Nem titok, hogy a modern világban a világgazdaság vére az olaj, az úgynevezett fekete arany. A 20. és 21. században az olaj maradt az egyik legfontosabb ásvány a bolygón az emberiség számára. 2010 -ben az olaj vezető szerepet töltött be a világ üzemanyag- és energiamérlegében, az összes energiafogyasztás 33,6% -át tette ki. Ugyanakkor az olaj nem megújuló erőforrás, és több mint egy tucat éve folyik az a beszéd, hogy előbb vagy utóbb véget érnek a tartalékai.
A tudósok szerint a bizonyított olajkészletek a világon körülbelül 40 évig, a felfedezetlenek pedig további 10-50 évig tartanak fenn. Például Oroszországban 2012. január 1 -jétől a hivatalosan közzétett információk szerint (eddig a pontig az olaj- és gázkészletekre vonatkozó információkat besorolták) az A / B / C1 kategóriába tartozó hasznosítható olajkészletek mennyisége 17,8 milliárd volt tonna, vagyis 129, 9 milliárd hordó (az a számítás szerint, amelynél egy tonna export uráli olaj 7,3 hordó). A meglévő termelési volumen alapján ezek a feltárt természeti erőforrások 35 évre elegendőek lesznek hazánk számára.
Ugyanakkor tiszta formában az olajat gyakorlatilag nem használják. A fő érték a feldolgozó termékekben rejlik. Az olaj folyékony üzemanyagok és olajok forrása, valamint hatalmas mennyiségű fontos termék a modern ipar számára. Üzemanyag nélkül nemcsak a világgazdaság áll meg, hanem minden hadsereg is. Az autók és a tankok nem mennek üzemanyag nélkül, a repülőgépek nem szállnak fel az égbe. Ugyanakkor egyes országokat kezdetben megfosztottak saját fekete arany tartalékaiktól. Németország és Japán a 20. században az ilyen országok feltűnő példájává vált, amelyek igen csekély erőforrásbázissal rendelkeznek, és felszabadították a második világháborút, amelynek minden napja hatalmas üzemanyag -fogyasztást igényelt. A második világháború idején Németország nagy részben, néhány év alatt akár 50%-ban is kielégítette üzemanyagszükségletét a szénből folyékony üzemanyag előállításával. Számára a kiút a szintetikus üzemanyagok és olajok használata volt. Ugyanezt tették a múlt században Dél -Afrikában, ahol a Sasol Limited segített a dél -afrikai gazdaságnak abban, hogy sikeresen működjön a nemzetközi szankciók nyomása alatt az Apartheid -években.
Szintetikus üzemanyagok
Az 1920-as években Franz Fischer és Hans Tropsch német kutatók, akik a Kaiser Wilhelm Intézetben dolgoztak, feltalálták a Fischer-Tropsch-folyamatot. Alapvető jelentősége a szintetikus szénhidrogének előállítása volt, például szénből, mint szintetikus tüzelőanyag és kenőolaj. Nem meglepő, hogy ezt a folyamatot egy meglehetősen olajszegény, de ugyanakkor szénben gazdag Németországban találták ki. Széles körben használták folyékony szintetikus üzemanyagok ipari előállításához. Németország és Japán a háborús években széles körben alkalmazta ezt az alternatív üzemanyagot. Németországban a szintetikus üzemanyagok éves termelése 1944 -ben megközelítette a 6,5 millió tonnát, vagyis napi 124 000 hordót. A második világháború befejezése után az elfogott német tudósok tovább dolgoztak ezen a területen. Különösen az Egyesült Államokban vettek részt a Paperclip hadműveletben, a Bányászati Hivatalnak dolgozva.
Az 1930-as évek közepétől Németországban, az USA-ban, a Szovjetunióban és a világ más iparosodott országaiban kezdett elterjedni a sűrített tüzelőanyagok kémiai-technológiai célú gázosításának technológiája, elsősorban a különböző kémiai vegyületek, köztük a mesterséges olajok szintézisére és folyékony tüzelőanyagok. 1935 -ben 835 ezer tonna, illetve Angliában 150 ezer tonna szintetikus benzint állítottak elő szénből, levegőből és vízből. 1936 -ban Adolf Hitler személyesen új állami programot indított Németországban, amely szintetikus üzemanyagok és olajok előállításáról rendelkezett.
