Что относится к энергетическим полезным ископаемым

Недра, категории недр

Понятие «недра» имеет несколько толкований. В географии и геологии под недрами понимают:

часть земной коры, которая расположена под почвенным покровом, или (при отсутствии почвы), ниже земной поверхности, дна водотоков и водоемов, доступных для геологического освоения и изучения;
часть земли, в состав которой входят полезные ископаемые верхних участков земной коры, где возможна их разработка, добыча и другая человеческая деятельность.

Замечание 1

Недра – это источник минеральных и полезных ископаемых, запасов подземных и минеральных вод. Недра сохраняют глубинное тепло, выступают пространственной основой для размещения разных сооружений и объектов, захоронения радиоактивных веществ и промышленных отходов. Понятие «недра» включает горные породы, вышедшие на поверхность, все полезные свойства, энергетические ресурсы, полости и др.

Нижняя граница недр определяется двумя позициями: ограничение техническими возможностями освоения и продолжительность до центра земного сфероида.

Все недра подразделяются на категории: используемые участки недр и неиспользуемые части недр. В скрытой форме существует деление по различным категориям: участки недр, включающие полезные ископаемые; недра, используемые не с целью добычи полезных ископаемых; участки недр, которые представляют социальный и научный интерес и др.

Полезные ископаемые. Минеральные ресурсы. Топливно-энергетические ресурсы

Определение 1

Полезные ископаемые – органические и минеральные образования земной коры, физические свойства и химический состав которых позволяют активно использовать их в качестве сырья или топлива в сфере материального производства.

Полезные ископаемые могут быть газообразные, жидкие, твердые.

В земной коре полезные ископаемые находятся в виде разного рода скоплений (штоков, жил, пластов, россыпей, гнезд и др.). Скопления ископаемых образуют месторождения, при больших скоплениях формируются районы, провинции, бассейны.

Добыче полезных ископаемых посвящена отдельная область науки и технологии – горное дело.

Полезные ископаемые обладают рядом общих признаков:

спутниками рудных месторождений являются минералы (для рудного золота – пирит и кварц, для алмазов – пироп, для платины – хромистый железняк и т.д.);
присутствие минералов обнаруживается в валунах, перенесенных обломках, находящихся на склонах, в руслах водотоков, в ложбинах и пр.;
прямое наличие в горных выработках, обнажениях, керне;
более высокий уровень содержания их элементов-индикаторов в минеральных источниках и в растительности.

Определение 2

Минеральные ресурсы – совокупность полезных ископаемых, обнаруженных в недрах земли отдельных регионов, стран и материков, океанического дна, пригодных и доступных для промышленного использования, а также количественно оцененных геологической разведкой и исследованиями.

Минеральные ресурсы – это не возобновляемые природные ресурсы. Минерально-сырьевая база – это подготовленная к освоению часть минеральных ресурсов. Минеральные ресурсы могут рассматриваться с точки зрения горно-геологического аспекта, как совокупность полезных ископаемых, выявленных в недрах, где химические элементы и минералы находятся в высокой концентрации, обеспечивающей возможности их использования в промышленных целях, и с точки зрения экономического аспекта, как сырьевая база для развития важнейших отраслей промышленности (черная и цветная металлургия, топливная промышленность, энергетика, строительство, химическая промышленность).

В недрах Земли минеральные ресурсы распределены неравномерно. Например, более 80% запасов угля развитых и развивающихся стран сосредоточено всего в пяти странах – США, Великобритания, Германия, Австралия и ЮАР, 87% марганцевых руд – в Австралии и ЮАР, 86% калийных солей – в Канаде.

Топливно-энергетические ресурсы представляют собой запасы топлива и энергии в окружающей среде, которые могут быть использованы в практической деятельности человека при производстве материальных благ. К топливно-энергетическим ресурсам относятся: каменный и бурый уголь, горючие газы, нефть, горючие сланцы, дрова, торф, энергия морских приливов, падающей воды рек, ветра, атомная и солнечная энергия.
Вопросы добычи и использования разных видов энергии изучает энергетика.

