1.2. Топливно-энергетические ресурсы. Количественная оценка запасов. Характеристики качества энергетических ресурсов мира

Необходимым условием жизнедеятельности человека и развития цивилизации является постоянное потребление ими энергии.

Под энергией понимается способность какой-либо системы производить работу или тепло. Различные формы энергии получают, используя такие природные явления как энергия ветра, солнца, перепада уровней воды в реках, волны, разницы уровней воды в океанах и морях, приливов и отливов, недр земли. Энергия может содержаться в природных ископаемых, к которым относятся нефть, газ, уголь и различного рода горючие сланцы. Запасы различных видов энергии называют энергетическими ресурсами. Эти ресурсы используются для производства энергии.

Природные ресурсы, или природные богатства, являются частью совокупных природных условий существования человечества, важнейшими компонентами окружающей его естественной среды. Они используются в процессе общественного производства для удовлетворения материальных, культурных и других потребностей общества.

Природные ресурсы включают солнечную энергию, энергию приливов, отливов морей и океанов, энергию рек, внутриземное тепло, атомную энергию, водные, земельные, растительные, минерально-сырьевые ресурсы, ресурсы животного и растительного мира, атмосферу Земли.

Минерально-сырьевые ресурсы — это совокупность запасов минерального сырья в недрах Земли, подсчитанных применительно к существующим кондициям на полезные ископаемые.

Кондиции полезных ископаемых представляют собой комплекс требований к качеству и горно-геологическим условиям залегания и разработки месторождения полезного ископаемого. Они обеспечивают возможность определения границ оконтуривания месторождения и разделение его запасов на балансовые и забалансовые.

Кондиции зависят от уровня применяемой техники и технологии производства. По мере совершенствования техники и технологии производства создаются новые возможности извлечения и переработки тех полезных ископаемых, которые ранее по технико-экономическим соображениям считались непригодными для добычи. Кондиции в этом случае меняются, и часть забалансовых запасов переходит в балансовые.

Природные ресурсы подразделяются на три группы: невозобновляемые, возобновляемые и неисчерпаемые.

К невозобновляемым ресурсам относятся все минеральные ресурсы полезных ископаемых: руды металлов, топливно-энергетические ресурсы, запасы горно-химического сырья, строительных материалов.

Возобновляемые ресурсы — это земельные, водные ресурсы, ресурсы животного и растительного мира.

Неисчерпаемые ресурсы — это солнечная энергия, атомная энергия, энергия приливов и отливов морей и океанов, энергия рек.

Рассматривая наличие минерально-сырьевых ресурсов, следует отметить, что на территории России имеются месторождения всех необходимых полезных ископаемых.

Эффективность работы всего народного хозяйства страны в существенной мере зависит от стоимости потребляемых полезных ископаемых. Стоимость определяется наличием достаточных объемов разведанных и благоприятных для разработки запасов полезных ископаемых, их местоположением, уровнями экономической прогрессивности технологии добычи, применяемой техники и организацией производства на горнодобывающих предприятиях, извлекающих эти запасы.

Общие запасы полезных ископаемых, выявленные геологической разведкой в пределах доступной для разработки глубины их залегания, называют геологическими.

На каждый данный период времени геологические запасы по степени технико-экономической целесообразности их извлечения из недр подразделяют на балансовые и забалансовые.

К балансовым относят запасы, которые в настоящее время можно извлекать с достаточной экономической эффективностью. Эти запасы должны удовлетворять требованиям, установленным для данного вида минерального сырья.

К забалансовым относятся запасы, извлечение которых в связи с недостаточным содержанием ценных компонентов, незначительной мощностью пласта, трудностью добычи в данный период времени экономически нецелесообразно. Отнесение запасов к группе забалансовых носит относительный характер. Рост потребности в данном полезном ископаемом, изменение техники добычи или обогащения может повлечь за собой перевод забалансовых запасов в балансовые и наоборот.

Промышленные запасы — это часть балансовых запасов полезного ископаемого, которая должна быть извлечена из недр по проекту или плану развития горных работ (за вычетом проектных потерь).

По степени изученности и достоверности все запасы твердых полезных ископаемых подразделяются на разведанные — категории А, В и С₁ и на предварительно оцененные — категории С₂.

Помимо этих категорий запасы характеризуются показателями, оценивающими наличие и менее разведанных категорий — прогнозных ресурсов Р₁, Р₂ и Р₃.

