Seminární práce
Téma:Fosilní paliva
Pojem fosilní pochází z latiny a znamená předvěký, pocházející ze starých usazenin. Mezi fosilní paliva se řadí uhlí, ropa a zemní plyn. Z fosilních paliv se získává energie(elektrická, teplo, světlo, tělesa se uvádějí do pohybu), ale i produkty z nich jsou velice důležité pro rozvoj průmyslu a dokonce i pro život. Bez těchto paliv by se lidstvo nedostalo na takovou úroveň, jakou zde máme dnes, a mnoho lidí by bez nich v této době nedokázalo žít. Samozřejmě všechno má své klady a zápory a stejně tak i fosilní paliva. O výhodách jsem se již zmínil. A zápory? I těch je více. Používáním (produktů) těchto paliv se nemůžeme ubránit znečišťování životního prostředí, hlavně ovzduší, skleníkovému efektu, znečišťování řek, moří a oceánů, vlastně veškerého vodstva na zemi a zároveň s moři a oceány i pobřeží, čímž se zabíjejí různé organismy jak na zemi, tak i pod vodou.
Přírodní zdroje energie lze rozdělit do 4 základních skupin:
To však není jediné dělení. Energetické zdroje lze rozdělit také na zdroje:
| Veškerá moderní výroba je závislá na využití přírodní energie. Množství energie se dá zvýšit především hlubším a všestrannějším využitím přírodních zdrojů. Kvocienty individuální teoretické spotřeby energie, tj. množství spotřebované energie z energetických zdrojů v poměru k počtu obyvatel, nám ukazují stupeň průmyslového rozvoje země nebo ekonomické oblasti. Hospodářství vysoce industrializovaná mají kvocienty vyšší než 5 t uhlí (všechny zdroje energie se převádějí na černé uhlí); např. USA mají kvocient 9 t, Kanada 8 t, a proti tomu země s nepatrným průmyslem nedosahují ani 2 t. Tyto individuální kvocienty spotřeby mechanické energie nám ovšem nedávají zcela přesný obraz o energetických zdrojích, protože ve skutečnosti se všechny energetické produkty nespotřebují na místě, kde byly vytěženy. |  |
Veškerá moderní výroba je závislá na využití přírodní energie. Množství energie se dá zvýšit především hlubším a všestrannějším využitím přírodních zdrojů. Kvocienty individuální teoretické spotřeby energie, tj. množství spotřebované energie z energetických zdrojů v poměru k počtu obyvatel, nám ukazují stupeň průmyslového rozvoje země nebo ekonomické oblasti. Hospodářství vysoce industrializovaná mají kvocienty vyšší než 5 t uhlí (všechny zdroje energie se převádějí na černé uhlí); např. USA mají kvocient 9 t, Kanada 8 t, a proti tomu země s nepatrným průmyslem nedosahují ani 2 t. Tyto individuální kvocienty spotřeby mechanické energie nám ovšem nedávají zcela přesný obraz o energetických zdrojích, protože ve skutečnosti se všechny energetické produkty nespotřebují na místě, kde byly vytěženy.
Uhlí se většinou spotřebuje v blízkosti místa těžby, maximálně v okruhu 1 000 km, zato 9/10 produkce ropy se dopravuje na větší vzdálenosti než 1 000 km od naleziště. Ve světovém měřítku to znamená, že zhruba 2/3 z celkové světové výroby se spotřebují na místě a jenom asi 1/3 se dopravuje na větší vzdálenosti. Tuto třetinu tvoří v podstatě ropa a z části zemní plyn.
Uhlí
Vznik
Uhlí je hořlavá hornina vzniklá v průběhu desítek až stovek milionů let složitými procesy, které se v dřívějších dobách říkalo hořlavý kámen. Většina světových zásob uhlí se začala tvořit v období karbonu, geologické epoše, která začala před 360 milióny let a skončila před 286 milióny let.To znamená, že uhlí vzniklo z tropických slatin starších geologických dob, rostoucích v bažinách. Ve slojích černého uhlí se zachovaly otisky stromových přesliček, plavuní a kapradin, v ložiskách hnědého uhlí otisky jehličnatých i listnatých stromů. Trouchnivěním, rašeliněním (za vzniku metanu - tzv. bahenního plynu) a pozvolným uhelnatěním rostlinných látek v močálech za nedokonalého přístupu vzduchu při vlhkém a teplém podnebí pozbývaly tyto látky vodík a kyslík, vytvářely uhlík, ztrácely rostlinnou strukturu a stávaly se tmavší. Jsou to tedy fosilní ložiska humusových hornin. Z rostlinných látek vznikala nejdříve rašelina, potom při pokračujících poklesech a překrytí pískem a jílem hnědé uhlí a z něho černé uhlí a antracit. Aby se rašelina přeměnila v uhlí, musí být stlačena. Z vrstvy silné 10 až 15 metrů se utvoří uhelná sloj o tloušťce přibližně jeden metr. Nejstarší černé uhlí a antracit vznikají pouze vlivem silného tektonického tlaku a vysoké teploty, což bývá v dobách orogenetických. Je to složitá směs látek, jejichž podstatnou služkou je vázaný uhlík a některé další vázané prvky (vodík, kyslík, dusík, síra aj.). Dostane-li se do hnijícího bahna náplavem nebo navátím příměs organických minerálních látek, vzniká hlinitý a vápnitý hnilokal neboli sapropel. Jeho fosilní druhy jsou bituminosní břidlice a bituminosní vápence. Popel, který zůstane po spálení uhlí, dokazuje, že jeho složkou jsou i nespalitelné minerální látky.
