что такое на самом деле нефть
Нефть способна возобновляться: миф или факт?
Как бы человечество не стремилось к альтернативным источникам энергии, найти полноценную замену углеводородам пока не удалось. По доступности и эффективности им нет конкурентов. Их доля на рынке энергоресурсов превышает 50%. Но, как мы знаем, ситуация не может сохраняться длительное время, ведь природные ресурсы не вечны. Согласно основной версии появления нефти, на ее создание нашей планете потребовались миллионы лет. Поэтому в один прекрасный момент она может закончиться. Но так ли это на самом деле? В последнее время многие уважаемые ученые заговорили о том, что нефть является возобновляемым ресурсом. Какие этому есть подтверждения и на чем основывается такое мнение? Подробно об этом расскажем ниже.
По мнению многих ученых нефть является возобновляемым ресурсом.
Две версии появления нефти
Основная версия появления углеводородов, которую называют биогенной или органической, долгое время считалась основной. Согласно ей — нефть возникла из останков организмов и растений, которые миллионы лет находились на дне болот и морей. Из органики в результате химических реакций и воздействия микроорганизмов возникло вещество кероген.
Схема расположения нефтяных ловушек в недрах Земли.
Затем вещество погружалось вглубь недр, где под воздействием давления и температуры из него выделялись частицы рассеянной микронефти, то есть образовывались нефтематеринские породы. Другими словами, обязательное условие, без которого не может возникнуть нефть — это глубина залегания, равная 1,5–6 км, где температура недр достигает 70 до 190°C. Чем выше температура, тем выше качество нефти.
Из нефтематеринского пласта под воздействием давления углеводороды мигрируют в пласты, расположенные ниже или выше, где аккумулируются. Поэтому такие пласты принято называть коллекторами или ловушками.
Следите за научными открытиям, новыми теориями и новостями на нашем Яндекс.Дзен-канале.
Согласно данной концепции на возникновение нефти требуется от 10 до 60 миллионов лет. Однако некоторые ученые ее отрицают в пользу абиогенной глубинной теории происхождения углеводородов. Суть ее сводится к тому, что углеводороды генерируются в глубинных слоях Земли в результате неорганического синтеза. Затем они по глубинным разломам попадают в верхние слои земной коры, где и накапливается нефть и природный газ. Нефтегазоносность, согласно этой версии, является одним из проявлений дегазации Земли. Благодаря этому процессу на Земле возникла гидросфера, атмосфера и биосфера.
Но, пока одни ученые спорят возобновляется нефть или нет, другие предпочитают не рисковать и активно работают над созданием альтернативных видов топлива. Поэтому, вполне возможно, что в скором будущем самолеты будут заправлять биотопливом.
На спутнике Сатурна обнаружены реки и озера из смесей метана, пропана и других газов.
Доводы в пользу абиогенной теории возникновения нефти
Сторонники абиогенной теории возникновения нефти приводят следующие доводы в ее пользу:
В скором времени на основе нефти может быть создан материал, способный менять свои свойства.
Доказательства в пользу возобновляемой нефти
Существует несколько фактов, которые подтверждают версию биогенного возникновения нефти. Так запасы ромашкинского нефтяного месторождения, по предварительной оценке, составляли 710 миллионов тонн нефти. В настоящий момент из него уже выкачано 3 миллиарда тонн, то есть в четыре раза больше, чем предполагалось. Причем по мере разработки и опустошения месторождения качество нефти здесь улучшается, что является парадоксом.
Месторождения в Терско-Сунженском районе начало разрабатываться в 1895 году. К началу ВОВ скважины были законсервированы по причине сильного обводнения. Спустя несколько лет их расконсервировали, так как они вновь стали давать качественную нефть. Ситуация повторилась в 90-х годах — скважины обводнились. Но спустя 10 лет часть скважин опять дает нефть без воды.
В 2009 году было открыто крупное месторождение в Мексиканском заливе. Скважина пробурена с морской платформы до глубины 10 685 м, при этом глубина воды на этом участке составляет 1260 м. В таких условиях нефть не могла сохранять свой состав длительное вемя по причине слишком высоких термобарические условий. Нефтематеринских пород на такой глубине тоже нет. Но откуда тогда нефть?
Еще больше интересных фактов, над которыми ученые ломают голову, вы найдете на нашем Telegram-канале.
На Гаити обнаружили крупное месторождение нефти после землетрясения.
В 2010 году на Гаити произошло землетрясение с магнитудой 7 баллов. Спустя несколько дней на острове обнаружили запасы нефти. Ранее эта зона обследовалась и результаты оказались отрицательными.
