Хімія та вирішення сировинного та енергетичного дефіциту.

Реферат на тему: Хiмiя та вирiшення сировинного та енергетичного дефiциту. План 1. Використання сировини зростає, запас зменшуються. 2. Метали. 3. Карбон. 5. Перспективи використання вторинної сировини. 6. Взаємозв’язок хiмiї i енергетики. 7. Змагання видiв енергiї. Використання сировини зростає, запас зменшуються. Найважливiшою характеристикою кожного хiмiчного виробництва є перетворення сировини в цiннi хiмiчнi сировини. Вихiдним пунктом для кожного такого перетворення є природнi ресурси. Сировиною може бути все, що оточує нас в природi. Починаючи з 1960 року виробництво продуктiв на душу населення, так само як i населення Землi, зростає щорiчно приблизно на 6%. Кожнi 11 рокiв необхiднiсть в матерiалах на нашiй планетi подвоюється. Але при зростаннi населення i прогресуючiй iндустрiалiзацiї попит на матерiали буде зростати i зростати. До цього часу людство дуже мало використовувало потенцiально-придатнi до розробок областi Землi – атмосферу, верхнi шари земної кори, гiдросферу i бiосферу. Доступний сучасним засобам розробки верхнiй шар кори досяг 1км i лише рiдко 2км. Тим не менше цей «тонкий» шар мiстить не менше 20000 блн. т залiза, 40 блн. т мiдi, 40 блн. т цинку, 7,2 блн. т свинцю – це лише деякi приклади. А земна кора має товщину 16км, хоча i складає 1 /418 частину загального об’єму земної кулi. Майже 98,6% цього шару складають 8 елементiв: Оксисен, Силiцiй, Алюмiнiй, Ферум, Кальцiй, Натрiй i Магнiй, а на долю всiх iнших – 1,4% маси. Не дивлячись на це, запаси всiх важливих елементiв в земнiй корi настiльки великi що для них немає наочного масштабу порiвняння. Хоча вмiст хiмiчних елементiв в земнiй корi абсолютно великий, але дуже мало для рентабельного добування завдяки їх розсiяностi. Тому, як i ранiше, використовуються мiсця, в яких зосередженi великi запаси того чи iншого елемента. Нажаль таких родовищ мало i до того ж вони нерiвномiрно роздiленi на земнiй кулi, а тому швидко вичерпуються. Майже жодна країна свiту немає всiх необхiдних видiв сировини i не може обiйтись без її iмпорту. Особливе мiсце займає Росiя. Так, по запасам свинцю, залiза, марганцю, хрому i платини – вона займає перше мiсце, а по запасам золота, мiдi, цинку, нiкелю, титану, вольфраму i кадмiю – друге. Слiд констатувати, що сировина, яка добувається сучасними технiчними засобами, у всiх частинах свiту, вичерпується. Дiйсно, ресурси матерi Землi хоч i дуже великi, але не невичерпнi, тому людське суспiльство на планетi не зможе довго розвиватися на основi дiдiвських методiв добування сировини. Але з iншої сторони, елементи, якi є в природi, як iнтенсивно вони не експлуатувались, не знищуються, а лише переходять в iншi сполуки. Таким чином, резерви елементiв на Землi залишаються постiйними i зменшуються швидкими темпами не природнi ресурси взагалi, а лише та їх частина, яка вводиться в економiчний оборот на сучасному рiвнi розвитку. Коли в XVII i XVIIIст. французькi лiси, що служили в той час калiйною сировиною для виробництва скла, були спустошенi, говорили про кризу промисловостi скла i її загибель у Францiї. Нiчого подiбного не вiдбулось, дефiцит був своєчасно лiквiдований Лебланком (садовий прогрес 1789р.). Якщо якийсь прогрес в майбутньому в подiбнiй ситуацiї, то криза йому не загрожує, може тiльки зросте цiна розв’язання проблеми, оскiльки «валютою», якою платять за подiбнi дефiцити, стає енергiя. Щодо вартостi сировини, то на протязi ХХст. вiдчувались