Ископаемое топливо

карьерный самосвал

Ископа́емое то́пливо —

каустобиолитов, применяемые в основном как топливо

.

Добываются под землёй или открытым способом

ископаемых остатков животных и растений. Ископаемые виды топлива являются невозобновляемым природным ресурсом

, так как накапливались миллионы лет.

Ископаемое топливо — основной вид энергетических ресурсов. Согласно данным

энергия ветра, сжигания древесины и отходов) в размере 0,9 %^[4].^{[обновить данные}

]

Краткая характеристика

Уголь

Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землёй без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»). Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая, в свою очередь, способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа:

В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно.

Нефть

Нефть — природная маслянистая горючая

осадочных породах Земли. Нефть известна человечеству с древнейших времён. Однако в наши дни нефть является одним из важнейших для человечества полезным ископаемым

.

Горючие сланцы

Горючий сланец — полезное ископаемое из группы твёрдых

Сланцы в основном образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных (кальциты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и других) и органических частей (кероген), последняя составляет 10—30 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50—70 %. Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей

, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его (коллоальгинит); в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит, фюзенит, липоидинит).

Природный газ

Природный газ — смесь

кристаллическом состоянии в виде естественных газогидратов

.

Газовые гидраты

Газовые гидраты —

кристаллические соединения, образующиеся при определённых термобарических условиях из воды и газа. Название «клатраты» (от лат. clathratus — «сажать в клетку»), было дано Пауэллом в 1948 году. Гидраты газа относятся к нестехиометрическим

соединениям, то есть соединениям переменного состава.

Сланцевый газ

Сланцевый природный газ — природный газ, добываемый из горючих сланцев и состоящий преимущественно из метана.

Торф

Торф — горючее

удобрение, теплоизоляционный материал и так далее. Для болота характерно отложение на поверхности почвы

неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см (если меньше, то это заболоченные земли).

Происхождение

Ископаемые виды

анаэробного разложения погребённых под слоем осадочных пород мёртвых организмов. Возраст организмов в зависимости от вида ископаемого топлива составляет, как правило, миллионы лет, а иногда превышает 650 миллионов лет^[6]. Более 80 % нефти и газа, которые используются в настоящее время, сформировались в наслоениях, которые образовались в мезозое и в третичный период между 180 и 30 млн лет назад из морских микроорганизмов, накопившихся в виде осадочных пород на морском дне^[7]

.

Основные составляющие нефти, а также газа сформировались в то время, когда органические остатки ещё не полностью окислились, а углерод, углеводород и подобные им компоненты присутствовали в небольших количествах. Осадочные породы покрыли остатки этих веществ. Температура и давление увеличились, и жидкий углеводород скопился в пустотах скал.

В отношении

происхождения нефти

и природного газа существует альтернативная гипотеза, которая пытается объяснить образование некоторых аномальных месторождений нефти.

Добыча

Нефтедобыча

Нефтедобыча — подотрасль

континентального шельфа с помощью нефтяных платформ

.

Добыча ископаемого угля

Для извлечения угля с больших глубин издавна человечеством используются шахты. Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с глубины чуть более 1200 метров. В угленосных отложениях наряду с углём содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью. К ним относятся вмещающие породы как сырьё для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов, редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Применение струй в качестве инструмента разрушения в исполнительных органах очистных и проходческих комбайнов представляет особый интерес. При этом наблюдается постоянный рост в разработке техники и технологии разрушения угля, горных пород высокоскоростными струями непрерывного, пульсирующего и импульсного действия.

Современные

КПД (до 90 %) путём повышения температуры и давления данного технологического процесса (до +2000 °C и 10 МПа соответственно). Проводились опыты по подземной газификации углей

, добыча которых по различным причинам экономически невыгодна.

Угольный разрез — горное предприятие, предназначенное для разработки твёрдого ископаемого топлива открытым способом.

Добыча торфа

В связи с тем, что все торфяные месторождения расположены на земной поверхности, торф разрабатывают открытым способом. Резной способ добычи торфа^[9] — старый, кустарный способ добычи торфа путём ручной резки торфовых кирпичей. Применялся на небольших и неглубоких торфяниках. Практически полностью вытеснен механизированными методами добычи торфа. На сегодняшний день разработаны и применяются две основные схемы добычи торфа:

сравнительно тонкими слоями с поверхности земли и
глубокими карьерами на всю глубину торфяного пласта.

Согласно первой из этих схем торф извлекают, вырезая верхний слой, согласно второй — экскаваторным (или кусковым) способом. В соответствии способу добычи торф подразделяют на отрезной (фрезерный) и кусковой.

