ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ЗЕМЛИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ЗЕМЛИ
ОСНОВЫ ЭНЕРГЕТИКИ
Лекция 2
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
• Энергетическими ресурсами являются
материальные объекты (или физические
процессы в природе), в которых
сосредоточена возможная для практического
использования энергия.
• Первичная энергия – это энергия,
непосредственно извлекаемая в природе
(энергия топлива, воды, ветра, солнца…).
• Вторичная энергия – это энергия, полученная
человеком после преобразования первичной
на специальных установках.
ВИДЫ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ
УГОЛЬ
• Уголь – вид ископаемого топлива,
образовавшегося из частей древних
растений под землей без доступа
кислорода.
• Его образование началось в древних
торфяных болотах более 400 млн. лет
назад. Возраст самых древних углей
оценивается в 300-400 млн. лет.
•
ВИДЫ УГЛЯ
• Торф – 60…65% C
• Бурый уголь – 65…70% С
• Битуминозный уголь70…75% С
• Каменный уголь–75…85%С
• Антрацит – 90…95% С
Теплота сгорания углей:
от 20 МДж/кг до 35 МДж/кг
ЗАПАСЫ УГЛЯ
Общие доказанные запасы – около 910 млрд. тонн
Добыча угля осуществляется из карьеров (при
глубине залегания от 60 до 500 м) или в шахтах
При большой глубине залегания добыча
осуществляется в шахтах
Такой способ значительно дороже открытого и
опаснее.
Самые глубокие шахты в ЮАР – до 4500 м,
температура в них достигает 60 градусов).
В России глубина шахт до 1200 м, в Украине до 1500
м.
Угольные бассейны России: Кузнецкий, КанскоАчинский, Иркутский, Якутский, Печорский.
Подмосковный (практически закрыт)
В Сибири 80%, на Дальнем Востоке 10%,
в Европейской части 10%.
ТРУДНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЯ
• Стоимость угля как топлива ниже мазута и
близка к природному газу.
• Основная трудность – большие выбросы,
газообразные и твердые (зола). Зольность
российских углей от 5 до 35%.
• Большое значение имеет содержание в угле
серы и азота.
• Торф, как топливо, использовался в начале XX
века. Сейчас – местное топливо и удобрение.
НЕФТЬ
• Нефть – природная маслянистая горючая
жидкость, состоящая из сложной смеси
углеводордов и других органических
соединений (до 1000 веществ).
• Образовалась из остатков живых
организмов на дне водных бассейнов в
течение 50-350 млн.лет.
ЗАПАСЫ НЕФТИ
• Мировые геологические запасы нефти
оцениваются в 200-300 млрд. тонн
(значительно меньше запасов угля). До 350
млрд. т можно извлечь из битуминозных
песков.
• Разведка запасов – бурение.
• 1970 г.–67 млрд.т, 2002 г.–около 160 млрд.
т
Вот она – нефть…
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАПАСОВ
• Самые крупные запасы – страны Ближнего и
Среднего Востока. Здесь более 60%
доказанных мировых запасов.
Саудовская Аравия-1 место, 1/3 запасов всего
региона.
• Далее США и Россия. Россия (2009 г.-10 млрд.
т), столько во всей Северной Америке и в 3
раза меньше, чем в КСА.
• Во второй половине XX века добавились
Венесуэла, Мексика, Ливия, Нигерия,
Норвегия, Алжир и др.
Добыча нефти осуществляется бурением и
последующей откачкой из скважин.
Во второй половине XX века появилось и активно
развивается добыча нефти с морских платформ.
Первая добыча нефти из буровой скважины
произошла в 1848 году вблизи Баку.
Сегодня нефть добывают 115 стран, однако
действительно значимые объемы только17.
Суточные объемы добычи (2009 г.), бар/сут:
Россия- 9,9 млн.
КСА- 9,3 млн.
США-9 млн.
Иран и Китай-по 4 млн.
Остальные-3 млн. и меньше.
1 баррель = 160 литров
АВАРИИ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ
• Пожары на буровых, неконтролируемые
выбросы нефти, разливы при добыче и
транспортировке.
Самый крупный неконтролируемый фонтан
нефти был на месторождении Эльбурс
(Иран), 26.08.1956. Высота 52 м, давление
60 атм. Ежедневно выливалось 120 тыс.
бар., 90 дней на ликвидацию аварии.
Авария в Мексиканском заливе.
лето 2010 г. Прямые убытки BP $4млрд.
ПРИРОДНЫЙ ГАЗ
• Последняя треть XX века отмечена
интенсивным использованием природного
газа.
• Природный газ на 50-90% состоит из метана
и при нормальных условиях (20 град,
0,1МПа) находится в газообразном
состоянии.
• Другие компоненты (этан, пропан, бутан)
при таких условиях – в жидком состоянии.
ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА ПРИРОДНОГО
ГАЗА
• 1950 г.- весь объем добычи в США (> 90%).
• 1970-2000 г.г.- разведанные мировые
запасы газа выросли в 3,2 раза.
• В России - в 8 раз, в т.ч. в Западной Сибири
– в 60 раз!
• По разведанным запасам Россия имеет
более 36% от мировых (47 трлн. куб.м).
• Иран-23, весь ближний Восток-35.
МИРОВОЙ РЫНОК ПРИРОДНОГО
ГАЗА (2000 г.)
Экспортеры
(млрд.куб.м):
• Россия-130;
• Алжир-50;
• Индонезия-35.
Проблема России –
качество переработки
природного газа.
Импортеры
(млрд.куб.м):
• США-87;
• ФРГ-71;
• Япония-66.
ЯДЕРНОЕ ГОРЮЧЕЕ
Минерально-сырьевая база для
производства электроэнергии:
• U235 (добывается из природного урана).
• Pu 238 (в природе нет).
В природном уране U235 менее 1%,
остальное U238.
ДОБЫЧА ЯДЕРНОГО ГОРЮЧЕГО
Уран добывают из урановых руд.
Более 70% урана добывается из руд с его
содержанием 0,3%-0,1%.
Классификация МАГАТЭ (по стоимости):
• I группа – менее 40$ за кг;
• II группа – 40-80$ за кг;
• III группа – 80-130$ за кг.
ЗАПАСЫ УРАНА
МЕСТОРОЖДЕНИЯ УРАНА
По российской классификации руды с содержанием
урана >0,3% - богатые;
>1% - сверхбогатые. Такое месторождение в мире
только одно – Атабаска (Канада), оно содержит
11% мировых запасов.
Способы добычи урана:
• В шахтах (ЮАР, Нигер) – 43%;
• В карьерах (Австралия, Намибия) – 28%;
• Подземное выщелачивание (Канада, США,
Россия, Казахстан) – 15%.
ПРОИЗВОДСТВО УРАНА
ЭНЕРГОЕМКОСТЬ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ
ПРОИЗВОДСТВО ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
ТОПЛИВ В РОССИИ
ГИДРОРЕСУРСЫ
• Гидравлическая энергия (энергия рек) – это
возобновляемый источник энергии.
• Для оценки гидропотенциала используют
его теоретическую, техническую и
экономическую величины.
• Теоретический гидропотенциал
рассчитывают по суммарному стоку рек
мира, региона, страны.
ГИДРОПОТЕНЦИАЛ КОНТИНЕТОВ
ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ
РОССИИ
Гидроэнергопотенциал России оценивается величинами
2800 млрд.кВт.ч (6%), 1700 млрд.кВт.ч (12%), 852
млрд.кВт.ч (10,5%).
80% - реки Сибири и Дальнего Востока.
Использование по странам (доля ГЭС в выработке ЭЭ):
• Россия – 22% (5-ое место по производству ЭЭ на ГЭС);
• Канада – 65%;
• США – 9%;
• Норвегия, Парагвай – 99%;
• Китай – 17%.
По годовому стоку рек уступаем только Бразилии!