V době karbonu byla zemská kůra ve stavu ustavičného zdvihání a klesání. Během těchto geologických poruch se na rašelinu vrstvil písek a bahno. Vrstvy půdy a rašeliny potom zalilo moře, z něhož se po čase tyto vrstvy zase vynořily na zemský povrch. Vznikaly nové bažiny a vytvořila se nová vrstva rašeliny. Tento proces známý jako cyklická sedimentace se mnohokrát opakoval. Některé sloje jsou silné pouze několik milimetrů zatímco jiné mají tloušťku mnoha metrů. Uhlí mohlo vzniknout z vnitrozemských rašelinisek. Jsou to tedy nánosy sladkovodní, neboli limnické, které vznikaly podobně jako uhlí z rašelinisek v pobřežních zálivech a lagunách. Takto vzniklé černouhelné pánve se nazývají paralické. V nich se střídají uhelné sloje s písčitými a štěrkovými vrstvami a obsahují mořskou zvířenu. Ačkoli se uhlí vyskytuje i v jiných formacích, např. v křídě, přece nejvíce uhlí poskytuje karbon a třetihory. V útvarech starších než křída se vyskytuje pouze uhlí černé, v křídě uhlí černé i hnědé a v útvarech pokřídových pouze uhlí hnědé. Zvláštním druhem hnědého uhlí je lignit(xylit), na němž je vlivem slabého prouhelnění dosud patrna struktura dřeva. Kvalita uhlí jako paliva závisí především na obsahu uhlíku. Černé uhlí obsahuje 75% až 95% uhlíku, hnědé uhlí 60% až 75% uhlíku a lignit 40-60% uhlíku, 50%vody a zbytky dřeva (ostatní vlastnosti jsou shodné s vlastnostmi hnědého uhlí). Největší procento uhlíku (94%) a nejméně prchavých látek má antracit.
Tato tabulka ukazuje procentické zastoupení prvků ve vybraných palivech:
|
%C
|
%H
|
%O
|
|
| Dřevo |
50
|
6
|
43
|
| Rašelina |
60
|
6
|
32
|
| Hnědé uhlí |
70
|
5
|
24
|
| Kamenné uhlí |
82
|
5
|
12
|
| Antracit |
94
|
3
|
3
|
| Tuha |
100
|
0
|
0
|
Hnědé uhlí
Hnědé uhlí bývá uloženo nehluboko pod povrchem, dá se těžit skrývkou a těžba je proto levná. Podle stupně prouhelnění rozeznáváme několik druhů hnědého uhlí s různým obsahem uhlíku, různou výhřevností a množstvím vody. Nejkvalitnější je tzv. hnědý antracit - smolné uhlí s výhřevností 3 900 kcal a obsahem vody jen 40%. Hnědé uhlí se vyskytuje v různých světadílech, ale nejvíce se ho těží v Evropě. Nejvíce lignitu a hnědého uhlí je na území Německa. Užívá se jako topivo v elektrárnách i v domácnostech a může se tepelně zpracovávat podobně jako černé uhlí. Značné množství se koksuje (je to polokoks, použitelný v metalurgii) a součastně při koksování se získává hnědouhelný dehet a z něho umělý benzín. Lignit hodně kouří a vydává relativně málo tepla.
Černé uhlí
Černé (kamenné) uhlí má výhřevnost 7 000 - 8 500 kcal, malé procento vody a prchavých látek. Od hnědého uhlí se liší větší výhřevností a menším množstvím popela, který zbyde po shoření, barvou a tvrdostí. Obvykle mívá střídající se horizontální matné a lesklé pruhy. Matné vznikly ze zbytků menších rostlin, zatímco lesklé ze dřeva. V černém uhlí je přítomna rovněž měkká látka připomínající dřevěné uhlí. Tato látka způsobuje, že uhlí při manipulaci s ním špiní. Nejjakostnějším druhem uhlí je antracit. Hoří velice horkým plamenem a vydává málo kouře, avšak obtížně se zapaluje.
