Из чего сделано масло: Как делается сливочное масло, технология изготовления

Различные типы углеводородов в нефти являются причиной того, что при переработке барреля нефти образуется так много различных типов жидкого ископаемого топлива и масел.Категории и типы углеводородов являются причиной того, что существует так много других типов продуктов на основе нефти. Углеводороды в бочке с маслом являются причиной того, что у нас есть синтетика, такая как пластик, стекловолокно, углеродное волокно, резина, воск (мелки), полиэстер, ламинат, косметика и т. Д.

Почти все синтетическое является продуктом углеводородов ископаемого топлива. Углеводороды в бочке с маслом составляют химическую конструкцию всего, от фармацевтических препаратов, антигистаминных препаратов, губной помады, зубных протезов, воздушных шаров до брикетов древесного угля.

Мысленный эксперимент по важности углеводородов

Один из способов исследовать огромную роль углеводородов из сырой нефти в нашей жизни — это подумать о том, чего бы не хватало в игре в футбол, если бы ископаемые углеводороды исчезли. Без углеводородов не было бы шлемов, козырьков, свитеров, наплечников, каппы, бандажей, брюк или обуви. Искусственный газон изготавливается из углеводородов, содержащихся в масле. Как и спортивная лента. Так и глаз черный.Другими словами, без углеводородов в футбол играли бы в носках.

Углеводороды — самый важный товар в постиндустриальном мире.

Что такое углеводороды?

Простой ответ на вопрос: «Что такое сырая нефть?» — ответ — углеводороды, — возникает другой вопрос: «Что такое углеводороды?» Как следует из названия, углеводороды — это молекулы, состоящие из углеродных и водородных связей и цепочек.

Какие первичные углеводороды содержатся в сырой нефти?

Есть простой ответ: «Что такое нефть?» Есть столь же простой ответ на вопрос: «Что такое углеводороды?» Но вопрос, «какие углеводороды содержатся в сырой нефти», менее очевиден.В то время как ценными компонентами сырой нефти являются углеводороды, ученые даже не полностью знают, какие углеводороды содержатся в сырой нефти. Таким образом, любой ответ на этот вопрос обязательно будет неполным.

Существуют не только разные типы углеводородов, каждый тип углеводородов имеет разную плотность энергии. Поскольку каждый тип углеводорода имеет разную плотность энергии, каждый тип углеводорода в барреле сырой нефти имеет разную денежную стоимость. Это означает, что разные категории и типы углеводородов имеют разные цены.

Причина, по которой в сырой нефти содержится так много разных типов углеводородов — теоретически почти неограниченное количество, — потому что существует почти неограниченное количество различных способов соединения углерода и водорода с образованием углеводородных молекул и молекулярных цепочек.

Виды сырой нефти

Поскольку существуют разные типы углеводородов, и эти углеводороды находятся в разных соотношениях в сырой нефти, обнаруженной в разных регионах мира, существуют также разные виды нефти.

«Из-за различий в составе корреляции, полученные на основе региональных образцов, преимущественно одного химического основания, могут не дать удовлетворительных результатов при применении к сырой нефти из других регионов», — поясняет PetroWiki.com

Существует три основных вида сырой нефти: легкая, средняя и тяжелая. Три основных вида сырой нефти можно различить не только по химическому составу, но и по внешнему виду и вязкости. Легкая сырая нефть «течет плавно и обычно имеет светло-золотистый оттенок.«Тяжелая сырая нефть а,« темного цвета, очень вязкая и липкая на ощупь ».

Типы сырой нефти обычно объединяются в группы в зависимости от региона, из которого они взяты. Это означает, что существуют сотни видов сырой нефти, потому что каждый баррель сырой нефти из каждой скважины в каждом регионе Земли отличается. Тем не менее, чтобы упростить категоризацию сырой нефти, исторически отслеживалось всего несколько десятков типов.

Существует всего пять типов сырой нефти, которые общепризнаны в нефтяной промышленности: Boscan, Maya, Arabian Light, West Texas Intermediate и Bass Straight.Все остальные типы сырой нефти обычно подпадают под спецификацию одного из этих пяти типов.

Хотя существуют разные виды сырой нефти, большинство типов сырой нефти имеют относительно схожий состав углерода и водорода. «Независимо от вариаций, однако, почти вся сырая нефть содержит от 82 до 87 процентов углерода по весу и от 12 до 15 процентов водорода по весу», — согласно Encyclopedia Britannica. «Эти элементы образуют большое количество сложных молекулярных структур, некоторые из которых невозможно легко идентифицировать.”

Это то, как водород и углерод объединяются, чтобы образовать молекулы топлива и молекулярные цепочки, которые определяют типы углеводородов в сырой нефти. И различия в типах сырой нефти приводят к одному и тому же вопросу: «Какие углеводороды содержатся в сырой нефти?»

Почему различаются типы углеводородов в сырой нефти?

В естественном состоянии сырая нефть представляет собой жидкость, топливо, которое является продуктом трех компонентов: биоматериала, тепла и давления. Oilprice.com объясняет,

«Большая часть нефти, которую мы добываем сегодня, поступает из остатков доисторических водорослей и зоопланктона, остатки которых осели на дне океана или озера.Со временем этот органический материал соединился с грязью, а затем был нагрет до высоких температур под давлением, создаваемым тяжелыми слоями отложений. Этот процесс, известный как диагенез, изменяет химический состав сначала на воскообразное соединение, называемое керогеном, а затем, при повышенном нагревании, в жидкость посредством процесса, называемого катагенезом ».

Различные типы биоматериалов — ткани растений или животных — подвергаются воздействию разного количества тепла и давления, вследствие того, что они находятся под землей и отложениями, что приводит к невероятному разнообразию различных типов углеводородов.

Процентное содержание различных категорий углеводородов в сырой нефти

Количество углерода и водорода в сырой нефти не сильно меняется от одного барреля нефти к другому. С другой стороны, процентное содержание различных типов углеводородов сильно различается. В бочке с нефтью присутствуют четыре категории цепей углеводородных молекул: алканы, нафтены, ароматические углеводороды и алифатические соединения. Именно с этими четырьмя углеводородными молекулярными цепями сырая нефть различается больше всего.

• • Алканы составляют в среднем 30% барреля нефти, но диапазон колеблется от 15% до 60%.
  • Нафтены составляют около 49% барреля нефти, но диапазон колеблется от 30% до 60%.
  • Ароматические углеводороды составляют в среднем 15% барреля масла, но состав может варьироваться от 3% до 30%
  • Асфальт в среднем составляет около 6% от состава барреля нефти.

Четыре основных типа углеводородов имеют подтипы, поэтому в одном барреле нефти содержатся тысячи различных углеводородов. Но эти четыре категории относительно одинаковы — по всем направлениям — для всей сырой нефти.

