L'elementcarboni apareix en el carbó en un percentatge superior a 50% enpes i en un 70% envolum. L'aigua ohumitat interior és variable i prové de la que va quedar atrapada durant el procés de la formació del carbó.
Elmetà és ungas que es troba a les mines de carbó i pot ser l'origen de perilloses explosions enmines subterrànies. En aquest context específic se li sol anomenargrisú.
El carbó de l'hemisferi nord es va formar enecosistemes d'aiguamolls anomenats boscos carbonífers. En morir les plantes i acumular-se en medisaquàtics amb pocoxigen (medis anaerobis) pateixen una degradacióbacteriana. Per a la formació de carbó cal que aquestes condicions tinguin una durada suficient detemps, i senseerosió en condicionssedimentàries.
LesIlles Britàniques (especialment riques en carbó i on es va iniciar larevolució industrial) són el primer lloc estudiat on es detecta l'ús d'aquestcombustible. Allà, en el tercer mil·lenni aC s'ha comprovat que era un component de pires funeràries i cap a l'any 200 aC hi ha evidències, en la mateixa zona, d'activitatcomercial i de ser usat per a dessecarcereals. Sota la dominacióromana hi ha mencions de l'ús esporàdic del carbó, però fins a l'edat mitjana no va adquirir importància rellevant. El primer carbó utilitzat era simplement recollit de laplatja, quan es va esgotar aquesta font es va haver de passar a lamineria del carbó.
El carbó es va començar a usar massivament amb les primeres aplicacions de lamàquina de vapor, tant a laindústria (aCatalunya van ser especialment importants els vapors tèxtils) com altransport, sobretot atrens ivaixells. Al segle xx, quan va esdevenir prou car, hom va començar a preferir els combustibles líquids (derivats del petroli) per al transport, i a partir de la meitat del segle l'ús de gas natural va anar augmentant a favor del petroli i del carbó a la indústria i a l'obtenció d'energia. Malgrat això, encara al segle xxi s'usa el carbó per a l'obtenció de calor i d'electricitat a calderes industrials i centrals tèrmiques. Actualment els principals problemes que presenta són lacontaminació i lasostenibilitat, ja que és un recurs natural en vies d'esgotament.
Central elèctrica per combustió de carbó aRuien,Bèlgica
El carbó s'utilitza majoritàriament com a font primària de calor encalderes industrials i per a l'obtenció d'electricitat a lescambres de combustió de carbó (de llit fix o de llit fluid) de lescentrals termoelèctriques, mitjançant la generació devapor d'aigua per la calor alliberada, que al seu torn impulsa les turbines de vapor. És, doncs, principalment uncombustible, que es pot classificar dintre delscombustibles fòssils. El 75% del carbó mundial s'utilitza per a produir electricitat, però l'eficiència energètica global de les centrals de carbó no és gaire elevada, al voltant d'un 25%-27%. També té altres usos més minoritaris, entre els quals es troben, per exemple, elsforns de ciment i l'elaboració decarbó de coc a partir de l'hulla per a produiracer.
A laGran Bretanya, la mineria del carbó es va desenvolupar des de principis del segle xviii i es va convertir en una base essencial per a laindustrialització que hi va començar. A partir del segle xix, el carbó també s'utilitzava per a la producció de gas de ciutat, que s'utilitzava per a l'enllumenat públic, la cuina i la calefacció. A les fàbriques de gas, el gas ciutat s'obtenia del carbó per destil·lació en sec; el coc era un subproducte. Al segle xx, el gas ciutat va ser substituït en gran part pelgas natural.
La indústria global del carbó, amb un gran impacte en elcanvi climàtic ha sofert durant lapandèmia de COVID-19, amb el desplom de la demanda d´electricitat, fent que el primer en ser retallat va ser l'ús del carbó forçant el tancament de moltes plantes, confirmant que gastar en energia renovable és una inversió més segura.[5]
L'any 2003, el 24,4% de l'energia primària i el 40,1% de l'energia elèctrica a tot el món es van generar mitjançant l'ús industrial del carbó com a combustible. A Espanya un 15% de l'electricitat es generava amb centrals tèrmiques de carbó el 2018, però el 2020, quan van quedar clausurades set de les tretze centrals tèrmiques de carbó que quedaven a Espanya, ja només l'1,4%, i la resta de centrals tenen programada el tancament fins al 2026.[5] AAndorra hi ha una d'aquestes centrals, que funciona amb carbó importat.
