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">2Fe2O3+3C⟶ ⟶ ⟶ ⟶ 4Fe+3CO2(2Fe2O3 + 3C -> 4Fe + 3CO2}}} 4Fe + 3CO2}}}" aria-hidden="true" class="mwe-math-fallback-image-inline" id="2Fe2O3_+_3C" src="https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f48752473973ce8b21bd34db10ddeedea6072d35" style="vertical-align: -1.005ex; width:32.21ex; height:2.843ex;"/>) em conjunto com ferro de porco, que é demasiado rico em carbono dissolvido assim deve ser tratado mais para fazer o aço.

Coca -Cola Petróleo (Petcoke) é o resíduo sólido obtido no refino de petróleo, que se assemelha à Coca -Cola, mas contém muitas impurezas para serem úteis em aplicações metalúrgicas.

Use em componentes de fundição

Finamente moído o carvão betuminoso, conhecido nesta aplicação como carvão marinho, é um constituinte da areia de fundição. Enquanto o metal fundido está no molde, o carvão queima lentamente, liberando gases redutores à pressão e impedindo que o metal penetra nos poros da areia. Também está contido em lavagem do molde - uma pasta ou líquido com a mesma função aplicada ao molde antes de fundir. O carvão do mar pode ser misturado com o revestimento de argila (o corpo ") usado para o fundo de um forno de cúpula. Quando aquecida, o carvão se decompõe e o DBO se torna um pouco friável, facilitando o processo de quebrar orifícios abertos para tocar o metal fundido.

Alternativas para Coca -Cola

Aço de sucata pode ser reciclado em um forno de arco elétrico; e uma alternativa à fabricação de ferro por fundição é o ferro reduzido direto, onde qualquer combustível carbonáceo pode ser usado para fazer esponja ou ferro grânimo. Para diminuir as emissões de dióxido de carbono, o hidrogênio pode ser usado como agente redutor e biomassa ou desperdício como fonte de carbono. Historicamente, o carvão tem sido usado como uma alternativa para a Coca -Cola em um forno de explosão, com o ferro resultante sendo conhecido como ferro de carvão.

gaseificação

A gaseificação de carvão, como parte de um ciclo combinado de gaseificação integrado (IGCC), é usado para produzir syngas, uma mistura de monóxido de carbono (CO) e hidrogênio (h <sub-2) Turbinas a gás para disparar a gás para produzir eletricidade. Os syngas também podem ser convertidos em combustíveis de transporte, como gasolina e diesel, através do processo Fischer -Tropsch; Como alternativa, as syngas podem ser convertidas em metanol, que podem ser misturadas em combustível diretamente ou convertidas em gasolina através do processo de metanol em gasolina. A gaseificação combinada com a tecnologia Fischer -Tropsch foi usada pela Sasol Chemical Company da África do Sul para fabricar produtos químicos e combustíveis de veículos motorizados a partir de carvão.

Durante a gaseificação, o carvão é misturado com oxigênio e vapor enquanto também é aquecido e pressurizado. Durante a reação, as moléculas de oxigênio e água oxidam o carvão em monóxido de carbono (CO), além de liberar gás hidrogênio (H ₂ ). Isso costumava ser feito em minas subterrâneas de carvão e também para fazer gás da cidade, que foi canalizado aos clientes para queimar por iluminação, aquecimento e culinária.

3C (como carvão) + O₂ + H₂O → H₂ + 3CO

Se o refinador quiser produzir gasolina, o gás de síntese é encaminhado para uma reação Fischer-Tropsch. Isso é conhecido como liquefação indireta de carvão. Se o hidrogênio é o produto final desejado, no entanto, o gás de síntese é alimentado na reação de deslocamento de gás de água, onde mais hidrogênio é liberado:

CO + H₂O → CO₂ + H₂

Liquefação

O carvão pode ser convertido diretamente em combustíveis sintéticos equivalentes à gasolina ou diesel por hidrogenação ou carbonização. A liquefação do carvão emite mais dióxido de carbono do que a produção de combustível líquido a partir do petróleo bruto. Misturar biomassa e usar CCS emitiria um pouco menos do que o processo de óleo, mas a um custo alto. A estatal China Energy Investment administra uma usina de liquefação de carvão e planeja construir mais duas.

