Виды топлива, их характеристика и запасы в Беларуси

Топливо подразделяют на следующие четыре группы:

• · твердое;
• · жидкое;
• · газообразное;
• · ядерное.

Самым первейшим видом твердого топлива были (а во многих местах остаются и в настоящее время) древесина и другие растения: солома, камыш, стебли кукурузы и т. п.

Первая промышленная революция, которая в XIX веке полностью преобразовала аграрные страны Европы, а затем и Америку, произошла в результате перехода от древесного топлива к ископаемому угольному. Потом пришла эра электричества. Открытие электричества оказало огромное влияние на жизнь человечества и обусловило зарождение и рост крупнейших городов мира.

Применение нефти (жидкий вид топлива) и природного газа в сочетании с развитием электроэнергетики, а затем и освоение энергии атома позволили промышленно развитым странам осуществить грандиозные преобразования, итогом которых стало формирование современного облика Земли.

Таким образом, к твердому виду топлива относят:

• · древесину, другие продукты растительного происхождения;
• · уголь (с его разновидностями: каменный, бурый);
• · торф;
• · горючие сланцы.

Ископаемые твердые топлива (за исключением сланцев) являются продуктом разложения органической массы растений. Самый молодой из них торф, представляющий собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений. Следующими по «возрасту» являются бурые угли — землистая или черная однородная масса, которая при длительном хранении на воздухе частично окисляется (выветривается) и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли, обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них — антрацитов претерпела наибольшие изменения и на 93% состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твердостью.

Горючие сланцы представляют собой полезное ископаемое, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы, близкой по составу к нефти. Залежи горючих сланцев в Беларуси находятся на юге республики (Туровское месторождение в Гомельской области, Любанское — в Солигорском и Любанском районах Минской области), и открыты они в 1963 г. Прогнозные запасы составляют 11 млрд т, в т. ч. промышленные на глубине 300 м — 3,6 млрд т, что соответствует 792 млн т у. т. Наиболее изученным является Туровское месторождение.

Жидкие виды топлива получают путем переработки нефти. Сырую нефть нагревают до 300 … 370 °C, после чего полученные пары разгоняют на фракции, конденсирующиеся при различной температуре:

— сжиженный газ (выход около 1%); -бензиновую (около 15%, tK = 30 … 180 °С); -керосиновую (около 17%, tK = 120 … 135 °С); - дизельную (около 18%, tK = 180 … 350 °С).

Жидкий остаток с температурой начала кипения 330 … 350 °C называется мазутом.

Газообразными видами топлива являются природный газ, добываемый как непосредственно, так и попутно с добычей нефти, называемый попутным. Основным компонентом природного газа является метан СН4 и в небольшом количестве азот N2, высшие углеводороды, двуокись углерода. Попутный газ содержит меньше метана, чем природный, но больше высших углеводородов, и поэтому выделяет при сгорании больше теплоты В промышленности и, особенно в быту, находит широкое распространение сжиженный газ, получаемый при первичной переработке нефти. На металлургических заводах в качестве попутных продуктов получают коксовый и доменный газы. Они используются здесь же на заводах для отопления печей и технологических аппаратов. В районах расположения угольных шахт своеобразным «топливом» может служить метан, выделяющийся из пластов при их вентиляции. Газы, получаемые путем газификации (генераторные) или путем сухой перегонки (нагрев без доступа воздуха) твердых топлив, в большинстве стран практически вытеснены природным газом, однако в настоящее время снова возрождается интерес к их производству и использованию.

В последнее время все большее применение находит биогаз — продукт анаэробной ферментации (сбраживание) органических отходов (навоза, растительных остатков, мусора, сточных вод и т. д.).

Ядерным топливом является уран. Об эффективности использования его показывает работа первого в мире атомного ледокола «Ленин» водоизмещением 19 тыс. т, длиной 134 м, шириной 23,6 м, высотой 16,1 м, осадкой 10,5 м, со скоростью 18 узлов (около 30 км/ч). Он был создан для проводки караванов судов по Северному морскому пути, толщина льда по которому достигала 2 и более метров. В сутки он потреблял 260−310 граммов урана. Дизельному ледоколу дпя выполнения такого же объема работы, которую выполнял ледокол «Ленин», потребовалось бы 560 т дизтоплива.