Добыча сланцевого газа

Несмотря на то, что

гидроразрыв пласта (англ. hydraulic fracturing) и сейсмическое моделирование. Аналогичная технология добычи применяется и для получения угольного метана. Вместо гидроразрыва пласта может использоваться пропановый фрекинг^[10]

.

Темпы потребления

Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая, в свою очередь, способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией.

За XVIII век количество добываемого угля увеличилось на 4000 %, К 1900 году добывалось 700 миллионов тонн угля в год, затем наступил черёд нефти. Потребление нефти росло около 150 лет и в начале третьего тысячелетия выходит на плато. В настоящее время в мире добывается более 87 миллионов баррелей в день или около 5 миллиардов тонн в год.

Извлекаемые запасы (резервы)

СО₂

По опубликованным расчётам оценка запасов угля составляет около 500 миллиардов тонн, а количество извлекаемой нефти на Земле составляет около двух триллионов баррелей. Согласно теории Хабберта, в связи с тем, что нефть является

США достигла максимума в 1971 году [2] (англ.), и с тех пор убывает. Международное агентство по энергетике

(IEA) в докладе «World Energy Outlook 2004», в частности, отметило: «Ископаемое топливо в настоящее время обеспечивает бо́льшую часть мирового потребления энергии и будет продолжать это делать в обозримом будущем. Хотя в настоящее время запасы велики, они не вечны».

Доказанные запасы по данным 2005—2006 годов:

Ископаемый уголь: 905 млрд метрических тонн [11] или 702,1 км³ (4416 млрд баррелей) в пересчёте на нефтяной эквивалент.
Нефть: 177,9 км³ (1119 млрд баррелей) — 209,4 км³ (1317 млрд баррелей)^[12].
Природный газ: 175—181 триллион кубических метров^[12] или 1161 миллиард баррелей (184,6×10⁹ м³) в пересчёте на нефтяной эквивалент.

Добыча ископаемых видов топлива по данным 2006 года:

Ископаемый уголь: 16,761 млн метрических тонн^[13], или 8,3 миллиона м³ (52 миллиона баррелей) в пересчёте на нефтяной эквивалент в сутки.
Нефть: 13,4 миллиона м³ в сутки (84 миллиона баррелей в сутки)^[14].
Природный газ: 2,963 триллиона кубометров^[15] или три миллиона м³ (19 млн баррелей) в пересчёте на нефтяной эквивалент в сутки.

Доказанные запасы (годы добычи в текущем темпе), остающиеся в Земле (2006):

ископаемый уголь: на 148 лет;
нефть: на 43 года;
природный газ: на 61 год.

Значение

Нефтехимический завод в Гренджмуте (Шотландия

Большая часть ископаемого топлива сжигается для получения электрической энергии, подогрева воды и отопления жилых помещений. Издавна человеком в хозяйственной деятельности используются ископаемый уголь, торф, горючие сланцы. Природный газ считался побочным продуктом нефтедобычи, однако в настоящее время становится весьма ценным ископаемым природным ресурсом^[16]. Кроме того, в современном мире ископаемое топливо используется в качестве моторного топлива, смазочных материалов и сырья для органического синтеза.

Влияние на окружающую среду

Эмиссия CO₂

Сжигание ископаемых видов топлива приводит к выбросам

парникового газа, который сохраняется в атмосфере столетиями и вносит наибольший вклад в глобальное потепление. Климатические исследования надежно установили близкую к линейной связь^[17] между величиной глобального потепления и количеством накопленного в атмосфере диоксида углерода CO₂. Для ограничения глобального потепления величиной 2 °C с назначенным шансом на успех, необходимо установить предельную величину будущих совокупных выбросов CO₂, которые, таким образом, представляют собой конечный по величине общий глобальный ресурс. Эмиссионный бюджет СО₂, определяемый из цели предотвращения неприемлемого глобального потепления, означает, что 60—80 % запасов ископаемого топлива должны оставаться нетронутыми, для чего требуется немедленное и резкое снижение текущих темпов добычи и сжигания ископаемого топлива.^[18]

В то же время мировые финансовые рынки в основном игнорируют необходимость ограничения эмиссии CO₂. Добыча ископаемого топлива продолжает субсидироваться правительствами многих стран, большие средства продолжают расходоваться на разведку новых запасов. Инвесторы склонны полагать, что все запасы углеродного сырья могут стать объектом добычи и коммерческого использования.

Начиная с 2012 года, ряд экологических групп проводят глобальную кампанию за бойкот инвестиций в ископаемое топливо, логику которой её инициаторы формулируют следующим образом: «если неправильно разрушать климат, то неправильно и получать прибыль от этого разрушения»^[19]. Масштабы кампании быстро расширяются, её официально поддержала ООН^[20]. Несколько транснациональных инвесторов (например, крупнейшая страховая компания Франции AXA) объявили о полном деинвестировании своих средств из добычи угля.

