Уникальные газовые месторождения мира
| Регион | Страна | Месторождение | Начальные доказанные запасы, млрд. м3 |
| Америка | США | Панхепдл | |
| Африка | Алжир | Хасси Р'Мейль | 1500-2300 |
| Ближний и Средний Восток | Иран | Пазанун | |
| Восточная Европа | Россия | Медвежье Оренбургское Уренгойское Ямбургское | |
| Западная Европа | Нидерланды | Слохтерен |
Из табл. 3.5 видно, что самым крупным газовым месторождением мира является Ямбургское в России. Несколько уступают ему российское Уренгойское и алжирское Хасси Р'Мейль.
Далее в порядке убывания запасов следуют месторождения Панхендл (США), Оренбургское (Россия), Слохтерен (Нидерланды), Медвежье (Россия), Пазанун (Иран).
Преобладающая часть газовых гигантов концентрируется на территории России (11 из 22). В них сосредоточено около 12 трлн. м3. В остальных регионах распределение газовых месторождений-гигантов следующее: Америка - 3 (2,7 трлн. м3), Западная Европа - 3 (2,3 трлн. м3), Азия и Океания, а также Ближний и Средний Восток - 3 (около 2 трлн. м3).
Нефть и газ - ценное сырье для переработки
Слова Д.И. Менделеева о том, что сжигать нефть - это все равно, что растапливать печь ассигнациями сегодня к сожалению полностью оправдались. Так более 90 % добытых нефти и газа сжигаются в промышленных топках и двигателях машин. Между тем, они являются ценным сырьем для переработки.
В настоящее время из нефти производят не только топлива(бензин, керосин, дизтопливо), но также масла и смазки,столь необходимые любому механизму
Синтетический каучук, вырабатываемый из нефти, является основой для изготовления всевозможных резиновых изделий. Основной потребитель каучука - автомобильная промышленность: на покрышки одного автомобиля его требуется 24 кг, а на шины грузового самосвала - 2 т.
Пластмассы - еще один широко применяемый продукт переработки нефти. Они используются при изготовлении автомобилей, в самолето- и ракетостроении, в машиностроении и в быту. В самолетах гражданской авиации из пластмассы изготовлено около 60 тысяч различных деталей. На каждую автомашину «Форд» расходуется более 100 кг пластмасс.
Трудно представить себе жизнь без разнообразных предметов одежды из синтетических волокон,основой для производства которых служит нефть. Синтетические тканишироко используются как электроизоляционный и облицовочный материал в автомобилях, железнодорожных вагонах, морских и речных судах.
Из нефти получают также самые различные моющие вещества, спирты, гербициды, взрывчатые вещества, медицинские препараты, серную кислоту и многое другое.
Углеводородные газы также являются сырьем для производства широкой гаммы продуктов. Из метана, например, сначала получают метанол и далее - формальдегид, используемый для производства пластмасс, обработки семян, дезинфекции. Из метана же получают хлороформ,используемый в медицине, и четыреххлористыйуглерод, применяемый для борьбы с вредителями в сельском хозяйстве.
Современная нефтехимия начинается с этилена. Самый известный продукт его переработки - полиэтилен,впервые полученный в 1933 г. Кроме того, из этилена вырабатывают уксусную кислоту, этиленгликоль(спирт, применяемый, в частности, для осушки газов), поливинилхлорид(полимер, используемый для изготовления изоляционных материалов) и др. Раньше этилен получали при переработке нефти. Так, из 1 тонны легкого бензина выход этилена составлял около 300 кг, а из 1 тонны вакуумного газойля - 180 кг. Значительно большее количество этилена получают из углеводородных газов. Из 1 тонны этана выход этилена составляет до 800 кг, а из 1 тонны пропана - 420 кг. В настоящее время в США, Канаде и ряде других стран действует значительное количество мобильных установок, перерабатывающих углеводородные газы непосредственно на промысле.
Из этанаполучают этиловый(винный) спирт,являющийся исходным сырьем для получения многих других продуктов. Сероводород- сырье для извлечения серы,из которой затем вырабатывают серную кислоту.
Еще одно направление переработки нефти и газа - это получение на их основе белковой биомассы.Делают это специально подобранные микроорганизмы. Получаемые белки безвредны для животных, а также для человека, употребляющего мясо этих животных. В нашей стране имеется ряд заводов, производящих синтетический белок из нефти в промышленных масштабах.
