Реферат: Органические виды топлива и их запасы на земле

СИБИРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ КООПЕРАЦИИ

ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

Реферат по дисциплине: основы глобалистики

На тему: Органические виды топлива и их запасы на земле.

Выполнила студентка гр. 261

Кулакова А.В.

Проверил: Степанов Н.П.

2008

Виды органического топлива.

К природным топливам органического происхождения относятся торф, лигниты, каменные и антрацитные угли, нефть и природный газ. Эти материалы часто называют ископаемыми топливами, так как они являются конечными продуктами физико-химических превращений окаменевших остатков растений. Сравнение составов различных топлив показывает, что относительное содержание углерода по сравнению с содержанием водорода уменьшается при переходе от твердых топлив к жидким и далее к газообразным. Все эти топлива можно получать друг из друга, изменяя соотношение между содержанием углерода и водорода. Все они являются ценным сырьем для производства различных химических продуктов, горючего для двигателей и масел для смазки, а также служат источниками тепла и электрической энергии.

Природный газ. Природный газ является смесью углеводородов, состоящей главным образом из представителей метанового ряда и содержащей небольшие добавки других газов, таких, как азот, двуокись углерода, сероводород и иногда гелий. Обычно основным в природном газе является метан, однако иногда имеются значительные примеси этана и, в меньшей степени, более тяжелых углеводородов. В природе встречаются газы, почти целиком состоящие из двуокиси углерода, однако такие газы не обладают свойством горючести. Различают два типа природных горючих газов — сухие и влажные. Сухие газы состоят в основном из метана и иногда содержат также этан и пропан, однако они не содержат более тяжелых углеводородов, которые могут конденсироваться при сжатии. Влажные горючие газы содержат различные количества природного газолина, пропана и бутана, которые можно извлечь посредством сжатия или экстрагирования.

Продукты нефти. Нефть является природной смесью углеводородов, которая при обычном давлении находится в жидком состоянии, однако она содержит растворенные летучие углеводороды, которые высвобождаются и образуют скопления (шапки) в верхней (ближней к поверхности земли) части залежи. При переработке нефти получают лигроин, смазочные масла, мазут и нефтяной кокс.

Мазут. Мазут представляет собой смесь тяжелых жидких углеводородов, остающихся после перегонки нефти. Его состав зависит от состава сырой нефти и технологии ее перегонки. Наряду с каменным углем и природным газом мазут используется в качестве топлива как в коммунальном хозяйстве, так и в промышленности, и вытеснил каменный уголь как топливо для морских и речных судов.

Нефтяной кокс. Твердая компонента, остающаяся после перегонки нефти, называется нефтяным коксом. Эта твердая масса обычно содержит от 5 до 20% летучих веществ, от 80 до 90% связанного углерода, около 1% золы и немного серы. Хотя нефтяной кокс находит применение в ряде отраслей промышленного производства (например, как сырье для изготовления угольных электродов и пигментов для красителей), он представляет большую ценность как источник тепла (имеет высокую теплотворную способность) и используется в больших количествах как асфальтовый гудрон.

Газоконденсаты. Эти продукты состоят в основном из пропана и бутана, которые извлекаются из природного газа в отстойниках. Их получают также на нефтеперерабатывающих заводах, где они называются сжиженными очистными газами. Газы любого происхождения, обладающие высокой летучей способностью, легко преобразовать в жидкое состояние, повышая давление. Затем эти конденсаты можно транспортировать через трубопроводы и в железнодорожных и автоцистернах. Их можно хранить под землей в искусственных или естественных резервуарах или на поверхности земли в специальных резервуарах.

Торф. Торф является продуктом отмирания и неполного распада остатков болотных растений под воздействием грибков и бактерий в условиях избыточного увлажнения и недостаточного доступа воздуха. Залежи торфа распространены по всему миру, и торф используют в качестве топлива там, где отсутствуют другие, более эффективные виды топлива (с более высокой теплотворной способностью).

Каменный уголь. Каменный уголь представляет собой смесь углеродсодержащей массы, воды и некоторых минералов. Он образуется из торфа в результате длительного воздействия бактериологических и биохимических процессов. В превращении торфа в различные виды каменного угля большую роль играют температура и давление. Действие проточных вод приводит к появлению в пластах каменного угля большего или меньшего количества инородных минералов, которые перемешиваются с углеродсодержащей массой. Эта масса защищена от воздействия воздуха накрывающим ее пластом породы.

Существуют два способа разработки месторождений каменного угля. При разработке открытым способом пласт каменного угля очищается от слоя настилающей породы с помощью экскаваторов, которые используются затем для погрузки угля на транспортные средства. При разработке каменного угля подземным способом сооружается вертикальная шахта или горизонтальная выработка (штольня) в склоне горы, ведущие к пласту каменного угля. При этом каменный уголь извлекается из пласта посредством взрывной отбойки или с помощью механических рыхлителей и затем перегружается в вагонетки или на транспортеры.

