География 9 класс pdf

та(линийэлектропередачи,трубопроводов,танкеров),энергетические ресурсыперемещаютсяназначительныерасстояния,чтопозволяетразмещать хозяйственные объекты в районах, лишенных энергоресурсов.

Большое влияние топливная промышленность оказывает и на работу транспорта. Во-первых, функционирование транспорта связано с потреблением огромного количества энергоносителей. Во-вторых, энергоносители являются одним из основных грузов, перевозимых как внутри стран, так и на межгосударственном уровне.

От наличия или отсутствия собственных первичных энергоносителей в значительной степени зависит соотношение между доходами и расходами государства. Для стран, экспортирующих энергетические ресурсы (нефть, газ, уголь, электроэнергию), ТЭК является основным источником поступления конвертируемой валюты (например, для России, стран ОПЕК, Туркмении). И наоборот, страны, лишенные энергоносителей (ПМР, Латвия, Литва), вынуждены тратить значительную часть своей валюты на приобретение топливных ресурсов.

ТЭК – важнейший политический и военный фактор. Многие предприятия ТЭК относятся к объектам двойного назначения. Топливо – одно из главных условий роста уровня обороноспособности стран. Топливно-энергетические ресурсы часто являются причиной международных и региональных конфликтов.

Объекты ТЭК оказывают существенное отрицательное влияние на окружающую среду. Они являются источником выбросов вредных веществ (твердых частиц, диоксида серы, двуокиси углерода, оксидов азота) во все геосферы, изменения гидрологического режима рек, подземных вод, разрушения почвенного слоя (при карьерной добыче топлива). Аварии, происходящие на топливно-энергетических объектах, приводят к гибели и заболеванию людей, выводу из хозяйственного оборота огромных территорий (например, в зоне Чернобыльской АЭС) и требуют для своего решения существенных материальных и финансовых средств.

Виды энергетических ресурсов. К энергетическим ресурсам

(энергоносителям) относят вещества и силы природы, а также искусственно созданные продукты, являющиеся источниками тепловой, механической и электрической энергии.

Виды энергоресурсов, которые получают непосредственно из природной среды, называют первичными (уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, энергия рек, приливов, ядерного топлива, ветра, Солнца). Энергоресурсы, полученные в результате переработки первичных энергоносителей, называются вторичными (рис. 3). К ним можно отнести электроэнергию, полученную на тепловой электростанции в результате сжигания первичного топлива (угля, природногогаза),нефтепродукты(дизтопливо,керосин,бензин),полученные в результате переработки нефти.

211

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ НЕВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ

Рис. 3. Классификация энергоресурсов

Энергоресурсы делят на возобновляемые, которые можно воспроизвести в результате восстановительных мероприятий (дрова, в результате посадки леса) или самовосстанавливающиеся (энергия речных потоков, ветра, Солнца), и невозобновляемые (рис. 3), запасы которых необратимо уменьшаются по мере их использования и не пополняются в данную геологическую эпоху (нефть, природный газ, уголь).

Энергоносители можно подразделить также на топливные (уголь, нефть) и нетопливные (энергия рек, приливов и отливов, ветра).

По физическому состоянию топливные энергоресурсы подразделяют: твердые (уголь, горючие сланцы, дрова), жидкие (нефть и нефтепродукты), газообразные (природный газ).

Основным показателем качества топлива является его теплотворная способность – количество тепла, которое выделяется при сгорании единицы массы или объема топлива. По показателю теплотворности энергоносители делят на высококалорийные (ядерное топливо, нефть, природный газ), со средней калорийностью (каменный уголь) и низкокалорийные (торф, горючие сланцы, бурый уголь, дрова, мусор).

В зависимости от участия в межрегиональном и международ-

ном обмене, энергоресурсы подразделяют на коммерческие, участвующие в обмене, и некоммерческие, используемые в местах производства.

По пространственному признаку можно выделить энергоносители внеземные (солнечная энергия) и земные (наземные, подземные).

Вопросы и задания по общей характеристике ТЭК

1.Каково значение ТЭК в хозяйстве стран современного мира?

2.Какие отрасли входят в состав ТЭК?

3.Какие виды энергетических ресурсов относят к первичным и вторичным, топливным и нетопливным, возобновляемым и невозобновляемым?

4.Какими условными знаками обозначаются на карте запасы видов топ-

лива?

212

3.2. Угольная промышленность

Состав. Включает предприятия и организации, осуществляющие разведку месторождений, добычу, обогащение и переработку угля.

