Nafta
Nafta ir degtspējīgs eļļains šķidrums tumšā krāsā, derīgais izraktenis, kas sastāv no ogļūdeņražiem un citiem piemaisījumiem. Viens no svarīgākajiem enerģijas resursiem. Neapstrādātu naftu sauc par jēlnaftu. Naftas iegulas atrodas dziļi zemē un to iegūst, veicot urbumus Zemes virskārtā. Ir arī fiksēti gadījumi, kad nafta pati pa plaisām Zemes garozā izlaužas līdz tās virskārtai. Tāpēc nafta bija pazīstama jau senatnē. To sākotnēji izmantoja lampās un lāpās. Tikai sākot ar 19. gadsimtu to sāka pārstrādāt par degvielu un citiem produktiem. Nafta šajā laikā pat tika lietota kā ārstniecības līdzeklis.
Fizikālās un ķīmiskās īpašības
Pēc sastāva nafta ir ogļūdeņražu maisījums, kurā pamatā ir alkāni, alicikliskie savienojumi (naftēni) un to atvasinājumi. Nafta satur arī arēnus un dažādus piemaisījumus — skābekli saturošus ogļūdeņražu atvasinājumus, sēra atvasinājumus, slāpekļa atvasinājumus, kā arī naftā izšķīdušās naftas pavadgāzes, ūdeni, minerālsāļus. Naftas blīvums ir 650—1050 kg/m³; pēc blīvuma izšķir vieglo, vidējo un smago naftu. Tās viršanas temperatūra ir lielāka nekā 28 °C; sacietēšanas temperatūra no 26° līdz -60°; sadegšanas siltums 43,7 — 46,2 MJ/kg. Nafta šķīst organiskajos šķīdinātājos, nešķīst ūdenī, bet veido ar to emulsijas. Nafta ir šķidrums ar īpatnēju smaku, gaiši līdz tumši brūns, arī gandrīz melns.
Nafta uzkrājas galvenokārt nogulumiežu tukšumos, veidojot iegulas, no kurām rodas naftas atradnes. Lielākā daļa atradņu atrodas iežu antiklinālās krokās platformu ieliecēs, ieliektās platformu malās, reģenerēto kalnu ieplakās, alpīno kalnu malās un ieplakās.
Veidošanās
Nafta veidojas un uzkrājas Zemes garozā. Lielākā daļa zinātnieku atzīst, ka tā radusies no augu un dzīvnieku atliekām, kas uzkrājušās jūras baseinu nogulās un pēc tam pārveidojušās litoģenēzes procesos zemes dzīlēs 1,2 — 6 km dziļumā. Par to liecina hemofosiliju atklāšana naftā, kā arī oglekļa stabilo izotopu sadalījums naftā, iežu organiskajās vielās un organismos. Tomēr eksperimentāli pierādīta arī neorganiskā naftas izcelšanās hipotēze, pēc kuras nafta rodas dažādās reakcijās Zemes mantijā.
Izmantošana
Naftu plaši izmanto daudzās tautsaimniecības nozarēs, bet galvenokārt par kurināmo iekšdedzes dzinējiem (gan tieši, gan sadalot frakcijās pēc viršanas temperatūras) un par izejvielu ķīmiskajā rūpniecībā daudzu dažādu ķīmisku produktu ražošanai. Nafta ir viena no galvenajām enerģijas izejvielām. Tā ir pirmajā vietā pasaules energobilancē.