Анализ оценки обеспеченности ТЭР показывает, что наиболее дефицитным видом топлива является нефть. Ее хватит по разным источникам на 25−40 лет. Затем, через 35−64 года, истощатся запасы горючего газа и урана. Лучше всего обстоит дело с углем, запасы которого в мире достаточно велики, и обеспеченность углем составит 218−330 лет.

В Республике Беларусь собственные топливно-энергетические ресурсы представлены: древесиной; нефтью; торфом; бурым углем; горючими сланцами. Общие запасы древесины в стране оцениваются примерно в 1093,2 млн м3, что составляет около 1% запасов древесины СНГ. Лесистость территории — 38%3. Запас спелого древостоя составляет около 74,7 млн м3 На душу населения приходится 0,6 га леса и 93 м³ запасов древесины. Средний возраст древостоя — 40 лет, средний прирост — 3,7 м³ на 1 га; средний запас на 1 га в спелых лесах — 205 м³. Основная часть лесов (45%) приходится на Гомельскую и Минскую области. Значение древесины в топливном балансе страны пока незначительно, поскольку начавшаяся в 1960 г. и продолжающаяся ныне повсеместная газификация вытеснила древесину как вид топлива, а работающие на отходах котельные деревообрабатывающих предприятии были переведены на газ. В последнее время в связи с возникшими проблемами в использовании дорогостоящего покупного топлива, и, в первую очередь, газа, на древесное топливо, особенно на отходы деревообработки переходит все больше субъектов хозяйствования.

Основной нефтегазоносной территорией Беларуси является Припятский прогиб. Известно 55 месторождений нефти, в т. ч. 53 — в Гомельской и 2 — в Могилевской областях. 33 месторождения разрабатываются, крупнейшее из которых — Речицкое эксплуатируется с 1965 года. С начала промышленной разработки нефти (1965 г.) в стране добыто 100 млн т. В настоящее время ежегодно добывается около 1,8 млн т нефти. РУП «Объединение «Беларуснефть» — единственное нефтедобывающее республиканское унитарное предприятие — имеет 508 эксплуатационных скважин на 63 месторождениях нефти. Бурением пройдено 18,531 млн м горных пород. Разведанные запасы нефти составляют около 80 млн т, газоконденсата — 0,44 млн т, попутного газа — 9734 млн м3. Годовая потребность Республики Беларусь в нефти составляв-16−18 млн т, а собственные ресурсы составляют всего лишь 9−10%. Остальное количество нефтепродуктов в республику поставляет около 70 субъектов хозяйствования.

Наиболее распространенным видом местного топлива в Беларуси является торф. Торфяные отложения имеются практически во всех регионах. По запасам торфа (первичные запасы составляли 5,65 млрд т, оставшиеся гео логические оцениваются в 4,3 млрд т) Беларусь занимает второе место в СНГ, уступая только России. Разведано более 9000 месторождений торфа общей площадью в границах промышленной глубины 2,54млн га. В последнее время годовая добыча составляет 27−30 млн т. Наиболее богатые залежи его находятся в Брестской, Витебской, Могилевской областях, в которых геологический запас торфа составляет около 68% от общего запаса в стране. Основными месторождениями торфа являются Светлогорское, Василевичское, Лукское (Гомельская обл.), Березинское, Смолевичское (Мин екая обл.), Березовское (Гродненская обл.), Даблевский Мох и др. На базе этих месторождений были в свое время построены крупные электростанции: Василевичская, Смолевичская ГРЭС др. или крупные торфобрикетные заводы.

Месторождения бурого угля находятся, так же, как и нефть, в Припятском прогибе. Прогнозные ресурсы его на глубине 600 м оцениваются в 410 млн т, в т. ч. мощностью пласта от 0,7 м и более — 294 млн т.

