Charakteristika průmyslových odvětví (I.) (těžba surovin + energetika) Geografie výrobní sféry Přednáška č. 9 © HS Těžba nerostných surovin • Získávání surovin, které se obvykle vyskytují v pevném (uhlí, rudy, stavební materiál), kapalném (ropa) a plynném (zemní plyn) skupenství • Težba: – podzemní, – povrchová, – vrty. • Těžební průmysl – dobývání surovin, v některých případech prvotní úprava (drcení kameniva, čištění, fyzikálně-chemické procesy – kvůli zvyšování obsahu požadované látky) • Těžba surovin: – Jeden z hl. lokalizačních faktorů vzniku prvních průmyslových oblastí zejména v 19. století – Centra vázána na naleziště černého uhlí nebo železné rudy – Na základě těžby těchto surovin – rozvoj průmyslových odvětví – hnací odvětví průmyslové revoluce (hutnictví aj.) – Současnost • Nárůst spotřeby a těžby surovin díky rozvoji rozvíjejících se ekonomik (Čína, Indie, Taiwan, Mexiko…) -> růst cen komodit • Změna teritoriálního rozmístění těžby surovin • Problém – ekologické aspekty těžby surovin – vliv na vývoj a vzhled krajiny – dominance antropogenních tvarů reliéfu (haldy, lomy…), při chemickém způsobu těžby – ohrožení povrchových i podzemních vod Těžba energetických surovin • Nerosty, z nichž je možno získávat energie • Dělení: – Fosilní paliva: • Uhelná řada: rašelina, lignit, hnědé uhlí, černé uhlí, antracit • Živičná řada: ropa, roponosné písky, roponosné břidlice, zemní plyn, hydráty metanu, ozokerit, minerální vosky, asfalt – Radioaktivní suroviny: • Uran, thorium, radium Těžba energetických surovin Roponosné písky Roponosná břidlice Hydráty methanu http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/energeticke_suroviny.html Ozokerit a minerální vosky Struktura světové energetické bilance ve 20. století (podíl primárních zdrojů v %) 1900 1965 1985 2000 Ropa 3,0 35,0 40,0 25,0 Zemní plyn 0,9 13,0 18,0 22,0 Uhlí 76,0 36,0 28,0 28,0 Vodní energie 1,8 3,0 3,0 6,0 Jaderná energie -- -- 4,0 9,0 Dřevo a ostatní x 16,3 13,0 7,0 8,0 Pramen: Sestaveno podle Der Fischer Weltalmanach 93, Frankfurt am Main 1992. Poznámka: x) Především energie mořského dmutí, geotermické zdroje, sluneční energie (příp. energie větru), o nichž se předpokládá, že k r. 2000 budou mít reálný ekonomický význam. Černé uhlí • Nejkvalitnější černé uhlí – v karbonských vrstvách – V Evropě – od britských ostrovů přes S Francii, Belgii, Porúří, Hornoslezská pánev dále na východ • Černé uhlí: – Antracitické – využití v energetice – Žírné – výroba koksu, chemický průmysl • Způsoby těžby: – Povrchová – pokud je vrstva uhlí blízko povrchu, výrazné narušení vzhledu krajiny, po ukončení těžby nutná rekultivace – Podpovrchová – většina těžby ČU, hloubky více než 1500 m – vyšší riziko práce (Čína, JAR…) • Prozkoumané zásoby: – USA, Indie, Čína (dohromady 55 % světových zásob) – Evropa – Rusko, Polsko, Ukrajina • Těžba měla v historii vždy rostoucí trend – Největší nárůst v průběhu 19. století – hl. energ. zdroj – 2. pol. 20. stol. – rostoucí spotřeba v sílícím průmyslu Černé uhlí • V posl. desetiletích – teritoriální restrukturalizace – Státy Z Evropy (Francie, Belgie, V. Británie, Německo, ČR, Polsko …) ustupují od těžby a zavírají doly <- zvyšování ceny práce na Zevr. trzích a snižování cen dovozců – Rusko, Kazachstán, USA, Kanada – po poklesu v 90. letech mírný nárůst – Největší nárůst – Čína, Indie, Austrálie, Indonésie, JAR, Kolumbie • Hl. oblasti těžby: – Sv Číny – SV Indie – Pánev Newcastle v Austrálie – Apalačské pohoří a SV USA – JAR – Transvaal (Johannesburg) – Německo – Porúří a Sársko – Hornoslezská pánev v Polsku – Kuzbas – Rusko – Pečorská, Lenská, Tajmyrská a Tunguzská pánev – Ukrajina – Donbas Černé uhlí v ČR • Významný evropský producent • Avšak jako ve vyspělých státech Z Evropy i v ČR pokles těžby z max. hodnot v 80. letech • Oblast těžby soustředěna do Ostravsko-karvinského revíru 1. Hornoslezská pánev 4 Středočeské pánve 2. Vnitrosudetská pánev 5 Mělnická pánev 3. Podkrkonošská pánev 6 Plzeňská a Radnická pánev http://www.geofond.cz/dokumenty/nersur_rocenky/rocenkanerudy99/html/c_uhli.html Hnědé uhlí • Energetická surovina, těžba objemově menší než ČU, povrchové doly • Max. světové těžby v r. 1989, v 90. l. – snížení • Největší producent – Německo, další: USA, Rusko, Austrálie, ČR (v první 10) • Těžba důležitá ve státech, kde je jedinou surovinou – balkánské země – Řecko, Srbsko, Bulharsko, Makedonie, BiH Hnědé uhlí v ČR 1 Chebská pánev 3 Severočeská pánev 2 Sokolovská pánev 4 Žitavská pánev http://www.geofond.cz/dokumenty/nersur_rocenky/rocenkanerudy99/html/h_uhli.html Ropa • Výskyt v pórovitých horninách mezi nepropustnými vrstvami, cca 85 % z písčitých a 15 % z vápencových vrstev • Těžba pomocí vrtů – obtížná – prům. výtěžnost cca 35 % (zbytek nevytěžen), začátek v 2. pol. 19. stol. – Rusko a USA • Po r. 1900 nárůst těžby – vyšší využití motorů (auta, letadla) během 1. sv. v., 2. sv. v. • V současnosti hl. energetický zdroj a široké využití v chemickém průmyslu • Vliv těžby na mezinárodní vztahy – rozvojové země bohaté na ropu začaly vyvíjet politický tlak skrze OPEC (*1960, Bagdád) – V současné době 12 států – Alžírsko, Angola, Indonésie, Irák, Írán, Kuvajt, Libye, Nigerie, Katar, Saudská Arábie, SAE, Venezuela – sídlo ve Vídni – Kartel určující objem a cenu exportované ropy pomocí těžebních kvót – V 70. letech – kontrola ropného průmyslu státy Středního východu, snaha o zajištění většího vlivu rozvojových zemí na světových záležitostech – problémy pro země dovážející ropu – nedostatek paliva na světových trzích – Od 80. let – rozvinuté země hledají nová naleziště, zavádění úsporných opatření, snižování spotřeby ropy (?) => opětovný pokles cen ropy, který nastal znovu v 90. letech Ropa • Těžba: – Perský záliv (Saudská Arábie, Írán, Irák, Kuvajt, SAE) – Rusko – Venezuela • Cca ½ vytěžené ropy je předmětem mezinárodního obchodu • Přeprava z místa těžby sítí ropovodů nebo tankery • Oblasti importu: – Evropa (bez Noska, VB a Ruska) – USA – Japonsko – Čína • Prvotní zpracování v rafinériích (největší v USA, Číně, Rusku, Japonsku, Indii a J Koreji) Ropa Zemní plyn • Směs plynů nahromaděná v zemské kůře • Z velké části vázán na ložiska černého uhlí nebo ropy • Využití v energetice na poč. 20. stol., dlouho vypouštěn jako odpadní plyn • Větší rozvoj plynárenské energetiky až v 2. pol. 20. stol. – Využití původně vázáno na místa těžby, později síť dálkových plynovodů a přeprava tankery v kapalném stavu • Oblasti těžby: – Oblast Kaspického moře – Západosibiřská nížina – Perský záliv (Írán, Katar, méně Saudská Arábie, SAE) – USA – Venezuela – Alžírsko • Nejhustší síť plynovodů v USA, Rusku a Blízkém východě Těžba ropy a zemního plynu v ČR • Podíl tuzemských zdrojů na celkové spotřebě malý: ropa – 4 %, zemní plyn – 2,0 % • Celkem je v ČR 70 dobývacích prostor, z toho je 38 v těžbě • Moravské naftové doly, a.s. – Hodonín (164 zam., 2007) • Hlavním centrem těžby je oblast Břeclav – Hodonín, posun také na Vyškovsko a Kroměřížsko (Ždánický les) • Na většině ložisek se společně s ropou vyskytuje i