aktualizované: 02.03.2017 14:45:13 

S veselou mysľou na večné časy a nikdy inak!

Ropa3
Loading
Ďalšie podsekcie zobrazíte kliknutím na titulky v záhlaví stránky

R O P A
základné údaje, zásoby, ropné polia
a iné možnosti zaistenia energie

     Ropa predstavuje v súčasnosti jednu zo základných potrieb pre existenciu veľkej časti ľudstva na zemeguli. Keď sa pozrieme okolo seba väčšina výrobkov je vyrobená s polymérov, teda z ropy 
 
jej využitie je rôzne, pozri (obr.1). 

 

Obr.1

 

 Obr.2

 Čo je ropa?

      Ropa je horľavá kvapalina zložená zo zmesi uhľovodíkov, hlavne alkánov, nafténov, menej arénov, polárnych zlúčenín t.j. živíc, asfalténov a pod. Zložená je od 83 do 87% z uhlíka, ďalej vodíka 10 -14% a síry- 0,5 - 6%.

     Názov „ropa“ pochádza z poľštiny, v preklade „hnis“ čo je staršie označenie soľných prameňov.  V minulosti sa používal i termín „nafta“, pochádzajúci z turečtiny. V minulosti sa nazývala i petrolej, názov pochádza i z gréckeho slova „petroleum“ = skalný olej.

Ako vznikla ?

     Veľmi stručne. Ropa vznikla pred miliónmi rokov v pravekom mori. Ukladal sa doňho dostatok živočíchov a iného organického materiálu, ktorý klesal do hlbín. Tu sa však dostal do prostredia bez kyslíka potrebného na rozklad tohto materiálu. Následné tektonické pohyby zemskej kôry spôsobili často pokles do veľkých niekedy i niekoľko kilometrových hĺbok v ktorých vysoké teplota a veľký tlak premenili túto hmotu na tekutú  ropu. Ukladala sa do hornín s dostatkom trhlín a pórov (akási špongia), hlavne do dostatočne poréznych pieskovcov. Dnes, za pomoci rôznych technológii, sa odtiaľ ťaží. Druhá teória vzniku je anorganický pôvod, a to : karbid vápnika + voda = acetylén. Princíp baníckych karbidiek.

Spôsobj ťažby ropy

 Na ústia realizovaných vrtov v ropnom poli sú inštalované výkonné čerpadlá. Z polí nachádzajúcich sa na morskom dne sa ťaží z vrtných plošín.Ťažba využíva stav tlakových pomerov na ložisku. Z nadložia pôsobí na ropou nasýtené horniny vysoký tlak plynu a z podložia tlak vody. Ťažobný vrt sa umiestni do horizontu s ropou a tlakmi uvedených médií z podložia a nadložia sa odčerpáva. Niekedy za priaznivých tlakových pomerov i samovoľne vyteká na povrch. Keď už nie je dostatočný tlak tak sa tomu pomôže tak, že do vrtu sa tlačí buď plyn alebo voda a proces sa obnoví.

     Ropa sa začala ťažiť v 19. storočí, cca. pred 150 rokmi, keď istý Edwin Drake z Pensylvánie, ju začal ťažiť z jedného jej výtokov na povrch. Používali ju však už pred 2000 rokmi Babylonci na utesnenie škár, lepenie dlaždíc. Gréci ju použili na horiace strely, na liečenie a pod.

Ako je to s ropou?

     Ekonómovia a hlavne  politici by si mali uvedomiť, že sa blíži čas, keď tejto suroviny bude nedostatok a tým sa  zastaví hospodársky rast, ktorý je založený na neuváženom plytvaní energiou, kde ropa má prioritné postavenie. Nechcú počuť upozornenia geológov a pochopiť jednoznačnú geologickú pravdu, že každé nahromadenie nerastnej suroviny, ktorou je i ropa, má svoju v prírode ohraničenú akumuláciu a raz príde čas keď sa ložiská vyčerpajú.

     Ľudstvo má stále väčší hlad po rope, je v spotrebe energie nenásytné a neuvedomuje si, že zásoby ropy sa stále stenčujú, je ich menej a i keď sa objavujú súčasne nové ropné polia i satelitným snímkovaním, krivky budúcej spotreby a ťažby ropy majú diametrálne odlišný smer vývoja. Na nastávajúcu ropnú krízu sú rôzne rozporuplné názory, až i na konštatovanie že k nej vôbec nedôjde.

Podľa Geologickej služby USA (USGS) ťažba bude mať svoj vrchol v roku 2040, podľa Medzinárodnej agentúry pre energetiku v roku  v roku 2025, ale podľa Národného laboratória v OAK Ridge a údajov analytika C. Campbella, alebo geológa  S.A. Husseiniho už v roku 2016. Ropy však určite nebude dosť a nedostatok energie sa bude dať vyriešiť len jej náhradou inými zdrojmi. Súčasne je to surovina na ktorej sa dajú zarobiť miliardy ale hlavne je prostriedkom na globálnu politickú moc a politikov málo zaujíma čo bude po nich.

      Zhruba dve tretiny ropy sa používa na výrobu pohonných látok do aut, lietadiel a iných strojov poháňaných naftou, alebo benzínom. Najväčší „požierači“ ropy, a teda i znečisťovatelia životného prostredia, (vypúšťanie CO2) sú USA. Tieto, napr. v roku 2002, spotrebovali raz toľko ropy ako Nemecko, Rusko, Čína a Japonsko dohromady. Odhaduje sa že spotreba USA, ktorá bola v roku 2002 cca. 7 tisíc miliónov barelov (1 US barel = 159 litrov) stúpne v roku 2010 na 10 tisíc miliónov barelov za rok, nehovoriac o Číne, ktorá nasadila také tempo spotreby ropy, že v dohľadnej dobe dobehne i USA.

Musí sa začať proces rozumného využívania  ropy a  nájsť náhradný zdroj energie (využitie energie slnka, vodíka, vetra a pod.). Biomasa ako biopalivo  nahradí len veľmi malé percento spotreby tejto vzácnej suroviny a jej pestovanie a následné využitie, tiež nie je jednoduché.

 Ako je to so zásobami ropy vo svete.

      Celkový prehľad odhadovaných zásob na našej planéte nám dáva údaj spracovaný spoločnosťou BP (Britisch Petroleum). Samozrejme že i tu sú reálne objemy často utajované. Prehľad zásob z roku 2005 uvedený v miliardách barelov je vidieť na nasledovnom obrázku
(obr.3, nie sú tu zahrnuté obrovské zásoby netradičnej kanadskej ropy).

Obr.3

      Je zrejmé, že najväčšie zásoby sú na blízkom východe. Celkové zásoby sú  v tejto oblasti odhadované na 742 miliárd barelov, pričom Saudska Arábia má cca 260 miliárd barelov a ostatné štáty Irak, Irán, Kuvajt a Spojené arabské emiráty majú po cca. 100 miliárd barelov.

Údaje o objavoch nových polí a ťažbe ropy

     Podľa zverejnených údajov boli v rokoch 1930 až do roku 2000 objavené zásoby v množstve cca. 473 miliárd barelov, ale po roku 2000 už len 34 miliárd (obr.4). Súčasná celosvetová produkcia ropy je cca. 85 miliónov barelov za deň. Od roku 2003 je najväčším producentom ropy Rusko a predbehlo Saudskú Arábiu.

 Prehľad údajov u niektorých svetových ropných polí

 Uvediem ropné polia na  získavania nekonvenčnej ropy (v tuhom stave) nachádzajúcich sa v Kanade a  konvenčnej ropy (tekutá forma) v Azerbajdžane a  v Rusku.

 „Bituminózne“ polia v Kanade – Alberta (obr.5).

 

Obr.5

 Niektoré údaje o tejto lokalite:

Lokalita

Provincia Alberta, severne od mesta Calgary v tzv. Severskom lese, pri rieke Athabasca

Rozloha

Súčasné ťažobné územie bituminóznych pieskov má rozlohu cca. 3 500 km2

Zásoby

Odhad zásob cca.1,7 biliónov barelov s možnosťou vyťaženia cca. 300 miliárd barelov ropy. Tieto zásoby sú vo svete na 2 mieste.

Vzhľad

Vyplňuje póry v pieskovci, forma dechtu, pri teplote okolo nuly je pevný ako „hokejový puk“. Vznikol tak, že tekutá ropa prenikla k povrchu a účinkom baktérii začal proces úniku ľahkých uhľovodíkov a tým k premene na bitúmen

Ťažiarske spoločnosti

Ťažba zahájená v roku 1967. Súčasne ťaží konzorcium Syncrude + ďalších 6 spoločností.

Investície

Zatiaľ cca 50 miliárd $, z toho 20 v roku 2008. V prípade že cena ropy stúpne, ako sa predpokladá  až na 120 $ za barel budú vynaložené ďalšie miliardy.

Ťažba pieskov

Najväčšie premiestňovanie hornín na svete pomocou obrovských elektrických rýpadiel, odvoz nákladnými vyhrievanými autami s nosnosťou do 400 ton a spotrebou 190 litrov za hodinu.  Denne sa spracuje 1 milión ton piesku. Vylúhovanie sa robí pomocou horúcej vody resp. i hydroxidom sodným

Polohy pod povrchom

Siahajú až do hĺbky cca.400m a ťažia sa pomocou vrtov, ktoré sa v určenej hĺbke odklonia do horizontálneho smeru a následne sa do nich vháňa horúca para a vedľajším vrtom vyteká tekutý decht.

Výťažnosť

na jeden barel ropy je potrebné vyťažiť 4 tony pieskov ( 2 nadložie + 2 tony pieskov)

Produkcia CO2

ťažbou a úpravou sa vypúšťa 3 x viac ako pri získavaní konvenčnej ropy

Odkaliská

celkove toxický odpad na ploche 130 km2, jedno o rozlohe cca. 10 km2

Úprava:

decht sa zohrieva na 500 st. C a pod tlakom 100 atmosfér  sa prečistí na tekutú ropu dopravovanú ropovodmi hlavne do USA

Dopad na životné prostredie

Veľmi negatívne. Toxické odpady v odkaliskách, vysoké množstvo CO2,  vysoká spotreba zemného plynu, 2x vyššie náklady ťažby z podzemia voči povrchovej ťažbe, produkcia veľkého množstva uhlíka, znečisťovanie povrchových tokov a pod.

  

 Obr.6 –pôvodná krajina

 

 

 Obr.7 takto vyzerá dnes

 

 

Obr.8 – vzhľad dechtu

 

 

Obr.9 –nákladný voz

 

 

Obr. 9a Lyžica rýpadla

 

Obr.10 – elektronický sokol

 

 

 Azerbajdžan - ropovod „B T C“

     Pomenovaný je podľa miest a to: Baku - Tbilisi – Ceyhan. Ropovod začína v Azerbajdžane, prechádza Gruzínskom a končí v Turecku (obr. 11). Po ropovode Družba je to druhý najväčší ropovod na svete.

     Možno ho považovať za geostrategický ropovod, pretože obchádza Rusko a tým sa vymyká jeho kontrole a hlavne závislosti na ruskej rope. Zásluhou prozápadne orientovaného Azerbajdžanského prezidenta Ilhama Alijeva tečie všetka ropa ťažená pri Baku týmto potrubím a to v množstve 140 miliónov barelov denne. 

     Vybudoval sa medzi Kaspickým a Stredozemným morom. Prechádza náročným horským prostredím, národným parkom a i tektonicky zložitým územím s častými zemetraseniami. Posledné bolo v roku 2002, keď  ropovod ešte nebol realizovaný.  Ropovod pretína okolo 1 500 vodných tokov. Celá trasa je prísne strážená vojskom a neustále kontrolovaná v celej dĺžke.

     Ropa v okolí Baku je známa už od roku 1875. Niektoré čerpadlá fungujú už aj 100 rokov.

Ide o ropné pole v ktorom sa zásoby odhadujú na súčasných 5,4 miliárd barelov o hodnote cca. 370 miliárd dolárov.

 Niektoré základné údaje:

Dĺžka ropovodu

1 768 km

Počet prečerpávacích staníc

8

Začatie prenosu ropy

Rok 2004

Prepravovaný objem

140 miliónov litrov za deň.(za jednu sekundu 1700 L.)

Majitelia

Koncern

Britisch Petroleum a

Azerbajdžanská

State Oil Company (Socar)

Najvyššia  nadmorská výška  trasy ropovodu

  2 800 m

 

 Obr.12 – staré vrty

 

 

Obr.13 – prečerpávacia st. - Turecko

 

Obr.14 – koniec ropovodu - prístav Ceyhan - Turecko

***

   RUSKO

 ropné polia - západná Sibír

 

 Obr.15 – trasy ropovodu do Európy

  Západná Sibír je najväčším producentom ropy. Územie ropných polí sa nachádza v nepriaznivom prírodnom prostredí  povodia rieky Ob. Územie s nepriaznivými pôdnymi a klimatickými  podmienkami najmä v zime a s barinami, ktoré v lete produkujú obrovské množstvo komárov. Hlavné mesto Chanty – Mansijsk ako i mesto Surgut sa však stávajú modernými mestami zo všetkými vymoženosťami modernej doby.

    Rusko je súčasne najväčším producentom ropy na svete a to v objeme 10 miliónov barelov/deň, pričom 7 mil. ťaží z ropných polí západnej Sibíri. Z toho už v roku 2006 vyvážala denne 4,1 miliónov barelov.

      I tu sa ukazuje, že táto surovina ovplyvňuje v nemalej miere hospodárstvo každej krajiny a tým  má obrovský vplyv na politiku a je prostriedkom na získanie veľkých financií a tým i mocenského vplyvu v celosvetovom merítku.

     V Rusku sa  koncom minulého storočia stali majiteľmi ropných polí súkromní vlastníci za pomoci i západných svetových ropných nadnárodných spoločností, ktoré majú vyspelú technológiu na ťažbu a dopravu ropy. Ale táto situácia nebola priaznivá pre vládnucu moc v krajine a preto Kremeľ urobil v roku 2007 opatrenia na zmenu tejto situácie a ropné polia prevzala spoločnosť Lukoil. Známe sú problémy okolo jedného, teraz väzneného, ropného magnáta -  Chodorovského a jeho spoločnosti Jukos. Štát chce mať vždy vplyv na takéto strategické podniky. Veď len na daniach z tejto lokality sa odvádza ročne 40 miliárd dolárov, z toho v regióne ostáva 4,5 milárd.

 Na záver

      Možno ľudstvo vyvinie takú lacnú technológiu získavania energie, že  by sme nepotrebovali na jej výrobu ropu, plyn ani uhlie. Zatiaľ je však výroba takejto energie niekoľkokrát drahšia ak z tradičných zdrojov. Súčasne sa preferuje i využitie vetra. USA chcú touto energiou zaistiť do roku 2030 až 20% potrebnej energie. Pripravené sú i projekty u nás, i keď sú dosť negatívne posudzované z pohľadu ochrancov životného prostredia. Nedostatočne sa u nás využíva geotermálna energia,
viď Ďurkov pri Košiciach, kde už roky voľne vyteká horúca voda z vrtu.

    Veľká nádej sa vkladá do slnečnej energie. Slnko nám ju vysiela nepretržite a bezplatne. 

Podľa riaditeľa výskumného ústavu pre systémy solárnej energie z Freiburgu - Nemecko, p. Webera, bude ľudstvo potrebovať v roku 2020 cca. 20 terawatov energie (teraz potrebuje asi 16). Slnko svojim žiarením dodáva na pevninské časti zemegule cca. 120 terawatov. Teda možnosť získať z toho aspoň 10% tu je.

     Na výrobe energie z tohto zdroja sa intenzívne pracuje v renomovaných vývojových ústavoch a laboratóriách, ktoré sú až teraz štedro dotované financiami. Táto technológia je žiaľ oveľa drahšia ako výroba elektriny z elektrární na plyn resp. uhlie, ale zdroj je stály , zadarmo a neprodukuje CO2. Je len na rozhodnutí svet ovládajúcich vlád, aby do toho vývoja investovali. Táto energia sa získava dvomi spôsobmi a to inštaláciou:

 1.solárnych panelov

      2. fotovoltaických panelov

    Prvá technológia vyžaduje veľké plochy na inštaláciu panelov, transport ohriatej vody do továrne kde sa premení na paru poháňajúca dynamo vyrábajúce elektrinu. Takáto továreň funguje od roku 2007 pri Las Vegas, kde panely umiestnené na ploche cca 100 hektárov zásobujú elektrinou cca 14 tisíc domácností.

     V Španielsku je postavená takáto továreň pre poľnohospodárov. Je tu využitá i nová technológia, ktorá umožňuje prebytok energie získanej cez deň ukladať do rozpustenej soli. Táto sa v noci znova uvoľňuje a dodáva elektrinu.

     Druhá technológia, z fotovoltaických článkov, vyrába elektrinu priamo, ale neprodukuje teplo na možné následné uskladnenie. Je postavená na použití polovodičov napr. kremíka. Vedúce postavenie v tejto technológii má Nemecko, ktoré už teraz vyrába takto cca. 5 gigawatov. Prezentovaná je i výroba solárnej energie „nonstop“ a to jej objaviteľom Danielom Nocerom, výskumníkom v Messachusetts Institute of Technology. Vyvinul nový katalyzátor na štiepanie vody s uskladnením energie (princíp je zrejmý z obrázku 16).

Obr.16

Fúzne termonukleárne elektrárne

 Využívajú proces, ktorý neustále prebieha na hviezdach, na slnku a to zjednodušene povedané spojením (teda nie štiepením ako je to u súčasných atómových elektrárňach) jadier ľahkých prvkov za vzniku ťažšieho prvku, pričom sa uvoľní obrovské množstvo energie.

Na tejto technológie pracuje Lawrence Libermore National Laboratory  zo San Francisca. Tohto roku tu bola uvedené do overovania „megalaboratórium“, jeho výstavba stála 4 miliardy dolárov.

Princíp spočíva v tom, že je inštalovaných množstvo usmernených laserov (192) umiestnených na obrovskej ploche a  nasmerovaných do reakčnej komory o váhe 130 ton. V nej je umiestnená, v zlatom obale guľôčka o priemere cca. 1 mm (viď obr. 17). Obrovským tlakom z laserov z oboch strán sa, pri teplote niekoľko miliónov stupňov zlúčia jadrá deutéria a menšieho množstva rádioaktívneho trícia, pričom za vzniku hélia sa uvoľní obrovská energia.

 

Obr.17

 Vo Francúzku sa už pripravuje ešte finančne náročnejší projekt. Táto technológia má obrovskú výhodu v tom že ide o termonukleárny proces, ktorý je možné zastaviť v zlomku sekundy a neuvoľní sa pritom žiadne rádioaktívne žiarenie.

Ako to však bude so zaistením energie ukáže budúcnosť. Ale ľudstvo to riešiť musí.

Spracoval: RNDr. Ondrej Rozložník

V Rožňave, November 2009

   P.S.

 Uvádzané sú i údaje a fotografie uverejnené v časopisoch „National Geographic“ (české vydanie, čísla 6/2004 – autor T.Appenzeller, 6/2008 – C.P. Starosin a 3/2009 – R.Miller, 9/2009-G. Johnson) a  „GEO“ (slovenská verzia, číslo 11/2009– W. Saller).

 

 

 

 

TOPlist