Подразделение запасов полезных ископаемых на категории учитывает различия в достоверности их определения, снижающейся последовательно от категории А до категории С₂ и до прогнозной оценки Р₁ — Р₃.

Критериями установления категории является изученность форм, размеров и условий залегания полезных ископаемых, характера и закономерностей изменчивости их морфологии, внутреннего строения, качества, технологических свойств и других природных данных месторождения.

При проектировании строительства горных предприятий угольной промышленности в горном отводе должно быть не менее 50 % запасов категории А и В.

К категории А относятся запасы достоверные, всесторонне изученные с детальностью, обеспечивающей полное выявление условий их залегания, форм, типов, сортов и качества полезного ископаемого.

Степень изученности гидрогеологических, инженерно-геологических, горно-геологических и других условий залегания полезных ископаемых обеспечивает возможность составления рабочего проекта разработки месторождения и планирования добычи на действующих горных предприятиях, а изученность технологических свойств достаточна для проектирования технологической схемы переработки полезного ископаемого.

К категории В относятся запасы вероятные, изученные до степени, обеспечивающей решение вопроса их промышленного использования. По запасам этой категории полностью установлены размеры полезных ископаемых, их основные особенности и изменчивость форм, внутреннее строение и условия залегания.

Гидрогеологические, инженерно-геологические, горногеологические и другие условия изучены с полнотой, позволяющей охарактеризовать их основные показатели и влияние на вскрытие и разработку месторождения, а изученность технологических свойств полезного ископаемого достаточна для выбора принципиальной технологической схемы его переработки.

К категории С₁ относят запасы возможные, предполагаемые с высокой степенью достоверности. По запасам этой группы в общих чертах выяснены размеры, формы, строение и условия залегания тел полезных ископаемых. Качество и технологические свойства изучены до степени, позволяющей обосновать промышленную ценность разведанных запасов.

Запасы категории С₁ используются для перспективного планирования развития района (бассейна) и являются объектом для дальнейших геолого-разведочных работ.

К категории С₂ относятся запасы возможные, но менее разведанные и оцененные предварительно. Качество полезного ископаемого и условия его залегания определены по единичным пробам и образцам, либо по аналогам с более изученными участками.

Запасы категории С₂ используются для обоснования программ геолого-разведочных работ.

Наряду с приведенными категориями запасов, вне их пределов, производится прогнозная оценка возможного дополнительного наличия ресурсов полезных ископаемых. Эти ресурсы изучены в меньшей степени, чем запасы категории С₂. В основе оценки величины этих ресурсов положены общие геологические представления о вероятных возможностях отдельных районов. Этот вид оценки наличия ресурсов полезных ископаемых имеет большое значение при разработке планов перспективного развития экономических районов страны и перспективного планирования объемов геолого-разведочных работ.

Практически все источники энергии, которые используются в настоящее время — солнечного происхождения. Это результат воздействия на планету Земля энергии Солнца.

Органическое топливо (уголь, нефть, газ) — это аккумулированная солнечная энергия, накопленная в течение миллионов лет, потребляется же она человечеством в считанные годы.

Преобразованной солнечной энергией является энергия других источников — ветра, рек, приливов и отливов, волн.

Описанные выше запасы относятся к топливно-энергетическим ресурсам (ТЭР).

ТЭР классифицируются по ряду признаков.

По способу получения выделяют:

• первичные ― это добытые и переработанные до необходимых кондиций природные ресурсы: газ, уголь и т.д.

• вторичные ― это отходы производства и потребления, а также попутная энергия в виде теплоты отходящих высокотемпературных газов.

По способу создания (образования):

• природные (естественные);

• искусственные.

Состав энергетических ресурсов неодинаков по своей практической ценности. Практическая ценность каждого из видов ресурсов для энергетики определяется в основном двумя показателями:

• концентрацией энергии в единице массы вещества;

• стоимостью транспортировки ресурсов от места добычи к месту потребления.

С точки зрения технологии производства необходимого вида энергии и воздействия отходов при ее производстве на окружающую среду возможно рассматривать третий показатель — степень нарушения состояния среды при использовании ресурса.

Количественные оценки конкретных видов ТЭР, приводимых в справочной литературе, в определенной мере расходятся. Однако порядок цифр и соотношений различных показателей оценки энергоресурсов для практических целей примерно совпадают (табл. 1.1).

Таблица 1.1