A liquefação de carvão também pode se referir ao perigo da carga ao transportar carvão.

Produção de produtos químicos

Produção de produtos químicos do carvão

Produtos químicos são produzidos a partir do carvão desde a década de 1950. O carvão pode ser usado como matéria-prima na produção de uma ampla gama de fertilizantes químicos e outros produtos químicos. A principal rota para esses produtos era a gaseificação do carvão para produzir gás de síntese. Os produtos químicos primários produzidos diretamente a partir do gás de síntese incluem metanol, hidrogênio e monóxido de carbono, que são os blocos de construção químicos a partir dos quais é fabricado todo um espectro de produtos químicos derivados, incluindo olefinas, ácido acético, formaldeído, amônia, uréia e outros. A versatilidade do gás de síntese como precursor de produtos químicos primários e produtos derivados de alto valor oferece a opção de usar o carvão para produzir uma ampla gama de commodities. No século 21, no entanto, o uso de metano de leito de carvão está se tornando mais importante.

Como a lista de produtos químicos que podem ser feitos por meio da gaseificação de carvão também pode, em geral, usar matérias-primas derivadas de gás natural e petróleo, a indústria química tende a usar quaisquer matérias-primas com melhor custo-benefício. Portanto, o interesse no uso de carvão tendeu a aumentar devido aos preços mais altos do petróleo e do gás natural e durante períodos de alto crescimento econômico global que podem ter prejudicado a produção de petróleo e gás.

Carvão para processos químicos requer quantidades substanciais de água. Muito carvão para a produção química está na China, onde províncias dependentes de carvão, como Shanxi, estão lutando para controlar sua poluição.

Geração de eletricidade

Densidade de energia

A densidade de energia do carvão é de aproximadamente 24 megajoules por quilograma (aproximadamente 6,7 quilowatts-hora por kg). Para uma usina de carvão com eficiência de 40%, são necessários cerca de 325 kg (717 lb) de carvão para alimentar uma lâmpada de 100 W por um ano.

27,6% da energia mundial foi fornecida pelo carvão em 2017 e a Ásia usou quase três quartos dela.

Tratamento de pré-combustão

O carvão refinado é o produto de uma tecnologia de atualização de carvão que remove a umidade e certos poluentes de carvões de classificação inferior, como carvões sub-betuminosos e de linhito (marrom). É uma forma de vários tratamentos e processos de pré-combustão para carvão que alteram as características do carvão antes de ser queimado. Melhorias na eficiência térmica são alcançáveis pela pré-secagem aprimorada (especialmente relevante com combustível de alta umidade, como linhito ou biomassa). Os objetivos das tecnologias de pré-combustão de carvão são aumentar a eficiência e reduzir as emissões quando o carvão é queimado. A tecnologia de pré-combustão às vezes pode ser usada como um complemento às tecnologias de pós-combustão para controlar as emissões de caldeiras movidas a carvão.

Combustão da usina

Castle Gate Power Plant perto de Helper, Utah, EUA

Carros ferroviários de carvão

Bulldozer empurrando carvão em Ljubljana Power Station, Eslovénia

O carvão queimado como combustível sólido em usinas a carvão para gerar eletricidade é chamado de carvão térmico. O carvão também é usado para produzir temperaturas muito altas através da combustão. As mortes precoces devido à poluição do ar foram estimadas em 200 por GW-ano, no entanto, podem ser maiores em torno de usinas onde os lavadores não são usados ou menores se estiverem longe das cidades. Esforços em todo o mundo para reduzir o uso de carvão levaram algumas regiões a mudar para gás natural e eletricidade de fontes de baixo carbono.

