Какими свойствами обладают уголь нефть руда
Нефть — природная густая маслянистая горючая жидкость тёмного цвета со специфическим запахом. Большинство учёных считает, что нефть образовалась из органического вещества осадочных пород (остатков древних живых организмов).
Из нефти получают топливо (бензин, керосин, дизельное топливо, реактивное топливо), пластмассы, смазочные масла, химические волокна для производства тканей.
Нефть добывается с помощью специально пробуренных скважин и мощных насосов.
Нефть является главной статьёй российского экспорта. (Экспорт — это вывоз товаров в другие страны для их продажи.) Нефть поступает в различные районы России и за границу по нефтепроводам (длинные подземные трубы). Ещё нефть перевозят на нефтеналивных танкерах (специальных морских судах) и по железным дорогам в цистернах.
Природный газ не имеет цвета и запаха. Относится к горючим ископаемым. Используется как топливо для обогрева помещений, для приготовления пищи, на электростанциях, в котельных, на заводах, а также как сырьё для получения пластмасс, резины, волокна и других полезных веществ.
Россия — один из крупнейших экспортёров газа в мире. Природный газ поступает по газопроводам.
Торф — это горючее полезное ископаемое тёмно-коричневого цвета. Торф образуется из растительных остатков при их перегнивании в условиях недостатка кислорода. Как правило, основным местом формирования торфа являются болота.
Некоторое время назад торф практически повсеместно использовался в качестве топлива. Кроме этого, торф — отличное органическое удобрение, широко использующееся в сельском хозяйстве. На фермах торф служит подстилкой для животных.
Залежи торфа необходимо оберегать от пожаров, так как такие пожары очень трудно тушить.
Уголь — горная порода, которая образуется в недрах Земли из остатков древних растений. Сначала образовался торф, а со временем он превратился в уголь. Существует несколько разновидностей угля: бурый уголь, каменный уголь, антрацит.
Бурый уголь. Сорт образовался из остатков торфа позже всех, поэтому он считается самым молодым. Особенность его в том, что у него очень низкая температура сгорания.
Каменный уголь. Это самая распространённая разновидность угля в деятельности человека. Он используется как топливо, из него получают пластмассы, краски и другие полезные материалы. Добывается как открытым способом, так и закрытым, в шахтах.
Антрацит. По своей структуре этот вид очень твёрдый, имеет самую высокую температуру сгорания. Залежи этого угля находятся очень глубоко под землёй.
Железо — это прочный металл, использовать который люди начали ещё много веков назад. Но найти его в чистом виде невозможно. Железо содержится во многих горных породах в виде соединения с другими минералами. Самое большое содержание железа — в железной руде.
Самое главное свойство железной руды — плавкость. Из железной руды на металлургических заводах выплавляют чугун, а из чугуна — сталь.
На сегодняшний день чугун и сталь используются во многих сферах жизни и деятельности человека, в том числе и во всех видах промышленного производства. Сталь — основное сырьё для машиностроения.
Известняк — обычно белый, серый или желтоватый камень. Он образовался из остатков морских организмов. Их отпечатки можно хорошо рассмотреть в известняке-ракушечнике. Применяется при строительстве зданий и дорог. Из известняка получают известь для приготовления строительных растворов. Особая разновидность известняка — мел.
Песок и глина — одни из самых распространённых горных пород. Они образуются в природе при разрушении других горных пород, например гранита.
Глина бывает белая, красная, коричневая, жёлтая, серая. Она непрозрачная, твёрдая, плотная, негорючая. При намокании глина становится вязкой и пластичной, а при высыхании сохраняет свою форму. Из глины изготавливают кирпичи, черепицу, посуду. Изделия из обожжённой глины называются керамическими.
Песок — сыпучая горная порода жёлтого или белого цвета, непрозрачная. Используется в строительстве, при изготовлении стекла.