Mezi jednotlivými druhy černého uhlí jsou značné rozdíly. Podle jeho použitelnosti v průmyslu se černé uhlí dělí na dvě hlavní skupiny:
Uhlí je třeba zahřát na teplotu několika set stupňů C bez přístupu vzduchu a potom spálit. Uhlí se rozpadne na různé látky, vyloučí se voda a prchavé látky, vytvoří se popřípadě koks a nakonec zbyde zbytek - popel. V našem ostravsko-karvínském revíru rozeznávají odborníci 4 druhy kamenného uhlí:
Hledání uhlí
Než se však toto všechno zjistilo, muselo se uhlí nejdříve najít, vytěžit a zpracovat.
Uhlí se někdy objevuje na zemském povrchu na svazích řek nebo na březích řek. Tímto způsobem jej pravděpodobně objevili Číňané přibližně před 3 000 lety. Vykopávali ho a hloubili tunely do země do uhelných slojí. V dnešní době hledají uhlí geologové. Ze zkušenosti již vědí, pod jakým druhem terénu se nachází. Většinou je to tam, kde se nacházejí horniny z doby karbonu. Pravděpodobná místa výskytu pomáhají identifikovat letecké fotografie a satelitní snímky. Dalším krokem je seismický průzkum. Pomocí výbušnin a jiných prostředků vyvolají geologové v zemi rázové vlny. Citlivými přístroji zvanými geofony sledují ozvěny těchto vln od různých vrstev hornin. Různé horniny odrážejí rázové vlny s různou silou a analýzou těchto odrazů lze určit, jaký druh horniny se dole nachází, v jaké hloubce a jakou má strukturu. Aby geologové našli skutečně uhlí a zjistili, jak hluboko se nachází, musejí provést průzkumné vrty. Potom analyzují jejich vzorky. Jinou často používanou metodou při zkoumání geologických vrstev je zjišťování geologického profilu vrtu, který byl původně vyvinut pro průzkum ropy a zemního plynu. Při používání tohoto způsobu se do vrtu spustí sonda a potom se určitou rychlostí vytahuje. Citlivé přístroje v sondě měří pórovitost a radioaktivitu hornin, detekují zlomy (praskliny mezi různými vrstvami hornin) a elektrický odpor hornin, neboli jak horniny vedou elektřinu.
Naleziště
Ze všech fosilních paliv se v přírodě nejvíce vyskytuje uhlí. Odhaduje se, že známé světové zásoby uhlí by při součastné rychlosti spotřeby měly vystačit na více než 200 let. Mnozí experti se domnívají, že dosud neobjevené zásoby uhlí představují alespoň patnáctinásobek známých zásob. Dvě třetiny ze známého množství uhlí nacházejícího se ve světě jsou ve třech zemích. Spojené státy mají přibližně 30%, Rusko a jeho spojenecké země mají kolem 25% a Čína zhruba 10%. Většina zbývajících zásob uhlí se nachází v Austrálii, Kanadě, Německu, Indii, Jižní Africe a v Británii. V Jižní Americe mají zásoby uhlí pouze čtyři země - Argentina, Brazílie, Chile a Kolumbie. Většina těchto zásob je ukryta pod tropickými deštnými lesy, kde by byla jejich těžba velice obtížná. V Africe se doluje uhlí pouze v osmi z 52 afrických zemí. Největší zásoby jsou v Jižní Africe a Zimbabwe, dále se uhlí dobývá v Alžírsku, Maroku, Mosambiku, Nigérii, Tanzanii a v Zairu.
Dobývání
Uhelné sloje jsou různé tloušťky. Od několika milimetrů až po několik metrů. Tento fakt však nemůže vyvrátit to, že jsou dva způsoby dolování uhlí, a to:
A) Povrchové, které je vhodné, je- li uhlí uloženo blízko zemského povrchu. Používá se často v Austrálii, ve Spojených státech a ve Východní Evropě. Tímto způsobem se těží hnědé uhlí. Ve většině povrchových dolů v Británii se dobývá uhlí, které leží přibližně 33 metrů pod zemským povrchem. V jiných zemích bývají povrchové doly mnohem hlubší. Nejhlubší jsou v Německu, kde jejich hloubka činí až 325 metrů. Povrchové dobývání vytváří v krajině pustiny. Jsou odkryty velké plochy země a krajina není na pohled vůbec vábná. Práce začínají odstraněním úrodné půdy (ornice) a navrchu ležících hornin, které jsou následně navršeny na okrajích povrchového dolu. Slouží jako stěna, která má tlumit hluk a zakrýt nevábný pohled. Potom se uhlí dobývá s použitím obrovských rypadel(kolesové, lanové, korečkové). Tato rypadla naberou najednou desetitisíce tun.Velký "Muskie", který pracuje ve státě Ohio v USA, má kapacitu naběráků (korečků) 10 000 tun. Největší rypadlo na světě je kolesové rypadlo v Hambachu v Německu, do jehož naběráku se vejde 13 000 tun. Když se v povrchovém dole veškeré uhlí vytěží, vrací se krajina do původního stavu.
