Tänapäevast elu on võimatu ette kujutada ilma selliste oluliste ressurssideta nagu nafta ja gaas. Inimkonna jaoks mängivad nad üliolulist rolli. Energia kulub kodu kütmiseks ja toiduvalmistamiseks. Iidsetel aegadel olid peamised energiaallikad inimeste ja kariloomade tööjõud ning puitu kasutati kodude kütmiseks ja toiduvalmistamiseks. Järk-järgult asendati käsitsitöö masinatega ja puit kivisöega. Kuid nüüd on kütus ja energeetikatööstuses õli ja gaas asendanud traditsioonilise söe ja puidu. Lisaks kasutatakse laialdaselt õli rafineerimise tooteid: bensiini, petrooleumi, kütteõli.
Teadlaste sõnul on naftavarud tohutud, kuid mitte taastuvad. Enamiku riikide turgudel ja majandussektorites asendatakse tavapärane nafta nn põlevkiviõliga. Mis see on ja miks see on nii “ebatavaline”?
Energiavarud, nende roll tänapäevases maailmas
Gaas on üks olulisemaid energiaallikaid. Selle tootmise juhtivad riigid on USA (üle 20% maailma varudest) ja Venemaa (üle 17%).
Gaasi kasutatakse laialdaselt tööstuses ja igapäevaelus. Gaasi peamised eelised:
- Täieliku põlemise korral ei jäta see tuhka maha.
- Kerge valgustada ja leegi suurust reguleerida.
- Tänu välja töötatud transpordisüsteemile saab tarbija kütuse võimalikult lühikese aja jooksul.
- Gaasi kasutamine küttesüsteemis võib kommunaalkulusid märkimisväärselt vähendada.
- Kaasaegsed gaasikatlad võimaldavad teil pikka aega ruumist lahkuda, säilitades samal ajal soojuse.
- Põlemisel eraldub keskkonda küttepuude, kivisöe ja õliga võrreldes väga vähe kahjulikke aineid.
Gaasi kasutatakse paljudes tööstusharudes. Metallurgias ja masinaehituses kasutatakse energiat õhkkütteseadmete ja kõrgahjude kütusena. See suurendab seadmete tootlikkust ja parandab toodete kvaliteeti.
Autodel asendab gaas ideaalselt bensiini. See vähendab märkimisväärselt kütusekulusid, vähendab märkimisväärselt kahjulike ainete heitkoguseid atmosfääri.
Enamiku arenenud ja arengumaade majanduses on juhtiv roll naftatootmisel. "Must kuld", nagu seda nimetatakse, asub peamiselt 3-5 km sügavusel. See on koostises õline põlev vedelik. Naturaalsel kujul õli suurenenud plahvatuse ja tuleohu tõttu ei kasutata. Seetõttu saadavad nad esimese asjana tema naftatöötlemistehasesse.
Varude ja naftatootmise juhtiv riik on Venezuela (enam kui 17% maailma varudest). Saudi Araabia (umbes 16%) ja Kanada (10%) loobuvad sellest. Venemaa on selles nimekirjas 6. kohal (6%).
Nafta rafineerimise tooted ja nende kasutamine:
- Petrooleum - lennundus ja mootorikütus. Lisaks on petrooleumilambid väga populaarsed.
- Autokütus.
- Kütteõli - kasutatakse katlakütusena.
- Bituumen ja tõrv - peamine kasutusala - teetööd. Kruusa ja liiva ühendamisel saadakse asfalt.
- Plastiku, kummi jms toored süsivesinikud
Tavatu õli
Energiavarude arendamisel on eriline koht põlevkiviõli tootmisel. Mis on selle omadus? Põlevkiviõli on õli, mis saadakse põlevkivist termiliste protsesside abil:
- Pürolüüs - kihi kuumutamine temperatuuril kuni 900 kraadi.
- Hüdrogeenimine - vesiniku lisamine orgaanilisele ühendile. Reaktsioon kulgeb temperatuuril umbes 400 ° C ja kasutatakse katalüsaatorit (vask, nikkel, plaatina).
- Termiline kokkupuude - moodustise kuumutamine temperatuurini 80 kraadi Celsiuse järgi ja selle edasine settimine, mis võimaldab teil suhteliselt kiiresti saada soovitud vaiku.
Põlevkiviõli varud avastati möödunud sajandil. Kuid katsed neid välja töötada lõppesid läbikukkumisega. Fakt on see, et tavalistes naftamaardlates varieerub musta kulla netoprotsent ainult 1–3. Rikkaimad maardlad asuvad põlevkivimites. Selle aarde saamine on palju raskem kui "tavaline" õli. Horisontaalpuurimisel tehti läbimurre põlevkiviõli tootmisel (võrdluseks kasutati õlitootmisel peamiselt vertikaalset puurimist).
Põlevkiviõli on iseseisev kütuseliik, kuid kasutatakse ka selle rafineeritud tooteid. Neid kasutatakse kõigis tööstusharudes, nagu ka tavalist õli.
