В настоящее время вопрос экономного использования ресурсов является одним из ключевых как в деятельности отдельных предприятий, так и в функционировании всего государства в целом.
В широком смысле ресурсы можно определить как совокупность средств труда, которые предприятие использует для достижения собственных целей и удовлетворения потребностей. Одной из ключевых статей в структуре себестоимости являются материальные ресурсы.
Все многообразие материальных ресурсов, обозначенных в экономике народного хозяйства как предметы труда, условно можно подразделить на сырьё и материалы и топливо и энергию. В энергетическом секторе мирового хозяйства ведущую роль играют топливно-энергетические ресурсы - нефть, нефтепродукты, природный газ, каменный уголь, энергия (ядерная, гидроэнергия). Среди топливно-энергетических ресурсов особое место занимают нефть и природный газ. Эта группа товаров сохраняют роль лидеров среди прочих товарных групп в международной торговле, уступая только продукции машиностроения.
топливный энергетический горючий тепловой
Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.
Топливно-энергетические ресурсы - совокупность природных и произведенных энергоносителей, запасенная энергия которых при существующем уровне развития техники и технологии доступна для использования в хозяйственной деятельности.
Топливно-энергетические ресурсы делятся на первичные и вторичные.
К первичным энергетическим ресурсам относят те ресурсы, которые люди получают непосредственно из природных источников для последующего преобразования в другие виды энергии, либо для непосредственного использования. Часто первичные ресурсы должны быть извлечены и подготовлены к дальнейшему использованию. Первичные ресурсы подразделяют на возобновляемые и невозобновляемые.
Вторичные энергетические ресурсы - энергетические ресурсы, получаемые в виде побочных продуктов основного производства или являющиеся такими продуктами.
Топливно-энергетические ресурсы включают не только источники энергии, но и произведенные энергетические ресурсы: тепловую энергию (в первую очередь энергию горячей воды и водяного пара) и электрический ток.
Произведенные энергетические ресурсы получают, используя энергию первичных и вторичных энергоресурсов. Электрическая энергия впоследствии может быть снова преобразована в другие виды энергии.
Основные виды энергетических ресурсов представлены схеме, изображенной на рис. 1.
Вторичные топливно-энергетические ресурсы делятся на три основные группы:
Рис. 1
Горючие (топливные), которые включают в себя энергию технологических процессов химической и термохимической переработки сырья, а именно горючие газы, твёрдые и жидкие топливные ресурсы, которые не пригодны для дальнейших технологических преобразований;
Тепловые - это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производств;
Энергоресурсы избыточного давления (напора) - это энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед следующей ступенью использования этих жидкостей, газов, сыпучих тел или при выбросе их в атмосферу, водоёмы, ёмкости и другие приёмники. Энергетические ресурсы избыточного давления преобразуются в механическую энергию, которая либо непосредственно используется для привода механизмов и машин, либо преобразуется в электрическую энергию.
Невозобновляемые это естественно образовавшиеся и накопившиеся в недрах планеты запасы веществ, способные при определенных условиях высвобождать заключенную в них энергию. Но образование новых веществ и накопление в них энергии происходит значительно медленнее, чем их использование. К ним относятся ископаемые виды топлива и продукты их переработки: каменный и бурый уголь, сланцы, торф, нефть, природный и попутный газ. Особыми видами невозобновляемых энергетических ресурсов являются расщепляющиеся (радиоактивные) вещества, находящиеся в недрах нашей планеты.
Из двух возможных природных источников ядерной энергетики - урана и тория, пока в практическом использовании находится лишь уран. В будущем возможно потребуется и торий
Суммарные ресурсы урана, использованные в атомной энергетике, не могут оцениваться по количеству его добычи из недр. Как известно, некоторая его часть была использована и для других целей, в частности для производства оружия. Однако основная часть добытого урана сегодня находится в хранилищах облученного ядерного топлива (ОЯТ), т.к. КПД использования энергии заключенной в уране, к сожалению не превышает 1%. В мире пока используются в основном легководные реакторы на тепловых нейтронах в открытом топливном цикле, без использования технологий рециклинга ОЯТ.
На территории России открыто, разведано и разрабатывается несколько тысяч месторождений топливно-энергетического, металлургического и нерудного сырья. Внутренняя потребность страны в большинстве видов минерального сырья может быть обеспечена за счет собственного горнопромышленного производства. и после распада СССР является одной из крупнейших минерально-сырьевых держав мира. Так, доля России в мировых запасах составляет: нефти – около 13%, газа – 34%, угля – 12%, железных руд – 21%, никеля – 30%, меди – свыше 10%, полиметаллических руд (свинца и цинка) – более 12%, апатитов – 64%. Также значительна доля запасов золота, платиноидов, алмазов и других .
Переход на рыночные отношения, введение платного недропользования привели к сокращению объема добычи всех видов минерального сырья. Кризисное состояние горных отраслей обусловило рост числа ликвидируемых предприятий и стимулировало выборочную отработку месторождений. Наибольшее число ликвидируемых предприятий – в и цветной металлургии. Кроме того, переход к рыночной экономике вызвал изменения в приоритетах в горнодобывающей промышленности. Наиболее успешно развиваются нефтяная, газовая, золотодобывающая промышленность, а также добыча алмазов.
На карте показано более четырехсот месторождений различных видов полезных ископаемых, которые определяют промышленный потенциал различных регионов. Некоторые из полезных ископаемых (нефть, газ, золото и др.) иногда распространены на значительных площадях и образуют нефтегазоносные провинции, угленосные, железорудные, фосфоритоносные бассейны, районы россыпной золотоносности.