Már a következő évben Franz Fischer Helmut Pichlerrel együtt (Hans Tropsch 1931 -ben elhagyta Németországot az USA -ba, ahol négy évvel később meghalt) kidolgozhatott egy módszert a szénhidrogének szintézisére közepes nyomáson. A folyamat során a német tudósok vasvegyületeken, körülbelül 10 atmoszféra nyomáson és magas hőmérsékleten alapuló katalizátorokat használtak. Kísérleteik nagy jelentőséggel bírtak a nagy mennyiségű szénhidrogén-vegyi anyag németországi telepítése szempontjából. Ennek az eljárásnak a végrehajtása eredményeképpen fő oktánszámú paraffinokat és benzineket kaptak. 1938. augusztus 13 -án találkozóra került sor Karinhalle -ban - Hermann Goering birodalmi légiközlekedési miniszter vadászbirtokában, amelyen elfogadták az üzemanyag -termelés fejlesztésének programját, amely a "Karinhalleplan" szimbólumot kapta. Goering lakóhelyének megválasztása és programmenedzseri jelöltje nem volt véletlen, hiszen az általa vezetett Luftwaffe a Németországban előállított üzemanyag legalább harmadát fogyasztotta. Ez a terv többek között a szintetikus motorüzemanyagok és kenőolajok gyártásának jelentős fejlődését írta elő.
1939-ben a Fischer-Tropsch folyamatot a Reichben kereskedelmi méretekben elindították a barnaszén vonatkozásában, amelynek lelőhelyei különösen gazdagok voltak az ország középső részén. 1941 elejére a náci Németország teljes szintetikus üzemanyag -termelése utolérte az olajüzemanyag -termelést, majd meghaladta azt. A birodalmi szintetikus üzemanyag mellett zsírsavakat, paraffint és mesterséges zsírokat, köztük étkezési zsírokat is szintetizáltak generátorgázból. Tehát egy tonna hagyományos, Fischer-Tropsch módszer szerinti sűrített üzemanyagból 0,67 tonna metanolt és 0,71 tonna ammóniát, vagy 1,14 tonna alkoholt és aldehidet, köztük magasabb zsíralkoholokat (HFA) lehetett előállítani, vagy 0,26 tonna folyékony szénhidrogénekből.
A második világháború végén, több mint fél évvel 1944 őszétől, amikor a Vörös Hadsereg csapatai elfoglalták Ploiesti (Románia) olajmezőit - a legnagyobb természetes nyersanyagforrást az üzemanyag előállításához, Hitler irányította, és 1945 májusáig a motoros üzemanyag funkciója a német gazdaságban és a hadseregben mesterséges folyékony tüzelőanyagokat és generátorgázt végzett. Mondhatjuk, hogy a hitleri Németország birodalom volt, amely szilárd széntartalmú nyersanyagokra (elsősorban szénre és kisebb mértékben közönséges fára), vízre és levegőre épült. Németországban ezekből az alapanyagokból szintetizálták a dúsított salétromsav 100% -át, amely minden katonai robbanóanyag előállításához szükséges, a gumi és a metanol 99% -a, valamint a motorolaj 85% -a.
A széngazifikáló és hidrogénező üzemek képezték a német gazdaság gerincét az 1940 -es években. Többek között a Fischer-Tropsch módszerrel előállított szintetikus repülőgép-üzemanyag fedezte a háborús években a Luftwaffe összes szükségletének 84,5% -át. A második világháború idején a náci Németországban ezt a módszert a dízelüzemanyag szintézisére nyolc gyárban alkalmazták, amelyek évente mintegy 600 ezer tonna gázolajat termeltek. Ráadásul ezt a projektet teljes mértékben az állam finanszírozta. A németek hasonló gyárakat építettek az általuk elfoglalt országokban, különösen Lengyelországban (Auschwitz), amelyek az 1950 -es évekig is működtek. A háború befejezése után mindezeket a németországi gyárakat bezárták, és részben a technológiákkal együtt kivitték az országból a Szovjetunió és az USA jóvátételének rovására.
palaolaj
Az üzemanyag -előállítás második forrása a szén mellett a palaolaj, amelynek témája az elmúlt néhány évben nem hagyta el a világsajtó oldalait. A modern világban az olajiparban megfigyelhető egyik legfontosabb tendencia a könnyűolaj és a közepes sűrűségű olaj termelésének csökkenése. A bizonyított olajkészletek csökkenése a bolygón arra kényszeríti az olajipari vállalatokat, hogy alternatív szénhidrogénforrásokkal dolgozzanak és keressék azokat. Az egyik ilyen forrás a nehézolajjal és a természetes bitumennel együtt az olajpala. A bolygó olajpala készletei nagyságrenddel meghaladják az olajkészleteket. Fő készleteik az Egyesült Államokban koncentrálódnak - mintegy 450 billió tonna (24,7 billió tonna palaolaj). Kínában és Brazíliában jelentős tartalékok vannak. Oroszország hatalmas tartalékokkal is rendelkezik, amelyek a világ tartalékainak mintegy 7% -át tartalmazzák. Az Egyesült Államokban a palaolaj -termelés az 1940 -es évek végén és az 1950 -es évek elején kezdődött a bányamódszerrel. Az extrakció nagyrészt kísérleti jellegű volt, és csekély léptékben történt.