двi протилежнi тенденцiї. До1971-1972рокiв спостерiгався мiжнародний рух цiн на користь готових товарiв. Тодi розвиваючi країни були змушенi пiд тиском iмперiалiстичних держав продавати свою сировину, особливо нафту i газ за низькi цiни. Колосальнi надприбутки i швидкий рiст економiки промислово розвинених країн був зумовлений ножицями цiн. В 1972-1973 роках вiдбулося зрушення в цьому неправильному економiчному балансi. Статистика вiдмiтила небувалий вибух цiн на сировину i паливо. Якщо прийняти цiну 1970рiк за 100, то в другому кварталi 1974р. вона була вже 270, а на деяку мiнеральну сировину – 424, цiна на нафту до 484, вугiлля – 395, деревину – 330, залiзо i сталь – 270! Великi надiї покладаються на областi нашої планети, якi геологiчно ще мало розвiданi. Перспективним є морський шельф, що знаходиться на глибинi бiля 200м. Площа пiдводних континентiв у пiвтора рази бiльша вiд площi Азiї. В майбутньому вони стануть джерелом багатьох видiв сировини. Щорiчно з морської води на початку 70-тих рокiв добувалось сировини на суму бiльш нiж в млрд. карбованцiв, а в кiнцi тисячолiття на суму 40-50 млрд. крб. Метали. Хоча бiльшiсть металiв є в невичерпнiй кiлькостi, але їх доля в тих формах сполук, з яких вони можуть бути вилученi для господарських цiлей, дуже ограниченi, а в багатьох випадках їм загрожує повне зникнення у зв’язку з тим що запаси їх повнiстю вичерпуються. За розрахунками, зробленими в США, особливо по вiдношенню свинцю, мiдi, золота, цинку, олова, срiбла i урану, при збереженнi теперiшнiх масштабiв їх використання запаси їх уже в цьому столiттi пiдiйдуть до кiнця. В серединi наступного столiття ще можна буде добувати в достатнiй кiлькостi вугiлля, залiза, марганець, хром, нiкель, молiбден, кобальт i алюмiнiй. На питання чи може бiльш як в мiлiардне населення планети досягти у вiдношеннi використання металiв сучасного рiвня життя розвинених країн, американцi вченi вiдповiдають негативно, оскiльки для цього необхiдно мати в оборотi 50-60млрд. т. залiза; 600млн. т. цинку; 80млн. т. олова. треба для господарських нужд. Най необхiднiшi i найважливiшим з усiх металiв є залiзо. Це четвертий за поширенням в земнiй корi елемент. Його є в загальнiй сумi 12блн. т. Надiйно розвiданi i використовуються свiтовi запаси залiзних руд лише 100млрд. т. Серед країн з великими залiзорудними запасами слiд вiдмiтити Росiю, Україну, Австралiю, Канаду, США, Бразилiю. В районi Курської магнiтної аномалiї зосереджено 30млрд. т. залiзних руд, тобто 1 /3 свiтових запасiв. 37% родовищ мiдi знаходиться в Чiлi експлуатуючи їх американськi мiднi концесiї одержали прибуток за минулi 60 рокiв на суму 11млрд. доларiв, що дорiвнює загальному нацiональному доходу Чiлi за 400 рокiв. Мiдь як електропровiдник в цiй своїй найважливiшiй областi застосування, НА ЩАСТЯ, може бути замiнена алюмiнiєм – основним серед не залiзних металiв. Вмiст алюмiнiю в доступних для розробки у частках земної кори досягає такого значення, що добутим з них металам можна покрити земну кулю шаром 80м. Але лише 0,008% цiєї маси алюмiнiю iснує у формi цiнної сировини – бокситiв, свiтовий запас яких сьогоднi оцiнюється в 6млрд. тонн (з них бiльше 1 /3 запасiв зосереджено в Австралiї). Щорiчний прирiст виробництва алюмiнiю в свiтi складає бiля 9%. На кiнець тисячолiття зi збiльшенням населення щорiчно необхiднiсть алюмiнiю склала 30млн. т. А якщо враховувати що в подальшому залiзо буде замiнятися алюмiнiєм, то його щорiчна необхiднiсть