Naftas izmantošana pasaulē
Naftas globālais pieprasījums no 99,7 miljoniem barelu dienā 2019. gadā samazinājās līdz 91 miljonam barelu dienā 2020. gadā, ko ietekmēja Covid-19 pandēmijas ierobežojumi.[1] Globāli ceļa transporta sektors ir lielākais naftas patērētājs, veidojot vairāk nekā trešo daļu globālā naftas pieprasījuma.[2]
ASV un Ķīna ir lielākie naftas patērētāji pasaulē.[3] Tomēr, reģionāli vērtējot, Āzijas un Klusā okeāna reģions ir lielākais naftas un naftas produktu patērētājs pasaulē, 2021. gadā veidojot vairāk nekā 38% kopējā naftas pieprasījuma. Šādu palielinājumu no 2010. gada 31,5% pieprasījuma lielā mērā ietekmēja Ķīna.[4] Lai gan Ķīnā patēriņš ir trīskāršojies kopš gadsimta sākuma, Ķīnā naftas ieguves apjoms palika stabils,[5] Ķīnu ierindojot otrajā vietā pasaulē pēc naftas importa. Savukārt ASV palielināja naftas ieguvi, izmantojot frakcionēšanu, 2021. gadā kļūstot par lielāko naftas ieguvēju (18,5% no globālās ieguves). ASV kopš 2005. gada ir samazinājis naftas importu par trešdaļu, samazinot atkarību no citām valstīm, tomēr naftas ieguves izmaksas ASV ir lielas, radot problēmas.[6] Saūda Arābija un Krievija 2021. gadā bija nākamie lielākie naftas ieguvēji, katrs sastādot 12% no globālā ieguves apjoma.[6]
Naftas produktu izmantošana
Globāli naftas produktu patēriņā dominē transporta sektors, piemēram 2019. gadā veidojot aptuveni 60% no kopējā naftas produktu patēriņa. Citas enerģiju patērējošās nozares ir rūpniecība, apbūves, lauksaimniecība, mežsaimniecība, komerciālie un sabiedriskie servisi, zvejniecība, tomēr to kopējais patēriņš TJ 2019. gadā veido tikai aptuveni 16%.[7] Lielākie naftas produktu patērētāji pasaulē ir ASV un Ķīna.[8]
Visvairāk patērētais naftas produkts ir dīzeļdegviela, pēc tās – benzīns, sašķidrinātā naftas gāze/etāns, dīzeļdegvielai un benzīnam viedojot aptuveni pusi no pasaules naftas produktu pieprasījuma. Mazākos apjomos tiek patērēta reaktīvā degviela, ligroīns, mazuts.[9] Tiek arī prognozēts, ka līdz 2026. gadam naftas produktu pieprasījuma pieauguma lielāko daļu veidos etāns, sašķidrinātā naftas gāze un mazuts nevis benzīns un dīzeļdegviela.[1]
Latvijā galvenais patērētais naftas produkts ir dīzeļdegviela, 2021. gadā veidojot aptuveni 70% no iegūtajiem TJ, otrajā vietā ir benzīns, trešajā -sašķidrinātā naftas gāze/etāns. Dīzeļdegvielas pārsvars iezīmējas jau 2000. gadā un patēriņš TJ palielinās, savukārt benzīna patēriņš TJ kopš 2007. gada samazinās.[7]
Naftas pārstrāde
Naftas ķīmiskā rūpniecība ir smagās rūpniecības nozare, ķīmiskās rūpniecības nozarkopa, kas aptver sintētisko materiālu un izstrādājumu ražošanu, izmantojot naftas pārstrādes rūpniecības un gāzes rūpniecības produkciju. Naftas ķīmiskās rūpniecības uzņēmumos ražo sintētisko kaučuku, kvēpus, organiskās sintēzes rūpniecības, gumijas-azbesta, gumijas izstrādājumus.
Naftas pārstrādes rūpniecība — smagās rūpniecības nozare, ietver uzņēmumus, kas no naftas iegūst dažādus naftas produktus (degvielu, eļļas, parafīnus, mazutu un citus). Naftas pārstrādes rūpniecības produktus izmanto dažādās tautas saimniecības nozarēs.
Naftas krājumi
Naftas ieguve (milj. barelu) 1991. gadā.
- NVS 3745
- Saūda Arābija 3001
- ASV 2691
- Irāna 1220
- Ķīna 1022
- Meksika 1041
Naftas rezerves (milj. barelu) 1992. gadā.
