3.6. Топливно-энергетические ресурсы

Основной объем добываемого человеком сырья используется для производства энергоносителей. В целом в мире ежегодно добывается около 5 млрд т каменного угля, более 4 млрд т сырой нефти и около 3 трлн м³ природного газа.

Россия обладает крупнейшими в мире запасами топливно-энергетических ресурсов: 13% мировых запасов нефти; 35% газа; 12% угля. На ее долю приходится 10% мировой добычи нефти; 30% газа; 6% каменного угля. При современном уров­не потребления разведанные запасы российской нефти могут быть исчерпаны примерно через 50 лет, природного газа — через 60 лет, каменного угля — через 200 лет.

На мировом рынке органического топлива уголь, как энер­гоноситель, становится конкурентоспособным. В США, Гер­мании, Англии, Китае, Польше доля угля в топливно-энерге­тическом балансе превышает 50%. В России этот показатель держится на уровне 20%. Лишь 40% энергетических углей подвергается облагораживанию; зольность углей высокая, а энергосодержание низкое — менее 19 МДж/кг.

На долю российского топливно-энергетического комплекса приходится около 60% всех инвестиций в основной капитал. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой на угольных ТЭС составляет 2 цента/кВт ч, на парогазовых ТЭС — до 6 центов/кВт- ч, на атомных станциях— 12 центов/кВт- ч.

Более 70 % топливно-энергетических ресурсов расположе­ны в северных районах, отдаленных от мест их потребления. При нынешних ценах на ресурсы существенная часть их ме­сторождений являются нерентабельными для добычи. Например, в России доля нефтяных скважин с относительно небольшим дебитом до 10 т/сут составляет 55% их общего фонда. В связи со снижением объемов геологоразведки прирост запа­сов по всем видов ресурсов оказывается меньше, чем объемы их добычи. Так ежегодный прирост запасов российского при­родного газа составляет примерно 250 млрд м³, а добыча — почти 600 млрд м³; прирост запасов нефти — 280 млн т, а добыча 500 млн т.

Ухудшается структура разведанных запасов, происходит опережающая разработка наиболее рентабельных частей ме­сторождений. В настоящее время из текущих запасов нефти около 40 % приурочены к низко-проницаемым коллекторам, около 25 % относятся к тяжелым и высоковязким сортам не­фти. Еще одной причиной снижения сырьевого потенциала нашей страны является высокая энергоемкость и материалоемкость экономики, что поддерживает высокий спрос на сы­рье. К этому следует добавить не комплексное использование сырья и экспортную политику, во многом носящую вынужденный характер.

В XX в. объем используемых человечеством энергетических ресурсов увеличился в 15 раз, а численность населения выросла в 3,8 раза — с 1,7 до 6,3 млрд человек. То есть потребление энергии на душу населения возросло в четыре раза, со­ставив 1,5 т нефтяного эквивалента на человека в год. В пер­вые годы XXI в. уровень ежегодного глобального спроса на энер­гию превысил 11 млрд т нефтяного эквивалента. Из 230 стран мира в 99 странахдобываются углеводороды. Данные по основным странам приводятся в табл.3.5 Таблица 3.5.

Добыча нефти (млн т) и газа (млрд м³) в мире по странам в 2007 г.

	Страна		Нефть	Газ
	Саудовская Аравия		515	422
	Россия		491	653
	США		312	—
	Иран		210	131
	Китай		184	—
	Мексика		183	96
	Канада		151	—
	Венесуэла		145	119
Страна		Нефть			Газ	.
ОАЭ		138			119
Кувейт		133			119
Норвегия		129			118
Нигерия		119			116
Ирак		98			88
Бразилия		89			—
Алжир		86			75
Ливия		86			81
Великобритания		77			—
Ангола		69			68
Казахстан		66			56

По производству нефти лидируют Ближний Восток, где из недр извлекается 26% общемирового объема, и Северная Америка— 24% общемирового объема добычи. Стоимость производства нефти варьируется: на Ближнем Востоке составляет 4,2 долл./барр.; в азиатской части России, США и Канаде — 8,0; в Западной Европе — 9,6; на глубоководном шельфе Латинской Америки— 10,4 долл./барр.

В последние годы значительно увеличилось число месторождений и скважин, введенных в эксплуатацию на шельфе. В 2006 г. в эксплуатацию введено 197 морских месторождений: началось извлечение нефти на глубоководных месторождениях в Анголе, в Бразилии, в Нигерии. На российском арктическом шельфе запущено в эксплуатацию Приразломное месторождение. Из более 90 нефтедобывающих государств мира 66 стран вышли на пик производства. Высокие операционные затраты в сложных условиях добычи выгодны при ценах на нефть выше 60 долл. /баррель.

Мировое производство газа составляет около 2,8 млрд т нефтяного эквивалента в год. В ближайшие годы природный газ будет играть центральную роль в удовлетворении глобального спроса на энергоносители. В последние десятилетия наиболее быстро спрос на нефть и газ возрастал в странах Азиатско-Тихоокеанского региона, где энергопотребление увеличи­валось под влиянием демографических и технологических факторов.

Суммарное потребление энергоносителей в мире за 1970—2007 гг. превысило объем их использования за весь предшествующий период развития цивилизации и составило более 290 млрд т нефтяного эквивалента.

