5. Ресурсы торфа и горючих сланцев

Происхождение и закономерности размещения. Торф, углеродистое

122

вещество, образуется путем медленного разложения в болотах, без доступа воздуха, растительных остатков: мхов, тростниковых и осоковых растений, третичных, хвойных и лиственных лесов.

Верховые торфа кислые, рН их — 3-4; низинные — слабокислые или нейтральные, иногда щелочные (рН — около 7). Фосфора в верховом торфе мало — менее 0,1%, в низинном значительно больше — до 1% и более. Азота в верховом торфе около 1%, в низинном — 2,5 — 3%, иногда — до 4%. Калия во всех торфах мало — 0,05 — 0,15%.

Низинный торф залегает на болотах, расположенных у подножия склонов и в поймах рек. Болота подпитываются не только атмосферными осадками, но и водами, стекающими с прилегающих территорий, то есть они аккумулируют питательные вещества с большей площади. Таким образом, низинный торф не только самый зольный и богатый, но и наименее кислый (pH в пределах 6 — 7). В нем содержатся в достаточном для большинства культурных растений количестве все питательные вещества. Верховой торф бурого или коричневого цвета добывают из так называемых верховых сфагновых болот. Этот торф очень кислый (pH в пределах 2,5 — 3,5) и бедный. Чем глубже, тем торф древнее, плотнее и богаче углеродом. Как известно, торф образуется в результате разложения органического вещества, причем, разложение происходит в условиях избытка воды и недостатка кислорода.

Горючий сланец— полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Сланец образовался 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков.

Это твердые продукты изменения древних растительных остатков, используемые в промышленности в виде энергетического топлива, а также в качестве технологического и химического сырья. Но это определение приемлемо и для ископаемых углей, и для горючих сланцев, поэтому условно принято различать их по зольности — остаткам вещества после сгорания. Если зольность ниже 40-50%, это ископаемые угли, если выше — горючие сланцы.

По составу исходного вещества сланцы подразделяются: 1) на гумусовые (они преобладают и имеют наибольшее промышленное значение), в образовании которых принимают участие высшие растения; 2) на сапропелевые и гумусо-сапропелевые, исходным материалом которых являются в основном водоросли.

Горючий сланец состоят из преобладающей минеральной (кальциты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирити др.) и органических частей (кероген), последняя составляет 10-30% от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50-70%. Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его (коллоальгинит); в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит, фюзенит, липоидинит).

Использование, методика добычи и ресурсосберегающие технологии.Торф относится к возобновляемым ресурсам. Ежегодно в мире

123

образуется почти 3,0 млрд. м³ торфа, что примерно в 120 раз больше, чем используется. Объем добычи торфа за последние годы сократился примерно в 2,0 раза, что обусловлено почти исключительно одним фактором — многократным падением его добычи в России. Что касается других стран, то добыча торфа в целом увеличилась на 10%.

Первоначально торф использовался исключительно в энергетических целях, как топливо. Это направление сохранилось и развивается до сих пор. Вторым и самым крупным направлением является использование торфа в сельском хозяйстве, садоводстве, тепличном хозяйстве. Третьим направлением является производство продукции переработки торфа и ее использование в различных отраслях.

Россия обладает от 40 до 60% мировых запасов торфа и имеет будущее для решения проблем местной энергетики, повышения плодородия почв, экологических задач, экспорта торфа и торфяной продукции. Общие запасы торфа на территории Российской Федерации оцениваются в размере 162,7 млрд. тонн торфа 40% влажности. Торфяная отрасль являлась одной из высокомеханизированных добычных отраслей, на ее долю приходилось почти 17% производимого торфа и торфяной продукции в мире. Россия до недавнего времени являлась самым крупным (по объему) потребителем топливного торфа. В первой половине 90-х годов Россия утратила место мирового лидера в добыче торфа и, в настоящее время, занимает четвертое место, уступая Финляндии, Ирландии, Канаде.

Наибольшие запасы торфа соответствуют требованиям для производства органических удобрений. Эти запасы, распространенные практически повсеместно, составляют 96% от общей величины разведанных торфяных ресурсов. Почти столь же велики запасы торфа, пригодные к использованию на топливо.