Значение различий в углеводородных цепях и молекулах

Чем больше количество атомов углерода по отношению к атомам водорода, тем тяжелее атом углеводорода. Причина в том, что чем выше соотношение углерода и водорода, тем больше удельная энергия топлива. Топливо с низкой плотностью энергии, такое как природный газ (метан) и пропан, обычно является газовым топливом. Ископаемое топливо, содержащееся в сырой нефти, имеет более высокое отношение углерода к водороду, чем газовое топливо, и, следовательно, имеет более высокую плотность энергии и находится в жидкой форме.

Сколько различных видов ископаемого топлива содержится в сырой нефти?

Поскольку невозможно учесть каждый тип углеводородов, содержащихся в барреле сырой нефти, более простой способ спросить, из чего состоит сырая нефть, — это спросить, какие ископаемые виды топлива содержатся в сырой нефти. Поскольку все углеводороды, содержащиеся в сырой нефти, технически являются ископаемыми видами топлива, вопрос возникает, потому что мы действительно не знаем ответа.

Однако, разделив баррель нефти на известные нам типы ископаемого топлива, легче понять, что — по сути — содержит баррель нефти.

Согласно EPA, в среднем баррель нефти состоит из 22 процентов бензина, 11 процентов дистиллята со сверхнизким содержанием серы (дизельное топливо), 4 процентов реактивного топлива (керосин), 1 процент мазута (бункерного топлива), 1 процент высокосернистого дистиллята (топочный мазут) и 6 процентов барреля нефти составляют другие продукты.

Из каких углеводородов состоят различные виды ископаемого топлива?

Опять же, комбинации углеводородов определяют тип жидкого ископаемого топлива, газа или твердого вещества (уголь), которым является нефтепродукт.

Бензин, например, представляет собой примерно 21% циклического гексана, 17% изооктана, 16% изопентана, 16% этилбензола, 15% толуола, 12% н-декана, 3% нафталина и всех других <1%.

Дизель содержит другие типы углеводородов, чем бензин: «Если также учитывать структурный анализ, можно найти среднюю молекулярную формулу (то есть с полным числом атомов и типичной длиной углеродной цепи, как C11h31, или C12h33, или C12h36. , или C13h36, или C14h40; додекан и тридекан — самые обычные суррогаты).”

Мазут, мазут (бункерное топливо), топливо для реактивных двигателей (керосин), природный газ (метан), пропан и т. Д. Состоят из различных типов углеводородов.

Какое ископаемое топливо является самым ценным?

Есть несколько способов оценки углеводородов ископаемого топлива. Один из способов — просто взять рыночную стоимость определенного вида ископаемого топлива и сравнить ее с остальными. В этом случае керосин, вероятно, является самым ценным, за ним следует конгломерат других углеводородов в бочке с маслом, которые используются для производства таких вещей, как пластмассы и косметика.Дизельное топливо с низким содержанием серы и бензин находятся где-то в середине ценового диапазона. Внизу — топочный мазут, мазут и жидкие углеводородные газы — например, сжиженный природный газ и пропан.

Но с точки зрения энергетического потенциала наиболее ценными являются дизельное топливо, отопление, мазут и керосин. Хотя бензин занимает наибольшую долю на рынке ископаемого топлива, он является относительно неэффективным ископаемым топливом в массовом масштабе. Бензин не обладает высоким энергетическим потенциалом по сравнению со многими другими ископаемыми видами топлива, содержащимися в барреле сырой нефти.

Какие ископаемые виды топлива в сырой нефти имеют самую высокую плотность топлива?

Ископаемые виды топлива с самой высокой плотностью — мазут, керосин, антрацитовый уголь и дизельное топливо. В среднем диапазоне находятся бензин с различным октановым числом, а также низкосортные угли. Наименее плотное ископаемое топливо — это ископаемое топливо, которое представляет собой газы, такие как метан и пропан.

Какие углеводороды из ископаемого топлива в сырой нефти являются наиболее загрязняющими?

Существует заблуждение, что топливо с наибольшей плотностью — то есть с высоким отношением углерода к водороду — загрязняет больше всего.И по шкале громкости они это делают. Но это не означает, что виды топлива с высокой плотностью энергии являются более серьезными загрязнителями. Причина, по которой низкоэнергетические виды топлива, такие как бензин и газовое топливо, на самом деле являются более серьезными загрязнителями, заключается в том, что больше низкоэнергетического топлива должно сгореть, прежде чем будет произведено необходимое количество энергии.

В качестве примера возьмем дизельное топливо и газ. Хотя дизельное топливо производит немного более высокие выбросы по шкале объема, автомобиль с дизельным двигателем перемещается на 25-35% дальше, чем газовый двигатель. Другими словами, если галлон дизельного топлива производит на 5% больше выбросов, чем галлон дизельного топлива, но бензиновому двигателю требуется на 30% больше топлива, чтобы проехать такое же расстояние, это означает, что в ходе поездки бензиновый двигатель будет производить гораздо больше. выбросов больше, чем у дизельного двигателя.

Короче говоря, ценность сырой нефти заключается в углеводородах. Но не все углеводороды одинаковы. Из чего сделана сырая нефть? Сырая нефть представляет собой смесь углеводородов с высокой и низкой стоимостью.

Таинственное происхождение и поставка нефти

Он управляет современным обществом и разжигает серьезную политическую напряженность. Но откуда на самом деле масло и сколько осталось? Огромные возможности могут вас удивить.

Природа превращала мертвую жизнь в черное золото в течение миллионов лет, используя лишь тепло, давление и время, говорят нам ученые.

Но с учетом того, что в этом году цены на газ в Соединенных Штатах выросли более чем на 1 доллар за галлон, а некоторые эксперты предсказывают, что конец нефти близок, ученые до сих пор не знают наверняка, откуда берется нефть, сколько времени потребовалось для ее производства, или сколько там.

Так называемое ископаемое топливо, нефть, по мнению большинства ученых, представляет собой преобразованные останки давно умерших организмов. Считается, что большая часть нефти поступает из окаменелостей растений и крошечных морских организмов. Более крупные животные также могут внести свой вклад.

«Даже некоторые динозавры могли быть замешаны в этом», — говорит Уильям Томас, геолог из Университета Кентукки. «[Хотя] я думаю, что это будет довольно редкий и очень маленький и незначительный вклад».

Но другая теория утверждает, что с самого начала на Земле было больше нефти, чем было произведено мертвыми животными, но мы еще не обнаружили ее.

Как это работает

Согласно ведущей теории, мертвый органический материал накапливается на дне океанов, речных руслах или болотах, смешиваясь с илом и песком.Со временем наверху накапливается больше отложений, и в результате тепло и давление превращают органический слой в темное воскообразное вещество, известное как кероген.