Quando o carvão é usado para geração de eletricidade, geralmente é pulverizado e depois queimado em uma fornalha com caldeira (ver também caldeira a carvão pulverizado). O calor da fornalha converte a água da caldeira em vapor, que é então usado para girar turbinas que acionam geradores e geram eletricidade. A eficiência termodinâmica deste processo varia entre cerca de 25% e 50%, dependendo do tratamento de pré-combustão, da tecnologia da turbina (por exemplo, gerador de vapor supercrítico) e da idade da planta.

Algumas usinas de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC) foram construídas, que queimam carvão de forma mais eficiente. Em vez de pulverizar o carvão e queimá-lo diretamente como combustível na caldeira geradora de vapor, o carvão é gaseificado para criar gás de síntese, que é queimado em uma turbina a gás para produzir eletricidade (assim como o gás natural é queimado em uma turbina). Os gases de exaustão quentes da turbina são usados para gerar vapor em um gerador de vapor de recuperação de calor que alimenta uma turbina a vapor suplementar. A eficiência geral da planta, quando usada para fornecer calor e energia combinados, pode chegar a 94%. As usinas IGCC emitem menos poluição local do que as convencionais movidas a carvão pulverizado; no entanto, a tecnologia de captura e armazenamento de carbono (CCS) após a gaseificação e antes da queima provou ser muito cara para ser usada com carvão. Outras formas de usar o carvão são como combustível de pasta de carvão-água (CWS), que foi desenvolvido na União Soviética, ou em um ciclo de cobertura MHD. No entanto, estes não são amplamente utilizados devido à falta de lucro.

Em 2017, 38% da eletricidade mundial veio do carvão, a mesma porcentagem de 30 anos antes. Em 2018, a capacidade instalada global era de 2TW (dos quais 1TW na China), o que representava 30% da capacidade total de geração de eletricidade. O principal país mais dependente é a África do Sul, com mais de 80% de sua eletricidade gerada pelo carvão; mas a China sozinha gera mais da metade da eletricidade gerada a carvão do mundo.

A utilização máxima de carvão foi atingida em 2013. Em 2018, o fator de capacidade das centrais a carvão foi em média de 51%, ou seja, operaram cerca de metade das horas de funcionamento disponíveis.

Indústria do carvão

Mineração

Cerca de 8000 Mt de carvão são produzidos anualmente, cerca de 90% do qual é carvão e 10% lenhite. A partir de 2018, pouco mais da metade é de minas subterrâneas. Ocorrem mais acidentes durante a mineração subterrânea do que na mineração de superfície. Nem todos os países publicam estatísticas de acidentes de mineração, portanto, os números mundiais são incertos, mas acredita-se que a maioria das mortes ocorra em acidentes de mineração de carvão na China: em 2017, houve 375 mortes relacionadas à mineração de carvão na China. A maior parte do carvão extraído é carvão térmico (também chamado de carvão vapor, pois é usado para produzir vapor para gerar eletricidade), mas carvão metalúrgico (também chamado de "metcoal" ou "carvão de coque", como é usado para fazer coque para fazer ferro) é responsável por 10% a 15% do uso global de carvão.

Como mercadoria negociada

Extensas docas de carvão vistas em Toledo, Ohio, 1895

A China extrai quase metade do carvão do mundo, seguida pela Índia com cerca de um décimo. A Austrália representa cerca de um terço das exportações mundiais de carvão, seguida da Indonésia e da Rússia, enquanto os maiores importadores são o Japão e a Índia.

O preço do carvão metalúrgico é volátil e muito mais alto do que o preço do carvão térmico porque o carvão metalúrgico deve ter menos enxofre e requer mais limpeza. Os contratos futuros de carvão fornecem aos produtores de carvão e ao setor de energia elétrica uma ferramenta importante para cobertura e gerenciamento de risco.

