NOWA ROPA.pdf

nafta

Nowa ropa,

czyli coraz więcej niekonwencjonalnych źródeł

Andrzej Szczęśniak

ekspert rynku paliw i gazu

Wydobycie ropy, o którym przeczytać szerzej mogli Czytelnicy w poprzednim numerze „Chemii...”,

kojarzy się najczęściej z piaskami pustyni i stojącą na nich prostą wieżą wiertniczą, która nie sięga

zbyt głęboko, gdyż wypływ ropy jest łatwy, tani i przyjemny. Ta bowiem w tych najbogatszych

złożach, właśnie w rejonie Middle East, płynie „sama”, wystarczy się do niej dokopać (a wcześniej

nawet sama wypływała na powierzchnię). Najczęściej nie trzeba jej nawet pompować, jak to

widzimy na tysiącach pól naftowych Ameryki.

Dzisiaj klasyczne, łatwo dostępne tech

nicznie zasoby ropy, nie są już jedynymi

źródłami, z których czerpie ludzkość. Świat

ma coraz większy apetyt na ropę i tej „taniej”

już nie wystarcza. Oprócz niej, rozwija się

szybko produkcja ropy niekonwencjonalnej

(unconventional oil) ze źródeł dalekich od

tradycyjnych. Używane metody są znacznie

bardziej zaawansowane technicznie i o wiele

bardziej kosztowne.

Można mówić o kilku rodzajach niekon

wencjonalnych źródeł i sposobów wytwarzania

produktów ropopochodnych (paliw i petroche

mikaliów):

•

ciężka ropa

ropa z piasków roponośnych

ropa z łupków

produkty z węgla (coal to liquids) i z gazu

ziemnego (gas to liquids)

produkty z biomasy (diesel, benzyna)

Wyzwania dla nowych zasobów

Ogromną różnicę między ropą klasyczną,

a niekonwencjonalnymi jej rodzajami, stanowi

trudność otrzymania z niej produktów. Po

pierwsze dużo mniejsza efektywność

energetyczna. Trzeba użyć znacznie większej

ilości energii do uzyskania tego samego efektu

końcowego. Współczynnik EROEI (stosunek

ilości energii otrzymanej do ilości energii wło

żonej, w procesie produkcyjnym) jest znacznie

niższy. Gdy ludzie dopiero zaczynali wydobywać

ropę, współczynnik EROEI kształtował się na

poziomie ok.100 (dla otrzymania 100 jednostek

energii, wystarczało zainwestować w jedną). Dzi

•

Te dwa ostatnie przykłady to procesy che

miczne (FisherTropscha) lub przetwarzanie ro

ślin na produkty bliskie paliwom, także poprzez

rozmaite procesy chemiczne. Nie będziemy się

nimi zajmować, ale warto wiedzieć, że są także

zaliczane (przez Międzynarodową Agencję

Energii) do źródeł niekonwencjonalnych.

Chemia Przemysłowa 6/2009 5

6_2009_CHEMIA.INDD 5

2009-12-22 09:51:11

nafta

siaj, dla klasycznej ropy przyjmuje się wskaźnik

30 (dla węgla w USA ten wskaźnik wynosi 80).

Dla wydobycia shale oil ten współczynnik waha

się na poziomie 3,5. Jednak perspektywy użycia

w trakcie tego procesu energii nuklearnej, czynią

ten rachunek możliwym do przyjęcia. Wskaźnik

pokazuje bardzo wyraźnie, że źródła niekon

wencjonalne wymagają znacznie większych

nakładów energetycznych (warto tu wspomnieć

o biopaliwach, gdzie przy etanolu, wskaźnik

EROEI waha się w okolicach jedności – trzeba

włożyć tyle samo energii, ile się otrzymuje).

Trudność wyraża się także w innych czynni

kach, oprócz intensywności energetycznej. Do

W krajach rozwiniętych mamy do czynienia

ze sprzeciwem opinii publicznej, szczególnie

sąsiadów inwestycji, którzy nie chcą mieć takiego

truciciela, nawet na odległość kilku kilometrów.

