Викопне органічне паливо

Д. І. Менделєєв визначив паливо як «горючу речовину, яку навмисно спалюють для одержання теплоти». Паливом у широкому розумінні на­зивають горючу речовину, яку економічно доцільно спалювати для одер­жання великих кількостей теплоти. Протягом XX ст. основним джерелом теплоти було органічне паливо. Із другої половини XX ст. людство все в більших масштабах використовувало ядерне паливо.

Величезний енергетичний ресурс, який становлять усі види органіч­ного палива, підрозділяють на три основні категорії:

- потенційні запаси викопного палива, що на сучасному етапі розвит­ку науки і техніки неможливо або економічно недоцільно добувати;

- доступні, які можливо, але економічно не завжди доцільно добувати;

- економічні, видобуток яких економічно виправданий і доцільний на сучасному рівні розвитку науки і техніки.

Найбільший інтерес викликають нафта і газ, запаси яких обмежені. Водночас саме їх видобуток і переробка найбільш економічно вигідні та доцільні з погляду використання робочої сили й охорони навколишнього середовища.

Залежно від характеру використання паливо підрозділяють на енерге­тичне, технологічне і побутове; за агрегатним станом - на тверде, рідке і газоподібне; а за способом одержання - на природне і штучне.

Основними видами органічного палива, яке використовують в енергети­ці, є: тверде (вугілля і торф); рідке (мазут); газоподібне (природний газ). Торф і вугілля - продукти розкладу органічної маси рослин, які відрізняються одне від одного хімічним віком (торф - наймолодший). Найдавніші родовища ву­гілля відомі в канадській Арктиці (-350 млн років). Найважливіший період вуглетворення в історії Землі припадає на останні 350-250 млн років. Вугле­носні поклади в цей проміжок часу виявлено на всіх континентах, але най­потужніші - у Північній Америці, Європі й Азії, які протягом періоду вуг­летворення знаходилися в екваторіальних і помірних широтах. Теплий клі­мат і достатня кількість опадів сприяли розвитку величезних масивів боліт. Вугілля формувалося і у наступні періоди, особливо в крейдовий (~ 20 млн років тому), але в жоден з них вугленагромадження не було настільки вели­ким і інтенсивним, як у велику вугільну епоху.

Ресурси нафти і газу так само, як і вугілля, розміщені на земній кулі дуже нерівномірно. Регіони, що нині є головними виробниками нафти і газу, мають найбільший потенціал і для нових відкриттів. Якщо спожи­вання зростатиме нинішніми темпами, усі ресурси нафти і газу можуть вичерпатися через кілька десятиліть.

Людство цікавлять дві проблеми, які безпосередньо пов'язані з тепло­енергетикою: на який термін вистачить ПЕР і де дозволена грань забруд­нення атмосфери?

Нині світове використання енергоресурсів протягом року еквівалент­но 30 млрд т у. п., енергоємність яких еквівалентна ~900 ЕДж. Якщо виходити з цієї цифри і світових запасів енергоресурсів (табл. 2.1), то тільки органічного палива людству вистачить на 500 років.

Таблиця 2.1. Світові енергоресурси

Джерела енергії	Ресурси, ЕДж*
Невідновлювані: ядерна енергія хімічна енергія органічного палива	1,97*106 5,21*105
Невичерпні: термоядерна енергія синтезу геотермальна енергія	3,6*109 2,9*106
Відновлювані: сонячна енергія, що досягає земної поверхні і перетворюється на теплову енергія морських припливів енергія вітру енергія рік біоенергія лісів	2,4*106 2,5*105 6,1*103 1,2*102 1,5*103

*ЕДж - ексаджоуль (10 Дж).

Сучасна технологія дозволяє добувати далеко не всі об'єми ПЕР. Не всі країни мають оптимальне співвідношення між рівнем видобутку ПЕР та їх використанням.

Як видно з табл. 2.1, перспективним є використання альтернативних (відновних і невичерпних) джерел ПЕР. Однак сучасна енерготехнологія ще далека від їх масового застосування. На жаль, людство далеко ще і від вирішення проблем використання термоядерної енергії, загальні запаси якої просто фантастичні - 3,6*10⁹ ЕДж (із нинішнім рівнем енерговитрат їх вистачить на 10 млн років!).

Щодо України, то видобуток ПЕР сьогодні знаходиться у важкому стані, незважаючи на те, що тільки розвідані запаси вугілля тут станов­лять - 47 млрд т. Однак технологія видобутку вугілля не відповідає геоло­гічним особливостям родовищ. Майже 80 % устаткування ПЕК фізично і морально застаріло, рівень витрат енергоресурсів вищий за рівень їх ви­робництва. Спостерігається значний дефіцит усіх видів ПЕР, що наочно демонструють дані табл. 2.2.

Таблиця 2.2. Енергоресурси України: річний видобуток і потреба