Em alguns países, a nova geração eólica ou solar onshore já custa menos do que a energia a carvão das usinas existentes. No entanto, para a China, isso está previsto para o início da década de 2020 e para o sudeste da Ásia não antes do final da década de 2020. Na Índia, a construção de novas usinas não é econômica e, apesar de subsidiadas, as usinas existentes estão perdendo participação de mercado para as renováveis.

Tendências de mercado

Dos países que produzem carvão, a China extrai de longe a maior parte, quase metade do carvão mundial, seguida por menos de 10% da Índia. A China também é de longe o maior consumidor. Portanto, as tendências do mercado dependem da política energética chinesa. Embora o esforço para reduzir a poluição signifique que a tendência global de longo prazo é queimar menos carvão, as tendências de curto e médio prazo podem diferir, em parte devido ao financiamento chinês de novas usinas a carvão em outros países.

Principais produtores

Produção de carvão por região

Países com produção anual superior a 300 milhões de toneladas são mostrados.

Principais consumidores

São apresentados os países com consumo anual superior a 500 milhões de toneladas. As ações são baseadas em dados expressos em toneladas equivalentes de petróleo.

Principais exportadores

Os exportadores correm o risco de uma redução na demanda de importações da Índia e da China.

Grandes importadores

Danos à saúde humana

O uso de carvão como combustível causa problemas de saúde e mortes. A mineração e o processamento de carvão causam poluição do ar e da água. As usinas movidas a carvão emitem óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre, poluição particulada e metais pesados, que afetam negativamente a saúde humana. A extração de metano do leito de carvão é importante para evitar acidentes na mineração.

A poluição mortal de Londres foi causada principalmente pelo uso pesado de carvão. Globalmente, estima-se que o carvão cause 800.000 mortes prematuras a cada ano, principalmente na Índia e na China.

A queima do carvão é uma das principais emissoras de dióxido de enxofre, que cria partículas PM2,5, a forma mais perigosa de poluição do ar.

As emissões das chaminés de carvão causam asma, derrames, inteligência reduzida, bloqueios arteriais, ataques cardíacos, insuficiência cardíaca congestiva, arritmias cardíacas, envenenamento por mercúrio, oclusão arterial e câncer de pulmão.

Os custos anuais com saúde na Europa decorrentes do uso de carvão para gerar eletricidade são estimados em até € 43 bilhões.

Na China, as melhorias na qualidade do ar e na saúde humana aumentariam com políticas climáticas mais rigorosas, principalmente porque a energia do país depende muito do carvão. E haveria um benefício econômico líquido.

Um estudo de 2017 no Economic Journal descobriu que, para a Grã-Bretanha, durante o período de 1851 a 1860, "um aumento de um desvio padrão no uso de carvão elevou a mortalidade infantil em 6 a 8% e que o uso de carvão industrial explica cerca de um terço da penalidade de mortalidade urbana observada durante esse período."

Respirar pó de carvão causa a pneumoconiose do trabalhador do carvão ou "pulmão negro", assim chamado porque o pó de carvão literalmente deixa os pulmões pretos de sua cor rosa usual. Só nos EUA, estima-se que 1.500 ex-funcionários da indústria do carvão morram todos os anos devido aos efeitos da inalação da poeira das minas de carvão.

Enormes quantidades de cinzas de carvão e outros resíduos são produzidas anualmente. O uso de carvão gera centenas de milhões de toneladas de cinzas e outros resíduos todos os anos. Isso inclui cinzas volantes, cinzas residuais e lodo de dessulfurização de gases de combustão, que contêm mercúrio, urânio, tório, arsênico e outros metais pesados, juntamente com não metais, como selênio.

Cerca de 10% do carvão são cinzas: as cinzas de carvão são perigosas e tóxicas para os seres humanos e alguns outros seres vivos. As cinzas de carvão contêm os elementos radioativos urânio e tório. As cinzas de carvão e outros subprodutos sólidos da combustão são armazenados localmente e escapam de várias maneiras que expõem aqueles que vivem perto das usinas de carvão à radiação e aos tóxicos ambientais.

