Szén, szállítás és tárolás

A szén elsősorban az olcsó kazán tüzelőanyagok piacán versenyez. A szenet a súlyegységre jutó viszonylag alacsony energiatartalom is jellemzi (legjobb esetben a harmadot a maradék olajé). Következésképpen az alacsony költségű és hatékony szállítás elengedhetetlen a szén versenyképességéhez.

AZ ÓCEÁN SZÁLLÍTÁSA

A szén világkereskedelme 1998-ban 576 millió tonna (524 millió tonna) volt, ebből 523 millió tonna (476 millió tonna) óceánjáró hajókon szállult. A szénszállítmányok ugyanazokat a száraz ömlesztett hajókat használják, amelyek más ömlesztett árukat, például vasércet és bauxitot szállítanak, így a szénszállítmányok szállítási díjai tágabb piaci erők túszai. Az edényárfolyamokban megfigyelhető ciklikus mintázat azonban leplezi azt a hosszú távú tendenciát, amelyben az arányok névleges értelemben alig változtak. Például az 1998–1999 közötti időszakban a hajók szénszáma körülbelül megegyezett az 1980-as évek közepén tapasztalt értékekkel, tonnánként 5 és 10 dollár között változott.

A szenet általában olyan hajókban szállítják, amelyek képesek áthaladni a Panama-csatornán (60 000 dwt-os Panamax-hajók), vagy 200 000 dwt-os vagy annál nagyobb Capesize-hordozókkal. A hajókat úgy lehet kialakítani, hogy önrakodjanak, vagy "fogaskerék nélküli" hordozók lehetnek, amelyek szárazföldi ömlesztőeszközöket igényelnek.

HÁZ SZÁLLÍTÁSA

A szenet szállító bárkák tizenöt-negyven uszályos kocsikban mozognak, egyetlen 2000–10 000 LE-s vontatóhajóval. A "jumbo" méretű uszály 1800 tonna (1633 tonna) szenet szállít, így egy nagy vontató 72 000 tonna (65 304 tonna) szenet képes mozgatni, akár öt egységvonat is. Ezek a nagy mennyiségek jelentős méretgazdaságosságot eredményeznek. Az uszály díjai (a mérföldenkénti költség vagy a kilométerenkénti költség alapon) a vasúti díjak negyedévéig vagy annál alacsonyabbak lehetnek.

Az uszályos szállítások elsődleges költségváltozója az üzemanyag; egy közepes méretű vontatóhajó napi 5000 gal (18,9 kl) dízel üzemanyagot fogyaszthat. Az uszályos szállítások az időjárási viszonyoktól is függenek; az alacsony vízszint vagy a befagyott folyók és csatornák leállíthatják a szállításokat. Az óceánjáró hajókhoz hasonlóan a szenet mozgató uszályok más ömlesztett árukat is szállítanak, így a szénszállítmányok árai és elérhetősége a más piacok körülményeitől függ. A visszafutás (vagyis egy áru szállítása egy terminálhoz és visszatérés egy másik termékkel) jelentősen csökkentheti a szén mennyiségét.

Az uszályok szenet kapnak egy dokkban, ahova a szenet eredetileg vasúton vagy teherautón szállítják. Ezek az átrakodó létesítmények fontos szerepet játszhatnak a szénellátó rendszerben, mint közbenső tárolók, és olyan létesítmények biztosításával, ahol a különböző széneket egyedi termékké lehet keverni.

VASÚTI SZÁLLÍTÁS

A vasúton szállított szenet általában egységvonatokon mozgatják, amelyek külön transzferjáratban működnek a bánya és a rendeltetési hely között. Az Egyesült Államok nyugati részén és Kanadában közlekedő egységvonatok 100-120 könnyű alumínium vasúti kocsiból állnak, amelyek darabonként felfelé 121 tonna (110 tonna) szenet, vagy vonatonként több mint 14 000 tonna (12 700 tonna) szenet szállítanak. Az 1990-es években az elosztott áram (DP) széles körben elterjedt az Egyesült Államok nyugati részén. Ebben a rendszerben egy távvezérelt motort helyeznek a vonat közepére, ami nagyobb vonóerőt és a vonat mozgásának irányítását teszi lehetővé. A DP vonatok 135 autóból állhatnak, és ezek a leghatékonyabb módszerek a szén vasúti szállítására.