- Saūda Arābija 261 937
- Irāka 100 000
- Apvienotie Arābu Emirāti 98 100
- Kuveita 95 210
- Irāna 62 500
- Venecuēla 59 100
Vēsture
Jēlnafta jau no senatnes ir bijusi zināma; to izmantoja lampās un lāpās. Pirmais, kam ienāca prātā iegūt naftu no urbumiem, bija Ņujorkas jurists Georgs Bisels. Viņš aizsūtīja Pensilvānijas jēlnaftas paraugus Jeila Universitātes zinātniekam Bendžaminam Silimenam, kurš konstatēja, ka nafta ir daudzu derīgu produktu izejviela. Viņš secināja, ka no tās var iegūt lampu degvielu, smēreļļas, apgaismes gāzi, sveču parafīnu un daudz ko citu. Silimena paziņoja uzņēmējiem, ka ar naftu var iegūt lielu peļņu.
Pēc tam Bisels nolīga Edvinu Dreiku veikt urbšanas darbus naftas ieguvei Pensilvānijas štatā netālu no Titusvilas, un oficiāli tur pirmo naftu ieguva 1859. gada 27. augustā. Pēc tam sākās aktīva naftas ieguve; daudzi steidza pirkt vai nomāt zemi, kur varētu būt naftas iegulas. Sākās naftas bums, kas pārņēma ne tikai ASV, bet arī Kanādu un Eiropu.
XIX gs. beigās un XX gs. sākumā Rietumu lielvalstis ar diplomātiskām un militārām metodēm pārņēma savā ziņā naftas atradnes Tuvajos Austrumos, gūstot resursus savu ekonomiku attīstībai. Laikā no 1900. līdz 1960. gadam Rietumu lielvalstu kompānijas guva 16,3 miljardus ASV dolāru tīrās peļņas par Tuvo Austrumu naftas izmantošanu, savukārt paši naftas īpašnieki (vietējie šeihi) koncesionālajos maksājumos saņēma 9,9 miljardus ASV dolāru.[10]
Nafta Latvijā
Kembrija un ordovika vecuma nogulumi Latvijas rietumdaļā un Baltijas jūras akvatorijā satur naftu. Naftu saturošie slāņi Latvijā konstatēti kembrija, ordovika, silūra sistēmā. Pēc ogļūdeņraža sastāva Latvijas nafta pieskaitāma pie metāna naftu grupas. Tā satur vairāk nekā 50% gaišo frakciju, no tām 21% benzīna frakciju.
Latvijas sauszemes atradnēs varētu būt ap 100 miljonus barelu naftas, bet Latvijas jūras teritorijā — aptuveni 360 miljoni barelu (ir veikti tikai vispārēji ģeoloģiski pētījumi bez padziļinātas atradņu izpētes).[11] Pēc citiem datiem, kopā Latvijā varētu būt ap 250 miljonu barelu naftas.[nepieciešama atsauce]
Latvijā ir konstatēti atsevišķi ģeoloģiski pacēlumi, ko ģeologi sauc par naftas slazdiem. Šelfā ir ap 20 šādu naftas ieguves ziņā perspektīvu pacēlumu. Pirmo reizi Latvijā nafta atrasta 1963. gadā (Kuldīgas rajona Gudenieku pagastā). Tās krājumi ir ap 770 tūkstoši tonnu.[12] Gudenieku nafta ir augstas kvalitātes — tā dēvētā parafīna tipa nafta, kam ir augsta kvalitāte, taču tā ir maz piemērota benzīna ražošanai. Šāda nafta, to pārstrādājot, ir derīga kosmētiskās produkcijas ražošanai.[13] 2007. gadā Gudenieku pagastā SIA "Alīna", kuras lielākais īpašnieks ir Pēteris Šmidre,[14] apsaimniekoja 983 m dziļu urbumu.
