Palivo

Uhelné sloje vznikaly v průběhu stovek milionů let procesem karbonizace rostlinných těl

Uhlí je typickým příkladem neobnovitelného zdroje energie, což znamená, že jeho vyčerpání se očekává v nepoměrně kratší době (v řádu stovek let), než je doba jeho vzniku.

Nejvýznamnější ložiska uhlí vznikala v období geologického „středověku“ – v karbonu a permu. Tehdy byly bujně rostoucí rostliny vlivem horotvorných pochodů uvězněny pod nové vrstvy hornin. Působením velkého tlaku a zvýšené teploty se rostlinná těla rozkládala bez přístupu vzduchu. Několik stovek milionů let pak probíhal postupný proces karbonizace a ve zbytcích se hromadil hlavně uhlík. Na délce doby karbonizace, tlaku a teplotě závisela výsledná kvalita uhlí. Při kratší době prouhelňování a teplotách kolem 150 °C vznikala rašelina a později hnědé uhlí, naopak při vyšším tlaku a teplotách až 500 °C vznikalo uhlí černé.

Černouhelné doly v ostravsko-karvinském revíru připomínají charakteristické těžní věže nad vertikálními šachtami

Těžba černých pokladů Země se zintenzivnila v 19. století s rozvojem parních strojů v období průmyslové revoluce. Zanedlouho se spalování uhlí v topeništích stalo nejvýznamnějším zdrojem tepelné a později i elektrické energie. Podle hloubky umístění uhelných slojí pod povrchem Země se vyvíjely dva základní způsoby těžby uhlí – hlubinné a povrchové dobývání.

Při hlubinné těžbě vedou ke slojím v podzemí vertikální důlní díla – šachty s charakteristickými těžními věžemi.

Od šachty vedou horizontální chodby k jednotlivým uhelným slojím často v několika patrech nad sebou. Technických způsobů dobývání uhlí je mnoho, vždy ale musí být důlní dílo zabezpečeno proti zavalení horninou nebo uhlím pomocí výztuží, musí být trvale odvodňováno a větráno. Vytěžené uhlí je těžní jámou dopravováno na povrch, kde se většinou nakládá na vagóny a distribuuje ke konečným spotřebitelům, mezi které patří i uhelné elektrárny.

Doprava vytěženého uhlí v železničních vagónech do uhelné elektrárny ve Wyomingu

Pokud jsou uhelné sloje v menších hloubkách pod povrchem, je jednodušší i levnější odstranit překryvnou vrstvu zeminy nebo horniny a uhlí dobývat povrchovým způsobem. Odstraňování nadložních vrstev a dobývání uhlí se provádí pomocí obřích pohyblivých korečkových rypadel, obvykle spojených s pásovým mostem.

Pro dopravu vytěžených materiálů se používají široké pásové dopravníky o délce až několik kilometrů. Často se uhelné elektrárny staví u uhelných dolů, aby se ušetřilo za dopravu. V tomto případě uhlí putuje dopravníky přímo z dolu až do zauhlovací části elektrárny.

Hnědé uhlí se v okolí Mostu těží povrchovým způsobem pomocí obrovských rypadel

Hnědé a černé uhlí mají rozdílné percentuálně zastoupení hlavních složek – hořlaviny, popelovin a vody a tím i rozdílné vlastnosti, především výhřevnost. Hnědé uhlí má většinou asi dvakrát vyšší sirnatost, než černé uhlí, což klade větší nároky na systém odsíření.

Například hnědé uhlí spalované v elektrárně Tušimice II má výhřevnost přibližně 10 MJ/kg, sirnatost přibližně 2 % a jeden blok ho za hodinu spotřebuje asi 200 tun.