⚗️ Chemia ✓ Zweryfikowane

Węgle kopalne — rodzaje i powstawanie

Szybka odpowiedź

Węgle kopalne to torf, węgiel brunatny, węgiel kamienny i antracyt. Różnią się zawartością pierwiastka węgla i wartością opałową — im starszy węgiel, tym więcej węgla i mniej wilgoci.

Węgle kopalne to skały powstałe z obumarłych roślin, które przez miliony lat ulegały przemianom bez dostępu tlenu. Poniżej ich rodzaje uporządkowane według stopnia uwęglenia oraz wyjaśnienie, skąd biorą się różnice.

Cztery rodzaje węgli kopalnych

Torf — najmłodszy, zawiera około 55–60% pierwiastka węgla i bardzo dużo wody. Powstaje współcześnie na bagnach i torfowiskach.
Węgiel brunatny — 65–75% węgla, wciąż wilgotny i kruchy. Powstał głównie w trzeciorzędzie, kilkadziesiąt milionów lat temu.
Węgiel kamienny — 75–90% węgla, twardy i czarny. Powstawał w karbonie, około 300 milionów lat temu.
Antracyt — najstarszy i najbardziej przeobrażony, ponad 90% węgla. Ma metaliczny połysk i pali się niemal bez dymu.

Jak powstaje węgiel

Proces nazywa się uwęgleniem. Zaczyna się, gdy szczątki roślin trafiają pod wodę lub w warstwę osadów, gdzie brakuje tlenu — dzięki temu nie ulegają zwykłemu rozkładowi, lecz powolnym przemianom chemicznym.

Z materiału stopniowo ubywa wodoru, tlenu i wody, a rośnie względna zawartość węgla. Decydują dwa czynniki: czas oraz ciśnienie i temperatura panujące pod kolejnymi warstwami skał. Im dłużej i im głębiej, tym wyższy stopień uwęglenia.

Dlatego kolejność torf → węgiel brunatny → węgiel kamienny → antracyt to zarazem kolejność wiekowa i skala jakości paliwa.

Dlaczego karbon dał tyle węgla

Nazwa okresu nie jest przypadkowa — pochodzi od łacińskiego carbo, czyli węgiel. W karbonie znaczne obszary lądów pokrywały wilgotne lasy skrzypów, widłaków i paproci drzewiastych, osiągających kilkadziesiąt metrów wysokości.

Sprzyjała temu jeszcze jedna okoliczność, o której rzadko się wspomina: grzyby rozkładające ligninę, główny składnik drewna, pojawiły się dopiero pod koniec tego okresu. Obumarłe pnie leżały więc bez rozkładu przez bardzo długi czas, gromadząc się w ogromnych ilościach.

Wartość opałowa

Im wyższy stopień uwęglenia, tym więcej energii z kilograma paliwa:

Torf — około 6–15 MJ/kg
Węgiel brunatny — około 7–21 MJ/kg
Węgiel kamienny — około 21–33 MJ/kg
Antracyt — około 30–35 MJ/kg

Różnice wynikają głównie z zawartości wody. Węgiel brunatny może zawierać jej ponad połowę masy, co oznacza, że część energii spalania zużywa się na jej odparowanie — dlatego nie opłaca się go transportować na duże odległości i spala się go zwykle w elektrowniach przy kopalni.

Występowanie w Polsce

Węgiel kamienny wydobywa się przede wszystkim na Górnym Śląsku oraz w Lubelskim Zagłębiu Węglowym. Węgiel brunatny występuje w okolicach Bełchatowa, Konina i Turoszowa, gdzie eksploatuje się go metodą odkrywkową, bo zalega płycej.

Antracyt w Polsce praktycznie nie występuje w ilościach przemysłowych — jego złoża znajdują się między innymi w Wielkiej Brytanii, Wietnamie i Rosji.

Najczęstsze pytania

Jakie są rodzaje węgli kopalnych?

Torf, węgiel brunatny, węgiel kamienny i antracyt — uporządkowane według rosnącego stopnia uwęglenia.

Który węgiel ma najwięcej pierwiastka węgla?

Antracyt, ponad 90%. Torf ma około 55–60%, a węgiel kamienny od 75 do 90%.

Jak powstaje węgiel kamienny?

Ze szczątków roślin odciętych od tlenu, poddanych przez miliony lat działaniu ciśnienia i temperatury. Proces nazywa się uwęgleniem.

Dlaczego w karbonie powstało tyle węgla?

Rosły wtedy wielkie wilgotne lasy, a grzyby rozkładające lignię pojawiły się dopiero pod koniec okresu — martwe drewno nie ulegało rozkładowi.

Dlaczego węgla brunatnego nie transportuje się daleko?

Zawiera dużo wody, nawet ponad połowę masy. Spala się go zwykle w elektrowniach przy samej kopalni.