Подобных ситуаций, которые сложно объяснить с точки зрения органической теории возникновения нефти, существует много. Поэтому ряд ученых, среди которых доктор физико-математических наук Владимир Георгиевич Кучеров, профессор Рената Халлиулович Муслимов, а также многие другие склоняются к абиогенной теории возобновляемой нефти.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Черные дыры. Безумно плотные космические объекты, обладающие такой мощной гравитацией, что она искривляет пространство-время, а также наши нынешние законы фи…
Демонстрация, которая перевернула идеи великого Исаака Ньютона о природе света, была невероятно простой. Ее «можно повторить с большой легкостью, где бы ни с…
Около 400 000 лет назад один древний человек научился добывать огонь и начал учить этому других. 🔥 За очень короткое время о технологии узнал весь мир. Именно такая картина складывается после слов нидерландских ученых. Давайте разберемся в подробностях.
Все о нефти
ЧТО ТАКОЕ НЕФТЬ?
В зависимости от количественного соотношения различных углеводородов, составляющих нефть, ее свойства также различаются. Нефть бывает прозрачной и текучей как вода. А бывает черной и настолько вязкой и малоподвижной, что не вытекает из сосуда, даже если его перевернуть.
С химической точки зрения обычная (традиционная) нефть состоит из следующих элементов:
ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ
Образование нефти – процесс весьма и весьма длительный. Он проходит в несколько стадий и занимает по некоторым оценкам 50-350 млн. лет.
Наиболее доказанной и общепризнанной на сегодняшний день является теория органического происхождения нефти или, как ее еще называют, биогенная теория. Согласно этой теории нефть образовалась из останков микроорганизмов, живших миллионы лет назад в обширных водных бассейнах (преимущественно на мелководье). Отмирая, эти микроорганизмы образовывали на дне слои с высоким содержанием органического вещества. Слои, постепенно погружаясь все глубже и глубже (напомню, процесс занимает миллионы лет), испытывали воздействие усиливающегося давления верхних слоев и повышения температуры. В результате биохимических процессов, происходящих без доступа кислорода, органическое вещество преобразовывалось в углеводороды.
Часть образовавшихся углеводородов находилась в газообразном состоянии (самые легкие), часть в жидком (более тяжелые) и какая-то часть в твердом. Соответственно подвижная смесь углеводородов в газообразном и жидком состоянии под воздействием давления постепенно двигалась сквозь проницаемые горные породы в сторону меньшего давления (как правило, вверх). Движение продолжалось до тех пор, пока на их пути не встретилась толща непроницаемых пластов и дальнейшее движение оказалось невозможным. Это так называемая ловушка, образуемая пластом-коллектором и покрывающим ее непроницаемым пластом-покрышкой (рисунок справа). В этой ловушке смесь углеводородов постепенно скапливалась, образовывая то, что мы называем месторождением нефти. Как видите, месторождение на самом деле не является местом рождения. Это скорее местоскопление. Но, как бы там ни было, практика названий уже сложилась.
Поскольку плотность нефти, как правило, значительно меньше плотности воды, которая в ней всегда присутствует (свидетельство ее морского происхождения), нефть неизменно перемещается вверх и скапливается выше воды. Если присутствует газ, он будет на самом верху, выше нефти.
В некоторых районах нефть и углеводородный газ, не встретив на своем пути ловушку, выходили на поверхность земли. Здесь они подвергались воздействию различных поверхностных факторов, в результате чего рассеивались и разрушались.
ИСТОРИЯ НЕФТИ
Нефть известна человеку с древнейших времен. Люди уже давно обратили внимание на черную жидкость, сочившуюся из-под земли. Есть данные, что уже 6500 лет назад люди, жившие на территории современного Ирака, добавляли нефть в строительный и цементирующий материал при строительстве домов, чтобы защитить свои жилища от проникновения влаги. Древние египтяне собирали нефть с поверхности воды и использовали ее в строительстве и для освещения. Нефть также использовалась для герметизации лодок и как составная часть мумифицирующего вещества.
Не везде нефть собирали только с поверхности. В Китае более 2000 лет назад при помощи стволов бамбука с металлическим наконечником бурили небольшие скважины. Изначально скважины предназначались для добычи соленой воды, из которой извлекалась соль. Но при бурении на бОльшую глубину из скважин добывали нефть и газ. Неизвестно нашла ли нефть применение в древнем Китае, известно только, что газ поджигали для выпаривания воды и извлечения соли.
