В народном хозяйстве применяют многочисленные виды топлива. Их подразделяют на естественные, непосредственно добываемые из недр земли, и искусственные, получаемые в большинстве случаев переработкой естественного топлива.
Ниже дана классификация естественного и искусственного твердого, жидкого и газообразного топлива.
1. Твердое топливо
Естественное: а) дрова, б) торф, в) бурый уголь, г) каменный уголь, д) полуантрацит, е) антрацит, ж) сланцы, з) битуминозные пески.
Искусственное: а) древесный уголь, б) торфяной полукокс,
В) буроугольный полукокс, г) каменноугольный полукокс, д) кокс, е) термоантрацит, ж) брикеты торфяные и угольные, з) промышленные и коммунальные отходы.
2. Жидкое топливо
Естественное: а) нефть, б) газовый конденсат.
Искусственное: а) бензин, б) керосин, в) дизельное топливо,
Г) мазут, д) смола, е) сланцевое масло, ж) метанол.
3. Газообразное топливо
Естественное: а) природный газ, б) нефтепромысловый газ, в) шахтный газ.
Искусственное: а) нефтезаводский газ, б) сжиженный газ, в) полукоксовый газ, г) коксовый газ, д) водяной газ, е) смешанный генераторный газ, ж) воздушный газ, з) доменный газ, и) ваграночный газ, к) вйГдород, л) газы процессов брожения.
Ценность топлива для народного хозяйства определяют в основном следующие характеристики:
1. Теплота сгорания, или теплотворная способность, т. е. количество тепла, выделяющееся при полном сгорании 1 кг твердого и жидкого или 1 м3 газообразного топлива. От теплоты сгорания зависит расход топлива и его транспортабельность.
2. Жаропроизводительность (tmax) — максимальная температура горения, развиваемая при полном сгорании топлива в условиях, когда выделяемое тепло полностью расходуется на нагрев образующихся продуктов сгорания. Жаропроизводительность топлива определяет эффективность его применения в высокотемпературных процессах.
3. Содержание балласта, т. е. минеральной массы и влаги, в твердом и жидком топливе, азота и двуокиси углерода в газообразном. Балласт уменьшает теплоту сгорания топлива. При большом содержании балласта заметно снижается также жаропроизводительность топлива.
4. Содержание вредных примесей, снижающее ценность топлива, в особенности технологического и бытового, и обусловливающее загрязнение воздушного бассейна.
5. Выход летучих веществ и обуглерожен^ого остатка (кокса) при нагревании твердого топлива, определяющий легкость его зажигания, а также целесообразность использования в технологических процессах.
6. Удобство сжигания топлива и расход энергии, связанный с подготовкой топлива к использованию.
. 7. Степень сложности разведки и трудности добычи топлива, определяющие объем капиталовложений в топливную промышленность и себестоимость горючего.
8. Удаленность месторождений топлива от районов его потребления, обусловливающая объем капиталовложений в средства транспорта и в стоимость перевозок горючего.
В дореволюционной России не хватало топлива для обеспечения потребности промышленности, транспорта и городского хозяйства. Так, в 1913 г., предшествовавшем первой мировой войне, в России было добыто около 29 млн. т угля, 9 млн. т нефти, 1,5 млн. т торфа и импортировано из Великобритании и Германии около 9 млн. т угля и кокса на сумму 90 млн. руб.
В годы гражданской войны и интервенции добыча топлива резко снизилась. В 1919 г. В. И. Ленин писал, что из-за недостатка топлива надвигается настоящая катастрофа1. В 1920 г. в стране добывалось угля в 3 раза, а нефти в 2,5 раза меньше, чем в 1913 г. Государственная комиссия по электрификации России (ГОЭЛРО) разработала в 1920 г. план развития народного хозяйства страны на базе ее электрификации, рассчитанный на 10—15 лет. В плане ГОЭЛРО большое внимание было уделено развитию топливной промышленности. Добыча нефти должна была возрасти примерно в 1,5 раза по сравнению с 1913 г., угля — более чем в 2 раза, торфа — почти в 10 раз.
План ГОЭЛРО, утвержденный VIII Всероссийским съездом Советов в конце 1920 г., был выполнен досрочно [3].
В 1930 г. XVI съезд партии принял решение о создании второй угольно-металлургической базы страны. В соответствии с этим решением получила широкое развитие угольная промышленность Кузнецкого бассейна. Затем была создана крупная угольная промышленность в Карагандинском, Печорском, Канско-Ачинском бассейнах и других районах страны.
В послевоенные годы была развита мощная нефтяная промышленность на Востоке европейской части страны — в Башкирии, Татарии, Куйбышевской и Пермской областях.
На базе разведенных после войны месторождений природного газа возникла крупная газовая промышленность в Саратовской области.
Развитие топливной промышленности потребовало больших капиталовложений. На протяжении многих лет около 18—20% всех вложений в индустрию шло на развитие угольной, нефтяной и газовой промышленности. Так, в I960 г. из 15 млрд. руб., вложенных в промышленность, около 1,2 млрд. было предоставлено угольной, 1,3 нефтяной и 0,2 газовой промышленности; в 1965 г. из 20,7 млрд. руб. суммарных капиталовложений в промышленность 1,4 млрд. было направлено в угольную, 2,1 в нефтяную и 0,6 в газовую промышленность; а в 1974 г. из 36,7 млрд. руб. суммарных капиталовложений в индустрию 1,8 млрд. было выделено угольной промышленности, 3,3 нефтяной и 1,7 газовой [4].
Добыча топлива в СССР [4]
|
Помимо прямых вложений в топливную промышленность, крупные материальные ресурсы выделяются для развития смежных отраслей индустрии, производящих машины и механизмы, необходимые для до — бычй угля в шахтах и глубоких разрезах, турбобуры, насосы, компрессоры и трубы для нефтяной и газовой промышленности.
Увеличение добычи топлива в СССР и изменение структуры топливного баланса приведены в табл. 1 и 2. В пёрвые пятилетки добыча топлива в стране возрастала в основном за счет каменного угля, и в 1950 г. доля угля в топливном балансе составила 66%. В дальнейшем стала быстро нарастать добыча наиболее ценного углеводородного топлива — нефти и газа, и к 1974 г. доля нефти и естественного газа в топливном балансе составила около 65%. Среднегодовой прирост добычи угля, нефти и газа по пятилеткам показан в табл. 3.
Основные ресурсы топлива в СССР сконцентрированы на Востоке страны. Здесь разведаны месторождения каменного и бурого угля, залегающего на небольшой глубине, нефти и газа. Добыча топлива на Востоке страны возрастает особенно быстро. Теперь в районах восточнее Урала добывают более четверти всего объема нефти, свыше трети — газа и половину — угля. Это обусловливает целесообразность размещения на Востоке страны энергоемких производств и необходимость транспортировки с востока на запад наиболее дешевым способом большого количества высококалорийного топлива и электроэнергии. Табл. 4 иллюстрирует рост добычи топлива на Востоке и увеличение доли районов восточнее Урала в топливном балансе СССР.
В табл. 5 сопоставлены капиталовложения в газовую, нефтяную и угольную промышленность и прирост добычи топлива. При этом следует иметь в виду, что значительная часть капиталовложений расходовалась на модернизацию предприятий топливной промышленности и на создание предприятий, компенсирующих снижение добычи топлива в отработанных месторождениях.
Топливиый баланс в СССР [4]
|
Миллионы тонн условного топлива
|
Процент к итогу
|
В докладе на XXIV съезде КПСС в марте 1971 г. Генеральный секретарь ЦК КПСС товарищ Л. И. Брежнев указал на необходимость увеличения доли нефти и газа в топливном балансе страны и технического перевооружения угольной промышленности [5].
В директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971 — 1975 годы намечено повысить
Среднегодовой прирост добычи важнейших видов топлива по пятилеткам [4]
|
Таблица 4 |
Добыча топлива в районах восточнее Урала
|
Удельный вес нефти и газа в общем балансе топлива в 1975 г. не менее чем до 67% [6].
В течение первых пяти пятилеток на каждую тонну увеличения добычи, угля приходилось около 20 м3 газа, в шестую пятилетку — примерно 300, в седьмую — более 1000, в восьмую— 1500 и в девятую пятилетку — около 1200 м3.
В течение первых пятилеток прирост добычи нефти был в 3—15 раз меньше прироста добычи угля, в шестой пятилетке он был меньше лишь в 1,5 раза. Начиная с седьмой пятилетки увеличение добычи нефти а 1,5—2 раза превышает рост добычи угля.
В «Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы», принятых XXV съездом КПСС, предусмотрено увеличить добычу газа в десятой пятилетке на 38—50%, нефти — на 26— 30% и угля — на 13—16% (табл. 6). При этом 60% всего прироста добычи угля будет получено за счет экономичного открытого способа. Значительно расширится применение дешевых углей открытой добычи на электростанциях, а жидкого и газообразного топлива в технологии. Так, потребление газа на технологические цели возрастет в десятой пятилетке в 2 раза [7—9].
Сопоставление капиталовложений и увеличение добычи горючего по отраслям топливной промышленности [4]
|
Нефтяная промышленность
|
Угольная промышленность
|
Таблица 6 |
Показатели развития топливной промышленности в десятой пятилетке
|
Осуществляемая перестройка топливного баланса и увеличение доли нефти, газа и угля, с добываемого открытым способом, имеют огромное народнохозяйственное значение [10—15]. При этом достигается::.
1. Обеспечение страны высококачественным углеводородным топливом и снижение стоимости добываемого топлива. f
2. Уменьшение капиталовложений на добычу горючего.
3. Повышение производительности труда работников топливной промышленности и улучшение условий труда.
4. Повышение эффективности использования топлива в народном хозяйстве и улучшение условий труда рабочих, обслуживающих топли- воиспользующие установки.
5. Уменьшение капиталовложений в топливоиспользующие установки и повышение производительности технологических и энергетических установок.^
6. Уменьшение загрязнения окружающей среды вредными выбросами.