Полезные ископаемые разделены на шесть групп: топливно-энергетические (горючие), металлические, неметаллические, соли и рассолы, драгоценные и поделочные камни, строительные материалы. Деление полезных ископаемых на генетические типы проведено в соответствии с «Картой полезных ископаемых России и сопредельных государств» масштаба 1: 5 000 000 (ВСЕГЕИ, 1992 г.), легенда которой построена на основе классификации В.И. Смирнова (1989 г.).
Нефть и газ. Месторождения нефти сосредоточены в трех важнейших нефтегазоносных провинциях: Западно-Сибирской-Карской, Волго-Уральской и Тимано-Печорской. разного возраста приурочены к областям погружения платформ (в т.ч. и шельфу), предгорным и межгорным впадинам.
Крупные предприятия по добыче нефти преобразованы в акционерные общества или входят на правах дочерних фирм в состав таких акционерных компаний, как «Лукойл» («Лангенаснефтегаз», «Уралнефтегаз», «Когалымнефтегаз»), ЮКОС («Юганскнефтегаз») и др. В последние годы открыты и ведется подготовка к разработке месторождений северных морей. В 1999 г. началась эксплуатация нефтяного месторождения на Присахалинском шельфе (Пильтун-Астохское).
Газовая промышленность – самая молодая и быстро прогрессирующая отрасль, которая обеспечивает потребителей удобным и дешевым топливом. Основные месторождения газа сосредоточены в Западной Сибири. Большие запасы газа находятся в месторождениях Северного экономического района (Вуктыльское),на Урале (Оренбургское), (Астраханское). Добыча, переработка и транспортировка газа осуществляется РАО «Газпром».
Уголь (каменный, бурый). Ископаемые угли – горючие осадочные породы,состоящие более чем на 50% из органических веществ, претерпевших углефикацию, т.е. процессы преобразования торфа в уголь (диагенез и метаморфизм). Общие запасы угля в стране составляют 6421 млрд т. Угольные ресурсы дифференцируются по разным признакам, среди которых в первую очередь следует выделить глубину залегания, степень метаморфизма и характер географического распространения. Ближе всего к поверхности залегают угли Урала, Сибири и Дальнего Востока. Наиболее глубокое залегание характерно для европейской части России.
Бурый уголь – ископаемый уголь невысокой степени углефикации, сформировался за счет процессов диагенеза торфа ( угольный бассейн, Северо-Сосьвинский бассейн и др.). Каменный уголь образовался под действием повышенного давления и температур за счет последовательных преобразований торфа и бурого угля ( , восточная часть Донбасса и др.). Каменный и бурый уголь используются, помимо топлива, и как сырье для .
Месторождения и угледобывающие предприятия неравномерно размещены по территории страны. На месторождениях Сибири и Дальнего Востока получают 75% общероссийской добычи. В то время как потребности Уральского региона только на 20% удовлетворяются собственным сырьем (уголь экспортируется из ).
Урановые руды . Минерально-сырьевая база урановых руд в России характеризуется относительно небольшим количеством запасов, которые могут рассматриваться в качестве активных в ближайшем будущем. Основные объекты добычи расположены в пределах Стрельцовского рудного района (Читинская обл.). Уран также является одним из источников энергии. В России действуют 29 энергетических атомных реакторов, обеспечивающих 13,2% общего производства электроэнергии в стране.
Металлические ископаемые. Металлические полезные ископаемые разделены на четыре подгруппы: руды черных, цветных, редких и благородных металлов. Промышленная значимость рудных месторождений зависит от многих факторов, в том числе от вещественного состава руд, их общих запасов, удобства разработки, обогатимости, транспортных условий, размера необходимых капиталовложений и рыночной коньюктуры или потребности в данном сырье. Ценность месторождений с течением времени меняется.
Руды черных металлов . Разведанные запасы железных руд в России (на 2001 г.) составляют 30,9 млрд т., из которых почти 4/5 приходится на европейскую часть и Урал, остальное – на восточные районы. Так, в пределах Курской магнитной аномалии (КМА, 21,6 млрд т.) находятся месторождения мирового значения: Михайловское, Стойленское, Лебединское. Велики железорудные запасы Урала, в пределах которого выделяется Качканарская группа месторождений (Гусевогорское и др.), а также в Западной Сибири – Горно-Шорский железнорудный район (Таштагольское, Тейское и др.) и Восточной Сибири (Рудногорское, Коршуновское и др.).
Сложное положение создалось в стране с обеспечением потребности в хроме, марганце и титане. Наиболее значительные ресурсы хромитовых и марганцевых руд расположены на Урале (Сарановское, Полуночное) и в Западной Сибири (Усинское).
Руды цветных металлов. Медные и медно-никелевые руды . Основной тип руд, используемых для производства меди – медистые колчеданы, которые представлены в основном на Урале (Учалинское, Сибайское, Гайское и др.), а также медно-никелевые руды (Норильская и Печенгская группы), медистые песчаники (Удоканское). Россия является одним из крупнейших производителей никеля в мире. Основные разведанные запасы и добыча никеля сосредоточены в уникальных месторождениях Норильского рудного района (Норильское, Талнахское и др.).
Полиметаллические руды . Главными компонентами этих руд являются свинец и цинк, попутными – серебро, сера и др. Уникальными по запасам являются Горевское, Холоднинское и Озерное месторождения. Крупные месторождения руд расположены на (Садонское и др.), Рудном Алтае (Рубцовское и др.) в (Кадаинское,Кличкинское и др.), и (Николаевское и др.). Несмотря на крупные разведанные запасы свинца и цинка, они характеризуются невысокой степенью освоенности, и значительная часть их низким качеством руд, по сравнению с рудами зарубежных месторождений.