Примерно 750 лет назад известный путешественник Марко Поло в описании своих путешествий на Восток упоминает использование нефти жителями Апшеронского полуострова в качестве лекарства от кожных болезней и топлива для освещения.
Первые упоминания о нефти на территории России относятся к XV веку. Нефть собирали с поверхности воды на реке Ухта. Также как и другие народы, здесь ее использовали в качестве лекарственного средства и для хозяйственных нужд.
Хотя, как мы видим, нефть была известна с древнейших времен, она находила довольно ограниченное применение. Современная история нефти начинается с 1853 года, когда польский химик Игнатий Лукасевич изобрел безопасную и удобную в обращении керосиновую лампу. Он же по данным некоторых источников открыл способ извлекать из нефти керосин в промышленных масштабах и основал в 1856 году нефтеперегонный завод в окрестностях польского города Ulaszowice.
Еще в 1846 году канадский химик Абрахам Геснер придумал, как получать керосин из угля. Но нефть позволяла получать более дешевый керосин и в гораздо большем количестве. Растущий спрос на керосин, использовавшийся для освещения, породил спрос на исходный материал. Так было положено начало нефтедобывающей промышленности.
По данным некоторых источников первая в мире нефтяная скважина была пробурена в 1847 году в районе города Баку на берегу Каспийского моря. Вскоре после этого в Баку, входящем в то время в состав Российской империи, было пробурено столько нефтяных скважин, что его стали называть Черный город.
Тем не менее, рождением российской нефтяной промышленности принято считать 1864 год. Осенью 1864 года в Кубанской области был осуществлен переход от ручного способа бурения нефтяных скважин к механическому ударно-штанговому с использованием паровой машины в качестве привода бурового станка. Переход к этому способу бурения нефтяных скважин подтвердил свою высокую эффективность 3 февраля 1866 года, когда было закончено бурение скважины 1 на Кудакинском промысле и из нее забил фонтан нефти. Это был первый в России и на Кавказе фонтан нефти.
Датой начала промышленной мировой нефтедобычи, по данным большинства источников, принято считать 27 августа 1859 года. Это день, когда из пробуренной «полковником» Эдвином Дрейком первой в США нефтяной скважины был получен приток нефти с зафиксированным дебитом. Эта скважина глубиной 21,2 метра была пробурена Дрейком в городе Тайтусвиль, штат Пенсильвания, где бурение водяных скважин часто сопровождалось проявлениями нефти.
Новость об открытии нового источника нефти с помощью бурения скважины разнеслась по округе Тайтусвиля со скоростью лесного пожара. К тому времени переработка, опыт обращения с керосином и подходящий тип лампы для освещения уже были отработаны. Бурение нефтяной скважины позволило получить достаточно дешевый доступ к необходимому сырью, дополнив, таким образом, последний элемент в зарождение нефтяной отрасли.
Сколько нефти осталось в мире и какое у нее будущее
Что значит нефть для промышленности и экономики?
Нефть сыграла ключевую роль во время Второй промышленной революции во второй половине XIX — начале XX века. Именно тогда — в 1859-м — зародилась нефтяная промышленность, объединив добычу и переработку нефти. В этом году была основана Pennsylvania Rock Oil — первая компания по добыче нефти в штате Пенсильвания.
Сначала из нефти делали керосин, на котором работали, например, настольные лампы. А затем — топливо, которое стало востребованным с развитием автомобилестроения, железнодорожного транспорта и авиации. Так бензин пришел на смену газу и паровым двигателям.
Но к концу ХХ века роль нефти стала заметно падать: появились альтернативные источники топлива и энергии, а Четвертая индустриальная революция базируется уже на совсем других факторах. Главные «двигатели прогресса» теперь — цифровые, а мировая индустрия стремится к наиболее экологичным альтернативам нефти.
Для мировой экономики нефть — один из базовых и самых динамичных рынков: здесь всегда есть активный спрос и предложение, высокая конкуренция и продвинутые механизмы для регулирования. Страны, обладающие нефтяными месторождениями, строят долгосрочные стратегии и планируют бюджеты с опорой на рынок нефти. Исчезновение этой опоры чревато затяжными глобальными кризисами.
Почему нефть не закончится
Артем Козинов называет 5 главных причин:
Мы до сих пор не знаем, как образуется нефть. На этот счет есть 2 теории: органическая и неорганическая. Сторонники первой считают, что углеводороды появились в древности из органического вещества и планктона под воздействием высоких температур и давления. Вторые полагают, что нефть образовалась на большой глубине в мантии Земли из-за сложных химических реакций. Но обе теории говорят о том, что нефть возобновляема;
Нефть не всегда зарождается там, где ее добывают. Это также следует из теорий ее происхождения и означает, что новейшие методы разработки позволят снова и снова добывать нефть в нужных количествах;
Человечество добывает меньше половины мировых запасов нефти. Даже при интенсивной добыче в нефтяных месторождениях мы извлекаем лишь меньшую часть углеводородов;
Нефть добывают далеко не из всех открытых месторождений. Многие из них пока плохо исследованы и не освоены;
Многие месторождения до сих пор не обнаружены.
Дополнительным фактором служит то, что добыча нефти ограничена международными организациями — такими, как ОПЕК и Международное энергетическое агентство.
Нефть vs альтернативные источники энергии
Есть и другие, возобновляемые источники энергии. Именно на них переключаются крупнейшие страны-потребители энергии, считая такой способ генерации энергии более экологичным. Вторая причина перехода на альтернативные источники — перестать зависеть от нефтяных держав, которые используют нефть в геополитических целях.
Объем инвестиций стран и регионов в возобновляемые источники энергии и альтернативные виды топлива
Основные виды возобновляемых источников энергии ( ВИЭ):
Самый распространенный способ, при котором энергию вырабатывают с помощью плотины и турбин, которые вращают воду внутри. Потенциальная емкость гидроэнергетических станций — 30-40 Тераватт-час в год. Однако этот способ приводит к изменению уровня воды в водоемах, сокращению в них кислорода, нарушению нерестового цикла рыб и другим негативным последствиям для флоры и фауны.
Энергия также вырабатывается с помощью турбин, которые вращают ветер. Они гораздо дешевле, чем водяные, располагаются на высоте от 100 метров: это значит, что землю под ними можно использовать под сельхозугодья.
Дания, Германия и Нидерланды к 2050 году планируют возвести искусственный остров в море и разместить на нем ветроэнергетическую станцию, которая сможет вырабатывать до 100 Гигаватт/час энергии в год.
Главный минус этого источника — нестабильность: нужно дожидаться ветра, причем определенной силы. Это возможно только вдали от населенных пунктов, а значит, доставка энергии будет слишком дорогой.
Такие станции могут быть устроены по-разному: например, накапливать солнечный свет с помощью батарей, которые преобразуют его в энергию. Второй способ гораздо проще и популярнее, но во многих северных регионах солнечного света не хватает для того, чтобы полностью обеспечивать их энергией. И даже в очень солнечных местах есть смена суток и сезонов, поэтому выработка энергии будет неравномерной.
В этом случае специальные модули качаются на волнах и генерируют энергию из движения. Помимо генерации дешевого электричества такие станции защищают берега, а также мосты и опоры от разрушения. Однако их потенциал — всего 2 Тераватт-час в год, они могут быть опасны для водного транспорта и создают шум, который пугает водных обитателей.
На глубине роют две скважины, в одну из которых подают воду. Она испаряется, нагреваясь от земли, пар проходит через вторую скважину и по трубам направляется в турбины, попутно очищаясь от примесей. Это достаточно стабильный источник энергии, потенциал которого — 47 Тераватт-час в год. Однако сейчас мы можем получить лишь 2% от этого объема.
Билл Гейтс, один из влиятельнейших идеологов ВИЭ, в одном из интервью приводит такие цифры: в Токио 3 дня в году действует циклон, из которого можно было бы сгенерировать колоссальное количество энергии. Этого хватило бы на весь 27-миллионный мегаполис. При этом электричество, полученное традиционным способом, создает 25% от всех вредных выбросов.
Недостатки возобновляемой энергетики
ВИЭ дешево добывать, но дорого передавать. По данным Международного энергетического агентства, передача энергии, полученной из ветра, в 3 раза дороже, чем из угля. То же самое можно сказать и про ядерную энергетику. Это связано еще и с тем, что добывать энергию с помощью ВИЭ можно лишь вдали от населенных пунктов — то есть главных потребителей. Нужно заново построить целую инфраструктуру для передачи энергии;
Нестабильность источников. Получать энергию из ветра можно только 25-35% времени, из солнца — 10-25%. Уровень контроля в таких энергосетях тоже намного ниже, а мощность сложно стабилизировать;
Современные аккумуляторы пока не могут накапливать достаточно энергии от ВИЭ, чтобы ей можно было пользоваться, пока станции простаивают;
Чтобы построить станции для генерации энергии из альтернативных источников, нужны все те же углеводороды, которые пока что нечем заменить;
Наконец, самое главное: альтернативные источники энергии пока что не покрывают всех потребностей. На данный момент их главный плюс — экологичность и быстрая возобновляемость.