Принципы классификации полезных ископаемых и топливно-энергетических ресурсов

Минеральные ресурсы по областям использования подразделяются на:

топливно-энергетические (нефть, природный газ, уголь, торф, горючие сланцы, урановые руды);
руды черных металлов (марганцевые, железные, хромовые и т.д.);
руды цветных и легирующих металлов (меди, свинца, алюминия, цинка, кобальта, никеля, молибдена, вольфрама, сурьмы, ртути, олова и т.д.);
руды редких и благородных металлов;
гидроминеральные (подземные пресные и минеральные воды – бальнеологические, термальные и др.);
нерудное индустриальное сырье (графит, слюда, тальк, асбест, кварц и т.д.);
нерудные строительные ископаемые (строительные камни – гранит, мрамор, базальт, строительные материалы – песок, известняк, глина, шиферные сланцы, стекольное и цементное сырье и др.);
камнесамоцветное сырье (родонит, яшма, агат, халцедон, оникс, нефрит, чароит и др.) и драгоценные камни (изумруд, алмаз, сапфир, рубин);
горнохимическое сырье (фосфаты, апатиты, минеральные соли (калийная, каменная, магнезиальная), бораты, барит, сера и ее соединения, флюорит и др.).

Нерудные полезные ископаемые, драгоценные камни, камнесамоцветное и горное сырье могут в совокупности рассматриваться как неметаллические (нерудные) полезные ископаемые.

Среди топливно-энергетических ресурсов выделяют первичные и вторичные ресурсы. Первичные энергетические ресурсы получают непосредственно из природных источников, после чего преобразуют их в другие виды энергии. Среди первичных ресурсов выделяют возобновляемые и невозобновляемые ресурсы.

Вторичные энергетические ресурсы получают в виде побочных продуктов основного производства. Выделяют следующие группы: топливные (горючие) ресурсы – включают энергию технологических процессов термохимической и химической переработки сырья (твердые и жидкие топливные ресурсы, горючие газы, непригодные для дальнейших технологических процессов; тепловые ресурсы представляют собой тепло газов, отходящих при сжигании топлива, тепло воздуха или воды, которые использовали для охлаждения различных агрегатов и установок, а также тепловых отходов производства; ресурсы избыточного напора (давления) – это энергия жидкостей, газов, сыпучих материалов, которые с избыточным давлением покидают технологические агрегаты и которое нужно снижать перед следующим этапом их использования. Энергетические ресурсы преобразуются в механическую энергию.

Источник

Общая характеристика

Замечание 1

Энергоресурсы – это материальные объекты, в которых сконцентрирована возможная для использования энергия. Под энергией понимают количественную оценку разных форм движения материи, способных преобразовываться друг в друга. Энергия подразделяется на механическую, химическую, ядерную, электрическую и др.

К энергоресурсам относятся:

органические топливные ресурсы (нефть, природный газ, уголь);
энергия рек и водопадов;
ядерное топливо (торий и уран).

Все энергоресурсы подразделяют на возобновляемые и невозобновляемые.

Возобновляемые энергоресурсы природная среда непрерывно восстанавливает: ветер, вода и др. Невозобновляемые энергоресурсы – ресурсы, накопленные в окружающей среде, но в новых геологических условиях не образующиеся (например, нефть, каменный уголь, природный газ).

В настоящее время широко используется энергия химических горючих веществ органического происхождения. Разведанные мировые запасы основных органических горючих составляют около 13 млрд. тонн, при этом извлекается ныне всего 3800 млрд. тонн.

Критерием целесообразности извлечения энергоресурсов является отношение энергоемкости извлекаемого источника энергии к объему затраченной на это энергии (в том числе овеществленную в амортизирующей части оборудования, в расходуемых материалах). Такое отношение должно быть больше единицы.