В структуре глобального энергетического баланса доминируют углеводороды, доля нефти возросла до 40%, газа — до 23%. Основная масса нефтепродуктов расходуется в транспортном секторе и энергетике (табл. 3.6).

Таблица 3.6.

Мировая добыча нефти и природного газа в 2000—2006 гг.

Продукт\год	2000	2002	2004	2006
Нефть, млн т	3601	3557	3868	4139
Природный газ, млрд м3	2436	2531	2692	2851

В 2007 г. добыча нефти в России составила 470 млн т, переработка 229 млн т. Экспорт нефти из РФ достиг 240 млн т, неф­тепродуктов — 111 млн т. Средняя цена экспорта нефти рав­нялась 466 долл/т. Более 82% в структуре зарубежных поста­вок нефтепродуктов занимают мазут и дизельное топливо, предназначенные для дальнейшей переработки. Таким образом, имеет место скрытый экспорт сырья. Высокая доля производства полупродуктов отражает технологическое отстава­ние российских НПЗ от передового мирового уровня.

Большинство российских НПЗ работают более 40 лет и обеспечивают чрезвычайно низкую глубину переработки нефти и низкое качество производимых нефтепродуктов. В России глубина переработки нефти едва переваливает за 60%, в то время, как в США—свыше 90%. В среднем по России вы­ход автомобильных бензинов не превышает 16%.

Добыча природного и попутного газа достигла в 2007 г. 653 млрд м³. Экспорт данного энергоносителя составил 192 млрд м³.Главное направление поставок газа из России — Европейский союз. Для экспорта углеводородов в европейском направлении создана инфраструктура сверхдальнего трубо­проводного транспорта.

В России ежегодно извлекается из недр более 60 млрд м³ попутного нефтяного газа (ПНГ), из которых направляется на переработку лишь 16 млрд м³. Почти 17 млрд м³ ПНГ сжигается на факелах, остальное используется на собственные нужды добывающих компаний. Производство сжиженных углеводородных газов находится на уровне 10 млн т/год — это бутан, пропан и их смеси. Товарными продуктами нефтехимической и газо-химической промышленности России являются: минеральные удобрения, метанол, стирол, полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, химические волокна и этиленгликоль.

Выпуск сжиженного природного газа (СПГ) в мире в 2007 г. в пересчете на исходное вещество превысил 220 млрд м³. Пред­полагается, что в ближайшие годы спрос на газ будет возрас­тать в два раза быстрее, чем на нефть, а доля СПГ на мировом рынке газа будет увеличиваться за счет расширения импорта в Европе, США и Японии. Сегодня страны ЕС располагают десятью терминалами по приему СПГ мощностью 55 млрд м³ в год. Япония имеет 26 терминалов по приему СПГ, это позволяет импортировать его в объеме около 90 млрд м³ в год.

При использовании химических видов топлива энергия выделяется за счет того, что их молекулы переходят в конфи­гурации с меньшей внутренней энергией. Когда же перестрой­ке подвергаются компоненты атомов, то выделяется энергия на несколько порядков больше. Так, при распаде одного кило­грамма урана может быть получено около 77 ТДж энергии, что эквивалентно 1840 т нефтяного эквивалента.

В 2007 г. в 32 странах мира действовали 439 ядерных энер­гетических реакторов общей установленной мощностью более 370 ГВт (табл .3.7). Все эти станции вырабатывают 1,1-10¹⁶ кДж энергии в год, доля ядерной генерации в мире составляет 17%. Еще десятки стран заявляют о намерениях создать ядерный сектор в национальной энергетике. Атомная энергетика сбе­регает миллионы тонн нефти и миллиарды кубометров природного газа.

Таблица 3.7. Количество установленных ядерных реакторов в некоторых странах к началу XXI в.

Страна	Мощность, МВт	Доля АЭС в производ-стве, %	Количество энергоблоков
Болгария	3538	42	6
Великобритания	12 968	27	35
Германия	22 282	29	23
Индия	1695	2,5	10
Россия	19 843	13	29
США	96423	19	104
Украина	13 765	45	16
Франция	61653	75	58
Швеция	10 040	47	12
Южная Корея	12 340	41	15
Япония	43 691	36	53
Всего в мире	348891	20	434

Мировых запасов богатых руд, позволяющих получить уран по приемлемой цене, немного. В природных условиях уран находится в форме оксида U₃O₈. В гранитах концентрация урана примерно равна 4 г/т, богатые урановые руды содержат до 80 г/т. Сегодня важен вопрос — по какой цене уран можно производить. Так, например, в США запасы урана при стоимости добычи 33 долл. /кг составляют 430 тыс. т, а при стоимости 66 долл./кг — 640 тыс. т. Общие ресурсы урана по цене до 130 долл. /кг составляют 5 млн т.

Сегодня на топливную составляющую в стоимости энергии, вырабатываемой тепловыми станциями, приходится 50%, в то время как на АЭС — 20%. Запасы урана для реакторов деления могут быть увеличены при использовании реакторов-размножителей (бридеров), в которых ядерное топливное сырье может быть трансформировано в полноценное плутониевое топливо Рu-239.