Dlatego inwestycje takie rozwijają się albo na

pustkowiach Kanady, albo w krajach o niskim

wskaźniku demokracji.

Jednak, pomimo tych rozlicznych trudności,

perspektywy, które stwarza niekonwencjonalna

ropa, są ogromne. Jeśli do tej pory ludzkość

zużyła bilion (10 12 ) baryłek zwykłej ropy, to jej

zasoby ocenia się na ponad dwa razy więcej. Ten

wskaźnik dochodzi do trzech, przy zastosowaniu

specjalnych technik wydobywczych. Jednak, jeśli

– dużo lżejszej od wody, płynnej cieczy o różno

rodnym zabarwieniu (od przejrzystej do ciemnego

brązu) i dość niewielkiej lepkości. Wygląda raczej

jak brunatna melasa czy wręcz asfalt.

Największe złoża na świecie znajdują się w

Wenezueli (nad rzeką Orinoco), a zasoby tam się

znajdujące są porównywalne do Arabii Saudyj

skiej. Jednak więcej wydobywa się jej w Kanadzie,

która jest bardziej przyjazna dla zagranicznych

inwestorów. Ciężka ropa występuje także w

wielu innych krajach, dla przykładu, 70% rezerw

ropy Chin to właśnie takie gatunki ropy, choć

udział w obecnym wydobyciu stanowi dzisiaj

jedynie 13%.

Ta ropa znacznie trudniej płynie i wymaga

specjalistycznych technik, które są w posiadaniu

jedynie największych ﬁ rm na świecie. Przy płyt

szych złożach można używać technik wtłaczania

wody czy pary wodnej pod ciśnieniem. Przy

złożach głębokich w grę wchodzą techniki elek

trycznego podgrzewania, które stosuje się przy

ropie z łupków.

Złoże takiej ropy może być eksploatowane

znacznie dłużej (nawet kilkadziesiąt lat) na stabil

nie równym poziomie wydobycia. Odróżnia to

ciężką ropę od ropy lekkiej (na korzyść ciężkiej),

która szybko osiąga wysoki poziom wydobycia,

jednak krótko (kilka lat) go później utrzymuje na

stępuje okres spadku wydobycia (średnio rocznie

złoża takie produkują 6% mniej). Zjawisko to

jest jeszcze bardziej gwałtowne, gdy zachodzi

przy złożach podmorskich. Długowieczne

Największe złoża ciężkiej ropy na świecie znajdują

się w Wenezueli, a tamtejsze zasoby są

porównywalne do tych z Arabii Saudyjskiej

pokładów niekonwencjonalnej ropy znacznie

trudniej dotrzeć. Potrzeba do tego głębszych

wierceń i bardziej wyrafinowanych technik

wydobywczych. To wszystko przekłada się na

pieniądze – wykorzystanie tych zasobów dużo

więcej kosztuje . O ile bowiem koszty wydoby

cia dla najtańszych pól w Iranie czy Arabii Sau

dyjskiej są na poziomie jednego dolara, to koszty

wydobycia syntetycznej ropy z pól kanadyjskich

są na poziomie 30 dolarów za baryłkę. Jeśli zaś

wziąć pod uwagę wszystkie nakłady inwestycyjne

i koszty, to najdroższa niekonwencjonalna ropa

opłaca się dopiero przy cenie 50 – 60 dolarów.

Jednak dzisiejsze ceny ropy naftowej – rozhuśta

ne przez ﬁ nansowe spekulacje – bardzo sprzyjają

nowej ropie, która jest znacznie droższa, ale ze

względów politycznych łatwiej dostępna dla

zachodnich koncernów naftowych niż tanie

złoża krajów arabskich czy Rosji.

