Материальные и энергетические ресурсы
С увеличением промышленного производства все большее значение для развития производительных сил приобретают полезные ископаемые, содержащиеся в недрах Земли.
Большое значение для развития производства имеет информация о ресурсах руд металлов. Известные месторождения железной руды в настоящее время оценивают примерно в 600 млрд. тонн. При ежегодной добыче ее в мире около 800 млн. т этих запасов хватит на 750 лет. Если же иметь в виду, что значительное количество стали выплавляется из металлолома, то можно рассчитывать и на более длительное время. Кроме того, предположительно на дне океанов находится около 1,5 трлн. т железомарганцевых конкреций.
Общие запасы бокситов оцениваются в 22 млрд.т. при ежегодной добыче этого сырья для производства алюминия в количестве 80 млн. т. Такие запасы смогут обеспечить работу предприятий на 275 лет. Общие запасы медных руд оцениваются в 500 млн. т, что при ежегодном потреблении 8 млн. т способно обеспечить работу заводов в пределах 60 - 65 лет. Общих запасов олова по прогнозным оценкам хватит лишь на 15-16 лет. Мировые запасы золота к настоящему времени оцениваются в 40 тыс. т. Примерно такое же количество золота сосредоточено в кладовых банков и казначейств. Годовая добыча этого благородного металла составляет около 1 тыс.т. Запасы серебра оцениваются в 150 тыс. т, а ежегодная добыча его находится на уровне 8 тыс.т. При таких темпах добычи ресурсы по золоту будут исчерпаны через 40 лет, а по серебру - через 18 - 20 лет.
Сведения о топливно-энергетических ресурсах по данным, приведенным на ХХVI Международном геологическом конгрессе сосредоточены в табл. 9.1. Из их анализа следует, что наибольшими являются запасы угля. Если ориентироваться на объем мировой добычи этого вида топлива в 1980 г.-2,8 млрд.т у.т., то запасов угля хватит на 3 616 лет.
Таблица 9.1
Структура мировых запасов горючих ископаемых
| Вид ресурсов | Геологические | Условно доступные для извлечения | ||||||
| млрд. т | млрд. т у.т.* | % | млрд. т | млрд. т у.т.* | % | |||
| Уголь | 16 000 | 10 126 | 89,53 | 4 000 | 2 880 | 82,66 | ||
| Нефть | 6,57 | 10,68 | ||||||
| Торф | 0,88 | 0,75 | ||||||
| Смола из горючих сланцев | 1,00 | 0,80 | ||||||
| Природный газ** | 180´1012 | 2,02 | 140´1012 | 5,11 | ||||
| Итого | 11 310 | 100,00 | 3 484 | 100,00 | ||||
*т у.т. – тонна условного топлива. Числено 1 т у.т. соответствует 1 т твердого топлива, теплотворная способность которого Qнр =29,3 МДж/кг.
** - запасы природного газа оцениваются в м3.
Запасов угля в мире, возможно, больше, чем следует из имеющихся оценок. Из-за большей ценности источников углеводородного топлива - нефти и природного газа, обладающих более высокой теплотворной способностью, отсутствием балласта (золы и воды), более пригодных для производства химикатов и горюче-смазочных материалов, поисковым и разведочным работам на уголь уделяется меньшее внимание. В некоторых странах ресурсы его вообще не учитываются.
Большое значение уделяется поиску нефти. Достоверные ресурсы нефти увеличиваются быстрее, чем происходит рост ее добычи. В настоящее время значительные запасы нефти разработаны в прибрежном шельфе Северного моря. Крупными нефтедобывающими странами стали Великобритания и Норвегия. Надо иметь в виду, что при существующей технологии на поверхность извлекается только 35-40% нефти, имеющейся в недрах Земли.
В результате интенсивных поисковых работ увеличиваются также достоверные запасы природного газа. Значительные количества метана находятся в виде твердых растворов в каменноугольных пластах. Этот метан представляет крайнюю опасность, являясь основной причиной взрывов и пожаров в шахтах. При угледобыче с дегазацией пласта возможно извлечение газа и его использование. Общее количество метана в угольных пластах основных бассейнов СНГ оценивается в 3,2-3,5´1013 м3.
Природные газы образуют в земной коре при определенных термодинамических условиях (температуре до 195 К и давлении до 2,5 МПа) залежи топлива в твердом газгидратном состоянии (твердые растворы, в которых растворителем является лед). По оценкам специалистов, количество метана в таких отложениях на морском дне во много раз превышает общие ресурсы всех горючих ископаемых суши: в глубоководных месторождениях газгидратов содержится 1018 м3 метана. Очень большие количества газгидратов природного газа находятся в вечной мерзлоте, занимающей большие территории Российской Федерации. Все же следует отметить, что пока не разработаны эффективные технологии извлечения природного газа, находящегося в газгидратных месторождениях.
Очень важным источником энергии становится атомная энергетика. В 2000 г. на долю атомных электростанций приходилось около 6,0 % мировой выработки электроэнергии. Общие запасы урана в капиталистических и развивающихся странах оцениваются в 4 млн.т. Потребность в 2000 г оценивалась в 135 тыс. т, что отвечало обеспеченности примерно на 30 лет. Значительные количества этого топлива находятся в отвалах предприятий по производству обогащенного урана, тяжелой воды.
Из возобновляемых источников энергии в настоящее время в наибольшей мере используются гидроэнергоресурсы, но они практически исчерпаны. К неисчерпаемым ресурсам энергии относятся солнечная и геотермальная, энергия ветра, приливов и отливов, биомассы. Наибольшие успехи достигнуты в создании солнечных батарей, ветровых генераторов, генераторов биогаза.
Общее представление о потреблении энергии из различных источников в настоящее время и на перспективу можно получить из данных, представленных на рис. 9.2. Их сравнение показывает, что в ближайшие 20 лет в мире не произойдет кардинальных изменений в структуре топливного баланса.