Энергетика сегодня и завтра

Поддерживать высокий уровень нефтедобычи в Тюменскоп области стало очень тяжело. Продуктивность действующих скважин упала почти вдвое. Новые скважины дают вдвое меньше, чем старые. Естественно, увеличивается объем бурения, растут капитальные затраты. Еще сильнее упала добыча в других месторождениях страны. В последние годы тюменские нефтяники каждый юд выкачивали из-под земли на 17 миллионов тонн топлива больше, но из них 14 миллионов покрывали падение продуктивности других месторождений. Нефтяникам приходится вслед за газовщиками идти на север Западной Сибири, интенсивнее осваивать нефтеносные пласты Казахстана, Восточной Сибири и морских мелководий.

Вот некоторые данные из книги "Энергетический комплекс СССР", изданной под редакцией известных советских энергетиков Л. Мелентгева и А. Макарова, активных участников разработки Энергетической программы СССР, показывающие изменение условий нефтедобычи.

Оказывается, за 20 лет средняя длина трубопровода возросла с 350 до 2000 километров, а капиталовложения, необходимые для обеспечения прироста добычи нефти на одну тонну в год, выросли со 100 до 300 рублей. Сейчас нефть обходится почти в два раза дороже газа.

Таким образом, независимо от того, много или мало нефти осталось в земле, затраты труда, материалов и энергии на ее добычу существенно выросли. И продолжают расти дальше. А месторождения между тем истощаются. Где же выход? Не перейти ли на другие источники энергии? Ведь, ко всему прочему, нефть недаром называют "черное золото". Она сама по себе ценнейшее углеводородное сырье, чудесный дар природы.

Пока не до конца ясно, как природа выпестовала это свое сокровище. Первобытная органическая материя, слепленная всего из атомов водорода и углерода, а сколько разнообразных и полезных свойств! На долю кислорода, азота и серы, также пргсутствующнх в нефти, приходится не более 2-6 процентов состава нефти.

Соединены углерод и водород в различные большие молекулы - углеводороды - с молекулярным весом до 250-300. Такое разнообразие углеводородов и определяет многочисленные полезные качества нефти.

Так, из нее вырабатывают различные дизинфицирующие, болеутоляющие и рассасывающие средства.

Способность "черного золота" задерживать разложение и гниение используют для защиты деревянных конструкций, бальзамирования, обеззараживания различных очагов инфекции. Резкий своеобразный запах отпугивает насекомых - вредителей сельского хозяйства.

Очень поучительная история использования нефти в качестве топлива. Трудно себе представить, но были времена, когда человек не умел ее сжигать в обычных топках. Она потреблялась главным образом для разжигания твердого топлива. В древности горючесть нефти использовалась только на создание оружия типа горящих стрел и сосудов со вспыхивающей жидкостью, забрасываемых метательными машинами в осажденные города.

Даже в начале нашего века не знали, что делать с бензином. А эга фракция нефти, получаемая при ее атмосферной перегонке, горит с большой скоростью, легко испаряется и очень пожароопасна. Нефтепромышленники в Баку не знали, куда девать бензин, и избавлялись от него самыми различными способами, например сливали его в море, но тайком, потому что знали - изза бензина гибнет рыба и могут быть протесты. Рыли также специальные ямы для сжигания бензина. Сотни тысяч тонн его в начале нашего века пропадали впустую.

Были объявлены конкурсы на лучший метод уничтожения самой горючей фракции нефти. Только изобретение двигателя внутреннего сгорания прекратило это энергетическое кощунство.

Долгое время примерно так же обстояло дело и с мазутом. Если бензин выделяется при температуре 50- 200°С, то затем при повышении температуры последовательно выкипают лигроин, керосин, дизельные топлива.

Остается мазут. Продолжая процесс атмосферной перегонки, из мазута получают далее различные масла, вазелин, парафин. Остается гудрон, но и из него можно выделить смазочные масла, а потом битум, нефтяной кокс. Кстати, на одном из совещаний с удивлением узнал, что до сих пор нефтепереработчики планируют производство нефтяного кокса. Конечно, нефтяной кокс неплохое сырье для получения высококачественных электродов, однако не выгоднее ли добиваться их изготовления другим путем, не расходуя такой ценный исходный продукт, как нефть.

