زغال‌سنگ، سنگی رسوبی و قابل احتراق است که عموماً سیاه و یا قهوه‌ای بوده و حاوی مقادیر زیادی کربن و هیدروکربن است. زغال‌سنگ در دسته سوخت های تجدیدناپذیر قرار می‌گیرد زیرا تشکیل آن میلیون‌ها سال طول می کشد. این سنگ حاوی انرژی ذخیره شده توسط گیاهانی است که صدها میلیون سال پیش در جنگل‌های باتالقی زندگی می‌کرده‌اند.
زغال‌سنگ به عنوان سوخت و نیز ماده اولیه برخی صنایع شیمیایی برای تولید گاز، کک، روغن، قطران و غیره استفاده می‌شود و پس از نفت و گاز دومین منبع مهم انرژی در جهان محسوب می‌شود که به دلیل فراوانی، مقرون به صرفه بودن و در دسترس بودن، حرف اول را در زمینه‌ی انرژی میزند.
مراحل تشکیل زغال سنگ
این ماده حدود 25 %تا 35 %کربن دارد و در این دسته‌بندی کمترین ارزش حرارتی را نسبت به سایر انواع این ماده دارد. زغال سنگ قهوه‌ای نسبتاً جوان است و در معرض گرما و فشار شدید قرار نگرفته است. این ماده به راحتی خرد می شود و از رطوبت بالایی نیز برخوردار است، و به همین دلیل ارزش حرارتی آن پایین است. حدود 17 %از کل ذخایر زغال سنگ جهان را این ماده شامل می شود.
این نوع یک زغال سنگ چگال بوده که سیاه رنگ یا قهوه‌ای تیره با نوارهای روشن و کدر می‌باشد. از تقطیر آن کک که دارای کربن بالاست، به وجود می‌آید. این نوع حاوی حدود 45 %تا 86% درصد کربن می‌باشد. معمولاً از بیتومینه برای تولید برق در نیروگاه‌ها استفاده می‌شود. همچنین از آن هم به عنوان سوخت و هم به عنوان مواد اولیه در صنعت آهن و فولاد استفاده می‌شود. حدود 53 %از منابع زغال سنگ مربوط به این نوع می‌باشد.
این نوع زغال سنگ سخت و سیاه بوده و دارای بالاترین درجه خلوص است. به این نوع زغال سنگ حرارتی می‌گویند که دارای کمترین میزان آب و مواد فرار و بیشترین کربن است. حدودا 86 %تا 97 %کربن دارد. این ماده عمدتاً توسط صنایع مربوط به فلزات مورد استفاده قرار می‌گیرد. میزان ذخایر این ماده در سطح جهان کمتر از 1 %کل ذخایر زغال سنگ است
کاربردهای زغال سنگ
انواع زغال سنگ
زغال سنگ حرارتی
زغال‌سنگ حرارتی یا زغال بخار برای تولید بخار برای حرکت توربین‌ها سوزانده می‌شود تا برق تولید شده و به شبکه های برق عمومی یا مستقیما به صنعت مصرف کننده برق (مانند صنایع شیمیایی، تولید کنندگان کاغذ، صنعت زغال‌سنگ و آجرسازی) برسد. در طی تولید برق، زغال‌سنگ به صورت پودر درآمده و در یک دیگ بخار سوزانده می‌شود تا بخار تولید شود و توربین ها را برای تولید برق حرکت دهد.
زغال‌سنگ متالورژی (کُک شو)
زغال‌سنگ متالورژی یا زغال‌سنگ کک شو در فرآیند تولید کک مورد نیاز برای آهن و فولاد سازی استفاده می‌شود. کک یک سنگ سیاه متخلخل و سخت از کربن غلیظ است که با حرارت دادن زغال‌سنگ بیتومینه بدون هوا در دمای بسیار بالا ایجاد می‌شود. زغال‌سنگ کک شو نسبت به زغال‌سنگ حرارتی در طبیعت کمتر است و مرز مشخصی بین این دو نوع از زغال‌سنگ را نمی‌توان تعریف کرد. حتی ممکن است گاهی زغال‌سنگ کک شو را به جای زغال‌سنگ حرارتی استفاده کنند.
