10 impacts environnementaux du charbon, de son exploitation minière et de sa centrale électrique

Le charbon est la source de combustible la plus abondante qui est relativement peu coûteuse à produire et à convertir en énergie utile. C'est aussi le plus populaire, représentant près de 40 % de la production mondiale d'électricité.  

Cependant, les impacts environnementaux du charbon ont été identifiés et sont associés à la production et à l'utilisation de ce ressource naturelle.

Le charbon est formé de végétation préhistorique qui s'est accumulé il y a environ 300 millions d'années lorsqu'une grande partie de la surface de la Terre était couverte de marécages. Lorsque les plantes et les arbres de ces zones marécageuses ont commencé à mourir, leurs restes ont coulé dans les terres marécageuses, qui ont finalement formé un matériau dense appelé tourbe.

Au fil du temps, des couches de sédiments et de terre se sont accumulées sur la tourbe. La combinaison de la chaleur du noyau terrestre et de la pression des roches et des sédiments a provoqué la formation éventuelle de charbon riche en carbone.

L'utilisation du charbon remonte à environ 50 après JC à partir de cendres dans les ruines romaines en Grande-Bretagne. Il existe également des preuves suggérant que les Grecs utilisaient le charbon comme combustible au 4ème siècle. Cependant, l'exploitation minière extensive du charbon en Grande-Bretagne n'a commencé qu'au 13ème siècle.

Il y a des impacts environnementaux importants associés à l'extraction du charbon. Cela pourrait nécessiter l'enlèvement de quantités massives de terre végétale, entraînant l'érosion, la perte d'habitat, et la pollution.

L'extraction du charbon provoque un drainage minier acide, qui provoque la dissolution et l'infiltration des métaux lourds dans les eaux souterraines et de surface. Les travailleurs des mines de charbon sont également parfois confrontés à de graves problèmes de santé, notamment des maladies pulmonaires dues à une exposition prolongée à la poussière de charbon dans les mines.

Cependant, un engagement sérieux a été entrepris par les écologistes et les scientifiques pour proposer une approche plus respectueux de l'environnement mode d'extraction du charbon et son utilisation.

Qu'est-ce que le charbon ?

Le charbon est une roche sédimentaire organique, composée principalement de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, qui est facilement combustible. On le trouve dans presque tous les pays du monde, principalement dans des endroits où des forêts et des marais préhistoriques existaient avant d'être enterrés et comprimés pendant des millions d'années.

Il est noir ou noir brunâtre et sa composition comprend plus de 50 % en poids et plus de 70 % en volume de matière carbonée, qui peut être brûlée comme combustible et utilisée pour produire de l'électricité.

Le charbon est formé à partir de restes de plantes qui ont été compactés, durcis, modifiés chimiquement et métamorphosés par la chaleur et la pression au cours du temps géologique.

Fait intéressant, le charbon est la plus grande source d'énergie pour produire de l'électricité dans le monde, et la plus abondante combustibles fossiles aux Etats-Unis. Parce que le charbon prend des millions d'années à se développer et qu'il y en a une quantité limitée, c'est un ressource non renouvelable.

Le charbon existe dans des formations souterraines appelées «filons de charbon» ou «couches de charbon». Un filon de charbon peut avoir une épaisseur de 30 mètres (90 pieds) et s'étendre sur 1,500 920 kilomètres (XNUMX miles).

Des veines de charbon existent sur tous les continents. Les plus grandes réserves de charbon se trouvent aux États-Unis, en Russie, en Chine, en Australie et en Inde.

Le charbon, en tant que combustible fossile non renouvelable, est brûlé et utilisé pour produire de l'électricité. Cependant, les techniques d'extraction et la combustion sont à la fois dangereuses pour les mineurs et dangereuses pour l'environnement.

Dans cet article, nous allons examiner les impacts du charbon, des mines de charbon et des centrales électriques au charbon sur l'environnement.

Impacts environnementaux du charbon

1. Changement climatique

Le charbon est le combustible fossile le plus abondant au monde, mais sa combustion et son utilisation sont associées à des impacts environnementaux importants.

Changement climatique est l'impact mondial le plus grave et à long terme du charbon. Chimiquement, le charbon est principalement composé de carbone qui, lorsqu'il est brûlé, réagit avec l'oxygène de l'air pour produire du dioxyde de carbone, un gaz piégeant la chaleur. Lorsqu'il est libéré dans l'atmosphère, le dioxyde de carbone agit comme une couverture, réchauffant la terre au-dessus des limites normales.

Certains des résultats effets du réchauffement climatique comprennent la sécheresse, l'élévation du niveau de la mer, les inondations, les conditions météorologiques extrêmes et la perte d'espèces. La gravité de ces impacts est directement liée à la quantité de dioxyde de carbone que nous rejetons, y compris des centrales au charbon.