Ежегодное увеличение мощности возобновляемых источников энергии (в гигаваттах)
Как будет развиваться энергетика дальше?
Центр энергетики «Сколково», совместно с Институтом энергетических исследований (ИНЭИ) РАН, представил свой прогноз до 2040 года. Из него следует, что мировая энергетика уже находится на пороге глобальной трансформации — «четвертого энергоперехода»: первый был связан с развитием добычи угля, второй — нефти, третий — газа. Это значит, что доля ВИЭ будет нарастать, вытесняя нефть и газ.
В прогнозе описаны 3 сценария:
Консервативный : технологии и потребление энергии останутся на текущем уровне или вырастут незначительно. Доля ВИЭ в мире составит 35%, в России — 15%;
Инновационный : ускорение развития технологий и перехода на ВИЭ. Распределение долей — 40% и 16% соответственно;
Энергопереход : еще большее ускорение технологий и особый акцент в политике государств на отказе от углеводородов. В этом случае в мире на ВИЭ будет приходиться 49%, в России — 21%.
По мнению авторов исследования, все три сценария для России будут негативными: первыми сократятся поставки именно российской нефти, что обернется для нас долгосрочной экономической стагнацией. В России уже готовятся к такому сценарию: действует госпрограмма поддержки развития ВИЭ до 2035 года. Она предполагает, что всем станциям на основе ВИЭ вернут инвестиции. Это поможет сделать «зеленую» энергию дешевле и доступнее, а ее доля в общей выработке вырастет до 3,3%.
Когда мы откажемся от нефти?
Сегодня нефть по-прежнему является топливом № 1 в мире: доля ее потребления — 31%, то есть выше, чем уголь, газ и возобновляемые источники. Но это уже на 14% меньше, чем в начале 1970-х, на пике развития индустриальной экономики. Отчасти повлияли ограничения на добычу нефти, впервые введенные в 1973 году ОПЕК для борьбы с нефтяным кризисом.
Дальше будет примерно следующее:
Некоторые эксперты считают, что к 2050 году спрос на сырую нефть сократится до 14 млн баррелей в день (прогноз на 2021 год — 96,7 млн баррелей);
Потребление сырой нефти для нужд энергетики упадет с 11 до 4 млн баррелей в сутки. В падении спроса сыграет роль и то, что международные организации ставят целью перерабатывать до 75% всего пластика. Это, в свою очередь, сократит потребность в новых пластиковых изделиях, которые тоже производят из нефтепродуктов;
Спрос на нефтехимию — то есть продукты нефтепереработки — наоборот, в ближайшие 20-30 лет вырастет до 2 раз. За последние 10 лет он увеличился на 50%, за счет бурного роста городской инфраструктуры в США, Канаде, Японии, Китае и Южной Корее;
Потребление нефти в сферах строительства и сельского хозяйства вырастет, если прирост мирового населения останется на том же уровне. К 2050 году эти отрасли будут потреблять на 46% больше нефти, чем сейчас: 28 млн баррелей в день;
Другие эксперты отмечают влияние пандемии, которая привела к обвалу спроса на нефть, но в будущем все вернется к доковидным показателям — в основном, за счет развивающихся стран.
Крупнейшие мировые поставщики нефтепродуктов тоже пока не пришли к единому сценарию. К примеру, Exxon удваивает объем добычи, рассчитывая на устойчивый рост спроса на нефть и газ. В то же время BP, напротив, переходит на возобновляемые источники энергии.
Но все сходятся в том, что сейчас нефтяная отрасль переживает один из самых сложных периодов, начиная с 1960-х годов. При этом пик спроса на нефть уже пройден, а для газа он наступит в ближайшие 5 лет. Стратегия нефтяного рынка, безусловно, будет меняться. Но глобальный отказ от нефти мы увидим не раньше, чем через 20-30 лет, в том числе — из-за экологических факторов. К примеру, производство 1 кг литий-ионных аккумуляторов, на которых работают электрокары, приводит к выбросу 2,5 кг эквивалента CO2. При добыче 1 кг нефти этот показатель составляет 0,15 кг.
Артем Козинов добавляет, что углеводороды уникальны своей высокой энергоемкостью за счет особенных химических связей. Поэтому в ближайшие 80–100 лет нефть и газ гарантированно останутся главными источниками энергии.