Danos ao meio ambiente

Foto aérea do local da Kingston Fosil Plant carvão voar cinza slurry derramado no dia após o evento

A mineração de carvão, os resíduos da combustão do carvão e os gases de combustão estão causando grandes danos ambientais.

Os sistemas de água são afetados pela mineração de carvão. Por exemplo, a mineração afeta os níveis e a acidez dos lençóis freáticos e subterrâneos. Derramamentos de cinzas volantes, como o derramamento de cinzas volantes de carvão da Kingston Fossil Plant, também podem contaminar a terra e os cursos d'água e destruir casas. As centrais elétricas que queimam carvão também consomem grandes quantidades de água. Isso pode afetar os fluxos dos rios e tem impactos consequentes em outros usos da terra. Em áreas de escassez de água, como o deserto de Thar, no Paquistão, a mineração de carvão e as usinas de carvão usariam quantidades significativas de água.

Um dos primeiros impactos conhecidos do carvão no ciclo da água foi a chuva ácida. Em 2014, aproximadamente 100 Tg/S de dióxido de enxofre (SO₂) foram liberados, mais da metade dos quais provenientes da queima de carvão. Após a liberação, o dióxido de enxofre é oxidado a H₂SO₄ que espalha a radiação solar, portanto, seu aumento na atmosfera exerce um efeito de resfriamento no clima. Isso mascara beneficamente parte do aquecimento causado pelo aumento dos gases de efeito estufa. No entanto, o enxofre é precipitado para fora da atmosfera como chuva ácida em questão de semanas, enquanto o dióxido de carbono permanece na atmosfera por centenas de anos. A liberação de SO₂ também contribui para a acidificação generalizada dos ecossistemas.

As minas de carvão abandonadas também podem causar problemas. A subsidência pode ocorrer acima dos túneis, causando danos à infraestrutura ou à lavoura. A mineração de carvão também pode causar incêndios duradouros, e estima-se que milhares de incêndios em veios de carvão estejam queimando a qualquer momento. Por exemplo, Brennender Berg está queimando desde 1668 e ainda está queimando no século XXI.

A produção de coque a partir do carvão produz amônia, alcatrão de hulha e compostos gasosos como subprodutos que, se descarregados na terra, no ar ou nos cursos d'água, podem poluir o meio ambiente. A usina siderúrgica de Whyalla é um exemplo de instalação de produção de coque onde a amônia líquida foi descarregada no ambiente marinho.

Intensidade de emissão

A intensidade de emissão é o gás de efeito estufa emitido durante a vida útil de um gerador por unidade de eletricidade gerada. A intensidade de emissão das usinas a carvão é alta, pois emitem cerca de 1000 g de CO₂eq para cada kWh gerado, enquanto o gás natural é de média intensidade de emissão em torno de 500 g CO₂eq por kWh. A intensidade de emissão do carvão varia de acordo com o tipo e a tecnologia do gerador e excede 1.200 g por kWh em alguns países.

Incêndios subterrâneos

Milhares de fogueiras de carvão estão queimando em todo o mundo. Aqueles que queimam no subsolo podem ser difíceis de localizar e muitos não podem ser extintos. Incêndios podem fazer com que o solo acima diminua, seus gases de combustão são perigosos para a vida e irromper na superfície pode iniciar incêndios florestais na superfície. As camadas de carvão podem ser incendiadas por combustão espontânea ou contato com um incêndio de mina ou incêndio de superfície. Os relâmpagos são uma importante fonte de ignição. O carvão continua a queimar lentamente de volta para a costura até que o oxigênio (ar) não consiga mais alcançar a frente da chama. Um incêndio de grama em uma área de carvão pode incendiar dezenas de veios de carvão. Incêndios de carvão na China queimam cerca de 120 milhões de toneladas de carvão por ano, emitindo 360 milhões de toneladas métricas de CO₂, totalizando 2–3% da produção mundial anual de CO₂ sub> de combustíveis fósseis. Em Centralia, Pensilvânia (um bairro localizado na região de carvão dos Estados Unidos), um veio exposto de antracito pegou fogo em 1962 devido a um incêndio de lixo no aterro sanitário do bairro, localizado em uma mina de antracito abandonada. As tentativas de extinguir o fogo não tiveram sucesso e ele continua a queimar no subsolo até hoje. Originalmente, acreditava-se que a Burning Mountain australiana era um vulcão, mas a fumaça e as cinzas vêm de um incêndio de carvão que queima há cerca de 6.000 anos.