B) Hlubinné dolování je hlavní metodou v Británii a v kontinentální Evropě. Tímto způsobem se získává také zhruba 40% uhlí ve Spojených státech a více než polovina uhlí v Austrálii. Mnohé uhelné sloje leží velmi hluboko. Nejhlubší Britský důl je hluboký 1 300 metrů. Aby horníci mohli těžit v takové hloubce, musejí vyhloubit vertikální šachty, kterými sfárají pomocí důlního výtahu dolů a stejným způsobem se uhlí dopravuje nahoru. Důlní dílo (porub) pod zemí často dosahuje v horizontální rovině délky několika kilometrů a elektrické vláčky vozí horníky a uhlí mezi porubní stěnou uhelné sloje a šachtou důlního výtahu. V místech, kde lze dosáhnout uhelné sloje ze svahu kopce nebo hory, se hloubí svažující se šachta zvaná štola (galerie). Horníci se dopravují touto štolou podzemní železnicí a uhlí se dopravuje ven na dopravním páse.
V hlubinném dole se pracuje dvěma základními způsoby:
Využití
Uhlí se využívá hlavně jako palivo, ale daleko výhodnější je jeho zpracování jako suroviny v chemickém průmyslu. Při karbonizaci (zpracovávání) se získává:
K vedlejším produktům patří amoniaková voda, která se používá při výrobě dusíkatých hnojiv.
Uhelné plyny tvoří směsi různých plynů. Obsažen je zvláště metan a oxid uhličitý. Uhlí se dá též zkapalňovat.
Rizika
Rizika dolování jsou zřejmá a dokonce i při přísných bezpečnostních opatřeních zahynou ročně stovky horníků. Ale i používání uhlí v sobě skrývá různá nebezpečí. Kontakt s uhlovodíky obsaženými v uhlí může způsobit rakovinu kůže. Kouř a plyny vydávané při hoření uhlí mohou způsobit řadu vážných nemocí dýchacího ústrojí, včetně rakoviny a rozedmy plic. Kouřové plyny vydávané při hoření uhlí obsahují rovněž sloučeniny síry. Ty způsobují kyselé deště, které mají zhoubný vliv na stromy a na ostatní vegetaci, způsobují úhyn ryb a ostatních vodních živočichů a erozi cihel a kamenů na budovách. Jedním z vedlejších produktů při hoření uhlí je oxid uhličitý. Je to jeden z plynů, o kterých se domníváme, že způsobuje tzv. skleníkový efekt - zachycuje teplo, a tak přispívá k zahřívání zemského povrchu a ke změně zemského klimatu.
Budoucnost
S využíváním čistších forem energie jsou i přes pokračující výzkumy stále problémy. Zásoby uhlí jsou mnohem vydatnější než zásoby levnějších paliv, jako ropa nebo zemní plyn. Nové techniky pravděpodobně umožní dobývat uhlí i tam, kde se to dnes z ekonomických důvodů nevyplatí. Odborníci se domnívají, že současné metody dovolují ekonomicky těžit pouze přibližně 12% známých světových zásob. Jednou z metod, jak využívat zbylých zásob, je spalovat uhlí přímo ve sloji, a tak produkovat plyn. Jiné pravděpodobné použití je extrahovat z něj ropu, a tak nahrazovat mizející zásoby. Kvůli tomu probíhá v různých zemích řada experimentů.
Ropa a zemní plyn
Ve 20. stol. se ropa stala hlavní oporou civilizace a průmyslu. Její zásoby a obchod s ní však rovněž přispívaly k různým mezinárodním konfliktům. Používání ropy způsobovalo a stále způsobuje velmi nebezpečné a nezodpovědné znečišťování a poškozování životního prostředí na celé planetě.