Алюминиевые руды . Россия обладает мощной алюминиевой промышленностью, занимая второе место в мире по производству алюминия. Основу минерально-сырьевой базы алюминиевой промышленности составляют месторождения бокситов, из которых вырабатывается глинозем – исходное сырье для получения металлического алюминия. В настоящее время добыча ведется на Тихвинском (Котовское), Северо-Онежском (Иксинское и др.), Северо-Уральском (Кальинское, Красная Шапочка и др.), Южно-Уральском (Кургазакское и др.) бокситоносных районах.Кроме того алюминий получают из нефелиновых руд, которые достаточно распространены в России (нефелиновые руды Хибинской группы, Кия-Шалтырское Кемеровской обл. и др.).
Руды редких металлов . В эту подгруппу отнесены месторождения разные по генезису и составу, как собственно редких металлов: олова, вольфрама, молибдена, сурьмы, бериллия, тантала, ниобия, ртути,а также редкоземельных элементов – лантаноидов. Эти металлы используются в черной и цветной металлургии, стекольной и керамической промышленности, для производства лазеров, в , электронике и других новейших технологиях.
Оловянные руды . Месторождения олова расположены в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке (Шерловогорское, Солнечное, Хрустальное, Депутатское и др.), причем 94,8% олова сконцентрированы в месторождениях района. Однако потребность в олове на одну треть превышает собственное производство.
Вольфрамовые руды Россия занимает одно из ведущих мест по производству и потреблению вольфрама. Разведанные запасы и производство вольфрамовых концентратов сосредоточены на Северном Кавказе (Тырныаузское), в Восточной Сибири (Джидинская группа) в Бурятии и на Дальнем Востоке (Восток II, Лермонтовское).
Молибденовые руды . По запасам молибдена Россия занимает одно их первых мест в мире, но извлечение молибдена не превышает 0,7% его запасов. Большая часть молибдена используется в черной металлургии. Основные месторождения расположены на Северном Кавказе (Тырныаузское),в Западной Сибири (Сорское) и Забайкалье (Давендинское, Шахтаминское и др.).
Сурьмяные руды . По добыче сурьмы и производству сурьмяных концентратов Россия занимает второе место в мире. Промышленная база сурьмы включает собственно сурьмяные, комплексные и сурьмяносодержащие полиметаллические руды. Основу активной сырьевой базы составляют комплексные жильные золотосурьмяные месторождения. Наиболее крупное месторождение этого типа – Сарылахское (Республика Саха (Якутия)). К собственно сурьмяным относится Солокачинское месторождение (Амурская обл.).
Редкие земли (тантал, ниобий, бериллий, цезий, литий, цирконий). В эту подгруппу условно объединены малораспространенные в земной коре металлы. Все редкоземельные элементы, очень сходные по своим свойствам, в природе встречаются совместно.
Наиболее крупные месторождения – Вознесенское (бериллий), Вишневогорское (ниобий), Катугинское (тантал, ниобий), Ловозерское (редкие земли), Улуг-Танзегское (редкие земли), Орловское (тантал) и др. В настоящее время сырьевая база этих видов полезных ископаемых слабо освоена.
Руды благородных металлов . К этой группе относятся золото, серебро и платиноиды.
Главными золоторудными районами России являются Сибирь (Сухой Лог), Северо-Восток (Нежданинское) и Дальний Восток. Различают коренные и россыпные месторождения золота. Россыпные месторождения распространены во всех золоторудных районах и составляют основной процент добычи (Бодайбинский район, Билибинский район, Каральвеемское месторождение, и др.). Золото используется для изготовления ювелирных украшений и как валютный материал, а также в электронике.
Серебро в самородном виде встречается в рудах золота, а также в полиметаллических, медных, кобальто-никелевых и других месторождениях. Серебро широко применяется в электро- и радиотехнике, электронике и в ювелирных изделиях.
По запасам и добыче платиноидов Россия занимает одно из ведущих мест в мире. При этом 99,4% запасов приходится на сульфидные медно-никелевые месторождения (Норильское и Печенгская группа). Собственно платиновые месторождения представлены россыпями (Кондерское, месторождения Урала и др.).
Неметаллические ископаемые . Эта группа объединяет горные породы и минералы, применяемые в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. В настоящее время в этой группе насчитывается более 100 видов сырья, которые используются в естественном (асбест, слюда, тальк и др.) и в переработанном (апатиты, фосфориты и др.) виде. Неметаллические полезные ископаемые разделены по характеру их использования на три подгруппы: горнохимическое и горнотехническое сырье, оптические материалы.
Горнохимическое сырье. Апатитовые и фосфоритовые руды являются основным сырьем для получения фосфата, 90% которого используется для приготовления фосфатных и комбинированных минеральных удобрений (суперфосфата, нитрофоски и др.). Кроме того, оно идет на производство фосфора и фосфорной кислоты – исходных веществ для получения разнообразных химических соединений, используемых в металлургии, пиротехнике, органическом синтезе и др.
Апатиты . Апатитовые руды разнообразны по генезису – это магматические месторождения апатит-нефелинового типа (Хибинская группа и др.), апатит-редкометалльно-магнетитовые (Ковдорское и др.) и экзогенные рыхлые породы (Белозиминское и др.). Апатитовые руды уникальных месторождений Хибинского массива (Расвумчор, Кукисвумчор, Юкспор и др.) являются комплексными. Помимо основного компонента – фосфора – они содержат в промышленных количествах фтор, алюминий, нефелин, титан, редкие земли и др.
Фосфориты . Подавляющее большинство фосфоритов является осадочными месторождениями, сформировавшимися химическим, биохимическим и механическим путем. Так, Егорьевское (а также и Вятско-Камское) месторождения приурочены к депрессии на Русской платформе, которая выполнена осадочными породами, содержащими желваки глинистых фосфоритов. Фосфорные руды, из работающих сезонно карьеров, подвергаются мокрому грохочению с получением промышленного концентрата. Последний путем помола перерабатывается в фосфатную муку.