Огромные ресурсы торфа обеспечивают России 1 место по их запасам.

Добыча и переработка торфа в мире является высокорентабельным и перспективным видом бизнеса. Как передает «РБК. Исследования рынков», рентабельность производства колеблется в среднем от 30 до 40% годовых (без учета стоимости доставки продукции до потребителя). По данным исследования компании "Норд Лайн", торф может использоваться в различных областях народного хозяйства - в сельском хозяйстве, химии, медицине, нефтепереработке, экологии, топливной промышленности и т.д.

Особенно выгодно использование торфа в качестве топлива: стоимость 1 Гкал, полученной от сжигания торфа, ниже, чем у всех других видов топлива, кроме газа. Помимо энергетического направления использования торфа, в последнее время широкое развитие получило сельскохозяйственное применение торфа, зарекомендовавшего себя как ценный органический материал.

Торф является также предметом экспорта. Мировая потребность в торфе имеет четко выраженную тенденцию к неуклонному росту.

Наиболее "емкими" потребителями торфа являются Япония, США, страны Европы и Ближнего Востока, а также другие страны, в которых развернуты работы по повышению плодородия почв, предотвращению эрозии земель, осуществлению экологических программ.

Имея oгpoмныe ресурсы торфа (разведанные и прогнозные - 156,8 млрд т), которые составляют 31,4% от мировых и обеспечивают России 1-е место по их запасам, Россия в настоящее время практически их не использует. Так, согласно данным Геологического фонда (2001г.) добыча торфа в 2000 году составила 6,9 млнт. Разработка велась на 905 торфяных месторождениях, в то время как на 01.01.1988г. эксплуатировалось 2063 торфяных месторождения и добывалось 30,5 млн т торфа.

Угольная промышленность

Уголь - это топливо будущего. Таково мнение мирового энергетического сообщества, включающего производителей нефти и газа.

Приближается период окончания нефтяной цивилизации на Земле. Газовых ресурсов хватит чуть надольше, но и они не бесконечны. Запасов нефти на планете хватит на 40-50 лет, газа на 60-70, угля - до 600 лет. Поэтому основными источниками энергии в долгосрочном периоде за пределами нефтегазовой цивилизации будут уголь и атомная энергетика.

В мировом топливном балансе на долю угля приходится 23% добычи первичных энергетических ресурсов, 38% производства электрической энергии, 70% производства металлургической продукции.

Уголь, наряду с нефтью и газом, является невозобновляемым углеводородным природным энергетическим ресурсом. Различные виды угля содержат до 10% водорода и до 90% углерода. В угле заключено до 90% энергетического потенциала ископаемого органического топлива. Сейчас в мире добывается около 5 млрд.т в год каменного, бурого и других разновидностей угля.

По некоторым оценкам, добыча угля в ближайшее десятилетие может возрасти до 7,5 млрд.т в год (в США до 2 млрд.т). В Европе увеличение потребления угля составит около 10% в 2003 г. помимо перспектив увеличения объемов добычи, мировыми тенденциями его производства и использования являются международная кооперация в области поставок угля и оборудования для его добычи и переработки, рост экспорта как из старых (Австралия, ЮАР, Россия, США, Польша и др.), так и из развивающихся поставщиков угля (общий объем экспорта более 500 млн.т). Только три порта - Дурбан, Ричардз Бей (ЮАР) и Кембла (Австралия) имеют погрузочную мощность около 200 млн.т в год.

В мировых ценах на уголь не происходит таких ажиотажных колебаний, как с ценами на нефть, торговые потоки в основном устоялись. В обороте находится только стабильно качественный уголь (углепродукт), удовлетворяющий экологическим и технологическим требованиям. Несмотря на общее увеличение объемов массовой добычи угля, стремление к безудержному росту добычи отошло в прошлое. Сейчас если происходят колебания добычи, то это объясняется очень точно настроенными механизмами эффективности добычи и использования угля, инвестиционных процессов. Эффективно используются общественные формы координации.

Интенсивное развитие и техническое совершенствование угольной промышленности в стране характеризуется созданием крупных горнодобывающих и перерабатывающих производств на базе перспективных месторождений бурых и каменных углей расположенных в различных природно-климатических зонах. Это требует новых технических и технологических решений и все больше капитальных вложений с учетом создания необходимой инфраструктуры, энергозатрат на транспортирование полезного ископаемого и грузов, на проветривание и создание удовлетворительных условий труда горнорабочих.