зросте до 100млн. т. Бокситiв на це на довго не вистачить, на що вказує група експертiв ООН. Тому рано чи пiзно прийдеться вернутися до використання глини i навiть до алюмосилiкатiв вулканiчних порiд, якi мiстять до 10% алюмiнiю. Вони розповсюдженi всюди в невичерпних кiлькостях, тому забезпечать любу необхiднiсть в металi. Але для цього повиннi бути розробленi методи добування алюмiнiю з цiєї сировини. Розробки ведуться повним ходом. Так, в США розроблений енерго економiчний спосiб: сировину обробляють хлором, одержаний хлорид алюмiнiю електролiтичним способом розкладають на алюмiнiй i хлор. А щодо iншого легкого металу – магнiю, то запаси його колосальнi i ще дуже довго не буде нiяких проблем з його сировиною. Титан – корозiйно стiйкий суперник алюмiнiю i сталi. Застосування його в хiмiчнiй промисловостi рiзко зросло за останнi роки. Уран i Торiй – матерiали енергетики майбутнього. Тантал – родоначальник, особливо мiцних кислотно i жаростiйких сплавiв. Без Платини, Іридiю i Родiю була б неможливою хiмiя каталiзаторiв. Найбiльша кiлькiсть платинових металiв, тобто бiльше 98%, знаходиться в пiвденнiй Африцi, Канадi i Росiї. Свiтове виробництво їх складає 119 т., причому 60% цiєї кiлькостi виробляє Росiя. В морських водах нашої планети розчинено 4,5 млрд. т. урану, приблизно 3 млрд. т. марганцю, ванадiю i нiкелю, в млрд. т. золота(по 1,5 т. на кожного жителя нашої планети). Якщо метали цiкавили нас в елементарному станi, то значення неметалiв полягає в утворених ними сполуках. Хiмiкам ще довгий час можна не турбуватись за запаси таких елементiв як сiрка, фосфор, азон; оксиген i хлор. Крiм пiриту FeS2 є цiлий ряд мiнералiв, що мiстять сiрку. Це рентабельнi родовища гiпсу CaSO4 x 2H2 O, ангiдриду (CaSO4 ), кiзериту (MgSo4 xH2 O). Вiдомi величезнi запаси мiнералiв, що мiстять фосфор. Свiтове виробництво фосфору досягло в 1974р. 25млн. т. Його вистачить i на XXI столiття. 0,03% земної маси i вiн вiдноситься до елементiв рiзноземельних. На кожен м2 поверхнi планети приходиться бiльше 7,5т. азоту. Повiтря – це оксан азоту! Одним iз найважливiших видiв хiмiчної сировини є кисень. Найважливiшi хiмiчнi реакцiї – процеси окиснення – протiкають при прямiй участi цього елемента. Оксисен – найпоширенiший елемент. Нехватка кисню, навiть враховуючи забруднення навколишнього середовища, нам не загрожує. Причому, запаси кисню постiйно поновлюються завдяки процесам життєдiяльностi рослин( 1га лiсу постачає 60тюкисню на рiк), а також розщепленню ультрафiолетових випромiнюванням водяної парив атмосферу. Постiйно зростає необхiднiсть у хлорi. В основному за рахунок збiльшення випуску хлоридної кислоти i вiнiл хлориду. Але навiть у далекому майбутньому не виникне його дефiциту оскiльки не дивлячись на його нестачу поширенiсть(приблизно 0,2%) вiн знаходиться в соляних залежах, морськiй водi, 1м3 якої мiстить 30кг NaCl. Це ж можна говорити про бром хоча його в 300разiв менше, нiж хлору. щебiнь, глина, галька, вапняк, доломiт – є в колосальних кiлькостях всюди. Поширенiсть елементiв в земнiй корi пiдказує нам, що будiвельним матерiалом майбутнього повиннi стати силiкати. Нiякий хiмiчний продукт не може бути одержаний без води. Вода – це розчинник, носiй тепла, вихiдна речовина для добування водню i кисню. Промисловi пiдприємства використовують 25% загальної потреби у водi, а енергетика – 41%. На кiнець тисячолiття потреба у водi зросла в 3 рази. Виникає питання : чи не обiднiють воднi запаси на Землi? Земля – водяна зiрка. Океани, моря, рiчки, озера, льод покривають 75% її поверхнi. Радянськi дослiдники довели, що води на планетi 1386млн. м3 . Якби всю воду рiвномiрно розподiлити на планетi, то вона покрила б планету шаром в 2713м. Але на долю прiсної води припадає 25%. Ми використовуємо воду, яка не випаровується, а збирається в пiдземнi води, чи просочується пiд грунт i пiдживлює ґрунтовi води i джерела. Потенцiальний запас прiсної води складає приблизно 45000км33 на душу населення. 