Wykorzystywanie nowych źródeł ropy kom

plikują także bardzo niekorzystne parametry

ekologiczne . Zasoby są wprawdzie ogromne,

jednak emisje gazów cieplarnianych, przy ich

wydobyciu i przetwarzaniu, są znacząco wyższe

niż przy klasycznych złożach. Dlatego protest

ekologów jest bardzo stanowczy i intensywny.

W Kanadzie dochodzi ostatnio do potężnych

dylematów: czy pozwolić na wydobycie (a jest to

podstawowe źródło dobrobytu wielu prowincji)

czy ulec naciskowi ekologów, który powoduje

np. podnoszenie podatków (płaconych od każ

dej wydobytej baryłki), czyniąc tę działalność

nieopłacalną. Zagrożeniem są także tendencje

w Stanach Zjednoczonych – największego od

biorcy ropy i gazu. Niektórzy postulują, by nie

importować surowców, które są tak „brudne”

ekologicznie .

wziąć pod uwagę wszystkie wymienione na po

czątku źródła ropy niekonwencjonalnej, to zasoby

dostępne zwiększają się do osiemnastu bilionów

baryłek. Fakt ten zapewnia o bezpieczeństwie

świata, jeśli chodzi o przyszłe zapotrzebowanie

na płynną energię.

Wszystkie te rodzaje nowych złóż nafciarze

nazywają „zasobami frontowymi” (frontier

resources), co wskazuje, że toczy się walka o

zasoby współczesna wojna państw o dostęp

Ropa z piasków jest przeogromnym bogactwem

do zasobów natury. Cel tej walki nie jest jednak

skrystalizowany, ponieważ – z jednej strony mamy

do czynienia z surowcami już dzisiaj wykorzysty

wanymi (głęboka ropa z morza, ciężka ropa czy

ropa z piasków, paliwa z gazu czy węgla). Z drugiej

zaś, ropa z łupków jest wciąż badana i niewyko

rzystywana na skalę przemysłową. Omówmy te

możliwości bardziej szczegółowo.

pokłady ciężkiej ropy będą więc stabilizowały

na długie lata produkcję ropy.

Ciężka ropa jest wyzwaniem dla przedsię

biorstw, które rozwijając zaawansowane techno

logie, służące jej wydobyciu, osiągają w nagrodę

potężne dochody. Oprócz wymienionych wyżej,

bada się obecnie takie techniki, jak wtłaczanie

do złoża powietrza czy lekkich węglowodorów.

Jednak o tym postępie technicznym nie słyszymy

nigdy w TV, ani nie czytamy o nim w prasie, w

odróżnieniu od każdego (realnego czy tylko

możliwego) postępu w badaniach nad źródłami

Ciężka ropa

Ciężka ropa (extra heavy crude oil) nie przy

pomina wyglądem i konsystencją „zwykłej” ropy

6 Chemia Przemysłowa 6/2009

6_2009_CHEMIA.INDD 6

2009-12-22 09:51:12

nafta

aprobowanymi przez ekologów. Ciężka ropa

bowiem bardzo niechętnie widziana jest przez

obrońców środowiska, nie tylko z tego powodu,

że emituje dwu lub trzykrotne więcej gazów

cieplarnianych niż klasyczna ropa. Także dlatego,

że najważniejsze technologie są w posiadaniu

wielkich korporacji naftowych, które od dziesię

cioleci są na celowniku organizacji podobnych

do Green Peace.

eksperymentuje się z małymi elektrowniami

jądrowymi, których parametry są odpowiednie

dla potrzeb energetycznych złóż.

Exxon w swoich prognozach rozwoju wy

dobycia ropy uważa, że tar sands, które na dziś,

dostarczają światu 2 mln baryłek dziennie (na 85

milionów wydobycia ogółem), będą w 2030 roku

dostarczały 7 mln baryłek (na 115 ogółem). Rola

tego rodzaju niekonwencjonalnej ropy wzrośnie

więc znacząco.

