Էներգետիկ ռեսուրսներ

Երկրի նստվածքային թաղանթում տարածված այրվող, յուղանման, յուրահատուկ հոտով հեղուկ է, կարևորագույն օգտակար հանածո, արժեքավոր բնական պաշար: Նավթը տարբեր մոլեկուլային զանգվածով գազային, հեղուկ ու պինդ սահմանային, ցիկլիկ և արոմատիկ ածխաջրածինների, ինչպես նաև թթվածին, ծծումբ ու ազոտ պարունակող օրգանական միացությունների խառնուրդ է: Լինում է բաց շագանակագույնից (գրեթե անգույն) մինչև գորշ (գրեթե սև) գույնի: Նավթի մեջ լուծված են մեթան, էթան, պրոպան, բութան, ջրային գոլորշիներ, երբեմն՝ նաև ազոտ, ածխաթթվական գազ, ծծմբաջրածին, հելիում, արգոն, որոնք կոչվում են նավթին ուղեկցող գազեր:

Նավթի առաջացումը. Կան նավթի անօրգանական և օրգանական ծագման վարկածներ: Ըստ անօրգանական ծագման վարկածի՝ նավթն առաջանում է Երկրի միջուկը կազմող մետաղների (մասնավորապես՝ երկաթի) կարբիդներից: Երկրի ընդերքում բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում երկաթի կարբիդի ու ջրի փոխազդեցությամբ առաջանում են ածխաջրածիններ, որոնք բարձրանում են երկրակեղևի վերին շերտեր և հավաքվում ծակոտկեն ապարներում:

Ըստ օրգանական ծագման վարկածի՝ նավթն առաջացել է միլիոնավոր տարիների ընթացքում` բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններում ջրային բույսերի, կենդանիների ու միկրոօրգանիզմների մնացորդների քայքայումից:

Նավթը, առանց չափազանցության, համարվում է «սև ոսկի», և նավթի հանքեր ունեցող երկրներն այսօր մեծ առավելություններ ունեն:

Բնական գազերը երկրակեղևում առաջացող գազային ածխաջրածիններն են: Դրանք հիմնականում կազմված են 80–90% մեթանից, 2–3% էթանից, պրոպանից, բութանից, քիչ քանակությամբ ծծմբաջրածնից, ազոտից և այլ իներտ գազերից: Բնական գազերն առաջանում են նստվածքային ապարներում պարունակվող օրգանական նյութերի փոխակերպման հետևանքով և կուտակվում են գազի տեղաշարժման ճանապարհին հանդիպող բնական խոռոչներում: Բնական գազի ամենախոշոր հանքավայրերը գտնվում են ԱՄՆ-ում, Ալժիրում, Իրանում, Նիդեռլանդներում, Ռուսաստանում (Արևմտյան Սիբիր):

ԱՇԽԱՐՀՈՒՄ էներգիայի պահանջարկի ավելի քան 20 տոկոսը բավարարում է բնական գազը։ Իսկ ինչպե՞ս է այն առաջանում։ Ի՞նչ պրոցեսներով այն պետք է անցնի, որ պատրաստ լինի օգտագործման համար։ Գազի որքա՞ն պաշար է մնացել։

Շատ գիտնականներ ենթադրում են, թե հազարավոր տարիներ առաջ բույսերի, կենդանիների, այդ թվում նաև պլանկտոնների մնացորդների քայքայման հետևանքով է առաջացել բնական գազը։ Ըստ այդ թեորիայի՝ երկար ժամանակի ընթացքում բակտերիալ քայքայման, երկրի վրա գտնվող նստվածքային ապարների ճնշման և երկրի խորքից եկող ջերմության հետևանքով օրգանական նյութերը փոխակերպվել են բրածո վառելիքի՝ քարածխի, գազի և նավթի։ Ժամանակի ընթացքում գազի մեծ մասը տեղաշարժման ճանապարհին կուտակվել է բնական խոռոչներում՝ երբեմն ձևավորելով գազային ահռելի հանքավայրեր կամ գազի հանքակույտեր, որոնք պահված են եղել կարծր ապարների շերտի տակ։ Որոշ հանքավայրեր ահռելի են, և դրանցում գազի պաշարը հասնում է տրիլիոնավոր խորանարդ մետրի։ Ինչպե՞ս են հայտնաբերվում գազի պաշարնե:


Էլեկտրակայան

Էլեկտրական հոսանքն անհրաժեշտ է ամենուրեք՝ գործարանում և անասնապահական ֆերմայում, բնակարանում ու գնացքում, հեռախոսակայանում և այլուր: Ամեն քայլափոխի կարելի է տեսնել էլեկտրաշարժիչներ, էլեկտրասարքեր կամ պարզապես էլեկտրական լամպեր:

Ջերմաէլեկտրակայան (ջէկ)

Ջէկում էներգիան արտադրում են շոգետուրբինով շարժման մեջ դրվող գեներատորները: Տուրբինը պտտող շոգի ստանալու համար կաթսաներում ջուրը եռացնում են՝ մազութ կամ մանրացված ածուխ այրելով: Օգտագործված շոգին սառեցնում են, խտացնում (վերստին փոխարկում են ջրի) և կրկին ուղարկում են կաթսայակայանք:



Ատոմային էլեկտրակայան (ԱԷԿ)

ԱԷԿ-ում մի ամբողջ վագոն ածխի փոխարեն հարկավոր է ընդամենը 10 գ ատոմային վառելիք: ԱԷԿ-ում գեներատորները պտտման մեջ են դրվում շոգետուրբիններով, իսկ շոգի ստանալու համար անհրաժեշտ ջերմությունն անջատվում է ատոմային ռեակտորում տեղի ունեցող միջուկային ռեակցիայից: Ռեակտորը շրջափակված է բետոնե հաստ պատերով, և ինքնաշխատ սարքերը վերահսկում են միջուկային ռեակցիան ու անհրաժեշտության դեպքում դադարեցնում այն:

Գազատուրբինային էլեկտրակայան (գէկ)

Այս էլեկտրակայաններն ունեն գազատուրբինային շարժիչ, որի այրման խցում այրվում է վառելանյութ: Շարժիչը պտտվում է այրման խցում առաջացող բարձր ճնշման գազերով և իր հերթին աշխատեցնում էլեկտրագեներատորները: Այլ տիպի էլեկտրակայանների համեմատ գէկերն արտադրում են ավելի քիչ էլեկտրաէներգիա, սակայն անհրաժեշտության դեպքում դրանք կարելի է շատ արագ գործարկել: Գէկերի օգտակար գործողության գործակիցն ավելի բարձր է, և 1 լ վառելանյութի հաշվարկով նրանք կարող են ավելի շատ էլեկտրաէներգիա տալ:


Վառելիքային են նավթը, բնական գազն ու ածուխը: Ածուխը, նավթը և բնական գազը համարվում են երկրի էներգիայի ամենակարևոր աղբյյուրները։․

Նավթը Երկրի նստվածքային թաղանթում տարածված այրվող, յուղանման, յուրահատուկ հոտով հեղուկ է,կարևորագույն օգտակար հանածո, արժեքավոր բնականպաշար: Նավթը տարբեր մոլեկուլային զանգվածով գազային,հեղուկ ու պինդ սահմանային, ցիկլիկ և արոմատիկածխաջրածինների, ինչպես նաև թթվածին, ծծումբ ու ազոտպարունակող օրգանական միացությունների խառնուրդ է:Լինում է բաց շագանակագույնից (գրեթե անգույն) մինչև գորշ(գրեթե սև) գույնի: Նավթի մեջ լուծված են մեթան, էթան,պրոպան, բութան, ջրային գոլորշիներ, երբեմն՝ նաև ազոտ,ածխաթթվական գազ, ծծմբաջրածին, հելիում, արգոն, որոնքկոչվում են նավթին ուղեկցող գազեր: Ըստ օրգանական ծագմանվարկածի՝ նավթն առաջացել է միլիոնավոր տարիներիընթացքում` բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման պայմաններումջրային բույսերի, կենդանիների ու միկրոօրգանիզմներիմնացորդների քայքայումից: Նավթը, առանց չափազանցության,համարվում է «սև ոսկի», և նավթի հանքեր ունեցող երկրներնայսօր մեծ առավելություններ ունեն:

․ Գազը նյութի չորս հիմնական վիճակներից մեկն է (մյուսներըպինդ, հեղուկ և պլազմա)։ Մաքուր գազը կարող է կազմվածլինել առանձին ատոմներից ( իներտ գազ կամ ատոմային գազ,ինչպես նեոնային), միատիպ ատոմներից կազմված տարրականմոլեկուլներից (օրինակ թթվածին), կամ զանազան ատոմներիցկազմված միացության մոլեկուլներից (օրինակ ածխածնիերկօքսիդ)։ Գազի խառնուրդը պարունակում է զանազանմաքուր գազեր այնպես, ինչպես օդը: Գազը տարբերվում էհեղուկից և պինդ մարմնից նրանով, որ նրա առանձինմասնիկները ընդարձակորեն տարանջատված են։ Այդտարանջատումը գազը դարձնում է անգույն և անտեսանելիմարդուհամար։
․ Ածուխները պինդ, ածխածնով հարուստ այրվող օգտակարհանածոներ են, որոնք առաջացել են Երկրի ընդերքում՝միլիոնավոր տարիների ընթացքում` հնագույն բույսերիմնացորդների բարդ քիմիական և երկրաբանականփոխարկումների հետևանքով: Միլիոնավոր տարիներ առաջներկայիս քաղաքների, դաշտերի ու անտառների տեղում աճելեն հնագույն ծառեր: Ժամանակի ընթացքում այդ ծառերըմահացել են, ընկել ճահճոտ հողին, իսկ դրանց տեղում աճել եննորերը և այդպես շարունակ: Աստիճանաբար կուտակվել է այդծառերի մնացորդների հաստ մի շերտ: Տարիների ընթացքումմիկրոօրգանիզմների ազդեցությամբ և օդի դժվարացածներհոսքի պայմաններում այդ շերտի ոչ լրիվ քայքայմանհետևանքով առաջացել է տորֆ: Վերջինս ծածկվել է գետերովհարթավայրեր բերվող տիղմով և ավազով: Ժամանակիընթացքում հանքային լուծույթների, բարձր ճնշման ևջերմաստիճանի պայմաններում տորֆը փոխարկվել է սկզբումգորշ ածխի, այնուհետև՝ քարածխի, ավելի ուշ՝ անտրացիտի:Ածխածնի պարունակությունը գորշ ածուխներում կազմում է55–78%, քարածուխներում՝ 75–92%, անտրացիտում՝ մինչև98%: Ածխածնի պարունակության մեծացմամբ բարձրանում էհանածոյի ջերմատվությունը: Ածուխներին հաճախ անվանումեն «արեգակնային պահածո»: Եվ դա ունի իրտրամաբանությունը, որովհետև տարիների ընթացքումարեգակնային էներգիան կուտակվում է բույսերում, որոնք այդէներգիայի օգնությամբ ջրից, ածխաթթու գազից և հանքայինաղերից, սինթեզում են իրենց կենդանի մարմինը:Արդյունահանված ածուխներն այրվում են և ջերմության ձևովմեզ վերադարձնում հեռու-հեռավոր ժամանակներում բույսերիամբարած այդ էներգիան: Ածուխները կազմված են օրգանական(այրվող) և անօրգանական բաղադրիչներից: Օրգանական մասըկազմում են ջուրը (գորշ ածխի մոտ 50%-ը) և կալցիումի,երկաթի, ալյումինի, կալիումի նատրիումի սիլիկատները ֆոսֆատները,,սուլֆիդներն ու սուլֆատները: Ածխիհամաշխարհային ընդհանուր պաշարները գնահատվում են 13,5տրիլիոն տոննա, որից 51,5%-ը քարածուխն է, 48,5%-ը` գորշածուխը: Ածուխները հրաշալի վառելանյութ են, օգտագործվումեն նաև որպես հումք մետաղաձուլության և քիմիականարդյունաբերության մեջ:Քարածուխը սև կամ գորշասև է՝ ուժեղփայլով: Պարունակում է ավելի քիչ բուսական մնացորդներ ևունի ածխացման ավելի բարձր աստիճան, քան գորշ ածուխը:
Քարածխի մեծ պաշարներ կան ԱՄՆ-ում, Գերմանիայում, ՄեծԲրիտանիայում, ՌԴ-ում, Ուկրաինայում, Չինաստանում,Հնդկաստանում, Ավստրալիայում:
Քարածխի կոքսացման՝ առանց օդի մուտքի բարձրջերմաստիճաններում (1000–1200օC) տաքացման միջոցովստացվում են կոքսագազ և քարածխային խեժ։

