Rozdział I

Zasoby ropy naftowej w świecie i jej znaczenie dla rozwoju gospodarki

1.1 Rozmieszczenie złóż ropy naftowej i skala jej wydobycia

Sięgając okiem wstecz widać dążenie ludzkiego gatunku do polepszania jego egzystencji. Opanowanie przez neandertalczyka sztuki krzesania ognia ok. 200 tys. lat temu, było czymś więcej niźli wykorzystaniem siły i zręczności własnych rąk. Odkrycie to miało zastąpić w przyszłości siłę mięśni i pchnąć historię Ziemi na nowe tory.

Potęga energii uzyskiwanej nie z siły mięśni człowieka czy udomowionych przez niego zwierząt, wynika z niedoskonałości ludzkiego organizmu. Świadomi byli tego już starożytni. Mit o Prometeuszu jest doskonałym przykładem fascynacji ówczesnego człowieka źródłami ciepła. Litościwy tytan wykradł z Olimpu ogień, sam zostając skazany na męczarnie. Przytoczony mit byłby zbyteczny, gdyby nie fakt, iż ogień pozwalał pierwszym myśliwym doskonalić broń, a 7000 lat temu wytapiać miedź. Przejście z epoki kamienia do epoki brązu nie byłoby możliwe bez ulepszeń technologicznych. Te nie były jednak zasługą siły mięśni żadnego z ssaków. Moc ciała dorosłego mężczyzny wynosi ok. 0,08 KM, czyli w ciągu godziny może wykonać pracę odpowiadającą 0,06 kWh. Przekłada się to na porównanie, gdzie ośmiogodzinny wysiłek równa się energii zużytej w tym samym czasie przez 60 - watową żarówkę. Problem ten doskonale znamy między innymi dzięki naukowcom konstruującym pojazdy napędzane siłą ludzkich mięśni.

Pierwszego źródła opału dostarczał las. Mimo, że węgiel znany był już starożytnym Grekom, nie zastosowano go na większą skalę przed XVII wiekiem. Pokłady znajdowały się zbyt głęboko, a ich dostępność zwiększyła dopiero maszyna parowa (początkowo opalana drewnem). Węgiel miał tą zaletę, iż jego pokłady wydawały się nieskończone, a kalorycznością przewyższał jakikolwiek stosowany dotychczas surowiec. Maszyna parowa, tak bardzo wpisana w XIX, nierozerwalnie związana była z węglem. Silnik parowy poruszał pompami w angielskich kopalniach, napędzał lokomotywy Pacific Union w Stanach Zjednoczonych czy pomógł rozkwitnąć łódzkiemu włókiennictwu.

U progu XX wieku pojawił się inny surowiec, który w odróżnieniu do węgla, był tańszy i łatwiej dostępny. Ślady ropy naftowej spotykał człowiek od dawna. W Mezopotamii jej obecność odnotowano ok. 3000 lat przed Chrystusem. Ropa wyciekała sama bądź płonął ulatniający się gaz ziemny, co dało początek kultowi ognia. Substancję nazwano bituminem, a ona sama rychło znalazła zastosowanie w wielu dziedzinach. Impregnowano nią łodzie, wiązano cegły, używano do budowy dróg, a z rzadka oświetlano domostwa. Znalazła wreszcie ropa zastosowanie w medycynie. Według Piliniusza leczyła kaszel, kataraktę, reumatyzm, goiła rany, koiła ból zębów i obniżała temperaturę. Kluczowa właściwość ropy, tj. łatwopalność miała określić jej użyteczność. Już podczas Wojny Trojańskiej użyto surowej nafty do zapalenia greckich okrętów. Król perski Cyrus II użył jej podczas oblężenia Babilonu. Jednak dopiero w VII wieku n.e. w Bizancjum wynaleziono mieszaninę ropy z niegaszonym wapnem - ogień grecki. Do czasu upowszechnienia się prochu, była to najpotężniejsza z broni.

W dziele „De re metallica” z 1556 r. Georgius Agricola opisał zbieranie ropy w miejscu jej naturalnych wycieków. W 1605 r. dokonano pierwszej destylacji. W owych czasach używano ropy jako impregnatu w budownictwie okrętowym oraz jako smaru.

Początki planowego wydobycia i przetwórstwa ropy datuje się na 1853 rok. Rok ten obfitował w dwa istotne wydarzenia. Lwowscy farmaceuci, Ignacy Łukasiewicz i Jan Zeh, uzyskali patent na destylację ropy naftowej oraz użyli go w praktyce, napełniając naftą lampę. Okolice Galicji jak i całych Karpat od wieków obfitowały w naturalne wycieki ropy. Miejscowa ludność zbierała ręcznie pływający w sadzawkach bitumen (porkury, skałolej jak nazywano ropę w Galicji), wykorzystując go do takich samych celów jak ludność na Bliskim Wschodzie. Pierwotnym zastosowaniem nafty było oświetlenie. Już przed Łukasiewiczem eksperymentowano z destylacją skałoleju, lecz produkt finalny brudził i był niezwykle wybuchowy. Dlatego też praca Łukasiewicza miała taką wagę. Pół wieku później była już ropa surowcem cenionym i poszukiwanym na tyle, iż zainteresowanie nią wykazały kręgi polityczne. Znaczenie strategiczne ropy naftowej odkryto jednak nie w zaborze austriackim a za oceanem.