Гранит — горная порода, состоящая из зёрен полевого шпата, кварца и слюды. Гранит очень прочный. Хорошо полируется. Применяется в строительстве. Из него изготавливают лестницы, колонны, памятники. Многие станции метро облицованы гранитом. Красная площадь в Москве вымощена гранитной брусчаткой.
Гранит залегает глубоко в недрах Земли, но в некоторых местах глыбы горной породы выходят на поверхность. Здесь его и добывают.
Источник
Казалось бы, ответ на этот вопрос уже окончательно дан как в национальном, региональном и глобальном масштабе. Энергия, полученная из нефти и особенно из природного газа, более экономична, легче добывать, дешевле и выделяет гораздо меньше углекислого газа при сжигании
Общее беспокойство
В Польше высокие затраты на добычу угля на старых шахтах, а новых не строят. Результатом является поток импортного угля на польском рынке. Это не просто польское беспокойство. Аналогичная ситуация касается практически всех производителей каменного угля в мире. Его недостатки трижды обобщены на английском языке буквой “d”. “Dusty, dirty i danger”, то есть пыльный, грязный и опасный. Охрана окружающей среды и борьба с глобальным потеплением – это модно. Это убеждение возникло главным образом в странах, где либо не хватает угля, либо они используют ядерную энергию или нефть и природный газ. Рекламируемые возобновляемые источники энергии (ВИЭ) как альтернатива углю заслуживают поддержки. Однако они примерно вдвое дороже, чем энергия из угля, и гораздо более ненадежны, ведь ветер не дует постоянно, и даже после солнечного дня бывает ночь или несколько облачных дней.
Соотношение цен на уголь и нефть
Наблюдая за рынком нефти и ценами на природный газ, можно увидеть отсутствие умеренности в прибыли, что ведет к кризису. Такая ситуация возникла в конце 2014 года, когда цены на нефть превысили 100 долларов США за баррель, а цены на каменный уголь достигли самых высоких цен в 2013 году – 84 доллара США за тонну энергетического угля. После непродолжительного падения цен на оба сырья они снова достигли пиковых цен в 2018 году: сырая нефть – 74 доллара США за баррель, а уголь – 107 долларов США за тонну. Взаимная корреляция цен на нефть и каменный уголь, как наиболее распространенное топливо, возможно, не мгновенная, а смещенная во времени, но в то же время очевидная. Высокие цены на нефть и каменный уголь образовывались одновременно. Нефть является приоритетом и ведущей ролью в ценообразовании. Это связано с тем, что, в отличие от каменного угля, это широко используемый товар
Доминирование Саудовской Аравии
Оказывается, не все производители нефти остались довольны его высокими рыночными ценами. Саудовская Аравия была наименее удовлетворена, как ее крупнейший и самый дешевый производитель на сегодняшний день. Здесь оказалось, что при высоких ценах на нефть все в мире расплачиваются за ее добычу. Бенефициарами этой ситуации стали США и Россия. Соединенные Штаты, благодаря гораздо более дорогим установкам для добычи нефти и природного газа из сланца, получили прибыльную добычу, что сделало их независимыми от текущих поставок из Саудовской Аравии. Российские добывающие кампании в Арктике были одинаково прибыльными и заставили страну опередить даже Саудовскую Аравию в добыче нефти и газа. Нефть из этой страны была все менее востребована на рынке. Короли и арабские князья, желая восстановить хотя бы часть прежней монополии, начали снижать цены, исключая с рынка самых грозных конкурентов. Цены на нефть и природный газ мгновенно рухнули на биржах по всему миру. Саудовская Аравия могла себе это позволить, поскольку ее затраты на приобретение этих видов топлива являются одними из самых низких в мире. Иными словами, Саудовская Аравия фиксирует прибыль от экспорта нефти по любой цене этого товара. Для России спасением от уже запущенных гигантских месторождений газа и нефти оказался Китай, обеспечивающий себя поставками по суше. Оказывается, низкие цены на нефть и природный газ могут быть еще более разрушительными, чем их пиковые позиции. Этот вред уже имеет измерение не только одной страны, которая манипулирует ценой этого товара, но и имеет глобальный охват.
