Nafta – kuidas seda hangitakse?

„SAAGU valgus!” 19. sajandi Ameerika Ühendriikides hakati otsima uut kunstliku valgustuse allikat, mis asendaks ebamugavalt võbeleva valgusega rasva- ja vaalaõlilampe ning muid lampe. Mis võiks olla lahenduseks? Nafta! Kust seda leida?

Aastal 1859 rajas endine raudteekonduktor Edwin L. Drake vana aurumasinat kasutades 22-meetrise puuraugu esimesse toorõli leiukohta, mis oli avastatud Pennsylvanias Titusville’i lähistel. See märgistas naftaajastu algust. Paljudes maailma paikades leitud nafta põhjustas majanduses ja poliitikas suuri pöördeid. Naftast sai kvaliteetse kunstliku valgustuse allikas, mida maailm pikisilmi oli oodanud.

Peagi hakati Ameerika Ühendriikide naftaregioonides palavikuliselt maad kokku ostma ja naftapuurauke rajama. Neil aastatel võis ühtelugu kuulda lugusid inimestest, kes üleöö rikkaks said, ning ka inimestest, kes hiljem kõigest ilma jäid. On paradoks, et viimaste hulka kuulus ka Pennsylvanias esimese naftapuuraugu rajanud Edwin Drake.

Hoolimata tohutu suurest naftabuumist – või ehk just selle tõttu –, tabas Pennsylvania naftatööstust peagi esimene langus. Naftabarreli hind langes 20 dollarilt 10 sendini! Ületootmine ja hangeldamine tõi kaasa järsu hinnalanguse, lisaks pumbati mõned puuraugud kiiresti tühjaks. Ere mälestus neist aegadest on ammu välja surnud Pithole’i linn Pennsylvanias. Võis  näha, kuidas selle rajamisele, õitsengule ja hülgamisele kulus kokku napilt poolteist aastat. Sellised tõusud ja mõõnad kujunesid naftaajaloo lahutamatuks osaks.

Aastal 1870 asutas John D. Rockefeller koos mõne kaaslasega Standard Oil Company. See kompanii valitses petrooleumiturgu, kuni hakkasid kerkima esile võistlejad eeskätt Venemaa naftatööstusest. Üks rivaalidest oli Marcus Samuel, tänapäeval tuntud Royal Dutch/Shell Group’i asutaja. Lisaks rajati Venemaale tänu vendade Nobelite * geniaalsusele võimas Bakuu naftaväljadelt ammutatava nafta töötlemise ettevõte.

Nõnda sai alguse terve hulga naftakompaniide ajalugu. Sellest ajast saadik on algusaegadel kogetud hinna ja toodangu ebastabiilsuse vältimiseks loodud ühendusi ja organisatsioone. Üks selline on Naftat Eksportivate Riikide Organisatsioon (OPEC), mille 11 liikme valduses on enamik maailma naftaressurssidest. (Vaata kasti lk 7.)

Kus ja kui suured on naftavarud?

Elektri võidukäik 19. sajandi lõpus oleks võinud naftaettevõtetele kergesti pankroti kaasa tuua. Kuid olukorda tõi järsu pöörde järjekordne silmapaistev leiutis – eeskätt autodes kasutatav sisepõlemismootor. Nüüd nõudsid naftatöötlemissaadust bensiini iseliikuvad sõidukid, mis olid juba 1920. aastate lõpus saadaval enamikus tööstusmaades. Maailma transport hakkas nõudma tublisti rohkem naftat, aga kust seda leida?

Möödunud aastate jooksul on nafta  osatähtsus maailmaturul aina suurenenud seetõttu, et maailma eri paigus avastatakse järjest uusi naftaväljasid – neid on umbes 50 000! Ent toodangu seisukohalt pole oluliseks teguriks mitte niivõrd see, kui palju naftavälju leitakse, vaid pigem see, kui suured need on. Kui suured need siis on?

