Nafta – kako pridemo do nje?

»NAJ bo svetloba.« V Združenih državah so v 19. stoletju potrebovali nov vir umetne svetlobe, da bi nadomestili nadležno migetajočo svetlobo, nastalo ob gorenju masti, kitovega olja in drugih snovi. Kakšna je bila rešitev? Nafta! Kje bi jo lahko našli?

Leta 1859 je Edwin L. Drake, upokojen železniški sprevodnik, blizu Titusvilla v ameriški zvezni državi Pensilvaniji s starim parnim strojem izvrtal 22 metrov globoko vrtino in tako je bila prvič najdena surova nafta. To je bil začetek naftne dobe. Nafto so odkrili v mnogih delih sveta, zato je to povzročilo velik ekonomski in politični odziv. Izkazalo se je, da je nafta zelo kakovosten vir umetne svetlobe, ki jo je svet željno pričakoval.

Kmalu je bilo brezglavo kupovanje zemlje in vrtanje glavna dejavnost na tako imenovanih naftnih področjih Združenih držav. V tistih letih je bilo povsem običajno slišati o ljudeh, ki so čez noč obogateli, in o drugih, ki so kasneje izgubili svoje bogastvo. Ironično je, da je bil Edwin Drake, mož, ki je izvrtal prvo vrtino v Pensilvaniji, eden slednjih.

Naftna industrija v Pensilvaniji je kljub svojemu velikemu razcvetu, ali pa morda ravno zaradi njega, kmalu doživela prvi neuspeh. Cena sodčka nafte je z 20 dolarjev padla na 10 centov! Zaradi pretiranega črpanja  in špekulacij so cene padle, nekatere vrtine pa so hitro izčrpali. Poseben spomin na tiste čase je mesto Pithole v Pensilvaniji, ki je danes popolnoma zapuščeno. V nekaj več kot letu in pol je nastalo, se razcvetelo in propadlo. Takšni vzponi in padci so postali stalen spremljevalec zgodovine nafte.

Leta 1870 so John D. Rockefeller in nekaj njegovih sodelavcev ustanovili naftno družbo Standard Oil Company. To podjetje je obvladovalo tržišče s kerozinom, vse dokler se niso pojavili tekmeci, še zlasti v ruski naftni industriji. Eden od njih je bil Marcus Samuel, ustanovitelj naftne družbe, danes znane po imenu Royal Dutch/Shell Group. Poleg tega so bistroumni bratje Nobel * ustanovili močno naftno združbo v Rusiji. Nafto so črpali iz naftnih polj v Bakuju.

To so bili začetki zgodovine niza naftnih združb. Od takrat dalje so ustanavljali zveze in organizacije, da bi se ognili nestabilnosti cen in proizvodnje, ki je bila značilna za zgodnje obdobje. Ena od njih je Organizacija držav izvoznic nafte (OPEC). Enajst njenih članic ima skupaj v lasti večino svetovnih zalog surove nafte. (Glej okvir na strani 7.)

Koliko je nafte in kje jo najdemo?

Ob koncu 19. stoletja bi naftne združbe zaradi vse večje porabe elektrike lahko bankrotirale. Vendar pa je razmere drastično zasukala še ena odlična iznajdba – motor z notranjim izgorevanjem, ki se rabi predvsem pri avtomobilih. Bencin, naftni derivat, je  bil sedaj nujen za vozila na lastni pogon, ki so bila ob koncu 1920-ih let na voljo že v večini industrializiranih držav. Sedaj se je za to, da bi svet lahko bil mobilen, potrebovalo veliko več nafte. A kje jo najti?

Z minevanjem let se je naftna prevlada na globalnem trgu še naprej krepila, saj so v različnih delih sveta nenehno odkrivali nova naftna polja – okoli 50.000! Vendar za pridobivanje nafte ni najpomembnejše število odkritih polj, temveč njihova velikost. Kako velika so?

Naftna polja, v katerih je najmanj pet milijard sodčkov nafte, so po klasifikaciji največja, druga največja pa vsebujejo od petsto milijonov do pet milijard sodčkov. Čeprav je v »U.S. Geological Survey World Petroleum Assessment 2000« navedenih kakih 70 držav, ki imajo zaloge nafte, jih ima samo nekaj tako velika naftna polja. (Glej okvir na strani 7.) Večina največjih naftnih polj je v Arabsko-iranski sedimentni kotlini, ki obsega področje v Perzijskem zalivu in okoli njega.

Iskanje novih virov nafte se ni ustavilo. Namesto tega se je zaradi vrhunske tehnike še okrepilo. Sedaj je proizvajalcem nafte postalo zanimivo področje okoli Kaspijskega morja, kjer so države Azerbajdžan, Iran, Kazahstan, Rusija, Turkmenistan in Uzbekistan. Po besedah Ameriške informacijske uprave za energijo je to področje zelo obetavno, kar se tiče pridobivanja nafte in zemeljskega plina. Preučuje se tudi alternativne izvozne poti, kot denimo skozi Afganistan. Obetavna področja so tudi na Bližnjem vzhodu, Grenlandiji in v nekaterih delih Afrike. A spreminjanje odkritih ogljikovodikov v energijo in v reči, ki se jih lahko uporablja v vsakodnevnem življenju, je zgodba zase.

 Kako nafto črpajo?

Geologi in geodeti iščejo kraje, kjer bi pod zemljo lahko našli surovo nafto. Po tem, ko opravijo nekaj določnih meritev in vzamejo vzorce, pričnejo vrtati, da bi potrdili, da je tam zares nafta. V prvih letih je uspešno vrtanje v naftno polje za človeka lahko pomenilo, da je doživel prho blata in nafte. Nafta, ki se je pri tem izlila, je bila izgubljena, obstajala pa je tudi nevarnost eksplozije. Vendar pri današnjih vrtalnih strojih merilni instrumenti in posebni ventili preprečujejo, da bi se zgodilo kaj takšnega. Danes je tudi mogoče narediti globlje vrtine z manjšim premerom.

Sčasoma se pritisk, ki povzroči, da nafta in plin prideta na površje, zmanjša, zato ga je potrebno vzdrževati z vbrizgavanjem vode, kemičnih snovi, ogljikovega dioksida ali drugih plinov, kot je denimo dušik. Nafta ima lahko različno gostoto, odvisno od področja. Seveda je lahka nafta daleč najbolj cenjena, ker se lažje pridobiva in rafinira.

Pri Ameriškem inštitutu za nafto so pojasnili, da k sodobni tehniki spada vodoravno vrtanje, ki se izvaja skoraj vzporedno z zemeljsko skorjo. To zmanjša število vrtin, ki jih je treba zvrtati. Črpanje nafte na morju, ki se je pričelo leta 1947 v Mehiškem zalivu, je znatno povečalo pridobivanje nafte. Seveda metoda črpanja nafte neposredno vpliva na ceno končnega produkta. *

Kako se nafta transportira?

V Pensilvaniji so leta 1863 za transportiranje nafte napeljali lesene cevi majhnega premera, saj so bile cenejše in manj okorne za uporabo kot 159-litrski sodi, ki se jih je prevažalo s konjsko vprego. * Današnji cevovodi so bolj izpopolnjeni in številnejši. Po besedah Združenja naftovodov imajo samo Združene države za 300.000 kilometrov dolgo mrežo naftnih cevi!

Po takšnih cevovodih, ki so povečini narejeni iz kovine, ne teče le surova nafta v rafinerije, ampak tudi predelana nafta do njenih distributerjev. K sodobni tehnologiji cevovodov spadajo avtomatizirani sistemi, ki nadzirajo pretok in pritisk. Razvili so tudi majhne inteligentne naprave, ki nadzirajo stotine kilometrov cevovodov, postopek za ugotavljanje poškodb na stenah cevovoda ter ultrazvočno tehnologijo za enosmerno ugotavljanje zunanjih in notranjih razpok. Vendar bo običajen porabnik končnih produktov najverjetneje videl samo znak, ki kaže, da je pod zemljo speljan naftovod, in opozorilo, da je tam prepovedano kopati.

 Sistem cevovodov kljub svoji precejšnji uporabnosti ni praktičen za transportiranje velikih količin nafte prek morja. Prvi naftni podjetniki pa so tudi za to našli rešitev – velikanske naftne tankerje. To so posebno oblikovane ladje, dolge do 400 metrov. So največje ladje, ki plujejo po oceanih, prevažajo pa lahko milijon ali več sodčkov nafte. Na žalost pa imajo kljub svoji navidezni mogočnosti šibke točke, ki se jih zaenkrat še ne da obvladati, kot je to razvidno iz okvira »Razlitja nafte«. Rečna plovila z ravnim dnom in železniški vagoni so prav tako običajna sredstva za prevoz nafte. Kljub temu je transportiranje le polovica zgodbe.

Majhen plamen iz visokega dimnika, ki deluje kot varnostni ventil, je očiten znak, da ste pred rafinerijo nafte. V teh velikih rafinacijskih objektih surovo nafto segrejejo ter pošljejo v atmosferski destilacijski stolp, kjer se jo loči na številne frakcije – od najlažjih (plini, kot je butan) do najtežjih, ki se jih med drugim predela v maziva. (Glej strani 8 in 9.) Vendar vseeno ostaja odprto vprašanje: Ali je nafta hkrati blagoslov in prekletstvo?

[Podčrtne opombe]

[Okvir/slika na strani 5]

SODČKI ALI TONE?

Prva naftna podjetja v Pensilvaniji so nafto prevažala v 180-litrskih vinskih sodih. Sčasoma so začeli vanje točiti le 159 litrov nafte, da se med vožnjo ne bi razlila. Sodček (159 litrov) se še vedno uporablja pri trgovanju z nafto.

Že od samega začetka se je nafto za Evropo transportiralo po morju in običajno se jo je merilo v enoti za težo, v tonah, kar je še vedno ustaljena navada.

[Vir slike]

Vir: Ameriški inštitut za nafto

[Okvir na strani 6]

KAKO JE NAFTA NASTALA?

Prepričanje, ki je od 1870-ih let prevladovalo pri večini znanstvenikov, se imenuje organska teorija. Po tej teoriji »se biološki ostanki, ki so v usedlinah, po dolgem časovnem obdobju spremenijo v nafto in zemeljski plin, ta pa se potem zbirata v porah sedimentnih kamnin v vrhnjih plasteh [zemeljske] skorje«. Tako nastane nafta, katere glavne sestavine so ogljikovodiki, namreč ogljik in vodik. Vendar tej teoriji od 1970-ih let nekateri znanstveniki občasno oporekajo.

V reviji Proceedings of the National Academy of Sciences je bil 20. avgusta 2002 objavljen članek »Nastanek ogljikovodikov in izvor nafte«. Avtorji dokazujejo, da nafta gotovo nastane globoko »v Zemljinem plašču«, in ne bližje površju, kot je to splošno sprejeto.

Fizik Thomas Gold v svoji knjigi The Deep Hot Biosphere—The Myth of Fossil Fuels navaja nekaj polemičnih teorij in tudi podrobno pojasni razloge zanje. Piše: »Teorija biološkega nastanka ogljikovodikov je bila v Združenih državah in v večjem delu Evrope tako priljubljena, da je učinkovito preprečila delo drugače mislečih. Tako pa ni bilo v državah nekdanje Sovjetske zveze.« Vzrok »za to je bil verjetno ugledni ruski kemik Mendelejev, ki je podpiral anorgansko teorijo. Dokazi, ki jih je predstavil, so danes še celo močnejši, glede na veliko več informacij, ki so sedaj na voljo.« Kakšna pa je anorganska teorija?

Gold pravi: »Po anorganski teoriji so ogljikovodiki sestavni del snovi, ki so pred približno 4,5 milijardami let s počasnim kopičenjem oblikovale zemljo.« Po tej teoriji so sestavine nafte globoko v zemlji že vse od njenega nastanka. *

[Podčrtna opomba]

 [Okvir/sliki na strani 10, 11]

RAZLITJA NAFTE

▪ Celotna količina iz tankerjev razlite nafte med letoma 1970 in 2000 znaša 5,322.000 ton

▪ Do največjega razlitja nafte je prišlo leta 1979, ko je Atlantic Empress v Karibskem morju trčila z Aegean Captain, kar je povzročilo razlitje 287.000 ton nafte

▪ Čeprav se večina razlitij iz tankerjev zgodi pri natovarjanju, raztovarjanju in polnjenju rezervoarjev, so največja razlitja povezana s trčenji in nasedanjem

▪ Nekatera večja razlitja nafte, ki jih niso povzročili tankerji:

● Eksplozija raziskovalne vrtine Ixtoc I leta 1979 v Mehiškem zalivu. Skupaj razlito: 500,000.000 litrov.

● Eksplozija vrtalne ploščadi v Perzijskem zalivu leta 1983. Skupaj razlito: 300,000.000 litrov.

● Namerno izlitje v Perzijskem zalivu leta 1991. Skupaj izlito: 900,000.000 litrov.

[Slika]

Naftni tanker Erika se potopi blizu Penmarškega rta v Franciji, 13. december 1999

[Viri slik]

Viri: International Tanker Owners Pollution Federation Limited, “Oil Spill Intelligence Report”, “The Encarta Encyclopedia”

© La Marine Nationale, France

 [Shema/slike na strani 8, 9]

(Lega besedila – glej publikacijo)

PRIDOBIVANJE NAFTE – POENOSTAVLJENO

1–RAZISKOVANJE

SATELIT

Globalni navigacijski sistem (GPS) priskrbi točne signale, s katerimi si pomagajo pri geoloških raziskavah

GEOFONI

TOVORNJAK Z VIBRATORJEMA

HIDROFONI

SEIZMIČNA LADJA

Seizmično raziskovanje je metoda, pri kateri se evidentira podzemne odboje umetno ustvarjenih zvočnih valov

2–ČRPANJE

KOPENSKE VRTINE

PLOŠČAD NA MORJU

PODVODNA VRTINA

Metode črpanja zajemajo rabo kopenskih, morskih in podvodnih naftnih vrtin. Za vzdrževanje pritiska je morda treba vbrizgavati pline ali vodo.

[Slika]

PODVODNA NAFTNA VRTINA

Z daljinsko vodenimi podmornicami gradijo proizvodne objekte na morskem dnu

[Slika]

VODORAVNO VRTANJE

Daljinsko vodeni motorji, ki jih upravlja inženir, obračajo vrtalni sveder, senzorji pa zaznavajo lastnosti kamnin

3–TRANSPORTIRANJE

NAFTOVOD

TANKER

Nafta se transportira po cevovodih nad in pod zemljo ter pod morjem. Transportira se jo tudi s tankerji, rečnimi ladjami z ravnim dnom in železniškimi vagoni.

4–RAFINIRANJE

RAFINERIJA

Surovo nafto segrejejo, destilirajo in ločijo v frakcije, ki se jih lahko uporabi za izdelavo vsakdanjih produktov

DESTILACIJSKI STOLP

Ko lepljivo, temno surovo nafto v peči segrejejo, se ogljikovodiki spremenijo v pline. Ti se ob različnih temperaturah zopet utekočinijo. Nafto tako ločijo na njene sestavne dele oziroma frakcije.

20°C

RAFINERIJSKI PLINI

Sem spadajo metan, etan, propan in butan

20–70°C

LAHKI BENCIN

Uporablja se za avtomobilsko gorivo in kot surov material za plastiko

70–160°C

TEŽKI BENCIN

Lahko se uporabi za izdelavo plastike, avtomobilskega goriva in drugih kemičnih snovi

160–250°C

KEROZIN

Iz te frakcije izdelujejo letalsko gorivo in petrolej

250–350°C

PLINSKO OLJE

Predela se v dizelska in kurilna olja

PEČ

400°C

OSTANEK

Se nadalje predela v rafinerijska olja, težko kurilno olje, vosek za sveče, masti in bitumen

KATALITIČNI KREKING

Ogljikovodike se s paro segreje in zmeša z vročim katalizatorjem v prahu. Ta postopek razcepi oziroma loči ogljikovodike v manjše in bolj uporabne molekule.

Katalizator v prahu se zmeša z ogljikovodikom v pari

ETANOL

To topilo se uporablja pri proizvodnji barv, kozmetike, parfumov in mil

PLASTIKA

Polistiren denimo se pridobi z mešanjem benzena in etilena

DODATKI K BENCINU

Snov za povišanje oktanskega števila preprečuje prehitro zgorevanje goriva v motorju, s čimer se izboljša njegovo delovanje

[Vir slike]

Photo Courtesy of Phillips Petroleum Company

[Tabela na strani 7]

(Lega besedila – glej publikacijo)

GLAVNI VIRI NAFTE

Skupna količina je v milijardah sodčkov. V to niso zajeti neodkriti viri nafte.

▪ Članica OPEC-a

• Država, ki ima eno ali več po klasifikaciji največjih polj

Skupna proizvodnja

◆ Zaloge

▪ • ◆ 332,7 SAVDSKA ARABIJA

• ◆ 216,5 ZDRUŽENE DRŽAVE

• ◆ 192,6 RUSIJA

▪ • ◆ 135,9 IRAN

▪ • ◆ 130,6 VENEZUELA

▪ • ◆ 125,1 KUVAJT

▪ • ◆ 122,8 IRAK

▪ • ◆ 113,3 ZDRUŽENI ARABSKI EMIRATI

• ◆ 70,9 MEHIKA

• ◆ 42,9 KITAJSKA

▪ • ◆ 41,9 LIBIJA

▪ ◆ 33,4 NIGERIJA

◆ 21,2 KANADA

▪ ◆ 21,0 INDONEZIJA

◆ 20,5 KAZAHSTAN

▪ • ◆ 18,3 ALŽIRIJA

◆ 17,6 NORVEŠKA

◆ 16,9 VELIKA BRITANIJA

[Sliki na strani 4]

Prvo nahajališče surove nafte v Titusvillu v Pensilvaniji leta 1859

Brizganje nafte iz vrtine v Teksasu

[Vir slike]

Brown Brothers

[Slika na strani 5]

Eno prvih naftnih polj v Beaumontu v Teksasu

[Slika na strani 5]

Konjska vprega prevaža sode z nafto

[Slika na strani 10]

Goreča naftna vrtina v Kuvajtu

[Navedba vira slike na strani 5]

Vse slike: Brown Brothers