Nekonvenční olej - Unconventional oil

Nekonvenční ropa je ropa vyráběná nebo těžená jinými technikami než konvenční metodou ( ropný vrt ). Průmysl a vlády po celém světě investují do nekonvenčních zdrojů ropy kvůli rostoucímu nedostatku konvenčních zásob ropy . Nekonvenční ropa a plyn již způsobily ztrátu v mezinárodních energetických vazbách snížením závislosti na dovozu energie z USA.

Zdroje

Podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) ‚s World Energy Outlook 2001 nekonvenční ropy v ceně" ropných břidlic , ropné písky na bázi syntetické surové ropy a produktů odvozených, ( těžký topný olej , Orimulsion®), kapalné zásoby uhlí na bázi , biomasa na bázi tekuté dodávky , plyn na kapalinu (GTL) - kapaliny vznikající při chemickém zpracování plynu. “

Ve zprávě IEA World Energy Outlook 2011 „[nekonvenční ropa zahrnuje [d] extra těžký olej , přírodní bitumen (ropné písky), kerogenní olej , kapaliny a plyny vznikající při chemickém zpracování zemního plynu (GTL), uhlí na kapaliny (CTL) a přísady. “

Definice

Na své webové stránce z roku 2013 společně publikované s Organizací pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD) IEA zjistila, že se změnami technologií a ekonomik se mění i definice nekonvenčních a konvenčních olejů.

Konvenční ropa je kategorie, která zahrnuje ropu - a zemní plyn a jeho kondenzáty. Produkce ropy v roce 2011 činila přibližně 70 milionů barelů denně. Nekonvenční ropa se skládá z širší palety kapalných zdrojů, včetně ropných písků, extra těžkého oleje, plynu do kapalin a dalších kapalin. Obecně se konvenční ropa vyrábí snadněji a levněji než nekonvenční ropa. Kategorie „konvenční“ a „nekonvenční“ však nezůstávají pevné a postupem času, jak se vyvíjejí ekonomické a technologické podmínky, mohou zdroje, které byly dosud považovány za nekonvenční, migrovat do konvenční kategorie.

-  IEA

Podle amerického ministerstva energetiky (DOE) „nekonvenční oleje ještě musí být přesně definovány.“

Ve sdělení Spojenému království s názvem Oil Sands Crude v seriálu The Global Range of Crude Oils bylo argumentováno, že běžně používané definice nekonvenčního oleje založené na výrobních technikách jsou nepřesné a časově závislé. Poznamenali, že Mezinárodní energetická agentura neuznává žádnou všeobecně přijímanou definici „konvenčního“ nebo „nekonvenčního“ oleje. Extrakční techniky, které jsou kategorizovány jako „konvenční“, používají „nekonvenční prostředky“, jako je opětovné vstřikování plynu nebo použití tepla, „nikoli tradiční metody těžby ropy. S rostoucím využitím novějších technologií se„ nekonvenční “těžba ropy stala normou, nikoli Poznamenali, že kanadská těžba ropných písků „předchází těžbě ropy z oblastí, jako je Severní moře (zdroj srovnávací surové ropy známé jako„ Brent “).

Podle revidovaných definic mohou ropné produkty , jako je Western Canadian Select , těžká surová srovnávací směs vyráběná v Hardisty, Alberta, kvůli své hustotě migrovat ze své kategorizace jako nekonvenční ropa na konvenční ropu, přestože ropné písky jsou nekonvenčním zdrojem.

Ropné písky

Hlavní články: Těžká ropa , Ropné písky a studená těžká těžba ropy s pískem

Ropné písky obvykle sestávají z extra těžké ropy nebo surového bitumenu zachyceného v nekonsolidovaném pískovci. Tyto uhlovodíky jsou formy surové ropy, které jsou extrémně husté a viskózní, s konzistencí od konzistence melasy u některých extra těžkých olejů až po pevné látky jako arašídové máslo u některých bitumenů při pokojové teplotě, což ztěžuje extrakci. Tyto těžké surové oleje mají hustotu (specifickou hmotnost), která se blíží nebo dokonce překračuje hustotu vody. Vzhledem k jejich vysoké viskozitě je nelze vyrobit konvenčními způsoby, přepravovat bez zahřívání nebo ředění lehčími uhlovodíky nebo rafinovat staršími ropnými rafinériemi bez větších úprav. Takové těžké oleje často obsahují vysoké koncentrace síry a těžkých kovů, zejména niklu a vanadu, které interferují s rafinačními procesy, ačkoli lehké surové oleje mohou také trpět znečištěním sírou a těžkými kovy. Tyto vlastnosti představují významné environmentální výzvy pro růst těžby a používání těžké ropy. Nejznámějším příkladem tohoto druhu nekonvenčních zásob jsou kanadské ropné písky Athabasca a venezuelský pás těžkého oleje Orinoco . V roce 2003 byly odhadované zásoby 1,2 bilionu barelů (1,9 × 10 11  m 3 ).

Těžké ropné a asfaltové písky se vyskytují po celém světě. Dvěmi nejdůležitějšími ložisky jsou ropné písky Athabasca v kanadské Albertě a pás těžkých ropných tanků Orinoco ve Venezuele . Obsah uhlovodíků v těchto ložiscích je buď surový bitumen, nebo extra těžká ropa , z nichž první se často upravuje na syntetickou surovou (syncrude) a druhou z nich je venezuelské palivo Orimulsion . Venezuelská ložiska extra těžké ropy se liší od kanadských bituminózních písků tím, že snadněji proudí při vyšších teplotách venezuelské nádrže a lze je vyrábět konvenčními technikami, ale míra využití by byla nižší než u nekonvenčních kanadských technik (přibližně 8% oproti až 90% pro povrchovou těžbu a 60% pro gravitační odvod parou ).

V roce 2011 byly celkové prokázané zásoby ropy v Albertě 170,2 miliard barelů, což představuje 11 procent celkových světových zásob ropy (1 523 miliard barelů) a 99% zásob ropy v Kanadě. Do roku 2011 Alberta dodávala 15% dovozu ropy do Spojených států a exportovala přibližně 1,3 milionu barelů ropy denně (210 000 m 3 / d). Prognózy na rok 2006 pro rok 2015 činily přibližně 3 miliony barelů denně (480 000 m 3 / den). Při této rychlosti by zásoby ropných písků Athabasca vydržely méně než 160 let. Asi 80 procent asfaltových ložisek v Albertě lze vytěžit pomocí metod in-situ, jako je gravitační drenáž za pomoci páry, a 20 procent metodami povrchové těžby. Ropné písky v severní Albertě v oblastech Athabasca, Cold Lake a Peace Peace obsahují odhadem 2 biliony barelů (původní počáteční objem) surového asfaltu a extra těžké ropy, z nichž 9 procent bylo považováno za využitelné pomocí technologie dostupné v roce 2013.

Odhadují ropné společnosti, že provozovny Athabasca a Orinoco (obě podobné velikosti) mají až dvě třetiny celkových globálních ropných ložisek. Teprve nedávno byly považovány za prokázané zásoby ropy. Je to proto, že ceny ropy od roku 2003 vzrostly a náklady na těžbu ropy z těchto dolů klesly. V letech 2003 až 2008 světové ceny ropy vzrostly na více než 140 USD a náklady na těžbu ropy v dolech Suncor a Syncrude klesly na méně než 15 USD za barel .

V roce 2013 byla ropa z kanadských ropných písků nákladnou ropou, i když nová těžká ropná produkce v USA byla podobně drahá. Náklady na dodávku projektů ropných písků Athabasca činily přibližně 50 až 90 USD za barel. Podle 135 globálních ropných a plynárenských společností, které uvedla Financial Post , však byly náklady na Bakken , Eagle Ford a Niobrara vyšší, přibližně o 70 až 90 USD .

Extrakce významného procenta světové produkce ropy z těchto ložisek bude obtížná, protože proces těžby vyžaduje velkou část kapitálu, lidské síly a půdy . Dalším omezením je energie na výrobu tepla a elektřiny pro projekt , která v současné době pochází ze zemního plynu , který v posledních letech zaznamenal nárůst výroby a odpovídající pokles cen v Severní Americe. S novými dodávkami břidlicového plynu v Severní Americe se výrazně snížila potřeba alternativ k zemnímu plynu.

Studie CERA z roku 2009 odhaduje, že produkce z kanadských ropných písků emituje „přibližně o 5–15% více oxidu uhličitého, než je průměrná ropa, na základě„ celoživotní analýzy “„ well-to-wheels “. Autor a investigativní novinář David Strahan v témže roce uvedl, že údaje IEA ukazují, že emise oxidu uhličitého z dehtových písků jsou o 20% vyšší než průměrné emise z ropy.

Těsný olej

Hlavní článek: Těsný olej

Těsná ropa, včetně lehce těsného oleje (někdy matoucí se používá termín „břidlicový olej“ místo „lehce těsného oleje“), je surová ropa obsažená v ropných ložiscích s nízkou propustností , často břidlicová nebo těsná pískovcová. Ekonomická výroba z těsných ropných útvarů vyžaduje stejné hydraulické štěpení a často používá stejnou technologii horizontálních vrtů, která se používá při výrobě břidlicového plynu . Nesmí být zaměňována s ropnými břidlicemi , které jsou břidlice bohaté na kerogen , nebo s břidlicovým olejem , což je syntetický olej vyrobený z ropných břidlic. Proto je Mezinárodní agentura pro energii doporučuje používat termín „světlo těsný oleje“ pro olej získaný z břidlic nebo jiných velmi nízké propustnosti formace, zatímco World Energy Resources 2013 zpráva World Energy Council používá termín „pevně oleje“.

Ropná břidlice

Hlavní články: Ropná břidlice , těžba břidlicového oleje a zásoby ropných břidlic

Ropná břidlice je organicky bohatá jemnozrnná sedimentární hornina obsahující významné množství kerogenu (pevná směs organických chemických sloučenin ), ze kterého technologie může extrahovat kapalné uhlovodíky ( břidlicový olej ) a hořlavý ropný břidlicový plyn . Kerogen v ropných břidlicích lze přeměnit na břidlicový olej chemickými procesy pyrolýzy , hydrogenace nebo tepelného rozpouštění . Teplota, kdy dochází ke znatelnému rozkladu ropných břidlic, závisí na časovém měřítku pyrolýzy; v procesu nadzemní retorty dochází ke znatelnému rozkladu při 300 ° C (570 ° F), ale při vyšších teplotách probíhá rychleji a úplněji. Rychlost rozkladu je nejvyšší při teplotě 480 ° C (900 ° F) až 520 ° C (970 ° F). Poměr břidlicového plynu k břidlicovému oleji závisí na teplotě retorty a zpravidla se zvyšuje s nárůstem teploty. U moderního procesu in-situ , který může trvat několik měsíců zahřívání, lze provést rozklad již při 250 ° C (480 ° F). V závislosti na přesných vlastnostech roponosné břidlice a přesné technologii zpracování může být procesem retorty voda a energie. Ropná břidlice byla také spálena přímo jako palivo nízké kvality.

Odhad z roku 2016 stanovený Světovou radou pro energii stanovil celkové světové zdroje ropné břidlice na 6,05 bilionu barelů. United States Předpokládá se, že víc než 80% z tohoto celkového počtu . Po celém světě je známo asi 600 ložisek ropných břidlic , včetně hlavních ložisek ve Spojených státech amerických . Přestože se ložiska ropných břidlic vyskytují v mnoha zemích, pouze 33 zemí vlastní známá ložiska s možnou ekonomickou hodnotou. Největší ložiska na světě se vyskytují ve Spojených státech ve formaci Green River , která pokrývá části Colorada , Utahu a Wyomingu . Přibližně 70% tohoto zdroje spočívá na půdě, kterou vlastní nebo spravuje federální vláda Spojených států. Mezi dobře prozkoumané vklady, které mohou mít další ekonomickou hodnotu, patří vklady Green River v západních Spojených státech, terciární vklady v Queenslandu v Austrálii, vklady ve Švédsku a Estonsku , vklady El-Lajjun v Jordánsku a vklady ve Francii, Německu , Brazílie , Maroko , Čína, jižní Mongolsko a Rusko. Tato ložiska vyvolala očekávání, že se pomocí metody Fischer Assay získá nejméně 40 litrů (0,25 bbl) břidlicového oleje na tunu břidlice .

Podle průzkumu provedeného společností RAND Corporation by se náklady na výrobu barelu ropy v komplexu povrchové retorty ve Spojených státech (zahrnující důl, retortovací závod , modernizační závod , podpůrné služby a vyčerpanou těžbu břidlic) pohybovaly mezi 70–95 USD (440–600 USD / m 3 , upravené na hodnoty z roku 2005). Od roku 2008 používá průmysl ropné břidlice k výrobě ropných břidlic v Brazílii , Číně a Estonsku . Několik dalších zemí začalo hodnotit své rezervy nebo postavilo experimentální výrobní závody. Pokud by v USA bylo možné ropnou břidlici použít k uspokojení čtvrtiny současné poptávky 20 milionů barelů denně (3 200 000 m 3 / d), 800 miliard barelů (1,3 × 10 11  m 3 ) obnovitelných zdrojů by vydrželo více než 400 let.

Tepelná depolymerizace

Termální depolymerizace (TDP) má potenciál regenerovat energii ze stávajících zdrojů odpadu, jako je ropný koks, a také z již existujících odpadů. Tento proces, který napodobuje ty, které se vyskytují v přírodě, využívá teplo a tlak k odbourávání organických a anorganických sloučenin metodou známou jako vodní pyrolýza . Vzhledem k tomu, že se energetický výkon velmi liší v závislosti na surovině, je obtížné odhadnout potenciální produkci energie. Podle společnosti Changing World Technologies, Inc. má tento proces dokonce schopnost rozebrat několik typů materiálů, z nichž mnohé jsou jedovaté jak pro člověka, tak pro životní prostředí.

Přeměna uhlí a plynu

Při použití postupů syntetického paliva má přeměna uhlí a zemního plynu potenciál přinést velké množství nekonvenční ropy a / nebo rafinovaných produktů, i když při mnohem nižším čistém energetickém výstupu, než je historický průměr konvenční těžby ropy.

Ve své době - ​​před těžbou ropných vrtů pro čerpání zásob ropy - byla pyrolýza vytěžených pevných organicky bohatých ložisek konvenční metodou výroby minerálních olejů. Historicky se ropa ve Velké Británii a USA již v průmyslovém měřítku vyráběla suchou destilací cannel uhlí nebo ropných břidlic v první polovině 19. století. Výtěžky oleje z jednoduché pyrolýzy jsou však omezeny složením pyrolyzovaného materiálu a moderní postupy typu „olej z uhlí“ se zaměřují na mnohem vyšší výtěžek organických kapalin způsobený chemickou reakcí s pevným krmivem.

Čtyři primární technologie přeměny používané k výrobě nekonvenčního oleje a rafinovaných produktů z uhlí a plynu jsou procesy nepřímé přeměny Fischer-Tropschova procesu a procesu Mobil (také známé jako metanol na benzín) a procesy přímé přeměny Bergius proces a proces Karrick .

Společnost Sasol provozovala od 70. let v Jižní Africe 150 000 barelů denně (24 000 m 3 / d) na uhlí na kapaliny založené na přeměně Fischer Tropsch v Jižní Africe.

Kvůli vysokým nákladům na přepravu zemního plynu se mnoho známých, ale vzdálených polí, nevyvíjelo. Konverze na místě na kapalná paliva zpřístupňuje tuto energii za současných tržních podmínek. Fischer Tropsch provozuje zařízení na přeměnu zemního plynu na palivo, což je proces obecně známý jako plyn na kapaliny, který funguje v Malajsii, Jižní Africe a Kataru. Velká zařízení na přímou přeměnu uhlí na kapaliny jsou v současné době ve výstavbě nebo jsou zahájena v Číně.

Celková celosvětová kapacita výroby syntetického paliva přesahuje 240 000 barelů denně (38 000 m 3 / d) a očekává se, že v příštích letech rychle poroste a v současné době je ve výstavbě několik nových závodů.

Známé nepříznivé účinky na zdraví

Nekonvenční těžba ropy, stejně jako nekonvenční těžba plynu , zhoršila kvalitu ovzduší, kontaminovala podzemní vodu a zvýšila hlukovou zátěž . Bylo také zjištěno, že takové vrtání koreluje se špatným růstem plodu a vyšší předčasnou porodností obyvatel, kteří žijí v blízkosti vrtných míst. Plynové spalování , které je běžnou průmyslovou praxí, uvolňuje toxickou směs škodlivých chemikálií, včetně benzenu , částic , oxidů dusíku , těžkých kovů , černého uhlíku , oxidu uhelnatého , metanu a dalších těkavých organických sloučenin , oxidu siřičitého a dalších sloučenin síry , které je známo, že zhoršuje astma a další respirační onemocnění . Pouze tři oblasti dohromady jsou zodpovědné za 83% známých světlic v oblasti těžby nekonvenčních ropných látek, světlic v oblasti těžby nekonvenčních plynů a frackujících světlic v sousedících Spojených státech a přibližně půl milionu Američanů, nepřiměřeně Afroameričanů , domorodých Američanů a dalších lidí z barevný , živý do pěti kilometrů od těchto třech oblastech.

Problémy životního prostředí

Stejně jako u všech forem těžby i zde existují nebezpečné hlušiny a odpad vznikající z různých procesů těžby a výroby ropy.

Životní prostředí je u těžkých olejů podobné jako u lehčích olejů. Poskytují však další obavy, například nutnost ohřívat těžké oleje, aby se odčerpaly ze země. Extrakce také vyžaduje velké objemy vody.

Dopady ropných břidlic na životní prostředí se liší v závislosti na typu těžby; existují však některé společné trendy. Při těžbě se při zahřátí břidlice uvolňuje kromě dalších oxidů a znečišťujících látek oxid uhličitý. Kromě toho existují určité obavy ohledně míchání některých chemikálií s podzemní vodou (buď jako odtok, nebo prosakováním). Existují procesy, které se používají nebo vyvíjejí, aby pomohly zmírnit některé z těchto environmentálních problémů.

Přeměna uhlí nebo zemního plynu na ropu generuje kromě všech dopadů získávání těchto zdrojů také velké množství oxidu uhličitého. Umístění závodů v klíčových oblastech však může snížit efektivní emise v důsledku čerpání oxidu uhličitého do ropných loží nebo uhelných loží, aby se zlepšila regenerace ropy a metanu.

Oxid uhličitý je skleníkový plyn , takže zvýšený oxid uhličitý produkovaný jak náročnějším procesem těžby nekonvenční ropy, tak spalováním samotné ropy vedl k hlubokým obavám z toho, že by nekonvenční ropa zhoršovala dopady změny klimatu .

Ekonomika

Když se konvenční ropa v důsledku vyčerpání prodraží, bude se na zdroje nekonvenční ropy stále více spoléhat . V současné době jsou preferovány konvenční zdroje ropy, protože jsou levnější než nekonvenční zdroje. Vyvíjejí se nové technologie, jako je vstřikování páry pro ložiska ropných písků, které snižují náklady na nekonvenční těžbu ropy.

V květnu 2013 IEA ve své Medium-Term Oil Market Report (MTOMR) řekl, že severoamerické produkce ropy přepětí v čele s netradičními olejů - US lehké, pevné olej (LTO) a kanadské ropné písky - vyrobil globální nabídkový šok, který by změnit způsob, jakým je ropa přepravována, skladována, rafinována a uváděna na trh.

Viz také

Poznámky

Reference

Další čtení

externí odkazy