Klassifikatsiooni kohaselt on suurimad naftaväljad need, mida kutsutakse supergigantideks ja mis sisaldavad vähemalt 5 miljardit barrelit töödeldavat naftat. Suuruselt järgmised (500 miljonit kuni 5 miljardit barrelit) on niinimetatud maailmaklassi gigandid. Ehkki geoloogilises uurimuses „U.S. Geological Survey World Petroleum Assessment 2000” on loetletud naftaressursse omavaid maid 70, on vaid üksikuil neist gigantnaftaväljasid. (Vaata kasti lk 7.) Suurim rühm supergigantväljasid on Pärsia lahe piirkonda katvas Araabia-Iraani settebasseinis.

Uusi naftaallikaid otsitakse aina edasi. Selles on abiks moodne tehnoloogia. Viimasel ajal on naftatootjate tähelepanu koondunud Kaspia mere piirkonda, mis hõlmab selliseid riike nagu Aserbaidžaan, Iraan, Kasahstan, Türkmenistan, Usbekistan ja Venemaa. USA energiainfotalitluse teatel oleks sealt võimalik hankida hiigelkogustes naftat ja maagaasi. Uuritakse ka uusi võimalikke ekspordimarsruute, näiteks Afganistani kaudu kulgevat marsruuti. Perspektiivikaid alasid on ka Lähis-Idas, Gröönimaal ja mõningais Aafrika piirkondades. Paeluv teema on ka see, kuidas avastatud süsivesinikud energiaks ja igapäevaelus kasutatavateks toodeteks muutuvad.

 Kuidas naftat ammutatakse?

Geoloogid ja geodeedid otsivad neid paiku maapõues, kuhu maaõli võiks olla akumuleerunud. Pärast konkreetseid mõõdistamisi ja proovide võtmist korraldavad nad katsepuurimise, veendumaks, et seal tõepoolest naftat leidub. Varasematel aegadel võis õnnestunud naftaväljaotsingut tähistada ootamatult tekkinud muda- ja naftafontään, millega paratamatult kaasnes esialgne naftakadu ning ka plahvatusoht. Ent tänu mõõteinstrumentidele ja spetsiaalsetele kaitseventiilidele ei lase tänapäevased puurimisseadmed sellel juhtuda. Ka on nüüdisajal võimalik rajada kitsamaid ja sügavamaid katsepuurauke.

Lõpuks alaneb surve, mis naftat ja gaasi pinnale surub, mistõttu ollakse sunnitud selle hoidmiseks pumpama juurde vett, kemikaale, süsinikdioksiidi või muid gaase, näiteks lämmastikku. Sõltuvalt naftaväljast võib nafta olla erisuguse tihedusega. Loomulikult eelistatakse kerget naftat, sest seda on hõlpsam ammutada ja töödelda.

Nagu selgitab Ameerika Naftainstituut, võimaldab moodne tehnoloogia teha horisontaalseid, praktiliselt maakoorega paralleelseid puurimisi, mistõttu saab rajada vähem puurauke. Mere põhjast nafta ammutamine, millega tehti algust aastal 1947 Mehhiko lahes, on naftatoodangut tublisti suurendanud. Loomulikult avaldab kasutatud ammutamismeetod lõpp-produkti hinnale otsest mõju. *

Kuidas naftat transporditakse?

Aastal 1863 ehitati Pennsylvaniasse väikese läbimõõduga puittorujuhtmed, sest nende kasutamine osutus odavamaks ja hõlpsamaks kui umbes 160-liitriste vaatide hobuvankritel vedamine. * Tänapäeval pidevalt lisanduvad torujuhtmesüsteemid on muutunud aina keerukamaks. Nagu teatab Association of Oil Pipe Lines, on ainuüksi Ameerika Ühendriikides 300 000 kilomeetrit naftajuhtmeid!