Aux États-Unis, le charbon représente environ un quart de toutes les émissions de carbone liées à l'énergie.

2. Pollution atmosphérique

La pollution de l'air des centrales électriques au charbon est liée à l'asthme, au cancer, aux maladies cardiaques et pulmonaires, aux problèmes neurologiques et à d'autres impacts graves sur l'environnement et la santé publique.

Lorsque le charbon est brûlé, il libère plusieurs toxines et polluants en suspension dans l'air. Ils comprennent le mercure, le plomb, le dioxyde de soufre, les oxydes d'azote, les particules et divers autres métaux lourds. Les impacts sur la santé peuvent aller de l'asthme et des difficultés respiratoires aux lésions cérébrales, aux problèmes cardiaques, au cancer, aux troubles neurologiques et à la mort prématurée.

Bien que les limites fixées par l'Environmental Protection Agency (EPA) aient aidé à prévenir certaines de ces émissions, de nombreuses usines n'ont pas installé les contrôles de pollution nécessaires. L'avenir de ces protections reste incertain.

Impacts de l'extraction du charbon

3. Pollution de l'eau

Pollution de l'eau du charbon comprend les effets négatifs sur la santé et l'environnement de l'extraction, de la transformation, de la combustion et du stockage des déchets du charbon.

Dans le processus d'extraction du charbon, des boues de charbon sont dégagées. Les boues de charbon, également appelées boues, sont les déchets liquides de charbon générés par le lavage du charbon. Il est généralement éliminé dans des bassins de retenue situés à proximité des mines de charbon, mais dans certains cas, il est directement injecté dans des mines souterraines abandonnées.

Étant donné que les boues de charbon contiennent des toxines, les fuites ou les déversements peuvent mettre en danger les eaux souterraines et les eaux de surface. Les minéraux de la terre perturbée peuvent s'infiltrer dans les eaux souterraines et contaminer les cours d'eau avec des produits chimiques dangereux pour notre santé.

Un exemple serait le drainage minier acide. Le drainage minier acide (DMA) fait référence à l'écoulement d'eau acide des mines de charbon ou des mines de métaux, souvent des mines abandonnées où les activités d'extraction de minerai ou de charbon ont exposé des roches contenant de la pyrite minérale contenant du soufre.  

De l'eau acide peut s'écouler des mines de charbon abandonnées. L'exploitation minière a mis à nu des roches contenant de la pyrite, un minéral soufré. Ce minéral réagit avec l'air et l'eau pour former de l'acide sulfurique.

Lorsqu'il pleut, l'acide dilué pénètre dans les rivières et les ruisseaux et peut même s'infiltrer dans les sources d'eau souterraines.

Les lacs, les rivières, les ruisseaux et les réserves d'eau potable sont tous fortement touchés par les mines de charbon et les centrales électriques.

4. Destruction des paysages et des habitats

Exploitation minière à ciel ouvert également connue sous le nom d'exploitation minière à ciel ouvert, implique le décapage de la terre et des roches pour atteindre le charbon en dessous.

Si une montagne se trouve sur le chemin d'un filon de charbon à l'intérieur, elle sera dynamitée ou nivelée, laissant un paysage cicatrisé et perturbant les écosystèmes et l'habitat de la faune.

5. Réchauffement climatique

Les statistiques montrent que le méthane libéré par l'extraction du charbon représente environ 10 % des rejets de méthane aux États-Unis (CH₄), un puissant gaz à effet de serre.

Les émissions de méthane des mines de charbon provenant de l'exploitation minière souterraine sont souvent capturées et utilisées comme carburant urbain, matière première chimique, carburant pour véhicules et carburant industriel, mais très rarement tout est capturé. Le méthane est moins répandu dans l'atmosphère que le dioxyde de carbone, mais il est 20 fois plus puissant comme gaz à effet de serre.

Le gaz méthane présent dans les gisements de charbon peut exploser s'il se concentre dans les mines souterraines. Ce méthane de houille doit être évacué des mines pour faire des mines des lieux de travail plus sûrs. Certaines mines captent, utilisent ou vendent le méthane de houille extrait de leurs opérations.

6. Déforestation et érosion

Selon une étude de 2010, l'exploitation minière à ciel ouvert a détruit 6.8 % des forêts des Appalaches.

Dans le cadre du processus de dégagement d'une mine de charbon, des arbres sont abattus ou brûlés, des plantes sont déracinées et la couche arable est grattée. Cela détruit la terre (elle ne peut plus être utilisée pour planter des cultures) et est sujette à l'érosion des sols.

La couche arable ameublie peut être emportée par la pluie et les sédiments pénètrent dans les rivières, les ruisseaux et les cours d'eau. En aval, ils peuvent tuer les poissons et la flore et bloquer les canaux des rivières, ce qui provoque des inondations.