Ближний кризис
Экономисты США обращают внимание на риски, связанные с низкими ценами на нефть, как для США, так и для всего мира. Прежде всего, они утверждают, что запасы нефти и природного газа ограничены и невозобновляемы. И дело здесь не в новых разведках и открытиях, которые всегда возможны, а в том, что на примере США ресурсы истощаются и их эксплуатация из сланца невыгодна. Так почему же он добывается из года в год? В декабре 2007 года классическими методами добывали около 4,6 млрд баррелей нефти в сутки. Из сланцевых месторождений было добыто 0,5 млрд баррелей нефти. Сейчас в декабре 2019 года добыто 8,3 млрд баррелей сланцевой нефти, а классическая добыча осталась на прежнем уровне. При этом с 2008 года отмечается явное неравенство в потреблении нефти и масштабах открытия новых месторождений. Ну, потребление нефти в мире составляет ок. 23,5 млрд баррелей в год (прим. 65 млн баррелей в сутки). Мир использовал на 80 процентов больше нефти, чем он обнаружил в 2019 году.
Самое главное, что ситуация продолжается уже семь лет. В семидесятых годах прошлого века в мире ежегодно находилось около 50 миллиардов баррелей обычной нефти. В 2013-2019 годах среднегодовое количество вновь открытых месторождений составляло шесть миллиардов в год, что в девять раз меньше. С 1990-х годов мир использовал больше обычной нефти, чем обнаружил. За каждый баррель обычной нефти, обнаруженный за последние семь лет, мир сжег четыре барреля. Кроме того, оказывается, что нетрадиционные месторождения сланцевой нефти истощаются в 10 раз быстрее, чем от традиционных месторождений. Четыре лучших месторождения сланцевой нефти в США в 2018 году эксплуатировали 10 000 скважин, а общая добыча снизилась на 45 процентов к октябрю 2019 года. Вероятно, он будет близок к 50 процентам, когда будут опубликованы данные за декабрь 2019 года.
Цены на нефть и уголь растут
Анализ американского рынка топлива четко указывает на кризис, связанный с поставками сырой нефти, потребление которой постоянно увеличивается, а ресурсы быстро истощаются. Это потому, что низкие цены на нефть делают все поиски невыгодными. На данный момент уже открыты месторождения, которые не нуждаются в новых инвестициях. Вполне вероятно, что критическое состояние впервые возникнет в США, когда эксплуатация сланцевой нефти и природного газа будет исчерпана в течение примерно 1-2 лет. Кроме того, кризис усугубляется финансовым положением отрасли, инвестиции которой осуществляются за счет банковских кредитов, которые из-за низких цен не окупаются. Эта ситуация не может длиться вечно. Нефтяной кризис также повлияет на весь остальной мир, что причинит ему боль в виде повышения цен. Может ли Саудовская Аравия повторить тот же маневр со сниженными ценами? Похоже, что в условиях возвращения США к закупкам сырой нефти такой необходимости не будет. Это одна из оправданных предпосылок, что после этого кризиса высокие цены на ископаемое топливо в долгосрочной перспективе в течение как минимум 10 лет будут выгодны как для нефти, так и для угля
Стройте новые шахты
При высоких ценах на нефть, которые в настоящее время не каждый может себе позволить, у каменного угля есть шанс стать гораздо более дешевой альтернативой. Протесты защитников окружающей среды в этой ситуации могут быть проигнорированы, хотя бы потому, что альтернативой будет падение уровня жизни, с которым никто не согласится. Существует также возможность изменить положение стран ЕС, поскольку у них нет собственных месторождений нефти и природного газа, которые бы обеспечивали их текущий уровень жизни. Дорогой импорт также заставит их рассмотреть альтернативу угля. Для Польши это сигнал не к отказу от каменного угля, а к созданию современных горнодобывающих предприятий, которые обеспечат энергетической самообеспеченностью и безопасными источниками поставок ископаемого топлива. В этом контексте неудачные попытки получить сланцевый газ стали негативным опытом с положительным эффектом. Проще говоря, все альтернативы углю оказываются ненадежными. Новая программа добычи каменного угля в этой ситуации должна быть направлена на инвестиции в современные и экономически оправданные инвестиции, благодаря которым будет возможность хотя бы частично избежать последствий кризиса и возвращения высоких цен на нефть и природный газ
Источник
Споры о форме Земли не умаляют значения ее содержимого. Самым главным ископаемым всегда были подземные воды. Они обеспечивают первоочередную потребность человеческого организма. Однако без ископаемого топлива, которое является основным поставщиком энергии для цивилизации людей, жизнь человека представляется совершенно другой.
