Dit is geen geheim dat in die moderne wêreld die bloed van die wêreldekonomie olie is nie, die sogenaamde swart goud. Gedurende die 20ste en 21ste eeu is dit olie wat een van die belangrikste minerale op die planeet vir die mensdom bly. In 2010 het olie 'n leidende plek in die wêreld se brandstof- en energiebalans beklee, wat 33,6% van die totale energieverbruik uitmaak. Terselfdertyd is olie 'n nie-hernubare hulpbron, en gepraat dat sy reserwes vroeër of later tot 'n einde kom, is al meer as 'n dosyn jaar aan die gang.
Volgens wetenskaplikes sal bewese oliereserwes in die wêreld ongeveer 40 jaar duur, en onontdekte nog 10-50 jaar. Byvoorbeeld, in Rusland, vanaf 1 Januarie 2012, volgens amptelik vrygestelde inligting (tot dusver is inligting oor olie- en gasreserwes geklassifiseer), was die volume herwinbare oliereserwes van kategorieë A / B / C1 17,8 miljard ton, oftewel 129, 9 miljard vate (volgens die berekening waarteen een ton Ural -olie 7,3 vate is). Op grond van die bestaande produksievolumes is hierdie ondersoekde natuurlike hulpbronne 35 jaar lank genoeg vir ons land.
Terselfdertyd word olie in sy suiwer vorm feitlik nie gebruik nie. Die belangrikste waarde lê in die produkte van die verwerking daarvan. Olie is 'n bron van vloeibare brandstof en olies, sowel as 'n groot hoeveelheid belangrike produkte vir die moderne industrie. Sonder brandstof sal nie net die wêreldekonomie stop nie, maar ook enige leër. Motors en tenks gaan nie sonder brandstof nie, vliegtuie sal nie die lug opklim nie. Terselfdertyd is sommige lande aanvanklik ontneem van hul eie reserwes van swart goud. Duitsland en Japan het in die 20ste eeu 'n treffende voorbeeld geword van sulke lande wat 'n baie skaars hulpbronbasis gehad het, die Tweede Wêreldoorlog ontketen het, waarvan elke dag 'n groot brandstofverbruik geëis het. Gedurende die Tweede Wêreldoorlog het Duitsland in 'n groot mate, in sommige jare tot 50%, in sy brandstofbehoefte voorsien deur die produksie van vloeibare brandstof uit steenkool. Die uitweg vir haar was die gebruik van sintetiese brandstof en olies. Dieselfde is gedoen in die vorige eeu in Suid -Afrika, waar Sasol Beperk die Suid -Afrikaanse ekonomie gehelp het om suksesvol te werk onder die druk van internasionale sanksies gedurende die apartheidsjare.
Sintetiese brandstof
In die 1920's het die Duitse navorsers Franz Fischer en Hans Tropsch, wat by die Kaiser Wilhelm Instituut gewerk het, 'n proses uitgevind wat die Fischer-Tropsch-proses genoem word. Die belangrikste belang daarvan was die vervaardiging van sintetiese koolwaterstowwe vir die gebruik daarvan as sintetiese brandstof en smeerolie, byvoorbeeld uit steenkool. Dit is nie verbasend dat hierdie proses uitgevind is in 'n taamlik olie-arm, maar terselfdertyd steenkoolryke Duitsland nie. Dit word wyd gebruik vir industriële produksie van vloeibare sintetiese brandstof. Duitsland en Japan het hierdie alternatiewe brandstof gedurende die oorlogsjare wyd gebruik. In Duitsland het die jaarlikse produksie van sintetiese brandstof in 1944 ongeveer 6,5 miljoen ton, oftewel 124 000 vate per dag, bereik. Na die einde van die Tweede Wêreldoorlog het gevange Duitse wetenskaplikes steeds in hierdie gebied gewerk. In die besonder het hulle in die Verenigde State deelgeneem aan Operation Paperclip, wat vir die Bureau of Mines gewerk het.
Vanaf die middel van die dertigerjare het die tegnologie van vergassing van gekondenseerde brandstowwe vir chemiese-tegnologiese doeleindes begin versprei in Duitsland, die VSA, die USSR en ander geïndustrialiseerde lande ter wêreld, hoofsaaklik vir die sintese van verskillende chemiese verbindings, insluitend kunsmatige olies en vloeibare brandstof. In 1935 word 835 duisend ton en 150 duisend ton sintetiese petrol in Duitsland en Engeland onderskeidelik uit steenkool, lug en water vervaardig. En in 1936 het Adolf Hitler persoonlik 'n nuwe staatsprogram in Duitsland geloods, wat voorsiening maak vir die vervaardiging van sintetiese brandstof en olies.
