Органическое топливо

Из всех энергетических потребностей человека основная часть (95 - 98%) в настоящее время удовлетворяется за счет органического топлива, добываемого из земных недр.

Химическая энергия, запасенная в таком топливе - это конечный итог сложных и длительных преобразований солнечной энергии, ассимилированной растениями, произраставшими в доисторическую эпоху (0,5 - 500 млн. лет назад). Многообразие видов ископаемых топлив - от торфа до горючего газа обусловлено неодинаковым химическим составом исходных органических остатков, а главное - чрезвычайным разнообразием условий, которые складывались в тех зонах земной коры, где происходили преобразования этих остатков.

На всем протяжении своего развития человечество использовало органическое топливо в качестве основного источника энергии. Это обусловлено простотой осуществления процесса преобразования химической энергии топлива в тепловую. Такое преобразование производится в разнообразных устройствах (очагах, печах, топках, камерах сгорания), предназначенных для непосредственного использования выделяющейся тепловой энергии, либо для превращения ее в другие формы.

Различные виды ископаемого топлива встречаются во многих местах на земном шаре в виде достаточно концентрированных залежей (месторождений). В большинстве случаев топливо, извлеченное из месторождения, нуждается перед использованием лишь в относительно несложной подготовке (переработке).

Процесс сжигания топлива позволяет довольно просто варьировать мощность источников теплоты в широких пределах - от долей ватта до тысяч мегаватт. Температурный уровень процессов горения также сравнительно легко поддается регулированию и обеспечивает возможность проведения самых разнообразных технологических процессов. Благодаря таким достоинствам органическое топливо еще долго будет оставаться на первом месте среди источников энергии.

Ископаемые органические топлива весьма разнообразны по своим свойствам. Однако общей их чертой является относительно низкая концентрация энергии (по сравнению с ядерным горючим).

Количество энергии, которое выделяет при горении 1 кг топлива (или 1 м³ для газа), называется удельной теплотой сгорания. Значения этого показателя для основных видов органического топлива лежат в следующих пределах:

Топливо	Теплота сгорания, МДж/кг
торф	21-24
горючие сланцы	27-33
бурый уголь	27-31
каменный уголь	25-35
антрацит	25-29
нефть	36-40
горючие газы	34-60 (МДж/м3)

Невысокая концентрация энергии в органическом топливе, особенно в твердом, при современных масштабах энергопотребления приводит к тому, что масса и объем ежегодно извлекаемого из земли топлива достигают громадных значений (рис.3.1).

Ежегодно в России добывается:

нефти 620 — 645 млн.т,

угля 770 — 800 млн.т;

газа 600 — 640 млрд.м³.

Рис. 3.1. Добыча энергоресурсов в мире

Основные месторождения органического топлива на земле расположены, как правило, вдали от тех регионов, где сконцентрированы промышленные предприятия и другие потребители энергии. Основное потребление энергии в России сосредоточено в Европейской части, а главными источниками угля, нефти и газа являются месторождения в Азиатской части. Транспортировка сотен миллионов тонн топлива в год на расстояние в несколько тысяч километров представляет собой сложную проблему, требует больших затрат на обеспечение достаточной пропускной способности транспортных коммуникаций.

По имеющимся оценкам, в России третья часть всех расходов на промышленное производство связана с добычей, переработкой и использованием органического топлива (включая расходы в отраслях, поставляющих необходимое оборудование, металлы и другие материалы). Из этого следует, что большое значение имеет экономия топлива во всех отраслях народного хозяйства.