2 корисної води. І здавалось, що це значно бiльше того, що можна витратити не економлячи i нiяких труднощiв з забезпеченням водою не може бути. Але це не так. Уже до кiнця тисячолiття гостро стала проблема води. Чому це так? По-перше, вода на планетi нерiвномiрно розподiлена, по-друге, частина її непридатна для вживання, бо мiстить велику кiлькiсть мiнеральних солей, або забруднена з вини людей. Тому турбота про задовiльний стан водооснащення зводиться до проблем транспортування i очистки. Але цi проблеми можна розв’язати. За поширенiстю займає 13 мiсце. На його долю припадає 0,087%,що складає 20000блн. т. Якби людство зберегло потребу цього елемента на рiвнi 1970р., то його вистачило б на 500 рокiв. Із запасiв карбону 99,5% припадає на карбонатнi породи, головним чином карбонати кальцiю i магнiю. 0,47% складає дiоксид карбону в повiтрi i в водi, 0,02% - на вугiлля, нафту, газ, а 0,01% залишається на бiосферу. Цей залишок складає 2блн. т. Виходячи х цих даних можна зробити висновок, що для рацiонального використання загальних запасiв карбону, необхiдно дотримуватись таких умов : 1. Хiмiки повиннi одержувати любi бажанi сполуки iз любих джерел карбону. 2. На енергетичнi цiлi використовувати лише 0,03% загальних запасiв карбону, тобто карбон органiчних чи добувних сполук. Насправдi i енергетика i хiмiя iз зростаючою iнтенсивнiстю використовує саме 0,02% запасiв карбону, якi складають горючi речовини, в основному вугiлля, нафта i газ. В якостi вихiдної речовини нафти i газу дає колосальнi можливостi для високоефективного розвитку хiмiчного виробництва. Добування необхiдних для хiмiчної промисловостi вуглеводнiв iз нафти i газу вимагає в порiвняннi з використанням вугiлля значно менших капiталовкладень i витрат на переробку сировини, оскiльки при цьому вiдсутнi енерго- i матерiалоємнi промiжнi стадiї. Продуктивнiсть на одиницю робочої сили в нафтохiмiї в 12-15 разiв вища, нiж в карбохiмiї. Зараз на земнiй кулi випускається рiдкого палива, в тому числi бензинiв i дизельного палива, бiльше 100млн. т. на рiк. Якщо нефтяна промисловiсть США виробляє карбюраторне паливо, то європейськi країни виробляють мазут i бензин-сирець, рiдкий бутан, а також очищенi гази для хiмiчної промисловостi. Всi способи переробки нафти приводять до перетворення її в приблизно двi дюжини простих сполук, з яких найважливiшi – нижчi олiфiни, дiолефiни (етилен, пропiлен, бутадiєн, iзопрен), ароматичнi сполуки (бензол, толуол, ксилол) i газовi сумiшi оксидiв карбону з воднем. Це вихiднi речовини для тисяч промiжних i кiнцевих продуктiв, якi визначають профiль всього синтезу органiчних сполук. Бiля 80% всiх органiчних хiмiкалiй добувають iз нафти i природного газу, а на початок третього тисячолiття ця доля зростає до 99%. Бурхливий розвиток нафтохiмiї наочно iлюструють цифри, що вiдносяться до виробництва етилену, який є незамiнною сировиною для виробництва пластмас, лакiв i фарб. Це ж можна сказати i про пропен, якого в 1980р. одержали бiльше 20млн. т. На