Hiili on alkuaine ja sitä esiintyy kaikkialla maailmassa, missä on elämää. Kivihiili koostuu suurimmaksi osaksi hiilestä mutta myös rikistä, typestä, hapestä, vedystä sekä raskametalleista. Kun hiiltä poltetaan siitä vapautuu useita eri yhdisteitä, sen yhdistyessä hapen kanssa, kuten hiilidioksidiä, hiilivetyjä sekä rikki- ja vetyoksidia. Hiili tuottaa myös tietenkin lämpöä. Hiiliatomin ja hapen yhdistyminen tuottaa hiilidioksidia, joka on elintärkeää kasvien yhteyttämisen kannalta. Yhteyttämisen tuloksena syntyy happea ja samalla ilmakehästä poistuu hiilidioksidia. Hiilikaudella noin 360-290 miljoonaa vuotta sitten alkoi kivihiilen muodostuminen kasvien jätteistä. Kun kasvinosat joutuivat kovan paineen ja korkean lämpötilan alaisiksi, useiden vaiheiden ja monien miljoonien vuosien jälkeen biomassasta eli kasvinosista syntyi kivihiiltä. Biomassa muuttuu ensin turpeeksi, sen jälkeen turpeesta syntyy ruskohiiltä ja lopuksi kivihiiltä. Prosessin jatkuessa ja oikeissa olosuhteissa syntyy antrasiittiä ja lopuksi, jos antrasiitti joutuu kovaan paineeseen syntyy timantteja.
Fossiilisista polttoaineista kivihiili on ensimmäinen, jota ihminen hyödynsi. Kiinasta on löytynyt merkkejä hiilen louhinnasta jo noin 1000 vuotta ennen ajanlaskumme alkua. Hiiltä käytettiin Kiinassa kuparin sulattamiseen. Myös antiikin Kreikan filosofit ilmeisesti tunsivat hiilen ominaisuudet, ja Englannista on löydetty merkkejä hiilen käytöstä roomalaisista raunioista jo ennen vuotta 400. Teollisen vallankumouksen myötä 1700-luvulta alkaen hiilen kysyntä kasvoi yhtäkkiä huimasti. Kivihiiltä tarvittiin raudan ja teräksen valmistuksessa rautateiden rakentamiseen. Vuonna 1769 patentoitu höyrykone lisäsi entisestään kivihiilen kysyntää. Höyrykoneen keksi James Watt. Hörykonetta käytettiin laivoissa ja vetureissa ja polttoaineena oli hiili. Kivihiilellä valmistettiin myös kaasua kaupunkien valaistukseen. Kaasuvalot olivat käytössä aina 1900-luvulle saakka kunnes sähkövalo yleistyi.
Hiilivoima ja nykyaika
Hiilivoimaa saadaan polttamalla kivihiiltä voimalaitoksessa. Pääasiassa kivihiiltä käytetään lauhdesähkövoimaloissa eli tuottamaan sähköä. Kivihiili on fossiilinen energianlähde. Muita fossiilisia polttoaineita ovat öljy, ruskohiili ja turve. Nykyään kivihiilen avulla valmistetaan noin 40 % maailman sähköstä. Sähkön ja lämmön tuotannon lisäksi hiiltä käytetään raudan ja teräksen valmistuksessa. Hiilellä on myös suuri merkitys sementin ja synteettisen kumin valmistuksessa. Lääketeollisuus käyttää hiiltä raaka-aineena lääkkeiden valmistuksessa. Kivihiiltä löytyy kaikkialta maailmassa ja suurimmat tuottajamaat ovat Kiina, Yhdysvallat ja Intia. Jos hiilen nykyinen kulutus maailmassa pysyy ennallaan arvioidaan, että sitä riittää vielä noin 150-200 vuodeksi eteenpäin. Nykyisessä yhteiskunnassa on erittäin tärkeää turvata energian saanti. Olemme entistä enemmän riipuvaisia eri polttoaineista, sähköstä ja lämmöstä ja niiden saannin luotettavuus on ehdottomasti ensisijainen tavoite hyvinvointivaltioille. Suomen oma energiantuotanto ei kata kuin pienen osan maassa käytetystä energiasta, joten noin kaksi kolmasosaa joudutaan tuomaan muualta. Suurin osa tuontienergiasta Suomeen tulee Venäjältä ja jonkun verran energiaa tuodaan Pohjoismaista pääasiassa Ruotsista. Kivihiiltä Suomi tuo Venäjältä ja Puolasta ja sitä on tuotu myös Indonesiasta ja Etelä-Afrikasta. Polttoaineita, joita tuodaan maan ulkopuolelta, varastoidaan huoltovarmuusvarastoihin, jotta voidaan turvata polttoaineiden huoltovarmuus erityistilanteissa. Näissä varastoissa säilytetään kivihiiltä, maakaasua ja öljyä. Eniten varastoitu polttoaine huoltovarmuusvarastoissa on öljy, koska öljy soveltuu parhaiten voimalaitosten käyttöön Suomessa.