Այլընտրանքային էներգետիկ ռեսուրսներ ևս՝ քամին, արևը, ջուրն ու մակընթացությունը:
Հողմաէլեկտրակայանը քամու էներգիան էլեկտրականի վերածող իրար միացած բազմաթիվ հողմատուրբինների համալիր է: Առավել չափով քամու էներգիա «որսալու» նպատակով հողմատուրբիններն ունեն հսկայական թևեր: Հատուկ սարքերով ղեկավարվող մեխանիզմները որոշում են քամու ուղղությունը և հողմատուրբինների թևերը շրջում այդ ուղղությամբ: Կալիֆոռնիայի (ԱՄՆ) հողմակայանում տեղադրված է ավելի քան 4000 գեներատոր, որոնց արտադրած էներգիան բավարարում է ողջ Սան Ֆրանցիսկոն էլեկտրաէներգիայով ապահովելու համար:

Արեգակնային էներգիան էլեկտրականի վերածելու համար գիտնականները ստեղծել են արեգակնային մարտկոցներ, որոնք բաղկացած են բազմաթիվ լուսաէլեկտրական բջիջներից: Յուրաքանչյուր բջիջ կազմված է աննշան քիմիական խառնուրդներ պարունակող սիլիցիումի շերտերից: Երբ այդպիսի բջիջի վրա ընկնում է արեգականային լույսը, էլեկտրոնները սիլիցիումի մի շերտից տեղափոխվում են մյուսը՝ առաջացնելով էլեկտրական հոսանք: Արեգակնային մարտկոցներն արդյունավետ աշխատում են հատկապես արևոտ վայրերում:
Երկրաջերմային էլեկտրակայաններում օգտագործում են Երկրագնդի խորքում թաքնված էներգիան, որտեղ նրա հալված միջնապատյանին մոտ հանքապարները շիկացած են մինչև 300օC: Այդ ջերմությունը օգտագործելու համար հորատում են 2 խոր, նեղ հորատանցքեր. անցքերից մեկի մեջ ջուր են մղում, որն ակնթարթաբար սկսում է եռալ և վերածվում է գոլորշու: Իսկ այդ վիթխարի ճնշման գոլորշին վեր է բարձրանում երկրորդ հորատանցքով և օգտագործվում տուրբինը պտտելու ու էլեկտրաէներգիա ստանալու համար:
Մակընթացային էլեկտրակայաններում էլեկտրաէներգիայի է վերածվում մակընթացության էներգիան: Դրանք հատուկ սարքեր են, որոնք կառուցված են ծովափերին և օգտագործում են մակընթացության ժամանակ դեպի ցամաք շպրտվող ջրի էներգիան:
Գիտնականներն ստեղծել են նաև ծովի ալիքների ջրի մակարդակի փոփոխությունը էլեկտրական էներգիայի վերածելու սարքեր: Դրանցից մեկը, որը հանդերձված է լողաններով, անվանել են «բադիկ»: Ալիքների վրա վեր ու վար տատանվող այդ լողաններն ալիքների էներգիան հաղորդում են պոմպին, որը շարժման մեջ է դնում տուրբինով ոչ մեծ գեներատորը: