Nuk është sekret që në botën moderne, gjaku i ekonomisë botërore është nafta, i ashtuquajturi ari i zi. Gjatë shekujve 20 dhe 21, është nafta që mbetet një nga mineralet më të rëndësishme në planet për njerëzimin. Në vitin 2010, nafta zuri një vend kryesor në bilancin e karburantit dhe energjisë në botë, duke zënë 33.6% të konsumit të përgjithshëm të energjisë. Në të njëjtën kohë, nafta është një burim i papërtëritshëm, dhe të flitet se herët a vonë rezervat e saj do të marrin fund ka vazhduar për më shumë se një duzinë vjet.
Sipas shkencëtarëve, rezervat e provuara të naftës në botë do të zgjasin për rreth 40 vjet, dhe ato të pashkelura për 10-50 vjet të tjera. Për shembull, në Rusi, që nga 1 janari 2012, sipas informacionit të publikuar zyrtarisht (deri në këtë pikë, informacioni mbi rezervat e naftës dhe gazit u klasifikua), vëllimi i rezervave të rikuperueshme të naftës të kategorive A / B / C1 ishte 17.8 miliardë ton, ose 129, 9 miliardë fuçi (sipas llogaritjes në të cilën një ton naftë eksporti Urals është 7.3 fuçi). Bazuar në vëllimet ekzistuese të prodhimit, këto burime natyrore të eksploruara do të jenë të mjaftueshme për vendin tonë për 35 vjet.
Në të njëjtën kohë, në formën e tij të pastër, vaji praktikisht nuk përdoret. Vlera kryesore qëndron në produktet e përpunimit të tij. Nafta është një burim i karburanteve dhe vajrave të lëngshëm, si dhe një sasi e madhe e produkteve të rëndësishme për industrinë moderne. Pa karburant, jo vetëm ekonomia botërore do të ndalet, por edhe çdo ushtri. Makinat dhe tanket nuk do të kalojnë pa karburant, aeroplanët nuk do të ngrihen në qiell. Në të njëjtën kohë, disa vende fillimisht u privuan nga rezervat e tyre të arit të zi. Gjermania dhe Japonia u bënë një shembull i mrekullueshëm i vendeve të tilla në shekullin e 20 -të, të cilët, duke pasur një bazë burimesh shumë të varfër, filluan Luftën e Dytë Botërore, çdo ditë e së cilës kërkonte konsum të madh të karburantit. Gjatë Luftës së Dytë Botërore, Gjermania në një masë të madhe, në disa vite deri në 50%, plotësoi nevojat e saj për karburant përmes prodhimit të karburantit të lëngshëm nga qymyri. Rruga për të ishte përdorimi i karburanteve dhe vajrave sintetikë. E njëjta gjë u bë në shekullin e kaluar në Afrikën e Jugut, ku Sasol Limited ndihmoi ekonominë e Afrikës së Jugut të funksiononte me sukses nën presionin e sanksioneve ndërkombëtare gjatë viteve të Aparteidit.
Karburantet sintetike
Në vitet 1920, studiuesit gjermanë Franz Fischer dhe Hans Tropsch, të cilët punuan në Institutin Kaiser Wilhelm, shpikën një proces të quajtur procesi Fischer-Tropsch. Rëndësia e tij themelore ishte prodhimi i hidrokarbureve sintetikë për përdorimin e tyre si lëndë djegëse sintetike dhe vaj lubrifikues, për shembull, nga qymyri. Nuk është për t'u habitur që ky proces u shpik në një Gjermani mjaft të varfër me naftë, por në të njëjtën kohë, të pasur me qymyr. Ajo u përdor gjerësisht për prodhimin industrial të lëndëve djegëse sintetike të lëngshme. Gjermania dhe Japonia e përdorën gjerësisht këtë lëndë djegëse alternative gjatë viteve të luftës. Në Gjermani, prodhimi vjetor i lëndëve djegëse sintetike në 1944 arriti afërsisht 6.5 milion ton, ose 124,000 fuçi në ditë. Pas përfundimit të Luftës së Dytë Botërore, shkencëtarët gjermanë të kapur vazhduan të punojnë në këtë zonë. Në veçanti, në Shtetet e Bashkuara, ata morën pjesë në Operacionin Paperclip, duke punuar për Byronë e Minierave.
