Топливно-энергетическая промышленность России
Топливно-энергетический комплекс
Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) является важнейшей структурной составляющей экономики России. Он тесно связан со всей промышленностью России и оказывает существенное влияние на формирование бюджета страны.
На развитие ТЭК расходуется более 20% денежных средств. На ТЭК приходится 30% основных фондов и 30% стоимости промышленной продукции России. Он использует 10% продукции машиностроительного комплекса, 12% продукции металлургии, потребляет 2/3 труб в стране, дает больше половины экспорта РФ и значительное количество сырья для химической промышленности. Его доля в перевозках составляет 1/3 всех грузов по железным дорогам, половину перевозок морского транспорта и всю транспортировку по трубопроводам.
ТЭК России целиком базируется на отечественных ресурсах, по запасам которых страна занимает одно из первых мест в мире.
ТЭК состоит из трех основных частей - топливной промышленности, электроэнергетики и теплоэнергетики, а также средств доставки топлива и энергии.
Основные составляющие топливно-энергетического комплекса |
||
Топливная промышленность |
Электроэнергетика |
Теплоэнергетика |
Топливная промышленность занимается добычей и переработкой топлива.
Ведущие отрасли топливной промышленности |
||
Нефтяная |
Газовая |
Угольная |
С точки зрения хозяйства в целом размещение топливно-энергетических ресурсов России неблагоприятно - большая их часть расположена в восточных районах страны. Однако преимуществом является концентрация запасов в крупных месторождениях.
В топливной промышленности России продолжается снижение добычи энергоресурсов. Это связано:
с процессом опережающего вывода производственных мощностей по сравнению сих вводом;
отставанием в проведении геологоразведочных работ;
тяжелым финансовым положением предприятий отрасли.
Резкое снижение добычи нефти привело к структурным изменениям в топливном балансе. Если раньше на первом месте находилась нефть, то с 1990 г. на первое место вышел газ.
Нефтяная промышленность
Разработка нефтяного месторождения начинается с бурения скважин. Буровая скважина использует ряд вращающихся стальных труб высокого давления, называемых установкой, чтобы проникнуть в резервуар нефти. Установка поддерживается буровой вышкой, и управляется вращательным столом на платформе. Грязеподобная жидкость, нагнетается насосом и удаляет свободные частицы камня, которые остаются на зубцах бура, когда он врубаются в камень вокруг резервуара (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 – Нефтяная буровая установка и резервуар нефти
Сначала из скважины бьет нефтяной фонтан, затем, по мере его ослабления, переходят на механизированный способ добычи. Таких способов существует несколько:
компрессорная добыча (подъем нефти из пласта на поверхность за счет энергии сжатого природного газа или воздуха, подаваемого компрессором);
глубиннонасосная добыча (откачивание нефти с помощью насосов) и т.д.
На последней стадии разработки в скважину закачивают воду для создания в пласте высокого давления и вытеснения остаточной нефти. После добычи нефть отделяется от сопутствующих ей воды и газов и перекачивается в нефтехранилища.
Резервуары нефти образовались во многих местах Земли. Они формируются в результате интенсивного давления на верхнюю часть слоев, состоящих из вымерших морских и наземных организмов, смешанных с песком или илом. Резервуар нефти и линзы природного газа, показанные на рисунке 3.1, оказались в так называемой ловушке между соляным куполом и непористым камнем. Так как они не имеют никакого пространства для расширения, газ и сырая нефть находятся под высоким давлением и имеют тенденцию вырываться со взрывом, минуя канал, открытый скважиной.
По объему добычи нефти Россия занимает 3 место в мире вслед за США и Саудовской Аравией.
Основные районы добычи: Западно-Сибирский, Волго-Уральский, Тимано-Печорский, Северо-Кавказский, север Сахалина. В Западной Сибири добывается самая дешевая и качественная нефть в России. Глубина нефтеносных пластов достигает 2 км.
В таблице 3.1 приведены данные о динамике добычи нефти и газового конденсата в России в 2001 – 2002гг.
Таблица 3.1 – Динамика добычи нефти в России (2001 – 2002гг), тыс.т
И
з
таблицы 3.1 видно, что лидером по добыче
нефти в России является компания
«Лукойл».
Рисунок 3.2 – Внешний вид нефтеперерабатывающего завода
Нефтеперабатывающая промышленность вырабатывает нефтепродукты (мазут, бензин, керосин, дизельное топливо и т.д.). На рисунке 3.2 показан внешний виднефтеперерабатывающего завода (НПЗ).
Основной процесс нефтепереработки - перегонка, в результате которой из нефти выделяются различные фракции. Очистка нефти и разделение фракций показано на рисунке 3.3.
Первая стадия обработки сырой нефти должна разделить исходную нефть на части называемые фракциями, согласно молекулярному весу. Сырая нефть нагревается в печи и передается во фракционирующий столб, в котором температура уменьшается с увеличением высоты. Фракции с самым тяжелым молекулярным весом, которые впоследствии станут смазочными веществами, воском, и так далее, могут существовать в форме пара только в более низкой части столба, и выводятся там. Более легкие фракции, которые станут топливом реактивного двигателя, бензином, и так далее, направляются выше вверх по столбу, где они выводятся. Все фракции получают многочисленную и сложную дальнейшую обработку, чтобы направить их в производство желаемых конечных продуктов.