środków na wiele lat. Czas potrzebny na budowę

niewielkich instalacji już na skalę przemysłową

ocenia się na 12 lat. Jednak technologie te wciąż

nie rozwiązały wielu problemów pojawiających

się przy wydobyciu ropy na powierzchnię czy

upłynnianiu pod ziemią. Dlatego o przemysło

wym wykorzystaniu tego zasobu można mówić

nie wcześniej niż za 20 lat i to pod warunkiem

opracowania technologii o znacznie niższych

kosztach wydobycia, niż dzisiejsze.

Roponośne piaski

TAR SANDS (oil sands) zupełnie nie przypo

mina ropy – to raczej węglista maź, która ma

charakter stały. Z owej masy trzeba dopiero

wytłoczyć ropę, zwaną czasami syntetyczną

(syntetic crude). W odróżnieniu od ropy ciężkiej

– w ogóle nie płynie.

Ropa z piasków jest przeogromnym bogac

twem Kanady (z najbardziej znanymi złożami

Athabaska w prowincji Alberta). Udokumen

towane zasoby (to znaczy prawie pewne do

wydobycia), ocenia się na 173 miliardy baryłek

(25 miliardów ton = 1000 lat potrzeb naftowych

Polski). Ustępują one wielkością jedynie Arabii

Saudyjskiej, a zajmują 140 tys. km 2 (prawie po

łowa powierzchni Polski).

Dla TAR SANDS powierzchnia ma całkowicie

inne znaczenie niż dla klasycznej ropy, gdyż

wydobywa się ją metodą odkrywkową , tak jak

węgiel w Australii czy w Afryce Południowej.

Po zdjęciu warstwy ziemi, koparki transportują

wydobytą mieszaninę na 400tonowe cięża

rówki, które dowożą ją do miejsc, gdzie wodą

wypłukuje się bitumen z mieszaniny piasku i

gliny (z dwóch ton otrzymuje się baryłkę ropy).

Inną metodą jest potraktowanie parą wodną

złoża, dzięki czemu na powierzchnię wypływa

już czysta ropa.

Kanadyjskie piaski zachęcają ogromne

inwestycje i dają ogromne dochody budżetowi

prowincji i całej Kanady. Nie ma się co dziwić,

gdyż zasoby ciężkiej ropy i piasków, wystarczają,

przy obecnej efektywności wydobycia (25%),

na 68 lat konsumpcji całego amerykańskiego

kontynentu, a jeśli uda się tę sprawność podnieść

o 5%, to nawet na 81 lat. Alberta, największa

naftowa prowincja Kanady; w 2007 roku wy

produkowała 1,32 mln baryłek dziennie (1,5%

światowego wydobycia). Szacunki na 2017

mówią o 3,2 mln baryłek.

Kanada, z powodu tego bogactwa, jest nie

stety narażona na ostrą krytykę ekologów, gdyż

wydobywając ten rodzaj ropy, zwiększa emisję

CO2 (o 26%) zamiast ją redukować (zobowią

zała się do 9% redukcji, w stosunku do 1990

r.). Powód jest prosty w kanadyjskich piaskach

zużywa się dużą ilość energii, czy to w trakcie

podgrzewania wody, czy też podczas produkcji

pary, a także często gazu ziemnego. Obecnie

Ropa z łupków

Ropa z łupków (shale oil) jest już od ponad

stu lat potencjalnym źródłem surowca, który

można przetworzyć na paliwa (szczególnie śred

nie destylaty, jak olej napędowy). Uzyskiwana jest

ze złóż łupków bitumicznych (skał osadowych).

W USA największym złożem tej ropy jest for

macja Green River w stanach Colorado, Utah i

Wyoming. Jej zasoby określa się wstępnie na 1,5

do 1,8 biliona baryłek ropy, co przy sprawności

uzyskania 50%, może zaspokoić potrzeby Sta

nów Zjednoczonych na 400 lat.