Оставленные в покое, молекулы керогена в конечном итоге трескаются, распадаясь на более короткие и легкие молекулы, состоящие почти исключительно из атомов углерода и водорода. В зависимости от того, насколько жидкой или газообразной является эта смесь, она превратится либо в нефть, либо в природный газ.

Итак, сколько времени занимает этот процесс?

Ученые не совсем уверены, но полагают, что это, вероятно, порядка сотен тысяч лет.

«Это определенно не мгновенный процесс», — сказал Томас Live Science. «Скорость, с которой образуется нефть, не будет решением проблемы наших запасов нефти».

Последнее напоминание США о своей нефтяной зависимости произошло, когда ураганы Катрина и Рита обрушились на Мексиканский залив, где расположено большинство нефтяных платформ и нефтеперерабатывающих заводов страны. Многие аналитики предсказывали, что цены на газ вырастут до 4-5 долларов за галлон, но опасения оказались преувеличенными.Многие сооружения получили лишь скользящие удары и вскоре после этого снова заработали.

СПЕЦИАЛЬНЫЙ ОТЧЕТ «Не ограничиваясь нефтью»

Тем не менее, по данным Американской автомобильной ассоциации, средняя цена на обычный бензин по стране в настоящее время составляет около 2,94 доллара за галлон. В начале года это было 1,77 доллара.

Альтернативный источник

Идея о том, что нефть образуется из мертвого органического вещества, известна как «биогенная теория» образования нефти и была впервые предложена российским ученым почти 250 лет назад.

Однако в 1950-х годах некоторые российские ученые начали подвергать сомнению эту традиционную точку зрения и вместо этого предположили, что нефть может естественным образом образовываться глубоко внутри Земли.

Согласно одной из гипотез, эта так называемая «абиогенная» нефть может просачиваться вверх через трещины, образованные ударами астероидов, с образованием подземных бассейнов. Некоторые геологи предлагают исследовать древние ударные кратеры в поисках нефти.

Абиогенные источники нефти обнаружены, но никогда в коммерчески выгодных количествах.По словам Ларри Нэйшна из Американской ассоциации геологов-нефтяников, споры не касаются того, существуют ли естественные запасы нефти. Дело в том, сколько они вносят в общие запасы Земли и сколько времени и усилий геологи должны посвятить их поиску.

Если окажется, что абиогенных источников нефти действительно много, это будет означать, что Земля содержит огромные запасы неиспользованной нефти, и, поскольку другие скалистые объекты сформированы из того же сырья, что и Земля, эта сырая нефть может существовать на других планетах или лунах в солнечная система, говорят ученые.

Для обоих процессов производства нефти, вероятно, потребуются тысячи лет. Даже если Земля действительно содержит гораздо больше нефти, чем думают в настоящее время, неизбежно, что в один прекрасный день запасы нефти будут исчерпаны. Однако ученые резко расходятся во мнениях относительно того, когда это произойдет. Некоторые говорят, что глобальный кризис может начаться, как только спрос превысит предложение, и эта вероятность может быть измерена годами, а не десятилетиями, утверждают некоторые аналитики.

Химия жизни: откуда берется нефть

Примечание редактора: В этой периодической серии статей рассматриваются важные вещи в нашей жизни и химический состав, из которого они сделаны.

Считается, что нефть, являющаяся источником жизненной силы современного транспорта в США, началась с остатков крошечных организмов, которые жили миллионы лет назад, но точное химическое преобразование несколько загадочно. Новое исследование посвящено роли микроорганизмов, обитающих в глубоких темных недрах Земли.

Меньшая часть ученых утверждает обратное, но большинство геологов считают, что нефть, которую мы выкачиваем из земли (а затем перерабатываем в бензин и другое топливо), происходит преимущественно из окаменелостей морских организмов, таких как водоросли и планктон.

«Есть много свидетельств в пользу биогенного происхождения», — сказал Эверетт Шок, биогеохимик из Университета штата Аризона. «Некоторые молекулы нефти, например, напоминают липиды, обнаруженные в мембранах бактериальных клеток».

В то время как большая часть мертвого материала в океане перерабатывается бактериями, липиды — это твердые, жироподобные молекулы, которые «наименее желательны для употребления в пищу», — сказал Шок. Обычно они уходят вверх и падают на морское дно, где оказываются погребенными под слоями отложений и в конечном итоге превращаются в нефть.

Как только органические останки погребены в скалах, большинство ученых полагают, что биология заканчивается, а геология берет верх. Однако экспедиции по глубокому бурению в последние несколько десятилетий обнаружили бактерии, живущие на тысячи футов ниже поверхности, на тех же глубинах, где образуется нефть.

«Участвуют ли эти микроорганизмы непосредственно в реакциях, превращающих органический материал в нефть?» спросил Шок.

Он возглавляет исследовательскую группу, финансируемую Национальным научным фондом, целью которой является выяснить, чем могут жить эти глубоко обитающие микробы и какое влияние они могут иметь на химический состав нефти.

Масляная батарея

Даже если остается некоторая неопределенность относительно точного химического пути к маслу, отправная точка не вызывает сомнений.

«Конечным источником энергии является солнце, а нефть — всего лишь« аккумулятор », — сказал Барри Кац, научный сотрудник Chevron.

Растения и некоторые бактерии используют солнечный свет для преобразования углекислого газа в сахар. Эта накопленная химическая энергия передается по пищевой цепочке, и некоторые «крошки» оказываются похороненными под землей.

Оказавшись там, этот органический материал превращается под действием тепла и давления в сложную смесь, называемую керогеном. В зависимости от исходных ингредиентов и геологических условий, кероген может производить уголь (твердое богатое углеродом топливо, получаемое в основном из древесных растений) или углеводороды (относительно богатое водородом вещество, которое поступает из водорослей и различных частей растений, содержащих липиды).

Углеводороды обычно представляют собой длинные цепочки атомов углерода и водорода. Меньшие молекулы углеводородов (таких как метан, пропан и бутан) находятся в природном газе.Более крупные углеводороды (такие как гексан и октан) составляют нефть.

Как уже упоминалось, определенные типы керогена будут образовывать и выделять углеводороды — обычно, когда температура поднимается выше 212 градусов по Фаренгейту (100 градусов Цельсия).

«Это очень неэффективный процесс», — сказал Кац. «Менее 1 процента органического материала, растущего в океане, становится углеводородами».

Даже когда масло образуется, оно не всегда сохраняется. Некоторые из них мигрируют на поверхность, где маслобойные микробы поглощают их лучшие части (создавая так называемые битуминозные пески).Чтобы этого не произошло, должна существовать геологическая формация, которая может улавливать нефть в резервуаре.

«Зарядка» этой масляной батареи может занять от 1 миллиона до 1 миллиарда лет, при этом возраст большей части нефти, которую мы используем, составляет около 100 миллионов лет.

Утечка энергии

Химически накопленная солнечная энергия сводится на нет долгим и сложным процессом образования нефти.

