Nekonvencionalna nafta

Izvor: Wikipedija
Prijeđi na navigaciju Prijeđi na pretraživanje


Nekonvencionalna nafta je nafta proizvedena ili izlučena pomoću tehnika različitih od uobičajenih (izvor nafte) metoda. Naftne kompanije i vlade širom svijeta investiraju u nekonvencionalne naftne izvore uslijed povećanja nestašice konvencionalnih naftnih rezervi. Iako je iscrpljenost takvih rezervi evidentna, nekonvencionalna proizvodnja nafte je manje efikasan proces i ima veći utjecaj na prirodu od konvencionalne proizvodnje nafte.

Izvori nekonvencionalne nafte[uredi VE | uredi]

Prema Međunarodnoj energetskoj agenciji u Izvješću naftnog tržišta nekonvencionalna nafta uključuje sljedeće izvore:

Ekstra teška nafta i naftni pijesak[uredi VE | uredi]

Ekstra teška nafta iznimno je viskozna, u rasponu od teškog melasa do krutog stanja na sobnoj temperaturi. Teška sirova nafta ima gustoću (specifičnu težinu) blizu ili čak prelazi gustoću vode. Kao rezultat ne može biti proizvedena, transportirana i rafinirana konvencionalnim metodama. Ekstra teška nafta uobičajeno sadrži velike koncentracije sumpora i nekolicine metala, posebice nikla i vanadija. Ova svojstva čine je teškom za pumpanjem iz zemlje ili kroz cijev i interfenirati je s rafinacijom. Ova svojstva također predstavljaju ozbiljne ekološke izazove za rast proizvodnje i uporabu teške nafte. Venezuelanski Orinoco pojas teške nafte je najbolji primjer ove vrste nekonvencionalnih rezervi. Procijenjena rezerva: 1.2 trilijuna barela (1.9×10^11 m3). [2]

Teška nafta i naftni pijesak pojavljuju se širom svijeta, ali dva najvažnija nalazišta su Athabasca naftni pijesak u Alberti u Kanadi i Orinoco ekstra teška naftna nalazišta u Venecueli. Ugljikovodični sadržaj ovog depozita se naziva bitumen, na kojem je gorivo Orimulsion bazirano. Venecuelanska ekstra teška naftna nalazišta razlikuju se od naftnog pijeska u tomu da teku mnogo lakše u okolišnim temperaturama i mogu biti proizvedeni hladno-tečnim tehnikama, ali vrijeme oporavka je manje Kanadskim tehnikama (otprilike 8% nasuprot 90% za površinsko miniranje i 60% za parno gravitacijsko odvodnjavanje). Naftne kompanije su procijenile da Athabasca i Orinoco lokaliteti (oba dvoje sličnih veličina) imaju nafte isto kao dvije trećine sveukupnih globalnih naftnih nalazišta. Međutim, oni su tek odnedavno postali smatrani kao naftna nalazišta zato što se trošak izvlačenja nafte smanjio na manje od $15 po barelu na nalazištima u Suncoru i Syncrudeu, dok cijena svjetske nafte raste na više $140 tijekom poskupljenja nafte od 2003.

Izvlačenje značajnog postotka svjetske naftne proizvodnje iz ovih fosilnih goriva biti će teško otkako proces izvlačenja uzima veliki dio kapitala, utjecaja čovjeka i zemlje. Drugo manje ograničenje je energija potrebna za toplinu i proizvodnju električne energije, koja trenutno dolazi od prirodnog plina, koji je posljednjih godina doživio val u proizvodnji i odgovarajući pad u cijeni. Unapređivač bitumena u tijeku je izgradnje u Fort McMurrayiu u Alberti kako bi opskrbljivao syngasom koji zamjenjuje prirodni plin, i bilo je prijedloga da se izgradi nuklearni reaktor koji bi uzimao gorivo iz obližnjeg Uranium Cityja u Saskatchewanu koji bi proizvodio paru i struju. Međutim sa novim zalihama plinskog škriljevca potreba za alternativama prirodnog plina je uvelike smanjena.

Uz stopu proizvodnje predviđenu za 2015. godinu, otprilike 3 milijuna barela po danu (480,000 m3/d), rezerve naftnog pijeska u Athabesci trajati će više od 160 godina.[3] Proces naftnog izvlačenja zahtijeva ili ispumpavanje nafte kao tereta ili obradu in-situ, paru i natrijev hidroksid (NaOH). Ovaj proces energetski je intenzivniji od procesa s konvencionalnom naftom, a time i skuplji.

Studija CERA iz 2009. godine procjenjuje da proizvodnja iz kanadskih naftnih pijesaka emitira otprilike "5–15% više ugljičnog dioksida, od doživotne analize goriva 'well-to-wheels', od prosječne sirove nafte."[4] Autor i novinarski istraživač David Strahan te iste godine izjavio je da izračuni od IAE pokazuju da je emisija ugljičnog dioksida iz katranskog pijeska za 20% viša od prosječne emisije iz nafte. Sa ugljevljom emisijom CO2, koja je do jednu trećinu viša nego od konvencionalne nafte, to bi učinilo emisiju naftnog pijeska jednaku kao 90% emisije CO2 ispuštene iz ugljena.[5]

Naftonosni škriljevac[uredi VE | uredi]

Naftonosni škriljevac je organsko bogata sitnozrnata sedimentna stijena koja sadrži značajne količine kerogena (kruta smjesa organskih kemijskih spojeva) iz kojih tehnologija može izdvojiti tekuće ugljikovodike (naftonosni škriljevac) i zapaljivi naftonosni škriljevački plin. Kerogen u naftonosnom škriljevcu može biti konvertiran u škriljevačku naftu tijekom kemijskih procesa pirolize, hidrogenacije, ili toplinskog raspada.[6][7] Temperatura kada se primjetna dekompozicija naftonosnog škriljevca pojavljuje ovisi o vremenskom mjerilu pirolize; iznad retortnog procesa primjetna dekompozicija pojavljuje se na 300 °C (570 °F), ali napreduje brže i u potpunosti na višim temperaturama. Stopa dekompozicije najveća je na temperaturama od 480 °C (900 °F) do 520 °C (970 °F). Omjer škriljevca plina i škriljevca nafte ovisi o retortnoj temperaturi i u pravilu raste s porastom temperature.[6] Za moderni in-situ proces, za koji bi možda trebalo nekoliko mjeseci grijanja, raspadanje može početi na manje od 250 °C (480 °F). Ovisno o točnim svojstvima naftonosnog škriljevca i točnim tehnologijama obrade, retortni proces može biti vodeno i energetski opširan. Naftonosni škriljevac također može biti direktno zapaljen kao nisko razredno gorivo.[8][9]

Procjenjuje se da na svjetskim nalazištima ima još od 2.8 do 3.3 trilijuna barela (450×109 to 520×109 m3) nadoknadive nafte.[8][10][11][12] Postoji oko 600 poznatih nalazišta depozita naftonosnog škriljevca širom svijeta uključujući i glavno nalazište u Sjedinjenim Američkim Državama.[13] Iako se nalazišta naftonosnog škriljevca pojavljuju u mnogim zemljama, samo 33 zemlje posjeduju ekonomski isplativa nalazišta.[14][15] Najveće nalazište u svijetu nalazi se u Green River Formationu, koji pokriva dijelove Colorada, Utaha, i Wyominga; oko 70% ovog resursa leži na zemlji koju posjeduje i kojom upravlja Američka federalna vlada.[16] Nalazišta u Sjedinjenim Američkim Državama predstavljaju 62 % svjetskog resursa; zajedno SAD, Rusija i Brazil obuhvaćaju 86% resursa naftonosnog škriljevca.[14] Ove brojke ostaju uvjetne, s istraživanjem i analizom od još nekoliko nalazišta koja su još uvijek neriješena.[8][9] Dobra istražena nalazišta, sa ekonomskim potencijalom uključuju Green River nalazište na zapadu SAD-a, Tertiary nalazište u Queensland u Australiji, nalazišta u Švedskoj i Estoniji , El-Lajjun nalazište u Jordanu, i nalazišta u Francuskoj, Njemačkoj, Brazilu, Moroku, Kini, južnoj Mongoliji i Rusiji. Od ovih nalazišta očekuje se porast prihoda od najmanje 40 litara (0.25 bbl) naftonosnog škriljevca po toni škriljevca, koristeći Fischer Assay metodu.[9][17]

