История развития человечества теснейшим образом связана с
получением и
использованием энергии. Уже в древнем мире люди использовали тепловую
энергию
для обогрева жилища, приготовления еды, изготовления из меди, бронзы,
железа и
других металлов предметов быта, инструментов и т.д.
С древнейших времен известны уголь и нефть - вещества, дающие
при сжигании
большое количество теплоты. Сейчас формулировка "топливо" включает
все вещества, которые дают при сжигании большое количество теплоты,
широко
распространены в природе и (или) добываются промышленным способом. К
топливу
относятся нефть и нефтепродукты (керосин, бензин, мазут, дизельное
топливо) ,
уголь, природный горючий газ, древесина и растительные отходы (солома,
лузга и
т.п.) , торф, горючие сланцы, а в настоящее время и вещества,
используемые в
ядерных реакторах на АЭС и ракетных двигателях.
Таким образом, классификацию топлива можно провести, например
по его
агрегатному состоянию: твердое (уголь, торф, древесина, сланцы) ,
жидкое (нефть
и нефтепродукты) и газообразное (природный газ) . Также можно разделить
виды
топлива и по его происхождению: растительное, минеральное и продукты
промышленной переработки.
Свойства топлива зависят главным образом от его химического
состава.
Основным элементом любого топлива природного происхождения является
углерод
(его содержание составляет от 30 до 85% массы) . В состав топлива также
входят
H, O, N, S, зола, вода.
Практическая ценность топлива определяется количеством
теплоты, выделяющейся
при его полном сгорании. Так, при сжигании 1 кг древесины выделяется
теплота,
равная 10,2 МДж, каменного угля - 22 МДж, бензина - 44 МДж. Эта
величина прямо
зависит от содержания в топливе углерода и водорода и обратно - от
содержания
кислорода и азота.
Другая важнейшая характеристика топлива - его
жаропроизводительность,
оцениваемая значением максимальной температуры, какую теоретически
можно
получить при полном сгорании топлива в воздухе. При сгорании дров,
например,
максимальная температура не превышает 1600 С, каменного угля - 2050 С,
бензина
- 2100 С.
Доля топлива в общей структуре энергоресурсов, потребляемых
человечеством,
преобладает примерно с начала нашей эры. До 1970-х гг. на первом месте
был
уголь, сейчас это положение заняла нефть. По-видимому, в обозримом
будущем
ведущая роль останется за природным топливом.
Для сопоставления запасов различных видов топлива и уровня его
использования
применяют так называемое условное топливо, удельная теплота сгорания
которого
равна 7000 ккал/кг (29,3 МДж/кг) .
По существу все добываемое топливо сжигается, лишь около 10%
нефти и газа
перерабатываются химической промышленностью. Наибольшее количество
топлива
расходуется на тепловых электростанциях (ТЭС) , в различного рода
тепловых
двигателях, на технологические нужды (Например, при выплавке металла,
для нагрева
заготовок в кузнечных и прокатных цехах) , а также на отопление жилых,
общественных и производственных помещений.
Основной недостаток природного топлива - его крайне медленная
восполняемость. Существующие ныне запасы были образованы десятки и
сотни миллионов
лет назад. В то же время добыча топлива непрерывно увеличивается, что в
будущем
может привести к серьезному глобальному энергетическому кризису. С
1970-х гг. в
мире произошел переход к другим принципам потребления ресурсов вообще и
топлива
в частности.
Человечество должно переориентироваться на другие
энергоресурсы, прежде
всего на огромные гидроресурсы Земли.
Все процессы добычи, переработки и транспортировки топлива
охватывает
топливная промышленность, которая является составной частью
топливно-энергетического
комплекса (ТЭК) . Все отрасли ТЭК взаимосвязаны. Чтобы учитывать
пропорции в
добыче различных видов топлива, его распределении и использовании в
стране,
применяют топливные балансы - таблицы, выражающие соотношения добычи
различных
видов топлива и их использованием в хозяйстве. Топливные балансы
составляются,
как правило, на основе единицы условного топлива. В топливном балансе
СССР до
1990 г. лидировала нефть, с 1990 г. на первое место вышел газ. Эта
ситуация
сохраняется до сих пор, а газ является основным экспортным продуктом
России.
Топливная промышленность нашей страны имеет редкую возможность
опираться
исключительно на собственные запасы.