Выдающиеся отечественные ученые понимали ценность "черного золота", искали пути наиболее рационального и полного его использования. Много сделал в этом направлении известный инженер В. Шухов, про славившийся сооружением изящной Шуховской башни на Шаболовке в Москве. В 1887 году он, например, разработал устройство, в котором струя распыленного мазута смешивается с необходимым для горения воздухом.

Идея форсунок Шухова лежит в основе всех современных горелок, предназначенных для жидкого, газообразного или пылевидно-угольного топлива.

В. Шухов создал также первый нефтепровод. Он предложил новую схему процесса расщепления нефти и сконструировал соответствующую аппаратуру. Ему удалось существенно усовершенствовать и конструкцию глубинного насоса.

Важная и до сих пор не решенная до конца проблема, которой небезуспешно занимался наш знаменитый ученый-конструктор, - утилизация попутного газа. Ведь нефтяные залежи обычно сопровождаются газоносными пластами/ В. Шухов долгое время работал в Баку, где с давних времен вокруг загорающихся газов, просачивающихся из земных недр, воздвигались храмы огнепоклонников. Остатки одного из таких храмов с естественным "вечным огнем" сохранились неподалеку от Баку в селении Сураханы - там сейчас создан музей.

И вот В. Шухов в 1880 году предложил использовать попутный газ, выходящий из нефтяных скважин, для интенсификации добычи нефти - газ собирают и компрессором закачивают обратно в скважину. Он пробулькивает через нефть, увлекая ее за собой. В результате она поднимается из скважины с гораздо большей скоростью.

Таков принцип газлифта, который через столетие после открытия В. Шухова все еще недостаточно активно внедряется в практику нефтедобычи.

Если же закачивать в скважину воздух, то может образоваться гремучая смесь, нефть окисляется, происходит осмоление.

К сожалению, у нас много попутного газа идет на ветер, сжигается в факелах. А по своему составу он намного ценнее природного газа. И почему бы не переработать его целиком или хотя бы направлять обратно в нефтеносные пласты?

В некоторых странах законодательно запрещено разрабатывать нефтяные месторождения, если не обеспечивается утилизация попутного газа. У нас поставлена задача покончить с расточительством ценнейшего продукта к 1990 году.

Однако на многих месторождениях в ряде районов мира газ продолжают сжигать. Так, в алжирской части Сахары на нефтяных вышках чуть ли не через каждые пять километров круглые сутки горят яркие факелы. Белые аисты из наших краев прилетают здесь на свои африканские зимовки по ночам, когда пламя хорошо видно.

Восходящие потоки нагретого воздуха облегчают перелет.

Редкий случай, когда бесхозяйственность идет на пользу животному миру!

Незаменима нефть для химических предприятий. При нагревании под давлением в присутствии катализаторов из нее получают этилен, пропилен, ацетилен, бензол, фенол, а из них, в свою очередь, синтетические волокна, пластмассы, каучук, капролактам, фармацевтические препараты, моющие средства, синтетические жиры, синтетические белки, парфюмерные изделия и многое другое.

Легкие фракции идут на производство растворителей для пищевой и лакокрасочной промышленности.

В принципе эти продукты можно синтезировать из углерода, водорода и кислорода, но обойдется такой синтез гораздо дороже. Нефть как исходное сырье еще долго будет оставаться вне конкуренции.

Ископаемое углеводородное сокровище необходимо всем - химикам, медикам, пищевикам. Его требуется все больше и больше для многих отраслей народного хозяйства. А больше остальных его используют ныне энергетики. На всех нефти уже явно не хватает, к тому же все чаще нефтяные залежи консервируются в сберкассе природы для будущих поколений, которые распорядятся богатством разумнее и выгоднее, чем мы. И энергетики должны волей-неволей не делать ставку только на жидкое топливо. Поэтому взоры их обратились на "голубое золото" - природный газ.