Вспоминаем
1. Какие природные ресурсы можно использовать для получения энергии? 2. Какие виды топлива имеются в Республике Беларусь?
Ключевые слова: энергетика; топливная промышленность; угольная промышленность.
1. Понятие об энергетике. Энергетика представляет собой комплекс отраслей тяжелой промышленности, которые производят топливо и энергию и снабжают ими все отрасли хозяйства. Она включает топливную промышленность (добычу и переработку минерального топлива — угля, нефти, природного газа, торфа, горючих сланцев, урана — ядерного топлива для атомных электростанций) и электроэнергетику (производство электрической энергии и передачу ее потребителю) (рис. 93). Природные ресурсы, которые можно использовать для получения энергии, называются энергетическими, или энергоресурсами (рис. 94). Мировая энергетика примерно до середины прошлого столетия базировалась главным образом на ресурсах каменного и бурого углей. В последующие годы их доля стала сокращаться в пользу более экономичных и экологичных энергоносителей — нефти, природного газа, а с 1960-х гг. начали использовать ядерную энергию и развивать атомную энергетику.
Рис. 93. Состав энергетики
2. Угольная промышленность. Угольная промышленность — отрасль топливной промышленности, которая занимается добычей (обогащением) и переработкой ископаемых углей.
Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Бурый и каменный угли имеют разную теплотворную способность при сгорании (меньше всего дает тепла бурый уголь, а больше всего — антрацит — разновидность каменного угля).
Рис. 94. Виды энергоресурсов
Рис. 95. Способы добычи угля
Уголь, как и многие твердые полезные ископаемые, добывают двумя способами — открытым и подземным (шахтным) (рис. 95). Наиболее выгодный и дешевый способ — открытый (в карьерах). Этим способом в мире сейчас добывается до 45 % каменного угля (рис. 96).
Когда мощные пласты угля залегают близко к поверхности Земли, уголь добывают открытым способом. Для этого прорывают траншеи (глубиной 150 м и более), которые прорезают породы, закрывающие пласты угля. В результате образуется карьер, или, как его еще называют, разрез. Добытый открытым способом уголь в 4—5 раз дешевле угля, добытого в шахте. Кроме того, при открытом способе добычи условия труда более благоприятные и менее опасные, чем в шахтах: чистый воздух, естественное освещение в дневное время работы, отсутствуют вредные газы. Однако при таком способе сильно загрязняется окружающая среда.
Рис. 96. Добыча каменного угля открытым способом
При подземном способе добычи угля строят шахты (рис. 97). В них добывают большую часть угля. Шахты бывают разной глубины. Самая глубокая в мире угольная шахта находится в Рурском бассейне в ФРГ, ее глубина составляет 1,5 км.
Рис. 97. В шахте по добыче каменного угля
Для нормальной работы шахты нужны хороший подземный транспорт, бесперебойная вентиляция и освещение. При строительстве и работе шахты приходится укреплять своды тоннелей, откачивать воду, проникающую в подземные выработки. Подземный способ добычи очень трудоемкий. Если сложить вместе все мировые запасы каменного угля, то образуется куб высотой в 21 км — в два с лишним раза выше горы Джомолунгма, самой высокой горы на земном шаре.
Добыча угля с середины ХХ в. до настоящего времени увеличилась почти в 4 раза (рис. 98). Основными угледобывающими странами являются Китай, США, Индия. Эти же страны — наиболее крупные его потребители. Резко сократилась добыча угля в ФРГ, Великобритании, Франции: закупать уголь за рубежом в 3—4 раза дешевле, чем добывать, поэтому его ввозят из Австралии, США и России.
Рис. 98. Динамика мировой добычи каменного угля, млн т
Крупнейшие каменноугольные бассейны: в Азии — Тунгусский, Ленский, Кузнецкий (Россия), Карагандинский (Казахстан), на Великой Китайской равнине, в Индии; в Северной Америке — Аппалачский (США); в Австралии; в Африке (Южно-Африканская Республика); в Европе — Донецкий (Украина), Рурский (ФРГ). (Покажите на карте эти месторождения.)
Рис. 99. Использование угля
В перспективе ожидается, что уголь, как наименее экологически чистый вид топлива, уступит место нефти и природному газу.
Тем не менее основными потребителями угля останутся тепловые электростанции, химическая промышленность, некоторые виды углей по-прежнему будут использоваться для производства кокса, необходимого для черной металлургии.
Одно из важнейших свойств многих видов каменного угля — спекаемость, или способность при соответствующих условиях превращаться в прочный кокс. Кокс применяется в черной металлургии при выплавке чугуна из железной руды. Ежегодно тысячи составов везут каменный уголь на металлургические заводы, а также на тепловые электростанции. Кроме того, из угля получают бензин, смолу, пластмассы, лекарства, удобрения и многие другие ценные продукты (рис. 99).
1. Что такое энергетика, из каких отраслей она состоит? 2. Какие виды энергетических ресурсов используются наиболее широко? 3*. Как, на ваш взгляд, влияют способ добычи, мощность и глубина залегания пластов на стоимость угля? 4. Почему в современном мире происходит снижение потребления угля?
Практическое задание
* Используя текст и рисунки учебного пособия, составьте логический рассказ «Использование угля в хозяйстве».
Это интересно
На Земле насчитывается более трех тысяч угольных бассейнов. Они занимают почти 15 % всей суши и расположены в 75 странах во всех частях света (рис. 100), в том числе в Антарктиде.
Рис. 100. Распределение угольных ресурсов по частям света
Конкурс знатоков
Основная часть угольных ресурсов сосредоточена на двух материках. Какой из перечисленных материков «лишний»: а) Северная Америка; б) Южная Америка; в) Евразия?