W północno - zachodniej Pennsylwanii podobnie jak na Podkarpaciu obecne były wycieki ropy, jednak jej wykorzystaniu stały na przeszkodzie brak metod jej przerabiania oraz prymitywne wydobycie. W 1856 r. profesor chemii Beniamin Silliman doszedł do tych samych wniosków co Ignacy Łukasiewicz, brakowało jednak złóż odpowiednio bogatych by uczynić wydobycie ropy opłacalnym. W 1858 r. agent nowopowstałej spółki Seneca Oil Company, Edwin L. Drake, rozpoczął wiercenia w miejscowości Titusville. Z braku odpowiedniego sprzętu używano wierteł do poszukiwania solanki. Rok później na głębokości 21 metrów znaleziono ropę. Wraz ze wzrostem wydobycia (450 tys. baryłek w 1860, 3 mln w 1862 roku) zadziałały prawa rynku. Ceny spadły poniżej ceny opakowania, w którym ropę przechowywano. Duża ilość nafty sprawiała, że stała się ona dobrem powszechnego użycia, a wybuch Wojny Secesyjnej i ograniczenie importu wielorybiego tranu z Europy oraz terpentyny z południowych stanów sprawiły, iż nafta stała się podstawowym źródłem światła. Nafta wydłużyła człowiekowi dzień, ale do zastosowania innych produktów ropopochodnych brakowało jeszcze odpowiednich wynalazków.

Zanim skończył się XIX wiek ropę wydobywano w Stanach Zjednoczonych, Podkarpaciu, Baku i Groznym. Udoskonalono rafinację, a gama produktów zaczęła się poszerzać. Ropa wyparła pszczeli wosk z produkcji świec (parafina), w budownictwie drogowym zaczęto stosować asfalt.

Z chemicznego punktu widzenia ropa naftowa jest ciemną (czarną, brunatną, zieloną, a nawet niebieską), łatwopalną, dosyć ciężką cieczą. Jest mieszaniną węglowodorów, zanieczyszczoną związkami siarki, tlenu, azotu oraz metali takich jak wanad, nikiel, żelazo. Nie jest poznane pochodzenie ropy. Istnieją dwie teorie jej pochodzenia: nieorganiczna i organiczna. Obecnie większość geochemików skłania się ku teorii organicznej.

Proces tworzenia się ropy z łańcuchów organicznych jest długotrwały i nie zawsze kończy się jednakowym skutkiem. Z organicznych szczątków powstaje najpierw gaz ziemny, a później lżejsze i coraz cięższe frakcje ropy. Efektem tego jest istnienie różnych typów ropy (ze względu na zasiarczenie i proporcje grup węglowodorowych), z różną zawartością gazu. Bywa tak, że powstaje tylko gaz.

Od pierwszych lat wydobycia, ropę odkrywano tylko w ściśle określonych miejscach. Ma to związek z jej tworzeniem. Ropa jest substancją lżejszą od otaczającej ją solanki i skał. Węglowodory migrują ze skał macierzystych ku górze, aż natrafią na tzw. pułapkę naftową, czyli odizolowane od powierzchni ziemi porowate skały (kolektory). Tylko w takiej sytuacji dochodzi do utworzenia zbiornika ropy. Cały układ: skały macierzyste, szlaki migracji, zbiorniki i pułapki nazywane są systemem naftowym. Skałami najlepiej nadającymi się na macierz ropy są wszelkie skały osadowe, zaś kolektory ropy to: piaskowce, wapienie, dolomity. Gdy w sąsiedztwie wyżej wymienionych występują nieprzepuszczalne iły, margle czy sole, to obecność ropy jest bardzo prawdopodobna. Ułatwieniem dla poszukiwaczy ropy jest fakt, iż najwięcej szczątków organicznych zawierają baseny sedymentacyjne (twory skał osadowych) szelfu kontynentalnego. Dotyczy to akwenów małych, np. Zatoka Meksykańska czy Zatoka Perska.

Krótki opis genezy powstania ropy pozwala przejść do przedstawienia wielkości i występowania jej złóż. Całkowite zasoby pewne ropy naftowej szacowane są na blisko 140 mld ton. Używany termin zasoby pewne (proved reserves) odnosi się do złóż, na których zainstalowane są urządzenia wydobywcze. Inaczej do złóż, które eksploatowane są w sposób czynny bądź gotowe są do wydobycia w każdej chwili.