Selliste peamiselt metallist valmistatud torujuhtmesüsteemide kaudu transporditakse nii toornaftat naftatöötlemisettevõtetesse kui ka nafta lõpp-produkte suurturustajateni. Moodne torujuhtmetehnoloogia võimaldab kasutada automaatjuhtimissüsteeme, mis reguleerivad voolu ja survet. Ka on töötatud välja programmseadmed, mis kontrollivad magnetvoo- või ultraheliprintsiipe rakendades sadu kilomeetreid torujuhtmeid. Kuid tavalisele lõpp-produktide tarbijale paistavad tõenäoliselt silma vaid sildid, mis osutavad maa all kulgevale naftatorujuhtmele ja keelavad kaevamistööd selles paigas.

 Kuigi torujuhtmesüsteem on osutunud väga kasulikuks, pole see sugugi praktiline suurte naftakoguste transportimiseks üle mere. Kuid varaste aegade naftaettevõtjad leidsid ka sellele probleemile lahenduse – hiigelmõõtmetes naftatankerid. Need on erikonstruktsiooniga laevad, mis võivad olla koguni 400 meetrit pikad. Tankerid on suurimad ookeanidel sõitvad laevad – need suudavad vedada miljon või enamgi barrelit naftat. Kuigi tankerid on nii võimsad, on nad ikka veel küllaltki mereohtlikud, nagu seda näitab kast „Naftalekked”. Suurte naftakoguste transportimiseks kasutatakse üldiselt ka praame ja raudteetsisterne. Ent transportimine on nafta jõudmisel tarbijani vaid üks osa protsessist.

Väike tulekeel, mis väljub kõrgest korstnast, mis toimib turvaventiilina, on kindel märk naftatöötlemistehasest. Nendes suurtes töötlemisvabrikutes toornafta kuumutatakse ning juhitakse atmosfäärirõhul tegutsevasse destillatsioonikolonni, kus nafta eraldatakse fraktsioonideks. Neid fraktsioone on kergemaid – näiteks selline gaas nagu butaan – ja raskemaid, mis töödeldakse lisaks muule ka määrdeõlideks. (Vaata lk 8–9.) Ent ikka veel jääb lahtiseks küsimus, kas nafta on õnnistus või needus?

[Allmärkused]

[Kast/pilt lk 5]

BARRELID VÕI TONNID?

Esimesed Pennsylvania naftakompaniid transportisid naftat 48-gallonilistes veinivaatides. Hiljem hakati üleloksumist arvesse võttes täitma vaate vaid 42 galloni naftaga. Naftaäris kasutatakse veel tänapäevalgi barrelit (42 gallonit).

Euroopa tarbeks transporditi naftat algusest peale meritsi ning nafta kaaluühikuna kasutati ja kasutatakse ka tänapäeval üldiselt tonni.

[Allikeviide]

Allikas: Ameerika Naftainstituut

[Kast lk 6]

KUIDAS ON NAFTA TEKKINUD?

Alates 1870. aastatest on enamik teadlasi pooldanud biogeense tekke teooriat. Selle teooria kohaselt „lagunevad setetesse sadestunud bioloogilised jäänused pika aja jooksul naftaks ja maagaasiks, mis seejärel kontsentreeruvad settekivimite poorsetesse osadesse maakoore kõige ülemistes kihtides”. Protsessi tagajärjel tekib nafta, mille peamisteks komponentideks on süsivesinikud vesinik ja süsinik. Kuid alates 1970. aastatest on mõned teadlased selle teooria kahtluse alla seadnud.

Väljaandes „Proceedings of the National Academy of Sciences” avaldati 20. augustil aastal 2002 artikkel „Süsivesinike teke ja nafta päritolu”. Artikli autorid väidavad, et looduslik nafta pidi tekkima Maa vahevöö sügavustes, mitte tunduvalt väiksemates sügavustes, nagu varem üldiselt arvati.