Сера. В природе сера находится в виде различных соединений (сульфиды, сульфосоли, сульфаты). Большая часть серы (около 80%) идет на производство серной кислоты, используемой в основном для получения фосфорных удобрений, а также в химической промышленности и других производствах. Большинство промышленных месторождений неразрывно связаны с эвапоритовыми сульфат-карбонатными слоистыми толщами пород. У нас в стране – это месторождения (Водинское и др.).
Кроме того, широко распространены месторождения самородной серы, приуроченные к вулканическим областям (Новое – Курильские острова).
Флюорит (плавиковый шпат). Главным источником плавикового шпата являются гидротермальные жильные месторождения. Разведанные запасы флюорита значительны и расположены главным образом в Восточно-Сибирском и Дальневосточном экономических районах. На долю разрабатываемых месторождений приходится третья часть запасов, 77% которых сконцентрировано на Вознесенском месторождении (Приморский край). Флюорит находит применение более чем в 30 отраслях промышленности. В настоящее время флюоритовая продукция производится на 3 предприятиях: Ярославский комбинат (на базе Вознесенского месторождения), Калангуйский комбинат (Калангуйское и другие месторождения в Читинской области), Кяхтинская обогатительная фабрика (Наранское месторождение в Республике Бурятия).
Бор. Практическое использование бора и его соединений чрезвычайно разнообразно – в стекольной и керамической промышленности, в производстве отбеливающих средств, металлургии, сельском хозяйстве, медицине и др. Месторождения бора образуют три главнейших генетических и геолого-промышленных типа: скарновый, вулканогенный и галогенный.
Дальнегорское месторождение (Приморский край) относится к первому типу. В пределах рудного поля широким развитием пользуются известковые скарны с наложенным свинцово-цинковым и боросиликатным оруденением. Месторождение разрабатывается открытым способом более 25 лет производственным объединением » Бор».
Горнотехническое сырье .
Асбест. Термин «асбест» объединяет различные по своему составу и свойствам минералы, обладающие способностью разделяться на тонкие волокна (хризотил, антофиллит и др.). Они отличаются весьма высокой прочностью, эластичностью и прядильными свойствами, термостойкостью, кислото- и щелочестойкостью. Основное количество асбеста идет на производство всевозможных асбестоцементных (трубы, шифер и др.), асбестобитуминозных и асбестослюдяных изделий и др.
Наиболее крупные промышленные месторождения связаны с линзо — и трубообразными залежами и жилами с хризолитовой минерализацией в ультрабазитах. К ним относятся крупные месторождения на Урале (Баженовское, Киембайское и др.), в Сибири (Актовракское и др.).
Слюды . Несмотря на широкое распространение в природе различных слюд, промышленное значение имеют мусковит (калиево-алюминиевая слюда), флогопит (калиево-магнезиальная слюда) и гидрослюда – вермикулит. В России добыча слюды производится в Мамско-Чуйском (мусковит) и Карело-Кольском (флогопит и вермикулит) районах.
Тальк . Тальк является гидросиликатом магния. Он встречается в жилах, штоках и линзах на контакте доломитов и других карбонатных пород с гранитоидными интрузиями (Шабровское, Сыростанское, Онотское и другие месторождения).
Графит. Углерод, присутствующий в природе в самородном виде, образует две полиморфные разновидности – графит и алмаз, идентичные по своему составу, но резко отличающиеся по структуре и физическим свойствам.
Промышленные руды чешуйчатого графита содержат от 2 до 15% этого минерала. В природе графит встречается в виде рассеянных чешуек, либо их листовых агрегатов, плотных зернистых агрегатов, либо плотных скрытокристаллических масс.
Выделяются три главных геолого-промышленных типа месторождений:
1–неправильные тела, линзы, штоки и жилы богатых руд высококачественного плотнокристаллического графита (Ботогольское месторождение и др.);
2 –пластообразные залежи и линзы метаморфических вкрапленных руд чешуйчатого графита (Тайгинское на Урале и др.);
3 –пластовые залежи и линзы богатых руд скрытокристаллического графита (Ногинское и Курейское месторождения в Сибири).
Магнезит. Магнезит широко используется при производстве огнеупоров, сельском хозяйстве, медицине. Наиболее крупная группа кристаллического магнезита расположена на Урале (Саткинское и др.). Они начали эксплуатироваться в 1900 г., и представляют одну из основных баз производства огнеупоров.
Гипс . Название относится как к минералу, так и состоящей из него породе (водосодержащий сульфат кальция). Гипс широко применяется в качестве вяжущего материала, в связи с чем, многие исследователи относят его в группу «строительные материалы». Мелкозернистая разновидность гипса, высоко ценимая скульпторами, называется алебастром (Звозское,Бебяевское месторождения).
Оптические материалы. Промышленная ценность этого вида сырья заключается в достаточно крупных совершенно прозрачных или окрашенных кристаллах различных минералов. Разнообразные физические свойства этих кристаллов используются в различных областях техники.
Кальцит оптический (исландский шпат) – прозрачная бесцветная разновидность кальцита с ярко выраженным двупреломлением. Техническое применение находит в оптических приборах. Месторождения исландского шпата находятся на древних платформах и связаны с породами трапповых формаций. В нашей стране – это месторождения Сибирской платформы (Нидымское, Джекиндинское, Прямолинейное, Железная гора, Хрустальное).
Кварц пьезооптический. Крупные прозрачные кристаллы кварца определенного размера, используемые для изготовления пьезотехнических элементов называются пьезооптическим кварцем. Основными потребителями такого кварца являются радиотехническая и оптико-механическая отрасли промышленности. Природным источником этого вида сырья являются пегматиты и гидротермальные кварцевые жилы. Целый ряд месторождений пьезокварца расположен в Мамско-Чуйском районе Восточной Сибири (Перекатное,Таборное, Лукинда).