Переработка чаще сосредоточена в районах массового потребления нефтепродуктов и вдоль трасс нефтепроводов.
По величине затрат нефти основную часть продукции НПЗ составляют топлива; в их числе различные сорта бензинов, дизельное топливо, керосин, бытовое жидкое топливо, мазут и др. В зависимости от выбранной структуры потребления отдельных нефтепродуктов может существенно меняться технологическая схема НПЗ. Так, применяя различные технологические схемы НПЗ, можно изменять глубину переработки нефти, т.е. получать, например, выход мазутов 15-45% (по весу от перерабатываемой нефти). В РФ большинство НПЗ построены в расчете на 60% переработку нефти, а в ведущих странах на 80%-ную.
Рисунок 3.3 – Очистка нефти и разделение фракций на НПЗ
Потребности РФ в нефтяном топливе и сырье для нефтехимии в будущем будут возрастать. Сырьевая база нефтедобычи России по объемным показателям в целом удовлетворительная, однако в перспективе будет происходить ухудшение структуры промышленных запасов нефти, что вызовет рост затрат на подготовку запасов и особенно добычу. Поэтому необходимо расширение геологоразведочных работ. Динамика добычи нефти будет зависеть от сроков подготовки и широкого освоения наиболее совершенных технологий повышения нефтеотдачи пластов: горизонтального бурения, гидроразрыва пластов, разработки глубоко залегающих нефтяных пластов и залежей тяжелой нефти, мобильного оборудования для разработки мелких месторождений и т.д. Основное значение в обеспечении страны моторным топливом и сырьем для нефтехимии будет иметь углубление нефтепереработки с 60-65% в настоящее время до 84 - 87% в 2010 г., что вызовет необходимость коренной реконструкции действующих нефтеперерабатывающих заводов.
Транспорт нефтепродуктов
Основные виды транспорта нефти и нефтепродуктов: трубопроводы, танкеры и железнодорожный транспорт. В различных странах в зависимости от географического расположения источников добычи нефти, от стран- импортеров нефти и ряда других факторов преобладает тот или иной из перечисленных выше видов транспорта. Так, почти вся добываемая на Ближнем Востоке нефть импортируется танкерами. США с помощью танкеров ввозят 50% сырой нефти, Западная Европа – около 90%, Япония – около 100%. Транспорт Сахалинской нефти России также осуществляется танкерами (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 – Танкер «Приморье»
водоизмещением 105 тыс.тонн,
Дальний Восток, Россия
Чем больше водоизмещение танкера, тем дешевле перевозка. Водоизмещение современных танкеров составляет от 50 до 500 тыс. тонн. Имеется ряд супертанкеров водоизмещением до 800 тыс. тонн.
В России основной вид транспорта нефти – нефтепроводы (рисунок 3.5). Единая нефтеснабжающая система страны (ЕНСС) охватывает предприятия по добыче нефти (нефтепромыслы), нефтепроводы от них до нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) и всю сложную и разветвленную подсистему распределения и хранения нефтепродуктов до их потребителей. Подсистема распределения нефтепродуктов может рассматриваться в узком и широком ее понимании. В узком понимании она охватывает трубопроводные связи от НПЗ до некоторых центров потребления нефтепродуктов. В широком смысле распределение нефтепродуктов включает все виды их транспорта (трубопроводный, железнодорожный, автомобильный, водный) и хранения. Протяженность нефтепродуктопроводов в РФ составляет 70 тыс. километров. Единая система, объединенная трубопроводными связями на огромном расстоянии от озера Байкал до западных страны, имеет выход в страны Западной Европы через нефтепровод "Дружба". По совокупной протяженности трубопроводных связей ЕНСС страны является уникальным сооружением. От основных нефтедобывающих районов России – Поволжья и Западной Сибири – магистральные нефтепроводы в основном идут в районы Центра, Северо - Запада и Юга европейской части РФ. Нефтеперерабатывающие заводы, как правило, тяготеют к центрам потребления нефтепродуктов и в большинстве размещены в европейской части страны.
Рисунок 3.5 – Транспортировка нефти нефтепроводом
Для преодоления сопротивления трения вязкости нефтепродуктов в нефтепроводах требуется их насосная перекачка. Для горизонтальных трубопроводов мощность насосов для перекачки можно определить по выражению (3.1)
(3.1)
где µ - вязкость передаваемой нефти; L - длина трубопровода; D - диаметр трубопровода; V - расход нефти. Расход нефти V определяется по формуле (3.2):
(3.2)
где р1 и р2 – разность давлений в трубе.
До последнего времени НПЗ строились у ранее сложившихся центров потребления нефтепродуктов, поскольку транспортировка нефти во многих случаях дешевле транспортировки нефтепродуктов. В настоящее время ставится задача сооружения ряда новых НПЗ в составе специальных нефтегазохимических комплексов, приближенных к районам добычи нефти и природного газа для получения высококачественной химической продукции и сокращения затрат на дальнейшую транспортировку энергетических ресурсов.