нафтохiмiчнi цiлi в 1975р. було використано 110млн. т. нафти. Сьогоднi здається казкою, коли говорять, що до ХІХст. нафту використовували лише в рiзних випадках, то для змазування колiс, то як лiки. В 1860р. свiтова потреба в нiй складала 70тис. т. А в кiнцi ХІХст. вона виросла до 21млн., а ще через 75 рокiв – до 2731млн. т., тобто в порiвняннi з 1900р. зросла в 130 раз. Надiйно розробленi i придатнi для добування запасiв нафти на земнiй кулi в 1974р. оцiнювались в 97млрд. т. В 1980р. свiтова потреба нафти складала 4млрд. т., в 1990р. – 5млрд. т., а в 2000р. – 7млрд. т. Пiдраховано, якщо в наступнi 50 рокiв збережеться такий рiвень використання нафти, то до 2050р. потреби в нафтi буде повнiстю забезпечено. За даними ООН оптимiстичнi термiни зникнення свiтових запасiв : вугiлля – 2500р., нафти – 2100р., газу – 2015р. Таким чином на змiну нафти i газу, якi вичерпаються прийде вугiлля. Знову актуальнiсть набирає карбохiмiя. Останнiм часом на повiстку дня поставленi питання синтезу бензину i технiчного газу iз вугiлля. В США повним ходом ведуться дослiдження по добуванню рiдкого палива iз вугiлля, наприклад, шляхом коксування в присутностi водню при помiрно високому тиску. Створенi демонстративнi установи, що виробляють200тис. т. рiдких вуглеводнiв. Побудованi заводи, якi переробляють 5млн. т. камяного вугiлля на рiк. Розробляють методи перетворення кам’яного вугiлля к нафту. Крiм того в проектi виробництво горючого i товарного синтетичного газу iз вугiлля з допомогою вiдходiв тепла ядерних реакторiв. Теологiчно розвiданi запаси вугiлля оцiнюються в 20000-25000млрд. т. Якщо потреби кам’яного вугiлля збережеться на рiвнi 1974р., то його вистачить на 5000рокiв, а якщо на рiвнi 2000р. – то кам’яного вугiлля вистачить на 600 рокiв. Пiсля нафти i вугiлля в списку сировинних ресурсiв третє мiсце посiдає деревина. Її запаси оцiнюються в 400млрд. м3 . В 2000р. витрати деревини в порiвняннi з 1974р. – 2,5млрд. м3 Продукцiя всiх лiсiв планети складає майже 33млрд. т. вуглецю на рiк, що в 370 раз перевищує потребу хiмiї у вуглецю з нафти. Звiдси ясно, що частина вуглецю, необхiдного для хiмiчної промисловостi, може бути забезпечена шляхом переробки деревної бiомаси. Роль iнших рослинних мас(цукрового тросику, бамбуку, очерету, соломи) в якостi сировини поки незначна i в свiтовому масштабi покриває 1%. Але необхiдно використовувати навiть ту сировину, яка здається малоцiнною Перспективи використання вторинної сировини. І так, кориснi сировиннi запаси Землi при сучасних засобах використання все бiльше вичерпуються. Одночасно накопляються колосальнi кiлькостi вiдходiв – твердих, рiдких, газоподiбних промислових пiдприємствi мiських вiдходiв. З однiєї сторони постiйно зростає забруднення навколишнього середовища, а з iншої – можна з великою долею впевненостi передбачити, що для матерiального виробництва в майбутньому стане досконале i ефективне використання цих вiдходiв. Волокнисту масу, яку добувають iз лiсоматерiалiв, до цього часу використовували трохи бiльше половини. Кору, гiлки, корiння, листя дерев просто залишають в лiсi, а тирсу, стружки i уламки складають вiдходи деревообробної промисловостi. У виробництвi целюлози втрачаються 50% речовин деревини, що вiдповiдає 55% вуглецю, оскiльки лише 1 /4 бiомаси дерев переходить в цiльовий продукт. При рiчному виробництвi 100млн. т. целюлози втрати вуглецю складають 55млн. т., з яких 19,5млн. т.