A vasúti termelékenység az 1970-es évek közepe óta drámai módon növekedett. Ez részben az elavult munkaügyi gyakorlatok reformját tükrözi, de a vasúti ipar technikai fejlettségét ritkán értékelik. A modern rendszerek mikrohullámú centralizált forgalomirányító (CTC) rendszereket használnak a vonatok biztonságos mozgatásához, a vonatok közötti minimális távolság nélkül, ami jelentősen megnöveli a rendszer kapacitását. A modern dízelmotoros mozdonyok a mikroprocesszoros és a váltakozó áramú motortechnológiára támaszkodva biztosítják a fokozott teljesítményt (6000 LE osztály) és a nagyobb tapadást, lehetővé téve két vagy három motor számára öt korábbi modell munkáját. A vasúti rendszer minden aspektusa, az üzemeltetéstől a számlázásig, nagymértékben függ a számítógépes feldolgozástól.

Mivel a vasúti rendszerek méretgazdaságosságot mutatnak, a konszolidáció tendenciája az állami tulajdonban vagy a magántulajdonban lévő rendszerek maroknyi versenytárssá történő egyesítésében nyilvánul meg. A vasúti üzletbe való belépés magas korlátai lehetővé teszik az egyvágányú hozzáféréssel rendelkező ügyfelek számára a monopóliumhatalom gyakorlását. Ez állandó probléma a deregulált vasúti iparral rendelkező országokban, például az Egyesült Államokban és Kanadában. A szénbányák és a fogyasztók aránypanaszai ezekben az országokban gyakoriak. Másrészt a vasútnak nehézségei voltak a befektetések megfelelő megtérülésében az intermodális verseny, a nagy tőkebefektetési követelmények és egyéb tényezők miatt. A feszültség az alacsony díjak és a magas színvonalú szolgáltatások, valamint a jövedelmezőség javítására irányuló vasúti erőfeszítések között politikai vita volt a XIX. Században, és a huszonegyedik század elején továbbra is megoldatlan közpolitikai kérdés.

SZÁLLÍTÁSI SZÁLLÍTÁS

A teherautó-szállítással a szenet átrakógépbe szállítják, hogy víz- vagy vasúti szállítóra szállítsák, vagy közvetlenül az ügyfélhez szállítsák. A teherautók előnye az útvonal-rugalmasság és a szerény tőkeszükséglet, de a szén gazdaságosan legfeljebb 160 mérföld (160 km) hosszúsággal szállítható egyirányú vagy kevesebb irányba, mivel az alacsony értékű termék viszonylag kicsiben történő mozgatásának magas egységköltsége tételek.

A szenet szállító járművek általában a végső dömperek, amelyek a helyi útviszonyoktól és a biztonsági előírásoktól függően nagyjából 25-50 tonna (22,7-45,4 tonna) teherbírásúak. Az 1990-es években a teherautók, például a nagyobb teherbírású járművek termelékenységének növelése felé tett lépéseket tettek. De bár ezek a fejlesztések javították a teherautók azon képességét, hogy versenyezzenek a vasúttal a rövid távolságokért, nem növelték jelentősen azt a maximális sugarat, amelyen belül a teherautó hajók gazdaságosak.

Kőszenes hígvezetékek

Széniszap-csővezetékeket széles körben megvitattak, de kevés iszapvezetéket építettek. Az arizonai Black Mesa művelet mellett egy 38 mérföldes (61 km) vezetéket épített a Szovjetunió, az ohiói 108 mérföldes (173 km) vezetéket pedig hat év üzemelés után 1963-ban molygolyózott. Vitatható, hogy a hígtrágya-csővezetékek korlátozott használata mennyiben következik be a közgazdaságtan vagy a vasúti fuvarozók politikai ellenzéke és a vízjogokkal kapcsolatos érdekek miatt.

