Введение

Структура энергетического баланса мира

Наше время характеризуется большой зависимостью человечества от органических топлив, доля которых в общем производстве такая же, как в начале XX века. Однако доля каменного угля, который когда-то покрывал 76,1%, всех потребностей мира в энергии, в настоящее время снизилась до 28,1%, а доля нефти и природного газа, наоборот увеличилась до 62,3%.

Структурные изменения в приходной части мирового топливно-энергетического баланса выразились в переходе с твердого топлива на жидкие и газообразные. Это объясняется тем, что нефть и газ обладают наиболее высокой теплотворной способностью.

При полном сгорании выделяется (тыс. ккал):

• 1 кг нефти - 11,0;
• 1 м³ газа - 9,0;
• I кг каменного угля - 7;

Для получения одного и того же количества теплоты требуется по массе (единиц):

• нефти - 1,0;
• антрацита -1,44;
• торфа-2,09;
• дров-2,24;

Основоположник российской науки о нефти И.М. Губкин приводит такой пример: если принять число вагонов для перевозки нефти за единицу, то для каменного угля их нужно 1,35, для бурого угля - 3,1, для торфа - 3,2, Для дров-3,4.

Эти цифры иллюстрируют огромный экономический выигрыш при транспортировке нефти. Кроме того, использование газа как топлива дает большую экономию времени, средств и ресурсов, повышает эффективность производства, улучшает уровень труда и санитарное состояние домов и предприятий. Применение газа вместо пылеобразного угля снижает удельный расход топлива на 25% (а вместо мазута - на 10-15%), при этом производительность печей повышается на 10-12%. Сейчас у нас в стране на газе выплавляется около 80% чугуна и стали, вырабатывается около трети электроэнергии. Почти все тепловые станции Урала и европейской части России переведены на газ. Газ - это бытовое топливо, эффективное и дешевое.

В России удельный вес нефти и газа в его топливном балансе возрос с 32% - в 1958 г. до 52% - в 1965 г., до 70% - в 1976 г., до 73% - в 1990 г.

Еще резче выражен переход к использованию нефти и газа в промышленно развитых странах. Например, в странах Европейского экономического сообщества доля нефти и газа в общем потреблении энергии составила ~ 1970 - 64%; 1975 - свыше 80%. За последние 20 лет в экономически развитых странах потребление нефти возросло почти в 4 раза.

Структура мирового энергетического баланса в ХХ веке

1900 год

1950 год

Рис. 1.1. 1996 год

Что делают из нефти и газа?

1. Основные продукты, получаемые из нефти - это керосин, бензин, ракетное топливо, топочные и флотские мазуты, дизельное топливо, смазочные масла.
2. Синтетический каучук для автомобильной промышленности. Секрет его производства известен более 50 лет, в России промышленное производство его освоено около 40 лет назад. Основной потребитель каучука - автомобильная промышленность. Например, на покрышки "Москвича" требуется 24 кг каучука, а на шины современного 40 -тонного самосвала — 2 тонны.
3. Пластмасса - материал, широко применяемый в автомобилестроении, самолето- и ракетостроении. Пластмассы гибки, не бьются, морозо- и термоустойчивы, легки, не поддаются коррозии. Из них получают стекло, части корпусов, детали. В обычном гражданском самолете около 60 тысяч различных деталей из пластмасс, а в некоторых современных машинах - до 120 тыс. В машиностроении из пластмасс широко применяются подшипники, вкладыши, шкивы, шестерни. За последние 20 лет содержание деталей в автомобилях из пластмасс возросло в 4 раза. На каждую модель "Форда" расходуется более 100 кг пластмасс.
4. Строительный пластик - хосталит идет на изготовление панелей жилых домов. Такие панели не требуют окраски. По мнению зарубежных специалистов строительство городов может целиком осуществляться из пластмасс. Из другого строительного пластика - хосталена изготавливают пластиковые трубы, которые прочнее, не поддаются коррозии.
5. Полиэтилен - продукт полимеризации газообразного этилена. Более 30% полиэтилена идет на приготовление пленок для полиэтиленовых труб, множество бытовых изделий, синтетических волокон (капрон, нейлон, лавсан, банлон и др.). Синтетические ткани используются для пошива для рубашек, костюмов, шуб и др. Это электроизоляционный и облицовочный материал в автомобилях, вагонах, судах, самолетах, его используют для изготовления рыболовных сетей, парашютов и т.д. Западногерманская фирма "Энка Гланцппоф" производит синтетическое волокно "аренка" прочностью, в 5 раз превышающей прочность стали. Мировое потребление синтетических волокон составляет около 45 млн. т. в год, тогда как производство хлопка не превышает 20 млн. т.
6. Другие продукты переработки нефти - это моющие средства, спирты, хлороформ, гербициды, взрывчатые вещества, медицинские препараты, душистые вещества для парфюмерии, аммиак, мочевина, серная кислота и многое, многое другое.
7. Пища XXI века. Одна из важнейших проблем, над решением которой работают ученые многих стран мира - это повышение урожаев сельского хозяйства. В Германии для этой цели применяют пенополистирол, особые битумные эмульсии. Перспективное направление в нефтехимии - биохимическая переработка нефтяных УВ для получения белковых веществ. Работы были начаты во Франции в 1957 г., но в последние годы получили особую актуальность. Это обменяется растущей диспропорцией между народонаселением Земли и производством пищи. Население Земного шара превысило 5 млрд. человек, ожидается к 2010 году - почти 8 млрд. человек. По данным многих источников уже сейчас более 500 млн, людей в мире испытывают недостаток в продуктах питания. Недостаток животного белка в наше время достигает 3 млн. тонн, т.е. 15 млн. тонн мяса, (по некоторым источникам этот дефицит составляет 40-50 млн. тонн). Журнал "Сайте" (США) пишет, что мир недополучает в год более 25 млн. тонн хлебопродуктов.

Поэтому проблема искусственной пищи стоит особенно остро. В мире предложено много способов производства белка из нефти, из которых наиболее эффективный принадлежит немецкому ученому Феликсу Юсту (1952 г.). Технология получения синтетического белка из нефти очень проста.

В России работают заводы, где в промышленном объеме получают синтетический белок из нефти. В г. Кириши (около С-Петербурга) в 1975 г. вступил в строй огромный биохимический завод (пл. более 100 га). На нем выпускают белково-витаминный концентрат (БВК), который при откорме телят заменяет 4-6 литров цельного молока, а суточный привес при этом составляет более 300 г.

Подсчитано, что использование всего лишь 2% добываемой в мире нефти может полностью покрыть белковый дефицит. Эксперты всемирной организации здравоохранения предсказывают, что в XXI веке рацион каждого человека будет включать синтетический белок.