«Нефть в земле находится в низкоэнергетическом состоянии», — сказал Шок LiveScience .«Он становится энергичным только тогда, когда мы поднимаем его на поверхность и вводим в кислородную атмосферу».

Пониженный энергетический потенциал захороненного органического материала вызывает вопрос: на чем выживают глубинные микробы?

«Мы не знаем, что они делают», — сказал Шок. «Мы только что познакомились с ними».

Одна из возможностей состоит в том, что они поедают небольшие побочные органические продукты, которые выводятся из керогена одновременно с углеводородами. Другая возможность заключается в том, что эти здоровые насекомые активно помогают катализировать реакции, которые создают масло и отводят немного оставшейся энергии для себя.

Моделирование на высокой скорости

Команда Шока планирует создать нефть в лаборатории, чтобы посмотреть, есть ли какой-либо аспект процесса, который может поддерживать бактерии.

Это не первый случай, когда ученые моделируют естественное образование нефти. Чтобы ускорить процесс приготовления, исследователи обычно повышают температуру до нескольких сотен градусов по Цельсию.

«Никто не хочет ждать окончания эксперимента около 10 миллионов лет», — сказал Шок.

Предполагается, что одни и те же реакции происходят как при высоких, так и при низких температурах, но никто не может точно сказать, что это так.

«Примечательно, что мы так зависимы от нефти, и все же мы действительно не понимаем, как она производится во всех ее кровавых деталях», — сказал Шок.

Возможно, эти подземные микробы помогут восполнить недостающие части.

Что такое масло?

Что такое масло?

Что такое масло? Вместе с природным газом он составляет нефть, что в переводе с латыни означает «каменная нефть».Нефть — это в основном смесь природных органических соединений из недр земли, которые содержат в основном водород, углерод и кислород. Когда нефть выходит прямо из-под земли в виде жидкости, ее называют сырой нефтью, если она темная и вязкая, и конденсатом, если она прозрачная и летучая. В твердом состоянии — это асфальт, в полутвердом — гудрон. Существует также природный газ, который может быть связан с нефтью или найден отдельно.

Сырая нефть бывает разных форм. Обычно это черный цвет, но нередки зеленые, красные или коричневые масла.Жидкие и летучие масла называют «легкими», а густые и вязкие — «тяжелыми». Легкие нефтепродукты имеют плотность в градусах API от 30 до 40 градусов, что означает, что плотность намного меньше 1,0 г / куб. Эти масла легко плавают на воде. Напротив, некоторые тяжелые нефти имеют плотность API менее 12 градусов и настолько плотны, что тонут, а не плавают в воде.

Большинство масел представляют собой смеси многих различных соединений, большинство из которых являются углеводородами. В нефти есть четыре основных углеводородных группы.Насыщенные углеводороды представляют собой углеводороды, состоящие из прямых цепочек атомов углерода. Ароматические углеводороды — это углеводороды, состоящие из углеродных колец. Асфлатены представляют собой сложные полицилические углеводороды, которые содержат множество сложных углеродных колец, а соединения NSO в основном состоят из азота, серы и кислорода.

В большинстве масел насыщенная фракция является самой большой и состоит из двух подгрупп, называемых парафинами и изопреноидами. Парафины представляют собой простые углеводороды с прямой цепью, тогда как изопреноиды представляют собой углеводородные цепи с разветвлениями.Воски представляют собой длинноцепочечные парафины, твердые при температуре поверхности и могут содержать до 50 атомов углерода. Восковые масла имеют тенденцию к густоте и вязкости, тогда как ароматические масла имеют тенденцию быть легкими и летучими.

Нефть в древности называлась битумом, и человечество на протяжении веков совершенно не понимало, из чего сделан битум и откуда он взялся. В древности возникли две идеи, объясняющие состав и происхождение битума. Один считал, что битум неорганический и не имеет отношения к живым существам, в то время как другой предполагал, что он каким-то образом образовался из некогда существовавших растений или животных.

Древнегреческий философ Аристотель учил, что все, что мы касаемся или чувствуем, состоит из основных элементов земли, воздуха, огня и воды. Эти элементы никогда не встречаются в чистом виде и состоят из загадочной матрицы, наполненной свойствами теплого и сухого или противоположными свойствами холода и влаги. Земля была сухой и холодной, воздух влажным и горячим, огонь сухим и горячим, а вода влажной и холодной.

Аристотель считал, что камни, руды и окаменелости образуются в виде отложений из выделений глубоко в недрах земли, которые заключены в порах и трещинах.Влажный выдох дает металлы, сухой — камни. Последователи Аристотеля предположили, что неприятный запах, связанный с большинством битумов, указывал на то, что это была форма жидкой серы, соединения, которое они приписывали сухим выдохам.

В эпоху Возрождения были разработаны две теории происхождения нефти. Более популярный был предложен Агриколой, немецким врачом, который согласился с Аристотелем и написал в 1546 году в учебнике по горному делу и минералам, что битум образуется из выделений серы глубоко под землей.Напротив, другой немецкий врач Либавиус в 1599 году в учебнике химии предположил, что битум может образовываться из смол древних деревьев.

Лео Лескеру, отец палеоботаники, в 1866 году решил, что нефть в Пенсильвании образуется из морских водорослей в девонских сланцах, почти так же, как уголь образуется из наземных растений. Позже Андерсон и Арнольд убедительно утверждали в бюллетене Геологической службы США за 1907 год, что единственным возможным источником нефти с месторождения Санта-Мария в Калифорнии были микроскопические ископаемые растения, называемые диатомовыми водорослями, обнаруженные в богатых органикой сланцах миоценовой формации Монтерей.Другой бюллетень Кларка в 1916 году продемонстрировал, что масла Санта-Мария были химически похожи на органические остатки монтерейских диатомовых водорослей и, следовательно, несомненно, были получены из них.

Большинство геологов сегодня согласны с тем, что сырая нефть образуется более миллиона лет из останков крошечных водных растений и животных, которые подвергаются комбинированному воздействию времени и температуры. Другими словами, масло образуется из органических веществ, которые либо «варятся» глубоко под землей в течение длительных периодов времени при низких температурах, либо «варятся» в течение коротких периодов времени при высоких температурах.

Ископаемое органическое вещество называется керогеном, а богатые серой керогены образуют нефть раньше и при более низких температурах, чем другие типы органических веществ. Это потому, что атомные связи между углеродом и серой разрушаются намного легче, чем углерод-кислородные связи. Кероген в формации Монтерей, основной нефтематеринской породе округа Керн, откладывался в бедных кислородом глубоководных водах океана, что способствовало образованию серы. Таким образом, богатые органическими веществами сланцы Монтерей генерируют нефть легче, чем другие нефтематеринские породы.Обратной стороной является то, что масла с высоким содержанием серы труднее перерабатывать и, следовательно, не так ценны, как другие масла.