zemní plyn • Průzkum pokračuje, ale není reálné do budoucna očekávat výraznější posílení domácích zdrojů v bilanci tekutých paliv Uran • 90. léta 20. stol. – recese těžby • V posledních letech – opět oživení – strategický materiál (proto některé státy nezveřejňují údaje o těžbě) • Těžba: – Kanada – Austrálie – Kazachstán – Niger – Rusko – Namibie – Uzbekistán – USA • Co po situaci ve Fukušimě??? Country 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Kazakhstan 3300 3719 4357 5279 6637 8521 14 020 Canada 10457 11597 11628 9862 9476 9000 10 173 Australia 7572 8982 9516 7593 8611 8430 7 982 Namibia 2036 3038 3147 3067 2879 4366 4 626 Russia 3150 3200 3431 3262 3413 3521 3 564 Niger 3143 3282 3093 3434 3153 3032 3 243 Uzbekistan 1598 2016 2300 2260 2320 2338 2 429 USA 779 878 1039 1672 1654 1430 1 453 Ukraine (est) 800 800 800 800 846 800 840 China (est) 750 750 750 750 712 769 750 South Africa 758 755 674 534 539 655 563 Brazil 310 300 110 190 299 330 345 India (est) 230 230 230 177 270 271 290 Czech Repub. 452 412 408 359 306 263 258 Malawi 104 Romania (est) 90 90 90 90 77 77 75 Pakistan (est) 45 45 45 45 45 45 50 France 0 7 7 5 4 5 8 Germany 104 77 94 65 41 0 0 Total world 35 574 40 178 41 719 39 444 41 282 43 853 50 772 http://www.world-nuclear.org/info/inf23.htmlTěžba uranu ve světě Uran Výroba elektrické energie • Rozvoj výroby el. E je spojený s rozvojem průmyslu • Dostatek el. E je základním předpokladem úspěšného fungování hospodářství • Největším konzumentem – průmysl • El. E (sekundární E) se získává přeměnou primárních zdrojů (uhlí, ropa, zemní plyn, uran…) v elektrárnách • V procesu přeměny primárních zdrojů dochází ke ztrátám – efektivita spalovacího procesu – ztráty kolísají mezi 10–90 % (nejefektivnější hydroelektrárny, pak jaderné a tepelné – zemní plyn, ropa, černé uhlí, hnědé uhlí) • Výroba el. E má ve světě rostoucí trend – Největší spotřeba v S Americe, Evropě a V Čína+Japonsko – Výroba zajišťována ze 2/3 v tepelných elektrárnách, 17 % jaderné elektrárny, 15 % vodní, 2 % ostatní Lokalizační faktory pro průmysl paliv a energie • Úzká vazba na zdroj primárních paliv, energii a značné množství vody • Původně – vznik elektráren přímo v pánvích (zdroj surovin) nebo ve velkých městech s velkou spotřebou • Později – menší vazba na zdroje a spotřeby (především jaderné el.), někdy lokalizace do energeticky deficitního regionu • Důležitá konstelace faktorů bezpečnostních, geologických, tektonických, (klimatických, hydrologických) Jaderná energetika • V roce 2011 – v provozu 443 bloků jaderných elektráren ve 29 státech – výroba 14 % elektřiny • Ve výstavbě – 62 bloků ve 14 zemích; plánuje se výstavba 158 reaktorů; uvažuje se o vybudování 324 reaktorů • Nejvíce jaderných zdrojů je provozováno v USA (104), ve Francii (58 – zde 80 % produkce el. E.), Japonsku (55), Rusku (32), Jižní Koreji (21), Velké Británii (19), Kanadě (18), Indii (18) a Německu (17) • V EU – u jaderných el. cca 1/3 výroby elektřiny • V průběhu posledních 15 let se výroba elektřiny v jaderných elektrárnách celosvětově zvýšila (příčinou je zejména výroba v nových zdrojích, rekonstrukce zdrojů současných, zvyšování výkonu a snižování poruchovosti) http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/zvazovana-dostavba- elektrarny-temelin/rozvoj-jaderne-energetiky-ve-svete.html Jaderná energetika Jaderná energetika Země Instalovaný výkon v GWe Vyrobeno mld. kWh za 1 rok Počet reaktorů USA 101 809 104 Francie 63 418 59 Japonsko 47 240 54 Rusko 21,8 152 31 Korea 