Od lat 60 - tych XIX wieku, czyli od boomu naftowego, tak wydobywających jak i odbiorców niepokoiła myśl o wyczerpaniu się zasobów ropy. Pierwszych szacunków dotyczących zasobów surowca dokonano w Stanach Zjednoczonych w 1908 r. D.T. Day z U.S. Geological Survey określił jej amerykańskie zasoby na 1,3 - 3,3 mld ton. Pierwsze światowe szacunki powstały w 1920 r., a zasoby określono na 5,9 mld ton. Charakterystycznym jest fakt, że rzeczywiste zasoby ropy zawsze przewyższały prognozy, a zasoby pewne zwiększają się (tabela 1).

Można dokonać klasyfikacji najbardziej roponośnych obszarów świata. Są to cztery rejony:

1. rejon Zatoki Perskiej. Pola naftowe (również podmorskie) Arabii Saudyjskiej, Kuwejtu, Iraku, Iranu oraz Emiratów Arabskich,

2. rejon Zatoki Meksykańskiej i Morza Karaibskiego. Pola naftowe Teksasu, Luizjany, Wenezueli, Kolumbii i niziny nadzatokowej Meksyku,

3. rejon Morza Kaspijskiego, Pola roponośne Syberii Zachodniej oraz obszary od Wołgi po Ural,

4. rejon Sahary. Pola naftowe Libii, Algierii oraz delty Nigru.

Największym potencjałem naftowym legitymuje się region Bliskiego Wschodu (66% zasobów globalnych). Dalej sytuują się: Ameryka Południowa (9 %), Europa i Eurazja (9%), Afryka (7%), Ameryka Północna (5%) i Azja Pacyfiku (4%). Wg Oil & Gas Jornal: Bliski Wschód 92 mld t., Ameryka Płd. 12,9 mld t., Europa i Eurazja 10,2 mld t., Afryka 10,3 mld t., Ameryka Płn. 7,2 mld t., Azja Pacyfiku 5,9 mld ton.

Rezerwy surowca można dzielić nie tylko wg regionów czy państw, ale również organizacji. Największa organizacja tego typu, OPEC, kontroluje zasoby oceniane na 110 mld ton, czyli 79 % światowych zasobów ropy. Udział OPEC spadł nieznacznie w porównaniu z 2000 r., ale tylko o 2 % w porównaniu z 1993 r. Złoża Azji Pacyfiku, Europy zubożały. Wzrost rezerw zanotowały za to: Afryka (2 %), Ameryka Łacińska (1 %) i Ameryka Płn. (1,3 %).

Pomimo pozornego rozproszenia złóż ropy, widać że koncentrują się one na Bliskim Wschodzie. O dominującej pozycji regionu świadczy nie tylko bogactwo nafty, ale i rodzaj złoża, które, wg literatury amerykańskiej, dzielimy na:

• olbrzymy, zawierające powyżej 68 mln ton ropy (50 - 100 mln t wg literatury polskiej),

• giganty, 200 - 800 mln t (100 - 300 mln t),

• supergiganty, pow. 800 mln t (500 - 1000 mln t).

Ponad 70 % światowych złóż to olbrzymy, a 28 % z nich znajduje się we wspomnianym regionie. Wraz ze spadkiem zasobów ropy wzrasta koszt jej wydobycia, stąd wartość bliskowschodnich złóż (tabela 2 przedstawia największe złoża)

Tabela 1.

Historia odkryć zasobów ropy na świecie od 1920 roku.

Lata	Ropa odkryta w danym pięcioleciu	Ropa wydobyta w danym pięcioleciu	Ropa odkryta łącznie	Ropa wydobyta łącznie	Ropa pozostająca do wydobycia
Do 1920 1921 - 1925 1926 - 1930 1931 - 1935* 1936 - 1940 1941 - 1945* 1946 - 1950 1951 - 1955 1956 - 1960 1961 - 1965 1966 - 1970 1970 - 1975	- 2,11 10,41 2,59 19,40 4,68 18,38 16,78 20,27 26,39 19,50 12,67	- 0,67 0,94 1,04 1,44 1,68 2,34 3,46 4,85 6,85 10,12 13,80	10,05 12,16 22,57 25,16 44,56 49,24 67,62 84,40 104,67 131,06 150,56 163,23	1,15 1,82 2,76 3,80 5,24 6,92 9,26 12,72 17,57 24,42 34,56 48,36	8,9 10,34 18,81 21,36 39,32 42,32 58,38 71,68 87,10 106,64 115,00 114,87

Źródło: L. Brezula, A. Mizgalska, op.cit., s. 53.

* w latach wielkiego kryzysu i II WŚ poszukiwania zostały ograniczone.

Wszystkie złoża zaliczane do gigantów, a jest ich 40 odkryto przed 1970 rokiem. Stanowią one ponad połowę światowych zasobów ropy. Statystyka tych złóż (supergigantów również) pozwala oczekiwać, iż szanse znalezienia im podobnych są małe. Potencjalne miejsca zalegania takich złóż stanowią niedostępne, niezbadane i kontrowersyjne ze względów ekologii, rejony Arktyki i Antarktydy. Jeśli chodzi o złoża olbrzymy, stanowiące 25 % zasobów, szanse na nowe odkrycia też nie są duże.