Õli areng
Põlevkiviõli on maailmas teinud tõelise revolutsiooni. Peamine riik, kus selle toodang suurtes kogustes saavutatakse, on USA. Teise koha hõivab Venemaa. Brasiilia, Austraalia, Maroko - ka nendes osariikides on suured põlevkivivarud. Seda nimetatakse "tavapäraseks õliks" ja sageli tekib küsimus, kuidas põlevkiviõli kaevandatakse ja mis on selle "tavapärasus".
"Ebatavalise" õli valmistamise meetodid:
- Otse veehoidlast. Põlevkiviõli tootmise tehnoloogia seisneb selles, et horisontaalsed kaevud puuritakse ja neisse pumbatakse tohutul hulgal vett koos liiva ja keemiliste komponentidega. See tekitab hüdraulilise purustamise (pragunemise). Tekkinud pragudest voolab õli spetsiaalsetesse reservuaaridesse. Lingina kasutatakse liiva: see ei lase pragudel sulgeda.
- Kerogeeni kaevandamine. See meetod on palju keerulisem, kuna kerogeen sisaldub otse põlevkivis ja seda saab ainult kuumtöötlemisel. Tehnoloogia on järgmine: reservuaari kuumutatakse teatud temperatuurini, aine abil viiakse soovitud aine välja ja tõuseb pinnale ning kivim jahutatakse. Seejärel korratakse protsessi.
Tootmise omadused
Põlevkiviõli on läbimurre nafta- ja gaasitööstuses, kuid samal ajal on tootmine tingitud kõrgetest kuludest. Praegu on peamiseks tootmismeetodiks hüdrauliline purustamine. Selle meetodi eelised:
- Voodipesu rasketes tingimustes (moodustumine jne) on vertikaalsete (traditsiooniliste) kaevudega puurimine külgmurdude tõttu ohtlik. Sellisel juhul on soovitatav kasutada horisontaalseid kaevusid.
- Horisontaalsete kaevudega puurimisel tekib kivimitele palju väiksem surve kui vertikaalsete kaevude korral. Spetsiaalsete tehnoloogiate abil moodustunud pragu säilitab oma kuju ja suuna, mis võimaldab saada palju rohkem õli.
Peamised puudused:
- Õlireservuaari purustamiseks kasutatav lahus sisaldab tohutul hulgal kahjulikke aineid, mis on inimestele ja keskkonnale kahjulikud.
- Selles meetodis kasutatav vesi vähendab märkimisväärselt selle tarnimist maailmas. Mõne riigi jaoks on see muutumas ülemaailmseks ohuks.
Põlevkiviõli tootmise tagajärjed
Horisontaalse puurimisega „erakorraliste” naftamaardlate arendamisel koos järgneva purustamisega tekivad keskkonna olukorras pöördumatud tagajärjed. Peamised probleemid naftatootmises:
- Põlevkivi töötlemisel eraldub atmosfääri tohutu kogus süsihappegaasi. Selle tagajärjel kasvuhooneefekt, kliimamuutused.
- Kaevude puurimine ja nende järgnev lõhkamine põhjustab maakoore hävimist, maavärinad tootmiskohtades.
- Kasutatud keemilised lahused mürgitavad mulda. On suur tõenäosus, et keemilised komponendid võivad sattuda küla veevarustussüsteemi. Sellepärast on mõnes riigis (Prantsusmaal, Šveitsis jne) see meetod keelatud.
- Maardlate väljaarendamiseks on planeedil üha vähem mageveevarusid.
Venemaa erakorralise musta kulla varud
Nagu eespool mainitud, toimub suurem osa põlevkivi tootmisest Ameerika Ühendriikides. Suurimad varud on aga Venemaal (enam kui 20% maailma varudest). Venemaa võtab kildagaasivarude osas auväärse 9. koha, jõudes Hiinasse.
Põlevkiviõli pole Venemaal hoolimata tohututest maardlatest nii populaarne kui näiteks Ameerika Ühendriikides. Üks peamisi maardlaid asub Siberi piirkonnas (Bazhenovi sviit), kuid geoloogide sõnul pole selle tohutu välja arendamiseks piisavalt andmeid.
Põlevkiviõli ei kaevandata Venemaal selle kõrge hinna tõttu ja selleks pole suurt vajadust. Tavalise naftavarusid on piisavalt, need kestavad mitu aastakümmet, sõltudes mitmest tegurist:
- Põlluvarude täpne hindamine.
- Maardlate arendamisel kasutage sellist kaevandamistehnoloogiat, milles fossiil kaevandatakse kõige paremini.
- Geoloogilisel uurimisel kasutatakse varude ja nende esinemispaikade täpseks hindamiseks tänapäevaseid meetodeid ja tehnoloogiaid.
Teiste riikide kogemus
Hiinas on põlevkiviõli kahtlemata paljulubav energiaallikas. Põllu peamised reservid asuvad seal, kus on terav veepuuduse probleem. Seejärel rakendati edukalt süsinikdioksiidi nafta- ja gaasivarude ekstraheerimise meetodit. Protsess toimub madalatel temperatuuridel (kuni 40 kraadi Celsiuse järgi). Seda meetodit saab kasutada madala süsivesinikusisaldusega toorainete töötlemiseks.
Austraalias on praegu enam kui 100 naftavälja, mida arendatakse edukalt ja teadlaste sõnul kestavad varud veel mitu aastakümmet või isegi rohkem.
