Размеры производства топливной промышленности. Развитие топливной промышленности
Топливная промышленность включает в себя систему добычи и производства топлива и энергии, их транспортировку и распределение. Какие же главные отрасли топливной промышленности выделяют, и насколько развиты они в России?
Топливная промышленность мира
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) включает топливную промышленность (угольную, нефтяную, газовую, сланцевую, торфяную), электроэнергетику, инфраструктуру (трубопроводы и линии электропередач), нефте- и газопереработку.
Топливно-энергетический баланс (ТЭБ) – соотношение добычи разных видов топлива и выработанной энергии (приход) и их использование (расход). Около 50% прихода ТЭБ составляет добыча газа, 30% – нефти, 15% – угля.
В мировом топливно-энергетическом балансе 30% приходной части приходится на нефть, 25% – на уголь, 20% – на природный газ.
В мире каждый год вырабатывается 12,5 трлн кВт/ч электроэнергии. Лидируют в этой отрасли США, Россия, Япония, Китай, Германия, Канада. Важным показателем является производство электроэнергии на душу населения; тут лидерами считаются – Норвегия, Канада, США, Швеция, Финляндия.
В мировой электроэнергетике 62% энергии вырабатывают ТЭС, 20% – ГЭС (преобладают в Литве, Франции, Бельгии), 1% – альтернативные источники (геотермальные, приливные, солнечные, ветровые электростанции).
ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой
Топливная промышленность России
Россия богата природными ресурсами. Она занимает второе место в мире по запасам и добыче нефти. В последние годы добыча нефти снижается, составляя при этом около 300 млн. тонн в год. Основными нефтяными базами являются Западная Сибирь, Волго-Уральская, Баренцево-Печорская.
Добычей нефти занимаются нефтяные компании, крупнейшими из которых являются ОАО “Роснефть”, ОАО “Лукойл”.
Рис. 1. Компания ОАО Роснефть.
Нефть используют в переработанном виде, а нефтеперерабатывающие заводы строят в местах потребления нефтепродуктов или же вблизи месторождений. Транспортировка нефти осуществляется по нефтепроводам протяженностью 60 тысяч км, расходящимся от центров добычи к центру страны, в страны Европы и на Юг России.
Добыча газа в нашей стране находится на уровне 600 млрд. куб. м. Около 90% газа добывают в Западно-Сибирском экономическом районе (Ямало-Ненецкий АО). Главными месторождениями являются Уренгойское и Ямбургское. Газ добывают в Ханты-Мансийском АО, Томской и Оренбургской областях. Перерабатывают попутный нефтяной газ и газовый конденсат вблизи мест добычи нефти и газа. Транспортировка газа осуществляется по газопроводам (140 тысяч км.), идущим к центру России и далее в Европу.
Также в России добывают большое количество угля (270 млн. тонн в год). Основными районами добычи являются Кузнецкий бассейн (30%), Канско-Ачинский бассейн (13%), Донецкий бассейн (9%), Печорский бассейн (8%).
Рис. 2. Кузнецкий угольный бассейн.
Россия занимает второе место в мире по производству электроэнергии. 70% электроэнергии производят на тепловых электростанциях (ТЭС). Их строят вблизи потребителей. Их главным недостатком является то, что они сильно загрязняют атмосферу. Крупнейшими ТЭС являются Сургутская, Костромская и Рефтинская ТЭС.
Гидроэлектростанции (ГЭС), которые используют энергию падающей воды, строят на реках с большим падением. Крупнейшими ГЭС являются Саянская и Братская ГЭС.
Рис. 3. Саянская ГЭС.
Топливно-энергетическая промышленность России включает атомные электростанции (АЭС), которые строят в районах большого потребления электроэнергии. Недостатками АЭС является большая вероятность аварий, наличие радиоактивных отходов. Крупнейшими АЭС являются Ленинградская, Курская, Балаковская АЭС.
Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 101.
Межотраслевой топливно-энергетический комплекс (ТЭК)- это система добычи и производства топлива и энергии, их транспортировки, распределения и использования. В экономике России он занимал и продолжает занимать ведущее место. Комплекс производит около 25% промышленной продукции России, является важнейшим источником формирования бюджета страны, обеспечивает примерно половину валютных поступлений от экспорта продукции.
В ТЭК входят отрасли топливной промышленности (нефтяная, газовая, угольная, сланцевая, торфяная) и электроэнергетика.
Все отрасли комплекса взаимосвязаны. Для учета общего объема добычи топлива и производства энергии, пропорций между ними, их распределения между потребителями составляется топливно-энергетический баланс. Он показывает соотношение добычи разных видов топлива и выработанной энергии (приход) и их использование в хозяйстве (расход). Для расчета баланса различные виды топлива и энергии пересчитывают в условное топливо. За единицу условного топлива принимают 1 кг каменного угля, дающего при сгорании 7000 ккал. Другие виды топлива пересчитываются в условное топливо по коэффициентам, исходя из их теплотворной способности (то есть количества энергии, выделяющейся при сгорании 1 кг топлива).