Большая часть сырой нефти образуется из одноклеточных растений и животных, называемых планктоном, которые плавают на поверхности древних океанов. Когда эти организмы умирали, они осели на дне океана и были покрыты грязью. Если ил не содержал достаточно кислорода для разложения мягких частей этих организмов, то органический материал превращался в кероген. Если остается достаточно керогена, он может позже превратиться в масло.

Кероген в формации Монтерей получают в основном из диатомовых водорослей, которые представляют собой одноклеточные планктонные растения с микроскопическими оболочками из кремнезема. Таким образом, некоторые богатые органическими веществами сланцы Монтерей также называют диатомовыми сланцами. Другие типы планктона, а также бактерии, которые питаются разлагающимся планктоном, составляют большую часть керогена во многих нефтематеринских породах, которые важны для других частей мира. Диатомовые водоросли и другие формы морского планктона, как правило, образуют так называемый кероген типа II.

Некоторые масла, образованные из неморских водорослей и бактерий, которые росли в древних озерах. Примерами являются некоторые масла, обнаруженные на Дальнем Востоке и в Центральной Африке, а также масла в горючих сланцах Вайоминга и Колорадо. Неморские водоросли и бактерии образуют керогены типа I.

Древесные остатки наземных растений образуют уголь, который является керогеном типа IV, тогда как мягкие части, в основном споры и пыльца, образуют склонные к газу керогены типа III. Таким образом, наземные растения не образуют керогенов, способствующих нефтеобразованию.Поскольку бассейн Сакраменто в Калифорнии содержит нефтематеринские породы с преимущественно керогенами типа III, в долине Сакраменто есть много газовых месторождений и очень мало месторождений нефти.

Таким образом, большая часть сырой нефти образовалась из микроскопических растений и животных, которые умерли миллионы лет назад и были быстро захоронены в условиях, благоприятствовавших их сохранению. При более глубоком захоронении, при достаточном времени и температуре мягкие части этих организмов, вероятно, за миллионы лет медленно превратились в нефть.

Как было произведено масло?

Почему у нас никогда не закончится нефть

Американская цивилизация, как мы ее знаем, четверть века назад оказалась в смертельной опасности. Когда арабские страны прекратили поставки нефти в Соединенные Штаты во время войны 1973 года на Ближнем Востоке, цены на бензин резко выросли на 40 процентов, и последовала паника.Автомобилисты простаивали в длинных очередях на заправках, где возрастающая напряженность приводила к дракам и даже случайным перестрелкам. Автопроизводители изо всех сил пытались переоборудовать свои сборочные линии, чтобы производить скупые компакты, а не жадных газовых гигантов. Предприниматели вложили миллионы в новые компании, занимающиеся солнечной и ветроэнергетикой. Политики разъясняли необходимость коллективного затягивания поясов и предлагали домовладельцам льготы по налогу на прибыль за энергосберегающую изоляцию. Между тем, сценарии судного дня предсказывали постоянно растущий дефицит ископаемого топлива и цены на нефть в размере 100 долларов за баррель к 2000 году.

Сюрприз. Судный день близок, а нефть продавалась по 10-15 долларов за баррель, а не по 100 долларов. С поправкой на инфляцию, бензин сегодня дешевле, чем был до арабского нефтяного эмбарго. Действительно, кажется, что мир наводнен нефтью.

В этом году из скважин по всему миру — от песков Саудовской Аравии до глубокого континентального желоба у побережья Бразилии — будет закачиваться около 75 миллионов баррелей нефти каждый день для удовлетворения спроса. Это около 25 миллиардов баррелей в год, и эта цифра растет со скоростью от 2 до 3 процентов в год.Управление энергетической информации США считает, что если не произойдет всемирная рецессия, к 2020 году мир будет потреблять около 110 миллионов баррелей в день. И похоже, что к тому времени нам тоже не будет дефицита. «Людям, которые помнят семидесятые, трудно принять это, но я верю, что у нас никогда не закончится нефть, как раньше думали пессимисты», — говорит Майкл Линч, политолог из Массачусетского технологического института.

«Люди думают о Земле как о наличии определенного количества нефти, как если бы у вас была определенная сумма денег на своем банковском счете», — добавляет Дэниел Ергин, председатель Cambridge Energy Research Associates, автор статьи «Премия». нефти и The Commanding Heights, исследование рыночных сил и энергетики.«Но на самом деле конечная сумма, доступная нам, определяется как экономикой, так и технологиями». Таким образом, несмотря на то, что Соединенные Штаты уже потратили более половины своих внутренних запасов нефти на свою энергоемкую экономику, мрачные предсказания семидесятых годов были отменены из-за достижений в области нефтяных технологий и колоссальных новых нефтяных находок в Западной Африке. Колумбия и Россия. А Роджер Андерсон, директор центра энергетических исследований в обсерватории Земли Ламонт-Доэрти Колумбийского университета, ожидает, что в будущем все будет так же.«Если вы заплатите умным людям достаточно денег, — говорит он, — они найдут все способы получить необходимое вам масло».

В наши дни множество новаторов исследуют новые источники нефти под водой. Геологи усовершенствовали сейсмические изображения геологии морского дна в надежде открыть новые огромные нефтяные месторождения, подобные тому, что находится под Каспийским морем в Казахстане. В этом регионе могут находиться ошеломляющие 200 миллиардов баррелей, что делает его одним из крупнейших когда-либо обнаруженных нефтяных бассейнов. И теперь буровые компании могут рискнуть выйти на глубину более мили на морское дно.Спускаются беспилотные подводные лодки, оснащенные роботизированными манипуляторами, которые направляют буровую установку на морское дно. В Мексиканском заливе может быть добыто в общей сложности 15 миллиардов баррелей, на побережье Бразилии — 30 миллиардов, а на побережье Анголы и в других частях Западной Африки — еще 30 миллиардов, на общую сумму около 75 миллиардов баррелей. «Это сверхглубокое бурение переходит в область научной фантастики; никто никогда не верил, что это возможно, — говорит Линч. К 2005 году пятая часть мировой нефти может быть извлечена с помощью такого глубоководного бурения.

Этот приз побудил нефтяные компании распределить риски открытия между собой. Chevron, работая с консорциумом других нефтяных компаний, недавно пробурила разведочную скважину в Мексиканском заливе на глубине 7718 футов, что в пять раз превышает высоту Эмпайр-стейт-билдинг. 618-футовый Glomar Explorer, бывшее судно ЦРУ, построенное во времена администрации Никсона для спасения советской атомной подводной лодки, затонувшей глубоко в Тихом океане, было преобразовано в судно для глубоководных буровых работ.И вместо того, чтобы бросить якорь, что невозможно на такой глубине, корабль завис над местом с помощью спутниковой системы глобального позиционирования, которая определила широту и долготу. Сначала экипаж опустил трубу шириной 21 дюйм и весом в миллион фунтов в воду через отверстие в корабле. Когда буровое долото достигло морского дна, оно пробурило еще 10 000 футов, пока не опустилось на 17 000 футов — более трех миль.