Prema istraživanju koje je provela RAND Korporacija, trošak proizvodnje barela nafte na površini retortnog kompleksa u SAD-u (uključujući rudnike, retortno postrojenje, poboljšana postrojenja, prateće komunalije, i troškove reklamacije škriljevca), bio bi između $70–95 ($440–600/m3, prilagođeno vrijednostima iz 2005).[18] Od 2008. godine industrija koristi naftonosni škriljevac za proizvodnju škriljevačke nafte u Brazilu, Kini i Estoniji. Nekoliko dodatnih zemalja počelo je procjenjivati svoje rezerve ili su izgradili eksperminetalna postrojenja za proizvodnju .[8] Ako bi u SAD-u naftonosni škriljevac bio upotrebljen za četvrtinu od trenutno potrebnih 20 milijuna barela po danu (3,200.000 m3/d), 800 milijardi barela (1,3×1011 m3) nadoknadivih resursa trajalo bi duže od 400 godina.[18]

Toplinska depolimerizacija[uredi VE | uredi]

Toplinska depolimerizacija (TDP) ima potencijal da obnovi energiju iz postojećih izvora otpada kao što je naftni koks, kao i iz postojećih otpadnih taloga. Ovaj proces, koji oponaša procese koji se pojavljuju u prirodi, koristi toplinu i pritisak da polomi organske spojeve i anorganske spojeve pomoću metode poznate kao hidropiroliza. Budući da izlazna energija uvelike varira na temelju sirovine, teško je procijeniti potencijalnu proizvodnju energije. Prema CWT-u (Changing World Technologies ) ovaj proces ima sposobnost razbiti nekoliko vrsta materijala, od koji su mnogi otrovni za ljude i okoliš.[19]

Ugljen i pretvorba plina[uredi VE | uredi]

Koristeći procese sintetičkih goriva pretvorba ugljena i prirodnog plina ima potencijal da prinosi velike količine nekonvecionalne nafte i/ili rafiniranih produkata, iako na znatnoj nižoj neto proizvodnji energije od povijesnog presjeka za konvecionalne natne ekstrakcije.

U prijašnjim vremenima, prije bušenja naftnih izvora kako bi se iskoristile zalihe sirove nafte, piroliza iskopanih krutih organskih bogatih depozita bila je konvecionalni način proizvodnje mineralne nafte. Povijesno, petrolej je već bio proizveden na industrijskoj skali u Velikoj Britaniji i SAD-u pomoću suhe destilacije kanel-ugljena ili naftnog škriljevca u prvoj polovici 19. stoljeća. Prinosi nafte iz jednostavne pirolize su međutim ograničeni sa sastavom materijala koji je podvrgnut pirolizi i modernim “nafta iz ugljena“ (oil-from-coal) procesom napravljenim za puno veće prinose organskih tekućina, nastalih zbog kemijske reakcija s stočnom hranom.

Četiri osnovne konverzacijske tehnologije korištene za proizvodnju nekonvecionalne nafte i rafiniranih produkata iz ugljena i plina su u indirektnoj konverzaciji sa Fischer-Tropsch procesom i Mobilnim procesom (Mobil Process) (također poznatima kao “metanol na benzin“), i u direktnoj konverzaciji sa Bergiusovim procesom i Karrick procesom.

Kompanija Sasol proizvodi 150,000 barela po danu (24,000 m3/d) pomoću coal-to-liquids postrojenja baziranih na Fischer Tropsch konverzaciji, u Južnoj Africi od 1970 godine.

Zbog velikih troškova prijevoza prirodnog plina mnoga poznata, ali daleka polja nisu se razvila. On-site konverzacija na tekuća goriva čini da ta energija bude dostupna pod sadašnjim uvjetima na tržištu. Fischer Trops naftna postrojenja koja pretvaraju prirodni plin u goriva, u procesu široko poznatom kao gas-to-liquids djeluju u Maleziji, Južnoj Africi i Kataru. Velika postrojenja za direktnu pretvorbu ugljena u tekućine (coal to liquids) trenutno su u izradi ili u samom početku izrade u Kini.

Ukupni svjetski proizvodni kapaciteti sintetičkih goriva prelaze 240,000 barela po danu (38,000 m3/d) i očekuje se da će rasti u narednim godinama, sa brojnim novim postrojenjima trenutno u izradi.