Vznik
V průběhu tisíců a milionů let se v klidných zátokách dávných moří na naší Zemi usazovaly spolu s bahnem zbytky drobných živočichů (bakterií) a řas (jednobuněčných rostlin). V průběhu jurské doby (před asi 144 - 213 mil. let) pod tlakem nadložních vrstev za nepřístupu vzduchu při vznikání metanu a oxidu uhličitého a účinkem anaerobních bakterií z těchto zbytků pravděpodobně postupně vznikla kapalná ropa a také zemní plyn. Ropa se často nalézá v propadlých částech zemské kůry (geosynklinálách). Někdy se hromadí v pórovitých horninách (pískovcových nebo vápencových), které se chovají jako houba, a poněvadž je lehčí než voda, tak i ve vrstevních sedlech, často i v blízkosti ložisek soli. Tyto horniny jsou uloženy mezi nepórovitými, nepropustnými vrstvami, jimiž žádná kapalina procházet nemůže. Tento prostor geologové nazývají "past"(kapsa) nebo ropný rezervoár. Ropa může pod zemí i migrovat. Např. v Saudské Arábii se nacházejí ropná ložiska, do nichž ropa migrovala směrem z podložních hornin na vzdálenost asi 1 500 metrů. Ropná ložiska netvoří pod zemí souvislé jezero. Buď je roztroušena mezi zrnky písku, nebo v trhlinách hornin, někdy obaluje zrnka písku tenkým obalem. Asi 85% veškeré ropy na světě se získává z písčitých vrstev a jen 15% z vápencových. Zemní plyn se tvořil v hlubší vrstvě než ropa. Geologové se domnívají, že tvorba plynu začala během doby karbonu (před zhruba 300 -286 mil. let) v době, kdy se v bažinách začínaly hromadit uhelné vrstvy. Tyto vrstvy klesaly stále hlouběji a byly překryty následnými vrstvami hornin. Nakonec, asi čtyři kilometry pod povrchem, vytěsnilo teplo ze zemského jádra z uhlí plyn. Ten stoupal prostupnými horninami, až se rovněž nahromadil v pastích. Zemní plyn provázející i ropná ložiska je zpravidla čistý metan.
Vlastnosti
Petrografie řadí ropu mezi kaustobiolity, tj. mezi hořlavé sedimenty. Ropa (dříve nazývaná "naftou", ve starších dobách "zemním olejem" a dnes "černým zlatem") je směs sloučenin uhlíku a vodíku - uhlovodíků. Obsahuje však i sloučeniny dusíku, kyslíku a síry. Složení ropy je různé podle naleziště. Hlavní složku zemního plynu je metan (70-90%). Dále obsahuje plynné uhlovodíky (ethan, propan, butan) a jiné látky (např. oxid uhličitý a sulfan). Ropa je hnědá až černá olejovitá kapalina, která má charakteristický zápach. Ve vodě je nerozpustná a má menší hustotu (na vodě "plave"- čehož se využívá i při těžbě). Hoří čadivým plamenem. Spalné teplo (= teplo, které vydá 1 kg ropy při dokonalém spálení) je 10 000 až 11 500 kalorií.
Historie
V historii se ropa začala používat již ve starověku, to je asi 4000 let př. n. l., ale používalo se jí jen jako léku nebo mazadla.V novověku se ropa používala ke svícení. Skutečná těžba začíná až v druhé polovině 19. stol., téměř součastně v Rusku a v USA.. Na počátku 20. stol. bylo v těžbě ropy na prvním místě carské Rusko a na druhém místě USA. Celková roční těžba byla 8,6 mil. t (v r. 1900). Světová roční těžba několikrát prudce stoupla. Nejdříve v období první svět. války (1914 - 1918), protože se začaly používat ve větším měřítku motory (automobilové a letecké). Mezi válkami neustále stoupala. Na 280 mil. t před druhou světovou válkou v roce 1938 a na konci v r. 1945 dosáhla 370 mil. t. V r. 1960 překročila jednu miliardu t. V roce 1950 se vytěžilo 10 mil. barelů denně a v roce 1990 se těžba zvýšila dokonce na 65 mil. barelů denně.
Hledání
Nejstarší metodou hledání ropy bylo hledání podle příznaků, jako je např. asfalt (zemní smola) - černá hmota vznikající tak, že ropa prosákla až na povrch Země, okysličila se na vzduchu a ztuhla v asfalt. Tímto způsobem vzniklo i 1/2 km2 veliké a 50 m hluboké asfaltové jezero na ostrově Trinidadu. Také výpary horkých plynů z trhlin v zemské kůře svědčily o její přítomnosti; v blízkosti nalezišť ropy hořeli tzv. věčné ohně - vznícené naftové plyny, jindy byly i nerosty nasáklé ropou nebo trhliny v zemské kůře byly vyplněny ztuhlou hmotou ropy, tzv. ozokeritem neboli zemním voskem. Ropa je špatným vodičem elektřiny. I této vlastnosti se využívá při elektrickém vyhledávání ropy. Nyní je úkol odhadnout kde ložiska leží na prospektorech. Všechny tyto příznaky a fakta jsou svědky přítomnosti ropy, nikoli však jejího množství.