Duke filluar nga mesi i viteve 1930, teknologjia e gazifikimit të karburanteve të kondensuar për qëllime kimike-teknologjike filloi të përhapet në Gjermani, SHBA, BRSS dhe vende të tjera të industrializuara të botës, kryesisht për sintezën e komponimeve të ndryshme kimike, përfshirë vajrat artificiale dhe lëndë djegëse të lëngëta. Në 1935, 835 mijë tonë dhe 150 mijë tonë benzinë sintetike u prodhuan në Gjermani dhe Angli, përkatësisht nga qymyri, ajri dhe uji. Dhe në 1936, Adolf Hitler filloi personalisht një program të ri shtetëror në Gjermani, i cili parashikonte prodhimin e karburanteve dhe vajrave sintetikë.
Vitin tjetër, Franz Fischer, së bashku me Helmut Pichler (Hans Tropsch u largua nga Gjermania për në SHBA në 1931, ku vdiq katër vjet më vonë) ishin në gjendje të zhvillonin një metodë për sintezën e hidrokarbureve në presion të mesëm. Në procesin e tyre, shkencëtarët gjermanë përdorën katalizatorë të bazuar në komponimet e hekurit, një presion prej rreth 10 atmosferash dhe temperatura të larta. Eksperimentet e tyre kishin një rëndësi të madhe për vendosjen në Gjermani të një prodhimi kimik të hidrokarbureve me tonazh të madh. Si rezultat i zbatimit të këtij procesi, parafina dhe benzina me një numër të lartë oktanesh u morën si produktet kryesore. Më 13 gusht 1938, u mbajt një takim në Karinhalle - prona e gjuetisë e Ministrit të Aviacionit të Rajhut, Hermann Goering, në të cilën u miratua një program për zhvillimin e prodhimit të karburantit, i cili mori simbolin "Karinhalleplan". Zgjedhja e vendbanimit të Goering dhe kandidimi i tij si menaxher i programit nuk ishte i rastësishëm, pasi Luftwaffe i drejtuar prej tij konsumoi të paktën një të tretën e karburantit të prodhuar në Gjermani. Ndër të tjera, ky plan siguroi një zhvillim të rëndësishëm në prodhimin e lëndëve djegëse sintetike motorike dhe vajrave lubrifikues.
Në 1939, procesi Fischer-Tropsch filloi në Rajh në një shkallë tregtare në lidhje me thëngjillin ngjyrë kafe, depozitat e të cilit ishin veçanërisht të pasura në pjesën e mesme të vendit. Në fillim të vitit 1941, prodhimi i përgjithshëm i karburantit sintetik në Gjermaninë naziste u kap me prodhimin e karburantit të naftës, dhe më pas e tejkaloi atë. Përveç karburantit sintetik në Rajh, acidet yndyrore, parafina dhe yndyrnat artificiale, përfshirë yndyrnat e ngrënshme, u sintetizuan nga gazi i gjeneratorit. Pra, nga një ton karburant i kondensuar konvencional sipas metodës Fischer-Tropsch, ishte e mundur të merreshin 0.67 ton metanol dhe 0.71 ton amoniak, ose 1.14 ton alkool dhe aldehide, përfshirë alkoolet yndyrore më të larta (HFA), ose 0.26 ton të hidrokarbureve të lëngëta.