Но, как говорят, после 20 миллионов долларов работы скважина вышла из строя.Если да, то в этом нет ничего необычного: около половины всех перспективных скважин годятся. «Но на такой глубине можно найти много нефти», — прогнозирует Андерсон. «Хорошая новость в том, что его можно извлечь с прибылью». И вскоре бригады смогут бурить еще более глубокие воды. Glomar Explorer нельзя использовать в воде на глубине более 8000 футов, потому что он не устойчив к трубам весом в миллион фунтов. Но строятся новые, более крупные корабли, и они могут опустить трубу до 10 000 футов, а может и больше.

Происхождение нефти

В отличие от угля, который широко распространен во всем мире, нефть труднее найти и добыть.Уголь образуется везде, где растения были закопаны в отложениях на древних болотах, но для образования нефти, в том числе нефти и природного газа, должно существовать несколько условий.

Первый — это скопление водорослей и других микроорганизмов в мелководных морях, подобных тем, которые периодически образовывались, когда континенты раздвигались и снова перемещались вместе в течение сотен миллионов лет. Во-вторых, эти микроорганизмы должны попадать в ил, что может случиться там, где гигантские реки впадают в мелководные моря.«Кислорода было не так много, поэтому их хранили вместо того, чтобы разлагаться», — говорит Роджер Андерсон, исследователь из обсерватории Земли Ламонта-Доэрти Колумбийского университета. Наконец, эти лужи мертвых микроорганизмов должны быть подвергнуты правильным условиям — скажем, температуре около 150 градусов, под давлением в течение нескольких миллионов лет. Это продолжительное приготовление под давлением вызывает химические реакции, в результате которых белки, углеводы и другие соединения, содержащиеся в материале, превращаются в сырую нефть. Если температура поднимется примерно до 200 градусов, получится природный газ.

Независимо от того, где находится нефть, это всегда признак того, что эта местность когда-то лежала на дне стоячего моря. И в таких местах, как Соленое озеро в штате Юта и Черное море, нефть продолжает образовываться и сегодня. В Калифорнийском заливе, недалеко от дельты реки Колорадо, исследователи подняли образец грязи и обнаружили в нем примесь нефти — верный признак того, что где-то внизу сейчас образуется нефть. Когда-нибудь это может оказаться богатой нефтью провинцией, но пока не спешите подавать заявки на право разведки, говорит Андерсон.«Пройдет около 10 миллионов лет, прежде чем он будет готов».

Даже самые негостеприимные места становятся удобными для бурения. Десять лет назад нефть была обнаружена на глубине чуть более 200 футов у побережья Ньюфаундленда. Поскольку здесь текут айсберги, обычная нефтяная платформа не работает. Затем инженеры, нанятые группой нефтяных компаний, разработали защищенного от айсберга голиафа. Его основание — огромная 16-конечная звезда, сделанная из 650 000 тонн бетона и стали. (Точки, которые должны отклонять и разбивать айсберги, еще не столкнулись с ними.) Цена: 4 миллиарда долларов. Платформа, получившая название Hibernia, как ожидается, даст добычу 615 миллионов баррелей нефти в течение 15-20 лет. Это немного по сравнению, скажем, с 200 миллиардами баррелей, которые Саудовская Аравия держит на своих нефтяных месторождениях. Но это хороший пример того, как нефтяные компании расширяются и выжимают нефть из невероятных мест.

Углеводороды

Ископаемые виды топлива — углеводороды, известные как торф, уголь, нефть и природный газ — образуются из компонентов глубоко залегающих и сохраненных органических веществ.Из них получается хорошее топливо, потому что энергии, хранящейся в связях между углеродом и водородом, много, и ее легко высвободить при сгорании с кислородом. Некоторые углеводороды проще других. Уголь, например, в основном состоит из углерода, а нефть, в которую входят нефть и природный газ, — это в основном углерод и водород. Тем не менее, сырая нефть совсем не проста. Он состоит из молекул углерода самых разных размеров. Из самых легких — с самыми короткими углеродными цепями — получается хорошее моторное топливо, потому что они легко испаряются в двигателях.Самые тяжелые углеводороды образуют вязкую нефть, парафин и асфальт. Но даже более длинные углеродные цепи могут быть разорваны химическим путем — в процессе, называемом крекингом — для создания топлива из более легких молекул. Вот некоторые наиболее известные углеводороды, обнаруженные в сырой нефти:

Метан Ch5 (газ)

Этан C2H6 (газ)

Пропан C3H8 (газ)

Бутан C4h20 (газ)

Пентан C5h22 (жидкость, содержится в бензине)

Гексан C6h24 (жидкий, содержится в бензине)

Гептан C7h26 (жидкий, содержится в бензине)

Октан C8h28 (жидкий, содержится в бензине)

Пентадекан C15h42 (жидкий, содержится в керосине и реактивном топливе)

C24H50 (жидкость, содержится в смазочном масле)

«Люди думают о нефтяной промышленности как об отсталой отрасли девятнадцатого века, в которой люди беспорядочно сверлят отверстия», — говорит Ергин.«Но на самом деле, наряду с военными, он стал, вероятно, крупнейшим потребителем компьютерных технологий в мире». Из-за того, как нефть распределяется по трещинам и порам на Земле, до 70 процентов нефти из типичной скважины остается в земле. Таким образом, все, что увеличивает производительность одной скважины, может иметь огромное влияние на добычу. Все крупные нефтяные компании начинают вскрывать труднодоступные месторождения, используя трехмерную сейсмическую визуализацию и сенсоры с компьютерным управлением, чтобы определять, где в скважине расположены нефтяные карманы.Как только скважина пробурена, буровые коронки можно направлять в сторону в поисках нефти.

«Нет специальной технологии, нет серебряной пули для увеличения поставок нефти», — говорит Линч. «Но наверняка там валяется очень много медных пуль».

Самая многообещающая медная пуля — это новая технология превращения природного газа в топливо, такое как бензин и дизельное топливо. В течение многих лет природный газ использовался в основном для выработки электроэнергии и заправки кухонных плит и некоторых домашних печей.На нефтяных месторождениях Аляски его закачивают обратно в землю, чтобы поддерживать давление в нефтяных скважинах. В Нигерии и на Ближнем Востоке он просто вспыхнул. Но такие растраты скоро уйдут в прошлое.