В настоящее время наиболее изученными являются неогеновые угли (залегают на глубине 20−80 м) трех месторождений: Житковического, Бриневкого и Тонежского с общими запасами 152 млнт (37 млн т у. т.), промышленными — 121 млн т (29,5 млн т у. т.) На Житковичском месторождении подготовлены для промышленного освоения два месторождения с общими запасами 46,7 млн т (11,4 млн т у. т.), что позволяет проектировать строительство разреза мощностью в 2 млн т (488 т у. т.). В последние годы на юге Беларуси (Лельчицкий район) открыто относительно большое месторождение — Букчинское, которое в будущем может иметь промышленное значение.

Разведанные запасы угля пока не разрабатываются, поскольку уголь залегает на большой глубине, мощность его пластов небольшая.

Прогнозируемые объемы годовой добычи местных видов топлива составляют:

• -нефть, млн т: 2000 г. (факт) — 1,84; 2005 г.- 1,55; 2010 г. — 1,29; 2015 г. -1,102;
• — попутный газ, млн м3: 2005 г.-230; 2010 г.-210; 2015 г.- 180;
• -торф, 1 млн. т у. т./год (на весь рассматриваемый период);
• -дрова, предусматривается увеличение заготовок и использования с 1,3 млн. ту. т. в 2000 г. до 1,9−2,0 млн. ту. т. в 2015 г.

Имеющиеся запасы бурых углей в объеме 151,6 млн. т пригодны для использования после брикетирования с торфом, однако их добыча нецелесообразна, т. к. экологический ущерб превысит полученные результаты.

Нецелесообразна и добыча горючих сланцев в объеме имеющихся запасов 11 млрд. т, поскольку стоимость получаемых продуктов выше мировых цен на нефть.

Приоритетные направления энергосберегающей политики в основных отраслях экономики страны.

1. Промышленность Основными направлениями энергосбережения в промышленности является:

• — структурная перестройка предприятий, направленная на выпуск менее энергоёмкой, конкурентоспособной продукции;
• — специализация и концентрация отдельных и энергоёмких производств (литейных, термических, гальванических и др.) по регионам;
• — модернизация и техническое перевооружение производств на базе наукоёмких ресурсои энергосберегающих и экологически чистых технологий;
• — совершенствование существующих схем энергоснабжения предприятий;
• — повышение эффективности работы котельных и компрессорных установок;
• — использование вторичных ресурсов и альтернативных видов топлива, в т. ч. горючих отходов производства;
• — применение источников энергии с высокоэффективными термодинамическими циклами;
• — применение эффективных систем теплоснабжения, освещения, вентиляции, горячего водоснабжения; - расширение сети демонстрационных объектов;
• — реализация крупных комплексных проектов, влияющих на уровень энергопотребления в республике, её энергообеспеченность и эффективность использования энергии.

Первоочерёдными мероприятиями являются:

• — модернизация термического оборудования;
• — утилизация тепла уходящих газов;
• — повышение активности работы котельных путём автоматизации основных и вспомогательных процессов, оптимизации процессов горения, установки в промышленных котельных турбогенераторов малой мощности;
• — снижение затрат на теплоснабжение зданий и сооружений, вентиляцию, освещение, горючее теплоснабжение;
• 2. Сельское хозяйство.

В сельском хозяйстве основными направлениями повышения эффективности использования ТЭР являются:

• — внедрение энергоэффективных систем микроклимата, кормления, поения, содержания молодняка;
• — внедрение систем обогрева производственных помещений инфракрасными излучателями;
• — использование гелиоколлекторов для нагрева воды, используемой на технологические нужды;
• — внедрение частотно-регулируемого привода для технологических установок;
• — перевод котельных в водогрейный режим;
• — децентрализация схем теплоснабжения с внедрением газогенераторных установок;
• — замена электрокотлов и неэкономичных чугунных котлов на котельные установки, работающие на местных видах топлива;
• — внедрение газогенераторных установок с применением эффективных технологий преобразования низкосортных топлив в высококалорийные;
• — создание мини-ТЭЦ на базе двигателей внутреннего сгорания, установка турбогенераторов малой мощности в котельных, строительство малых ГЭС;
• — внедрение энергоэффективных систем освещение производственных помещений, уличного освещения населенных пунктов;
• — установка современной аппаратуры для технического обслуживания, регулирования двигателей внутреннего сгорания.