(зв’язано в ароматичнi вуглеводнi, на нехватку яких жалiється хiмiя). Основнi зусилля направленi на виготовлення iз деревини дощок, високоякiсних волокнистих матерiалiв, активованого вугiлля, бiлкiв i рiзних( лiсних хiмiкатiв). Тому особливо важливо утилiзувати старий папiр, оскiльки 59тис. т. макулатури економлять 120тис. кубометрiв деревини i тим самим 500га лiсу. Частину попелу можна використовувати в якостi наповнювача для цементiв, не кажучи про iншi кориснi використання. Так, 1,3т. попелу бурого вугiлля замiняє 1т. цементу, а крiм цього цей попiл мiстить до 30% оксиду феруму. Якщо в попiл, нагрiтий до 10000 С вдувати хлороводень, то разом з током газу видуватиметься хлорид феруму. При охолодженнi до 5000 С видiляється оксид феруму, який можна використати, як готовий до переробки залiзний концентрат. може мати метод виготовлення залiза i силiкатних будiвельних матерiалiв iз цiєї вторинної сировини. Хлорид магнiю, який вищолочується при добуваннi калiйних солей, створює серйозну проблему забруднення стiчних вод. Використання цiєї солi для знищення льоду на вулицях взимку приводить до виникнення корозiї. Але iз цiєї солi можна добувати магнiй, тим бiльше, що в деяких країнах магнiй добувають з морської води, де його значно менше. можна використати для покриття пiдлоги, труб для прокладання кабелiв i iнше. Вище переробляти реактопласти, наприклад полiуретан i синтетичнi волокна. Над цiєю проблемою працюють в багатьох промислово розвинених країнах. Одним iз важливих завдань хiмiкiв i бiологiв треба вважати розробку нових методiв утилiзацiї великих кiлькостей вiдходiв тваринництва. Звичайно, переробка старих матерiалiв i вiдходiв вимагає значних капiталовкладень. Але використання вторинної сировини все ж дешевше, нiж переробка первинної сировини. Крiм того, це приведе до створення безвiдходних промислових циклiв, якi забезпечать одержання основних i побiчних продуктiв i нiяких вiдходiв! В листопадi 1979р. в Женевi вiдбулась загальноєвропейська нарада на високому рiвнi по спiвробiтництву в галузi охорони навколишнього середовища, на якому було розглянуто i прийнято декiлька важливих мiжнародних документiв. Одним з них є : «Декларацiя про маловiдходнi i безвiдходнi технологiї i використання вiдходiв», яка пiдписана 34 європейськими країнами, США i Канадою. В декларацiї вказанi причини i мiсця їх створення, дано рекомендацiї по прийняттю конкретних заходiв державами i мiжнародними органiзацiями. Взаємозв’язок хiмiї i енергетики. Розвиток хiмiчного виробництва тiсно пов’язаний з прогресом в галузi енергетик. Іншими словам хiмiчний прогрес i перетворення енергiї – це єдине цiле. Кожний хiмiчний процес зв’язаний з перетворенням енергiї частково з її поглинанням, а частково – з видiленням. Найбiльша доля енергiї, яка виробляється в усьому свiтi, видiляється пiд час хiмiчних процесiв, а саме при спалювання нафти, природного газу i вугiлля. До того ж актуальнi проблеми перетворення свiтлової i теплової енергiї в електричну можуть бути розв’язанi лише на базi хiмiчних процесiв. Далi, сучаснi установки для виробництва енергiї немислимi без високоякiсних термостiйких матерiалiв i теплоносiїв. Отже, хiмiки в такiй же мiрi вiдповiдальнi за прогрес в галузi енергогосподарства, як i самi енергетики. не може бути енергiї. Першу парову машину побудував англiєць Джеймс Уатт в другiй половинi ХVIIIст. Але з паровим чудовиськом ще довго конкурувало водяне колесо. Лише в епоху перед монополiстичного капiталiзму парова машина стала вироблять енергiю. Однак iстинний