Роль выбросов природного газа

Природный газ, основную часть которого составляет метан, также является парниковым газом. Парниковый эффект одной молекулы метана примерно в 20—25 раз сильнее, чем у молекулы CO₂^[21]^[22], поэтому с климатической точки зрения сжигание природного газа предпочтительней его попаданию в атмосферу.

Другие воздействия

На долю предприятий топливно-энергетического комплекса России приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов нефти и газа.

Ограничения и альтернативы

геотермальные электростанции

.

См. также

Примечания

↑ Dr. Irene Novaczek. Canada's Fossil Fuel Dependency (неопр.). Elements. Дата обращения: 18 января 2007. Архивировано 28 апреля 2013 года.
↑ Fossil fuel (неопр.). EPA. Дата обращения: 18 января 2007. Архивировано 12 марта 2007 года.
↑ U.S. EIA International Energy Statistics (неопр.). Дата обращения: 12 января 2010. Архивировано из оригинала 28 апреля 2013 года.
↑ International Energy Annual 2006 (неопр.). Дата обращения: 8 февраля 2009. Архивировано 28 апреля 2013 года.
↑ Fossil fuel (неопр.). Дата обращения: 20 апреля 2013. Архивировано 28 апреля 2013 года.
↑ Paul Mann, Lisa Gahagan, and Mark B. Gordon, "Tectonic setting of the world’s giant oil and gas fields, " in Michel T. Halbouty (ed.) Giant Oil and Gas Fields of the Decade, 1990—1999 Архивная копия от 24 июня 2016 на Wayback Machine, Tulsa, Okla.: American Association of Petroleum Geologists, p.50, accessed 22 June 2009.
↑ Ископаемое топливо // Научно-технический энциклопедический словарь (рус.).
↑ «Хронограф нефтяного и газового дела. Вехи истории техники и технологии бурения» (неопр.). Дата обращения: 20 апреля 2013. Архивировано 10 сентября 2014 года.
↑ англ. peat cutting method, нем. Schneidverfahren n der Torfgewinnung
↑ Пропановый фрекинг — новый экологичный метод добычи сланцевого газа (неопр.). Дата обращения: 20 апреля 2013. Архивировано из оригинала 7 апреля 2013 года.
↑ World Estimated Recoverable Coal. eia.doe.gov. Retrieved on 2012-01-27.
↑ ¹ ² World Proved Reserves of Oil and Natural Gas, Most Recent Estimates Архивная копия от 23 мая 2011 на Wayback Machine. eia.doe.gov. Retrieved on 2012-01-27.
↑ Energy Information Administration. International Energy Annual 2006 (XLS file). October 17, 2008. eia.doe.gov
↑ Energy Information Administration. World Petroleum Consumption, Annual Estimates, 1980—2008 Архивная копия от 6 октября 2008 на Wayback Machine (XLS file). October 6, 2009. eia.doe.gov
↑ Energy Information Administration. International Energy Annual 2006 (XLS file). August 22, 2008. eia.doe.gov
↑ Kaldany, Rashad, Director Oil, Gas, Mining and Chemicals Dept, World Bank (December 13, 2006). Global Gas Flaring Reduction: A Time for Action! (PDF). Global Forum on Flaring & Gas Utilization. Paris. Архивировано (PDF) из оригинала 10 сентября 2007. Дата обращения: 9 сентября 2007.{{cite conference}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
↑ fig 6.12 Chapter 6 IPCC WGIII AR5
↑ Mark Carney: most fossil fuel reserves can’t be burned, The Guardian[1] Архивная копия от 2 октября 2017 на Wayback Machine
↑ Fossil Free – About (неопр.). Дата обращения: 10 мая 2016. Архивировано 14 ноября 2013 года.
↑ Climate change: UN backs fossil fuel divestment campaign | Environment | The Guardian (неопр.). Дата обращения: 29 сентября 2017. Архивировано 20 октября 2017 года.
↑ Overview of Greenhouse Gases Архивная копия от 29 марта 2013 на Wayback Machine // US EPA: «… the comparative impact of CH4 on climate change is over 20 times greater than CO2 over a 100-year period.»
↑ Non-CO2 Greenhouse Gases: Scientific Understanding, Control and Implementation (ed. J. van Ham, Springer 2000, ISBN 978-0-7923-6199-2): 4. Impact of methane on climate, page 30 «On a molar basis, an additional mole of methane in the current atmosphere is about 24 times more effective at absorbing infrared radiation and affecting climate than an additional mole of carbon dioxide (WMO, 1999)»

Ссылки

Ископаемое топливо // Научно-технический энциклопедический словарь (рус.). — Научно-технический энциклопедический словарь
Топливо // Энциклопедия Кольера. — Открытое общество (рус.). — 2000. — Энциклопедия Кольера
Ископаемое топливо (недоступная ссылка с 22-05-2013 [3992 дня] — история, копия)

[1] Dr. Irene Novaczek. Canada's Fossil Fuel Dependency (неопр.). Elements. Дата обращения: 18 января 2007. Архивировано 28 апреля 2013 года.