Zaštita okoliša[uredi VE | uredi]

Kao i kod svih oblika rudarstva, postoje velike količine opasnih pljeva i otpada koji nastaju iz različitih procesa izlučivanja i proizvodnje nafte.[20]

Zabrinutost za prirodu zbog teške nafte je slična onoj sa lakom naftom, međutim teška nafta pruža dodatne brige kao što je potreba za zagrijavanjem kako bi se mogla ispumpati iz zemlje. Proces izlučivanja također zahtijeva velike količine vode.[21]

Utjecaj na prirodu naftonosnog škriljevca razlikuje se ovisno o vrsti izlučivanja, međutim postoje neki zajednički trendovi. U procesu iskapanja otpušta se ugljični dioksid, pored ostalih oksida i zagađivača, kako se škriljevac zagrijava. Nadalje postoji neka zabrinutost zbog nekih kemikalija koje se miješaju sa podzemnom vodom (ili kao otjecanje ili kroz curenje). Postoje procesi koji su u upotrebi ili u tijeku razvoja kako bi pomogli ublažiti neke od ovih ekoloških problema.[22]

Pretvorba ugljena ili prirodnog plina u naftu stvara velike količine ugljičnog dioksida uza sve utjecaje dobivanja ovih resursa za početak rada. Međutim postavljanje postrojenja u ključnim područjima može smanjit utjecaj emisije usljed pumpanja ugljičnog dioksida u naftne naslage ili ugljenje naslage kako bi se poboljšao oporavak nafte i metana.[23]

Ekonomija[uredi VE | uredi]

Izvori nekonvecionalne nafte koristiti će se sve više kao pogonsko gorivo, kako će konvecionalna nafta postojati “ekonomski neodrživa“ zbog iscrpljenosti. Konvecionalna nafta trenutno se preferira s obzirom na činjenicu da ona pruža već omjer izlučene energije u odnosu na korištenu energiju u tijeku procesa izlučivanja i rafiniranja. Nove tehnologije poput Parnog uštrcavanja (naftna industrija) za depozite naftnog pijeska razvijene su da povećaju efikasnost proizvodnje nekonvecionalne nafte.


Vidi također[uredi VE | uredi]

Bilješke[uredi VE | uredi]

  1. IEA, World Energy Outlook
  2. Environmental Challenges of Heavy Crude Oils. Battelle Memorial Institute (2003)
  3. Department of Energy, Alberta (June 2006). Oil Sands Fact Sheets pristupljeno 11. travnja 2007.
  4. Gardiner, Timothy (18. svibnja 2009.). Canada oil sands emit more CO2 than average: report. Reuters pristupljeno 3. lipnja 2012.
  5. Who’s afraid of the tar sands?
  6. 6,0 6,1 Koel, Estonian oil shale
  7. Luik, Alternative Technologies
  8. 8,0 8,1 8,2 8,3 World Energy Council, Survey, pp. 93–115.
  9. 9,0 9,1 9,2 Dyni, Geology and resources
  10. EIA, Annual Energy Outlook 2006
  11. Andrews, Oil Shale
  12. US DoE, NPR's National Strategic Unconventional Resource Model
  13. (May 2007) A study on the EU oil shale industry viewed in the light of the Estonian experience. A report by EASAC to the Committee on Industry, Research and Energy of the European ParliamentA study on the EU oil shale industry viewed in the light of the Estonian experience. A report by EASAC to the Committee on Industry, Research and Energy of the European Parliament (PDF), European Academies Science Advisory Council. pristupljeno 2011-05-06.
  14. 14,0 14,1 Brendow, Global oil shale issues and perspectives, pp. 81–92.
  15. Qian, Wand and Li, "Oil Shale Development in China", pp. 356–359
  16. About Oil Shale. Argonne National Laboratory pristupljeno 20. listopada 2007.
  17. Altun et al., "Oil Shales in the world and Turkey", pp. 211–227.
  18. 18,0 18,1 Bartis et al., Oil Shale Development in the United States
  19. What Solutions Does CWT Offer?. Changing World Technologies (2010) pristupljeno 11. prosinca 2010.
  20. US Environmental Protection Agency, "Special Wastes"
  21. Heavy_Oil_Fact_Sheet. California Department of Oil Gas and Geothermal Resources. United States Federal Government (17. lipnja 2006.) pristupljeno 9. prosinca 2010.
  22. Oil_Shale_Environmental_Fact_Sheet. DOE Office of Petroleum Reserves. United States Federal Government pristupljeno 9. prosinca 2010.
  23. Coal_to_FT_Liquids_Fact_Sheet. DOE Office of Petroleum Reserves. United States Federal Government (unknown) pristupljeno 9. prosinca 2010.

Izvori[uredi VE | uredi]

Vanjske poveznice[uredi VE | uredi]