A legsikeresebb hígtrágya-művelet az a különvezeték, amely az 1580 MW-os Mohave Generátorállomást szolgálja Nevada déli részén. Az üzem teljes szénét egy 1970-ben épített, 273 mérföldes (437 km) vezetéken keresztül kapja, amely az arizonai Black Mesa bányából származik. Az durván őrölt szenet összekeverjük vízzel (az iszap körülbelül 47 tömegszázalék szilárd anyagot tartalmaz) és 18 hüvelykes (46 cm) csövön keresztül pumpálják. Az üzemben a szenet centrifugák segítségével víztelenítik. A csővezeték kapacitása évente körülbelül 5 millió tonna (4,5 millió tonna).

TÁROLÁS ÉS OXIDÁLÁS

A szénellátási lánc több pontján tárolásra van szükség. Mivel a szenet tételekben (pl. Egységvonatként vagy hajóként) szállítják, ahelyett, hogy folyamatosan egy hálózaton, például a földgázon keresztül mozgatnák, az ellátási láncnak be kell tartania a bányában a keresleti túlfeszültségeket és nyugalmat; a vízi szállítás kiindulási és átvételi dokkjában vagy kikötőjében; és a végfelhasználónál, például egy erőműnél. A privatizáció és a dereguláció globális hulláma, különösen az elektromos szektorban, fokozta a logisztikai menedzserek nyomását, hogy a szénellátási láncot minél zökkenőmentesebbé tegyék a raktárban lévő szénmennyiség bármikor minimalizálása érdekében. A tárolt szén megköti a működő tőkét, és amint azt az alábbiakban tárgyaljuk, romolhat és biztonsági veszélyeket okozhat

Körülbelül 2,5 millió tonna (2,3 millió tonna) szenet égetnek el naponta az Egyesült Államokban. erőművek. Ez egyenértékű nagyjából 21 000 vasúti kocsival, így nyilvánvaló, hogy a gyártás és a fogyasztás összehangolása nem könnyű feladat. Balesetek, vasúti sztrájkok, természeti katasztrófák (pl. Árvizek, amelyek hidakat és vasútvonalakat vonnak le) és súlyos időjárási viszonyok (pl. Mély folyóvizek, amelyek leállítják az uszályforgalmat) mind komolyan megzavarhatják a közüzemi ügyfelek szállításait, az alapterhelés megbízható szénellátásától függően növények. Ennek ellenére a költségek csökkentése érdekében az Egyesült Államok a közművek az idő múlásával jelentősen csökkentették a tipikus készletszintet. Míg egykor a szén-ellátás kilencven napos ellátása volt jellemző, a készletek ma gyakran harminc-negyvenöt napos tartományban vannak.

A készletek alacsony szinten tartásának másik oka a tárolási problémák lehetősége. A raktározott szenet gondosan kell kezelni. A nem megfelelően tárolt szén oxidálódhat (időjárás), ami hőtartalom-vesztést okozhat. És ha hagyják, hogy a hő felhalmozódjon egy álló szénkupacban (vagy egy edényben, uszályban vagy vasúti kocsiban), a szén öngyulladhat. Az öngyulladás különösen az alacsonyabb minőségű szubbitumenes szén és a barnaszén esetében jelent veszélyt. Az oxidáció elkerülése érdekében a szénhalmokat gyakran meg kell fordítani, hogy a hő kiszabadulhasson, és a cölöpöket össze kell csomagolni és meg kell formálni, hogy minimalizálják a felszíni expozíciót.

Stan M. Kaplan

BIBLIOGRÁFIA

Fieldston Company, Inc. (1996). Fieldston szénszállítási kézikönyv: 1996–97. Washington, DC: Szerző.

Schmidt, R. D. (1979). Szén Amerikában: A tartalékok, termelés és felhasználás enciklopédiája. New York: McGraw-Hill.

Singer, J. G., szerk. (1981). Égés: Fosszilis energiaellátó rendszerek. Windsor, Conn.: Égéstechnikai Vállalat.