В настоящее время на долю угля приходится 11,8% в потреблении топливно-энергетических ресурсов, что значительно ниже технических возможностей отрасли. По прогнозным оценкам добыча угля к 2010 году достигнет 280 млн. т. Важной составляющей частью общей стратегии развития отрасли является обеспечение экологической безопасности производства, жизненных условий для населения угольных регионов.

Угольная промышленность - важное звено топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Уголь используется в промышленности, на тепловых электростанциях как топливо, а так же как технологическое сырье и топливо в металлургии и химической промышленности (коксующиеся угли). Районообразующая роль топлива сказывается тем сильнее, чем крупнее масштабы и выше технико-экономические показатели ресурсов. Массовое и дешевое топливо притягивает к себе топливоемкие производства, определяя в известной мере направление специализации района.

В настоящее время угольная промышленность России стоит перед необходимостью глубокого реформирования. В течение ряда последних лет снижается уровень добычи угля, (с 1990 по 1994 г. добыча угля в Российской Федерации в целом сократилась на одну треть), падает производительность труда в отрасли, растет себестоимость добычи. Резкое сокращение промышленного производства в последние годы обострило проблему платежеспособного спроса на продукцию угольной отрасли, поставило подавляющее большинство угледобывающих предприятий в крайне тяжелое положение.

Угольная промышленность является составной частью ТЭК России, и, соответственно, стратегия ее развития зависит от места, которое отводится углю в перспективном топливно-энергетическом балансе, и от конкретных характеристик последнего.

Запасы нефти и природного газа. Трудно точно рассчитать, на сколько лет еще хватит запасов нефти. Если существующие тенденции сохранятся, то годовое потребление нефти в мире к 2018 достигнет 3 млрд. т. Даже допуская, что промышленные запасы существенно возрастут, геологи приходят к выводу, что к 2030 будет исчерпано 80% разведанных мировых запасов нефти.

Запасы угля. Запасы угля оценить легче (см . табл. 3). Три четверти мировых его запасов, составляющих по приближенной оценке 10 трлн. т, приходятся на страны бывшего СССР, США и КНР.

Хотя угля на Земле гораздо больше, чем нефти и природного газа, его запасы не безграничны. В 1990-х годах мировое потребление угля составляло более 2,3 млрд. т в год. В отличие от потребления нефти, потребление угля существенно увеличилось не только в развивающихся, но и в промышленно развитых странах. По существующим прогнозам, запасов угля должно хватить еще на 420 лет. Но если потребление будет расти нынешними темпами, то его запасов не хватит и на 200 лет.

Нефтяная промышленность

Нефтяная промышленность — одна из веду­щих отраслей ТЭК и всего хозяйства. В сыром виде нефть практически не используется из-за ее взрывоопасности. Но при переработке нефти получают не только высококачественное топли­во (бензин, керосин, соляр, мазут), но и разно­образные соединения, служащие сырьем для получения современной химической продукции (пластмасс, полимеров, химических волокон и т. д.). ^

По запасам нефти (20 млрд т, 13% мировых запасов) Россия занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Но добыча нефти в России в последние годы постоянно снижалась. В 1999 г. она составила 305 млн т (59% от уров­ня 1990 г.) — третье место в мире. Это связано с рядом причин. Во-первых, из-за отсутствия средств недостаточны объемы геологоразведоч­ных работ. Прирост разведанных запасов нефти только на 1/з компенсирует ее добычу. А на раз­рабатываемых месторождениях уже извлечено 52% нефтяных запасов. Во-вторых, почти 50% уже пробуренных скважин по разным причи­нам не эксплуатируются (отсутствие оборудова­ния, средств на ремонт и пр.). В-третьих, из-за отсутствия современного оборудования значи­тельная часть запасов теряется в недрах и не может быть извлечена на поверхность.

Основная нефтяная база России — Западно-Сибирская. Здесь добывается 70% нефти стра­ны. Крупнейшие месторождения расположены в широтном течении реки Оби (Самотлор, Сур­гут, Мегион). Из них уже извлечено 50—60% нефти. Однако, по оценкам, в Западной Сибири извлечено всего 12% нефти. Поэтому в ближай­шей перспективе (до 2010—2015 гг.) эта база ос­танется ведущей.

Вторая по величине добычи нефтяная база России — Волго-Уральская (25% добычи). До­быча нефти здесь ведется уже почти 50 лет и постоянно сокращается. Из крупнейших мес­торождений (Ромашкинское, Туймазинское, Ишимбаевское) уже извлечено от 70 до 90% за­пасов. В перспективе возможна разработка но­вых месторождений на шельфе Каспийского моря. Но целесообразность развития здесь не­фтяной промышленности требует тщательного анализа. В северной части Каспия обитает уни­кальное поголовье осетровых рыб, не имеющее аналогов в мире, а Волго-Ахтубинская пои ма — заповедная территория. Не решен пока и вопрос о статусе Каспийского моря.

Газовая промышленность

Газ — самый дешевый вид топлива. Его до­быча обходится в 2 раза дешевле нефти. Газ ис­пользуют и как ценное химическое сырье.

По запасам газа (160 трлн м³ ) Россия занима­ет первое место в мире (45% мировых запасов). Добыча газа, в отличие от добычи нефти, дос­таточно стабильна. В 1999 г. она составила 591 млрд м³ — первое место в мире. Более 1/3 добываемого газа экспортируется на Украину, в Белоруссию, страны Балтии, Западной Евро­пы и Турцию.

В России разведано более 700 месторожде­ний газа. Но активно разрабатывается только 47% его разведанных запасов. Подавляющая часть добычи газа (92%) приходится на место­рождения Западной Сибири (Уренгойское, Ям-бургское). В ближайшей перспективе ее доля ос­танется столь же высокой. По оценкам, здесь извлечено всего около 6% ресурсов газа.

Вторая по значению газодобывающая база Оренбургско-Астраханская (6% добычи). До­бываемый здесь газ имеет очень сложный со­став. В нем содержатся сера, гелий, этан, про­пан, бутан и другие ценные компоненты. Для его переработки на Оренбургском и Астрахан­ском месторождениях построены крупные газо­перерабатывающие комплексы.

В Тимано-Печорском бассейне сейчас до­бывается менее 1% газа. Однако его роль мо­жет существенно возрасти за счет разработки газовых месторождений на шельфе (Штпокма-новское и др.). Их ресурсы оцениваются в 1,7 трлн м³ .

В перспективе возможно формирование еще одной крупной газодобывающей базы, включа­ющей месторождения севера Иркутской облас­ти, Якутии, Сахалина. Запасы газа здесь оце­ниваются в 54 трлн м³ . Ее развитие позволит ликвидировать дефицит топлива в этом регио­не. Значительная часть газа сможет экспорти­роваться.

Для транспортировки газа к потребителям в России создана единая газопроводная система, общей протяженностью 150 тыс. км. Крупней­шие газопроводы страны построены от Уренгоя и Оренбурга (рис. 41). В ближайшее время начнут действовать газопроводы «Ямал—Евро­па» (через Белоруссию) и «Голубой поток» (че­рез Черное море в Турцию).

Угольная промышленность

Запасы угля гораздо больше запасов нефти и природного газа. Но его добыча обходится на­много дороже. Поэтому после открытия и раз­работки крупных запасов нефти и газа доля угля в топливном балансе страны сократилась с 59% (50-е годы) до 8% (конец 90-х годов). Хотя в восточных районах страны его потребление остается очень высоким. Большая часть добы­ваемого угля (ЗД) используется как топливо в промышленности и на тепловых электростан­циях. Остальной уголь (коксующийся) служит сырьем для черной металлургии и химической промышленности.

В России известно более 200 угольных бас­сейнов и месторождений. Их общие запасы 6,4 трлн т (23% мировых запасов). Но не все из них разрабатываются. Главный критерий вов­лечения месторождения в эксплуатацию — се­бестоимость¹ добычи угля. Она зависит от спо­соба его добычи, качества (калорийности, нали­чия примесей и т. д.), горно-геологических ус­ловий залегания (глубины, толщины пластов и т. п.). Влияют на себестоимость также качество оборудования, наличие современных техноло­гий добычи. При распаде СССР 85% угольного машиностроения осталось за рубежом.

Самый производительный и дешевый способ добычи угля — открытый (в карьерах). Его доля остоянно растет и сейчас составляет почти 60%. Но он сильно нарушает природные комп­лексы. Запасы угля, которые могут добываться открытым способом, в основном сосредоточены на востоке страны.

Добыча угля в России постоянно снижалась и лишь в последние годы возрастает. Она со­ставляет 249 млн т (2-е место в мире по добыче бурого угля и 6-е место по добыче каменного). Основные районы добычи угля в России сосре­доточены в Сибири (64%). На европейскую часть приходится всего 25%.

Важнейшие угольные базы России - Куз­нецкий, Канско-Ачинский и Печорский бассей­ны. Они существенно различаются по своим ха­рактеристикам (рис. 42, табл. 27).

Таблица 27 Характеристика основных угольных бассейнов России Характеристика основных угольных бассейнов России

Кузнецкий угольный бассейн - главный угольный бассейн России. Он обладает больши­ми и хорошо изученными запасами высокока­чественного угля, в том числе и коксующегося. Однако бассейн имеет невыгодное географичес­кое положение. Он очень удален от основных районов - - потребителей угля (Центр и Даль­ний Восток). Уголь отсюда сложно транспорти­ровать из-за слабого развития железнодорож­ных сетей на востоке страны.