Γαιάνθρακες

                         Γαιάνθρακας

Γαιάνθρακας ή γαιάνθραξ (στη καθαρεύουσα) χαρακτηρίζεται κυρίως ο άνθρακας που εξορύσσεται από τη Γη, ο ορυκτός άνθρακας, σε αντιδιαστολή των άλλων ανθράκων όπως του ξυλάνθρακα, οπτάνθρακα (κωκ) αιθάλης κ.ά. που λαμβάνονται κατόπιν ειδικής κατεργασίας των ξύλων, πετρελαίων, γαιανθράκων ή άλλων ανθρακούχων υλών.

Το πρώτο καύσιμο που χρησιμοποιήθηκε για φωτιά, και που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται, είναι το ξύλο. Το ξύλο παράγεται συνεχώς από τη φύση και έτσι, θεωρητικά, θα πρέπει να διαρκέσει όσο και η ίδια η Γη, στην παρούσα περίπου μορφή της. Ωστόσο, υπάρχει το ενδεχόμενο η κατανάλωση του ξύλου να είναι τόσο μεγάλη, ώστε η φύση να μην προλαβαίνει να το αντικαταστήσει.

Πραγματικά, αυτό το ενδεχόμενο γίνεται αναπόφευκτο όσο μεγαλώνει ο πληθυσμός και αυξάνονται, αντίστοιχα, οι ποσότητες ξύλου που καταναλώνει. Όταν ο άνθρωπος έβρισκε γαιάνθρακα, τον χρησιμοποιούσε για καύση. Όταν ανακάλυπτε ορισμένες ποσότητες μισοθαμμένες στο έδαφος, συνήθως έσκαβε πιο βαθιά για να βρει μεγαλύτερες. Υπάρχουν καταγραφές για την καύση γαιανθράκων στην Κίνα γύρω στο 1000 π.χ. στην Ελλάδα, στην Αμερική από τους προκολομβιανούς ιθαγενείς, και ούτω καθεξής.

Για ένα μεγάλο διάστημα, οι δραστηριότητες αυτές ήταν καθαρά τυχαίες και ανοργάνωτες. Αλλά, οι γαιάνθρακες που υπήρχαν κοντά στην επιφάνεια της Γης γίνονταν όλο και πιο δυσεύρετοι και ο άνθρωπος άρχισε σιγά σιγά να τους αναζητεί σκάβοντας το έδαφος, κάτι που συνέβη αρχικά στην Κίνα. Στην Αγγλία, η εξόρυξη γαιανθράκων έγινε μια σοβαρή δραστηριότητα στις αρχές του δέκατου τρίτου αιώνα. Γνωρίζουμε ότι το 1228 μεταφερόταν γαιάνθρακες με πλοίο από το Νιούκασλ στο Λονδίνο.

Γραφίτης: Περιέχει 96-98% καθαρό άνθρακα. Ανήκει στην κατηγορία των μεταμορφωσιγενούς προελεύσεως ορυκτών, αν και η αρχική του μορφή οφείλει τη γένεσή της στα ίδια αίτια με τους υπόλοιπους. Είναι η μοναδική κρυσταλλική μορφή γαιάνθρακα (εξαγωνικό σύστημα). Είναι μαύρος, μαλακός, με μεταλλική λάμψη. Δεν χρησιμοποιείται ως καύσιμο, αλλά στην παραγωγή μολυβιών, μελανιών, σκόνης τόνερ (μελάνι σε σκόνη για εκτυπωτικές συσκευές λέιζερ (εκτυπωτές, φωτοτυπικά)), σε ανάμιξη με έλαια ως λιπαντικό και ως επιβραδυντής νετρονίων στους ατομικούς αντιδραστήρες.

Ανθρακίτης: Περιέχει 92-96% καθαρό άνθρακα. Είναι σκληρός και λείος και έχει μαύρο χρώμα. Αφήνει ελάχιστο υπόλειμμα κατά την καύση του και χρησιμοποιείται κυρίως σε μεταλλουργικές εργασίες αλλά και ως καύσιμο σε ατμομηχανές, ατμοτουρμπίνες κτλ

Λιθάνθρακας: Περιέχει 80-92% καθαρό άνθρακα. Είναι μαύρος ή σκούρος καφέ, σκληρός και γυαλιστερός και χρησιμοποιείται κυρίως αρχικά για την παραγωγή φωταερίου με ξηρή απόσταξη και το υπόλειμμά του, που ονομάζεται κωκ, χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία του σιδήρου και ως καύσιμο.

Λιγνίτης: Περιέχει 50-65% καθαρό άνθρακα. Έχει σκούρο καφέ χρώμα, δεν είναι γυαλιστερός και αφήνει σημαντικό υπόλειμμα κατά την καύση του. Χρησιμοποιείται ως καύσιμο σε εργοστάσια παραγωγής ενέργειας. Τα εργοστάσια της ΔΕΗ στην Πτολεμαΐδα, τη Μεγαλόπολη και το Αλιβέρι στηρίζονται στον λιγνίτη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι γαιάνθρακες χρησιμοποιούνταν σαν καύσιμα από την αρχαιότητα.  Για όσο  χρονικό διάστημα ήταν άφθονο το ξύλο, δεν χρησιμοποιούνταν ευρέως το κάρβουνο, με την ανάπτυξη της βιομηχανίας και την αποψίλωση των δασών, έγινε επιτακτική η στροφή προς το κάρβουνο.  Η εκμετάλλευση του ως καύσιμο, βοήθησε χώρες με σημαντικά αποθέματα κάρβουνου ( Βρετανία, Γερμανία ), να βρεθούν σε πλεονεκτική θέση με την  χρήση του στην βιομηχανική  παραγωγή κάτι που μετά τον 13ο αιώνα εξαπλώθηκε.