Die volgende jaar kon Franz Fischer, saam met Helmut Pichler (Hans Tropsch in 1931 na Duitsland na die VSA vertrek, waar hy vier jaar later gesterf het) 'n metode ontwikkel vir die sintese van koolwaterstowwe onder medium druk. In hul proses gebruik Duitse wetenskaplikes katalisators gebaseer op ysterverbindings, 'n druk van ongeveer 10 atmosfeer en hoë temperature. Hulle eksperimente was van groot belang vir die ontplooiing in Duitsland van 'n groot tonnemiese chemiese produksie van koolwaterstowwe. As gevolg van die implementering van hierdie proses is paraffiene en petrol met 'n hoë oktaangetal as die belangrikste produkte verkry. Op 13 Augustus 1938 is 'n vergadering gehou in Karinhalle - die jaglandgoed van die Minister van Lugvaart, Hermann Goering, waarop 'n program vir die ontwikkeling van brandstofproduksie aangeneem is, wat die simbool "Karinhalleplan" ontvang het. Die keuse van die woonplek van Goering en sy kandidatuur as programbestuurder was nie toevallig nie, aangesien die Luftwaffe onder leiding van hom minstens 'n derde van die brandstof in Duitsland verbruik het. Hierdie plan het onder meer voorsiening gemaak vir 'n beduidende ontwikkeling in die vervaardiging van sintetiese motorbrandstowwe en smeerolies.
In 1939 is die Fischer-Tropsch-proses op kommersiële skaal in die Ryk van stapel gestuur met betrekking tot bruinkool, waarvan die afsettings veral ryk was in die middelste deel van die land. Aan die begin van 1941 het die totale produksie van sintetiese brandstof in Nazi -Duitsland die produksie van oliebrandstof ingehaal en dit dan oorskry. Benewens sintetiese brandstof in die Ryk, is vetsure, paraffien en kunsmatige vette, insluitend eetbare vette, uit generatorgas gesintetiseer. Dus, uit een ton konvensionele gekondenseerde brandstof volgens die Fischer-Tropsch-metode, was dit moontlik om 0,67 ton metanol en 0,71 ton ammoniak, of 1,14 ton alkohole en aldehiede, insluitend hoër vetalkohols (HFA), of 0,26 ton, te verkry van vloeibare koolwaterstowwe.
Aan die einde van die Tweede Wêreldoorlog, meer as 'n half jaar vanaf die herfs van 1944, toe die troepe van die Rooi Leër die olievelde van Ploiesti (Roemenië) beset het - die grootste natuurlike bron van grondstowwe vir die vervaardiging van brandstof, wat is deur Hitler beheer, en tot Mei 1945 het die funksie van motorbrandstof in die Duitse ekonomie en die weermag kunsmatige vloeibare brandstof en kragopwekker uitgevoer. Ons kan sê dat Hitler se Duitsland 'n ryk was wat gebou is op soliede koolstofhoudende grondstowwe (hoofsaaklik steenkool en in mindere mate op gewone hout), water en lug. 100% verrykte salpetersuur wat nodig was vir die vervaardiging van alle militêre plofstof, 99% rubber en metanol en 85% motorbrandstof is in Duitsland uit hierdie grondstowwe gesintetiseer.
Steenkoolvergasings- en hidrogeneringsaanlegte was die ruggraat van die Duitse ekonomie in die veertigerjare. Onder meer het sintetiese lugvaartbrandstof, wat volgens die Fischer-Tropsch-metode geproduseer is, 84,5% van alle behoeftes van Luftwaffe gedurende die oorlogsjare gedek. Tydens die Tweede Wêreldoorlog in Nazi -Duitsland is hierdie metode vir die sintese van diesel by agt fabrieke gebruik, wat ongeveer 600 duisend ton diesel per jaar produseer. Boonop is hierdie projek ten volle deur die staat befonds. Die Duitsers het soortgelyke fabrieke gebou in die lande wat hulle beset het, veral in Pole (Auschwitz), wat tot die 1950's ingesluit het. Na die einde van die oorlog is al hierdie fabrieke in Duitsland gesluit en gedeeltelik, tesame met tegnologie, uit die land geneem ten koste van die herstel van die USSR en die VSA.
skalie -olie
Die tweede bron vir die vervaardiging van brandstof, benewens steenkool, is skalie -olie, waarvan die onderwerp die afgelope paar jaar nie die blaaie van die wêreldpers verlaat het nie. In die moderne wêreld is een van die belangrikste tendense wat in die oliebedryf waargeneem word, 'n afname in die produksie van ligte olie en medium digtheid olie. Die vermindering van bewese oliereserwes op die planeet dwing oliemaatskappye om met alternatiewe koolwaterstowwe te werk en daarna te soek. Een van hierdie bronne, saam met swaar olie en natuurlike bitumen, is olie -skalie. Die oliereserwes op die planeet oorskry die oliereserwes met 'n omvang van grootte. Hul belangrikste reserwes is in die Verenigde State gekonsentreer - ongeveer 450 triljoen ton (24,7 triljoen ton skalieolie). Daar is beduidende reserwes in China en Brasilië. Rusland beskik ook oor groot reserwes, wat ongeveer 7% van die wêreld se reserwes bevat. In die Verenigde State het die produksie van skalie -olie in die laat veertigerjare en vroeë vyftigerjare begin met behulp van die mynmetode. Die ekstraksie was meestal eksperimenteel en op 'n skamele skaal uitgevoer.