Proto se ropné horizonty musí zkoumat důkladněji, zejména metodou pokusných vrtů. Vrty jsou značně husté - vzdálené od sebe 1/ 2 m až 1m. Vzorky hornin získaných z vrtů se zkoumají, aby se zjistilo jejich složení. To je práce značně zdlouhavá a hlavně nákladná. Proto se dnes používá jiných metod, hlavně geofyzikálních a geochemických (např. metody seizmické), metody ropných plynových snímků (založené na tom, že se ropné plyny dostávají do ovzduší, kde je lze zjistit) a konečně i metody bakteriologické (založené na tom, že v ropných ložiscích žijí určité druhy bakterií, jež se živí ropnými plyny a ropou samotnou a vegetují v nich). To je často velmi náročné a svědčí o tom skutečnost, že na 100 nových vrtů připadá jen 33 úspěšných.
Těžba
Z počátku se ropa těžila ze studní ručně vědry. Studně byly hluboké 2 - 60 m a práce v nich byla velmi nebezpečná, těžká a málo produktivní. Od poloviny 19. stol. se v USA i v carském Rusku začaly vrtat sondy a otvory, ale vrtná technika se rozvíjela jen zvolna. Na počátku 20. stol. však zvítězila na celém světě a stále se zdokonaluje. To znamená, že se těží ropnými vrty a na povrch je ropa vytlačována samočinně nebo pumpami. Když se dostane na povrch, může být řídká jako benzin nebo i hustá jako dehet. To závisí na jejím chemickém složení, které se různí ložisko od ložiska. Více jak 95% surové ropy je tzv. ropa lehká s hustotou 0,82 až 0,86 gramů na centimetr krychlový. Vrtá se v hloubkách 3 000 - 5 000 m a zkoušejí se ještě hlubší vrty. Zatím nejhlubší vrty dosahují hlouběji než devět kilometrů. Ropa se těží i pod mořem, např. u Baku je 200 ropných věží v moři (dnes čerpá ropu z podmořských ložisek více než 40 zemí světa). Z ložiska se dá získat až 80% veškeré ropy, jenže za nepříznivých podmínek to také může být procent nula. V průměru se získává 35%, což znamená, že většina ropy zůstává po vytěžení ložiska v zemi bez šance na využití. Získat více ropy z vrtu lze také vháněním vody nebo plynu do ložiska. Při tepelných metodách těžby se pod zem vhání pára nebo chemikálie - tím se sníží hustota ropy, která se pak snadněji pohybuje póry hornin. Tyto metody jsou samozřejmě drahé. Kromě toho volbu těžební metody ovlivňuje cena ropy na trhu. Pokud ceny stoupají, je možno těžit pomocí dražší technologie i z míst, odkud by se těžba jednoduššími metodami vůbec nevyplatila nebo vůbec nedala těžit. Naopak snižování cen ropy na trzích může vést i k uzavírání dosud rentabilních ložisek, a tím prakticky ke snižování množství ropy, které lze vytěžit.Nejdražší je ovšem těžba ropy pod mořem. Průměrná cena ropného vrtu do hloubky moře 200 metrů je 5 - 8 milionů USD, to je desetkrát více, než stojí vrt na pevnině. A v podmořské hloubce 1 500 metrů vyjde jeden ropný vrt na 40 - 50 milionů USD. Přesto se podmořská těžba zatím ropným mocnostem bohatě vyplatí.
