Industrie

Ölschiefer - Umweltprobleme

Umweltprobleme

Die Herstellung von Öl aus Schiefern hat potenziell schwerwiegende Auswirkungen auf die Umwelt . Vier spezifische Problembereiche dominieren Diskussion über die Entwicklung der Ressource: Treibhausgasausstoß, Wasserverbrauch und Verschmutzung, Oberflächenstörung und sozioökonomische Auswirkungen.

Da Öl und Gas durch Erhitzen von Ölschiefer erzeugt werden und Heizverfahren typischerweise die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen entweder am Standort oder in nahe gelegenen Kraftwerken beinhalten, führt die Schieferverarbeitung zwangsläufig zur Emission von Kohlendioxid (CO 2 ), dem häufigsten Treibhausgas . Es wird allgemein geschätzt, dass In-situ-Verfahren bei kommerzieller Anwendung mindestens 10 bis 20 Prozent mehr CO 2 emittieren würden als die konventionelle Erdölförderung . Einige oberirdische Prozesse, die bei höheren Temperaturen ablaufen und Carbonatmineralien abbauen , können 50 Prozent mehr CO 2 produzierenals herkömmliche Ölverfahren. Es wurde eine Reihe von Optionen vorgeschlagen, um diese Emissionen zu reduzieren. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, dass CO 2 in zuvor hergestellten in situ-Blöcken eingefangen und gebunden oder zu herkömmlichen Ölfeldern zur Verwendung bei der verbesserten Ölförderung geleitet werden könnte.

Die pyrolytische Herstellung von Öl aus Gestein verbraucht kein Wasser. Für die vollständige Verarbeitung von Ölschiefer werden jedoch voraussichtlich 0,7 bis 1,2 Liter Wasser pro Liter produziertem Öl benötigt, vor allem für die Sanierung, das Bohren oder den Abbau von Standorten und die Aufbereitung des synthetischen Rohöls. Die Stromerzeugung könnte eine wichtige zusätzliche Anwendung für Ölschiefer sein, wenn traditionelle Methoden der Dampfkondensation verwendet werden. Die meisten Entwickler planen jedoch die Verwendung der Luftkühlung in wasserarmen Gebieten. Obwohl der mit der vollständigen Verarbeitung von Ölschiefer verbundene Wasserverbrauch im Vergleich zum viel höheren Wasserverbrauch durch verschiedene Biokraftstoffprozesse vernünftig erscheint, wird versucht, den Wasserverbrauch zu reduzieren. Eine sehr große Ölschieferindustrie, die 500.000 Barrel Schieferöl pro Tag produziertwürde immer noch weniger als 1 Prozent des gesamten Wasserverbrauchs in Colorado in einem Jahr ausmachen.

Die Verschmutzung der Oberfläche Wasser oder Grundwasser durch Bergbau undRetortenoperationen können durch Anwendung bewährter industrieller Praktiken verhindert oder gemildert werden. In-situ-Retorten hinterlassen einige Produkte und Nebenprodukte, einschließlich organischer Verbindungen , die die Grundwasserspeicher kontaminieren könnten. Darüber hinaus kann eine Veränderung des unterirdischen Gesteins durch Erhitzen bestimmte anorganische Verunreinigungen im Grundwasser beweglicher machen. Es wurden Experimente durchgeführt, die zeigen, dass diese Bestandteilekann effektiv vor dem Verlassen eines Standorts entfernt werden. Dennoch ist eine mögliche Wasserverschmutzung durch In-situ-Operationen ein wichtiges Anliegen. Schließlich würde die Bewirtschaftung verbrauchter Schieferhaufen und die Rückgewinnung abgebauter und entwickelter Gebiete den Einsatz von Wasser erfordern - sowohl eine technische Herausforderung als auch ein gesellschaftspolitisches Problem in ariden Regionen.

Bei großen Tagebau- oder Untergrundarbeiten müssen große Mengen an Gesteinsmaterial bewegt werden, um Schiefer für die Oberflächenretortierung bereitzustellen. Solche Operationen können die Integrität des Landes, die Beweidung und die landwirtschaftlichen Aktivitäten sowie die lokale Fauna und Flora beeinträchtigen . Selbst die In-situ-Produktion mit Bohrlöchern kann erhebliche Auswirkungen auf die Oberfläche haben, obwohl die Konzentration einiger Ressourcen in relativ kleinen Bereichen dazu beitragen kann, den gesamten Fußabdruck relativ gering zu halten. Die Rückgewinnung und Wiederherstellung von Minen ist machbar und wurde in früheren Bemühungen um die Ausbeutung von Ölschiefer demonstriert.