По материалам, представленным на 11-й Международный газовый конгресс 1970 г., наиболее дешевым видом топлива для районов Центра Европейской части СССР явится оренбургский природный газ [13]. Соотношение стоимости различных видов топлива для этих районов округленно характеризуется следующими цифрами (в %):
Природный газ Уголь каменный
Оренбургский 100 кузнецкий (открытой
Тюменский 150 добычи) 300
Северокавказский 200 донецкий 350
• среднеазиатский 250 Уголь бурый подмосков-
Мазут сернистый 150 ны"
Себестоимость добычи, удельные капиталовложения и расчетные затраты на добычу различных видов топлива приведены в табл. 7. Увеличение добычи условного топлива на одного работника топливной промышленности иллюстрирует табл. 8. С увеличением доли нефти и газа в топливном балансе с 20 до 65%, увеличением доли угля, добываемого открытым способом, с 4 до 31% и развитием механизации и автоматизации в топливной промышленности, добыча условного топлива на одного работника возросла более чем в 3,5 раза.
Применение газообразного и жидкого топлива позволяет значительно повысить КПД промышленных печей и котлов и интенсифицировать их работу.
Таблица 7 Экономические показатели добычи различных видов топлива [15]
|
Добыча условного топлива иа одного работающего в топливной промышленности СССР [4]
|
При сопоставлении различных видов топлива принимают в качестве эталона условное топливо с теплотой сгорания 7000 ккал/кг, что соответствует теплоте сгорания каменного угля и антрацита с невысоким содержанием балласта.
Ниже приведены округленные значения эквивалентов для пересчета основных видов топлива в условное:
Бензин Керосин
Дизельное топливо Мазут
1.5 1,47 1,43 1,40 1,38 0,9—1,0 0,75—1,0 0,90—1,04 0,9 |
Малосериистый сернистый Антрацит Каменный уголь донецкий кузнецкий Кокс
Кусковой с содержанием влаги 33%
Фрезерный с содержанием влаги 40%
Содержанием вла-
Дрова с ги 40%
Газ на 1 м3
Природный
Коксовый
Бурый уголь подмосковный 0,36—0,45 Торф |
0,41—0,43 0,35—0,40 0,35 1,2 0,6 0,13 |
Доменный
Более подробные данные приведены в главах, посвященных различным видам твердого, жидкого и газообразного топлива.
Данные о добыче топлива в социалистических странах Европы приведены в табл. 9. Из этих данных видно, что в 1974 г. добыча угля в семи странах превышает 660 млн. т в год и близка к добыче угля в СССР. Однако в рассматриваемых странах добыча газа в 6 раз меньше, а нефти в 23 раза меньше, чем в СССР.
В социалистических странах Европы (за исключением Румынии) собственных ресурсов нефти и газа недостаточно для обеспечения потребностей народного хозяйства в углеводородном топливе.
Большую роль в топливном балансе стран — членов СЭВ играют нефть и газ, поступающие из СССР по мощным трубопроводам «Братство» и «Дружба».
В директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР было предусмотрено: «Всесторонне совершенствовать и расширять экономические и научно-технические связи Советского Союза с социалистическими странами в направлении даль-
Добыча топлива в зарубежных социалистических странах Европы в 1974 г. (округленно) [4]
|
Гіейшего укрепления содружества и последовательного развития экономической интеграции хозяйства стран — членов СЭВ» [6].
В комплексной программе дальнейшего углубления и совершенствования сотрудничества и развития социалистической экономической интеграции стран — членов СЭВ, принятой XXV сессией Совета Экономической Взаимопомощи, большое внимание уделено взаимовыгодному сотрудничеству для удовлетворения потребности в топливе.
Предполагается проведение совместных геологоразведочных работ в целях увеличения разведанных запасов топлива, строительство и эксплуатация совместных предприятий по добыче топлива, представление для этого целевых кредитов, развитие сотрудничества в более интенсивном наращивании добычи нефти и газа.
Год Мировой топливио-эиергетический баланс [4]
|
Таблица II Добыча топлива в некоторых капиталистических странах в 1974 г.
|
Намечено развивать производство кокса в ПНР и СССР, располагающих запасами коксующихся углей.
В документе «Основные направления развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы», утвержденном XXV съездом КПСС, указано «Продолжить работу по объединению усилий СССР и заинтересованных стран — членов СЭВ для совместного комплексного решения
Добыча топлива на душу населения в 1974 г. в СССР и некоторых зарубежных странах [4]
|
Задач по расширению добычи и производства основных видов сырья, топлива, материалов, продукции машиностроения, товаров народного потребления, по развитию транспорта на основе совместно разрабатываемых долгосрочных целевых программ» [9].
В табл. 10 дана структура мирового топливно-энергетического баланса [4].
На рис. 1 показано прогнозируемое увеличение потребления топлива в мире (в миллионах тонн в пересчете на нефть (нэ)[2] до 1980 г., а на рис. 2 — структура мирового топливно-энергетического баланса.
В табл. 11 приведены данные о добыче топлива в 1974 г. в наиболее развитых в промышленном отношении капиталистических странах [4], а в табл. 12 показана добыча топлива на душу населения в СССР н зарубежных странах.