прогрес в енергетицi почався тiльки пiсля вiдкриття електричної енергiї. Все почалось iз скромних гальванiчних елементiв. В 1866 р. Вернер Сiменс вiдкрив динамо-електричний принцип i цим вiдкриттям вiдчинив ворота в заметий електричним свiтлом свiт. Вже в серединi XIX ст. наступники Ватта видали патенти на одержання хiмiчних продуктiв за допомогою електричних струмiв, але нi про яке промислове його використання нiхто серйозно не думав, бо електроенергiя на той час була дуже дорогою. Так, алюмiнiй i магнiй, одержанi електрохiмiчним шляхом Бунзеном всерединi XIX ст. ,коштували дороще золота i платини! Лише динамо машина привела до суттєвих змiн. ЇЇ практичне випробування в хiмiчнiй промисловостi не тiльки зробило можливим розширення виробництва, але i привело до швидкого вдосконалення самої машини. Дешевий електричний струм, який виготовляла динамо-машина, дав потужний iмпульс розвитку хiмiї. Шляхом перетворення електричної енергiї в теплову були досягнутi областi температур 1500-35000 Землi сполуки металiв з карбоном – карбiди. Це вiдкрило новi горизонти, якi вели через ацетилен в рiзнi областi хiмiї, давши можливiсть одержувати синтетичнi матерiали. В наш час хiмiчна промисловiсть – найбiльш енергоємна галузь iндустрiї. Наприклад, для виготовлення 1 т. карбiду кальцiю чи хлору необхiдно не менше 3500кВт енергiї, на виробництво алюмiнiю i магнiю 14-18 тис. кВт на 1 т. В сумарних витратах на виробництво промислової продукцiї витрачається електроенергiї 18-25%. З кожною тонною азотних добрив в землю «закопується» 14тис. кВт! Із всього сказаного стає зрозумiлим, яке колосальне значення має енергетика для хiмiї. Швидкий розвиток матерiального виробництва вимагає вiдповiдного росту вироблення енергiї, але одночасно її бiльш рацiонального використання. Джерелом енергiї на нашiй планетi є Сонце, вода, горючi кориснi копалини, тепло земної кори, вiтер. В серединi ХХ ст. цi природнi джерела доповнились розщепленням атомних ядер. Хiмiчна енергiя горючих матерiалiв задовольнятиме потреби в енергiї ще дуже довго. Вода не впливає суттєво на свiтовий енергетичний баланс. Тим не менш вона є iдеальним джерелом дешевої енергiї для рiзних великих виробництв, наприклад, для добування алюмiнiю, сталi, карбiдiв металiв, їдкого натру, рiдких металiв i т. д. Родоначальником всiх вiдомих нам видiв енергiї, включаючи i ядерну є Сонце. Що секундно воно випромiнює в свiтовий простiр 2,86х1033 кВт. Земля одержує лише 2х10-7 б звiльнитись при спалюваннi всiх запасiв вугiлля, газу, нафти i деревини. Звiдси стає зрозумiло, що Сонце могло б задовольнити любi мислимi потреби людей в енергiї, якби тiльки знать, як її реалiзувати. при температурi 38000 С. Вони мають ту перевагу, що гаряча зона має бiльшу протяжнiсть i що можна одержати розплав максимальної хiмiчної чистоти. Труднiсть використання сонячної енергiї полягає у виборi перетворювача енергiї. В наш час використовується напiвпровiдниковi фотоелементи iз кремнiєвих пластинок, дiя яких основана на фотоефектi. Ефективнiсть перетворення сонячної енергiї в електричну складає поки всього 15%, але є пiдстави, що її можна буде пiдвищити до 30-40%. Суми капiталовкладень на 1Квт електроенергiї, яку виробляють сонячнi електростанцiї, все ще в 1000 разiв бiльшi, нiж звичайнi гiдроелектростанцiї. З часом навiть саму дешеву можливiсть використання сонячної енергiї можна буде реалiзувати тiльки тодi, коли оволодiємо процесами фотосинтезу. паливних елементах. В зв’язку з цим уже