Em Kuh i Malik, no Vale Yagnob, no Tajiquistão, os depósitos de carvão queimam há milhares de anos, criando vastos labirintos subterrâneos cheios de minerais únicos, alguns deles muito bonitos.

A rocha de siltito avermelhado que cobre muitos cumes e morros na bacia do Rio Powder em Wyoming e no oeste de Dakota do Norte é chamada de porcelanita, que se assemelha ao resíduo da queima de carvão "clínquer" ou "escória" vulcânica. O clínquer é uma rocha que foi fundida pela queima natural do carvão. Na bacia do rio Powder, aproximadamente 27 a 54 bilhões de toneladas de carvão queimaram nos últimos três milhões de anos. Incêndios de carvão selvagem na área foram relatados pela Expedição Lewis e Clark, bem como por exploradores e colonos na área.

Mudanças climáticas

O maior e mais duradouro efeito do uso do carvão é a liberação de dióxido de carbono, um gás de efeito estufa que causa mudanças climáticas. As usinas a carvão foram o maior contribuinte individual para o crescimento das emissões globais de CO₂ em 2018, 40% do total de emissões de combustíveis fósseis e mais de um quarto do total de emissões. A mineração de carvão pode emitir metano, outro gás de efeito estufa.

Em 2016, as emissões brutas mundiais de dióxido de carbono provenientes do uso de carvão foram de 14,5 gigatoneladas. Para cada megawatt-hora gerado, a geração de energia elétrica a carvão emite cerca de uma tonelada de dióxido de carbono, o que é o dobro dos aproximadamente 500 kg de dióxido de carbono liberados por uma usina elétrica movida a gás natural. Em 2013, o chefe da agência climática da ONU aconselhou que a maior parte das reservas de carvão do mundo deveria ser deixada no solo para evitar o aquecimento global catastrófico. Para manter o aquecimento global abaixo de 1,5 °C ou 2 °C, centenas, ou possivelmente milhares, de usinas movidas a carvão precisarão ser desativadas antecipadamente.

Mitigação da poluição

Controles de emissões em uma usina de carvão disparada

padrões

Os padrões locais de poluição incluem GB13223-2011 (China), Índia, a Diretiva de Emissões Industriais (UE) e a Lei do Ar Limpo (Estados Unidos).

Monitoramento por satélite

O monitoramento por satélite agora é usado para verificar os dados nacionais, por exemplo, o Sentinel-5 Precursor mostrou que o controle chinês do SO₂ foi apenas parcialmente bem-sucedido. Também revelou que o baixo uso de tecnologia como SCR resultou em altas emissões de NO₂ na África do Sul e na Índia.

Centrais de ciclo combinado

Algumas usinas a carvão de ciclo combinado de gaseificação integrada (IGCC) foram construídas com gaseificação de carvão. Embora queimem carvão com mais eficiência e, portanto, emitam menos poluição, a tecnologia geralmente não se mostrou economicamente viável para o carvão, exceto possivelmente no Japão, embora isso seja controverso.

Captura e armazenamento de carbono

Apesar de ainda ser intensamente pesquisado e considerado economicamente viável para alguns usos que não o carvão; a captura e o armazenamento de carbono foram testados nas usinas a carvão de Petra Nova e Boundary Dam e foram considerados tecnicamente viáveis, mas não economicamente viáveis para uso com carvão, devido a reduções no custo da tecnologia solar fotovoltaica.