17,7 144 20 5 největších světových producentů jaderné energie 5 evropských zemí s největším podílem energie vyrobené jadernými elektrárnami Země Podíl elektřiny vyrobené z jádra (v %) Francie 76,2 Litva 72,9 Slovensko 56,4 Belgie 53,8 Ukrajina 47,4 Alternativní zdroje energie Hydroelektrárny • Využití potenciálu řek • Výhoda – nízká cena výroby, nevyčerpatelnost zdroje, nezatěžování ŽP • Nevýhoda – velké zásahy do krajiny, vysoké vstupní investice • 2 typy: – V horských oblastech – založeno na spádu toku – obvyklé velké množství malých vodních energetických stupňů (Alpy, Skandinávie) – Na velkých nížinných řekách – založeno na velkém průtoku (Čína, Brazílie, USA, Rusko) Country Annual hydroelectric production (TWh) Installed capacity (GW) China 652.05 196.79 Canada 369.5 88.974 Brazil 363.8 69.080 United States 250.6 79.511 Russia 167.0 45.000 Norway 140.5 27.528 India 115.6 33.600 Venezuela 85.96 14.622 Japan 69.2 27.229 Sweden 65.5 16.209 Těžba rudných surovin – železná ruda • Objemově nejvýznamnější ruda • Výskyt vázaný na oblast mírného pásma • K těžbě vhodné rudy, které obsahují aspoň 20 % železa • Světové zásoby: – Celkem cca 160 mld. tun – Největší: Ukrajina, Rusko, Brazílie, Čína • V 90. letech pokles těžby ve vyspělých zemích (USA, Rusko, Austrálie, Ukrajina), nárůst v rozvíjejících se zemích (Čína, Indie, Brazílie, Venezuela), zvyšující se poptávka a ceny přinutily zvýšil těžbu i producenty ve vyspělých zemích -> za posledních 20 let nárůst těžby až 3násobně Country Production Producti on (%) China 880 39,3 Australia 394 17,6 Brazil 300 13,4 India 245 11,0 Russia 92 4,1 Ukraine 66 2,9 South Africa 55 2,5 Iran 33 1,5 Canada 32 1,4 USA 27 1,2 Kazakhstan 22 1,0 Sweden 18 0,8 Venezuela 15 0,7 Mauritania 10 0,4 Other 43 1,9 Total world 2240 100,0 Estimated iron ore production in million metric tons for 2009 according to U.S. Geological Survey Těžba rudných surovin – železná ruda Hutnický průmysl - lokalizace • Původně vázán na místní ekonomicko-technologické faktory – železnou rudu, dřevo (dřevěné uhlí) a vodní energii • S rozvojem mechanizace a technologického vývoje železa mnohá centra zanikají nebo přecházejí přes slévárenství ke strojírenské výrobě (Blansko, Adamov) • V místech těžby kvalitnějších železných rud – vznik závodů s nižšími náklady na výrobu • Hutní základna může být fixována na rudu a palivo (např. Porúří, stř. Anglie, Kladno) nebo na jednu z potřebných surovin • Někdy lokalizace bere ohled na dopravu výchozích surovin (dovoz železného šrotu apod., Košice) • Hutní závody barevných kovů (hliník, nikl, slitiny) lokalizovány v blízkosti vodních toků a energetických závodů • Významných faktorem je ochrana ŽP Měď • Jedním z nejdéle využívaných kovů – ve slitině s cínem (bronz) sloužila od starověku k výrobě šperků, nástrojů a zbraní • V 2. pol. 20. stol. – růst významu díky rozvoji elektrotechnického průmyslu (vodič) • Světová produkce roste Měď • Více než 1/3 světových zásob v Chile • Další producenti: – USA, Peru, Čína, Austrálie, Indonésie – Rusko, Polsko Bauxit • Výchozí surovina pro výrobu hliníku (nejvyužívanější barevný kov) • Využití nejvíce v automobilovém a leteckém průmyslu • Zásoby: – V tropickém pásu – Těžba roste – Karibská oblast (Jamajka, Guyana, Surinam) – Z Afrika (Guinea, Siera Leone) – Austrálie – Čína – Brazílie Country Mine production Reserves Reserve base2007 2008 Guinea 18,000 18,000 7,400,000 8,600,000 Australia 62,400 63,000 5,800,000 7,900,000 Vietnam 30 30 2,100,000 5,400,000 Jamaica 14,600 15,000 