W pionierskich latach przemysłu naftowego wydobycie było znikome. Zaspokajało lokalne potrzeby, ale brak było mu tak organizacji jak i sprzętu. Jak wspomniano pierwsze urządzenia do wierceń adaptowano z innych działów górnictwa. Pomijając złoża płytkie, np. asfaltowe jeziora Trynidadu czy wyeksploatowane złoża podziemne, ropa znajduje się tylko głęboko pod powierzchnią ziemi. Głębokość zalegania złóż wynosi około 3000 m., ale nie ma wątpliwości co do występowania złóż głębszych. Przykładowe głębokości zalegania złóż supergigantów to: irackie złoże Rumaila 3240 - 3292 m, czy algierskie Hassi Messaoud 3350 m. Głębokość występowania podstawy - ca 3 km (9 tys. stóp w literaturze amerykańskiej) jest typowa dla większości rezerwuarów ropy.

Eksploatacja złóż obecnie w niczym nie przypomina tej z czasów Łukasiewicza. U zarania przemysłu naftowego otwór wykuwano ciężkim dłutem. Wiercenie obrotowe zastosowano w 1900 r. i nie zmieniło się to do dziś. Praca początkowo była niezwykle mozolna. Szyb głębokości 2 km wiercono rok. Obecnie klasyczną wiertnię (rura wiertnicza, żerdzie, świder) zastąpił tzw. turbowiert.

Tabela 2

Złoża supergiganty

Kraj i nazwa złoża	Rok odkrycia	Zasoby w mld ton
Algieria Hassi Messaoud Arabia Saudyjska Dammam Abqaiq Qatif Ghawar Safaniya Khurais Manifa Abu Safah Berri Indonezja Minas Iran Gach Saran Aga Jari Ahwaz Bibi Hakimeh Marun Irak Rumaila Kirkuk Kuwejt Burgan Raudhatain Libia Sarir Stany Zjednoczone Zatoka Prudhoe Wenezuela Bolivar Costal Field Rosja Romaszkinskoje Samotłorskoje Arabia Saudyjska/ Kuwejt Wafra	1956 1938 1940 1945 1948 1951 1957 1957 1963 1964 1944 1928 1938 1958 1961 1964 1953 1957 1938 1955 1959 1968 1916 1948 1964 1950	1,3 0,7 1,1 1,5 9,1 3,3 1,0 1,5 0,9 0,8 0,8 1,0 0,7 1,1 1,0 1,2 1,6 1,3 7,5 1,1 1,0 2,9 1,1 0,9 2,0 1,1

Źródło: L. Bednarz, op. cit., s. 55.

Specjaliści nie są zgodni co do zasobów kazachskiego złoża Tengiz, początkowo uważanego za supergiganta.

Szybkość wiercenia wzrosła, pojawiły się nowe możliwości jak wiercenia kierunkowe. Wynalezione w 1939 r., ale wykorzystane dopiero na przełomie lat 80 i 90 tych. Jeden kierunkowy odwiert zastępuje do pięciu klasycznych, tj. pionowych. Wyższy jest koszt pracy, do 200%. Biorąc pod uwagę zalety technologii (eksploatacja złóż podmorskich - offshore, omijanie rezerwatów przyrody itp.) koszt wierceń, przy stabilnych kosztach wydobycia (4 - 8 dolarów za baryłkę), stoi na rozsądnym poziomie. Trzeba zauważyć, iż złoże ropy naftowej uważa się za zużyte, gdy wyczerpie się w 30 %. Reszta jest nieosiągalna ze względów technicznych i ekonomicznych. Odwierty kierunkowe pozwalają na eksploatację maksymalnie ekonomiczną.

Wiercenie jest jednak ogniwem pośrednim wydobycia. Problemem bodaj najistotniejszym jest zlokalizowanie złoża. Wspomniałem o naturalnych wyciekach ropy, ale te rezerwy wyczerpano wiek temu. W 1915 r. zaczęto stosować metodę grawimetryczną, wykorzystującą różnicę siły ciążenia ponad różnymi formacjami skalnymi. Najbardziej poszukiwane były skały porowate. W latach 30 - tych opracowano metody geosejsmiczne, przy których mierzono prędkość rozchodzenia się dźwięku w skałach. Narzędzia, z których korzystał przemysł naftowy, przez prawie 50 lat opierały się na dwuwymiarowych obrazach. W 1973 r. wprowadzono system obrazowania trójwymiarowego (jest niezastąpiony przy wierceniu w podmorskich pokładach soli). Na początku niezwykle kosztowny, obecnie jest podstawową metodą poszukiwania ropy. Czasy kiedy wiercono niemal intuicyjnie skończyły się. Zanim głowica turbowiertu trafi w rezerwuar ropy, złoże jest całkowicie rozpoznane.