Газ как моторное топливо
Резкий рост числа автомобилей в современном мире потребовал значительного увеличения объемов выработки бензина. Это подтолкнуло ученых и инженеров во всем мире к активному поиску его замены.
В этом поиске специалисты разных стран обращают свое внимание прежде всего на то, чего на их родине имеется с избытком. Так, в Бразилии каждый пятый автомобиль ездит на чистом спирте, вырабатываемом из сахарного тростника. На Филиппинах в качестве заменителя бензина опробован кокозин, получаемый из мякоти кокосовых орехов. Во Вьетнаме горючее научились делать из скорлупы кокосовых орехов. В ФРГ убеждены, что наилучшей заменой бензину является метанол (метиловый спирт) и прогнозируют, что с 2030 г. каждый четвертый автомобиль в мире будет работать на нем.
В результате поиска альтернативы бензину отечественные специалисты остановили свой выбор на газе. Свою точку зрения они объясняют следующим:
1) ресурсы газа значительно превосходят ресурсы нефти и поэтому можно будет спокойно разрабатывать другие топлива для двигателей внутреннего сгорания или даже новые типы двигателей на неуглеводородном топливе;
2) в выхлопах газового двигателя нет сернистого газа (т.к. в природном газе серы, как правило, нет), а концентрация окиси углерода в несколько раз меньше (благодаря большей полноте сгорания газа);
3) среднее октановое число природного газа равно 105, что выше, чем у лучших марок бензина;
4) двигатели на газовом топливе работают в 1,5..,2 раза дольше, чем на бензине, т.к. при сгорании газа образуется меньше твердых частиц и золы, вызывающих абразивный износ цилиндров и поршней; кроме того, газ не смывает масляную пленку с поверхности цилиндров, как бензин, и не вызывает коррозию металла.
Для заправки автомобилей газ может применяться в двух видах: газообразном и жидком. В первом случае используется природный газ, который сжимают до 20...25 МПа, а во втором пропан-бутановая смесь, которую сжимают до 1 МПа и охлаждают до минус 10 оС или, что более предпочтительно сжиженный природный газ(СПГ) - метан охлаждают до минус 162 оС и хранят под давлением 1,6 МПа в жидком состоянии. При этом объем жидного метана уменьшается примерно в 600 раз по ставнению с исходным газом. По этой причине сжиженный метан легче транспортировать и переркачивать, чем традиционный газообразный природный газ. Правда затраты на сжижение газа в 2-3 раза больше, чем на сжатие, но сжиженный (жидкий) природнвый метан приктически не горит (пожаробезопасен), легко перевозится и может заправляеться в автомобили практически на заправках аналогичных бензиновым. Единственноное требование – наличие криогенного бака в автомобиле (на подобие термоса) и оборудования перервода жидкого метана обратно в газообразное состояние. Поэтому экономически более целесообразно использование сжиженного газа.
Во всем мире многие автомобильные заводы уже давно выпускает автомобили, работающие на сжиженном природном газе. В перспективе предполагается перевести на газ весь грузовой и муниципальный транспорт и в Российской Федерации.
Природный газ является перспективным топливом и для авиации. Во всех промышленно развитых государствах она является одним из крупнейших потребителей нефтепродуктов. В 2010 г. совокупное потребление авиационного топлива всеми авиакомпаниями мира составило около 193 млн. т, в том числе странами СНГ - 10 млн. т. В настоящее время практически единственным топливом для воздушного транспорта является авиационный керосин. Однако уже достаточно давно ведутся работы по подбору альтернативных топлив.
В нашей стране в районах нефтедобычи вертолеты завода им. М.Л. Миля летают на так называемом авиационном сконденсированном топливе (АСКТ), получаемом па основе пропан-бутановых фракций, извлекаемых из попутного нефтяного газа.
Одним из альтернативных топлив для авиации является сжиженный природный газ (СПГ). Его применение в качестве авиатоплива имеет ряд достоинств:
1) выбросы вредных веществ при сжигании СПГ значительно ниже, чем при использовании авиакеросина: окислов азота образуется в 1,5...2 раза меньше, сажи - в 5 раз;
2) при одинаковой полезной нагрузке уменьшаются расход и масса топлива; так установка па самолетах ИЛ-86 двигателей, работающих па СПГ, позволит при той же дальности полета снизить взлетную массу самолета на 25,4 т, а расход топлива на 18,6 т.
Перспективность использования СПГ в качестве авиатоплива подтверждается также тем, что его производство ныне превратилось в развитую отрасль мировой экономики: в 2010 г. в мире было произведено около 220 млрд. м3 СПГ, а ежегодный прирост торговли им составляет 7-8 %.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод, что нефть и газ играют, и будут играть важную роль в жизни человека. Несмотря на расширение применения нетрадиционных возобновляемых источников энергии, в обозримой перспективе нефть и газ останутся основными энергоносителями во всех странах мира. Другое дело, что будет происходить некоторое перераспределение ролей между ними: моторные топлива, получаемые из нефти, будут постепенно заменяться сжиженным газами.
Невозможно представить себе современную цивилизацию без продуктов переработки нефти и газа. Это направление их использования со временем также будет все более и более развиваться.
Нефть и газ
Преимущества нефти и газа перед другими источниками энергии заключаются в относительно высокой теплоте сгорания и в простоте использования с технологической точки зрения.
Так, при полном сгорании 1 кг нефти выделяется 46 МДж тепла, 1 м3 природного газа 36 МДж, 1 кг антрацита 34 МДж, 1 кг бурого угля - 9,3 МДж, 1 кг дров - 10,5 МДж. Если массу нефти принять за единицу, то для получения эквивалентного количества тепла масса антрацита должна составить 1,4; бурого угля - 5,0; дров - 4,4. Аналогичным достоинством обладает газ. Это дает огромные преимущества при транспортировке.
Теперь сравним различные энергоносители с точки зрения технологичности. Нефть и газ транспортируются, в основном, по трубопроводам, работающим в любое время года и суток. Чтобы перекачать нефть (газ), а затем подать ее (его) в топку, достаточно включить насос (компрессор), а порой просто открыть задвижку (край). Транспортировка же твердого топлива требует обязательного проведения погрузочно-разгрузочных работ. Движение транспортных средств с углем, как правило, связано с простоями (при погрузке-разгрузке, заносах и т.д.). Загрузка твердых топлив в топку очень часто связана с большими затратами ручного труда.
Применение газа вместо угля дает большую экономию времени и средств, улучшает условия труда, а также санитарное состояние городов, жилых домов и предприятий. Поэтому в настоящее время почти все тепловые станции Урала и Европейской части России переведены на газ. Проводится большая работа по газификации малых городов и сел.
Пик добычи нефти (4,06 млрд. т/год) ожидается в 2020 г., после чего ожидается период ее стабилизации. Ресурсы газа значительно более велики. Их хватит на несколько сот лет.
Таким образом, нефть и газ в ближайшей перспективе останутся основными источниками энергии для человечества.
Уголь
Большая часть всех ресурсов угля на Земле сосредоточена севернее 30 градусов северной широты, причем 75 % мировых ресурсов находятся в недрах трех государств - России, США и Китая.
Уголь широко применялся в энергетике вплоть до второй половины XX века. О динамике роста его потребления говорят следующие цифры. В XIX столетии в мире было добыто 17,8 млрд. т угля, а за последующие 70 лет - 103,5 млрд. т. Существенно расширилась и география добычи этого энергоносителя. Если в период с 1801 по 1810 гг. уголь добывали лишь в пяти странах мира, а с 1841 по 1951 гг. - в восьми, то с 1961 по 1970 гг. - в 54-х. Только с 50-х годов XX в. в энергетическом балансе почти всех стран мира началось сокращение доли угля. Освобождающуюся нишу заняли нефть и газ - более дешевые и эффективные энергоносители.
Вместе с тем, по данным Американской Национальной Ассоциации по углю при сохранении нынешних темпов потребления к 2000 г. будет израсходовано лишь 2 % мировых ресурсов угля. Таким образом, уголь можно назвать топливом XXI века.
Перспективы использования угля связаны с его открытой (бесшахтной) добычей, применением газификации углей, получением из угля жидких синтетических топлив. Однако пока энергия угля обходится дороже, чем энергия нефти и газа.