فحم بني

الفحم البني أو اللّيجنيت أو الليغنيت أو الفحم الأسمر فحم بني كامد، من أنواع الفحم الحجري، وهو أقل جودة من الفحم الصلب، متوسط بين الخث والفحم القاري. لايستعمل عادة للوقود وإنما للتقطير لاستخراج المواد الطيارة منه والتي تستخدم في صناعة الأصبغة.
هو وقود كربوني، متوسط بين الخشب الصخري والفحم، نسيجه خشبي، ولهبه مدخن، ذو قيمة حرارية منخفضة.
تتكون من خث مضغوط بشكل طبيعي، ويعتبر أدنى درجة من الفحم بسبب محتواه الحراري المنخفض نسبياً، يصل محتوى الكربون لديه حوالي 60-70 في المئة.  يتم تعدينه في جميع أنحاء العالم، ويستخدم بشكل حصري تقريبًا كوقود لتوليد الطاقة الكهربائية بالبخار، وهو الفحم الذي يعتبر أكثر إضرارا بالصحة.

مميزات

اللجنايت ذو لون بني داكن وله محتوى كربون يتراوح بين 60 و 70 في المائة ، ومحتوى رطوبة عالي أصيل يصل في بعض الأحيان إلى 75 في المائة ،  ومحتوى رماد يتراوح بين 6 و 19 في المائة مقارنة بـ 6-12 في المائة ل الفحم القاري .  
يتراوح محتوى الطاقة من الليغنيت من 10 إلى 20 ميغا جول / كيلوغرام (9-17 مليون وحدة حرارية للطن القصير ) على أساس رطب وخالي من المواد المعدنية. يبلغ متوسط محتوى الطاقة من اللجنيت المستهلك في الولايات المتحدة 15 MJ/kg (13 مليون وحدة حرارية بريطانية / للطن) ، على أساس ما تم استلامه (أي ، يحتوي على كل من الرطوبة الكامنة والمواد المعدنية). يبلغ متوسط محتوى الطاقة من اللجنيت في فيكتوريا ، أستراليا ، 8.4 MJ/kg (7.3 مليون وحدة حرارية / طن). 

يحتوي الليغنيت على نسبة عالية من المواد المتطايرة مما يجعل من الأسهل تحويله إلى منتجات غازية وبترولية سائلة من الفحم العالي المستوى، ويمكن أن يسبب محتواها العالي من الرطوبة والقابلية للاحتراق التلقائي مشاكل في النقل والتخزين. من المعروف الآن أن العمليات الفعالة التي تزيل الرطوبة الكامنة المقفلة داخل هيكل الفحم البني ستقلل من خطر الاحتراق التلقائي إلى نفس مستوى الفحم الأسود، وتحول القيمة الحرارية للفحم البني إلى وقود مكافئ للفحم الأسود ، وتقلل إلى حد كبير ملف تعريف انبعاثات الفحم البني "كثيف" إلى مستوى مماثل أو أفضل من معظم الفحم الأسود.  ومع ذلك، فإن إزالة الرطوبة تزيد من تكلفة الوقود النهائي للغنيت.

الاستخدامات

نظرًا لانخفاض كثافة الطاقة ومحتوى الرطوبة المرتفع بها، فإن الفحم البني غير فعال في النقل ولا يتم تداوله على نطاق واسع في السوق العالمية مقارنة بدرجات الفحم العالية. غالبًا ما يتم حرقه في محطات الطاقة بالقرب من المناجم، كما هو الحال في وادي لاتروب الأسترالي ومصنع مونتيسيلو في لومينانت في تكساس. وبسبب محتوى الرطوبة العالية الكامنة وانخفاض كثافة الطاقة في الفحم البني، فإن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن محطات الفحم البني تكون أعلى بكثير لكل ميغاواط من محطات الفحم الأسود المماثلة، المحطة الأعلى  انبعاثاً في العالم هي محطة توليد الكهرباء 'خشب البندق'   حتى إغلاقها في مارس 2017.  قد يكون تشغيل المحطات  الفحم البني  التقليدية، خاصةً مع التعدين السطحي، مثيرًا للجدل سياسيًا بسبب المخاوف البيئية.  
في عام 2014 ، جاء حوالي 12 في المائة من الطاقة في ألمانيا ، وعلى وجه التحديد ، 27 في المائة من الكهرباء في ألمانيا من محطات توليد الطاقة من الفحم البنيبينما في عام 2014 في اليونان ، قدم الفحم البني حوالي 50 في المائة من احتياجاته من الطاقة.
يمكن العثور على استخدام مفيد للفحم البني في استخدامه في زراعة وتوزيع ميكروبات االمكافحة الحيوية للآفات التي تكبح أمراض النبات التي تسببها الميكروبات. يثري الكربون المادة العضوية في التربة بينما توفر ميكروبات المكافحة البيولوجية بديلاً للمبيدات الكيميائية.  يشكل التفاعل مع أمين رباعي منتجًا يسمى  بالأمين اللجنيت المعالج (ATL) ، والذي يستخدم في طين الحفر لتقليل فقد السوائل أثناء الحفر.

