Menu

Geologie a geografie

Lesy pod zemí

Uhlí vzniklo z biomasy působením tlaku a tepla, bez přístupu vzduchu. Čím je uhlí starší, tím má vyšší podíl uhlíku a vyšší obsah energie. Ložiska uhlí se nacházejí na všech kontinentech.

Uhlí je usazená hornina organického původu hnědavé až černé barvy. Vznikalo v prvohorním útvaru karbon, jenž začal před téměř 359 miliony let a skončil před 299 miliony let a který je podle uhlí, které vznikalo převážně během oněch 60 milionů let, pojmenován. Latinské slovo carbo znamená „uhlí“ a je odvozeno od indoevropského kořene *ker s významem „pálit“. Knižně a básnicky se uhlí říká „černý démant“.

V období karbonu panovalo převážně teplé podnebí a vzduch obsahoval vysoké množství kyslíku (35 procent oproti dnešním 21 procentům), což vedlo k enormnímu nárůstu vegetace. Pevninu pokrývaly rozsáhlé lesy. Praplavuně, které dnes patří k vymřelým druhům, rostly téměř do nebe – dosahovaly svými korunami do výšky až 40 metrů. Přesličky, příbuzné těch dnešních, jež známe jako nenápadné rostliny vyskytující se na okrajích polí, rostly do výšky 20 metrů. Obrovské kapradiny tvořily rozlehlé mokřadní lesy. Díky rostlinám vzniklo nesmírné množství biomasy. Rostliny využívaly pomocí zeleného barviva chlorofylu energii ze slunečního světla a proměňovaly oxid uhličitý a vodík na organický materiál, jako například dřevovinu neboli lignin, pryskyřici či bílkoviny. Když rostliny začaly odumírat, spustil se proces takzvaného zuhelňování, tedy proměňování rostlinného materiálu na uhlí. Mnoho odumřelých rostlin se propadlo do vody. Bez přístupu kyslíku neshnily, ale vytvořila se z nich rašelina. Nad vrstvou organického materiálu se usadila vrstva sedimentů – jílu a písku, které rašelinu stlačily.

Dlouhodobými geologickými procesy se z rašeliny vytvořilo hutnější a pevnější hnědé uhlí. Většina dnešních ložisek hnědého uhlí je stará 40 až 50 milionů let a pochází z doby třetihor, dle současného odborného dělení paleogénu. Obsah vody v hnědém uhlí se pohybuje mezi 45 a 60 procenty. Někdy v něm můžeme najít i zřetelné pozůstatky rostlinné struktury, například kořenů. Dnešní černé uhlí je výrazně starší, a to 250 až 350 milionů let. Přesto lze i v jeho úlomcích najít památky někdejšího života. Černé uhlí obsahuje 15 až 20 procent vody.

Čím má uhlí vyšší podíl uhlíku, tím obsahuje více energie, a je tedy výhřevnější. Proto je černé uhlí při spalování účinnější než hnědé. Nejlepší vlastnosti vykazuje antracit. Neobsahuje skoro žádnou vodu či jiné látky a shoří téměř bezezbytku. V přírodě mají vyšší obsah uhlíku než antracit pouze grafit a diamanty, zpravidla vulkanického původu.

Uhlí představuje v podstatě sluneční energii zakonzervovanou během dlouhých milionů let v rostlinných zbytcích. Rolf Peter Sieferle, odborník v oblasti geologie, proto označil uhelná ložiska jako „lesy pod zemí“. Černé a hnědé uhlí řadíme stejně jako ropu a zemní plyn k fosilním palivům. Označení fosilní znamená, že tyto látky vznikly v geologickém dávnověku a mají svůj původ v organickém materiálu. Zatímco uhlí vzniklo z rostlin, ropa a zemní plyn se vytvářely z mikroorganismů, jejichž pozůstatky se usadily na mořském dně. Obě suroviny vznikaly ve stejné době jako černé uhlí, tedy před 400 až 100 miliony let. Existují ale i mladší ložiska, například ropy v Severním moři, která jsou podobně jako hnědé uhlí paleogenního původu.

vyhledavana-pevna-paliva

vse-zacalo-v-karbonu

Německý spolkový úřad pro geologické vědy a suroviny odhaduje, že na světě je k dispozici celkem 968 gigatun uhlí (tj. 968 miliard tun). Myslí se tím zásoby uhlí, které lze pomocí současné techniky těžit tak, aby to bylo ekonomicky výhodné. Jenom v roce 2013 se vytěžilo a spálilo téměř osm gigatun uhlí. To představuje téměř 253 tun za sekundu. Vedle těchto zásob existují ještě další gigantická ložiska, u nichž by však těžba v současné době nebyla rentabilní. Uvádí se, že v nedostupných ložiskách na celém světě se vyskytuje celkem 22 000 gigatun černého a hnědého uhlí.

Největší množství černého uhlí s ekonomickým potenciálem se vyskytuje v Asii a Austrálii, v Severní Americe a ve Společenství nezávislých států (SNS). Největší zásoby kamenných uhelných druhů (černého uhlí a antracitu) mají Spojené státy americké (přibližně 223 gigatun). Za USA následuje Čína se 121 gigatunami a Indie s 82 gigatunami. V roce 2013 pocházela polovina vytěženého uhlí právě z Číny (z toho téměř 3,7 gigatun černého uhlí). Za ní následovalo USA s dvanáctiprocentním podílem a Indie s osmiprocentním. Přibližně s 20 procenty vytěženého černého uhlí na světě se obchoduje – nejvýznamnějšími exportéry jsou Indonésie a Austrálie.

Hnědé uhlí se naopak používá především v okolí místa, kde bylo vytěženo. Kvůli nižšímu obsahu energie se je nevyplácí přepravovat. Na světě se hnědé uhlí těží v 37 zemích. Pouhých jedenáct zemí zajišťuje dohromady 82 procent celosvětové produkce. Nejvíce hnědého uhlí se v roce 2013 vytěžilo v Německu (183 milionů tun), dále pak v Polsku a Rusku. Česká republika patří do první desítky zemí s nejvyšší těžbou hnědého uhlí. V Německu se v posledních letech v důsledku odklonu od jaderné energie a vysokých cen zemního plynu nedaří snižovat produkci hnědouhelných elektráren. V roce 2014 obnovitelné zdroje poprvé předčily hnědé uhlí v podílu na výrobě elektřiny.

O uhlí se na rozdíl od ropy oficiálně netvrdí, že by jeho zásoby docházely. Z dlouhodobého hlediska se přesto bude používat méně, protože atmosféra může přijmout jen omezené množství oxidu uhličitého, aniž by došlo ke katastrofální změně klimatu. Odborníci sdružení v mezinárodní síti Energy Watch Group nicméně považují oficiální odhady zásob za nadsazené. Na celém světě se průběžně revidují a omezují místa, kde se má těžit. Od roku 1980 do roku 2005 se počet světových těžitelných uhelných zásob snížil o polovinu navzdory zvýšeným číslům pro Indii a Austrálii. Skupina Energy Watch Group očekává, že celosvětového maxima těžby se dosáhne již v roce 2020.