Economia

Em 2018, US$ 80 bilhões foram investidos no fornecimento de carvão, mas quase tudo para sustentar os níveis de produção, em vez de abrir novas minas. A longo prazo, o carvão e o petróleo podem custar ao mundo trilhões de dólares por ano. Só o carvão pode custar bilhões à Austrália, enquanto os custos para algumas empresas ou cidades menores podem chegar a milhões de dólares. As economias mais prejudicadas pelo carvão (através das mudanças climáticas) podem ser a Índia e os Estados Unidos, pois são os países com o maior custo social do carbono. Os empréstimos bancários para financiar o carvão são um risco para a economia indiana.

A China é o maior produtor de carvão do mundo. É o maior consumidor de energia do mundo, e o carvão na China fornece 60% de sua energia primária. No entanto, estima-se que dois quintos das usinas de carvão da China sejam deficitárias.

A poluição do ar causada pelo armazenamento e manuseio de carvão custa aos EUA quase 200 dólares para cada tonelada extra armazenada, devido ao PM2,5. A poluição por carvão custa € 43 bilhões a cada ano. Medidas para reduzir a poluição do ar beneficiam financeiramente os indivíduos e as economias de países como a China.

Subsídios

Os subsídios para o carvão em 2021 foram estimados em US$ 19 bilhões, sem incluir os subsídios à eletricidade, e devem aumentar em 2022. A partir de 2019, os países do G20 fornecer pelo menos US$ 63,9 bilhões de apoio do governo por ano para a produção de carvão, incluindo energia movida a carvão: muitos subsídios são impossíveis de quantificar, mas incluem US$ 27,6 bilhões em finanças públicas domésticas e internacionais, US$ 15,4 bilhões em apoio fiscal e US$ 20,9 bilhões em investimentos de empresas estatais (SOE) por ano. Na UE, a ajuda estatal a novas usinas a carvão foi proibida a partir de 2020 e a usinas a carvão existentes a partir de 2025. A partir de 2018, o financiamento do governo para novas usinas a carvão foi fornecido pelo Exim Bank of China, o Japan Bank for International Cooperação e bancos do setor público indiano. O carvão no Cazaquistão foi o principal destinatário de subsídios ao consumo de carvão, totalizando US$ 2 bilhões em 2017. O carvão na Turquia se beneficiou de subsídios substanciais em 2021.

Ativos encalhados

Algumas usinas a carvão podem se tornar ativos presos, por exemplo, a maior empresa de energia da China Energy, a maior empresa de energia do mundo, corre o risco de perder metade de seu capital. No entanto, empresas de eletricidade estatais, como Eskom, na África do Sul, Listrik Negara, na Indonésia, na Indonésia, na Sarawak Energy, na Malásia, Taipower, em Taiwan, egat, na Tailândia, na eletricidade do Vietnã e na Eüaş, na Turquia, estão construindo ou planejando novas plantas. A partir de 2021, isso pode estar ajudando a causar uma bolha de carbono que poderia causar instabilidade financeira se explodir.

política

Países que construíram ou financiando novas usinas a carvão, como China, Índia, Indonésia, Vietnã, Turquia e Bangladesh, enfrentam críticas internacionais de montagem por obstruir os objetivos do Acordo de Paris. Em 2019, as nações da Ilha do Pacífico (em particular Vanuatu e Fiji) criticaram a Austrália por não reduzirem suas emissões a um ritmo mais rápido do que eram, citando preocupações sobre a inundação e a erosão costeira. Em maio de 2021, os membros do G7 concordaram em encerrar o novo apoio direto do governo à geração internacional de energia de carvão.

Protesto contra danos ao Grande Barreira de Corais causados por alterações climáticas em Australi

A oposição à poluição causada pelo carvão foi uma das principais razões pelas quais o movimento ambiental moderno começou no século XIX.