В зависимости от содержания углерода, калорийности, зольности, угли подразделяют на бурые, каменные и антрацит. Бурые угли имеют низкую теплотворную способность, высокую зольность, большую влажность, содержат серу. При длительном хранении в штабелях могут самовозгораться. Их используют вблизи мест добычи на тепловых электростанциях (ТЭС) и других теплотворных объектах. Каменные угли обладают высокой теплотворной способностью и меньшей зольностью. Наиболее высокой теплотворностью среди всех типов углей обладают антрациты.

Роль. Уголь используется как топливо на тепловых электростанциях, в коммунальных и промышленных котельных. В прошлом также использовался на морском и железнодорожном транспорте. Отходы сжигания угля (шлак) используют для производства строительных материалов. Из каменного угля производят кокс.

Уголь является важным сырьем для химической промышленности. В результате взаимодействия угольной и химической промышленности возникла углехимия. Из угля получают многие синтетические изделия, искусственный шелк, краски, удобрения, смолу, взрывчатку, спирт. Уголь также является сырьем для получения синтетической нефти. Этот процесс называется гидрогенизацией угля. В ЮАР таким способом ежегодно производят более 10 млн т синтетической нефти.

Из общего количества потребляемого угля на тепловые электростанции поступает примерно 60–65%, для производства кокса – око- ло10%.Остальнойугольиспользуетсявжилищно-коммунальномсек- торе.

Запасы угля. Обеспеченность стран мира углем намного выше, чем нефтью и природным газом. Мировые общие (геологические) запасы угля в 2006 г. составили примерно 11 трлн т, а разведанные (доказанные) – около 909 млрд т. Из общих запасов на долю бурого угля с низкой теплотворной способностью приходится около 48%, каменного угля – 52%. Наибольшими запасами угля располагают США, Китай, Австралия, Германия, ЮАР, Индия, Польша, Бразилия, Канада, в СНГ – Россия, Украина, Казахстан (табл. 1).

Среди наиболее крупных угольных бассейнов по запасам угля (млрд т) выделяются Алта-Амазона (Бразилия) – 2200, Тунгусский (Россия) – 1868, Аппалачский (США) – 1600, Ленский (Россия) – 861, Форт-Юнион (США) – 600, Кузнецкий (Россия) – 480, Канско-Ачин- ский (Россия) – 430, Альберта (Канада) – 360, Иллинойский (США) – 343, Нижнерейнско-Вестфальский (Германия) – 287.

213

* В 2007 г. – соответственно 272,1 и 193,0 млрд т.

Примечание. Запасы угля в Казахстане в 2006 г. оценивались в 31,3 млрд т.

Угольные ресурсы различаются по глубине залегания запасов, географическому положению, видам и качеству. Существенное значение имеет качественный состав углей, в частности, доля коксующихся углей. Она наиболее велика в Австралии (около ¾), Германии (около 60%). В КНР и США она составляет более ⅓, в Индии – почти ⅓.

Способы добычи угля. Уголь добывают двумя способами: откры-

тым (карьерным) и подземным.

Добычу угля открытым способом производят при помощи глубоких траншей, прорезающих пласты породы, покрывающие угольный пласт. Образующийся в результате карьер называют разрезом. На открытых разработках гигиенические условия для рабочих лучше, чем в шахтах (чистый воздух, отсутствие вредных газов, естественное освещение в дневное время). Для этого способа характерна меньшая аварийность.Строительствоугольныхкарьеровосуществляетсявдватри раза быстрее, чем шахт. При открытом способе добычи угля резко сокращается расход крепежного материала. Производительность труда на открытых разработках во много раз выше, чем в шахтах. Как следствие, добыча угля обходится дешевле, его себестоимость значительно ниже, чем в шахтах.

В то же время карьерный способ отрицательно влияет на природную среду, так как уничтожается верхний (плодородный) слой почвы. Образуются огромные ямы и накапливаются значительные отвалы пустой породы. Карьерная добыча обусловливает необходимость ре-

культивации.

Подземный способ добычи угля требует строительства шахт. Он более трудоемкий, менее производительный и дорогой, чем открытый способ, характеризуется большой аварийностью и часто сопровождается гибелью людей. При подземной добыче угля на поверхности также накапливаются отвалы пустой породы («терриконы»). Ветер разносит с насыпных терриконов угольную пыль, а дождь уносит потоки грязи.