Первоочерёдные мероприятия:

• — внедрение обогреваемых полов и ковриков на животноводческих комплексах;
• — перевод содержания животных на глубокую подстилку;
• — внедрение энергоэффективных систем поения, кормления улучшенного содержания птицы, замена проточных поилок на ниппельные;
• — внедрение экономичных теплогенераторов, воздухонагревателей для сушки зерна;
• — замена низкоэффективных котлов на более экономичные, перевод котлов на местные виды топлива;
• — ликвидация длинных тепло — и паротрасс с внедрением установок локального обогрева помещений на местных видах топлива;
• — внедрение систем зонного обогрева инфракрасными излучателями, гелиоколлекторных установок;
• — внедрение приборов контроля и регулирования ТЭР;
• 3. Строительный комплекс:

Основными направлениями повышения эффективности использования ТЭР и реализации потенциала энергосбережения в строительстве являются:

• — внедрение новых и совершенствование существующих технологий в производстве энергоёмких строительных материалов, изделий и конструкций;
• — разработка и внедрение энергоэффективных технологий производства строительно-монтажных работ;
• — автоматизация технологических процессов, внедрение регулируемых электроприводов;
• — увеличение термосопротивления ограждающих конструкций жилого фонда;
• — внедрение энергоэффективных систем освещения жилых и общественных зданий;
• — повышение эффективности работы котельных;
• — установка в котельных турбогенераторов малой мощности;
• — оснащение приборами учёта и регулирования расхода основных энергоносителей;
• — использование отходов деревообработки и местных видов топлива, утилизация вторичных энергоресурсов.

Первоочерёдные мероприятия:

• — монтаж газотурбинных установок на Белорусском цементном заводе;
• — внедрение новых энергоэкономичных технологий в производстве керамических стеновых материалов, цемента, извести, листового стекла;
• — повышение качества теплоизоляционных материалов, внедрение энергоэкономичных технологий получения плитного и монолитного полисторолбетона и других теплоизоляционных материалов;
• — утилизация тепла уходящих дымовых газов технологических печей различного назначения;
• — снижение энергозатрат в производстве сборного железобетона до научно обоснованных нормативов;
• — организация производства топливных брикетов из лигнина на Речицком комбинате стройматериалов;
• — термореновация жилого фонда в части разработки нормативно-технической документации, инструментальная приёмка объектов;
• — замена низкоэффективных котлов на котельные установки с высоким КПД;
• 4. Жилищно-коммунальное хозяйство.

Основными направлениями повышения эффективности использования ТЭР и реализации потенциала энергосбережения в жилищно-коммунальном хозяйстве являются:

• — ликвидация неэкономичных котельных с переводом их нагрузок на другие котельные;
• — децентрализация систем теплоснабжения со строительством котельных малой мощности;
• — повышение эффективности работы коммунальных котельных путём замены неэкономичных котлов на более эффективные, перевода паровых котлов в водонагрейный режим работы, использование безопасных и экономичных способов очистки поверхности нагрева от накипи и нагара, внедрение безреагентных моноблочных водоподготовительных установок, перевод котельных с мазута на газ;
• — перевод котельных на местные виды топлива;
• — установка в котельных электрогенерирующего оборудования;
• — перекладка тепловых сетей предизолированными трубами;
• — внедрение комплексной системы автоматизации и диспетчирезации котельных, тепловых сетей, ЦТП;
• — тепловая реабилитация жилых и общественных зданий;
• — внедрение приборов учёта, контроля и регулирования расхода ресурсов, включая оснащение квартир и жилых домов приборами учёта холодной, горячей воды и газа;
• — перевод автомобильного городского коммунального транспорта на газ;

Первоочерёдные мероприятия:

• — прокладка тепловых сетей предизолированными трубами;
• — ликвидация длинных теплотрасс, децентрализация систем теплоснабжения со строительством котельной малой мощности;
• — замена котлов с низким КПД на более экономичные;
• — перевод котлов в водонагрейный режим работы;
• — внедрение АСУ, диспетчеризации и мониторинг котельных, тепловых сетей, ЦТП;
• — диспетчеризация сетей наружного освещения;
• — внедрение сетей наружного освещения;
• — внедрение систем АСУ ТП водоснабжения и водоотведения г. Минска;
• — внедрение приборов учёта и регулирования потребления ТЭР.