Сложно оценить ресурсы делящегося ядерного топлива. Залежи тория и урана в земной коре не до конца разведаны, а содержание их в Мировом океане сильно рассредоточено.

Классификация энергоресурсов

К невозобновляемым традиционным источникам энергии относятся органическое топливо и ядерное топливо.

Органическое топливо. Его практическая целесообразность определяется количественными запасами, скоростью горения, удобствами добычи, возможность долгого хранения, теплотворной способностью, безвредностью продуктов сгорания для живых организмов и оборудования. Все виды органического топлива – это углеводородные соединения, включающие небольшие количества других соединений.

Органическое топливо может быть трех видов:

Твердое топливо: бурый и каменный уголь, торф, сланцы, дрова, отходы деревообделочных цехов и лесопильных заводов, растительные отходы сельского хозяйства.
Жидкое топливо: нефть т продукты ее переработки – керосин, бензин, масло, мазут. Искусственное жидкое топливо, масла, горючие смолы получают в процессе переработки твердых топлив.
Газообразное топливо: природный газ, попутный нефтяной газ, крекинговый газ, доменный и коксовый газ – газообразные отходы металлургического производства, генераторный газ. Газообразное топливо делится на нефтепромысловое и природное.

Замечание 2

По сравнению с остальными видами топлива газообразное топливо обладает некоторыми преимуществами: сгорает при незначительном количестве воздуха, образует продукты полного горения без копоти и дыма, не создает твердых остатков, удобно для транспортировки на большие расстояния по газопроводам.

Ядерная энергия освобождается в результате синтеза атомных ядер тория или урана, или в процессе торможения продуктов ядерного деления в виде тепловой энергии.

К возобновляемым традиционным источникам энергии относится энергия движения вод в реках и воздуха в атмосфере. Запасы ветра в сотни раз превышают запасы гидроэнергии речных потоков. Энергетические ресурсы воздушных масс содержаться в постоянных воздушных течениях со стороны северного и южного полушарий к экватору, в бризах и муссонах.

Общие гидроэнергетические ресурсы на Земле оцениваются в 33 тыс. ТВтч/год. По экономическим и техническим соображениям на сегодняшний день доступно от 4 до 25%.

Ископаемые ресурсы

К ископаемым ресурсам относятся энергетические ресурсы и рудные и нерудные полезные ископаемые, строительное сырье. Залежи полезных ископаемых обладают разной степенью изученности и точности оценки.

По степени разведанности и количественной определенности в России выделяют четыре категории месторождений ископаемых ресурсов:

детально разведанные с точно обозначенными границами залегания;
разведанные с примерно определенными границами залегания;
разведанные залежи с запасами, подсчитанными с помощью экстраполяции;
предварительно оцененные месторождения, качество которых определено по единичным образцам и пробам.

В зарубежных странах используется классификация, согласно которой разведанные запасы делят на достоверные и вероятные (по степени изученности). В Соединенных Штатах и некоторых других странах выделяют: измеренные запасы; запасы, определенные на основе сведений, полученных за пределами измеренных залежей по данным горногеологических работ; запасы предполагаемые и выведенные на основе геологических данных.

В мировой экономике огромное значение играют залежи железной руды. Промышленные виды железных руд представлены железистыми кварцитами, титаномагнетитами, магнетитами, сидеритами и гематитами. Потенциальные геологические запасы железных руд оцениваются в триллионы тонн. Достоверные и вероятные запасы железных руд составляют 260 млрд. тонн.

Наиболее крупные залежи железных руд находятся в Австралии, Бразилии, США, Канаде, ЮАР, Франции, Швеции, Великобритании, Норвегии, Китае и странах СНГ. Ежегодная добыча железной руды в мире составляет примерно 870 млн. тонн. По прогнозам запасов руды должно хватить на 250 лет.