214

ВКанаде,МозамбикеиВенесуэлеоткрытымспособоммогутразрабатываться до 80% всех запасов, в Индии – ⅔, в Австралии – около ⅓,

вСША – более 20%, в Китае – 10%. Доля угля, добываемая открытым способом, составляет в США более 60%, в Австралии – более ½. В некоторых странах (например, Украине, Китае) преобладает подземная добыча. В Китае карьерным способом добывается лишь около 10% угля. В России доля добытого угля открытым способом увеличилась с

37,4% в 1970 г. до 68,1% в 2008 г.

Производство угля. Мировая добыча угля в 1800 г. оценивалась

в11,0 млн т, в 1850 г. – 73,0, в 1900 г. – 763 млн т. Несмотря на ус-

коренное развитие нефтяной и газовой промышленности во второй половине XX в., объемы мировой добычи угля постоянно растут. За 1960–2008 гг. общий объем добытого угля увеличился с 2604,6 до 6797 млн т (в 2,6 раза).

Первое место в мире по добыче угля занимает Китай. Крупнейшими угледобывающими странами являются США, Индия, Австралия, Россия, Индонезия, ЮАР, ФРГ, Польша (табл. 2). Из стран СНГ по добыче угля выделялись также Казахстан (111 млн т) и Украина (79,5 млн т).

Для ряда высокоразвитых стран (Бельгии, Великобритании, Германии,Франции,Японии)характернаустойчиваятенденциясокращения объемов добычи угля. Это связано с высокой себестоимостью угля, обусловленной преобладанием подземной добычи, а иногда и с его низким качеством.

При этом происходит быстрый рост угледобычи с ориентацией главным образом на экспорт в Австралии, Канаде, Колумбии, ЮАР. Качество угля в этих странах очень высокое. Оно удачно сочетается с низкой себестоимостью угля, что обусловлено карьерной добычей. Это делает уголь из перечисленных стран конкурентоспособным даже при его перевозке на дальние расстояния (например, из Австралии в Великобританию).

Вструктуре добычи угля около 80% приходится на каменные угли и антрациты, остальная часть – на бурые угли. В России в структуре добычи угля также преобладает каменный уголь, доля которого

вдолгосрочном периоде имеет тенденцию к росту (с 62,4% в 1970 г.

до 74,8% в 2008 г.).

215

Переработка угля. К наиболее распространенным способам пере-

работки угля относятся коксование и гидрогенизация.

Коксование угля – это термическое разложение угля без доступа воздуха. Оно осуществляется в специальных коксовых батареях при температуре +900–1100ºC без доступа воздуха. В процессе коксования из 1 т угля получают до 750–800 кг кокса, до 50 кг каменноугольной смолы, содержащей органические соединения, коксовый газ, аммиак. Коксовый газ используется в качестве химического сырья для получения азотных и органических соединений, а также в качестве топлива.

Из угля получают жидкое топливо путем гидрогенизации – присоединения водорода (hydrogenium – водород) к углю под воздействием катализатора. В зависимости от степени обогащения молекул водородом получают бензин, керосин, дизельное топливо и другие продукты. Из 1 т угля получают около 300 кг жидкого топлива.

Экспорт, импорт и потребление угля. На экспорт поступает 10– 15% добываемого в мире угля. В межгосударственном обмене участвует только высококачественный коксующийся и энергетический каменный уголь. Бурый уголь не является предметом межгосударственного обмена.

Объем мировой торговли каменным углем непрерывно растет. В 1950 г. мировой экспорт угля составил 143 млн т, в 1980 г. – 270 млн т, в 1990 г. – 399 млн т, в 2005 г. – 750 млн т. Более 90% экспортируемого угля перевозится морским транспортом. Внутриконтинентальные межгосударственные поставки угля оцениваются в 70 млн т.

Самыми крупными экспортерами угля являются Австралия, Индонезия, Россия, Колумбия, ЮАР. Крупнейшие импортеры – Япония, Р. Корея, Тайвань, Индия, Великобритания (табл. 3).

216

Экспорт и импорт угля привел к образованию устойчивых угольных «мостов»: 1) Австралия – Япония, Р. Корея, Тайвань; Австралия – Западная Европа; 2) США – Западная Европа; США – Япония;

3)ЮАР – Западная Европа; ЮАР – Япония; 4) Канада – Япония. Экологические проблемы. Угледобывающие регионы связаны с

очень острыми экологическими проблемами. При открытом способе добычи из сельскохозяйственного оборота выводятся значительные площади земель. Также образуются огромные ямы, отвалы пустой породы, понижается уровень грунтовых вод.