Соли и рассолы. Соли связаны с осадочными породами и встречаются либо в виде минералов кристаллического строения, либо в виде водных растворов и отличаются по химическому составу рассолов, а также по возрасту формирования. Современные месторождения, связанные с морскими и континентальными соляными озерами, различаются по химическому составу рассолов: хлоридные с преобладанием NaCl и MgCl2 (оз. Эльтон, оз. Баскунчак), сульфатные – Na2SO4, NaCl, MgSO4 MgCl2 (оз.Кучук). Ископаемые месторождения каменной соли генетически связаны с соляными куполами (Илецкое месторождение и др.); калийно-магниево-хлоридных солей – представлены субгоризонтальными пластовыми залежами и линзами (Верхнекамское месторождение).
Промышленное использование солей разнообразно. Самая распространенная из них – каменная, поваренная (хлористый натрий) – используется для более 1500 различных продуктов. По главнейшим отраслям применения выделяют три основных сорта соли – пищевая, кормовая и техническая. Калийная соль идет в основном на производство различных сельскохозяйственных удобрений и . Соли магния являются одним из источников получения металлического магния, необходимого для производства легких сплавов. Сульфаты и карбонаты натрия используются главным образом в химической и стекольной промышленности.
Драгоценные и поделочные камни. Принято различать драгоценные камни, применяющиеся в ювелирных изделиях, и поделочные камни, предназначенные также и для производства камнерезных изделий (шкатулок, пепельниц и др.).
Алмазы. Гораздо более редкая по сравнению с графитом природная полиморфная модификация углерода – алмаз, получивший свое название за твердость, которая при шлифовании в 140 раз выше, чем у корунда. Алмаз встречается в виде кристаллов и агрегатов. Алмазу присущи чрезвычайно привлекательные оптические эффекты, благодаря которым он и прослыл «королем» драгоценных камней.
Алмазы концентрируются в коренных месторождениях – кимберлитовых трубках, и во вторичных – россыпях. Алмазы образовались на больших глубинах порядка 80 км и более, при температурах 11000 – 13000 и очень высоких давлениях, а внедрение кимберлитов по трубкам взрыва вывело их на поверхность. Особенно богаты алмазными месторождениями Африка и Сибирь. Доля России в мировой добыче алмазов составляет 25%. В 1949 г. в Якутии были открыты месторождения алмазов в аллювиальных россыпях, а затем многочисленные кимберлитовые трубки (Мирный, Удачный,Фестивальное, Эбеляхское и др.).
В последние годы открыты новые месторождения алмазов на Русской платформе, в том числе и месторождение имени Ломоносова (Архангельская обл.).
Янтарь. Янтарь – это затвердевшая ископаемая смола хвойных деревьев, образовался в основном в палеогене 50 млн лет назад. Встречается преимущественно в виде отдельных кусков, каплеобразных выделений или желваков однородного или скорлуповатого строения, часто покрытых коркой выветривания.
Крупнейшее в мире янтарное месторождение – Приморское на Калининградском полуострове (Калининградская область). Месторождение разрабатывается открытым способом. Только 15% добываемого янтаря пригодно для ювелирных целей, остальное служит сырьем для получения прессованного янтаря или направляется в плавильни для переработки на технические продукты (янтарные кислоты, лак, масло, канифоль).
Строительные материалы . Грандиозные масштабы промышленного и гражданского современного строительства привели к использованию больших масс самых разнообразных горных пород в качестве строительных материалов или исходного сырья для их производства. Особое место в современном производстве занимают различные конструкционные материалы, получаемые из горных пород путем их термической обработки; в первую очередь это керамика и силикатное сырье, успешно заменяющее дорогостоящие металлы. Характерной особенностью месторождений строительных материалов являются значительные размеры, большие объемы перерабатываемой горной массы, обычно открытый способ разработки, географическая близость к потребителям.
Цементное сырье – общее название порошкообразных вяжущих веществ, для изготовления которых используются карбонатные (известняки, мел, мергель) и глинистые породы смешиваемые в строго определенном соотношении (Новороссийское, Вольское и другие месторождения). Строительные и облицовочные камни (мрамор, гранит, кварциты и др.) используются в качестве материала для облицовки фасадов и интерьеров зданий, а также изготовления архитектурно-строительных деталей (Шокшинское месторождение кварцитов).
В качестве объектов картографирования приняты как отдельные месторождения (Самотлорское, Костомукшское и др.), так и их группировки в пределах горнодобывающего района. Так, условный знак Прокопьевского района объединяет 22 шахты и 6 разрезов. Комплексные месторождения (апатит-нефелиновые, железо-титановые с ванадием, колчеданно- полиметаллические и др.), как правило, нанесены знаком ведущего полезного ископаемого, но в некоторых случаях, как для Ковдорского, даются четыре знака, Тырныаузского месторождения – два знака – вольфрама и молибдена. Некоторые виды минерального сырья, близкие по генетическим особенностям, химическому составу или назначению, объединены и показаны одним условным знаком и цветом (природный газ и газоконденсат, поваренная и каменная соли и др.).
Экономическая, экологическая и природная классификации природных ресурсов. Изменяющаяся роль отдельных видов ресурсов в эпоху НТР.
Классификация природных ресурсов.
1. Природная:
Минеральные (рудные, топливные, нерудные);
Земельные (почвенные);
Биологические (растительные, животные);
Мирового Океана;
Климатические и космические;
Рекреационные.
2. Хозяйственная (экономическая):
- ресурсы материального производства : промышленные (топливно-энергетические, рудные, нерудные), сельскохозяйственные, строительные;
- ресурсы непроизводственной сферы :
прямого потребления (минеральные источники, питьевая вода, съедобные растения, рыба, промысловые животные, лечебные грязи, лекарственные травы и др.);
косвенного потребления (рекреационные);
эстетического потребления (природные и антропогенные ландшафты, музеи, произведения искусства и т.п.).