[2] Fossil fuel (неопр.). EPA. Дата обращения: 18 января 2007. Архивировано 12 марта 2007 года.

[3] U.S. EIA International Energy Statistics (неопр.). Дата обращения: 12 января 2010. Архивировано из оригинала 28 апреля 2013 года.

[4] International Energy Annual 2006 (неопр.). Дата обращения: 8 февраля 2009. Архивировано 28 апреля 2013 года.

[5] Fossil fuel (неопр.). Дата обращения: 20 апреля 2013. Архивировано 28 апреля 2013 года.

[6] Paul Mann, Lisa Gahagan, and Mark B. Gordon, "Tectonic setting of the world’s giant oil and gas fields, " in Michel T. Halbouty (ed.) Giant Oil and Gas Fields of the Decade, 1990—1999 Архивная копия от 24 июня 2016 на Wayback Machine, Tulsa, Okla.: American Association of Petroleum Geologists, p.50, accessed 22 June 2009.

[дик-7] Ископаемое топливо // Научно-технический энциклопедический словарь (рус.).

[8] «Хронограф нефтяного и газового дела. Вехи истории техники и технологии бурения» (неопр.). Дата обращения: 20 апреля 2013. Архивировано 10 сентября 2014 года.

[9] англ. peat cutting method, нем. Schneidverfahren n der Torfgewinnung

[10] Пропановый фрекинг — новый экологичный метод добычи сланцевого газа (неопр.). Дата обращения: 20 апреля 2013. Архивировано из оригинала 7 апреля 2013 года.

[11] World Estimated Recoverable Coal. eia.doe.gov. Retrieved on 2012-01-27.

[eia-12] ¹ ² World Proved Reserves of Oil and Natural Gas, Most Recent Estimates Архивная копия от 23 мая 2011 на Wayback Machine. eia.doe.gov. Retrieved on 2012-01-27.

[13] Energy Information Administration. International Energy Annual 2006 (XLS file). October 17, 2008. eia.doe.gov

[14] Energy Information Administration. World Petroleum Consumption, Annual Estimates, 1980—2008 Архивная копия от 6 октября 2008 на Wayback Machine (XLS file). October 6, 2009. eia.doe.gov

[15] Energy Information Administration. International Energy Annual 2006 (XLS file). August 22, 2008. eia.doe.gov

[16] Kaldany, Rashad, Director Oil, Gas, Mining and Chemicals Dept, World Bank (December 13, 2006). Global Gas Flaring Reduction: A Time for Action! (PDF). Global Forum on Flaring & Gas Utilization. Paris. Архивировано (PDF) из оригинала 10 сентября 2007. Дата обращения: 9 сентября 2007.{{cite conference}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)

[17] 6.12 Chapter 6 IPCC WGIII AR5

[18] Mark Carney: most fossil fuel reserves can’t be burned, The Guardian[1] Архивная копия от 2 октября 2017 на Wayback Machine

[19] Fossil Free – About (неопр.). Дата обращения: 10 мая 2016. Архивировано 14 ноября 2013 года.

[20] Climate change: UN backs fossil fuel divestment campaign | Environment | The Guardian (неопр.). Дата обращения: 29 сентября 2017. Архивировано 20 октября 2017 года.

[21] Overview of Greenhouse Gases Архивная копия от 29 марта 2013 на Wayback Machine // US EPA: «… the comparative impact of CH4 on climate change is over 20 times greater than CO2 over a 100-year period.»

[22] Non-CO2 Greenhouse Gases: Scientific Understanding, Control and Implementation (ed. J. van Ham, Springer 2000, ISBN 978-0-7923-6199-2): 4. Impact of methane on climate, page 30 «On a molar basis, an additional mole of methane in the current atmosphere is about 24 times more effective at absorbing infrared radiation and affecting climate than an additional mole of carbon dioxide (WMO, 1999)»

[4]

[6]

[7]

[9]

[10]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

Месторождения полезных ископаемых
Эндогенные	Магматические Пегматитовые Карбонатитовые Скарновые Альбититовые Грейзеновые Гидротермальные Колчеданные
Экзогенные	Выветривания Россыпные Осадочные
Метаморфогенные	Метаморфизованные Метаморфические
Виды полезных ископаемых	Рудные Нерудные Горючие Гидроминеральные Камнесамоцветные
Категория