Në fund të Luftës së Dytë Botërore, më shumë se gjysmë viti nga vjeshta e vitit 1944, kur trupat e Ushtrisë së Kuqe pushtuan fushat e naftës në Ploiesti (Rumani) - burimi më i madh natyror i lëndëve të para për prodhimin e karburantit, i cili kontrollohej nga Hitleri, dhe deri në maj 1945, funksioni i karburantit motorik në ekonominë gjermane dhe ushtria kryente lëndë djegëse të lëngshme artificiale dhe gaz gjenerator. Mund të themi se Gjermania e Hitlerit ishte një perandori që ishte ndërtuar mbi lëndë të para të ngurta që përmbajnë karbon (kryesisht qymyr dhe në një masë më të vogël në dru të zakonshëm), ujë dhe ajër. 100% e acidit nitrik të pasuruar, i cili ishte i nevojshëm për prodhimin e të gjithë eksplozivëve ushtarak, 99% të gomës dhe metanolit dhe 85% të karburantit motorik u sintetizuan në Gjermani nga këto lëndë të para.
Impiantet e gazifikimit dhe hidrogjenizimit të qymyrit ishin shtylla kurrizore e ekonomisë gjermane në vitet 1940. Ndër të tjera, karburanti sintetik i aviacionit, i cili u prodhua sipas metodës Fischer-Tropsch, mbulonte 84.5% të të gjitha nevojave të Luftwaffe gjatë viteve të luftës. Gjatë Luftës së Dytë Botërore në Gjermaninë naziste, kjo metodë për sintezën e karburantit dizel u përdor në tetë fabrika, të cilat prodhuan rreth 600 mijë tonë naftë në vit. Për më tepër, ky projekt u financua plotësisht nga shteti. Gjermanët ndërtuan fabrika të ngjashme në vendet që pushtuan, në veçanti në Poloni (Aushvic), të cilat vazhduan të punojnë deri në vitet 1950 përfshirëse. Pas përfundimit të luftës, të gjitha këto fabrika në Gjermani u mbyllën dhe pjesërisht, së bashku me teknologjitë, u nxorrën jashtë vendit në kurriz të dëmshpërblimeve nga BRSS dhe SHBA.
vaj shist argjilor
Burimi i dytë për prodhimin e karburantit, përveç qymyrit, është nafta shist argjilore, tema e së cilës nuk ka lënë faqet e shtypit botëror vitet e fundit. Në botën moderne, një nga tendencat më të rëndësishme të vërejtura në industrinë e naftës është një rënie në prodhimin e vajit të lehtë dhe vajit me densitet të mesëm. Reduktimi i rezervave të provuara të naftës në planet po i detyron kompanitë e naftës të punojnë me burime alternative të hidrokarbureve dhe t'i kërkojnë ato. Një nga këto burime, së bashku me vajin e rëndë dhe bitumin natyror, është shisti i naftës. Rezervat e naftës argjilore në planet tejkalojnë rezervat e naftës me një urdhër të madhësisë. Rezervat e tyre kryesore janë të përqendruara në Shtetet e Bashkuara - rreth 450 trilion ton (24.7 trilion ton naftë argjilore). Ka rezerva të konsiderueshme në Kinë dhe Brazil. Rusia gjithashtu posedon rezerva të mëdha, të cilat përmbajnë rreth 7% të rezervave botërore. Në Shtetet e Bashkuara, prodhimi i naftës argjilore filloi në fund të viteve 1940 dhe në fillim të viteve 1950 duke përdorur metodën e minierës. Në pjesën më të madhe, nxjerrja ishte eksperimentale dhe u krye në një shkallë të dobët.
Sot në botë ekzistojnë dy metoda kryesore të marrjes së lëndës së parë të kërkuar nga shisti i naftës. E para prej tyre përfshin nxjerrjen e shkëmbinjve argjilorë me metodën e hapur ose të minierës, e ndjekur nga përpunimi në instalime-reaktorë të veçantë, në të cilët argjila i nënshtrohet pirolizës pa qasje në ajër. Gjatë këtyre operacioneve, katrani i argjilës merret nga shkëmbi. Kjo metodë u përpoq në mënyrë aktive të zhvillohej në Bashkimin Sovjetik. Projekte të ngjashme njihen gjithashtu për nxjerrjen e argjilës në fushën Irati në Brazil dhe në provincën kineze të Fushun. Në përgjithësi, si në vitet 40 të shekullit XX, ashtu edhe tani metoda e nxjerrjes së argjilës me përpunimin e tyre të mëvonshëm mbetet një metodë mjaft e kushtueshme, dhe kostoja e produktit përfundimtar mbetet e lartë. Në çmimet e vitit 2005, kostoja e një fuçi naftë të tillë ishte 75-90 dollarë në prodhim.