Ilmastonmuutos
Ilmastonmuutoksen torjunnassa on tärkeää, että käytetään hyväksi teknologiaa ja lisätään uusiutuvista energialähteistä saataavaa energiaa kuten tuuli- ja vesivoimaa, aurinkoenergiaa sekä tähän mukaan voidaan myös laskea myös ydinenergia. Energiatuotantoa tulisi myös keskittää tuottamalla esimerkiksi sähköä ja lämpöä yhteistuontantona. Kaikkein tärkeintä kuitenkin on kaikkien maailman maiden sitoutuminen torjumaan kasvihuonekaasupäästöjä. Kansainvälinen Kioton pöytäkirja sai lainvoiman vuonna 2005. Se asettaa velvoitteita teollisuusmaille päästöjen vähentämiseksi. Tällä hetkellä voimassa on toinen velvoitekausi. Valitettavasti jo nyt on selvää, että toimet päästöjen vähentämiseksi ovat riittämättömiä ja tarkoitus onkin saada aikaan suuremmat päästövähennykset ja estää ilmansaastumisen eteneminen ennen vuotta 2020, jolloin uusi sopimus solmitaan. Kasvihuonekaasuista puhuttaessa on hyvä muistaa, että hiilidioksidin osuus on yli puolet kaikista päästöistä. Suurin osa hiilidioksidista syntyy energiantuotannosta ja liikenteestä. Muita kasvihuonekaasuja ovat metaani ja dityppioksidi. Kuten jo aikaisemmin on todettu hiilidioksidi on elintärkeää elämän mahdollistamiseksi maapallolla. Kasvihuonekaasujen ansiosta lämpötila maapallolla pysyy elämälle suotuisana. Kaasut pitävät osan auringon säteilyn tuottamasta lämmöstä ilmakehässä. Ilman kasvihuonekaasuja maapallon keskilämpötila olisi huomattavasti kylmempi eli noin -18 C astetta. Mutta näiden kasvihuonekaasujen liiallinen syntyminen ihmisen toimien vuoksi lisää lämmön nousua maapallolla. Viimeisen sadan vuoden aikana lämpötila on noussut esimerkiksi Euroopassa miltei yhden celciusasteen. Hiilidioksidipäästöt ovat lisääntyneet 80 % sitten teollisen vallankumouksen alkamisen.
Kivihiiltä poltettaessa siitä vapautuu hiilidioksidin lisäksi myös muita ympäristölle haitallisia aineita kuten hiilivetyjä, typpi- ja rikkioksideja sekä hiukkasia. Jos ne pääsisivät vapaasti ympäristöön niistä aiheutuisi terveyshaittoja, vesistöt ja maaperä happamoituisivat ja rakenteet vahingoittuisivat. Parin viimeisen vuosikymmenen kuluessa teknologia näiden päästöjen puhdistamiseen on kehittynyt huimasti ja nykyisin vain hyvin pieni osa esimerkiksi rikki ja typpi oksideista vapautuu ilmaan teollisuuslaitoksista.
Kivihiiltä poltettaessa syntyy pohjatuhkaa ja –kuonaa ja myös lentotuhkaa. Prosessissa, jossa poistetaan rikkiä syntyy kipsiä. Rikkidioksidi sitoutuu kipsiin, joka tavallisesti hyödynnetään rakennuksilla kipsilevyinä tai teiden rakentamisessa. Pohjatuhka laskeutuu kivihiiltä poltettaessa kattilan pohjalle ja lentotuhka on hiukkasia, jotka nousevat savun ja kaasujen mukana ilmaan. Tuhka ja kuona on mahdollista käyttää raaka-aineina sementin, betonin, kipsilevyjen ja asfaltin tuotannossa. Näin tehdään Suomessakin ja tuhka ja kuona käytetään suureksi osin näiden aineiden tuotannossa. Uusia tapoja käyttää tuhkaa etsitään jatkuvasti.
Kivihiili tulevaisuudessa
Tulevaisuudessa maailman teollisuusmaiden yhteinen tarkoitus on käyttää kivihiiltä tuottamatta ympäristöhaittoja. EU:n uuden ohjelman mukaan kivihiilen käytössä pyritään hiilivoimaan, josta aiheutuu mahdollisimman vähän päästöjä. Tämä ohjelma perustuu hiilidioksidin erotteluun ja varastointiin. Ongelmana on toistaiseksi varastointi, sillä sen tulee olla turvallinen ja riskitön. Hiilidioksia voitaisiin varastoida esimerkiksi tyhjiin kaasu- ja öljykenttiin tai maan alla oleviin suolavesikerrostumiin. Suomessa ei ole mitään näistä, joten ainoa mahdollisuus hiilidioksidin varastoimiseen on kuljettaa se muualle. Lähimmät varastointimahdollisuudet olisivat Latviassa, Tanskassa, Puolassa ja Saksassa. Myös Pohjanmeri voisi olla mahdollinen varasto Suomessa tuotetulle hiilidioksidille. Haitoistaan huolimatta kivihiilellä on useita, suuria etuja: Kivihiiltä on saatavilla monissa maailman maissa ja sen hinta on erittäin edullinen. Kivihiiltä on myös helppo varastoida, eikä se tarvitse erityisiä tiloja. Hiilivarastojen ylläpitäminen Suomessa on Huoltovarmuuskeskuksen asettama velvoite sähköntuottajille.
Kilpailuta hiilivoima helppohinnan kautta
Jos haluat kotiisi hiilivoimaa, paras tapa löytää edullinen kivihiiltä toimittava sähkösopimus on tehdä sähkön kilpailutus. HelppoHinnan vertailussa on mukana myös hiilivoimaa toimittavat sähköyhtiöt