Инженеры-химики давно придумали, как превратить природный газ в жидкое топливо, но этот процесс никогда не был рентабельным. «Нацисты сделали это в последние дни Второй мировой войны, потому что должны были», — говорит Андерсон. Южноафриканцы последовали их примеру во время международного бойкота в годы апартеида.«Никто не стал бы продавать им нефть», — отмечает он. «Им пришлось придумать, как сделать это самим». Однако был один существенный недостаток: непомерно высокая стоимость. Двадцать лет назад строительство завода по производству природного газа, производившего 100 000 баррелей жидкого топлива в день, стоило бы около 100 миллиардов долларов, говорит Андерсон. Но теперь, когда компании делают это в больших масштабах и с использованием более совершенных технологий, стоимость строительства завода по производству природного газа значительно снизилась. Сегодня газовый завод можно построить всего за 10 миллиардов долларов, в результате чего общие затраты на производство барреля топлива из природного газа снизятся до менее 20 долларов.

«Это фактически установит потолок для цены, которую каждый может взимать за баррель нефти — чего никогда не было в истории», — говорит Андерсон. «В тот момент, когда кто-то попытается установить сумму, превышающую эту сумму, люди переключатся на топливо, полученное из природного газа».

По большинству оценок, природного газа достаточно для производства около 1,6 триллиона баррелей нефти. Большая часть этого газа, вероятно, не будет превращена в нефть. Тем не менее, эта цифра дает намек на масштабы мировых запасов: больше, чем вся когда-либо потребляемая нефть — примерно 830 миллиардов баррелей — и этого достаточно, чтобы заправить мир примерно на 60 лет при нынешних темпах потребления.И может быть гораздо больше. Джон Эдвардс, бывший геолог Shell, а ныне адъюнкт-профессор геологии в Университете Колорадо, считает, что подводные залежи другого вида природного газа могут увеличить общее количество до 5 триллионов баррелей.

Во многих частях мира на морском дне содержится природный газ, заключенный внутри кристаллов льда, называемых гидратами. Гидраты можно извлечь, опустив трубу в землю и вытянув ядро ​​из ила и кристаллов. По словам Эдвардса, проблема в том, что если ядро ​​не будет надлежащим образом изолировано, изменение давления и температуры на поверхности может привести к его взрыву.Но это не останавливает японцев, которые планируют провести бурение и посмотреть, можно ли добыть топливо. Выплата может быть огромной. «В гидратах снова остается по крайней мере столько же природного газа, сколько уже было обнаружено, а, возможно, и больше», — говорит он.

Мили метана

Обилие природного газа могло поддерживать развитие автомобильной культуры на долгие годы. Нефтяные компании придумывают стратегии преобразования природного газа в жидкое топливо, такое как бензин и мазут для отопления дома, по ценам ниже 20 долларов за баррель.

Химически известный как метан, природный газ — одна из самых простых молекул на Земле: один атом углерода, окруженный четырьмя атомами водорода. Чтобы превратить его в жидкость, нужно немного уговорить. Во-первых, химики высвобождают водород из его связей с углеродом, смешивая метан с кислородом, добавляя катализатор и увеличивая тепло. Затем атомы углерода образуют новые связи с кислородно-голодным кислородом, создавая смесь монооксида углерода и водорода, называемую синтез-газом. Этот газ становится строительным блоком для более крупных молекул жидкого топлива.

Следующий этап включает другой химический процесс для объединения монооксида углерода и водорода синтез-газа в сложное топливо, такое как бензин (который содержит углеводороды с восемью атомами углерода) или более тяжелые продукты, такие как керосин, дизельное топливо и смазочное масло. . Цель состоит в том, чтобы создать углеродные нити подходящей длины и достаточно реактивные, чтобы легко сгорать в двигателях. Поскольку эти более крупные молекулы имеют более высокую температуру кипения, чем природный газ, они существуют в виде жидкости.«Хитрость заключается в том, чтобы отрегулировать процесс так, чтобы вы не получали много парафинов, которые имеют много атомов углерода на молекулу и очень и очень тяжелые», — говорит Сафаа Фуда, инженер-химик из Центра энергетических технологий CANMET в Онтарио. Канада.

Топливо, полученное из природного газа, сгорает более чисто, чем топливо, полученное из сырой нефти, поскольку оно не содержит таких компонентов, как азот, сера или углерод, расположенных в виде колец, которые являются печально известными загрязнителями воздуха. Единственное, что нельзя получить из природного газа, — это асфальт, который представляет собой тяжелый остаток, оставшийся в конце процесса переработки сырой нефти.

Когда и если запасы природного газа начнут иссякать, нефтяные компании сосредоточатся на том, чтобы выжать полезные виды топлива из еще более сложных перспектив. Канадцы уже начинают разработку битуминозных песков Альберты, где, по оценкам, находится около 300 миллиардов баррелей нефти. Венесуэльцы начинают раскапывать твердые смолистые отложения в иловом поясе Ороноко, который содержит до 1 триллиона баррелей нефти. Если эти запасы закончатся, всегда останется уголь — самый распространенный и экологически вредный из всех видов топлива.Девяносто процентов мирового ископаемого топлива содержится в этих остатках болот. Его использование и преобразование в жидкое топливо (процесс, который еще никто полностью не освоил) может дать запас на тысячелетие.

Этот парад нескончаемых инноваций делает любые опасения по поводу надвигающейся нехватки нефти излишне пессимистичными. Тем не менее, не все согласны с этой идеей. Среди сомневающихся — геолог-нефтяник Колин Кэмпбелл, консультант женевской компании Petroconsultant и автор книги «Грядущий нефтяной кризис».«Конечно, мы можем придумать новые способы добычи нефти и других видов топлива, — утверждает Кэмпбелл, — но окупаемость такой технологии далека от будущего». По его мнению, эпоха изобилия нефти может скоро закончиться.

«За свою карьеру я объездил весь мир, чтобы изучить нефтяные месторождения, и это пределы, которые поражают вас, куда бы вы ни пошли», — говорит он. «На каждом нефтяном месторождении снова и снова повторяется одна и та же история. Масло заканчивается ». Нефтяные скважины производят черное золото в соответствии с грубой колоколообразной кривой, при этом добыча растет в течение первой половины 30-летнего срока службы скважины, а затем возвращается к нулю во второй половине.Массовые открытия нефти 1970-х годов — от Аляски до Северного моря — уже приближаются к пику добычи. Что еще хуже, считает он, количество нефтяных находок достигло пика в 1960-е годы. Сегодня на каждые четыре добытых нефти приходится один новый баррель. «К настоящему времени весь мир тщательно изучен, поэтому стало ясно, что никаких новых провинций, сопоставимых с Северным морем и Аляской, не ждут открытия», — говорит он, за исключением Каспийского моря. По его мнению, в течение четырех лет мировая добыча нефти достигнет пика, а затем снизится, что приведет к дефициту на местном уровне.