Zpracování, výrobky
Vytěžená ropa se nejdříve zbavuje hrubých příměsí (písku) a vody. Potom se zpracovává metodou frakční destilace, která probíhá v průmyslových destilačních kolonách (rafinériích). Během frakční destilace se na základě rozdílné teploty varu oddělují v destilační koloně směsi uhlovodíků s blízkou teplotou varu - frakce. Frakční destilací ropy se získávají:
 |
 |
Doprava, ropné havárie
Aby se však toto všechno mohlo vyrábět, ropa se do rafinérií musí nejdříve dopravit. Nejjednodušším řešením je postavit rafinérii hned u zdroje. To ale vždy nejde. Z ropných věží v moři se ropa dopravuje tankery do přístavů, kde se zpracovává, nebo se dále dopravuje ropovody stejně jako ropa těžená na souši. Může ale stát, že tanker narazí na skalisko a začne se potápět. Ropa zbylá v tankeru se musí rychle zachytit a zajistit. Stávají se nehody i na vrtných plošinách. K tomuto účelu jsou secvičené speciální týmy, připravené v případě havárie okamžitě zasáhnout, protože jinak utvoří ropa na hladině souvislou vrstvu a už je na světě ekologická katastrofa. Voda se nemůže okysličovat a neproniká pod hladinu světlo. Pak dochází k úhynu mořského ptactva a mořských živočichů. Takováto vrstva také snadno hoří. V roce 1989 například narazil tanker Exxon Valdez na podmořský útes v průlivu Prince Williama u pobřeží Aljašky. Do moře se vylilo kolem 240 000 barelů ropy. Během několika týdnů pokryly ropné skvrny tisíc šest set kilometrů pobřeží. Takové katastrofy však zastírají skutečnost, že znečištění ropou v mořích je rovněž způsobeno vypouštěním ropných produktů do řek nebo přímo do moří z pobřežních továren a závodů. Jedním z důležitých ropných produktů je i benzin. Avšak i jeho používání způsobuje znečištění ovzduší v mnoha městech. Výfukové plyny z automobilů a ostatních motorů spalujících benzin nebo naftu obsahují jedovaté plyny, jako je oxid uhelnatý, nespálené uhlovodíky, oxidy dusíku a olovo. Některé z těchto škodlivých látek reagují se slunečním světlem a vytvářejí fotochemický smog, který visí nad mnoha městy (např. nad Los Angeles a Mexiko City). Když se smísí v mracích oxidy dusíku s kapkami vody, vzniká kyselý déšť, který znečišťuje řeky a jezera a ničí lesy. Proto se v součastné době vyrábí bezolovnatý benzin a auta jsou vybavena katalyzátory, které mění škodlivé plyny na méně škodlivé.
Producenti
Koncem 80. let 20. století představovalo patnáct republik bývalého Sovětského svazu největšího světového producenta ropy. Jejich celková produkce činila kolem 18% světové těžby. Z těchto republik je největším producentem Rusko, ačkoliv Ázerbajdžán, Kazachstán, Kirgizie, Tádžikistán, Turkmenistán, Ukrajina a Uzbekistán těží ropu také. Druhým největším producentem jsou USA, které spolu s Kanadou vytěžily v roce 1990 téměř 16% celkové produkce. Následují je Saudská Arábie, Írán, Mexiko, Čína, Venezuela, Irák a Británie. Těžba se mění podle poptávky. Světová recese počátkem 90. let tohoto století vedla k velkému propadu produkce. Vedoucími producenty zemního plynu jsou rovněž republiky bývalého Sovětského svazu, zvláště Rusko, následované USA, Holandskem a Kanadou. Dalšími důležitými producenty jsou Británie, Norsko a Rumunsko. Právě Británie neměla dříve žádné zásoby a veškerou ropu musela dovážet. Pak ale našla ropu v šelfových oblastech a stala se jedním z největších producentů.
Ropná politika
Velmi brzy začala těžba ropy ovlivňovat mezinárodní vztahy. Rozvojové země bohaté na ropu začaly vyvíjet zvýšený politický tlak skrze "Organizaci zemí exportující ropu" (OPEC Organization of Petroleum Exporting Countries). OPEC byla ustanovena v roce 1960 Íránem, Irákem, Kuvajtem, Saudskou Arábií a Venezuelou. Dále se k této organizaci připojily Alžírsko, Ekvádor, Gabun, Indonésie Libye Nigérie, Katar a Spojené arabské emiráty. To všechno byly rovněž rozvojové země. Uprostřed 70. let tohoto století většina zemí na Středním východě buď vlastnila nebo kontrolovala svůj ropný průmysl a hodlala pomocí organizace OPEC zavést "Nový mezinárodní ekonomický pořádek", který by rozvojovým zemím zajistil mnohem větší vliv na světové záležitosti. Politika zemí OPEC způsobila zemím dovážejícím ropu značné problémy a vytvořila nedostatek paliva. Ale již počátkem osmdesátých let tohoto století mnohé rozvinuté země zvýšily svoji těžbu a zavedly úsporná opatření. Tato politika v kombinaci se světovou recesí vedla k poklesu poptávky po dovozu ropy a ceny ropy tudíž klesly.