Вопросы и задания по угольной промышленности

1.Перечислите основные виды углей и покажите различия между ними.

2.Выделите преимущества и минусы различных способов добычи угля.

3.От каких факторов зависит себестоимость угля?

4.Используяданные,приведенныевтексте,рассчитайтеобеспеченность разведанными запасами угля при условии сохранения уровня добычи 2008 г.

5.Назовите и покажите на карте государства, занимающие ведущие места в мире по добыче угля.

6.Используя карту атласа и текст учебника, проведите анализ основных межгосударственных угольных грузопотоков.

3.3.Нефтяная промышленность

Состав и особенности нефти. Нефть известна человеку с древнейших времен, но ее потребление очень долгое время было крайне ограничено. Расцвет нефтяной промышленности начался со времени широкого применения двигателей внутреннего сгорания.

Нефть – горючая маслянистая вязкая жидкость черного или тем- но-коричневого цвета, состоящая из 84–85% углерода (C) и 12–15% водорода (H).Углерод и водород образуют в нефти газообразные, жидкиеитвердыеуглеводороды.Газообразныеуглеводороды(метан,этан, пропан, бутан) при добыче нефти легко выделяются, образуя нефтяной (попутный) газ. Он является очень ценным сырьем для химии органического синтеза.

Состав и роль нефтяной промышленности. Нефтяная промыш-

ленность включает разведку нефтяных и нефтегазовых месторождений,бурениескважин,добычунефтиипопутногогаза,очисткунефти, ее транспортировку, хранение и переработку.

Без нефтепродуктов (бензина, дизельного топлива, керосина) нельзя представить себе работу большинства автомобилей, поездов, самолетов, многих двигателей и энергетических установок. Из нефти получают также смазочные моторные масла, парафин, нафталин, вазелин, смолы. Смолы служат исходным материалом для производства пластмасс, синтетических волокон. Из нефтепродуктов получают спирты, битум, гудрон.

217

Нефтяная промышленность стимулировала развитие множества производств: бурильного и нефтедобывающего оборудования, оборудования для перегонки нефти, выпуск танкеров, труб для транспортировки нефти и нефтепродуктов, строительных материалов для обустройства скважин. Нефть и нефтепродукты занимают ведущее место

вобщем объеме морских внешнеторговых перевозок. Из-за своей важной роли в хозяйстве нефть получила особое название – «черное золото».

Запасы нефти. Несмотря на ускоренный рост объемов добычи нефти, ее разведанные запасы постоянно увеличиваются: 90 млрд т в

1977 г., 120 млрд т – в 1987 г., 140 млрд т – в 1997 г., более 183 млрд т

в2009 г. Основная часть мировых нефтяных ресурсов сосредоточена в развивающихся странах (табл. 4).

Таблица 4

Запасы нефти в некоторых странах мира (начало XXI в.)

Добыча нефти. Разработка нефтяного месторождения начинается с бурения скважин. Для подъема нефти на поверхность скважины оборудованы системой труб и механизмов. При наличии в нефтяном пластедостаточногодавлениянефтьподнимаетсяпоскважинеиизливается на поверхность. При сильном естественном давлении скважина фонтанирует. По мере ослабления давления скважину переводят на механизированные способы добычи, одним из которых является компрессорная добыча нефти. При этом способе в скважину опускают две трубы, через одну из которых компрессор нагнетает в скважину нефтяной газ или воздух. Как следствие, давление в скважине увеличивается и нефть через другую трубу поступает на поверхность. Также применяют насосный способ, когда нефть откачивают с помощью специальных насосов, которые опускают в скважину. Экономически наиболее выгодный способ добычи нефти – фонтанный.

После добычи нефть очищают от воды, газов, серы и по трубопроводам перекачивают в нефтехранилища, на нефтеперерабатывающие заводы или морские терминалы (для загрузки в танкеры).

Мировая добыча нефти постоянно растет: 525 млн т в 1950 г., 2270

млн т – в 1970 г., 3180 млн т – в 1990 г., 3603 млн т в 2007 г. Основную роль в добыче и экспорте нефти играют страны ОПЕК, доля которых

218

в мировой добыче нефти превышает 40%. Среди стран ОПЕК выделяются Саудовская Аравия, Иран, Венесуэла, ОАЭ, Кувейт. Среди стран, не входящих в ОПЕК, нефтедобычу в больших объемах осуществляют Россия, США, Китай, Норвегия, Канада, Мексика, Бразилия, Великобритания (табл. 5).