Manapság a világon két fő módszer létezik a szükséges nyersanyag beszerzésére olajpalaból. Ezek közül az első magában foglalja az agyagpala kőzet kinyerését nyílt vagy bányászati módszerrel, majd speciális létesítményekben-reaktorokban történő feldolgozást, amelyben az agyagpalát pirolízisnek vetik alá, anélkül, hogy levegőhöz jutnának. Ezen műveletek során pala kátrányt nyernek a kőzetből. Ezt a módszert aktívan próbálták kifejleszteni a Szovjetunióban. Hasonló projektek ismertek az agyagpala kitermeléséről Brazíliában, az iraki mezőn és a kínai Fushun tartományban is. Általánosságban elmondható, hogy mind a XX. Század 40 -es éveiben, mind manapság az agyagpala -kitermelés és az azt követő feldolgozás módja meglehetősen költséges módszer marad, és a végtermék költsége továbbra is magas. A 2005-ös árakban egy hordó ilyen olaj ára 75-90 dollár volt a kibocsátásnál.
A palaolaj kitermelésének második módja magában foglalja annak kivonását közvetlenül a tartályból. Ez a módszer alakult ki az Egyesült Államokban az elmúlt években, és lehetővé tette, hogy beszéljünk az olajtermelés "palaforradalmáról". Ez a módszer magában foglalja a vízszintes kutak fúrását, majd többszörös hidraulikus repesztést. Ebben az esetben gyakran szükséges a formáció kémiai vagy termikus felmelegítése. Az is nyilvánvaló, hogy egy ilyen bányászati módszer sokkal bonyolultabb, és ezért drágább, mint a hagyományos bányászati módszer, függetlenül az alkalmazott technológiáktól és a tudományos területen elért haladástól. Eddig a palaolaj ára lényegesen magasabb, mint a hagyományos olajé. Maguk az olajtermelő vállalatok becslései szerint a termelés továbbra is nyereséges marad, ha a világpiaci minimális olajárak hordónként 50-60 dollár felett vannak. Ezenkívül mindkét módszernek vannak bizonyos jelentős hátrányai.
Például az első módszert az olajpala nyíltbányászatával vagy bányászatával és későbbi feldolgozásával jelentősen korlátozza az óriási mennyiségű szén -dioxid - CO2 hasznosításának igénye, amely az agyagpala kátrány kinyerése során keletkezik. Végül a szén -dioxid hasznosításának problémája még nem oldódott meg, és a Föld légkörébe történő kibocsátása komoly környezeti problémákkal jár. Ugyanakkor, amikor a palaolajat közvetlenül a tározókból nyerik ki, újabb probléma merül fel. Ez nagymértékben csökken az üzembe helyezett kutak áramlási sebességében. A működés kezdeti szakaszában a kutakat a többszörös hidraulikus repedés és vízszintes befecskendezés miatt nagyon magas termelési arány jellemzi. Körülbelül 400 napos munka után azonban a kivont termékek mennyisége meredeken csökken (akár 80%-ig). Annak érdekében, hogy kompenzálja az ilyen éles esést és valahogy kiegyenlítse a termelési profilt, az ilyen palaföldeken lévő kutakat szakaszosan kell üzembe helyezni.
Ugyanakkor az olyan technológiák, mint a vízszintes fúrás és a hidraulikus repesztés lehetővé tették az Egyesült Államok számára, hogy 2010 óta több mint 60% -kal növelje az olajtermelést, így napi 9 millió hordóra emelkedik. Jelenleg az egyik legsikeresebb példa a palaolaj -előállítási technológiák alkalmazására a Bakken mező, amely Észak- és Dél -Dakota államokban található. Ennek a bizonyos palaolajmezőnek a fejlődése egyfajta eufóriát keltett az észak -amerikai piacon. Alig 5 évvel ezelőtt az olajkitermelés ezen a területen nem haladta meg a napi 60 ezer hordót, most pedig már 500 ezer hordó. Mivel itt geológiai kutatásokat végeztek, a mező olajkészletei 150 millióról 11 milliárd hordóra nőttek. Ezen az olajmezőn kívül az Egyesült Államokban a palaolaj -termelést az új -mexikói Bone Springsben, a texasi Eagle Fordban és az észak -dakotai Three Forksban végzik.