Jednak już od stu lat nie są one konkuren

cyjne wobec ropy klasycznej, pomimo wielu

analiz i prób technicznych. Do poważniejszych

badań i prób wydobycia, przystępowano w czasie

kryzysów lub wojen, jednak po ich zakończeniu

prace ustawały. Dzisiaj nie wykorzystuje się ich

na skalę przemysłową. W odróżnieniu od gazu

łupkowego (shale gas), który zrobił ogromną

karierę w USA (patrz artykuł w XXX nr „Che

mii...”), ropę wydobyć z łupków jest znacznie

trudniej i drożej niż gaz ziemny.

Gdy w latach 60. ropa kosztowała 3 dola

ry, koszty shale oil oceniało się na 6 dolarów.

Szacunki cenowe przeprowadzane w USA, w

roku 2004 wskazują, że ta metoda może być

opłacalna przy poziomie cen 70 – 95$/baryłkę,

jednak warunkiem jest tutaj stabilność tych cen.

Dodatkowo, ważnym czynnikiem są koszty

energii (które wciąż idą w górę) oraz ceny usług,

które także rosną. Koszty przerobu na paliwa

są kilkukrotnie wyższe, niż dla zwykłej ropy (w

2004 r. oceniano je w USA na 13 – 21 $/baryłkę,

gdy zwykła raﬁ neria potrzebowała 6$).

Standardową metodą uzyskania ropy z

łupków jest metoda wydobycia (najczęściej od

krywkowego) i kruszenia tych skał, a następnie

podgrzewania, które wydziela z nich ropę i gaz.

Ten proces wymaga wyższych nakładów ener

gii, wody i kapitału, niż klasyczna ropa. Drugą

metodą jest podgrzewanie złóż i wydobywanie

na powierzchnię płynów, które są następnie

ulepszane i rafinowane. Technicznie działa

jącą instalację podziemną przetestował Shell,

otrzymując zachęcające wyniki. Jednak nie ma

jeszcze instalacji działających na pełną skalę,

gdyż wymagałoby to zaangażowania ogromnych

Wykorzystywanie nowych źródeł ropy

komplikują bardzo niekorzystne parametry

ekologiczne

Dodatkowo otrzymywanie ropy z łupków,

rodzi takie same obawy ekologów. Przede

wszystkim o zniszczenie (jak przy odkrywce

węgla brunatnego) dużych obszarów krajobrazu.

Także o nadmierne wykorzystanie zasobów wody,

a dodatkowo o niszczenie (sól) jej podziemnych

zasobów przy metodach insitu. Także emisja jest

słabym ekologicznie punktem ropy z łupków.

Świetlana przyszłość?

Niekonwencjonalna ropa (w każdej swojej

postaci) to ogromnie kuszące perspektywy nie

przebranych zasobów, a jednocześnie wyzwanie

wielowymiarowe. Stwarza ona jednak podobne

zagrożenia jak wydobycie zwykłej ropy, wiążąc

się dodatkowo z silniejszym oporem obrońców

środowiska. Ryzyko obciążenia wydobycia „zielo

nymi podatkami”, bojkot przez organizacje ekolo

giczne czy zakaz działalności produkcyjnej, ciąży

nad inwestycjami w Kanadzie czy w Australii. W

Wenezueli, ingerencja państwa i nacjonalizacja

przez państwo wielkich i kosztowych projektów,

także zniechęca inwestorów.

Ropa nie cieszy się przychylnością polityków

i mediów. Temat ciężkiej ropy tym bardziej bywa

pomijany. Jednak wspomniane źródła naszych

paliw już funkcjonują na skalę przemysłową i bez

żadnych dotacji, wręcz przy oporze i sprzeciwie.

Proces produkcji ropy niekonwencjonalnej, roz

wija się na coraz większą skalę i będzie miał coraz

większe znaczenie dla zaspokajania rosnących

potrzeb świata.

Chemia Przemysłowa 6/2009 7

6_2009_CHEMIA.INDD 7

2009-12-22 09:51:13

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: