02. Топливно-энергетический комплекс. Топливная промышленность

На этом уроке мы узнаем о составе и значении топливно-энергетического комплекса России, а также об особенностях и проблемах топливной промышленности.

Любому живому организму нужна энергия. Мы получаем её из еды и от солнца. Этой энергии нам хватает, чтобы поддерживать жизнедеятельность своего организма. Сначала человек учился сохранять энергию, которую вырабатывал его организм, например использовал шкуры (аналог современной одежды). Большим прорывом стало умение взаимодействовать с огнём — это позволило гораздо лучше переносить превратности погоды, готовить пищу и т. д. Кроме тепла, огонь давал ещё и свет. Сейчас свет в наших домах и на улице не от огня, а от электрических ламп. Но для их работы всё равно нужна энергия.

Электроэнергия — физический термин, широко распространённый в технике и в быту для определения количества энергии, выдаваемой генератором в электрическую сеть или получаемой из сети потребителем.

Она нужна также для работы огромного количества приборов, которые облегчают нашу жизнь.

Электроэнергию получают по-разному: сжигают уголь, газ, используют энергию солнца, воды или ветра, используют энергию деления ядра (рис. 1).

Тепловая энергия от горячей воды в батареях обогревает наши дома. Много энергии используется на заводах, в сельском хозяйстве (например, для обогрева теплиц).

Автомобили, и вообще любой другой транспорт, также требуют энергии, которую получают из топлива (бензин, газ, дизельное). Мобильный телефон тоже использует энергию. Мы научились её запасать, или, по-другому, аккумулировать, — для этого изобрели аккумуляторы, батареи. Так, батарея мобильного телефона запасает энергию во время зарядки от розетки. Обычная пальчиковая батарейка имеет запас энергии, которую постепенно отдаёт во время работы устройства.

Любое действие требует энергии. Вся жизнь человечества, и природы в целом, связана с обменом и превращениями энергии.

Мы должны уметь получать энергию разными способами; уметь преобразовывать её из одного вида в другой, например тепловую энергию от сгорания топлива — в электрическую энергию; ещё нужно уметь передавать энергию на большие расстояния (с относительно небольшими потерями); а также уметь её накапливать. За все эти процессы отвечает топливно-энергетический комплекс.

Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) — это совокупность отраслей, занимающихся добычей, обработкой и транспортировкой топлива, а также переработкой электроэнергии и её передачей потребителю.

Топливно-энергетический комплекс включает в себя топливную промышленность и электроэнергетику. Топливная промышленность — это отрасль добывающей промышленности. Она, в свою очередь, тоже включает в себя ряд подотраслей: добычу, переработку и транспортировку топлива (рис. 2).

Топливо — это своего рода природный аккумулятор, вещество, в котором запасена энергия. Например, огонь исходно поддерживали с помощью дров. Из курса химии вы знаете, что горение — это процесс соединения с кислородом, в результате которого выделяется энергия. Внешний источник энергии на нашей планете — Солнце. Деревья накапливают солнечную энергию в результате химических реакций, используя питательные вещества из земли, воду и углекислый газ, выделяя при этом кислород. При соединении с кислородом происходит обратный процесс — накопленная энергия выделяется вовне (рис. 3).

В современном мире основным видом энергетических ресурсов является ископаемое топливо — это природный газ, нефть, уголь, торф, горючие сланцы и другие виды каустобиолитов (рис. 4).

Каустобиолиты (от греч. каустос — горючий, биос — жизнь, литос — камень) — это горючие полезные ископаемые органического происхождения.

Топливные (горючие) полезные ископаемые образовались из останков растений и животных, существовавших миллионы лет назад.

Ещё одним важным элементом топливно-энергетического комплекса является электроэнергетика.

Электроэнергетика — это отрасль обрабатывающей промышленности, которая занимается производством электроэнергии и передачей её потребителю.

Большая часть производства электроэнергии приходится на несколько видов электростанций: тепловые, атомные, гидравлические (рис. 5).

В последние годы развивается альтернативная электроэнергетика, а именно: солнечная, ветроэнергетика, геотермальная и другие.

В зависимости от вида топлива, топливная промышленность делится на несколько отраслей (рис. 6).

Каждая из отраслей имеет важное значение для развития экономики нашей страны, но нефтяная, газовая и угольная являются основными.

Нефтяная отрасль

Добыча нефти — это сложный процесс, особенно если учесть климатические условия на территории нашей страны, и требует большого количества разнообразных технологических решений, внедрения изобретений и т. д. Конечные потребители используют не саму нефть, а то, что из неё производят, — нефтепродукты. Это и разные виды топлива (бензин, дизельное топливо, керосин), и многие продукты нефтехимической промышленности. Все эти продукты обладают гораздо более высокой добавленной стоимостью.

Переработка сырья, например нефти, гораздо выгоднее, чем продажа его в сыром виде.

Производство бензина и его экспорт приносят больше прибыли, чем просто продажа нефти, а также создаёт рабочие места и обеспечивает экономический рост.

Если раньше Россия в основном экспортировала сырую нефть, то в последние годы старается сместить акцент в сторону экспорта готовых нефтепродуктов, что увеличивает количество денег, которые остаются в стране.

Нефтяную промышленность можно назвать основой современной экономики. Россия занимает 7-е место по запасам нефти среди всех стран мира по данным ОПЕК, а лидирующую позицию занимает Венесуэла.

Добыча нефти в Российской империи началась в XIX веке. Первым районом полноценной нефтедобычи был город Баку. Сейчас крупнейшими районами нефтедобычи являются Западная Сибирь, в которой добывается около 70 % всей нефти России, Волго-Уральская провинция, на которую приходится не более 20 % нефтедобычи, и шельфы морей Северного Ледовитого океана (рис. 7). Важное значение в этой отрасли имеют Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий автономные округа.

Основными нефтедобывающими компаниями России являются:

• «Роснефть»,

• «Газпром»,

• «ЛУКОЙЛ»,

• «Татнефть»,

• «Сургутнефтегаз»,

• «Новатэк».

По темпам роста и объёму реализации первое место занимает «Роснефть».

Крупнейшими месторождениями нефти в России являются Самотлорское, Фёдоровское и Приобское, расположенные в Ханты-Мансийском автономном округе, Ромашкинское в Татарстане (рис. 8) и десятки других крупных месторождений.

Крупнейшие нефтепроводы России:

• «Дружба»,

• Сургут — Полоцк,

• Балтийская трубопроводная система,

• Восточная Сибирь — Тихий океан.

На территории нашей страны действует более 30 предприятий нефтеперерабатывающей промышленности. Примерами являются Рязанский или Омский нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) (рис. 9-10). На них производят преимущественно бензин, керосин и различные технические масла.

Для контроля добычи и решения вопросов экспорта нефти был создан специальный союз — ОПЕК, организация стран — экспортёров нефти (рис. 11).

Также в 2016 году образовался ОПЕК+ — расширенный ОПЕК, в который вошли ещё 10 стран, включая Россию (рис. 12).

ОПЕК и ОПЕК+ созданы для того, чтобы защищать интересы стран-экспортёров. Регулируя предложение на фоне колебаний спроса, можно удерживать цены на нефть на приемлемом уровне. Если спрос падает, то страны договариваются снижать добычу, и наоборот.

Все страны в ОПЕК ищут баланс: если страна производит мало, то цены будут высокие, но общий заработок не очень большой. И наоборот — продавать много нефти по бросовой цене тоже невыгодно. Кроме того, слишком высокие цены на нефть не всегда выгодны и странам-экспортёрам, поскольку приводят к росту внутренних цен на топливо. Это, в свою очередь, увеличивает стоимость продукции во всех отраслях промышленности и провоцирует инфляцию.

Газовая отрасль

Важное значение в топливной промышленности играет природный газ. Он используется в качестве топлива, а также применяется для создания минеральных удобрений. Его добыча и переработка экономически выгоднее по сравнению с другими видами топлива. Помимо этого, при сжигании газа выделяется не так много вредных веществ, как при сжигании угля, торфа или нефти. В связи с этим в последние годы многие тепловые электростанции стараются перевести на природный газ.

Промышленная разработка чисто газового месторождения в России началась в 1906 году в окрестностях города Дербента. В настоящее время крупнейшим регионом газодобычи является Западная Сибирь, в которой сосредоточено примерно 70 % запасов природного газа России и около 90 % его добычи. Там же расположены и крупнейшие месторождения газа: Уренгойское, Медвежье и Ямбургское в Ямало-Ненецком автономном округе. Волго-Уральская база — вторая по запасам природного газа в России (рис. 13).