Οι γαιάνθρακες (γαία = γη και άνθρακας = κάρβουνο)  σχηματίστηκαν κατά στρώματα , κατά τη διάρκεια πολλών εκατομμυρίων ετών, από υπολείμματα φυτικής ύλης (δέντρα, φυτά, θάμνους, φύκια) που θάφτηκαν μετά από φυσικές καταστροφές (επιχωματώσεις, καθιζήσεις, σεισμούς, κατακρημνίσεις) μετά από την συνδυασμένη δράση θερμότητας, πίεσης και βακτηριδίων σε απουσία αέρα (ανθρακοποίηση ) αντιδρώντας με την νεκρή ύλη δημιούργησαν τους υδρογονάνθρακες από τους οποίους έγινε στη συνέχεια το κάρβουνο.

Το κάρβουνο έχει χρώμα μαύρο ή καφέ ανάλογα με την ηλικία του.  Η ηλιακή ενέργεια, που είχε δεσμευτεί σ’ αυτές τις ουσίες κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης τους, αποδίδεται από τους γαιάνθρακες κατά την καύση τους με τη μορφή θερμότητας.

Υπολογίζεται ότι άρχισε να σχηματίζεται 300-500 εκατομμύρια χρόνια πριν και ολοκληρώθηκε ο σχηματισμός του μέσα σε 85 εκατομμύρια χρόνια περίπου πριν από 250 εκατομμύρια χρόνια. Επειδή αποτελείται κύρια από άνθρακα και υδρογόνο έχει ικανοποιητική θερμογόνο δύναμη(Kcal/Kg) άρα είναι σημαντική καύσιμη υλη και γι’αυτό επέδρασε καθοριστικά στην πορεία της βιομηχανικής επανάστασης.

Χρησιμοποιήθηκε για περισσότερο από έναν αιώνα, τροφοδοτώντας με ενέργεια τόσο την βιομηχανία, βιοτεχνία όσο και τις μεταφορές συμβάλλοντας στην οικονομική ανάπτυξη των βιομηχανικών χωρών.

 Με τον όρο κάρβουνο, χαρακτηρίζουμε διάφορα ορυκτά καύσιμα που διαφοροποιούνται μεταξύ τους τόσο στη υφή όσο και στη θερμογόνο δύναμη τους. Αυτή η διαφοροποίηση οφείλεται στην διαφορετική προέλευση και ηλικία τους. Κατά την ανθρακοποίηση δημιουργούνται κατά σειρά :

      ·         η τύρφη     

      ·         ο λιγνίτης

      ·         οι πισσούχοι άνθρακες ή ασφαλτικό ή μαλακό κάρβουνο 

      ·         ο ανθρακίτης

Σοβαρό πρόβλημα είναι και τα στερεά υπολείμματα-απόβλητα της καύσης που περιέχουν τοξικές ουσίες, χωρίς να αποκλείεται και η ύπαρξη ραδιενέργειας αν το κοίτασμα περιέχει ραδιενεργά ιχνοστοιχεία.

Το πλέον σημαντικό περιβαλλοντικό πρόβλημα από την καύση των γαιανθράκων είναι η έκλυση διοξειδίου του άνθρακα. Το διοξείδιο του άνθρακα αποτελεί τον υπ’ αριθμό ένα επιβαρυντικό παράγοντα στη δημιουργία του φαινομένου του θερμοκηπίου και η καύση των γαιανθράκων συνολικά ευθύνεται για περίπου το 25% των συνολικών εκπομπών αεριών του θερμοκηπίου στη γη. Λαμβάνοντας υπόψη την αδυναμία των τεχνολογιών αντιρύπανσης ( οπού και σε όποιο βαθμό αυτές χρησιμοποιούνται ) να συγκρατήσουν το διοξείδιο του άνθρακα μπορούμε να ισχυριστούμε πως η καύση των γαιανθράκων συμβάλλει στην αλλαγή του κλίματος.

Μια επιπλέον επίπτωση της καύσης των γαιανθράκων είναι η συμβολή στο φαινόμενο της όξινης βροχής  (πρόκειται για τα οξείδια του θείου και του αζώτου που εκλύονται κατά την καύση των γαιανθράκων τα οποία με τους υδρατμούς της  ατμόσφαιρας σχηματίζουν οξέα τα οποία επιστρέφουν με το νερό της βροχής στη γη σαν όξινη βροχή ) που ευθύνεται για την καταστροφή, δασών, λιμνών αλλά και μνημείων, λόγω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης με οξείδια του αζώτου, του διοξειδίου του θείου αλλά και της ιπτάμενης τέφρας.

Στη χώρα μας η καύση των γαιανθράκων για την παράγωγη ενέργειας προκαλεί τεράστιες περιβαλλοντικές επιπτώσεις καθώς παράγονται αέριοι ρύποι και διοξείδιο του άνθρακος, επιπλέον υπάρχουν τοπικά προβλήματα με την εξόρυξη τους,  αλλά και τη μεταφορά τους, κύρια στα   επιφανειακά ορυχεία, ( Πτολεμαΐδα,  Μεγαλόπολη).  Η εργασία και η οίκηση στους χώρους αυτούς αποδεδειγμένα επιβαρύνει την ανθρώπινη υγεία και οι ρύποι που εκλύονται προκαλούν σοβαρές αναπνευστικές παθήσεις και όχι μονό. Για τον λόγο αυτό θα πρέπει να λαμβάνονται ιδιαίτερα μέτρα για την προφύλαξη των εργαζόμενων αλλά και των κάτοικων της ευρύτερης περιοχής.

Αυτά όλα καθιστούν προβληματική την χωρίς όρια εκμετάλλευση όλων των κοιτασμάτων κάρβουνου.                                                    

Ανθρακίτης