Сторінка
2

Вугілля та продукти його переробки

Нині ситуація загострилась у зв'язку з неправильними оцінками перспектив розвитку енергетики. По-перше, вважали, що поклади палива (вугілля, нафта, газ) невичерпні. По-друге, після введення в дію перших атомних реакторів було зроблено припущення, що атомна енергія в найближчий час замінить інші види енергії.

Ці передбачення виявилися необгрунтованими. За підрахун­ками вчених нафти на Землі достатньо лише на 40—50 років, природного газу — на 30—40 років, запасів вугілля — на 200— 250 років. Стосовно вугілля, то його запасів достатньо на значно більший час. Але при існуючій технології видобутку вугілля доступною вважають лише одну чверть його світових запасів, а нові сучасніші технології поки що невідомі. Не простою спра­вою виявилося і створення атомних реакторів, особливо якщо врахувати екологічні наслідки атомної енергетики. Достатньо яскравим прикладом цього є чорнобильська катастрофа.

Таким чином, проблеми енергетики пов'язані як з нестачею сировини, так і з неспроможністю суспільства добувати енергію економічно і екологічно раціональними способами.

Значна частина енергії виробляється тепер за рахунок хімічних процесів, а саме при спалюванні нафти, газу і вугілля. Проблеми перетворення світлової і теплової енергії в електричну також розв'язуються на основі хімічних процесів. Нарешті, сучасні установки для добування енергії вимагають створення нових конструктивних матеріалів і теплоносіїв. Це означає, що в розв'язанні проблеми енергетики чільне місце посідають хіміки.

Для розширення енерговиробництва використовують при­родні явища: сонячну радіацію, теплоту вод океанів і земних надр, силу течії річок, припливів і відпливів океанських течій, високих повітряних течій, теплоту мікробіологічної утилізації органічних відходів, фотосинтез, ланцюгові реакції поділу атомного ядра тощо. І хоча внесок нетрадиційних джерел енергії зростає, енергетичні світові потреби поки що задоволь­няються переважно спалюванням природних копалин, що містять вуглець.

На теплових електростанціях поряд з вугіллям доволі широ­ко використовується природний газ, а також мазут — продукт переробки нафти. Зрозуміло, що використання останніх скоро­чуватиметься, оскільки природний газ, продукти переробки нафти — цінні речовини, щоб використовувати їх як котельне паливо.

Зміни у структурі народногосподарського використання вуглеводневої сировини насамперед пов'язані з переведенням енергетики з використання нафти і нафтопродуктів як палива на використання вугілля. Важкі залишки переробки нафти — мазути повніше перероблятимуться на легкі нафтопродукти, необхідні для сучасного органічного синтезу.

Хімічна наука найближчим часом повинна знайти ефектив­ніші способи переробки нафти, природного і супутнього газів, вугілля, а також удосконалити існуючі (перегонку, крекінг, піроліз) з метою повнішого і комплексного використання природ­ної вуглеводневої сировини із забезпеченням усіх економічних і екологічних вимог.

Оскільки запаси нафти обмежені, великого значення набуває питання про добування рідкого палива (гасу, бензину) з вугіл­ля, резерви якого значно більші. У наш час є кілька способів переробки вугілля в рідке паливо: 1) синтез, в основі якого лежить перетворення під тиском вугілля у суміш горючих газів з використанням водяної пари, повітря або кисню; 2) екстрак­ція або термічне розчинення вугілля, при цьому використо­вуються розчинники, які беруть участь у процесах подальшої переробки вугілля; 3) гідрування — спосіб, який заснований на насиченні вугілля воднем, взаємодії вугілля при високій температурі і тиску з речовинами, що містять водень; 4) гідро­ліз — нагрівання вугілля без окисника. Ці способи є поки що дорогими і тому потребують подальшої розробки.

У пошуках нових розв'язань енергетичних проблем заслуго­вує на увагу газифікація вугілля, тобто добування з вугілля не рідкого, а газоподібного палива, яке може бути використано також і як хімічна сировина для різноманітних синтезів.

Перспективним напрямом у розвитку енергетики є викори­стання водню як палива. Водень — висококалорійний газ, який може знайти застосування в авіації і в багатьох інших спожи­вачів рідкого палива. Великою перевагою водню є те, що при його спалюванні утворюється лише пара води. Отже, водень — екологічно чисте ідеальне паливо.

Перехід до водневої енергетики є перспективним ще й тому, що водень може застосовуватися як паливо для всіх видів тран­спорту. Потреба в такому паливі дуже актуальна, якщо врахувати, що основним джерелом забруднення повітря у містах є про­дукти неповного згоряння вуглевмісного природного палива.

Ресурси для добування водню практично безмежні, ними можуть бути води Світового океану. Важливим завданням хі­мічної науки є розробка економічно вигідних способів добування і використання водню як моторного палива.