Файл: Учебное пособие Введение в специальность(испр).doc

• концентрацией энергии в единице массы вещества;

• стоимостью транспортировки ресурсов от места добычи к месту потребления.

С точки зрения технологии производства необходимого вида энергии и воздействия отходов при ее производстве на окружающую среду возможно рассматривать третий показатель — степень нарушения состояния среды при использовании ресурса.

Количественные оценки конкретных видов ТЭР, приводимых в справочной литературе, в определенной мере расходятся. Однако порядок цифр и соотношений различных показателей оценки энергоресурсов для практических целей примерно совпадают (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Прогнозируемая количественная оценка потенциальных мировых запасов энергетических ресурсов по данным съезда Мирового энергетического конгресса (мирэк)

Как можно видеть потенциальные запасы ископаемых углей в несколько раз выше потенциальных запасов нефти и газа. При этом добыча последних обходится значительно дороже.

На основе существующих ныне оценок ресурсов и запасов органического топлива (угля, нефти, газа) с учетом ожидаемого темпа роста спроса на них в мире сделаны следующие выводы:

1. запасов органического топлива достаточно для удовлетворения ожидаемого роста спроса во всем мире на 4―5 десятилетий;

2. мировые геологические, т.е. неразведанные прогнозные ресурсы всех видов органического топлива достаточны для компенсации убывания используемых сегодня запасов в результате их добычи и расходования в течение многих лет;

3. за пределами середины XXI столетия в достаточном количестве сохранятся только ресурсы угля, тогда как ресурсов нефти и газа будет недостаточно для дальнейшей их добычи.

Распределение обнаруженных запасов органического топлива по регионам земного шара крайне неравномерно. Так, запасы угля в значительной мере сосредоточены в Азии, в современной Америке и немного в Европе, нефти ― на Ближнем и Среднем Востоке и в России, относительно небольшие запасы ― в Америке. Природный газ — в России, на Ближнем и Среднем Востоке.

Ресурсы ядерного горючего при использовании его в современных реакторах в эквиваленте условного топлива составляют 12 трлн т, ядерного горючего может хватить на очень длительный период.

Большими потенциальными возможностями обладают ресурсы так называемых нетрадиционных возобновляемых источников энергии, за счет которых удовлетворяется 2 % мировых энергетических потребностей. В перспективе их доля значительно возрастет и может составить около 20 %.

Качественная оценка энергоресурсов

Топливно-энергетические ресурсы различаются своими свойствами, которые проявляются при их использовании. Для соизмерения качества энергоресурсов при использовании топлива важнейшей характеристикой является калорийность. Для ее определения используется низшая теплота сгорания Q, данные о которой для некоторых видов топлива представлены в табл.1.2.

Для определения экономичности расходования ТЭР принято использовать понятие «условное топливо», низшая рабочая теплота сгорания которого Q, принимается равной 7000 ккал/кг (29 308 кДж/кг). Тонна условного топлива (т у.т.) — количество топлива, при сжигании которого образуется 7 млн ккал.

При определении экономичности использования ТЭР необходимо знать температуру воспламенения, которая зависит от ряда факторов — химического состава, наличия катализаторов, внешних условий (табл. 1.3).

Таблица 1.2

Низшая теплотворная способность топлива

Таблица 1.3

Температура воспламенения тэр

На экономичность использования ТЭР влияют наличие влаги, различных примесей, способность к спеканию для твердого топлива. Эти характеристики определяют зольность и состав газов, которые поступают в окружающую среду. Чем меньше выбросы в атмосферу, тем чище топливо и меньше требуется затрат на мероприятия по защите окружающей среды.

Уголь — один из наиболее распространенных в природе энергоносителей. Доля угля в топливно-энергетическом балансе России составляет около 12 %. Ресурсы угля количественно во много раз превышают прогнозируемые ресурсы нефти и газа. Наиболее крупные приросты добычи угля могут дать Кузнецкий и Канско-Ачинский бассейны (80 %).

Угли Кузнецкого бассейна — каменные, высокого качества. По прогнозируемым запасам это одна из главнейших баз высококачественных энергетических углей не только для Сибири и Урала, но и для европейской части России.

Угли Канско-Ачинского месторождения — бурые угли, которые без обогащения не пригодны для хранения и перевозки на большие расстояния. Поэтому их целесообразно сжигать на крупных электростанциях на месте добычи, а произведенную электроэнергию — передавать по сетям.

Для увеличения добычи и сокращения дефицита топлива в Европейской части развивается Печорский бассейн, который имеет достаточно большие ресурсы энергетических углей.

Основными потребителями угля являются тепловые электростанции (ТЭС), черная и цветная металлургия. Они потребляют 65 % твердого топлива, поставляемого национальной экономикой.

Нефть — большая и сложная группа жидких и твердых углеводородов. Нефть может быть как жидкой, так и твердой. Качество нефти определяется по двум основным факторам: наличие примесей, (главным образом, серы) и вязкостью.

Наличие серы и ее соединений приводит к коррозии и соответственно разрушает трубопроводы и другую технику, используемую при транспортировке, из-за чего возрастают расходы на поддержание транспортной инфраструктуры.

Второй фактор, который определяет качество нефти — ее вязкость. Чем более нефть вязкая, тем сложнее ее транспортировать. Соответственно стоимость более вязкой нефти (нефть Urals, например, более вязкая по отношению к Siberian Light) будет ниже, так как ее сложнее транспортировать.

Нефть непосредственно как топливо используется мало. В основном используется остаточный продукт переработки нефти — мазут. Мазут сжигают в топках энергетических котлов газомазутных энергоблоков в периоды недостатка газа (например, при сильных длительных холодах и временной нехватке природного газа, заготовленного в подземных хранилищах). Часто его используют для «подсветки» — добавки к сжигаемому твердому и газообразному топливу при некоторых режимах работы для обеспечения устойчивого горения. Сжигать мазут постоянно в настоящее время нерентабельно из-за большой его стоимости по сравнению с газом и с твердыми топливами.