В производстве черных металлов большую роль играют легирующие добавки для выплавки сталей: никель, марганец, хром, кобальт. Значительная доля залежей руд различных металлов находится в Азии, Африке, Америке и Австралии; никеля – в Канаде, Новой Каледонии, на Филиппинах и в Индонезии; марганцевых руд – в ЮАР, Индии, Габоне; кобальта – в Новой Каледонии, Заире, Индонезии и Австралии; хрома – в Зимбабве и ЮАР; вольфрама – в Австралии и Южной Корее. На дне Мирового океана содержится до 1,5 трлн. тонн железомарганцевых конкреций.

Добыча бокситов ведется главным образом в Гвинее, Австралии и на Ямайке и составляет 80 млн. тонн. Значительны запасы глиноземного сырья – алунитов, сиенитов, нефелинов.

Общие запасы медных руд оцениваются в 860 млн. тонн. Основные залежи находятся в Канаде, США, Заире, Чили, Замбии, Перу, Панаме.

Запасы олова, цинка и свинца ограничены. Большая часть запасов свинца находится в Австралии, США и Канаде, олова – в Индии, Таиланде, Боливии, цинка – в США, Австралии, Канаде, Мексике и Перу.

Мировые запасы агрохимического сырья составляют фосфориты и калийные соли. Наибольшие залежи находятся в Израиле, Канаде, Германии. Фосфоритами богаты США и Марокко.

Источник

Топливно-энергетический комплекс Российской Федерации представляет собой сложную систему ? совокупность производств, процессов, материальных устройств по добыче топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), их преобразованию, транспортировке, распределению и потреблению как первичных ТЭР, так и преобразованных видов энергоносителей.

В состав ТЭК входят взаимодействующие и взаимообусловленные подсистемы: отрасли топливной промышленности (угольная, нефтяная, газовая), добывающая подсистема и электроэнергетика, преобразующая ТЭР в энергоносители.

Из трех основных составляющих ресурсной части топливно-энергетического баланса (добыча органического топлива, производство первичной электроэнергии и внешние поступления) наибольшая доля приходится на добычу органического топлива. В 1990 г. эта доля составляла ? 89,2%, в 1995 г. ? 92,6%, в 2002 г.? 91,8% и в 2005 г. – 92,4%.

Основные районы добычи нефти ? Западно-Сибирский (более 300 месторождений, наиболее значимые области), Волго-Уральский (нефть залегает неглубоко, низкое качество) и Тимано-Печорский (более 70 месторождений нефти, высокое качество, залегает неглубоко). Кроме того, начата разработка месторождений на шельфе острова Сахалин, в шельфовых зонах Баренцева, Карского и Охотского, Каспийского морей. По прогнозам, примерно 70% территории шельфа перспективны для поиска нефти и газа.

Месторождения нефти: Республика Коми, Ненецкий, Краснодарский край, Ставропольский край, республика Дагестан, Ингушетия, Чечня, Республика Татарстан, Самарская область, Волгоградская область, Астраханская область, Саратовская область, Ульяновская область, Республика Башкортостан, Оренбургская область, Пермская область, Республика Удмуртия, Тюменская область, Томская область, Красноярский край, Иркутская область, Сахалинская область, Республика Саха.

Начальные ресурсы газа в среднем разведаны на 24,7%. По районам данный показатель колеблется от нулевых значений до 70-81%. Основные прогнозные ресурсы приходятся на Западную и Восточную Сибирь, Дальний Восток, шельф Карского, Баренцева и Охотского морей.

Основные ресурсы и запасы газа России размещены в Северном, Северо-Кавказском, Поволжском, Уральском, Западно-Сибирском, Восточно-Сибирском и Дальневосточном экономических районах.