Структура топливно-энергетического баланса страны постоянно меняется. До 70-х годов основную долю в ней имел уголь, в 70-80-е — нефть, в 90-е годы — природный газ.
Первые нефтепромыслы появились в России в районе Баку (1848 г.) и Майкопа (1854 г.). К XX в. страна занимала первое место в мире по добыче нефти (около половины мирового объема добычи).
Нефть — важнейшее сырье для химической и . С нефтепромыслов она транспортируется на нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ). Основной объем ее осуществляется по нефтепроводам, протяженность которых более 70 тыс. км.
Основные системы нефтепроводов:
Западно-Сибирская система транспортирует нефть из Сургута и Нижневартовска к нефтепроводу «Дружба», в , на Северный Кавказ (в порт Новороссийск), в (до Ангарска).
Северо-Кавказская система объединяет нефтепроводы этого экономического района.
Тимано-Печорская система транспортирует нефть Республики Коми в районы Центральной России.
Дальневосточная система поставляет нефть с .
На нефтеперерабатывающих заводах нефть разлагают на фракции (мазут, соляровое масло, газойль, керосин, лигроин, бензин). Главные НПЗ расположены в европейской части страны, так как ориентируются на потребителя ( , Кириши, Кстово, Пермь, Рязань, Саратов, Сызрань, Уфа, Ярославль и т.д.). В азиатской части перерабатывается около 25% нефти (Омск, Томск, Ангарск, Комсомольск-на- и т.д.).
Газовая промышленность во второй половине XX в. вышла на передовые позиции как в , так и в экономике России в целом. Страна располагает крупнейшими в мире запасами газа, она лидер по добыче и экспорту этого ценного энергоносителя. В отличие от других отраслей газовая промышленность развивается достаточно стабильно. Добыча природного газа в 90-е годы практически не снижалась и составляла примерно 570 млрд м3 в год.
Основной газодобывающий район страны -север Западной Сибири. Здесь в Ямало-Ненецком автономном округе разрабатываются крупнейшие газовые месторождения мира — Уренгойское, Ямбургское и Медвежье. В районе добывают около 90% российского . Важное значение имеют также Оренбургское, Вуктыльское (Республика Коми), Астраханское и ряд других месторождений.
Протяженность магистральных газопроводов более 140 тыс. км. Главные направления транспортировки газа — из Западной Сибири в европейскую часть России и далее в страны Европы (Уренгой-Ужгород, Уренгой-Москва, Уренгой-Вуктыл-Ухта-Торжок и т.д.).
Тепловые электростанции преобразуют энергию сжигаемого топлива (угля, газа, мазута, торфа и т.д.) в тепловую, а затем в электрическую. Сжигаемое топливо нагревает воду, а образуемый из воды пар вращает турбины, вырабатывающие электричество. Если одновременно с электроэнергией к потребителям поступают тепло и горячая вода, то такая электростанция называется теплоэлектроцентралью (ТЭЦ). Такие станции размещаются около потребителей и отапливают 40% городских поселений страны. Мощные тепловые станции, обеспечивающие энергией большие регионы, называются ГРЭС (государственная районная электростанция). Помимо размещения вблизи потребителей (потребительский фактор) ТЭС создаются и в районах добычи топлива (сырьевой фактор). В качестве примера можно привести крупную Березовскую ГРЭС (Канско-Ачинский буроугольный бассейн) или две электростанции в Сургуте (Тюменская обл.), работающие на попутном нефтяном газе. Крупнейшие ГРЭС России расположены в европейском макрорегионе — Костромская, Конаковская, Рязанская, Киришская, Заинская и др., на Урале — Рефтинская, Ириклинская, Троицкая, в азиатском макрорегионе — Ирща-Бородинская, Гусиноозерская и др.
ГЭС используют энергию водного потока, которая зависит от объема протекающей воды и высоты ее падения. Первая ГЭС в России была построена в 1903 г. на р. Подкумок у города Ессентуки. В XX в. в стране были созданы крупнейшие гидроэнергетические каскады.
Волжско-Камский каскад включает более 10 ГЭС, крупнейшие из которых Самарская и Волгоградская.
Ангаро-Енисейский каскад, мощность которого примерно в 2 раза больше, состоит из Саяно-Шушенской, Красноярской, Братской, Усть-Илимской и других гидроэлектростанций.
АЭС используют в качестве топлива или плутоний. В реакторе происходит управляемая реакция распада ядер атомов с выделением большого количества тепла. При этом 1 кг ядерного топлива выделяет энергию, эквивалентную сжиганию 2500 т лучшего угля.
Тепло передается воде, которая превращается в пар, подающийся на турбины для выработки электричества. АЭС ориентированы на потребителей, расположенных в районах с недостаточными топливно-энергетическими ресурсами.