Transição para longe do carvão

Para atender às metas climáticas globais e fornecer energia para aqueles que atualmente não a possuem, a energia do carvão deve ser reduzida de quase 10.000 TWh para menos de 2.000 TWh até 2040. A eliminação gradual do carvão tem benefícios ambientais e de saúde de curto prazo que excedem os custos, mas alguns países ainda favorecem o carvão, e há muita discordância sobre a rapidez com que deve ser eliminado. No entanto, muitos países, como a Powering Past Coal Alliance, já fizeram ou estão se afastando do carvão; a maior transição anunciada até agora foi a da Alemanha, que deve fechar sua última usina movida a carvão entre 2035 e 2038. Alguns países usam as ideias de uma "Transição Justa", por exemplo, para usar alguns dos os benefícios da transição para fornecer pensões antecipadas aos mineiros de carvão. No entanto, as ilhas baixas do Pacífico estão preocupadas com a transição não ser rápida o suficiente e que serão inundadas pelo aumento do nível do mar, então eles pediram aos países da OCDE que eliminem completamente o carvão até 2030 e outros países até 2040. Em 2020, embora A China construiu algumas usinas, globalmente mais energia a carvão foi aposentada do que construída: o secretário-geral da ONU também disse que os países da OCDE deveriam parar de gerar eletricidade a partir do carvão até 2030 e o resto do mundo até 2040. A redução gradual do carvão foi acordada na COP26 no Pacto Climático de Glasgow. O Vietnã está entre os poucos países em desenvolvimento dependentes de carvão que se comprometeram a eliminar gradualmente a energia a carvão inabalável até a década de 2040 ou o mais cedo possível depois disso.

Pico do carvão

Uma mina de carvão em Wyoming, EUA. Os EUA têm as maiores reservas de carvão do mundo.

Mude para combustíveis mais limpos e geração de eletricidade com baixo teor de carbono

A geração a carvão emite cerca de duas vezes mais dióxido de carbono - cerca de uma tonelada para cada megawatt-hora gerado - do que a eletricidade gerada pela queima de gás natural a 500 kg de gás de efeito estufa por megawatt-hora. Além de gerar eletricidade, o gás natural também é popular em alguns países para aquecimento e como combustível automotivo.

O uso de carvão no Reino Unido declinou como resultado do desenvolvimento do petróleo do Mar do Norte e da subsequente corrida pelo gás durante a década de 1990. No Canadá, algumas usinas a carvão, como a Hearn Generating Station, mudaram do carvão para o gás natural. Em 2017, a energia do carvão nos EUA forneceu 30% da eletricidade, abaixo dos aproximadamente 49% em 2008, devido ao fornecimento abundante de gás natural de baixo custo obtido por fraturamento hidráulico de formações compactas de xisto.

Regiões carboníferas em transição

Algumas regiões de mineração de carvão são altamente dependentes do carvão.

Emprego

Alguns mineradores de carvão estão preocupados com a perda de empregos na transição. Uma transição justa do carvão é apoiada pelo Banco Europeu de Reconstrução e Desenvolvimento.

Biorremediação

O fungo da podridão branca Trametes versicolor pode crescer e metabolizar o carvão natural. Descobriu-se que a bactéria Diplococcus degrada o carvão, elevando sua temperatura.

Uso cultural

O carvão é o mineral oficial do estado de Kentucky e a rocha oficial do estado de Utah; ambos os estados dos EUA têm uma ligação histórica com a mineração de carvão.

Algumas culturas afirmam que as crianças que se comportam mal receberão apenas um pedaço de carvão do Papai Noel no Natal em suas meias, em vez de presentes.

Também é costume e considerado sorte na Escócia e no norte da Inglaterra dar carvão como presente no dia de Ano Novo. Isso ocorre como parte do first-footing e representa calor para o próximo ano.