Топливо

Топливо. Его виды и характеристика. Области эффективного использования. Топливный баланс страны".



История развития человечества теснейшим образом связана с получением и использованием энергии. Уже в древнем мире люди использовали тепловую энергию для обогрева жилища,приготовления еды, изготовления из меди,бронзы,железа и других металлов предметов быта, инструментов и т. д. 

С древнейших времен известны уголь и нефть - вещества, дающие при сжигании большое количество теплоты. Сейчас формулировка"топливо" включает все вещества,которые дают при сжигании большое количество теплоты, широко распространены в природе и (или) добываютсяпромышленным способом. К топливу относятся нефть и нефтепродукты (керосин, бензин, мазут,дизельное топливо),уголь,природный горючийгаз, древесина и растительные отходы (солома,лузга и т. п. ), торф, горючие сланцы,а в настоящее время и вещества,используемые в ядерных реакторах на АЭС и ракетных двигателях. 

Таким образом,классификацию топлива можно провести, например по его агрегатному состоянию: твердое (уголь, торф, древесина, сланцы), жидкое (нефть и нефтепродукты) и газообразное (природный газ). Также можно разделитьвиды топлива и по его происхождению:растительное, минеральное и продукты промышленной переработки. 

Свойства топливазависят главным образом от его химического состава. Основным элементом любого топлива природного происхождения является углерод(егосодержание составляет от 30 до 85%массы). В состав топлива также входят H, O, N, S, зола, вода. Практическая ценностьтопливаопределяется количеством теплоты, выделяющейся при его полном сгорании. Так, при сжигании 1 кг древесины выделяется теплота,равная 10,2 МДж,каменного угля - 22 МДж, бензина - 44 МДж. Эта величина прямо зависит от содержания в топливе углерода и водорода и обратно - от содержания кислорода и азота. 

Другая важнейшая характеристика топлива - егожаропроизводительность, оцениваемая значением максимальной температуры,какую теоретически можно получить при полном сгорании топливаввоздухе. При сгорании дров,например, максимальная температура не превышает 1600 С, каменного угля - 2050 С, бензина - 2100 С. 

Доля топлива в общей структуре энергоресурсов, потребляемых человечеством, преобладает примерно с начала нашей эры. До 1970-х гг. на первом месте был уголь,сейчас это положение заняла нефть. По-видимому, в обозримом будущем ведущая роль останется за природным топливом. 

Для сопоставления запасов различных видов топливаиуровняего использования применяюттакназываемое условное топливо,удельная теплота сгорания которого равна 7000 ккал/кг (29,3 МДж/кг). 

По существу все добываемое топливо сжигается, лишь около 10% нефти и газа перерабатываютсяхимическойпромышленностью. Наибольшее количество топлива расходуется на тепловых электростанциях (ТЭС),в различного рода тепловых двигателях,на технологические нужды (Например, привыплавкеметалла,длянагрева заготовок в кузнечных и прокатных цехах),а также на отопление жилых, общественных и производственных помещений. 

Основной недостаток природного топлива-егокрайнемедленная восполняемость. Существующиенынезапасы были образованы десятки и сотни миллионов лет назад. В то же время добыча топливанепрерывно увеличивается, что в будущем может привести к серьезному глобальному энергетическому кризису. С 1970-х гг. в мире произошелпереходк другим принципампотребления ресурсов вообще и топлива в частности. Человечество должнопереориентироватьсянадругиеэнергоресурсы, прежде всего на огромные гидроресурсы Земли. 

Все процессы добычи,переработки и транспортировки топлива охватывает топливнаяпромышленность,которая является составной частью топливно-энергетического комплекса (ТЭК). Все отрасли ТЭК взаимосвязаны. Чтобыучитыватьпропорциив добыче различных видов топлива, его распределении и использовании в стране,применяют топливные балансы - таблицы,выражающие соотношения добычи различных видов топлива и их использованием в хозяйстве. Топливные балансы составляются, какправило,на основе единицы условного топлива. В топливном балансе СССР до 1990 г. лидировала нефть, с 1990 г. на первое место вышел газ. Эта ситуация сохраняется до сих пор,а газ является основным экспортным продуктом России. Топливная промышленностьнашей страны имеет редкую возможность опираться исключительно на собственные запасы.