Bituminiai smėliai: kas tai, atsargos, išgavimas ir klimato poveikis

Sužinokite apie bituminius smėlius: atsargas, išgavimą, dideles energijos sąnaudas ir klimato poveikį — kas lemia šio netradicinio naftos šaltinio ateitį.

Naftos smėlis, arba bitumingasis smėlis, yra netradicinis naftos šaltinis. Naftos smėlis – tai smėlio, molio ir vandens mišinys su tankia ir labai lipnia naftos forma, vadinama bitumu. Bitumas yra labai klampus angliavandenilių mišinys, kurį reikia atskirti nuo smėlio ir purvo arba sušildyti, kad būtų galima perdirbti į skysto kuro produktus.

Atsargos ir geografinė pasiskirstymas

Natūralaus bitumo randama daugelyje šalių, o didžiausi jo kiekiai – Kanadoje, Kazachstane ir Rusijoje. Apskaičiuota, kad pasaulyje yra daugiau kaip 2 trilijonai barelių (≈320 mlrd. kubinių metrų) naudingų arba potencialiai naudingų bitumo išteklių. Į šiuos skaičiavimus įskaičiuoti ir dar neatrasti telkiniai. Apie 70 % visų įrodytų atsargų yra Kanadoje (ypač Albertos provincijoje, Athabascos baseine), todėl ši šalis yra pagrindinis bituminio smėlio gamintojas pasaulyje.

Išgavimas ir perdirbimas

Iš bituminio smėlio išgaunama nafta dažnai vadinama netradicine nafta, siekiant atskirti ją nuo tradicinės skystos naftos. Yra dvi pagrindinės išgavimo technologijos:

• Paviršinė kasyba (mining) – taikoma, kai telkiniai yra arti paviršiaus. Didelės apimties kasimo ir transportavimo įranga iškasa smėlio-bitumo mišinį, kuris vėliau apdorojamas vandeniu ir cheminiais priedais, kad bitumas atskiltų (pvz., „hot water extraction“ ir putojimo procesai).
• In-situ metodai – taikomi gilesniems telkiniams: garų injekcija (pvz., SAGD – steam-assisted gravity drainage, cyclic steam stimulation), garų ir tirpiklių deriniai, spaudimas ir kitos technologijos, kurios sušildo bitumą ir leidžia jam tekėti į šulinį.

Po išgavimo bitumas dažnai turi būti „upgradintas“ (chemiškai ir termiškai apdorotas) į lengvesnę naftos frakciją arba praskiestas tirpikliais, kad būtų galima jį pumpuoti ir gabenti vamzdynais. Šis perdirbimas reikalauja papildomos energijos ir įrangos.

Energetiniai aspektai ir klimato poveikis

Gamybos procesas reikalauja daug energijos, todėl grynasis energijos prieaugis yra daug mažesnis, palyginti su tradicine nafta. Gaminant skystąjį kurą iš bituminio smėlio reikia daug energijos, o vienam galutinio produkto bareliui tenka 12 proc. daugiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų nei gaminant tradicinę naftą. Tokios didesnės emisijos atsiranda dėl intensyvesnio garinimo, šildymo, transportavimo ir naftos „upgrading“ procesų.

Be to, priklausomai nuo technologijos, išgavimo būdas gali turėti skirtingą anglies dioksido emisijų profilį: in-situ metodai paprastai reikalauja didesnio energijos kieko garų gamybai, o paviršinė kasyba – daugėliau elektros ir degalų sunkiajai technikai. Dėl šių priežasčių bituminis smėlis ilgai laikytas prieštaringu naftos ištekliumi klimato požiūriu.

Aplinkos ir socialinis poveikis

Bituminio smėlio eksploatacija daro reikšmingą poveikį aplinkai:

• Landšafto ir biologinės įvairovės praradimas: paviršinė kasyba pašalina dirvožemį, miškus ir natūralias buveines – tai ypač aktualu jautriems Šiaurės regionams.
• Didelis vandens poreikis ir tarša: gamybai reikalingi dideli vandens kiekiai; po apdorojimo lieka nuodingos „tailings“ (atliekų) talpos, kuriose kaupiasi sunkūs metalai ir organiniai teršalai.
• Oro tarša ir vietinės emisijos: vietinės oro taršos šaltiniai – sunkioji technika, perdirbimo įrenginiai, degimo procesai, kurie gali pakenkti vietos gyventojų sveikatai.
• Poveikis Indėnų ir vietos bendruomenėms: darbai ir gamyba keičia tradicinį gyvenimo būdą, žvejybos ir medžioklės galimybes, kartais kyla konfliktai dėl žemės naudojimo ir nuosavybės.