Топливо – источник энергии
Среди всех ископаемых, сокрытых в недрах Земли, топливо относится к горючему (или осадочному) виду.
Виды ископаемых недр Земли | |||
Горючие (осадочные) | Подземные воды | Рудные (магматические) | Нерудные (неметаллические) |
Нефть Уголь Горючие сланцы Природный газ Газовые гидраты торф | Верховодный слой Грунтовые воды Артезианский слой Минеральные источники | Железная руда Медная руда Никелевые руды Золото Серебро | Алмазы Асбест Графит Каменная соль Кварц Фосфориты |
Основа горючих веществ углеводородная, поэтому одним из эффектов реакции горения является выделение энергии, которую легко можно использовать для улучшения комфортности жизни человека. За последнее десятилетие около 90% всей используемой на Земле энергии было произведено при помощи ископаемого топлива. Этот факт заставляет о многом задуматься, если учесть, что богатства недр планеты относятся к невозобновляемым источниками энергии и со временем истощаются.
Виды топлива
Основные виды топлива | |||
твердые | жидкие | газообразные | дисперсные |
Горючие сланцы | Нефтяные | Пропан | Аэрозоли |
Торф | Масла | Бутан | Суспензии |
Уголь: бурый, каменный, антрациты, графиты | Спирты | Метан | Пены |
Сапропель | Эфиры | Сланцевый газ | |
Битумные пески | Эмульсии | Рудный газ | |
Жидкое ракетное топливо | Болотный газ | ||
Синтетические топлива, производимые на основе процесса Фишера-Тропша | Биогаз | ||
Гидрат метана | |||
Водород | |||
Сжатый газ | |||
Продукты газификации твердого топлива | |||
Смеси | |||
Поставщиком всех видов ископаемого топлива являются нефть, уголь и природный газ.
Краткая характеристика полезных ископаемых, используемых как топливо
Сырьем для производства энергоносителей являются нефть, уголь, горючие сланцы, природный газ, газовые гидраты, торф.
Нефть – жидкость, относящаяся к горючим (осадочным) ископаемым. Состоит из углеводородов и иных химических элементов. Цвет жидкости, в зависимости от состава, варьируется между светло-коричневым, темно-коричневым и черным цветами. Редко встречаются составы желто-зеленого и бесцветного окраса. Наличие в нефти азота, серы и кислородосодержащих элементов определяют ее цвет и запах.
Уголь – название латинского происхождения. Carbō – международное название углерода. В составе присутствуют битумные массы и остатки растений. Это органическое соединение, ставшее объектом медленного разложения под действием внешних факторов (геологических и биологических).
Горючие сланцы, как и уголь, являются представителем группы твердых горючих ископаемых, или каустобиолитов (что в дословном переводе с греческого языка звучит как «горючий жизненный камень»). При сухой перегонке (под воздействием высоких температур) образовывает смолы, близкие по своему химическому составу к нефти. В составе сланцев преобладают минеральные вещества (кальцид, доломит, кварц, пирит и др.), но присутствуют и органические (кероген), которые только в породах высокого качества достигают 50% всего состава.