В настоящее время Россия занимает 1-е место в мире по запасам природного газа и 2-е место по его добыче. В первую пятёрку также входят Иран, Катар, США.

В России находятся два газопровода, входящие в десятку крупнейших газопроводов мира: «Ямал — Европа» и «Уренгой — Ужгород», соединяющие месторождения Сибири с центральными районами и позволяющие экспортировать газ в Европу.

В 2019 году в эксплуатацию был запущен газопровод «Сила Сибири» — это магистральный газопровод, который проходит по территории Иркутской области, Республики Саха (Якутия) и Амурской области и доходит до Благовещенска, а далее уже газ транспортируется в Китай (рис. 14). Сейчас обсуждается проект «Сила Сибири — 2», который позволит поставлять российский газ в Китай по ещё одному маршруту (через Монголию).

Крупнейшими компаниями, которые занимаются добычей природного газа в России, являются:

1. «Газпром» — российская транснациональная энергетическая компания, более 50 % акций которой принадлежит государству. На «Газпром» приходится около 70 % добычи газа в России.

2. «НОВАТЭК» — независимая компания, крупнейший частный производитель природного газа, добывающий около 20 % газа в России. 

Всё более важную роль в энергетическом секторе России играет сжиженный природный газ (СПГ).

Сжиженный природный газ — природный газ, охлаждённый до температуры –162 ℃, при которой он превращается в жидкость.

Это даёт возможность перевозить и хранить природный газ в более компактной форме. В свою очередь, это позволяет производителю газа расширить рынок сбыта и является экономически более выгодным по сравнению со строительством газопроводов длиной в тысячи километров.

В последние годы в России было построено несколько крупных заводов по производству СПГ, а именно:

1. «Сахалин-2» — первый в России завод по производству СПГ, входит в состав «Группы Газпром», для которой является ключевым источником экспорта сжиженного природного газа в Азиатско-Тихоокеанский регион.

1. «Ямал СПГ» — интегрированный проект по добыче, сжижению и поставкам природного газа, находится за полярным кругом на полуострове Ямал.

Развитие отрасли СПГ имеет большое значение для России. Эта отрасль увеличивает доходы от экспорта, позволяет России расширить свои экспортные рынки и снизить зависимость от европейского рынка.

Природный газ в первоначальном виде не обладает цветом и запахом. В него специально добавляют сильно пахнущее вещество — одорант (вещество с резким запахом). Оно абсолютно безопасно для человека и применяется лишь для того, чтобы человек мог заметить утечку газа.

В некоторых районах США в газ добавляют вещество с запахом, привлекательным для птиц-падальщиков. Они чувствуют его и слетаются в место утечки, думая, что там находится их потенциальная добыча, благодаря этому специалисты могут узнать об аварии.

Угольная отрасль

Угольная промышленность — одна из старейших отраслей топливной промышленности России. Изначально в производстве топлива использовали только каменный уголь.

Первая промышленная добыча каменного угля в Российской империи осуществлялась в Донецком бассейне. Сейчас же открыто множество месторождений каменного и бурого угля по всей стране. Каменный уголь добывают в Печорском бассейне (на территории республики Коми и Архангельской области), в Донецком бассейне (в Ростовской области, Донецкой Народной Республике и Луганской Народной Республике), в Кузнецком (преимущественно на территории Кемеровской области), а также в Тунгусском и Южно-Якутском бассейнах. Бурый уголь добывают в Канско-Ачинском бассейне на территории Красноярского края и соседних регионов и в Ленском бассейне, преимущественно — в Якутии (рис. 15).

Главным угольным бассейном нашей страны является Кузнецкий бассейн, или Кузбасс, где добывается больше половины всего российского угля. Каменный уголь Кузбасса обладает высокими качествами. Второй по значимости — это Канско-Ачинский буроугольный бассейн. Здесь находятся огромные запасы угля, залегающие на небольшой глубине, что позволяет вести добычу открытым способом с высокой эффективностью.

По запасам угля Россия занимает второе место в мире, уступая только США. В наши дни уголь уступает нефти по значимости, однако даже сейчас не теряет своей актуальности. Этот ресурс используется в производстве электроэнергии, в чёрной металлургии, в транспортной и даже фармацевтической отрасли (рис. 16).

На большие расстояния транспортируют в основном каменный уголь, а бурый используют преимущественно в районах добычи. Это связано с тем, что качество каменного угля несколько выше, чем качество бурого, транспортировка которого может быть неэффективной. Основное отличие бурого и каменного угля заключается в меньшем содержании углерода и значительно большем содержании летучих веществ и воды. Бурый уголь, как правило, залегает на большей глубине и значительно старше каменного.

Уголь можно добывать двумя способами: открытым и закрытым. Открытый способ подразумевает формирование карьеров (рис. 19). Он целесообразен там, где уголь расположен ближе к поверхности, а именно: в Канско-Ачинском, Южно-Якутском, Ленском, а также частично в Кузнецком, Иркутском, Тунгусском бассейнах.

Закрытый, или шахтный, способ применяется в тех районах, где уголь залегает на большой глубине: в Донецком и Печорском бассейнах, частично в Кузнецком, Иркутском, Тунгусском. Шахта — очень сложное инженерное сооружение, поэтому закрытый способ добычи, как правило, дороже (рис. 20).

Иногда уголь используется не только в качестве топлива. Из него добывают другие ценные вещества, такие как: свинец, сера, доломиты, кварц и другие; используют его и в химической промышленности.

Россия активно экспортирует продукты топливной промышленности. К числу крупнейших стран — покупателей российской нефти относятся Китай, Индия, Турция. Объём экспорта в страны Европы в последние годы значительно сократился. Крупнейшими импортёрами угля являются: Китай, Индия, Турция, Южная Корея, Япония. Страны — импортёры российского газа: Китай, Турция, Словакия, Венгрия, Япония и другие.

Несмотря на обширные запасы, Россия импортирует некоторые виды топлива. К числу таковых можно отнести, к примеру, уголь. Крупнейшим импортёром угля для России является Казахстан. Для производств Южного Урала выгоднее купить нужный вид угля у соседей, чем привезти с другого конца страны, так как Казахстан находится ближе к району концентрации крупных производств. В 2020 году Казахстан экспортировал в Россию около 21 млн тонн угля.

ТЭК имеет важное значение в жизни любой страны. Он обеспечивает топливом и энергией все остальные отрасли хозяйства. ТЭК потребляет продукцию, которую производят другие межотраслевые комплексы: металлургический, комплекс конструкционных материалов, химический и другие (рис. 21). Также ТЭК оказывает влияние на размещение предприятий. Рядом с предприятиями ТЭК формируются крупные промышленные районы и даже города.

ТЭК — основа экспорта нашей страны, составляющая около трети её бюджета.

Предприятия ТЭК оказывают и негативное влияние на окружающую среду. На долю ТЭК приходится 40 % водопотребления, 36 % сточных вод и 40 % выбросов в атмосферу. Ресурсы, добываемые и используемые ТЭК, исчерпаемы и невозобновимы, стоимость транспортировки продуктов ТЭК достаточно высока. К тому же ресурсы ТЭК размещены неравномерно.

Решение проблем ТЭК:

• Модернизация производства и расширение существующих нефте- и газоперерабатывающих заводов.

• Внедрение новых технологий, в том числе для повышения эффективности добычи и переработки.

• Переориентация экспорта нефти и газа на страны Азиатско-Тихоокеанского региона, Ближнего Востока и Африки.

• Строительство новых экспортных трубопроводов и терминалов для СПГ.

Для учёта добычи топлива и произведённой электроэнергии, а также её распределения между потребителями составляют топливно-энергетический баланс.

Топливно-энергетический баланс — это соотношение производства (приходная часть) и использования (расходная часть) всех видов энергии.

Россия является одним из крупнейших экспортёров продуктов ТЭК на мировой рынок. Для удержания этой позиции необходимо постоянное совершенствование системы и разработка новых месторождений.

Полезные ссылки

1. Список рекомендованных учебников.

2. Интернет-портал fipi.ru.

3. Интернет-портал rgo.ru.

4. Интернет-портал mosgeo.olimpiada.ru.

Проверьте себя

1. Что такое ТЭК?

2. Что включает в себя топливная промышленность?

3. Назовите основные виды электростанций.

Список использованных источников:

Изображения используются согласно лицензии Shutterstock / FOTODOM
Иллюстратор Яшина М. В.