Rozwiązanie technicznych problemów wydobycia, pozostawiało kwestię jego wielkości prawom rynku, ale też działaniom rządów. Początkowo poszukiwano szybów tryskających, gdzie nie trzeba było ropy pompować. W takiej sytuacji dochodziło do degradacji złoża, ale liczba szybów rosła. Prym wiodły Stany Zjednoczone. Gwałtowne wydobycie ropy prowadziło do natychmiastowego bankructwa przetwórni węglowego oleju. Było to zapowiedzią katastrofy całego przemysłu węglowego.

Skutkiem Wojny Secesyjnej było ograniczenie eksportu bawełny amerykańskiej. Ropa naftowa nadawała się idealnie do roli jej substytutu. Na przełomie lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych XIX wieku, połowa wydobywanej na świecie ropy pochodziła z pól Pennsylwanii. Z wyjątkiem 1900 roku (wzrost wydobycia w Rosji) Stany Zjednoczone zapewniały 60 procentowe globalne wydobycie.

Już w 1884 roku ropa wydobywana z regionu M. Kaspijskiego i rafinowana w Baku zaczęła zaspokajać potrzeby Imperium Rosyjskiego. Do tej pory jego obszar był głównym rynkiem zbytu dla nafty z USA.

Tabela 3

Lata	11870	11900	11910	11940	11950	11960	11974	11975	11990
Wydobycie w mln ton (w świecie)	0,8	20,5	45	293	523	1052	2851	2705	3058

Żródło: opracowanie własne na podstawie: L. Brezula, A. Mizgalska, op. cit., s. 76 i L. Bednarz, op. cit., s. 97, D. Yergin, op. cit., s. 604.

Tabela 3 pokazuje wzrost w wydobyciu na przestrzeni od ekspansji surowca na rynek światowy do końca lat 80 - tych. Przyrost był nierównomierny, wszak do lat 50 - tych XX wieku nie odkryto złóż najbogatszych, a odkrywane dotychczas były rezultatem pionierskich badań. Do początku XX w. produkcja ropy naftowej odbywała się w Stanach Zjednoczonych i Rosji. W latach 1888 - 1891 udział USA spadł z 78 do 71 %, Rosji zaś wzrósł z 22 do 29 %. Jednak rosyjska rewolucja w 1905 r. oraz wojna rosyjsko - japońska zmieniły szacunki. Udział Rosji w latach 1904 - 1913 spadł z 31 % do 9 %.

Na rynku pojawili się też nowi gracze. Światową produkcję kontrolowały: spółki - córki rozwiązanej w 1911 r. SOC, w tym największa Standard Oil of New Jersey, holding Royal Dutch / Shell, Anglo - Persian Oil Co oraz niezależne Texaco i Gulf. Głównymi terenami roponośnymi były w Stanach Zjednoczonych: Oklahoma, Teksas, Pennsylwania, Kansas, Kalifornia, w Rosji: Baku, w Indonezji: Sumatra oraz Polska, której wydobycie zaspokajało w latach 20 - tych XX w. 5 % światowego zużycia.

Gwałtowny wzrost wydobycia ropy naftowej spowodowały dwie wojny światowe. Rozmach działań wojennych i zastosowany sprzęt wymuszały proporcjonalne wydobycie.

Po zakończeniu II wojny światowej nastąpił gwałtowny wzrost produkcji ropy. Wszystkie kraje producenckie odzyskały swoje 100 % wydobycie. Szczególnym przyśpieszeniem charakteryzowały się lata 1955 - 1970. Mówi się o wzrostowym trendzie historycznym, który wynosił 7,5 % rocznie. Było to wynikiem znacznym, gdyż prognozy z początku lat 50 - tych przewidywały wydobycie w wysokości 1,4 mld ton, w rzeczywistości wyniosło ono 2,6 mld ton. Ci sami progności na 2000 przewidywali wydobycie w ramach ok. 2,7 mld ton, a wyniosło ono 3,3 mld ton.

Pierwszy miliard ton osiągnęła ludzkość w 1960 r. Osiem lat zajęło osiągnięcie drugiego. Tempo wzrostu następnych 5 lat zaowocowało 800 mln ton dodatkowego rocznego wydobycia. Sukcesywnemu zwiększaniu wydobycia przeszkodziły wydarzenia z października 1973 roku.

Produkcja po 1973 roku nie utrzymała tempa sprzed kryzysu paliwowego, a w szczególności z lat 1960 - 1973. Jednak produkcja w 1973 r. była 2,6 raza wyższa niż w 1960 roku. Wysokie ceny paliw ograniczyły popyt i skłoniły państwa - importerów do poszukiwań rozwiązań oszczędnościowych.