Ropa je velice důležitá pro rozvoj průmyslu a toho využily státy, na jejichž území se ropa těží. Některé rozvojové země využily příjmů z exportu na financování veřejně prospěšných projektů (budování škol a zvyšování životní úrovně obyvatelstva). Několik zemí investovalo do vývojových projektů, jako jsou nákladné závody na odsolování mořské vody v Saudské Arábii a "projekt velké umělé řeky" v Libyi, který zahrnuje navrtání obrovské zásoby vody nacházející se pod Saharou a její dopravu pomocí potrubí na pobřeží Středozemního moře. Protože je ropa takto důležitá, hrála roli také v několika ropných konfliktech, včetně konfliktu Iráku s Kuvajtem - V roce 1990 Irák tvrdil, že Kuvajt těží ropu , která patří právě jemu, a že prodejem většího podílu ropy než činila kvóta podle OPEC pomohl snížit její cenu. Kvůli těmto a ještě dalším důvodům napadl v srpnu roku 1990 Kuvajt, ale byl odsud vyhnán vojenským sborem OSN v roce 1991. Irák vypustil ropu do Perského zálivu a vytvořil tím obrovské ropné skvrny. Irácká vojska rovněž zapálila 1/2 kuvajtských ropných vrtů.
Výhled
Bez ohledu na nové objevy je jasné, že fosilní paliva nejsou nevyčerpatelná. a také, že zejména ropa se spotřebovává mnohem větší rychlostí. než s jakou se v přírodě vytváří. Poptávka po ropě neustále roste, nehledě na vyšší ceny a zmenšující se zásoby. Vyhlídky však nejsou tak chmurné, jak se může zdát. Někteří odborníci odhadli, že ověřené zásoby ropy reprezentují jen jednu třetinu skutečných zásob skrytých pod zemí. Pomocí nových technologií bude možné podstatně zvýšit odhad zásob, které lze ekonomicky těžit. Počátkem 90. let tohoto století američtí vědci vyvinuli techniku zvanou "chemické zaplavování", která umožňuje získávat ropu z existujících nalezišť. Tato technika spočívá ve vyplavení ropy z hornin použitím chemikálie podobné saponátu. Používání této techniky bylo v minulosti omezeno pro vysokou cenu této chemikálie. Vědci ale nyní tvrdí, že nalezli levný proces, který využívá vedlejších produktů vznikajících při výrobě papíru. Vědci se domnívají, že díky této technice se mohou zvýšit potenciální zásoby USA téměř šestinásobně. Také podzemními výbuchy lze zvýšit hranici, která určuje množství ropy vyčerpatelné z vrtu. Podzemními výbuchy se totiž rozvolňuje hornina, jejíž dutinky jsou naplněny ropou, a ta může lépe téci k čerpacímu vrtu. Ostatní zdroje ropy zahrnují asfaltové písky, což jsou horniny nasycené lepkavou ropou. Získávání ropy z těchto písků je však velmi nákladné. Jiným zdrojem ropy je skupina hornin zvaná břidlice, které jsou bohaté na látku zvanou kerogen, z níž lze získávat volnou ropu.
Vyčerpání ropných zásob se tedy lidstvo nevyhne. Můžeme ho alespoň oddálit? "Jistě", říkají mnozí odborníci s úsměvem, "přece snížením spotřeby". Je ovšem celkem jisté, že by se jim například většinu motoristů přesvědčit nepodařilo.
Nové objevy a nové technologie znamenají naději pro budoucnost: používání alternativních zdrojů energie ve větší míře je jediným dlouhodobým řešením energetické krize, způsobené vyčerpáním fosilních paliv. K alternativním zdrojům patří sluneční energie, větrná a vodní energie, chemická energie, ale také energie atomová. Dokud takové alternativní formy nebudou k dispozici, je životně důležité šetření s existujícími zásobami a jejich smysluplné využívání.
Zajímavosti
Připočítávat k světovým zásobám i ještě neobjevenou ropu by nemuselo být vůbec naivní. Musela by se ovšem psát 50. léta 20. století.
Na začátku 40. let byly ověřené světové zásoby 600 miliard barelů. Od roku 1945 do konce 60. let rostly světové zásoby ropy každoročně o 35 miliard barelů, protože byla objevena nová ložiska na Středním východě. Počátkem 80.let se spotřeba ropy pohybovala okolo 20 miliard barelů, na konci 90. let již okolo 25 miliard barelů a odhad pro rok 2020 je 35 miliard barelů.
Zásoby ropy v mld. barelů (1 barel = 159 litrů)
|
Celkové světové zásoby
|
Ověřené zásoby
|
Očekávané zásoby*
|
Zásoby z dosud neobjevených ložisek
|
|
2850-3900
|
1007
|
1200-1300
|
600
|
* - zásoby z nalezených, ale ještě neprozkoumaných ložisek
Zemní plyn je možno použít k topení a svícení, ale též k dalšímu chemickému zpracování. Je to levné a přitom kvalitní palivo, jež se snadno dopravuje plynovody na velké vzdálenosti.
Použitá literatura:
Vytvořeno dne 25.1.2001
 |
|
na úvodní stránku Filipa Sellnera
|