Вторичные ресурсы
В экономически развитых странах запасы вторичного сырья сопоставимы с разведанными геологическими. Объем промышленных и других твердых отходов достигает огромных размеров: в США - до 4,5 млдр.т, в Западной Европе - почти 2 млрд.т, в Японии - 1.3 млрд т. Многие из них могут быть переработаны. Общая стоимость используемого в США и Западной Европе вторичного сырья оценивается в 15-20% от стоимости первичных ресурсов. Во многих странах, несмотря на сложности финансирования, продолжают реализовываться программы энергосбережения. В результате в США за 20 лет удалось уменьшить энергоемкость ВНП на 40%, во Франции и Японии - на 30%. Продолжают внедряться специальные технологии по повышению эффективности использования вторичных ресурсов. В США за счет использования этого вида сырья производство удовлетворяет свои потребности в свинце на 73%, меди - на 60, стали - на 56, цинка - на 43%.
В области переработки отходов одно из ведущих мест занимает Германия, так, например, в этой стране 45-50% бумаги производится из макулатуры,31% стекла из стеклобоя, 90% железа из металлолома, 49% олова.
Этот производственный процесс играет немаловажную роль в обеспечении ресурсами отраслей промышленности. Именно поэтому он получил .наибольшее развитие в странах, где природно-ресурсный потенциал не так богат - Японии и ФРГ.
Несмотря на осуществление многими странами политики ресурсообеспеченности и ресурсосбережения, спрос на минеральное сырье в мире постоянно растет, примерно на 5% в год. Причина связана с экономическим ростом развивающихся стран. Наиболее сложное положение в мире связано с энергоресурсами и рудными полезными ископаемыми, т.к. большинство стран ими не обладают, поэтому необходимо переходить на нетрадиционные источники энергии.
Энергоресурсы
1. Энергоресурсы. Оценка современных мировых топливно-энергетических ресурсов производится на мировых энергетических конференциях (МИРЭК), учрежденных в 1924 году. Последняя (XIV)происходила в Торонто (1989г)
Среди энергетических ресурсов наиболее велики в мире геологические запасы угля. По отдельным оценкам они достигают 9 -11 трлн.т (в условном топливе), бурого и лигнита - 2,2 трлн. т. Сопоставляя запасы и добычу, около 4,3 млрд.т (в пересчете на условное топливо -3,1 млрд.т) в год по данным 1994, ресурсообеспеченность по нему составит 3000-3700 лет при современной добыче (и на 1000 лет при уровне добычи, возможном в 2020 г.). Разведанные запасы угля гораздо меньше геологических - 1239 млрд.т., из них 808 млрд. т каменного и 431 млрд.т бурого, а в отдельных странах ресурсы вообще не учитывались.
Самыми большими запасами обладают Китай и США. Во многих странах (ФРГ, Англии, США) закрывают шахты в связи с истощением запасов и удорожанием добычи. Например, в связи с вытеснением угля нефтью Северного моря, снизилась добыча во Франции с 128 до 9 млн. т. Тот же процесс характерен и для России - добыча снизилась с 370 до 267 млн.т (1994г.).
Геологические запасы нефти в начале 90х годов составляют 127 млрд.т условного топлива и вероятные - 360 млрд.т. Кроме того, вероятные запасы нефти из нетрадиционных источников -горючих сланцев, битуминозных песков - составляют до 750 млрд.т.
Спрос на нефть, также как и цена на нее на мировом рынке постоянно колеблется то, повышаясь (1997г), то вновь падает (1998г), то вновь растет (1999 г) Особенно резкое увеличение спроса произошло в странах Южной и Восточной Азии (8%). В развитых странах спрос увеличился лишь на 1%, а в странах с переходной экономикой с 1989г. идет ежегодное резкое сокращение спроса.
Обеспеченность текущей добычи разведанными запасами в настоящее время определяется в целом по миру в 45 лет. В среднем по ОПЕК он составляет - 85 лет, но по отдельным странам она несколько выше: в Саудовской Аравии - 91 год, Кувейте - 140, Иране - 114-, ОАЭ – 137.
Геологические запасы природного газа Мировой энергетической конференцией в Детройте определились в 540 трлн.м3.Имеются и более поздние данные, согласно которымвмире имеется природного газа 79 млрд. м3 достоверных запасов и 230 трлн.м3 вероятных запасов (66 трлн. и 230 трлн.). Удёльный вес газа в мировом энергопотреблении неуклонно растет и составит к 2020 году около 15%. Запасов природного газа должно хватить примерно на 100 лет. Разведанные запасы, также как и по нефти будут увеличиваться за счет шельфовой зоны: Арктического и Антарктического побережья.
2. Нетрадиционные источники энергии. Среди этих источников наиболее перспективными экологически чисты: солнечное излучение, энергия ветра, малых рек, приливов и энергий волн океана, геотермальная (глубинная теплота Земли), энергия биомассы. Перечень этих видов постоянно расширяется
Солнечная энергия - представляет собой вечный и потенциальный источник энергоснабжения, мощность которого оценивается в 20 млрд. кВт. Эта величина более чем в 100 раз превышает прогнозные значения требуемой электрической мощности для планеты в целом на уровне 2000г.