Już w 1978 r. wydobycie jednak wzrosło, przewyższając o 8,3 % wydobycie sprzed kryzysu. Produkcja przekraczająca 3 mld t rocznie była osiągana na przełomie XX / XXI w., np.: w 1999 r. 3,19 mld t., w 2001 3,14 mld ton.

W marcu 2003 r. wydobycie wyniosło 9,2 mln ton ropy dziennie. Państwa należące do OPEC zwiększyły dzienne wydobycie o 1,8 mln baryłek, pozostałe państwa o 940 tys. baryłek.

W sierpniu 2003 r. dzienne wydobycie wyniosło 10,8 mln ton dziennie. Wzrost w porównaniu z wydobyciem sprzed wojny wyniósł 18%.

Utrzymanie tak wysokiego wydobycia pozwoli pod koniec 2003 roku przekroczyć pułap 3 mld ton.

1.2 Rola ropy naftowej w rozwoju światowej gospodarki - w przeszłości i obecnie

Za pioniera przemysłu naftowego uważa się Ignacego Łukasiewicza. Jako pierwszy zwrócił uwagę na użyteczność surowca, który do drugiej połowy XIX wieku był wykorzystywany do różnych celów, ale na nieznaczącą skalę. Sukces ropy i jej pochodnych nie polegał na jej wyjątkowym, na owe czasy, charakterze, wszak znano ją od tysięcy lat i niemal od tylu też stosowano. Żaden jednak surowiec nie był pod koniec XIX wieku równie tani i łatwodostępny jak ropa naftowa. Żaden też nie okazał się bardziej wszechstronny.

Nie dziwi fakt, że wielość zastosowań ropy została poznana w zamierzchłej przeszłości. Wspomniano o smarach, nafcie, parafinie i asfalcie. Bez wątpienia są to atrybuty ery industrializacji - epoki dzięki której świat docenił specyficzny charakter ropy. Surowiec pozostawał ten sam, zmieniała się tylko technologia jego przerobu.

Surowa ropa (crude oil) ma nikłe zastosowanie w przemyśle. Świadom tego Łukasiewicz opatentował destylację ropy. Produkcja nafty (od pierwszego znaczącego produktu ropopochodnego, nazwy ropa i nafta bywają stosowane zamiennie) odbywała się w warunkach rzemieślniczych. Produkt destylacji zapewniał źródło oświetlenia. Cykl dnia regulowany promieniami słońca załamał się. Wydłużenie dnia wpłynęło na zmiany społeczne i obyczajowe. O ile w domostwach miejskich musiała nafta rywalizować z elektrycznością, na prowincji była bezkonkurencyjna. Tabela 4 pokazuje zmiany w zużyciu poszczególnych nośników energii.

Tabela 4

Zmiana struktury światowego zużycia pierwotnych nośników energii (w % paliwa umownego)

Nośnik energii	Lata
	1880	1890	1937	1960	1974	1989
Węgiel Ropa naftowa Gaz ziemny Energia elektryczna*	98,0 2,0 - -	93,0 4,5 1,5 1,0	73,8 19,4 5,5 1,3	52,3 31,1 14,6 2,0	43,0 33,0 20,0 4,0	29,3 35,5 21,9 13,3

Żródło: L. Brezula, A. Mizgalska, op. cit., s. 14 i BP Statistical of World Energy z czerwca 1990.

* wytworzona w elektrowniach wodnych i jądrowych.