2,000,000 2,500,000 Brazil 24,800 25,000 1,900,000 2,500,000 Guyana 1,600 1,600 700,000 900,000 India 19,200 20,000 770,000 1,400,000 China 30,000 32,000 700,000 2,300,000 Greece 2,220 2,200 600,000 650,000 Iran — 500 — — Suriname 4,900 4,500 580,000 600,000 Kazakhstan 4,800 4,800 360,000 450,000 Venezuela 5,900 5,900 320,000 350,000 Russia 6,400 6,400 200,000 250,000 United States NA NA 20,000 40,000 Other countries 7,150 6,800 3,200,000 3,800,000 World total (rounded) 202,000 205,000 27,000,000 38,000,000 Bauxit Nikl • Využití k zušlechťování železa (zejména na výrobu nerezové oceli) a jako legovací kov v barevné metalurgii a na elektrolytické pokovování (tzn. přidávání do základního kovu jiný kov pro zlepšení jeho mechanických vlastností) • Koncové použití niklových slitin zejména v dopravě, chemickém průmyslu a elektrotechnice • Těžba roste • Největší rezervy má Austrálie, Kuba, Kanada • Největší těžba: – Rusko, Kanada, Austrálie – Růst v Číně, Brazílii, Kolumbii Zinek • Využití na výrobu plechů, ochranu železa před korozí a výrobu slitin • Těžba: Čína, Peru, USA… Top zinc output countries 2009 Rank Country Tonnes 1 China 2,875,000 2 Peru 1,439,000 3 Australia 1,279,000 4 United States 735,000 5 Canada 695,000 Olovo • Výskyt společně s dalšími kovy v polymetalických rudách, často jako vedlejší produkt při těžbě zinku • Využití v automobilovém průmyslu (baterie), telekomunikacích a elektrotechnickém průmyslu • Největší zásoby: Austrálie, Čína, Kazachstán • Růst těžby • Producenti: – Čína, Austrálie, USA, Peru – Švédsko, Irsko, Polsko Cín • Snadno tavitelný • V minulosti využití ve slitině s mědí (bronz), snadná opracovatelnost – výroba předmětů denní potřeby • V současnosti – výroba konzerv a přepravních kontejnerů, elektrotechnický průmysl • Zásoby: Čína, Malajsie, Peru, Indonésie, Brazílie • Producenti: Čína, Brazílie, Indonésie, Malajsie World tin mine reserves and reserve base in tons Country Reserves Reserve base China 1,700,000 3,500,000 Malaysia 1,000,000 1,200,000 Peru 710,000 1,000,000 Indonesia 800,000 900,000 Brazil 540,000 2,500,000 Bolivia 450,000 900,000 Russia 300,000 350,000 Thailand 170,000 250,000 Australia 150,000 300,000 Other 180,000 200,000 Cín Drahé kovy - stříbro • Často v polymetalických ložiscích • Surovinou pro fotografický průmyslu a šperkařství • Zásoby: Polsko, Čína, USA • Producenti: Peru, Mexiko, Čína, Austrálie Zlato • Vnímáno jako ekonomický kov • Využití: elektrotechnika, výroba šperků • Zásoby: JAR, Austrálie, Peru, Rusko • Těžba: JAR, Austrálie, Čína, USA Platina • Vlastnosti: odolnost, špatná tavitelnost, odolnost vůči kyselinám • Využití: elektrotechnický průmysl, medicína, keramický průmysl • Výskyt v malých množstvích • Producent: JAR (cca 80 % světové těžby) Těžba chemických surovin - síra • Významná chemická surovina • Výskyt v ryzím stavu i sloučeniny (pyrity) • Využití jako součást výbušnin, chemický průmysl (vulkanizace kaučuku), kyselina sírova • Producenti: Kanada, USA, Čína, Rusko, státy Perského zálivu Fosfáty • Využití zejména pro výrobu hnojiv • Výskyt v přírodě i v organické podobě (guáno) • Zásoby: Maroko, Čína • Producenti: Maroko, Čína, USA, Rusko, Tunisko Soli • Kuchyňské / draselné – významné suroviny pro chemickou výrobu • Kuchyňská sůl: – Získávání těžbou a odpařováním mořské vody – Producenti: Čína, USA, Německo, Indie, Kanada, Austrálie • Draselné soli – Surovinou pro výrobu hnojiv, farmaceutický nebo kosmetický průmysl – Producenti: Kanada, Rusko, Bělorusko, Německo, Izrael