3. Исчерпаемость ресурсов (экологическая классификация):
1) исчерпаемые ресурсы. Потребности в таких ресурсах значительно превышают объемы и скорости естественного восполнения, что ведет к их истощению. На основе интенсивности и скорости естественного образования исчерпаемые ресурсы можно подразделить на:
· невозобновляемые (все виды минеральных ресурсов);
· возобновляемые (ресурсы растительного и животного мира, почвенные и водные).
2) неисчерпаемые ресурсы :
· климатические ресурсы (запасы тепла и влаги в данной местности);
· нетрадиционные энергоресурсы (солнечная, ветровая, приливная энергия, энергия морских волн и океанических течений, геотермальная энергия Земли, биологическая (энергия биомассы), энергия температурного градиента океанских вод).
4. По степени изученности и разведанности (для полезных ископаемых):
Разведанные – выявленные современными методами разведки или обследования, технически доступные и экономически рентабельные (категории А+ В + С1);
Предварительно оцененные (категория С2) – установленные на основе теоретических расчетов и обследований, включающие точно установленные технически извлекаемые запасы сырья или резервов, а также ту их часть, которую в настоящее время освоить нельзя по техническим или экономическим причинам;
5. По величине запасов и хозяйственной значимости:
Крупнейшие - мирового или общегосударственного значения;
Крупные – регионального значения;
Небольшие – местного значения.
НТР предъявляет новые требования к природным ресурсам, направленные на:
- все более полное использование неисчерпаемых природных ресурсов;
Ресурсосберегательные работы по возобновлению ресурсов (земельных, водных, биологических);
Более полная, безотходная переработка минеральных ресурсов;
Более полное использование ресурсов Мирового океана;
Дальнейшее развитие рекреационных ресурсов;
Поиск новых источников ресурсов и энергии.
Минеральные ресурсы – это учтенные запасы месторождений полезных ископаемых, это природные вещества минерального происхождения, находящиеся в земной коре, используемые человеком в качестве сырья в различных отраслях материального производства. Ежегодно в мире из недр извлекается около 300 млрд.т более 200 различных видов минерального сырья. Распространение полезных ископаемых в земной коре подчиняется геологическим (тектоническим) закономерностям.
Топливные полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф) имеют осадочное происхождение и обычно сопутствуют чехлу древних платформ, их внутренним и краевым прогибам. Горючие сланцы и торф относят к местным видам топлива.
Угольные бассейны одного геологического возраста нередко образуют пояса угленакопления, протягивающиеся на тысячи километров. На земном шаре известно более 3600 угольных бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают около 15% земной суши. Основная часть угольных ресурсов приходится на северное полушарие – Азию, С.Америку, Европу. Мировые запасы угля оцениваются: общегеологические 5500 млрд.т.; разведанные - 1750 млрд.т, из них извлекаемые 2/3 (52% каменные и 48% бурые угли). Большая часть запасов в сосредоточена в 10 бассейнах: Аппалачский (США), Рурский (ФРГ), Верхне-Силезский (Польша и Чехия), Донецкий (Украина), Кузнецкий и Печорский (Россия), Карагандинский (Казахстан), Шаньсийский и Фушуньский (Китай), Боуэн и Сидней (Австралия).
Коксующими углями богаты Австралия, Германия, Китай, США. Ежегодно добывается угля, млрд.т: каменного – 3,5, бурого – около 1. Крупнейшие экспортеры Австралия, ЮАР, Канада, Колумбия.
Нефтегазовых бассейнов разведано более 600, разрабатываются 450, общее число месторождений достигает 50000, основные запасы находятся в северном полушарии, преимущественно в отложениях мезозоя. Главная часть этих запасов также сконцентрирована в относительно небольшом числе крупнейших бассейнов: районы заливов - Персидского, Гвинейского, Мексиканского, морей - Карибского, Северного, Каспийского, Южно-Китайского, Западная Сибирь РФ и Северная Африка.
Мировые запасы нефти оцениваются: общегеологические 500 млрд.т.; разведанные -140 млрд.т и распределяются: Северная Америка – 4,3 млрд.т (3,5%); Латинская Америка – 17 млрд.т (11,3%); Зарубежная Европа – 2,7 млрд.т (2%); СНГ – 9 млрд.т (6,3%); Средний Восток и Сев. Африка – 96,8 млрд.т (69,3%), остальная Азия– 5,4 млрд.т (4%), ост. Африка – 4,7 млрд.т (3,3%).
Запасы нефти в странах, млрд.т.: Саудовской Аравии 35,8, Канада – 28,3, Иране – 18,2, Ираке – 15,5, Кувейте – 14, ОАЭ – 12,9, Венесуэле – 11,4, РФ – 14,7, Ливии – 5, Нигерии – 4,8, Казахстан – 4,2, Китае – 3,9, Мексике – 2,0, США – 3,0, Норвегии и Алжире по 1,2. На ОПЕК приходится 77% мировых запасов нефти и 41% газа.
Динамика добычи топлива в России за г
Характеристики нефти Нефть – горючая маслянистая жидкость. Одна из важнейших характеристик - плотность нефти: различают лёгкую, среднюю и тяжёлую нефть. Для специалистов важны и такие показатели, как температура начала кипения (+28 град.) и температура вспышки (град.) Нефть классифицируют по содержанию серы на: малосернистые (до 0,5% S), сернистые (0,5 – 2% S) и высокосернистые (свыше 2%). Путём перегонки из Нефти получают бензин, реактивное топливо, керосин, дизельное топливо, мазут.
Нефтеперерабатывающие заводы Нефтеперерабатывающая промышленность – отрасль обрабатывающей промышленности, производящая из сырой нефти нефтепродукты. Нефтепродукты – смеси углеводородов, а также индивидуальные химические соединения, получаемые из нефти и нефтяных газов. Используются в качестве топлив, смазывающих и электроизоляционных материалов, растворителей, дорожных покрытий, нефтехимического сырья и т.д. В числе крупнейших НПЗ России – Нижнекамский нефтеперерабатывающий завод.
Транспортировка нефти Протяженность нефтепроводов России – 48 тыс. км. Центр нефтепроводной системы – Альметьевск (начало нефтепровода «Дружба»). От него расходятся линии на восток (до Ангарска), северо-запад (до Санкт- Петербурга и Кириши), запад (до Бреста), юго-запад (до Новороссийска – крупного нефтеналивного порта России). Срок службы нефтепровода – 33 года. около 70% нефтепроводов сильно изношены, что приводит к авариям на них. А это небезопасно для окружающей среды и людей.
Газовая промышленность По запасам и добыче газа Россия занимает первое место в мире. Разведано более 700 месторождений. Главные газодобывающие базы: Западная Сибирь (север) – 92% всей добычи (извлечено лишь 6% запасов!) Оренбургско-Астраханская – 6% общероссийской добычи, газ содержит много примесей и нуждается в очистке. В районах добычи построены крупные газоперерабатывающие комплексы. Тимано-Печорский бассейн – 1% добычи.
Транспортировка газа В России создана единая газопроводная система, по которой передаётся газ от Уренгоя и Оренбурга (основных центров) к потребителям. Газопроводы: «Сияние Севера» - через север России к странам СНГ на западе; «Голубой поток» - через Черное море в Турцию. Разрабатываются проекты транспортировки газа из Иркутской обл. в Монголию, Японию, Китай, Ю.Корею. В процессе добычи много газа сгорает (см. фото), что дает дополнительный выброс углекислого газа в атмосферу. Газовые факелы над Западной Сибирью видны даже из космоса.
Проблемы отраслей. Основная часть топливных ресурсов сосредоточена на востоке Росси, тогда как потребители находятся на западе. Главными бассейнами нефти и газа Являются Западная Сибирь и Урало-Поволжье. Для отрасли характерны большие затраты на добычу топлива. Более 50% добываемой нефти и около 70% газа экспортируется. Между тем, выгоднее экспортировать не сырьё, а готовую продукцию – например, нефтепродукты. Существующие НПЗ в России требуют реконструкции, так как оборудование на них старое, поэтому глубина переработки нефти составляет лишь 72%, а качество нефтепродуктов не соответствует мировым стандартам. Предприятия топливной промышленности являются сильными загрязнителями окружающей среды, поэтому необходимо пересмотреть экологическую политику в районах добычи.
Почти вся энергия поступает на поверхность Земли от Солнца, за исключением небольшого количества теплоты за счет радиоактивности земной коры, наличия раскаленного земного ядра, а также гравитационной энергии взаимодействия Земли с Луной и Солнцем. Даже органическое топливо, используемое сегодня, обязано своим происхождением фотосинтезу растительности болот доисторической эпохи. Однако не весь поток энергии солнечного излучения, интенсивность которого составляет примерно 1,4 кВт/м2, утилизируется. Примерно 30-40% этого потока энергии рассеивается прямым отражением. Коэффициент отражения (альбедо) зависит от характерных особенностей поверхности, на которую падают лучи Солнца: от того, является ли она песчаной пустыней, снежной равниной, водной гладью, облачностью и т. д.
Возможная для практического использования человеком энергия сосредоточена в материальных объектах называемых топливно-энергетическими ресурсами (ТЭР).
Топливно-энергетические ресурсы совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.
Топливо горючее вещество, применяемое для получения теплоты путем его сжигания.
Энергия способность тела или системы тел совершать работу.
Энергетический ресурс носитель энергии, который используется в настоящее время или может быть использован в перспективе.
В настоящее время основными потребляемыми энергетическими ресурсами являются природные виды топлива и энергия потоков воды, которые представляют собой не что иное, как преобразованную (саккумулированную) энергию Солнца.
Предварительно переработанный, преобразованный энергетический ресурс, непосредственно используемый на стадии конечного потребления, а также природный энергетический ресурс, потребляемый на этой стадии, называется энергоносителем. Примеры энергоносителя природный газ, мазут (котельное топливо), горячая вода и пар в системах центрального теплоснабжения и т. д.
Энергетические ресурсы по способу преобразования заключенной в них энергии делятся на первичные и вторичные. Первичный энергоресурс, который не был подвергнут какой-либо переработке. Вторичный энергоресурс, получаемый в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии или в виде побочного продукта основного производства и не применяемый в этом технологическом процессе.
По возобновляемости энергетические ресурсы разделяют на возобновляемые и невозобновляемые.
Невозобновляемые это естественно образовавшиеся и накопившиеся в недрах планеты запасы веществ, способные при определенных условиях высвобождать заключенную в них энергию. Но образование новых веществ и накопление в них энергии происходит значительно медленнее, чем их использование. К ним относятся ископаемые виды топлива и продукты их переработки: каменный и бурый уголь, сланцы, торф, нефть, природный и попутный газ. Особыми видами невозобновляемых энергетических ресурсов являются расщепляющиеся (радиоактивные) вещества, находящиеся в недрах нашей планеты.
Возобновляемые это те энергетические ресурсы в которых происходит постоянное восстановление энергии. Источниками возобновляемой энергии являются солнечное излечение, энергия приливов и отливов, энергия химических реакций и радиоактивного распада в недрах Земли (проявляется в виде геотермальных источников), энергия Солнца (проявляется в виде энергии ветра, гидроэнергии и биомассы).
На классификационной схеме невозобновляемые й возобновляемые виды энергетических ресурсов обозначены соответственно белыми и серыми прямоугольниками.