Widać, że przełom XIX / XX w. to okres dominacji węgla. Zapewniał transport na lądzie i morzu, dzięki koksowi wytapiano surówkę, produkowano z węgla energię elektryczną oraz uzyskiwano gaz. Coraz większe zapotrzebowanie na produkty ropopochodne ograniczyło zużycie węgla, nigdy jednak nie doszło do wyparcia węgla z przemysłu. W procesie przeróbki ropy naftowej otrzymuje się następujące produkty: gaz płynny, paliwa silnikowe (benzyny, olej napędowy, paliwo odrzutowe), oleje smarowe i smary, oleje opałowe, stałe węglowodory naftowe (parafiny, cerezyny, wazeliny), asfalty drogowe i przemysłowe, surowce węglowodorowe do syntez organicznych. Stosowana na początku XX w. tzw. prosta destylacja, przy użyciu której produkowano benzynę, okazała się mało wydajna. Popyt na benzynę przerósł zapotrzebowanie na naftę. Było to skutkiem sukcesu silnika spalinowego. W miarę rozwoju konstrukcji silników, zwiększania stopnia sprężania i zastosowania doładowania stało się konieczne podwyższenie ciepła spalania benzyny. Dokładnie o 50 - 100 kcal / kg paliwa. Nie mogły być to produkty prostej destylacji czy krakowania termicznego. Lata 40 - te XX w. przyniosły odkrycie wydajniejszych procesów produkcji paliw silnikowych. Doskonalenie silników wywołało równoległy popyt na wyższą liczbę oktanową benzyny. Metoda krakingu katalitycznego, rozwiązała ten problem. Początkowo wydajność procesów produkcji benzyn wynosiła 15 - 20 % benzyny z ropy naftowej. Udoskonalenie krakingu podniosło wydajność do 50 %. Metody specjalnego przerobu ropy, czyli izomeryzacja, alkilacja, oligomeryzacja i aromatyzacja dokonały zaś rewolucji w dziedzinie petrochemii. Próby wprowadzenia stosunkowo taniego i konkurencyjnego dla transportu konnego środka lokomocji podejmowano od dawna. Prototypy pojazdów napędzane silnikiem parowym były awaryjne i mało bezpieczne. Przełom nastąpił w 1886 r. Niezależnie od siebie: G. Daimler i C. Benz zamontowali na ramie wozu benzynowy silnik spalinowy. Pomimo powinowactwa z konnym powozem, automobil niemieckich konstruktorów posiadał cechy współczesnych pojazdów, tj. skrzynię biegów z mechanizmem różnicowym, chłodnicę oraz gaźnik pływakowy. XIX - wieczny samochód miał moc 1 KM i był zjawiskiem towarzyskim. Konstrukcja Benza i Daimlera rozwijała się żywiołowo, a za pionierami motoryzacji poszli inni konstruktorzy. Model T H. Forda z 1912 r. zapewnił dostępność samochodu szerszemu gronu odbiorców. Masowo produkowane pojazdy benzynowe uniezależniły człowieka od transportu zbiorowego. To z kolei wymusiło szereg innych udogodnień (autostrady, motele, stacje benzynowe, centra handlowe). Motoryzacja zmieniła oblicze ludzkości poprzez zwiększenie jej mobilności i tempa życia. Okresem największego wzrostu popytu na ropę był XX w. Zmiany w zakresie wydobycia i przetwórstwa ropy, możemy nazwać początkiem tworzenia się przemysłu naftowego. Szczególnego przyśpieszenia nabrały one w trakcie I wojny światowej. Działania wojenne przed 1914 r. oparte były na transporcie kolejowym, ale niemałą rolę odgrywał transport konny. Transport kolejowy był jednak zależny od występowania i jakości linii kolejowych, koń pozostawał nieustannie w odwodzie. Dopiero silnik spalinowy połączył ruchliwość zaprzęgu z udźwigiem parowozu.

Z. Rurarz, Kryzys energetyczny. Mit czy rzeczywistość?. Warszawa 1978, s. 11.

Do XX w. ropa nie znalazła większego zastosowania w przemyśle. Obecnie pokłady węgla, mimo przeszło dwusetletniej eksploatacji, szacowane są na przeszło 890 mld, czyli sześciokrotnie więcej niż ropy naftowej. Za Molenda J., Grzywa E., Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 1987, s. 94 - 105.

D. Yergin, Nafta, władza i pieniądze, Warszawa 1996, s. 13.

Jako źródło oświetlenia nie znalazła ropa zastosowania do czasów Ignacego Łukasiewicza. Nie znano metod jej destylacji, a jako środka do lamp używano oliwy, tłuszczu zwierzęcego czy tranu, tamże, s. 14.

A.T. Solecki, Galicyjskie początki rewolucji, Newsweek nr 6 / 2002.

O ile w Galicji ropę wydobywano wiadrami, w Pennsylwanii moczono w wycieku ropy szmaty, które następnie wyżymano. Dziennie pozyskiwano do 25 litrów ropy. Za: D. Yergin, op. cit., s. 10.

6,6 - 8,0 baryłki na tonę za: L. Bednarz, Nafta - problemy i perspektywy, Warszawa 1978, s. 25. Baryłka to 158,98 litrów.

Jest to definicja najprostsza. Inne, bardziej specjalistyczne, podają podręczniki z zakresu chemii organicznej lub petrochemii, np.: „ropa to złożona mieszanina związków chemicznych. Podstawową masę ropy (80 - 95 %) stanowią ciekłe oraz rozpuszczone w nich stałe węglowodory, parafinowe, naftenowe i aromatyczne. Bardzo często w ropach rozpuszczone są również gazowe parafiny”. Molenda J., Grzywa E., op. cit., s. 90.

Starsza jest teoria nieorganicznego pochodzenia ropy. Ropa miała powstać z substancji nieorganicznych, takich jak woda i węgliki metali bądź z wodoru i węgla w procesie stygnięcia Ziemi. Potwierdza to obecność węglowodorów w meteorytach i na powierzchniach Saturna i Jowisza.

Teoria organicznego pochodzenia ropy jest nowsza i posiada więcej zwolenników. Ropa miała powstać na skutek rozkładu szczątków organicznych pod wpływem działania temperatury, ciśnienia, bakterii, promieniowania i katalizatorów. Wiek ropy szacowany jest na od 10 mln do 5 tys. lat, co oznacza, że powstaje ona również współcześnie. Za: L. Brezula, A. Mizgalska, Ropa - problem współczesnego świata, Warszawa 1983, s. 25.