Природный газ – газообразное вещество, образовывающееся при разложении органических веществ. В недрах Земли встречаются три вида накопления смесей газов: отдельные скопления, газовые шапки нефтяных месторождений и в составе нефти или воды. При оптимальных климатических условиях вещество находится только в газообразном состоянии. Возможно нахождение в земных недрах в виде кристаллов (естественные газогидраты).
Газовые гидраты – кристаллические образования, образующиеся из воды и газа при определенных условиях. Относятся к группе соединений переменного состава.
Торф – рыхлая порода, используемая как топливо, теплоизоляционный материал, удобрение. Является газоносным полезным ископаемым, применяется в качестве топлива во многих регионах.
Происхождение
Все, что современный человек добывает в недрах земли, относится к невозобновляемым природным ресурсам. Для их появления потребовались миллионы лет и особые геологические условия. Большое количество ископаемого топлива образовалось в мезозое.
Нефть – согласно биогенной теории ее происхождения, образование длилось на протяжении сотен миллионов лет из органических веществ осадочных пород.
Уголь – образовывается при условии, что разлагающийся растительный материал пополняется быстрее, чем происходит его разложение. Подходящим местом для такого процесса являются болота. Стоячая вода предохраняет пласт растительной массы от полного разрушения бактериями посредством малого содержания в ней кислорода. Уголь делится на гумусовый (происходит из остатков древесины, листьев, стеблей) и сапропелитовый (образован в основном из водорослей).
Сырьем для образования угля можно назвать торф. При условии погружения его под слои наносов происходит потеря воды и газов под воздействием сжатия и образование угля.
Горючие сланцы – органическая составляющая образована при помощи биохимических преобразований простейших водорослей. Делится на два вида: талломоальгинит (содержит водоросли с сохранной клеточной структурой) и коллоальгинит (водоросли с потерей клеточной структуры).
Природный газ – согласно все той же теории биогенного происхождения ископаемых, природный газ образуется при больших показаниях давления и температуры, нежели нефть, что доказывается более глубоким залеганием месторождений. Образовываются же они из одинакового природного материала (останки живых организмов).
Газовые гидраты – это такие образования, для появления которых необходимы специальные термобарические условия. Поэтому образовываются они в основном на морских донных осадках и мерзлых породах. Также могут образовываться на стенках труб при добыче газа, в связи с чем ископаемое подогревают до температуры выше гидратообразования.
Торф – образовывается в условиях болот из не полностью разложившихся органических остатков растений. Откладывается на поверхности почвы.
Добыча
Каменный уголь и природный газ различаются не только способами подъема на поверхность. Глубже остальных расположены месторождения газа – от одного до нескольких километров вглубь. Находится вещество в порах коллекторов (пласт, содержащий природный газ). Силой, заставляющей подниматься вещество вверх, является разность давления в подземных пластах и системе сбора. Добыча происходит при помощи скважин, которые стараются распределить равномерно на протяжении всего месторождения. Добыча топлива, таким образом, позволяет избежать перетоков газа между участками и несвоевременного обводнения залежей.
Технологии добычи нефти и газа имеют некоторые сходства. Виды нефтедобычи различают по способам поднятия вещества на поверхность:
- фонтан (технология, схожая с газовой, основана на разности давления под землей и в системе доставки жидкости);
- газлифт;
- при помощи электроцентробежного насоса;
- с установкой электровинтового насоса;
- штанговые насосы (иногда соединенные с наземным станком-качалкой).
Способ добычи зависит от глубины залегания вещества. Вариантов поднятия нефти на поверхность огромное множество.
Способ разработки угольного месторождения также зависит от особенностей залегания угля в грунте. Открытым способом ведут разработку при нахождении ископаемого на уровне ста метров от поверхности. Часто производится смешанный тип добычи: вначале открытым способом, затем – подземным (при помощи забоев). Угольные залежи богаты иными ресурсами потребительской значимости: это ценные металлы, метан, редкие металлы, подземные воды.