Грунтовых вод на близлежащих территориях, что, в свою очередь, приводит к засолению или .
АЭС не зависят от размещения топливных ресурсов, но очень сложны технически и требуют тщательной изоляции радиоактивных отходов.
После Чернобыльской аварии 1986 г. развитие ядерной энергетики в нашей стране было приостановлено. Прекратилось строительство 15 станций. Будущему развитию АЭС должно способствовать создание безопасных ядерных реакторов.
Основными производителями электроэнергии в России являются Центральный (в первую очередь Москва и Московская обл.), Уральский, Западно-Сибирский (Ханты-Мансийский автономный округ), Восточно-Сибирский (Иркутская обл., Красноярский край) экономические районы. На эти районы приходится более 60% всей вырабатываемой электроэнергии.
Владимир Ильич Ленин говорил, что "... Уголь - это настоящий хлеб промышленности..." * , что "...только на минеральном топливе может быть прочная постановка крупной промышленности, способной служить базой для социалистического общества" ** .
* (В. И. Ленин, Сочинения, изд. 4, т. 30, стр. 461. )
** (В. И. Ленин, Сочинения, изд. 4, т. 33, стр. 141. )
Исходя из этого, партия и правительство всегда принимали все необходимые меры для быстрого развития угольной промышленности нашей страны. Индустриализуется и развивается Донецкий угольный бассейн. Возникают и быстро развиваются новые угольные месторождения. На востоке возникает громадный Урало-Кузнецкий комбинат. Кавказ, Подмосковье, Урал, Караганда, Сибирь, Дальний Восток, позднее Печорский угольный бассейн обеспечивают быстрое наращивание добычи каменного угля, предусматриваемое пятилетними планами народнохозяйственного развития страны. Если в восстановительный период добыча угля возросла с 29,1 млн. тонн в 1913 г. до 35,5 млн. тонн в 1928 г., то последующее развитие по первому, второму и прерванному войной третьему пятилетним планам подняло добычу угля перед войной до 166 млн. тонн, увеличив ее по сравнению с 1913 г. более чем в 5,5 раза!
Была создана развитая промышленность по переработке топлива. В царской России коксохимическая промышленность, поставлявшая топливо для металлургии, находилась в зависимости от иностранной промышленности и была развита слабо, базируясь только на коксующихся углях Донецкого бассейна.
С 1928 по 1932 г. были пущены новые, высокоэффективные, построенные по последнему слову техники и широко механизированные коксохимические заводы в Донбассе, Приднепровье, на Урале и в Сибири, полностью обеспечивающие высококачественным топливом выросшие металлургические заводы.
Была заново разработана и широко применена новая техника улавливания и переработки ряда ценнейших химических продуктов коксования. Был значительно повышен выход каменноугольного дегтя, являющегося исходным продуктом для анилинокрасочной, фармацевтической и других отраслей промышленности. Улучшен процесс извлечения сырого бензола из газов, разработана новая технология его дальнейшей химической переработки.
До революции газификация топлива была развита слабо, хотя именно русские ученые Д. И. Менделеев, М. А. Павлов сделали очень много для развития теории газификации. Советский период переродил газовую промышленность. Вместо 4-5 видов топлива газификации стали подвергаться около 50 видов, главным образом местное, низкосортное топливо: торф, различные бурые угли, горючие сланцы.
Значительные достижения были сделаны в отрасли топливной промышленности, совершенно не существовавшей в дореволюционной России,- промышленности искусственного жидкого топлива, получаемого из твердого в процессе гидрогенизации.
Наша страна обладает самыми большими в мире запасами торфа. В СССР развернулась большая торфодобывающая промышленность с использованием высокоэффективных методов добычи торфа (гидроторф, фрезерный торф), но торф перестал использоваться только как топливо котельных крупных районных электростанций. Советские ученые разработали методы получения торфяного кокса, который идет для цементации стали, изготовления активированного угля и карбида кальция. Из торфяного дегтя, получаемого при коксовании торфа, вырабатываются соединения для изготовления пластмасс.
Многое сделано в области промышленного сжигания, переработки горючих сланцев и использования получаемых из них химических продуктов. Академик И. М Губкин образно назвал горючие сланцы "нефтяной рудой", так как из,них при термохимической переработке можно получать искусственное жидкое топливо. Исследовав химическую природу горючих сланцев ряда месторождений, советские ученые разработали методы получения из них бензина, керосина, дизельного топлива, а также фенолов и искусственной олифы.