Zwanych również biopolimerami bądź kerogenem. Zaliczamy do nich: węglowodany, białka, lipidy, ligninę, chitynę, żywicę, woski i in. Za: Molenda J, Grzywa M. op. cit., s. 63.

M. Rutkowski, „Czy nam ropy zabraknie”, Polityka, nr 39 / 2002.

Dane ze stycznia 2003. Za: Nafta - Gaz z lipca / sierpnia 2003.

L. Bednarz, op. cit., s.40.

BP Amoco Statistical Review 2003. Dla porównania, gdy dodamy złoża gazu: Bliski Wschód (66,3%), Ameryka Płn i Pld (16,9 %), Azja i Afryka (10,9%), Europa (7,5%), za: M. Rutkowski, op.cit.

M. Radler, World crude, gas reserves expand as production shrinks, w: O&G Jornal Worldwide Report z 24 grudnia 2001.

tamże.

R. Nehring, Giant Oil Fields and World Oil Resources, Santa Monica 1976. Za:

J. Danielewski, Energetyka światowa po kryzysach, Sprawy Międzynarodowe, 1 - 2, 1992.

L. Bednarz, op. cit., s. 57.

Jest to samobieżny świder, na elastycznym przewodzie odwijanym z bębna. Napęd stanowi woda tłoczona z powierzchni, która dodatkowo chłodzi, smaruje i wydobywa płuczkę. Rekord szybkości wiercenia uzyskano na norweskim złożu Asgaard na Morzu Północnym. Odwiert o głębokości 2150 wykonano w 84 godziny. Więcej o technologii PowerDrive na stronie producenta www.schlumberger.com.

J. Rauch, The New Old Economy, The Atlantic Monthly, styczeń 2001.

Maksymalne horyzontalne odchylenie zanotowano na złożu Wytch Farm. Przy głębokości 1637 m wywiercono kanał na 10728 m w bok. Za: M. Rutkowski, op. cit.

Historię wierceń horyzontalnych oraz cały proces opisuje J. Rauch, op.cit.

D. Yergin, op. cit., s. 21.

90 % eksportowanej do Rosji ropy pochodziło z rafinerii pierwszego koncernu międzynarodowego - Standard Oil Company Johna D. Rockefellera. tamże, s. 43.

Tamże,s. 105.

L. Brezula, A. Mizgalska, op. cit., s. 77.

Z. Rurarz, op. cit., s. 42.

F.N. Willing, The Oil Industry Tomorrow, Londyn 1962 i L.G. Weeks, Petrol, nr 8 / 1959. Za:

L. Bednarz, op. cit., s.95.

M. Radler, World crude….

J. Danielewski, op. cit.

Tempo wydobycia wzrosło na skutek wojny w Iraku. Produkcja irackiej ropy spadła o 240 tys. b / d, zaś moce produkcyjne sojuszniczej wobec USA Arabii Saudyjskiej wzrosły o 216 tys. t / d. Wydobycie Arabii Saudyjskiej stanowi 90 % produkcji OPEC. Za: M. Radler, Midyear Forecast. Special Report w: Oil and Gas Journal z 7 lipca 2003.

Dane International Energy Agency nr 11, vol. 224 z 2003 i World Oil Magazine z lutego 2003.

M. Radler, Midyear....

E. Grzywa, J. Molenda, op. cit., s. 152.

Podstawy technologii syntezy petrochemicznej, praca zbiorowa pod red. A.I. Dincesa i L.A. Potołowskiego. Warszawa 1966, s. 5.

Pierwszy silnik spalinowy, aczkolwiek na gaz, skonstruował w 1860 r. E. Lenoir. Zastosowanie w przemyśle znalazł dopiero czterotaktowy silnik A. Otto z 1876 r. W 1883 r. W. Maybach i G. Daimler skonstruowali niestacjonarny benzynowy silnik z zasilaniem gaźnikowym.

Czyli termicznego rozszczepienia węglowodorów wchodzących w skład ropy lub pozostałości ciężkich przez podgrzanie ich pod ciśnieniem 40 atmosfer do temp. 470 - 540 stopni Celsjusza. Kraking odkryto w 1890 r. Więcej: A. J. Dinces, L.A. Potołowski, op. cit., s.5 - 7.

Benzyna jest mieszaniną węglowodorów parafinowych, cykloalifatycznych i aromatycznych zawierających od 6 do 12 atomów węgla. Olej napędowy i paliwo odrzutowe wymaga wyższych frakcji ropy naftowej - od 12 do 18 atomów węgla. Liczbę oktanową ustala się w oparciu o porównanie benzyny testowej z paliwem wzorcowym izooktanem (2,2,4 - trimetylopentan). P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1986, s. 97 - 101.

Różnica między krakingiem termicznym polega na stosowaniu katalizatorów i niższym ciśnieniu procesu. A. J. Dinces, L.A. Potołowski, op. cit., s. 8 - 9.

18

---