Tans is daar in die wêreld twee hoofmetodes om die benodigde grondstof uit olieskaal te verkry. Die eerste daarvan behels die onttrekking van skaliegesteentes deur die oop- of mynmetode, gevolg deur verwerking in spesiale installasies-reaktore, waarin die skalie onderhewig is aan pirolise sonder toegang tot lug. In die loop van hierdie operasies word skalieteer uit die rots verkry. Hierdie metode is aktief in die Sowjetunie probeer ontwikkel. Soortgelyke projekte is ook bekend vir die ontginning van skalie by die Irati -veld in Brasilië en in die Chinese provinsie Fushun. Oor die algemeen bly beide in die veertigerjare van die twintigste eeu en nou die metode vir die onttrekking van skalie met die daaropvolgende verwerking nogal 'n duur metode, en die koste van die finale produk bly hoog. In 2005 se pryse was die koste van 'n vat sulke olie $ 75- $ 90 by die produksie.
Die tweede metode om skalieolie te onttrek behels dat dit direk uit die reservoir onttrek word. Dit is hierdie metode wat die afgelope paar jaar in die Verenigde State ontwikkel het en dit moontlik gemaak het om oor 'n "skalierevolusie" in olieproduksie te praat. Hierdie metode behels die boor van horisontale putte gevolg deur meervoudige hidrouliese breking. In hierdie geval is dit dikwels nodig om chemiese of termiese verhitting van die formasie uit te voer. Dit is ook duidelik dat so 'n mynbou -metode baie ingewikkelder en dus duurder is as die tradisionele mynmetode, ongeag die tegnologie wat gebruik word en vordering op wetenskaplike gebied. Tot dusver is die koste van skalie -olie aansienlik hoër as konvensionele olie. Volgens die ramings van die olieproduserende ondernemings self, bly die produksie daarvan winsgewend met die minimum oliepryse op die wêreldmark bo $ 50-60 per vat. Boonop het beide metodes 'n aantal beduidende nadele.
Die eerste metode vir die ontginning van olieskalie en oopgrawe daarvan en die daaropvolgende verwerking daarvan word byvoorbeeld aansienlik beperk deur die behoefte om groot hoeveelhede koolstofdioksied - CO2, te gebruik wat gevorm word tydens die onttrekking van skalieteer. Uiteindelik is die probleem met die benutting van koolstofdioksied nog nie opgelos nie, en die uitstoot daarvan in die aarde se atmosfeer hou ernstige omgewingsprobleme in. Terselfdertyd ontstaan daar 'n ander probleem wanneer skalieolie direk uit die reservoirs onttrek word. Dit is 'n hoë afname in die vloeitempo van die putte wat in gebruik geneem word. In die eerste fase van die operasie word die putte, as gevolg van veelvuldige hidrouliese breking en horisontale inspuiting, gekenmerk deur baie hoë produksietempo's. Na ongeveer 400 dae se werk neem die volume van die onttrekte produkte egter skerp af (tot 80%). Om te kompenseer vir so 'n skerp daling en op een of ander manier die produksieprofiel gelyk te maak, moet putte in sulke skalievelde in fases in gebruik geneem word.
Terselfdertyd het tegnologieë soos horisontale boor en hidrouliese breking die Verenigde State in staat gestel om die olieproduksie sedert 2010 met meer as 60% te verhoog, wat dit op 9 miljoen vate per dag te staan bring. Tans is die Bakken -veld in die state van Noord- en Suid -Dakota een van die suksesvolste voorbeelde van die gebruik van tegnologie vir die vervaardiging van skalie -olie. Die ontwikkeling van hierdie spesifieke skalie -olieveld het 'n soort euforie in die Noord -Amerikaanse mark veroorsaak. Net vyf jaar gelede het die olieproduksie op hierdie veld nie meer as 60 duisend vate per dag oorskry nie, en dit is nou al 500 duisend vate. Namate geologiese ondersoek hier uitgevoer is, het die oliereserwes van die veld toegeneem van 150 miljoen tot 11 miljard vate. Benewens hierdie olieveld, word produksie van skalie -olie in die Verenigde State uitgevoer by die Bone Springs in New Mexico, Eagle Ford in Texas en Three Forks in Noord -Dakota.