Dues tecnologies amb grans perspectives de futur són lagasificació i laliquació del carbó. La primera és més antiga, s'usava ja alsegle xviii per a obtenir el que aleshores s'anomenavagas d'aigua i actualment té l'interès de produir combustibles gasosos ditsde síntesi (gas natural sintètic o GNS,hidrogen, etc.), que pretenen ser més fàcils d'emmagatzemar i de transportar, a més de més respectuosos amb elmedi ambient, que el carbó sòlid. La liquació del carbó es va començar a fer aAlemanya durant laSegona Guerra Mundial, per a no dependre dels altres països per alpetroli i els seus derivats, ja que no tenien jaciments petroliers però sí mines de carbó. A mesura que el petroli s'esgota al món, aquesta tècnica, directa o indirecta, es fa cada dia més avantatjosa, i a més permet produir combustibles menyscontaminants idissenyats perquè siguin més aptes per a l'ús en l'automoció.[cal citació] El combustible líquid obtingut per la liquació de carbó té el doble de potència calorífica que el carbó usat per a fer-lo.
Com altrescombustibles fòssils, el carbó, en cremar, emet sobretot a l'airediòxid de carboni (CO₂), uncontaminant atmosfèric que es considera el principalgas amb efecte d'hivernacle, i per tant, un dels causants delcanvi climàtic. A més, a la seva extracció en fa augmentar elradóradioactiu de l'aire i, segons com es faci, es pot contaminar el sòl i l'aigua per les aigües residuals no convenientment tractades. La Conferència de Canvi Climàtic de l'ONU de 2021 va establir un acord per abandonar el carbó com a combustible per mantenir viu l'objectiu de limitar l'escalfament global a final del segle xxi a 1,5 graus centígrads.[6]
Una central termoelèctrica de carbó produeix tambéòxids denitrogen (NO iNO₂) idiòxid de sofre (SO₂), causants de lapluja àcida. Els òxids de nitrogen a més sóntòxics. El diòxid de sofre es pot reduir considerablement per mitjà de la dessulfuració dels gasos a la xemeneia ambcalcària (CaCO₃), però aleshores es produeixen importants residus deguix i més diòxid de carboni. Aquest procés no se sol fer si no és obligat per llei, a causa del seu elevat cost econòmic. El guix, cendres i altres partícules sòlides emeses a l'atmosfera es poden reduir amb filtres. La central també fa augmentar les sèries naturals de radioactius atmosfèrics, principalment els de la família del radó. AEspanya el problema es veu agreujat pel fet que el carbó utilitzat és de baixaqualitat, cosa que fa que el contingut de sofre i de cendres sigui especialment elevat.
Mina de carbó a cel obert a Garzweiler, Alemanya. Panorama d'alta resolució.
Els majors problemes ambientals de l'ús del carbó són les emissions de diòxid de carboni i les desofre. Actualment es fan servir diverses tècniques de dessulfuració (disminució del diòxid de sofre) dels gasos de combustió del carbó, que es poden classificar en dos grans tipus, la dessulfuració per via humida i la dessulfuració per via seca.
La dessulfuració per via humida pot ser amb calcària sense recuperació; amb obtenció de guix, a la qual es produeix unaoxidació forçada delsulfit de calci per a obtenir-lo; o amb recuperació del sofre (àcid sulfúric), que usacarbonat de sodi i no calcària.
La dessulfuració per via seca es pot fer mitjançant l'absorció en sec del sofre per polvorització de carbonat de sodi o bé amb calcària, després es recull en filtres de mànigues i finalment cal extreure'n les cendres volants que també s'hi dipositen perquè siguin tractades enabocadors específics controlats. Una altra manera és el tractament ambamoníac, que reacciona amb el diòxid de sofre i produeix aixísulfat d'amoni, que es pot utilitzat com afertilitzant. Cal tenir en compte que aquest darrer mètode evita lacontaminació de l'aire per sofre però l'ús del fertilitzant obtingut contamina elsòl, lesaigües dolces i, via aquestes, elmar.
A laUnió Europea del24 de novembre de1988 establia uns límits màxims d'emissions atmosfèriques delscontaminants (NOx, SO₂, partícules) generats per les instal·lacions de combustió, segons el tipus de carbó utilitzat (la Unió entén que un carbó dolent, amb pocpoder calorífic, pot emetre més contaminants, perquè el rendiment econòmic no sigui excessivament baix, o que no aporti beneficis econòmics) i segons la potència tèrmica de la central. Va ser abrogada el 2002.[7] L'abril del 1991 la directiva europea va ser adaptada a l'Estat Espanyol. Proposa uns índexs mínims de dessulfuració que han de complir obligatòriament les calderes que usen carbó barrejat amb altres combustibles i les centrals tèrmiques de carbó, i fa la diferència entre les que funcionen amb carbó espanyol de les que ho fan amb carbó importat.[8] Les normes van ser actualitzades el 2004.[9]
PerNadal es diu que elsReis Mags porten carbó als infants que s'han comportat malament.[10] Actualment el carbó dels Reis està fet amb sucre i es menja com a llaminadura, també amb un alt poder energètic.
.JPG)