Valstybės ir pramonė privalo laikytis rekultivacijos reikalavimų – atstatyti iškirstas teritorijas, valyti teršalų rezervuarus ir mažinti ilgalaikes ekologines pasekmes. Nors rekultivacija vyksta, atkurti natūralias buveines ir sugrąžinti ekosistemų funkcijas pilnai yra sudėtinga ir brangu.

Ekonomika ir politika

Bituminio smėlio gavyba yra kapitalo ir energetikos intensyvi, todėl jos pelningumas stipriai priklauso nuo pasaulinių naftos kainų. Kai naftos kaina aukšta, investicijos į bituminį smėlį tampa patrauklios; kai kaina krenta, projektai gali tapti nuostolingi.

Vyriausybės dažnai balansuoja tarp ekonominės naudos (darbo vietos, mokesčių, regioninių investicijų) ir aplinkosauginių reikalavimų. Klimato politika (anglies mokesčiai, kvotų sistemos) ir visuomenės spaudimas gali riboti arba paskatinti inovacijas mažinti emisijas.

Ką daro mokslininkai ir pramonė siekiant mažinti poveikį?

• Technologinės inovacijos: mažiau energetiškai intensyvūs in-situ metodai, tirpiklių naudojimas, geresnės šilumos atgavimo priemonės.
• Emisijų mažinimas: elektrifikacija, efektyvesnės dujų utilizacijos sistemos, anglies gaudymo ir saugojimo (CCS) integravimas.
• Atliekų valdymas: geresnės tailings talpų technologijos, cirkuliacijos sistemos, biologinio atkūrimo tyrimai.
• Reguliacija ir darnaus vystymosi strategijos: griežti reikalavimai rekultivacijai, anglies kainodara ir viešas įvertinimas socialinių pasekmių.

Išvados

Bituminis smėlis yra reikšmingas pasaulio energijos išteklius, turintis dideles atsargas, ypač Kanadoje. Tačiau jo išgavimas reikalauja daug energijos, didina šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas, suvartoja daug vandens ir daro didelį poveikį kraštovaizdžiui bei vietos bendruomenėms. Technologijos ir reguliavimas gali sumažinti neigiamą poveikį, bet visiškas poveikio pašalinimas yra sudėtingas ir brangus. Dėl šių priežasčių bituminis smėlis lieka prieštaringas tiek energetikos, tiek klimato politikos kontekste.

Aplinkosaugos klausimai

Pradėjus eksploatuoti naftos smėlį dažnai sunaikinami dideli žemės plotai. Naftai atskirti nuo smėlio sunaudojama daug vandens, kuris vėliau lieka užterštas. Anglies dioksidas ir kitos gavybos proceso metu išmetamos dujos teršia orą. Naftos smėlio gavybos sukeliamą aplinkos niokojimą kritikuoja tokios aplinkosaugos grupės kaip "Greenpeace", "The Climate Reality Project", 350.org, "MoveOn.org", "Sierra Club" ir "Energy Action Coalition".

2012 m. Europos Sąjunga (ES) pareiškė, kad naftingojo smėlio naftą gali paskelbti "labai taršia". Tai sukėlė įtampą tarp ES ir Kanados.

Naftos smėlio gavyba Fort Makmerėjuje, Kanadoje

Klausimai ir atsakymai

Klausimas: Kas yra naftos smėlis ir iš ko jis pagamintas?

K: Kur galima rasti natūralaus bitumo ir kuriose šalyse jo yra daugiausia?

K: Kiek pasaulyje yra apytikriai naftos smėlio telkinių ir ar į šiuos skaičiavimus įtraukti neatrasti telkiniai?

K.: Kokia visų įrodytų naftos smėlio atsargų dalis yra Kanadoje?

K.: Kodėl iš bituminio smėlio išgaunama nafta dažnai vadinama netradicine nafta ir kaip jos gavybos procesas skiriasi nuo tradicinės skystos naftos gavybos proceso?

Klausimas: Kaip skystojo kuro gamyba iš naftingojo smėlio lyginama su tradicinės naftos gamyba, atsižvelgiant į išmetamų šiltnamio efektą sukeliančių dujų kiekį?

K.: Kodėl tik neseniai naftos smėlis pradėtas laikyti pasaulio naftos atsargų dalimi?

Paieška pagal raidę