Таблица 5

Добыча нефти по странам (включая газовый конденсат) в 2008 г.

В последнее время все активнее осваивается шельф морей и океанов. В 1960 г. в шельфовой зоне было добыто 110 млн т нефти (10,5% мировой добычи), в 1980 г. – 660 млн т (22,2%), в начале XXI в. – свыше 1 млрд т (примерно 30% общемировой добычи). Основные шельфовые зоны по добыче нефти и газа находятся в Персидском заливе, Северном море, Мексиканском заливе, в южной части Калифорнии в США, заливе Маракайбо в Венесуэле, Каспийском море.

Транспортировка и хранение нефти. Наиболее дешевый способ транспортировки нефти – в специальных наливных судах (танкерах) длиной до 400 м и грузоподъемностью в несколько сотен тысяч тонн. Самые крупные танкеры следуют из Персидского залива дальним путем вокруг Африки, танкеры меньшей грузоподъемности – через Суэцкий канал.

Второе место по дешевизне транспортировки нефти и нефтепродуктов занимают трубопроводные системы, включающие трубопроводы, насосные станции и нефтехранилища. Нефтепроводы имеют большую пропускную способность. Мировая сеть нефтепроводов в 2008 г. превышала 400 тыс. км.

Немалое количество нефтепродуктов перевозят и по железным дорогам в специальных цистернах. Такая перевозка обходится дороже из-за небольшой емкости цистерн и из-за того, что в обратном направлении цистерны всегда идут порожняком. Нефтепродукты перевозятся также автомобильным транспортом.

Для хранения нефти, нефтепродуктов применяют огромные резервуары, изготовленные из листовой стали.

219

Способы переработки нефти. В сыром виде нефть не используется. Очищенную нефть отправляют на переработку, которую осуществляют физическими и химическими методами. К физическим относят

перегонку (дистилляцию), к химическим – крекинг, пиролиз и ри-

форминг.

Сущность перегонки (дистилляции) заключается в разделении нефти на отдельные группы углеводородов (фракции), имеющих близкие температуры кипения. Такими фракциями являются бензин (обладающий наиболее низкой температурой кипения), лигроин, керосин, газойль, соляровое масло (соляр), мазут. Перегонка нефти осуществляется на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) путем нагревания в специальных ректификационных колоннах.

Бензин, лигроин, керосин, газойль называют светлыми нефтепродуктами. Из мазута после очистки получают смазочные масла, гудрон – густая черная масса, используемая для производства асфальта в автодорожном строительстве. Из некоторых сортов нефти получают парафин, используемый для производства церковных свечей, спичек.

Перегонка не меняет химический состав нефти, а лишь разделяет ее на составные части. Перегонкой нельзя получить из нефти больше того, что естественно в ней содержится. Для роста выхода легких углеводородов применяют крекинг. Он осуществляется при высокой температуре (475–500ºC) и давлении (10–15 атмосфер). В процессе крекинга тяжелые нефтяные фракции (соляр, мазут) расщепляются на легкие (преимущественно бензиновые).

Пиролизом обычно перерабатывают нефтяные газы, бензин и керосин для получения сырья для органического синтеза (этилена, пропилена, бутадиена). Пиролиз осуществляется при атмосферном давлении и температуре 680–750ºC.

Риформинг – процесс, применяемый для улучшения качества бензина, повышения его октанового числа. Процессы риформинга осуществляют при температуре 450–530ºC и давлении 15–50 атмосфер в присутствии водорода и с использованием различных катализаторов (молибден, платина). Использование высокооктанового бензина значительно повышает эффективность эксплуатации автомобилей.

География переработки нефти. В прошлом основная часть нефти перерабатывалась в районах ее добычи. Создание мощных танкеров и нефтепроводов способствовало приближению нефтепереработки к потребителю. Это связано также с тем, что перевозить сырую нефть дешевле и технически проще, чем отдельные нефтепродукты. При размещении НПЗ в районах потребления нефтепродуктов также возникает возможность выбора наиболее выгодных поставщиков нефти. От нефтеперерабатывающих заводов, размещенных в районах потребления, удобно доставлять нефтепродукты непосредственно к потребителям по сравнительно коротким продуктопроводам или в цистернах.

220