обговорюються проекти магiстральних водневих лiнiй, як одного з варiантiв лiнiй електропередач майбутнього. Запаси тепла в десятикiлометровому шарi земної кори перевищують теплотворну здатнiсть всiх горючих речовин нашої планети в 5тис. раз. Лише в Ісландiї i Росiї використовуються геотермальнi джерела, але лише для обiгрiвання. Але їх можна застосовувати також для виробництво електроенергiї, а також на дослiдних установках хiмiчних виробництв. Основна тенденцiя в змiнi структури енергетичного балансу – це, без сумнiву, все бiльше використання атомної енергiї. Всього1 кг U – 235 видiляє при розщепленнi 24млн. кВт, що вiдповiдає теплотворнiй здатностi майже 3тис. т. кам’яного вугiлля, тобто 1кг урану дає майже в 3млн. раз бiльше енергiї, нiж 1кг кам’яного вугiлля i в 7млн. раз бiльше, нiж 1кг бурого вугiлля. Уже пiсля 1980р. ядерне паливо забезпечує суттєву долю загальної потреби в електроенергiї, i перш за все в електроенергiї. В майбутньому атомнi електростанцiї будуть вироблять 90% електроенергiї. Розвиток ядерної енергетики вплине позитивно на розвиток хiмiчної промисловостi. Уже в 80-тi роки ХХст. Завдяки помiрнiй вартостi енергiї атомних електростанцiй значно розширився цiлий ряд енергоємних електрохiмiчних виробництв особливо електролiтичних процесiв добування металiв i основних хiмiчних продуктiв. Крiм того, тепло ядерних реакторiв теж може бути утилiзоване на потреби хiмiчної промисловостi. В протилежнiсть карбоновмiсним носiям енергiї, якi є дуже важливою сировиною для хiмiчної промисловостi, уран можна використати лише для виробництва енергiї. Оскiльки цей елемент легко розщеплюється в звичайних реакторах а його запаси на сушi доступнi, то приблизно через 100 рокiв U – 235 будуть вичерпанi. Тому з 80-тих рокiв здiйснюється розщеплення швидкими нейтронами U – 238, Тh – 232. Цi елементи стабiльнi, але в реакторах-розмножувачах вони перетворюються в U – 233 i Рu -239 з видiленням колосальної енергiї. Виявлена цiкава перспектива розширеного виробництва ядерного палива що дозволить пiдняти його кориснi запаси в 120 раз(без врахування урану, що є в морськiй водi). Таким чином, людство зможе забезпечити свої потреби в енергiї за рахунок атомної енергiї на протязi декiлькох тисячолiть. 3 . Якщо теплову енергiю всього лише 10% цiєї кiлькостi перетворити в електроенергiю, то її вистачить на 4 млрд. рокiв. На планетi вже є геотермальнi електростанцiї i будуються новi. Їх потужнiсть до кiнця 1980р. досягла 3800МВт. Розумна господарська полiтика країн у вiдношеннi до енергiї i палива вимагає включити одностороннiсть при використаннi енергоресурсiв. Необхiдно планувати рацiональну розробку всiх джерел енергiї, що є в країнi. Це забезпечить стабiльне i ефективне забезпечення енергiєю всiх галузей матерiального виробництва не тiльки наш час, а й у вiддаленому майбутньому. Слiд пам’ятати, що хiмiчна промисловiсть – це єднiсть хiмiї, технологiї, енергетики, апаратобудiвництва, матерiаловедення, науки управлiння. Запровадження любого хiмiчного процесу, який забезпечить навiть 100% вихiд продукту i високий ККД неможна здiйснити без необхiдної апаратури, без видобутку необхiдної сировини, пiдводу енергiї, без утилiзацiї вiдходiв. Кожна iз стадiй виробництва важлива, i всi разом вони складають нерозривне цiле. Лiтература: 1. Седєльнiков В. П. «Ця Всесильна хiмiя» - Донецьк: Донбас 1979р. 3. «Майбутнє свiтової економiки» - «Мiжнароднi вiдносини» - Ж. 4. Богданов Р. В. «На перехрестях хiмiї» : ЛДУ 1980р.