7. Impact sur la santé humaine

Les toxines de métaux lourds et les cancérigènes sont libérés dans l'atmosphère et les plans d'eau dans le cadre de l'extraction et du traitement du charbon, causant des blessures et la mort des travailleurs de l'extraction du charbon ; et la population voisine des communautés à l'intérieur.

Les risques pour la santé liés à l'inhalation de poussière de charbon peuvent entraîner une maladie pulmonaire noire, une maladie cardiopulmonaire, une hypertension, une MPOC et une maladie rénale. Les mineurs et ceux qui vivent dans les villes voisines sont les plus touchés.

Impacts des centrales électriques au charbon

8. Perte de ressources en eau

L'eau est utilisée par les centrales thermoélectriques (charbon, gaz naturel et nucléaire) pour produire de l'électricité en convertissant l'eau en vapeur à haute pression pour entraîner des turbines. La production d'électricité a été estimée juste derrière l'agriculture pour être le plus grand utilisateur domestique d'eau.

Une fois ce cycle terminé, la vapeur est refroidie et condensée dans l'eau, certaines technologies utilisant de l'eau pour refroidir la vapeur, augmentant ainsi la consommation d'eau d'une usine.

Dans les centrales au charbon, l'eau est également utilisée pour nettoyer et traiter le combustible lui-même. Par exemple, le United States Geological Survey estime que les centrales thermoélectriques ont prélevé 195 milliards de gallons d'eau par jour en 2000, dont 136 milliards de gallons d'eau douce.

9. Pollution atmosphérique

Selon l'Union of Concerned Scientists, au cours d'une année moyenne, une centrale au charbon typique de 500 mégawatts génère la quantité suivante de polluants atmosphériques 3.7 millions de tonnes de dioxyde de carbone (CO₂), ce qui équivaut à abattre 161 millions d'arbres ;

CO₂ la pollution est un contributeur majeur au réchauffement climatique et au changement climatique, 10,000 XNUMX tonnes de dioxyde de soufre (SO₂), qui provoque des pluies acides et forme de petites particules en suspension dans l'air pouvant causer des lésions pulmonaires, des maladies cardiaques et d'autres maladies, 10,200 XNUMX tonnes d'oxydes d'azote (NOx), soit l'équivalent d'un demi-million de voitures de modèle récent.

Les NOx entraînent la formation de smog, qui enflamme les tissus pulmonaires et augmente la susceptibilité aux maladies respiratoires, 500 tonnes de petites particules en suspension dans l'air, qui peuvent provoquer une bronchite, une réduction de la fonction pulmonaire, une augmentation des admissions à l'hôpital et aux urgences et une mort prématurée, 220 tonnes de hydrocarbures, qui contribuent à la formation du smog, 720 tonnes de monoxyde de carbone (CO).

Cela provoque des maux de tête et impose un stress supplémentaire aux personnes souffrant de maladies cardiaques avec d'autres métaux lourds toxiques tels que le mercure, l'arsenic, le cadmium et l'uranium qui sont libérés en quantités alarmantes, entraînant également le cancer et plusieurs troubles neurologiques chez l'homme.

10. Pollution thermique

La pollution thermique est la dégradation de la qualité de l'eau par tout processus qui modifie la température ambiante de l'eau. Une cause fréquente de pollution thermique est l'utilisation de l'eau comme fluide caloporteur par les centrales électriques et les industriels.

Lorsque l'eau utilisée comme liquide de refroidissement est renvoyée dans le milieu naturel à une température plus élevée, le changement de température a un impact sur les organismes en diminuant l'apport d'oxygène et en affectant la composition de l'écosystème.

Conclusion

Des recherches sont en cours pour résoudre les problèmes auxquels notre environnement est confronté en raison de la production et de l'utilisation du charbon.

Comme dans le cas des émissions de CO_2, la méthode implorée pour résoudre ce problème est connue sous le nom de «capture du carbone», qui sépare le CO2 des sources d'émissions et le récupère dans un flux concentré. Le CO2 peut ensuite être injecté sous terre pour un stockage permanent, ou « séquestration ».

La réutilisation et le recyclage peuvent également réduire les effets environnementaux de la production et de l'utilisation du charbon. Les terres qui étaient auparavant utilisées pour l'extraction du charbon peuvent être récupérées et utilisées pour les aéroports, les décharges et les terrains de golf.

Les déchets capturés par les épurateurs peuvent être utilisés pour produire des produits tels que du ciment et du gypse synthétique pour les panneaux muraux.

Et dans l'aspect des industries, plusieurs industries charbonnières ont trouvé plusieurs façons de réduire le soufre et d'autres impuretés du charbon. Ces industries ont également trouvé des moyens plus efficaces de nettoyer le charbon après son extraction, et certains consommateurs de charbon utilisent du charbon à faible teneur en soufre.

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