Особое значение в нашей стране придавалось развитию нефтяной промышленности. Еще в 1920 г. ЦК партии по предложению В. И. Ленина направил в р. Баку специальную комиссию для ознакомления с состоянием нефтяной промышленности и разработки конкретной программы по обеспечению нефтью Советского государства. Выполнение намеченной программы привело к тому, что к 1927 г. восстановленная и технически перевооруженная нефтяная промышленность была уже в состоянии превзойти по добыче нефти 1913 год. С 1927 г. началась широкая, коренная реконструкция нефтяной промышленности. Строительство новых нефтепромыслов и нефтеперерабатывающих заводов позволило к началу второй мировой войны добыть 31 млн. тонн, в три с половиной раза превысив добычу 1913 г.
Еще в 1921 г. академик И. М.Губкин по указанию Ленина организовал исследование района между Волгой и Уралом. В 1929 г. в чусовских городках были открыты залежи нефти, но подлинный расцвет "Второго Баку" начался с переломного для него 1934 г.
XVII съезд партии сыграл решающую роль в этом вопросе, так как на нем было указано на недостаточное внимание к вопросу организации новой нефтяной базы в районах Урала, Башкирии, Эмбы.
Большой вклад в развитие мировой техники нефтедобычи и нефтепереработки был сделан нашей страной. До революции бурение нефтяных скважин глубиной в 1000 м длилось около трех лет, причем на обсадные трубы затрачивалось 300-400 т металла. Советские ученые и инженеры довели срок бурения подобных скважин до нескольких недель с затратой 25-30 тонн обсадных труб.
1
- корпус; 2
- гайка вала; 3
- диск пяты; 4
- подпятник; 5
- кольцо пяты; 6
- статор; 7
- ротор; 8
- корпус; 9
- ниппель; 10
- долото; 11
- вал">
Рис. 7-9. Схема турбобура: 1
- корпус; 2
- гайка вала; 3
- диск пяты; 4
- подпятник; 5
- кольцо пяты; 6
- статор; 7
- ротор; 8
- корпус; 9
- ниппель; 10
- долото; 11
- вал
В 1924 г. в Сураханах началось бурение скважины № 76-49, явившееся началом внедрения в нефтяную промышленность нового, советского метода бурения забойным двигателем-турбинного бурения, разработанного чл.-корр. АН СССР М. А. Капелюшниковым. При этом виде бурения бурильные трубы не вращаются, а вращается только ротор турбины (рис. 7-9), приводящий в движение специальное долото (рис. 7-10). Ротор турбины движется под действием разности давления нагнетаемого глинистого раствора в бурильной трубе и в затрубном пространстве. Этот метод дает возможность бурить скважины в несколько километров глубиной, бурить наклонные скважины. Последующее развитие методов турбинного бурения привело к высокому его совершенству. Этот метод явился одним из первых достижений советской техники. В 50-х годах США приобрели у СССР лицензию на право использования советского турбобура.
В настоящее время в области буровых работ советская техника сделала новый существенный шаг. Она освоила технику электробурения. Для электробурения характерно резкое увеличение скорости проходки буровых скважин и их глубины. Достижение нефтеносных и газоносных слоев на глубине 7000-10000 м стало реальностью и дает возможность увеличить объем разведанных и используемых топливных ресурсов страны.
Первый вклад в технику нефтепереработки был сделан еще в 1891 г. В. Г. Шуховым, первенство которого в изобретении крекинг-процесса признано всем миром. Но в царской России метод Шухова не получил применения. Только в 1929 г. был построен нефтеперерабатывающий завод по системе "Советский крекинг" Шухова и Капелюшникова.
>
Рис. 7-11. Схема действия турбобура: 1
- статор; 2
- ротор; 3
- неподвижные лопатки; 4
- лопатки ротора; 5
- поток глинистого раствора
Мероприятия партии и правительства по добыче и переработке нефти отразились на громадном росте нефтедобычи в нашей стране. В 1913 г. в России было добыто 9,2 млн. т нефти. К концу восстановительного периода добыча нефти составляла уже 11,6 млн. т , составив 116% 1913 г., а перед второй мировой войной добыча нефти возросла до 31,1 млн. тонн, превысив добычу 1913 г. в 3,4 раза.
Таким образом, по топливу, как и по энергетике, в исторически короткий срок благодаря высоким темпам развития производительных сил, характерным для социалистического общества, наша страна получила широкую базу для своего дальнейшего развития.
Тема 2. Топливная промышленность и электроэнергетика
Топливная промышленность занимается добычей и первичной переработкой топлива. Она состоит из подотраслей, добывающих или перерабатывающих отдельные виды топлива, - ϶ᴛᴏ газовая, газоперерабатывающая, нефтяная, нефтеперерабатывающая, угольная, торфяная, сланцевая промышленность. В экономике России топливная промышленность имеет большое значение. На продукцию отрасли (газ, нефть и нефтепродукты) приходится около половины экспорта России. На долю отрасли приходится до 20% промышленного производства страны.
Роль разных видов топлива показывает структура производства первичной энергии. Причем исходя из возможности получения энергии все виды топлива и энергии приводятся к одной единице – тонне условного топлива.