Vides problēmas
Būtiskākās vides problēmas, kuras rada nafta un tās produktu ieguve un izmantošana ir gaisa, augsnes, ūdens piesārņojums un klimata ietekmēšana, kā arī trokšņa un gaismas piesārņojums, ekosistēmu degradācija,[15] ūdens paskābināšanās, sociālā un ekonomiskā ietekme uz vietējiem iedzīvotājiem, ietekmējot zvejniecību, tūrismu, lauksaimniecības irigāciju un pārņemot teritorijas, kas sākotnēji sniedza labumu sabiedrībai, kā arī patērējot lielus ūdens resursus.[16][17][18]
Emisija
Naftas un naftas produktu sadedzināšanas laikā no transporta, rūpnīcām, elektrostacijām izdalās emisijas - oglekļa oksīds, oglekļa dioksīds, sēra diokskīds, slāpekļa oksīdi – un cietās daļiņas. Nepilnīgi sadegot benzīna ogļūdeņražiem, notiek to krekings un citas pārvērtības, veidojot poliaromātiskos ogļūdeņražus. Savukārt dīzeļdegvielas sadegšanas rezultātā rodas piezemes ozons. Pilsētās autotransports ir galvenais slāpekļa oksīdu emisiju avots, savukārt fosilā kurināmā sadedzināšana ir galvenais antropogēnais sēra dioksīda avots.[17][19]
Gaisa piesārņojums no fosilo kurināmo sadedzināšanas var izraisīt skābo lietu, eitrofikāciju, labības un mežu bojājumus.[17]
Naftas un tās produktu sadegšanas laikā emitētās SEG sekmē klimata pārmaiņas: oglekļa oksīdi, sēra oksīdi, slāpekļa oksīdi.[16] Piemēram, 2021. gadā ASV enerģijas patēriņā 36% veidoja nafta, bet šis naftas patēriņš veidoja 46% ar enerģiju saistītās ASV oglekļa dioksīda emisijas. Naftas ieguvē kā saistītā gāze izdalās metāns.[17][20][21]
Ūdens piesārņojums
Dabas ūdeņu piesārņojums ar naftu vai tās produktiem tiek uzskatīts par bīstamu.[22] Naftas izlijumi piesārņo gan upes un ezerus, gan pazemes ūdeņus un jūras.[18] Naftas produkti ūdenī nokļūst avāriju rezultātā un iekalojoties urbanizētu teritoriju vai rūpnīcu lietus notekūdeņiem, savukārt jūrā tie nokļūst tankkuģu avāriju rezultātā vai ar to skalošanas ūdeņiem, no cauruļvadiem vai saistībā ar naftas ieguvi, kas var rezultēties plašas teritorijas piesārņojumā.[16][22]
Naftas piesārņojums ietekmē organismu augšanu, barošanos, attīstību un vairošanos, gan samazina pieejamo barības apjomu,[16] tiek traucēta barības ķēde un kavēta augu fotosintēze.[18]
Augsnes piesārņojums
Naftas izlijumi augsnē var izmainīt ekosistēmu, mainot floru, faunu, mikrobioloģiskos procesus, augsnes īpašības un augsnes veselību.[23] Naftas ogļūdeņraži augsnē, gruntī un gruntsūdeņos var nonākt no punktveida piesārņojuma, kā naftas un naftas produktu izplūde no cauruļvadiem, vai kā izlijumi teritorijās, kurās notiek ikdienas darbības ar naftas produktiem: naftas ieguves, pārtrādes, transportēšanas un uzglabāšanas vietas.[22]
Augsnē vispirms iztvaiko viegli gaistošas naftas frakcijas, savukārt naftas produktu migrācija ir atkarīga no augsnes sastāva un sorbcijas un ogļūdeņražu šķīdības ūdenī. Smagās naftas produktiem ir zema šķīdība, tāpēc tie pārvietas ļoti maz.[22]
Naftas piesārņojums pastāv galvenokārt augsnes virskārtā, kas izmaina fizikālās īpašības – porozitāte, mitrums – un ķīmiskās īpašības: pH, kopējais oglekļa daudzums. Samazināta porozitāte rezultējas samazinātā ūdens un skābekļa daudzumā, palēlinātā barības vielu apritē un augsnes struktūras izmaiņās, ietekmējot augsnes caurlaidību, organisko vielu un minerāldaļiņu kombināciju. Nafta palielina organiskā oglekļa daudzumu augsnē, mainot oglekļa un slāpekļa attiecību, ietekmējot augsnes auglību. Turklāt naftas savienojumi savienojas ar neorganisko slāpekli un fosforu, kavējot nitrifikāciju un defosforizāciju. Šie apstākļi ietekmē vielu apmaiņu starp augiem un augsni.[24]
Skatīt arī
Atsauces
Ārējās saites
Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Nafta.
- Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
- Lielās Ukrainas enciklopēdijas raksts (ukrainiski)
- Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
- Enciklopēdijas Krugosvet raksts (krieviski)