В этот момент увеличение производства в странах Ближнего Востока может заполнить этот пробел, в результате чего мир снова станет уязвимым перед нефтяным эмбарго. Этой весной Саудовская Аравия, Иран, Мексика, Алжир и Норвегия объединились, чтобы поддержать цены за счет небольшого сокращения добычи нефти. Кэмпбелл утверждает, что эти страны могут в конечном итоге получить больший контроль над рынком и установить любую цену, какую захотят. «Я представляю себе резкий скачок цен на нефть через пару лет», — говорит Кэмпбелл. «Кажется странным говорить, когда сегодняшние цены на нефть никогда не были ниже.Но они могли легко удвоиться ».

Прогнозы Кэмпбелла могут быть мрачнее большинства, но даже те, кто считает, что нефти останется в изобилии, предвидят другой конец света. Экономика, пожирающая нефть, не идет на пользу планете. Так называемые парниковые газы — в основном водяной пар и углекислый газ — делают планету теплой и пригодной для жизни, улавливая солнечное тепло, которое излучается от Земли. Когда люди сжигают углеводороды или ископаемое топливо, углерод вступает в реакцию с кислородом. Результат: углекислый газ в воздухе задерживает больше тепла.«С начала индустриализации около 1850 года уровень углекислого газа увеличился с 280 частей на миллион до примерно 365 сегодня», — говорит Питер Танс из Национального управления океанических и атмосферных исследований. Никто не может точно предсказать последствия этого дополнения к атмосфере, но глобальное потепление, повышение уровня моря и изменение климата относятся к числу тревожных возможностей. По мере сжигания большего количества топлива проблема может стать более очевидной. И если все наши запасы нефти, природного газа и угля будут сожжены, «это может повысить уровень CO2 в десять раз», — говорит Танс.«На этом этапе мы не будем спорить о тонкостях».

Когда-то экологи надеялись, что нехватка нефти снизит выбросы углекислого газа, но теперь это кажется маловероятным. Только добровольные ограничения или, что более вероятно, налоги на потребление ископаемого топлива и стимулы для разработки альтернативных видов топлива позволят сократить выбросы. Киотская конференция 1997 года — всемирное совещание по использованию ископаемого топлива — привела к соглашению горстки высокоразвитых стран сократить выбросы углерода до уровня 1990 года к 2010 году.Чего он не дал, так это того, как именно этого нужно было достичь. Конечно, некоторые видят обнадеживающий рост возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая и даже геотермальная энергия. И если цены на нефть начнут расти, эти альтернативы могут в конечном итоге стать конкурентоспособными с традиционными источниками энергии. Но с падением цен на нефть — в среднем на 2 процента в год с пика в 1980 году — «это может отодвинуть дату экономической целесообразности на целых 25 лет», — говорит Линч.

Действительно, идеальное решение уже существует: безуглеродный топливный элемент, который отделяет горючий водород от молекулы, такой как вода или спирт, и дает только воду при сгорании.Но стоимость технологии остается непомерно высокой. А в мире, купающемся в нефти, немногие компании и правительства удосуживаются вкладывать большие средства в технологии альтернативного топлива. Даже если бы они это сделали, зависимость от дешевой нефти, скорее всего, сохранится.

«Мы могли бы легко переключиться на топливо, но переключиться на инфраструктуру было бы намного сложнее», — говорит Эдвардс. Мир настроен на нефть. «У нас сотни тысяч автозаправочных станций по всему миру. Переключение, когда оно произойдет, будет медленным.И это точно не будет добровольным ». Поскольку потребление ископаемого топлива будет расти, расти и расти, вопрос не в том, когда у нас закончится нефть, — говорит Артур Т. Андерсен, бывший директор отдела энергетики и международного анализа в США. Министерство энергетики. «Что мы будем делать с парниковым эффектом?»

В свете этого самым серьезным прогнозом относительно будущего нефти может быть не ее надвигающийся дефицит, а ее невообразимая щедрость.

Что можно сделать из одной бочки масла?

В сентябре 2020 года президент Китая Си Цзиньпин объявил о шагах, которые его страна предпримет для достижения углеродной нейтральности к 2060 году через видеосвязь перед Ассамблеей Организации Объединенных Наций в Нью-Йорке.

В этой инфографике показано, как будет выглядеть этот амбициозный план развития энергетики Китая и какие усилия предпринимаются для достижения этой цели.

Амбициозный план Китая

Для Китая с нейтральным уровнем выбросов углерода необходимо изменить всю экономику в течение следующих 40 лет, и МЭА сравнивает это изменение с амбициями реформ, которые в первую очередь привели к индустриализации экономики страны.

Китай является крупнейшим потребителем электроэнергии в мире, значительно опережая США, занимающих второе место. В настоящее время 80% энергии Китая поступает из ископаемого топлива, но этот план предусматривает, что только 14% энергии будет поступать из угля, нефти и природного газа в 2060 году.

Источник: Институт энергетики, окружающей среды и экономики Университета Цинхуа; U.S. EIA

Согласно Carbon Brief, 14-й пятилетний план Китая, по-видимому, воплощает цель Си. В этом плане излагается общий и не конкретный список проектов для новой энергетической системы. Он включает строительство восьми крупных центров чистой энергии, прибрежную ядерную энергетику, маршруты передачи электроэнергии, гибкость энергосистемы, транспортировку нефти и газа и емкости для хранения.

Прогресс в области возобновляемых источников энергии?

Хотя эта цель кажется далекой в ​​будущем, Китай движется по траектории к сокращению выбросов углерода в своей энергосистеме за счет сокращения использования угля, увеличения ядерной энергетики и увеличения мощности солнечной энергетики.

По данным ChinaPower, уголь способствовал развитию Китая, поскольку в 1965 году страна использовала 144 миллиона тонн нефтяного эквивалента «Мтнэ», достигнув пика в 1969 Мтнэ в 2013 году. Однако с тех пор его доля в общем энергобалансе страны снижается. 1990-е годы с ~ 77% до чуть менее ~ 60%.

Еще одна тенденция в энергетическом переходе Китая — большее потребление энергии в виде электричества. По мере урбанизации Китая его города расширялись, создавая больший спрос на электроэнергию в домах, на предприятиях и в повседневной жизни.Эта тенденция сохранится и приблизится к 40% от общего объема потребляемой энергии к 2030 году по сравнению с ~ 5% в 1990 году.

Согласно новому плану, к 2060 году Китай будет получать 42% своей энергии за счет солнечной и ядерной энергии, тогда как в 2025 году ожидается, что этот показатель составит только 6%. Китай наращивает ядерные и солнечные мощности и планирует добавить к 2025 году эквивалент 20 новых реакторов и достаточного количества солнечной энергии для 33 миллионов домов (110 ГВт).

Отказ от ископаемого топлива в структуре энергетики при одновременном внедрении новой экономической модели — непростая задача.

Готовы к задаче?

Китай — мировая фабрика с относительно молодой индустриальной инфраструктурой с парками угольных заводов, сталелитейных и цементных заводов, у которых еще осталось много жизней.