В Ямало-Ненецком автономном округе сосредоточено 45698,9 млрд. м3 запасов газа в пределах Надым-Пур-Тазовской, Ямало-Ненецкой и Гыданской нефтегазоносных областей и на шельфе Карского моря (Ленинградское и Русаковское месторождения). Кроме того, в Западной Сибири газоносные территории имеются также в Новосибирской, Омской и Томской областях, в Восточной Сибири ? Долгано-Ненецком и Эвенкийском автономном округе, Иркутской области и Красноярском крае. Крупные запасы газа сосредоточены на территории Уральского экономического района, а именно на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении ? 903,2 млрд. м3. На территории Урало-Поволжья и Прикаспия (Волгоградская и Астраханская области, Республика Калмыкия) перспективы открытий в основном связываются с разведкой подсолевых отложений на Астраханском своде в пределах суши и акватории Каспия. Региональная структура добычи природного газа, сложившаяся в последние годы, свидетельствует о сохраняющемся лидерстве Западной Сибири, доля которой составляет 91,2%, далее следуют Уральский (4,68%) и Поволжский (2,1%) экономические районы.

Основными потребителями газа являются электроэнергетика (41%), промышленность (28,5%), население и коммунально-бытовой сектор (16%).

Наша страна располагает огромными угольными ресурсами, разведанные запасы составляют 11% мировых. Главными угольными бассейнами межрайонного значения являются Кузнецкий (Западно-Сибирский экономический район), Печорский (Северный экономический район), восточное крыло Донбасса (Северо-Кавказский район) и Южно-Якутский (Дальний Восток) с преобладающими запасами коксующихся высококачественных углей. Причем из них более половины пригодны для открытой добычи. Основной буроугольный бассейн страны ? Канско-Ачинский (Восточная Сибирь). 95% (5,45 трлн. т) угля залегает на Востоке, 5% – на Западе. Основным угольными бассейнами страны являются: Тунгусский (40%), Ленский (30%), Кузнецкий (12%), Канско-Ачинский (10%), Таймырский, Печорский и Иркутский (8%).

По величине общих и разведанных запасов углей, по их доступности для промышленного освоения, по высокому качеству углей Кузнецкий бассейн не имеет себе равных в России. Общие геологические запасы Кузнецкого бассейна оцениваются в 725 млрд. т. Почти 90% запасов энергетических углей могут добываться открытым способом.

Большое значение для добычи углей открытым способом в стране имеет Канско-Ачинский бассейн. Он простирается вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали на протяжении 700 км, имеет ширину от 50 до 300 км. Месторождения имеют мощный пласт (от 10 до 90 м) при мощности вскрыши от 5 до 8 м. По содержанию золы они относятся в низко- и среднезольным, что исключает необходимость их обогащения. Общегеологические запасы углей исчисляются в 601 млрд. т.

Минусинский бассейн размещается в Хакасии. Он располагает каменными углями. Угли по качественным показателям близки к кузнецким. Общегеологические запасы углей – 32 млрд. т.

Угольные ресурсы Тунгусского бассейна огромны. Общегеологические запасы оцениваются в 2,34 трлн. т.

Общегеологические запасы углей Иркутского бассейна исчисляются в 76 млрд. т. Почти 60% разведанных запасов угля доступны для добычи открытым способом.

Крупнейшими потребителями угля являются электростанции: их доля в общем его расходе увеличилась с 50% в конце 1990-х гг. до 54% в 2005 г. Экономически оправданный спрос электроэнергетики на уголь будет зависеть от экономических показателей конкурирующих с ним газа и ядерной энергии.

Угольная промышленность продолжает оставаться одной из важнейших отраслей народного хозяйства. Уголь является одним из основных источников производства электрической и тепловой энергии, незаменимым энергетическим сырьем для металлургической, химической и других-отраслей промышленности.

Главная особенность топливно-энергетических ресурсов – это их неравномерное размещение по территории страны. Более 90% их сосредоточено в Восточном и Северном районах. 75% потребления энергии приходится на Центральную часть.

Источник