Die Entwicklung von Ölschiefer im industriellen Maßstab würde sich unweigerlich auf die ländlichen Regionen auswirken, in denen die Ressourcen vorkommen. Zum Beispiel könnten die lokalen Regierungen Schwierigkeiten haben, die Nachfrage nach mehr Dienstleistungen und Infrastruktur zu befriedigen, bevor die Lizenzgebühren aus der neuen Entwicklung stammen . Ölschieferentwickler müssten sich mit solchen Bedenken sowie der Angst von Menschen befassen, die den Aufstieg und Fall früherer Ölschieferunternehmen erlebt haben, um ein Mandat zu erhalten, um ihre Bemühungen fortzusetzen.

Geschichte der Verwendung von Ölschiefer

Entdeckung und frühzeitige Anwendung

Der erste bemerkenswerte Bezug auf Öl aus Schiefer im Jahr 1596 war, als der Leibarzt von Herzog Friedrich von Württemberg das erwähnte Mineralöl aus Ölschiefer destilliert könnte zur Heilung verwendet werden. Im Jahr 1694, während der Regierungszeit von William und Mary, wurde das britische Kronpatent Nr. 330 an drei Personen erteilt, die „einen Weg gefunden hatten, große Mengen von Pech, Teer und Öl aus einer Art Stein zu extrahieren und herzustellen“. Ungefähr zu dieser Zeit wurde durch die Destillation von Ölschiefer tatsächlich genug Öl gefördert , um die Straßen von Modena , Italien, zu beleuchten .

Bereits 1839 war in Autun , Frankreich, eine kommerzielle Ölschieferindustrie tätig , um Lampenkraftstoff herzustellen. Mitte des 19. Jahrhunderts war die Nachfrage nach Öl viel größer als von der Walfangindustrie gedeckt werden konnte. Als die Ölpreise stiegen, wurden entlang des Ohio River in den USA zahlreiche Ölschiefer-Retorten gebautVereinigte Staaten . Die erste wurde in den 1850er Jahren gebaut, aber alle waren bis 1860 verschwunden, nur ein Jahr nach der Entdeckung von Rohöl durch EL Drake in Pennsylvania im Jahr 1859. Ölschiefer wurde in retortiertKanada von 1859 bis 1861 am Ufer des Huronsees im Südwesten von Ontario, wurde aber mit der Entdeckung von Rohöl in der Nähe auch wirtschaftlich unattraktiv. So endete der erste von zahlreichen Zyklen in Nordamerika, in denen Ölschiefer schnell entwickelt wurden, um angesichts billigerer Alternativen aufgegeben zu werden . In Schottland begann jedoch 1862 eine kommerzielle Ölschieferindustrie, die 100 Jahre lang betrieben wurde und eine Reihe von Produkten produzierte, von Kerosin (Paraffin) über Ammoniak bis hin zu Paraffinwachs für Kerzen, bis die Ressource erschöpft war. Die letzte schottische Ölschieferfabrik wurde 1962 in Pumpherston, West Lothian , geschlossen .

Oil shale processing facilities were also developed in a number of other countries: Australia in 1865, Brazil in 1881, New Zealand in 1900, Switzerland in 1915, Sweden in 1921, Spain in 1922, and South Africa in 1935. By 1966, however, all those plants had closed.

On the other hand, three significant retorting operations founded during the 20th century continued into the 21st century, in some cases even increasing in output. In Estonia, oil shale retorting was initiated in 1921 and continues to the present day, with a daily production of approximately 9,000 barrels of oil. Most of the oil shale mined in Estonia is burned for electricity generation, but production of shale oil has increased significantly over time. An oil shale processing operation that opened in 1929 in Fushun, northeastern China, also is still producing. The retorts at Fushun and other locations in China yield an estimated 14,000 barrels of oil per day. In 1972 the Brazilian national oil company, Petróleo Brasileiro (Petrobras), started up a pilot plant at São Mateus do Sul in the southern state of Paraná in order to develop a commercial extraction technology. Petrobras continues to operate an industrial retort at the site, producing about 3,500 barrels of synthetic crude per day, as well as by-product liquefied petroleum gas (LPG), fuel gas, and sulfur. Those three continuous operations reflect a local application of technology to fill a niche market in the absence of an inexpensive fuel alternative. As such, they have been able to develop continuously, without being subject to the boom-and-bust cycles that have buffeted oil shale exploitation in the United States.