По определению Д.И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты».
В настоящее время термин «топливо» распространяется на все материалы, служащие источником энергии (например, ядерное топливо).
Топливо по происхождению делят на:
По своему агрегатному состоянию его делят на твердое, жидкое и газообразное топливо, а по своему назначению при использовании на энергетическое, технологическое, бытовое. Наиболее высокие требования предъявляются к энергетическому топливу, а минимальные требования к бытовому.
Твердое топливо древесно-растительная масса, торф, сланцы, бурый уголь, каменный уголь.
Жидкое топливо - продукты переработки нефти (мазут).
Газообразное природный газ; газ, образующийся при переработке нефти, а также биогаз.
Ядерное расщепляющиеся (радиоактивные) вещества (уран, плутоний).
Органическое топливо, т. е. уголь, нефть и природный газ, составляет подавляющую часть всего энергопотребления. Образование органического топлива является результатом теплового, механического и биологического воздействия в течение многих столетий на останки растительного и животного мира, откладывавшиеся во всех геологических формациях. Все это топливо имеет углеродную основу, и энергия высвобождается из него, главным образом, в процессе образования диоксида углерода.
Твердое топливо. Ископаемое твердое топливо (за исключением сланцев) является продуктом разложения органической массы растений. Самое молодое из них торф представляет собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений. Следующими по «возрасту» являются бурые угли землистая или черная однородная масса, которая при длительном хранении на воздухе частично окисляется («выветривается») и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли, обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них антрацитов претерпела наибольшие изменения и на 93% состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твердостью.
Мировые геологические запасы угля, выраженные в условном топливе, оцениваются в 14000 млрд. т, из которых половина относится к достоверным (Азия 63%, Америка 27%). Наибольшими запасами угля располагают США и Россия. Значительные запасы имеются в ФРГ, Англии, Китае, на Украине и в Казахстане.
Все количество угля можно представить в виде куба со стороной 21 км, из которого ежегодно изымается человеком «кубик» со стороной 1,8 км. При таких темпах потребления угля хватит примерно на 1000 лет. Но уголь тяжелое неудобное топливо, имеющее много минеральных примесей, что усложняет его использование. Запасы его распределены крайне неравномерно. Известнейшие месторождения угля: Донбасский (запасы угля 128 млрд. т), Печорский (210 млрд. т), Карагандинский (50 млрд. т), Экибастузский (.10 млрд. т) Кузнецкий (600 млрд. т), Канско-Ачинский (600 млрд. т), Иркутский (70 млрд. т) бассейны. Самые крупные в мире месторождения угля Тунгусское (2300 млрд. т свыше 15% от мировых запасов) и Ленское;Д800 млрд. т почти 13% от мировых запасов).
Добыча угля ведется шахтным методом (глубиной от сотен метров до нескольких километров) или в виде открытых карьерных разработок, Уже на этапе добычи и транспортировки угля, применяя передовые технологии, можно добиться снижения потерь при транспортировке, уменьшения зольности и влажности отгружаемого угля.
Возобновляемым твердым топливом является древесина. Доля ее в энергобалансе мира сейчас чрезвычайно невелика, но в некоторых регионах древесина (а чаще ее отходы) также используется в качестве топлива, В качестве твердого топлива могут быть также использованы брикеты механическая смесь угольной или торфяной мелочи со связующими веществами (битум и др.), спрессованная под давлением до 100 МПа в специальных прессах.
Жидкое топливо. Практически все жидкое топливо пока получают путем переработки нефти. Нефть, жидкое горючее полезное ископаемое, представляет собой бурую жидкость, содержащую в растворе газообразные и легколетучие углеводороды. Она имеет своеобразный смоляной запах. При перегонке нефти получают ряд продуктов, имеющих важное техническое значение: бензин, керосин, смазочные масла, а также вазелин, применяемый, в медицине и парфюмерии.
Сырую нефть нагревают до 300—370 °С, после чего полученные пары разгоняют на фракции^ конденсирующиеся при различной температуре tk; сжиженный газ (выход около 1%), бензиновую (около 15%, tk = 30—180 °С), керосиновую (около 11%, tk = 120—135 °С), дизельную (около 18%, tk = 180—350 °С. Жидкий остаток с температурой начала кипения 330—350 °С называется мазутом. Мазут, как и моторное топливо, представляет собой сложную смесь углеводородов, в состав которых входят, в основном, углерод (84-86%) и водород (10-12%).
Мазут, получаемый из нефти ряда месторождений, может содержать много серы (до 4,3%), что резко усложняет защиту оборудования и окружающей среды при его сжигании.
Зольность мазута не должна превышать 0,14%, а содержание воды должно быть не более 1,5%. В состав золы входят соединения ванадия, никеля, железа и других металлов, поэтому ее часто используют в качестве сырья для получения, например, ванадия.
В котлах котельных и электростанций обычно сжигают мазут, в бытовых отопительных установках печное бытовое топливо (смесь средних фракций).
Мировые геологические запасы нефти оцениваются в 200 млрд. т, из которых 53 млрд. т составляют достоверные запасы. Более половины всех достоверных запасов нефти расположено в странах Среднего и Ближнего Востока: В странах Западной Европы, где имеются высокоразвитые производства, сосредоточены относительно небольшие запасы нефти. Разведанные запасы нефти все время увеличиваются. Прирост происходит в основном за счет морских шельфов. Поэтому все имеющиеся в литературе оценки запасов нефти являются условными и характеризуют только порядок величин.
Общие запасы нефти в мире ниже, чем угля. Но нефть более удобное для использования топливо, особенно в переработанном виде. Поcле подъема через скважину нефть направляется потребителям в основном по нефтепроводам, железной дорогой или танкерами. Поэтому в себестоимости нефти существенную часть имеет транспортная составляющая.