Füüsik Thomas Gold toob välja mõningaid vastuolulisi teooriaid ning põhjendab üksikasjalikumalt enda seisukohti raamatus „The Deep Hot Biosphere–The Myth of Fossil Fuels”. Ta kirjutab: „Ameerika Ühendriikides ja suuremas osas Euroopas oli süsivesinike bioloogilise päritolu teooria sedavõrd soositud, et see välistas vastasseisukoha avaldamise täielikult. Endise Nõukogude Liidu maades see nõnda polnud.” Selle põhjuseks võis olla „arvatavasti see, et lugupeetud vene keemik Mendelejev oli toetanud abiogeense [eluta loodusest pärineva] tekke teooriat. Arvestades praegu meie käsutuses olevat palju laialdasemat infot, on tema esitatud argumentidel nüüd veelgi suurem kaal”. Mis on abiogeense tekke teooria?

Gold selgitab: „Abiogeense tekke teooria väidab, et süsivesinikud olid selle mateeria komponendiks, millest umbes 4,5 miljardit aastat tagasi moodustus tahke aine järkjärgulise akumuleerumise tagajärjel Maa.” Selle teooria kohaselt on nafta algained olnud sügaval maapõues juba alates maakera moodustumisest. *

[Allmärkus]

 [Kast/pilt lk 10, 11]

NAFTALEKKED

▪ Tankeritelt on aastatel 1970–2000 valgunud merre kokku 5 322 000 tonni naftat

▪ Suurim naftaleke oli aastal 1979, mil Atlantic Empress põrkas Kariibi merel kokku alusega Aegean Captain, mille tagajärjel valgus merre 287 000 tonni naftat

▪ Tanker Exxon Valdez põhjustas kõigest suuruselt 34. naftalekke

▪ Olgugi et enamiku tankerite naftalekkeid on põhjustanud sellised operatsioonid nagu lastimine, lossimine ja punkerdamine, on tõsiseimad lekked olnud kokkupõrgete või madalikule ajamise tagajärg

▪ Muid suurte naftalekete põhjusi:

● Naftapuuraugu Ixtoc I plahvatus aastal 1979 Mehhiko lahes. Lekke suurus 140 000 000 gallonit

● Aastal 1983 toimunud plahvatus naftaplatvormil Pärsia lahes. Lekke kogusuurus 80 000 000 gallonit

● Sihilikult tekitatud lekked Pärsia lahes aastal 1991. Lekete kogumaht 240 000 000 gallonit

[Pilt]

Naftatanker Erika Prantsusmaal Penmarchi neeme lähistel põhja vajumas, 13. detsember 1999

[Allikaviited]

Allikad: „International Tanker Owners Pollution Federation Limited”, „Oil Spill Intelligence Report”, „The Encarta Encyclopedia”

© La Marine Nationale, France

 [Joonis/pildid lk 8, 9]

(Kujundatud teksti vaata trükitud väljaandest.)

NAFTATOOTMINE LIHTSUSTATULT

1 AVASTAMINE

SATELLIIT

Globaalne asukoha määramise süsteem saadab täpseid signaale, mis on abiks naftaotsimisel

GEOFONID

VIBRAATORIGA VEOAUTO

HÜDROFONID

SEISMILISE SEIRE LAEV

Ühe meetodina kasutatakse seismilist seiret, mis võimaldab registreerida kunstlikult genereeritud helilainete maa-aluseid peegeldusi

2 AMMUTAMINE

MAISMAAPUURAUGUD

MEREPLATVORM

VEEALUNE PUURAUK

Rakendatakse naftapuurimist maismaal ja merel. Surve hoidmiseks võidakse puurauke täita gaaside või veega

[Pilt]

VEEALUNE NAFTAPUURAUK

Kaugjuhitavaid allveelaevu kasutatakse merepõhja tootmisrajatiste ehitamiseks

[Pilt]

HORISONTAALPUURIMINE

Kaugjuhitavad mootorid panevad tööle puurimisseadme, sensorid aga registreerivad nafta olemasolu kivimites

3 TRANSPORTIMINE

TORUSTIK

TANKER

Naftat transporditakse maapinnale, pinnasesse ja merepõhja rajatud torustike kaudu. Transpordiks kasutatakse ka tankereid, praame ja raudteetsisterne