جيولوجيا

يبدأ الفحم البني بتراكم المواد النباتية المتحللة جزئيًا ، أو الخث . يؤدي الدفن بواسطة الرواسب الأخرى إلى زيادة درجة الحرارة ، اعتمادًا على التدرج الحراري الأرضي والتكتوني المحلي ، وزيادة الضغط. هذا يسبب ضغط المواد وفقدان بعض الماء والمواد المتطايرة ( الميثان وثاني أكسيد الكربون في المقام الأول). تركز هذه العملية ، التي تسمى بالتفحم الصخري ، على محتوى الكربون ، وبالتالي المحتوى الحراري للمادة. يؤدي الدفن الأعمق بمرور الوقت إلى مزيد من طرد الرطوبة والمواد المتطايرة ، مما يحول المادة في نهاية المطاف إلى معادن عالية الرتبة مثل الفحم القارى وأسفلت

العالم

في عام 2016، تعد ألمانيا أكبر منتج في العالم مع 17.3 ٪ من الإنتاج العالمي من 990 مليون طن، بانخفاض 2.1 ٪ (و 3.7 ٪ في ألمانيا). الدول الرئيسية الأخرى المنتجة هي الصين (14.1٪) وروسيا (7.4٪) والولايات المتحدة (6.7٪) وبولندا (6.1٪) وإندونيسيا (6٪)، 1 ٪) واستراليا (6.0 ٪) وتركيا (5.7 ٪). تقدر احتياطيات الفحم البني بحوالي 317 جيجا (مليار طن) في عام 2016، منها 28.7٪ في روسيا، 24.2٪ في أستراليا، 11.4٪ في ألمانيا، 9.5٪ في الولايات المتحدة و 3، 5 ٪ في تركيا. تنتج ألمانيا 22.6 ٪ من الكهرباء من اللجنيت في عام 2017

ألمانيا

في ألمانيا، تستخرج RWE-RHEINBRAUN، وهي شركة تابعة لشركة RWE القابضة، حوالي 100 مليون طن سنويًا من ثلاثة مناجم مفتوحة في شمال الراين - ويستفاليا (بين كولون وآخن ومونشنغلادباخ). . هذه المناجم هي مناج هامباخ 1 و إندين 1 و2 وغرزويلر 1، والتي من المخطط استغلالها حتى عام 2050 على الرغم من مساهمتها في انبعاث غازات الدفيئة. تنخفض الحفارات إلى عمق 450 متر في الحفريات التي تمتد لعدة كيلومترات. تتقدم الآلات بالحفر من جانب وملء الجانب الآخر، وهو ما يفسر سبب تحرك المنجم في المشهد الطبيعي.

أستراليا

يحتوي وادي لاتروب في فيكتوريا ، أستراليا ، على احتياطيات تقدر بحوالي 65 مليار طن من الفحم البني. الاحتياطيات تعادل 25٪ من الاحتياطيات العالمية المعروفة. يصل سمك طبقات الفحم إلى 100 متر، مع وجود طبقات متعددة من الفحم، غالبًا ما يصل السمك المستمر للفحم البني إلى 230 مترًا. ويغطي غطاء فوقي صغير جدا الطبقات (من 10 إلى 20 متر).

أنواع

يمكن فصل الفحم البني إلى نوعين. الأول هو الفحم البني النبات الخشبي اللجنيت أو الخشب المتحجر والنموذج الثاني هو الفحم البني الصغير أو الفحم البني المثالي.
على الرغم من أن خَشَبَاني الخَشَبَاني يحتوي في بعض الأحيان على تماسك ومظهر الخشب العادي ، إلا أنه يمكن ملاحظة أن الأنسجة الخشبية القابلة للاحتراق شهدت تعديلاً كبيراً. يمكن اختزاله إلى مسحوق ناعم بواسطة سحن ، وإذا تم تقديمه إلى محلول ضعيف من البوتاس ، فإنه ينتج كمية كبيرة من الحمض الدبالي .  ليونارديت هو شكل مؤكسد من الفحم البني ، والذي يحتوي أيضًا على مستويات عالية من الحمض الدبالي. 
إن الكهرمان الأسود عبارة عن شكل صلب يشبه الأحجار الكريمة من الفحم البني المستخدم في أنواع مختلفة من المجوهرات.

التأثير البيئي

تستهلك مناجم الحفر المفتوحة مساحة كبيرة   : 170 000 هكتار   في ألمانيا ، تم إعادة 68 ٪ منها إلى الزراعة .
الفحم البني غني أيضا بالكبريتيد ، فهو يسبب التلوث المسؤول عن الأمطار الحمضية .
الفحم البني هو الوقود الأحفوري غير المتجدد الذي ، عند حرقه ، وعلى نفس الأساس مثل استخراج النفط أو الغاز الطبيعي ، يطلق ثاني أكسيد الكربون . يعتمد محتوى الكبريت من  الفحم البني بشدة على أصل الرواسب. هناك رواسب ضعيفة نسبيا من الكبريت ، بما في ذلك رواسب الراين.
هذه المناجم هي أيضا مصادر الرادون وذرية الرادون المشع  ، والتي تشارك في نشأة العديد من سرطانات الرئة  . العمال أكثر عرضة لذلك في حالة المناجم تحت الأرض. يمكن أن تختلف النسب اختلافًا كبيرًا حسب الأماكن والأوقات. على سبيل المثال ، تراوحت تركيزات الرادون في المناجم في ثلاثة مناجم من الليجنيت في تركيا بين 50 ± 7 و 587 ± 16 بيكريل / م³  من الهواء ، تحت العتبات السارية المفعول  في تركيا ، التعرض للرادون كما تم تقييمه لعمال التعدين من الليجنيت في Tunçbilek و Ömerler و Eynez عند 1.23 و 2.44 و 1.47 mSv في السنة على التوالي  .