فرایند تولید زغال سنگ کک شو
صنعت زغال‌سنگ در جهان
تاریخچه استخراج زغال‌سنگ از معادن به هزاران سال قبل برمی‌گردد. استفاده از زغال‌سنگ همزمان با وقوع انقلاب صنعتی در قرون 19 و 21 و ظهور اولین موتور بخار اهمیت بسیار زیادی پیدا کرد. در حال حاضر نیز صنعت زغال‌سنگ یکی از بحث برانگیزترین صنایع در جهان است. قسمت اعظم زغال‌سنگ در دنیا برای تولید انرژی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حالیکه جهان و به ویژه کشورهای پیشرفته اقتصادی، به دلیل اثرات زیان‌بار آن برای محیط زیست، به دنبال جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر در تولید برق بوده‌اند، اما همچنان بیش از 38 % از برق جهان با استفاده از زغال‌سنگ تولید می‌شود. از میان سوخت‌های فسیلی، زغال‌سنگ رایج ترین نوع است و 64 % از کل سوخت های فسیلی غیر قابل بازیافت در جهان را تشکیل می‌دهد.
برمبنای گزارش آژانس بین المللی انرژی با عنوان چشم انداز انرژی جهان، میزان تولید برق از طریق زغال‌سنگ تا سال 2040 با رشد 10 درصدی از 41/9 تریلیون کیلووات ساعت در سال 2015 به 39/10 تریلیون کیلووات ساعت در سال 2040 افزایش خواهد یافت. بنابراین تا سه دهه آینده، زغال‌سنگ یکی از منابع اصلی تولید برق در جهان بوده و سرمایه‌گذاری برای استخراج این ماده معدنی همچنان ادامه خواهد داشت.
پس از تولید انرژی الکتریکی، صنایع فولاد سازی در رتبه دوم مصرف جهانی زغال‌سنگ قرار دارند. مطابق گزارش مؤسسه جهانی زغال‌سنگ 74 درصد فولاد جهان به روش کوره بلند با بهره گیری از زغال‌سنگ کک شو یا متالورژیکی تولید می‌شود.
صنعت زغال سنگ در ایران
4 شرکت فعال در صنعت زغال‌سنگ بورسی هستند. اغلب شرکت‌های فعال در صنعت زغال‌سنگ در ایران محصولات خود را به صورت خام می فروشند، اما از میان 4 شرکت بورسی زغال‌سنگ نگین طبس زغال‌سنگ خام می فروشد و شرکت‌های زغال‌سنگ پروده طبس و فراوری زغال‌سنگ پروده طبس و صنعتی، معدنی شمال شرق شاهرود کنسانتره زغال‌سنگ تولید می‌کنند.
با توجه به دسترسی کشور به منابع نفت و گاز، سهم زغال‌سنگ در تامین انرژی کشور بسیار اندک بوده است. بر اساس گزارش بریتیش پترولیوم سهم زغال‌سنگ از کل انرژی مصرفی ایران در سال 2020 برابر 1 درصد بوده و این در حالی است که سهم نفت 27 درصد و سهم گاز طبیعی 70 درصد بوده است.
همچنین در سال 2020 فقط حدود 7.0 تراوات ساعت برق از طریق زغال‌سنگ تولید شده است و 4.220 تراوات ساعت از طریق گاز طبیعی و 1.82 تراوات ساعت از طریق نفت تولید شده است.
روند قیمت جهانی زغال سنگ
قیمت زغال سنگ در یک سال گذشته از حدود 100 دلار در هر تن به حدود 400 دلار در هر تن رسید. از آنجایی که از زغال‌سنگ به عنوان یک منبع انرژی استفاده می‌شود با افزایش قیمت جهانی گاز در تابستان و ابتدای پاییز سال گذشته، قیمت هر تن زغال‌سنگ تا 250 دلار نیز افزایش داشت و پس از آن در محدوده 150 تا 250 دلار نوسان داشت. اما با شروع جنگ روسیه و اوکراین و بوجود آمدن بحران انرژی در اروپا، قیمت زغال‌سنگ بار دیگر با یک رشد ناگهانی تا 430 دالر نیز افزایش یافت و در حال حاضر در محدوده 400 دلار قرار دارد.
روند‌قیمت‌زغال‌سنگ‌‌در‌یک‌سال‌گذشته(دلار بر‌تن)
روند قیمتی کنسانتره زغال‌سنگ در ایران
قیمت زغال‌سنگ در ایران تابع قیمت های جهانی نبوده و درصدی از قیمت شمش فوالد خوزستان است. قیمت کنسانتره زغال‌سنگ برابر با 5/26 درصد میانگین ماهانه قیمت شمش فولاد خوزستان می‌باشد. بر این اساس نمودار قیمت تقریبی هر تن کنسانتره زغال‌سنگ بر اساس 5/26 درصد شمش فوالد خوزستان از ابتدای سال 1400 به صورت زیر می‌باشد.