 4 TÖÖTLEMINE

NAFTATÖÖTLEMISTEHAS

Toornafta kuumutatakse, destilleeritakse ja jaotatakse fraktsioonideks, millest saab valmistada tooteid igapäevaseks tarbimiseks

DESTILLATSIOONIKOLONN

Viskoosset tumedat toornaftat ahjus kuumutades muutuvad süsivesinikud gaasideks. Need gaasid kondenseeruvad eri temperatuuridel taas vedelikena. Sel teel jaotatakse nafta osadeks ehk fraktsioonideks

20 °C → NAFTATÖÖTLEMIS- Nende hulka kuulub metaan,

GAASID etaan, propaan ja butaan

 

↑ ↑

20°–70 °C → BENSIIN Kasutatakse autode

kütteainena ning plastide

toormaterjalina

↑ ↑

70°–160 °C → LIGROIIN Sellest saab valmistada

plaste, autokütust ja muid

keemiatooteid

↑ ↑

160°–250 °C → PETROOLEUM Sellest valmistatakse

lennukikütust ja kütteainet

koduste küttekehade tarbeks

↑ ↑

250°–350 °C → GAASIÕLI Valmistatakse diislikütust

ja keskkütteahjude

kütteainet

↑ ↑

400 °C → JÄÄGID Edasisel töötlusel saadakse

↑ ↑ rafineeritud kütteaineid,

PÕLETI masuuti, küünlavaha,

määrdeõlisid ja asfalti

KATALÜÜTILINE KRAKKIMINE

Süsivesinikud kuumutatakse aurustumiseni ning segatakse tulise pulbrilise alumiiniumsilikaadiga. Selle protsessi käigus krakitakse ehk lõhustatakse süsivesinikud väiksemateks ja kasulikumateks molekulideks

Pulbrilise katalüsaatori ja aurustunud süsivesinike segu

↓ ↓ ↓

ETANOOL PLASTID BENSIINILISANDID

Seda lahustit Polüstüreen Oktaaniarvu

kasutatakse värvide, näiteks on suurendaja aeglustab

kosmeetikavahendite, valmistatud gaasi süttimist

parfüümide ja stüreeni mootoris,

seepide polümeerimise suurendades seeläbi

valmistamisel teel selle jõudlust

[Allikaviide]

Foto: Courtesy of Phillips Petroleum Company

[Arvjoonis lk 7]

(Kujundatud teksti vaata trükitud väljaandest.)

PEAMISED NAFTAALLIKAD

Üldkogused on toodud miljardites barrelites ega hõlma veel avastamata varusid

▪ OPEC-i liikmesriik

• Riik, kellel on üks supergigantväli või rohkem

Kogutoodang

◆ Reserv

▪ • ◆ 332,7 SAUDI ARAABIA

• ◆ 216,5 AMEERIKA ÜHENDRIIGID

• ◆ 192,6 VENEMAA

▪ • ◆ 135,9 IRAAN

▪ • ◆ 130,6 VENEZUELA

▪ • ◆ 125,1 KUVEIT

▪ • ◆ 122,8 IRAAK

▪ • ◆ 113,3 ARAABIA ÜHENDEMIRAADID

• ◆ 70,9 MEHHIKO

• ◆ 42,9 HIINA

▪ • ◆ 41,9 LIIBÜA

▪ ◆ 33,4 NIGEERIA

◆ 21,2 KANADA

▪ ◆ 21,0 INDONEESIA

◆ 20,5 KASAHSTAN

▪ • ◆ 18,3 ALŽEERIA

◆ 17,6 NORRA

◆ 16,9 SUURBRITANNIA

[Pildid lk 4]

Esimene naftapuurauk, Titusville, Pennsylvania, 1859

Nafta purskumas välja naftapuuraugust Texases

[Allikaviide]

Brown Brothers

[Pilt lk 5]

Algusaegade naftaväli, Beaumont, Texas

[Pilt lk 5]

Naftavaatide vedu hobuvankritega

[Pilt lk 10]

Leegitsev naftapuurauk Kuveidis

[Piltide allikaviide lk 5]

Kõik fotod: Brown Brothers