В настоящее время в мировом масштабе вклад торфа в производство и использование энергии незначителен, и составляет примерно одну тысячную от энергии, потребляемой в мире, но в отдельных странах на его долю приходится от 10 до 20% (Финляндия, Швеция, Ирландия).

В качестве местного коммунально-бытового топлива используется фрезерный торф, кусковой торф и топливные брикеты. Потребителями топливного торфа являются тепловые электростанции, котельные, коммунально-бытовые потребители печного топлива, торфобрикетные заводы, поселковые котельные поселков торфопредприятий.

История использования торфа в России насчитывает более 200 лет. Долгие годы фрезерный топливный торф использовался как топливо на тепловых станциях. На топливо и для сельского хозяйства ежегодно добывалось 160-180 млн. тонн торфа. Максимального уровня потребление торфа на электростанциях России достигло в 1965 году (27,9 млн. т.), в течение последующих 30 лет снижалось. В настоящее время на торфе в России могут работать только 12 электростанций и ТЭЦ. Производство топливных брикетов — одно из первых направлений развития перерабатывающей торфяной промышленности. Торфяные брикеты получают прессованием подсушенного фрезерного торфа на специальных брикетных прессах в заводских условиях.

124

Это самое качественное торфяное топливо, которое используются на ГРЭС, котельных и населением. Кусковой торф — высококачественное коммунально-бытовое топливо, производится специальным комплексом машин в полевых условиях и не уступает по калорийности дровам, бурому углю, сланцам, низкосортному каменному углю. Кусковой торф как топливо используется на муниципальных котельных для снабжения теплом поселков, небольших городов, воинских частей, населения.

До 70% добытого в мире торфа продается для неэнергетических целей, главным образом, для сельского хозяйства и садоводства. Благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам, низкой плотности, высокой пористости и биологической стерильности верховой торф нашел самое широкое применение в животноводстве, тепличном овощеводстве, цветоводстве и растениеводстве.

После переориентации торфяной промышленности на переработку торфа начало активно развиваться производство товаров народного потребления для населения. Производство продукции такой продукции обеспечивало отрасли независимость от сезона и погодных условий. В последние годы из торфа выпускалось более 40 видов торфяной продукции для народного хозяйства, населения и на экспорт. Торф и торфяная продукция пользуются повышенным спросом на мировом рынке. Наибольшим спросом пользуется растительный торф, который поставляется странами-производителями торфа в любые регионы.

Последние годы верховой торф стал активно применяется в экологии и природоохранных технологиях. На верховых залежах торфа можно выращивать торфодерновые ковры для озеленения, зеленого строительства и борьбы с ветровой эрозией, закрепления откосов в дорожном строительстве. Из торфа получают торфяные фильтрующие элементы, сорбенты, обладающие высокой нефтемаслоемкостью (не менее 5 кг/кг),

За годы изучения торфа были выявлены, проверены на практике многосторонние направления его использования, созданы технологии и оборудование для производства многих видов торфяной продукции. Научными исследованиями в области торфа в мире занимаются несколько научных центров и институтов, которые находятся в России, Белоруси, Финляндии, США, Канаде.

Торф служит как топливо, как подстилка для скота и как дезинфицирующее средство (сфагнум).

Азот, содержащийся в торфе, может восприниматься растениями только после того, как торф разложится. Без компостирования в качестве удобрения можно вносить лишь богатые зольными веществами, хорошо разложившиеся (не менее 30%) низинные торфа с содержанием извести не менее 2% (чем больше, тем лучше). Наилучший способ подготовки торфа к внесению — приготовление торфонавозных и торфофекальных компостов.

Кислые верховые торфа компостируют еще двумя способами: щелочным и кислым. При щелочном компостировании к торфу прибавляют щелочные удобрения (например, золу, известь) в таких количествах, чтобы сделать торф нейтральным или, что еще лучше, — слабощелочным; это улучшит условия

125

развития бактерий, которые в кислых торфах развиваются крайне слабо. На 100 кг сырого торфа дают 3 — 5 кг извести или древесной золы — в зависимости от кислотности торфа. Кислое компостирование ставит задачей использовать кислоту торфа для растворения фосфоритной муки и перевода ее фосфора в усвояемое состояние. Сам же торф в результате смешивания с фосфоритной мукой слегка утрачивает кислотность. На 100 кг сырого торфа добавляют 1 — 2 кг фосфоритной муки.