Metoda e dytë e nxjerrjes së vajit argjilor përfshin nxjerrjen e tij direkt nga rezervuari. Thisshtë kjo metodë që është zhvilluar në Shtetet e Bashkuara gjatë viteve të fundit dhe ka bërë të mundur të flitet për një "revolucion shist argjilor" në prodhimin e naftës. Kjo metodë përfshin shpimin e puseve horizontale të ndjekur nga thyerje të shumta hidraulike. Në këtë rast, shpesh kërkohet të kryhet ngrohje kimike ose termike e formacionit. Shtë gjithashtu e qartë se një metodë e tillë minerare është shumë më e komplikuar, dhe për këtë arsye më e shtrenjtë se metoda tradicionale e minierave, pavarësisht nga teknologjitë e përdorura dhe përparimi në fushën shkencore. Deri më tani, kostoja e naftës argjilore është dukshëm më e lartë se vaji konvencional. Sipas vlerësimeve të vetë kompanive prodhuese të naftës, prodhimi i tij mbetet fitimprurës me çmimet minimale të naftës në tregun botëror mbi 50-60 dollarë për fuçi. Për më tepër, të dyja metodat kanë disavantazhe të rëndësishme.
Për shembull, metoda e parë me miniera të hapura ose miniera të shistit të naftës dhe përpunimi i tyre i mëvonshëm kufizohet ndjeshëm nga nevoja për të përdorur sasi të mëdha të dioksidit të karbonit - CO2, i cili formohet në procesin e nxjerrjes së katranit shist argjilor prej tij. Së fundi, problemi i përdorimit të dioksidit të karbonit ende nuk është zgjidhur dhe emetimet e tij në atmosferën e tokës janë të mbushura me probleme serioze mjedisore. Në të njëjtën kohë, kur vaji argjilor nxirret direkt nga rezervuarët, lind një problem tjetër. Kjo është një normë e lartë e rënies së rrjedhës së puseve të vënë në punë. Në fazën fillestare të funksionimit, puset, për shkak të thyerjes së shumëfishtë hidraulike dhe injektimit horizontal, karakterizohen nga norma shumë të larta prodhimi. Sidoqoftë, pas rreth 400 ditësh punë, vëllimi i produkteve të nxjerra zvogëlohet ndjeshëm (deri në 80%). Për të kompensuar një rënie kaq të mprehtë dhe për të niveluar disi profilin e prodhimit, puset në fusha të tilla argjilore duhet të vihen në punë në faza.
Në të njëjtën kohë, teknologji të tilla si shpimi horizontal dhe thyerja hidraulike i kanë lejuar Shteteve të Bashkuara të rrisin prodhimin e naftës me më shumë se 60% që nga viti 2010, duke e çuar atë në 9 milion fuçi në ditë. Aktualisht, një nga shembujt më të suksesshëm të përdorimit të teknologjive të prodhimit të naftës argjilore është fusha Bakken, e vendosur në shtetet e Dakotës Veriore dhe Jugore. Zhvillimi i kësaj fushe të veçantë të naftës argjilore ka krijuar një lloj euforie në tregun e Amerikës së Veriut. Vetëm 5 vjet më parë, prodhimi i naftës në këtë fushë nuk i kaloi 60 mijë fuçi në ditë, dhe tani është tashmë 500 mijë fuçi. Ndërsa eksplorimi gjeologjik u krye këtu, rezervat e naftës të fushës u rritën nga 150 milion në 11 miliardë fuçi. Përveç kësaj fushe nafte, prodhimi i naftës argjilore në Shtetet e Bashkuara po kryhet në Bone Springs në New Mexico, Eagle Ford në Teksas dhe Three Forks në Dakotën e Veriut.