Ведущей подотраслью топливной промышленности в современной России является газовая (до 1990-х годов главной была нефтяная подотрасль, а до нее – угольная). Причины такой ситуации следующие: 1) газ – наиболее экономически эффективное топливо: энергетически ценное и с низкой себестоимостью добычи, его транспортировка по трубопроводам обходится дешевле, чем перевозки твердого или жидкого топлива; 2) Россия имеет огромные запасы природного газа – около трети разведанных мировых запасов. Россия занимает по добыче газа первое место в мире. Около трети добываемого топлива идет на экспорт. Россия поставляет газ в закавказские государства СНГ и многие европейские страны.
Из общероссийской добычи газа на Западно-Сибирский бассейн приходится в настоящее время около 90%. В основном это месторождения Ямало-Ненецкого (85%) и Ханты-Мансийского (5%) автономных округов. Главными центрами добычи газа в Западной Сибири являются города Новый Уренгой и Надым. На втором месте находится Волго-Уральский бассейн, в котором добывается около 6% газа (в Оренбургской области и др.). В Поволжье в 1940-х годах впервые началась добыча газа в широких масштабах. Перспективным в бассейне является Астраханское газоконденсатное месторождение. Третий по объёмам – Тимано-Печорский бассейн (около 1% газа), где добыча ведется в основном в Республике Коми (главный центр – Вуктыл). Добыча для местных нужд имеется в некоторых регионах Северного Кавказа, около Норильска в Красноярском крае, в Вилюйской котловине Республики Саха (Якутия), на севере Сахалина.
В России для транспортировки газа создана газопроводная система, объединяющая все главные районы добычи и потребления газа. Наиболее мощные газопроводы проложены из Ямало-Ненецкого автономного округа на юго-запад в центральные районы страны. Отсюда через Белоруссию и Украину газопроводы идут на запад в европейские страны. От Оренбурга на запад проложен газопровод ʼʼСоюзʼʼ. В восточных районах России около городов Норильска и Якутска действуют небольшие изолированные газопроводы.
Нефтяная промышленность занимается добычей нефти, ее первичной переработкой и транспортировкой по трубопроводам, а также добычей попутного газа. По добыче нефти Россия занимает второе место в мире после Саудовской Аравии. Примерно 40% добываемой нефти идет на экспорт. Россия обеспечивает нефтью большинство государств СНГ и зарубежной Европы, реализуются поставки в США, Японию и другие страны.
Около 2 / 3 российской добычи нефти приходится на Западно-Сибирский бассейн (в основном Ханты-Мансийский автономный округ), где главными центрами добычи являются города Сургут, Нижневартовск, Нефтеюганск. К настоящему времени самые крупные месторождения (Самотлорское и др.) здесь уже почти исчерпаны. Второе место занимает Волго-Уральский бассейн. Сегодня на него приходится около четверти нефтедобычи. Большая часть нефти добывается в республиках Татарстан и Башкортостан. Крупнейшим является Ромашкинское месторождение около города Альметьевск. Межрайонное значение имеет добыча нефти в Тимано-Печорском бассейне (Республика Коми и Ненецкий автономный округ), на который приходится около 4% добычи в стране. Главными центрами в данном бассейне являются Усинск и Ухта. Добыча нефти местного значения имеется на Северном Кавказе, а также в Сахалинской и Калининградской областях, где разработки ведутся не только на суше, но и на морском шельфе.
Сеть нефтепроводов сложилась в России в 1960-е годы, когда ведущим бассейном по добыче был Волго-Уральский. Отсюда нефтепроводы проложены к нефтеэкспортным портам (Новороссийску на юге, Одессе на юго-западе, Вентспилсу на западе), в бывшие социалистические страны Восточной Европы (нефтепровод ʼʼДружбаʼʼ), а также к крупным внутренним потребителям (на северо-запад – к Нижнему Новгороду, Москве, Ярославлю, Санкт-Петербургу, на восток – до города Ангарск в Иркутской области). Позднее к этой системе были подсоединены нефтепроводы из Ханты-Мансийского автономного округа и Республики Коми. На Дальнем Востоке действует изолированный нефтепровод, связывающий Сахалин с Комсомольском-на-Амуре.
Газоперерабатывающая промышленность занимается переработкой газового конденсата и попутного газа с месторождений нефти. Соответственно крупные газоперерабатывающие комплексы действуют в центрах газоконденсатных месторождений (Оренбург и Астрахань) и главных центрах нефтедобычи (Сургут, Нижневартовск, Альметьевск, Сосногорск около Ухты).
Нефтеперерабатывающая промышленность более масштабна, чем газоперерабатывающая, так как нефть обязательно нуждается в переработке перед использованием. Переработка происходит на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ). Ежегодные объёмы нефтепереработки в России в начале XXI в. составляют около 200 млн т – третье место в мире после США и Японии.
Первоначально НПЗ строились в районах добычи нефти. По этой причине к 1960-м годам крупная нефтепереработка сложилась в Волго-Уральском бассейне, лидировавшем по добыче нефти. В Поволжском районе НПЗ были построены в Самаре, Новокуйбышевске, Сызрани, Саратове, Волгограде, на Урале – в Уфе, Салавате, Перми, Орске. Поволжский и Уральский районы и сегодня лидируют по объёмам нефтепереработки. Также вблизи месторождений НПЗ расположены в Краснодарском крае (Краснодар и Туапсе), республиках Коми (Ухта) и Татарстан (Нижнекамск). После строительства системы нефтепроводов переработка стала приближаться к потребителю, так как выгоднее транспортировать и хранить сырую нефть, чем многочисленные продукты ее переработки. В европейской части России НПЗ на линиях нефтепроводов были сооружены в Кстово (Нижегородская область), Рязани, Москве, Ярославле, Киришах (Ленинградская область). В азиатской части крупнейшим нефтеперерабатывающим центром является Омск, действуют НПЗ в Ачинске, Ангарске, Хабаровске, Комсомольске-на-Амуре.
Угольная промышленность занимается добычей и обогащением каменного и бурого угля. Бурый уголь используется в виде топлива на электростанциях, как и большинство сортов каменного угля. Но некоторые сорта угля после переработки (коксования) используются как технологическое топливо в металлургии, а также в химической промышленности. По объёмам добычи угля Россия занимает третье место в мире после Китая и США. 3 / 4 добываемого угля используется для производства электроэнергии и тепла, 1/4 – в металлургической и химической промышленности. На экспорт, в отличие от нефти и газа, идет небольшая доля добываемого в России угля.
В течение 1990-х годов добыча угля в России сильно сократилась, так как это экономически неэффективный вид топлива по сравнению с нефтью и газом. Как правило, угледобыча выгодна лишь при карьерном (открытом) способе добычи (около 2 / 3 объёма добычи в России). Но применение такого способа возможно только там, где мощные угольные пласты залегают близко к поверхности. Шахтный (подземный) способ добычи дороже открытого в несколько раз, и в связи с этим в большинстве стран мира угольные шахты постепенно закрываются. Себестоимость угля зависит также от его качества, геологических особенностей месторождений, освоенности и природных условий района добычи. Для потребителей цена угля сильно зависит также от расстояния его транспортировки. В итоге из-за различных причин значительная часть предприятий угольной промышленности России являются убыточными.
Самым крупным по объёмам добычи (около половины общероссийской) угольным бассейном в стране является Кузнецкий в Кемеровской области. Здесь добывают высококачественный каменный уголь, в т.ч. коксующийся, примерно в равных долях открытым и подземным способами. Но интенсивно осваивался данный бассейн в 1930-40-е годы, в связи с этим многие шахты устарели и находятся в аварийном состоянии. Главными центрами угледобычи в бассейне являются города Новокузнецк, Кемерово, Прокопьевск, Анжеро-Судженск, Белово, Ленинск-Кузнецкий. Второе место по объёмам добычи (около 1/6) занимает Канско-Ачинский бассейн в Красноярском крае. Себестоимость добычи здесь самая низкая в России, поскольку мощные пласты залегают близко к поверхности, и уголь добывается в крупных разрезах (Назаровский, Ирша-Бородинский). Но уголь здесь бурый, низкого качества, малотранспортабельный, в связи с этим он сжигается на местных электростанциях.
Кроме двух ведущих бассейнов межрайонное значение имеет добыча угля еще в четырех бассейнах. Донецкий бассейн в Ростовской области (Шахты, Новошахтинск и другие центры) является восточной частью большого каменноугольного бассейна, расположенного в основном в Украине. Добыча угля ведется здесь с XVIII в. К настоящему времени все хорошие пласты уже выработаны, и добыча ведется в шахтах на большой глубине, в связи с этим себестоимость угля высокая, и перспектив данный бассейн не имеет.
В Печорском бассейне в Республике Коми (Воркута и Инта) залегает высококачественный каменный уголь, в т.ч. коксующийся. Но себестоимость добычи очень высокая, так как добыча ведется подземным способом в районе с суровыми природными условиями. По этой причине перспектив данный бассейн также не имеет. Иркутско-Черемховский бассейн в Иркутской области (главный центр – Черемхово) имеет низкую себестоимость добычи, так как добывается каменный уголь открытым способом. Этот бассейн снабжает углем близлежащие электростанции, но транспортировка топлива в другие регионы невыгодна из-за большой удаленности территории. Южно-Якутский бассейн в Республике Саха (Якутия) (главный центр добычи – Нерюнгри) имеет запасы каменного угля, в т.ч. коксующегося, добываемого открытым способом. Себестоимость добычи средняя. Сегодня значительная часть угля из этого бассейна идет на экспорт в Японию и Республику Корея.
Остальные угольные бассейны России имеют местное значение. Οʜᴎ расположены в основном в восточных регионах страны. Здесь высокая себестоимость добычи часто не очень важна, так как топливо из ведущих бассейнов не может конкурировать с местным из-за отсутствия транспортных путей. В западных регионах России (Урал, Подмосковный бассейн), напротив - высокая себестоимость привела к резкому сокращению добычи в 1990-е годы, так как местный уголь неконкурентоспособен не только по сравнению с нефтью и газом, но и с более дешевым кузнецким углем. Угольная промышленнось России показана на карте (Рис.).
Топливная промышленность - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Топливная промышленность" 2017, 2018.
Топливная промышленность – совокупность отраслей промышленности, занятых добычей и переработкой различных видов топлива; включает нефтедобывающую, нефтеперерабатывающую, газовую, угольную промышленность. Топливная промышленность – одна из важнейших отраслей тяжёлой промышленности. Роль топлива возрастает с развитием технического прогресса и неразрывно связанных с ним механизации, автоматизации, электрификации и теплофикации производства, обусловливающих интенсивный рост потребления энергии в народном хозяйстве. Энергетическим топливом называются горючие вещества, которые экономически целесообразно использовать для получения в промышленных целях больших количеств тепла и электроэнергии. Основными его видами являются органические топлива: торф, горючие сланцы, угли, природный газ, продукты переработки нефти .
Горючее вещество, особенно нефть и газ, могут быть использованы и как сырьё для химической промышленности. Они используются для получения пластмассы, резины, пленок и др.
По способу получения различают природные и искусственные топлива. К природным относятся натуральные топлива: уголь, сланцы, торф, нефть, природные газы. Из твердых топлив к искусственным относятся кокс, брикеты угля, древесный уголь. Из жидких - мазут, бензин, керосин, соляровое масло, дизельное топливо. Из газовых - газы доменный, генераторный, коксовый, подземной газификации.
Торф, бурые угли, каменные угли и антрациты образовались в процессе последовательной углефикации отмершей растительной массы.
Основная выработка электрической и тепловой энергии производится на твердом топливе.
Таблица 1.1 - Теплотворная способность некоторых видов топлива, кДж./кг
|
Вид топлива | ||
|
Каменный уголь | ||
|
Бурый уголь | ||
|
Торф - брикеты (влажность до 18%) | ||
|
Печное топливо ECOTERM | ||
|
Сжиженный газ | ||
|
Природный газ | ||
|
Горючие сланцы |
Проанализировав таблицу, можно сделать вывод о различной калорийности топлива. Первое место занимает сжиженный газ, второе печное топливо, третье природный газ и так далее. В зависимости от калорийности устанавливается и цена на топливо.
Особенности каждого из видов топливных полезных ископаемых
Нефть - природная маслянистая горючая жидкостьсо специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смесиуглеводородовразличной молекулярной массы и некоторых других химических соединений (Прил.А).
Таблица 1.2 - Элементный состав нефти различных месторождений
|
Месторождение |
Плотность, | ||||||
|
Ухтинское (РФ) | |||||||
|
Грозненское (РФ) | |||||||
|
Сураханское (Азербайджан ) | |||||||
|
Калифорнийское (США ) |
Сорта товарной нефти- были выделены для различения в составе. Введение сортов нефти необходимо в связи с различиями в составе нефти (содержание серы, групп алканов, наличие примесей) в зависимости от месторождения. Стандартом для ценслужит нефть двух сортов: "WTI", известная также как "(Texas) Light Sweet" - для западного полушария и как ориентир для других сортов нефти, а также "Brent" - для рынков Европы и странОПЕК.
Чтобы упростить экспорт, были придуманы некие стандартные сорта нефти, связанные либо с основным месторождением, либо с группой месторождений. Для России это тяжелая Uralsи легкая нефть Siberian Light. В Великобритании-Brent, в Норвегии-Statfjord, в Ираке-Kirkuk, в США-WTI(Light Sweet). Часто бывает, что страна производит два сорта нефти- лёгкую и тяжёлую. Например в Иране этоIran Lightи Iran Heavy.
Газ, так же как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ животного происхождения под действием высоких давлений и температур (Прил.Б).
Различают некоторые виды газа:
Попутный нефтяной газ- смесь газов, выделяющаяся из углеводородов любого фазового состояния, состоящая из метана,этана,пропана,бутанаиизобутана, содержащая растворенные в ней высокомолекулярные жидкости (от пентанов и выше по росту гомологического ряда) и различного состава и фазового состояния примеси.
Сухой газ (тощий газ) - природный горючий газ из группы углеводородных, характеризующийся резким преобладанием в составе метана, сравнительно невысоким содержанием этана и низким (до 1%) - тяжёлых углеводородов. K сухому газу относятся попутные газынефтяных месторождений, претерпевшие окисление, a также газы, образующиеся при углефикации органического вещества гумусового типа. B промысловых условиях получается путём очистки природного газа от тяжёлых углеводородов, водяных паров, сероводорода, механических примесей на установках комплексной подготовки газа и на газоперерабатывающих заводах. Сухой газ, подаваемый в магистральные газопроводы, должен содержать не более 20 мг/м 3
Газ жирный - нефтяной газ, содержащий, кроме метана (40%), этана (30%), пропана (20%) и бутана (6%), также некоторое количество пентана, гексана, гептана и других высших углеводородов, сероводорода и имеет относительную, влажностьдо 60-75%.
Уголь является видом ископаемого топлива, который образовывается из частей различных древних растений непосредственно под землей исключительно без доступа кислорода.
Классификация угля, в зависимости от стадии метаморфизма в России различают такие виды угля:
Бурые угли;
Каменные угли;
Антрациты;
Бурые угли являют собой твердые ископаемые угли, которые образовались из торфа и на 65-70% состоят из углерода. Данный вид бурого цвета наиболее молодой среди всех ископаемых углей. Формируется под воздействиями высокой нагрузки и повышенной температуры из органических отмерших остатков на глубинах около 1 километра.
Бурый уголь имеет низкую теплоту сгорания из-за большого содержания воды (до 43%) и летучих веществ (38-50%). Используется в качестве местного топлива, а также как сырье.
Каменные угли представляют собой осадочную породу, образовавшуюся из глубоко разложения различных остатков растений (хвощей, первых голосеменных растений, древовидных папоротников и плаунов). Химический состав этого угля являет собой смесь полициклических высокомолекулярных ароматических соединений с большой концентрацией углерода и меньшей – воды, летучих веществ и минеральных примесей, которые образуют золу при сжигании угля.
Некоторые органические вещества, входящие в состав такого угля, являются канцерогенными. Каменные угли образуются из бурых на глубинах около трех километров. Имеет высокую теплоту сгорания из-за содержания 8-20% влаги и в зависимости от сорта – от 75% до 95% углерода. Антрациты являются углями самой высокой степени углефикации. Отличаются высокой плотностью и блеском. Углерода содержат 95%. Формируются под действием температуры и давления из каменного угля на глубинах около 6 километров. Применяются в качестве твердого высококалорийного топлива, поскольку имеют наивысшую степень теплоты сгорания, но при этом плохо воспламеняются.
Графиты – минералы, являющиеся наиболее устойчивой в земной коре полиморфной гексагональной модификацией углерода. Имеют слоистую структуру. Химически стойкие, электропроводны и огнеупорные. Используются при изготовлении щелочных аккумуляторов, электродов, карандашей, плавильных тиглей, а также в литейном деле. Хотя графиты получают и искусственным путем – нагреванием без доступа воздуха антрацита.
Маркировка угля- установлена с целью рационального промышленного использования угля. Угли подразделяются на марки и технологические группы; в основу такого подразделения положены параметры, характеризующие поведение углей в процессе термического воздействия на них (Прил.В).
Горючие сланцы - это полезное ископаемое осадочного образования, которое при термическом воздействии образует смолу, газ и зольный остаток. Первые понятия о горючих сланцах носили общий характер и до начала 1930-х гг. XX века. По мере развития сланцевой промышленности, применения более совершенных методов исследования горючих сланцев и накопления фактического материала, расширялось представление об условиях их накопления и превращения органического вещества, его составе и свойствах.
Теплота сгорания, выход смолы и газа при его термической переработке находятся в прямой зависимости с генетическим типом керогена. Промышленное значение горючих сланцев, в первую очередь определяется следующими характеристиками: содержание органического вещества, выход смолы, теплота сгорания, содержание редких и рассеянных элементов, способность быть источником получения ряда соединений, в том числе для химической промышленности, сельского хозяйства и медицины».
Горючие сланцы являются одним из перспективных видов органического сырья, которые могут в значительной степени компенсировать, а в будущем и заменить нефтепродукты и газ. В отличие от других видов ТГИ, горючие сланцы содержат значительные количества водорода в органическом веществе. Возможность получения из горючих сланцев жидких и газообразных углеводородов, близких по составу и свойствам к нефтепродуктам и природному газу, позволяет рассматривать их как важные стратегические ресурсы .
В России известны сланцевые месторождения в Волжском, Прибалтийском (Ленинградская обл.), Печоро-Тиманском, Волго-Уральском и Вычегодском бассейнах (Прил. К). В разные годы добыча сланцев на указанных российских месторождениях изменялась в пределах от 1.3 до 37.4 млн. т. На Ленинградском месторождении (г. Сланцы) их ежегодно добывали 2-2.5 млн. т. Из них 1.5-2 млн. т отправляли в Эстонию на электростанцию в Нарве, а остальное количество перерабатывали с получением различных продуктов и сланцехимического сырья .