Как при кислом, так и при щелочном компостировании торфа кучи при закладке и по мере подсыхания надо поливать. Если есть возможность, для полива лучше использовать навозную жижу, фекалии. В саду торф можно использовать для мульчирования насаждений. Осенью его заделывают в почву. Применяют торф также и для улучшения физических свойств — рыхлости песчаных и тяжелых глинистых почв. Во всех этих случаях лучшие результаты дает низинный торф.

По результатам исследования рынка торфа европейской части РФБ, добыча и переработка торфа в мире является высокорентабельным и перспективным видом бизнеса. Рентабельность производства колеблется в среднем от 30 до 40% годовых (без учета стоимости доставки продукции до потребителя). Торф может использоваться в различных областях народного хозяйства — в сельском хозяйстве, химии, медицине, нефтепереработке, экологии, топливной промышленности и т.д.

Торф является также предметом экспорта. Мировая потребность в торфе имеет четко выраженную тенденцию к неуклонному росту. Наиболее «емкими» потребителями торфа являются Япония, США, страны Европы и Ближнего Востока, а также другие страны, в которых развернуты работы по повышению плодородия почв, предотвращению эрозии земель, осуществлению экологических программ.

Горючие сланцы используют как местное топливо, сырье для получения жидких топлив, вяжущих строительных материалов, сырье для получения битумов, масел, фенолов, бензола, толуола, ксилолов, нафтолов, ихтиола и др.

При сухой перегонке горючих сланцев получают смолу (сланцевое масло) —источник химических продуктов, горючие газы и подсмольные воды. Выход смол 5 — 50%. Максимальная теплота сгорания 14,6 — 16,7 МДж/кг. Общие потенциальные ресурсы горючих сланцев в мире оценены в 450 трлн. т.

Мировые запасы, пространственное распределение. Имея oгpoмныe ресурсы торфа (разведанные и прогнозные — 156,8 млрд. т), которые составляют 31,4% от мировых и обеспечивают России 1-е место по их запасам, Россия в настоящее время практически их не использует. Так, согласно данным Геологического фонда (2001г.) добыча торфа в 2000 году составила 6,9 млн.т. Разработка велась на 905 торфяных месторождениях, в то время как на 01.01.1988г. эксплуатировалось 2063 торфяных месторождения и добывалось 30,5 млн. т торфа.

По данным Международного торфяного общества (IPS, 1995) торфяные ресурсы в мире составляют более 400 млн. гектаров, но из них только чуть более 305 млн. гектаров находится в разработке в странах, добывающих торф.

126

Торф на топливо и для сельского хозяйства добывают уже длительное время в 23 странах мира. Наибольшие запасы торфа сосредоточены в двух странах: Россия — 150 млн. га; и Канаде — 111 млн. га. Наиболее крупными производителями торфяной продукции в мире сегодня являются Финляндия, Канада, Германия, Ирландия, Прибалтийские страны и Россия. За годы развития торфяной промышленности в разных странах мира сложились и развиваются несколько направлений использования торфа и торфяной продукции.

Общие потенциальные ресурсы горючих сланцев в мире оценены в 650 трлн. т (26 трлн. т сланцевой смолы). Основные ресурсы — около 430 — 450 трлн т. (24 — 25 трлн. т сланцевой смолы) сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг) и связаны с формацией Грин-Ривер. Большие запасы горючих сланцев есть в Бразилии, КНР, меньшие — в Болгарии, Великобритании, России, ФРГ, Франции, Испании, Австрии, Канаде, Австралии, Италии, Швеции, на территории бывшей Югославии.

Среди разведанных российских месторождений можно выделить: Ленинградское, Ярегское и Айювинское (Коми), Кашпирское под Сызранью, Озинкское в Саратовской области и Общесыртовское в Оренбургской области, месторождения на востоке Мордовии, в Чувашии, Кировской и Костромской областях.

Широко развита добыча и применение горючих сланцев на северо-востоке Эстонии.