В технике использования существуют два направления - электроснабжение и теплоснабжение. В практической деятельности чаще встречается второе из-за большей эффективности (несколько более высокого КПД и меньшей стоимости). Наиболее широкое применение нашло в США (штат Калифорния). К работам по проектированию СЭС мощностью 200 МВТ приступило Министерство энергетики России. Опытно-экспериментальные установки работают в Италии (Сант-Иларио), во Франции. С использованием солнечной энергии связано обеспечение источников питания космических кораблей.
Энергия ветра - наиболее древний источник, малоиспользуемый в настоящее время. Основные проблемы связаны с техническими трудностями: больших площадей и достаточно большим объемом использования металла. Наиболее часто используется в Великобритании, Нидерландах, Дании, Франции. В США серьезно рассматриваются планы использования ВЭС в большой энергетике. Существуют государственные программы по использованию энергии ветра в Канаде, ФРГ, КНР, России.
Энергия океана. Проблемы использования энергии океана обсуждались на XIV Тихоокеанском научном конгрессе, где в числе установок предполагалось использовать приливы и отливы для строительства ПЭС, энергию волн - ВолЭС, морских течений - ЭСМТ Энергия волн используется при размещении в океане маяков, тепловая - при сооружении электростанций морских течений. Первая опытная ЭСМТ создана французскими специалистами вблизи Абиджана (Берег Слоновой Кости) основана она на использовании термической энергии океана. Основные трудности связаны с преобразованием ударной волны в гравитационную и высокой стоимости строительства.
Геотермальная энергия - развивается достаточно интенсивно. Используются парогидротермы - подземные "паровые котлы" в районах молодого вулканизма на больших глубинах 3-5 км (повышение температуры составляет 3 градуса на 100 м, в отдельных районах 5 градусов), есть возможность использования нетрогеотермальных зон, т.е. сухих горных пород, нагретых до высоких температур. Запасы только второй зоны составляют более 200 ПВт, в России чти запасы на два порядка ниже -2000 МВт, сосредоточены в основном на Дальнее Востоке - Камчатка, Сахалин, Курилы. Наибольшее применение геотермальной энергии встречается в Исландии (40% всей используемой), Италии, США, Японии, всего на планете существует 188 благоприятных территорий для использования этого вида энергии.
Биосинтез.Изучение этого процесса играет в последнее время всё большее значение. Многие ученые планеты ищут замену топливным ресурсам в органических процессах растений. По мнению группы специалистов Центра океанических исследований в Сан-Диего, в будущем в качестве топлива будут использоваться продукты переработки рогозы - многолетних водных и болотных травянистых растений, быстрый рост которых способствует интенсивному увеличению потенциальной горючей массы Высокое содержание углеводородов в этой массе позволит получать ряд углеводородных газов, таких как пропан-бутановые соединения В число возможных заменителей топлива внесен и эвкалипт. По прогнозам японских ученых университета "Миэ дайгаку" эвкалиптовое масло можно использовать в качестве заменителя бензина, для двигателей внутреннего сгорания. Преимущество - низкое содержание вредных веществ. Как стало известно, химическая фирма "Сэкисуй ка сэй зин" приступила к закладке в Осаке Большой эвкалиптовой плантации. Шведская фирма РЛМ разработала комплексную систему обработки бытовых отходов, превращая их в топливные брикеты.
Ежегодный объём органических отходов в России по разным отраслям хозяйства составляет 500 млн. т по сухому веществу. Их переработка по существующим отечественным технологиям "блок-версии" и "термической химической конверсии" потенциально позволяет получить до 150 млн.т топлива - за счет производства биогаза 100Омлн.т и 30-40 млн.т этанола. Окупаемость современных технологий с учетом получения удобрений и охраны природы составляет 3-5 лет. Такие установки, правда не в полном объеме используются в восьми регионах России. За счет использования биогаза уже в 2000г. можно сэкономить до 5, а в 2010г. до 18 млн.т органического топлива. При определении этого объема предполагается, что все животноводческие комплексы будут оснащены установками ВЭУ. В это количество входит объём биогаза полученный при переработке 200 млн.т осадков сточных вод городских канализаций. Наши технологии уже используются и в других странах мира.
3. Запасы металлических руд. Большое значение для развития производства имеют залежи железной руды. По имеющимся подсчетам железо - наиболее распространенный химический элемент Земли, после алюминиевого сырья Промышленные виды железных руд залегают в виде железистых кварцитов, магнетитов, титаномагнетитов, гематитов, сидеритов. Геологические потенциальные запасы железных руд оцениваются триллионами тонн Ресурсы известных месторождений, включая те, использование которых в настоящее время экономически невыгодно, достигают примерно 600 млд.т а достоверные и вероятные запасы - 260 млрд.т. Наибольшими залежами железной руды в мире располагают Бразилия (Минас-Жейрас), Австралия, Канада (п-в Лабрадор), США (о. Верхнее) ЮАР, среди европейских стран Франция, ФРГ Велики запасы России (КМА) и Китая, Украины (Кривой Рог), Индии (Орисса). Содержание железа в известных месторождениях промышленных руд большей частью не превышает 40%. Бедные руды с содержанием железа 30-35% и меньше проходят процесс обогащения, руды, содержащие основного компонента более 45% поступают непосредственно в процесс производства. Богатые по содержанию запасы располагаются в Бразилии (Минас-Жейрас) и Венесуэле, удельный вес железа составляет до 68%. В России руды высокого качества встречаются на КМА (Михаиловское).