Сланцевые месторождения разрабатываются или шахтным способом (считается низкоэффективным) или добычей в пласте, при нагревании породы под землей. В связи со сложностью технологии добыча ведется в очень ограниченных количествах.
Добыча торфа ведется при помощи осушения болот. Вследствие появления кислорода активизируются аэробные микроорганизмы, разлагающие его органическое вещество, что приводит к выделению углекислого газа с огромной скоростью. Торф – самый дешевый вид топлива, его добыча ведется постоянно с соблюдением определенных правил.
Извлекаемые запасы
Одна из оценок благосостояния общества производится по потреблению топлива на душу населения: чем больше потребление, тем комфортнее живут люди. Этот факт (и не только) заставляет человечество увеличивать объемы добычи топлива, влияя на ценообразование. Стоимость нефти сегодня определяется таким экономическим термином как «нетбэк». Этот термин подразумевает цену для нефтеперерабатывающего завода, в которую включены средневзвешенная стоимость нефтепродуктов (вырабатываемых из покупаемого вещества) и доставка сырья до предприятия.
Торговые биржи реализуют нефть по ценам СИФ, что в дословном переводе звучит как «стоимость, страхование и фрахт». Из этого можно сделать вывод, что стоимость нефти сегодня по котировкам сделок включает в себя цену сырья, транспортные расходы по его доставке.
Темпы потребления
С учетом возрастающих темпов потребления природных ресурсов дать однозначную оценку обеспеченности топливом на продолжительный период сложно. При существующей динамике добыча нефти в 2018 году составит 3 миллиарда тонн, что приведет к истощению мировых запасов на 80% уже к 2030 году. Обеспеченность черным золотом прогнозируется в пределах 55 – 50 лет. Природный газ может быть исчерпан через 60 лет при современных темпах потребления.
Запасов угля на Земле гораздо больше, нежели нефти, газа. Однако за последнее десятилетие его добыча увеличилась, и если темпы не спадут, то из запланированных 420 лет (существующие прогнозы) запасы истощатся за 200.
Влияние на окружающую среду
Активное использование ископаемого топлива приводит к увеличению выброса в атмосферу диоксида углерода (CO2), пагубное влияние на климат планеты которого подтверждено международными экологическими организациями. Если не сократить выбросы CO2, неизбежна экологическая катастрофа, начало которой могут наблюдать современники. По предварительным подсчетам, от 60% до 80% всех ископаемых запасов топлива должны остаться нетронутыми для стабилизации обстановки на Земле. Однако это не единственный побочный эффект использования ископаемого топлива. Сама добыча, транспортировка, переработка на НПЗ способствуют загрязнению окружающей среды куда более токсичными веществами. Примером может служить авария в Мексиканском заливе, приведшая к приостановке Гольфстрима.
Ограничения и альтернативы
Добыча горючих ископаемых – выгодный бизнес для компаний, главным ограничителем деятельности которых является истощаемость природных запасов. Обычно забывают упомянуть о том, что пустоты, образованные деятельностью человека в недрах земли, способствуют исчезновению пресной воды на поверхности и ее уходу в более глубокие слои. Исчезновение питьевой воды на Земле нельзя оправдать никакими преимуществами добычи горючих ископаемых. А оно произойдет, если человечество не займется рационализацией своего пребывания на планете.
Еще пять лет назад в Китае появились мотоциклы и автомобили с двигателями нового поколения (бестопливные). Но выпущены они были в строго ограниченном количестве (для определенного круга людей), а технология стала засекреченной. Это говорит лишь о недальновидности человеческой жадности, ведь если можно «делать деньги» на нефти и газе, никто не помешает нефтяным магнатам этим заниматься.
Заключение
Наряду с известными альтернативными (возобновляемыми) источниками энергии, существуют менее затратные, но засекреченные технологии. Все же их применение неизбежно должно войти в жизнь человека, иначе будущее станет не таким продолжительным и безоблачным, как его представляют себе «бизнесмены».
Источник