Obnoviteľné zásoby ropy: je ropa skutočne fosílne palivo?

Autor: Michal Korenko | 7.9.2010 o 17:14 | (upravené 17.9.2010 o 10:43) Karma článku: 11,50 | Prečítané:  6148x

Ropa dnes intímne prepája svet prírody, svetovej ekonomiky, národných ekonomík, politiky a geopolitiky. Jej cena má kľúčový vplyv na cenotvorbu v celom svetovom ekonomickom systéme. Ropa pre nás a pre našu civilizáciu tak predstavuje viac než len nevyhnutnú a nudnú zmes kvapalných uhľovodíkov. Ropa v istom zmysle predstavuje hlbokú metaforu súčasnej civilizácie.

Pravdepodobne hlavnou príčinou vzniku súčasnej rozvinutej spoločnosti (vrátane vysokého stavu globálnej populácie) bol objav využívania fosílnych zdrojov energie. Historické a archeologické analýzy príčin vzostupov a pádov predošlých civilizácií bývajú čoraz častejšie dávané do energetických a ekologických súvislostí. Jednoducho povedané spoločnosti a civilizácie bohatnú a rastú v obdobiach energetického dostatku a podliehajú vnútorným krízam, občianskym vojnám, inváziám ale aj zánikom v obdobiach energetického a materiálneho nedostatku.

       Máločo dnes preto dokáže rozpútať také vášne ako diskusie okolo ropy, jej ceny a jej geopolitickej roly. V pozadí všetkých týchto diskusií je v podstate teória ropného zlomu - teda teória, že stojíme pred prahom jej definitívneho vyčerpania a možnej energetickej apokalypsy. (Snáď len otázka globálneho otepľovania má v tomto smere vyšší potenciál). Každé zapochybovanie uvedeného faktu vyvolá zúrivé reakcie. Teória ropného zlomu (pre mnohých sme práve teraz jeho svedkami) vychádza z predstavy obmedzeného množstva komerčne dostupnej ropy, čo súvisí s kľúčovou otázkou o pôvode ropy a iných tzv. fosílnych palív ako sú hlavne antracit a zemný plyn.

Ako geologická dogma doslova vrytá do kameňa v súčasnosti prevláda organická teória o pôvode ropy (biogenic origin of oil). Podľa nej je ropa produktom geologickej „suchej destilácie" biologických zvyškov uhynutých organizmov, v prípade ropy predovšetkým zosedimentovaných zvyškov planktónu a jej tvorba vyžaduje milióny rokov geologického času. Z toho vyplývajú aj obmedzené zásoby ropy, rovnako ako povedzme dreva, ak by stromy dorastali do „komerčne zaujímavej výšky" milióny rokov. S prvými náznakmi tejto teórie prišiel Georg Agricola v 16. storočí, iným prominentným zástancom organickej teórie o pôvode ropy bol v 18. storočí Michail Lomonosov.

         V súčasnosti sa potvrdené bez väčších problémov ťažiteľné zásoby ropy odhadujú na približne 3 bilióny barelov, t.j. 3000 miliárd barelov. To je len objavená ľahko ťažiteľná ropa, pričom objem ekvivalentu ropy v komerčne menej zaujímavých, no už objavených formách, napr. v tzv. ropno-nosných pieskoch (oil send) a tmavých bridliciach (black shales) je cca 10 - 100 násobne väčší. No uvedené čísla treba brať s rezervou, pretože na jednej strane firmy a štáty klamú, aby si vylepšili pozíciu na trhu, na druhej strane objemy nekonvenčnej ropy sú možno až 10 násobne vyššie. Objemy zásob zemného plynu v energetických ekvivalentoch bežnej ropy sú identické. Samotné tieto čísla, aj keď založené na vratkých odhadoch, sú obrovské. Objavené svetové zásoby tekutých fosílnych palív (teda bez uhlia) podľa týchto odhadov predstavujú kocku ropného ekvivalentu (crude oil) o hranách niekoľko sto kilometrov.

         No pôvod ropy nie je ani zďaleka tak jasný a istý, ako by sa vďaka školskej výučbe mohlo zdať. Konkurenčnou teóriu k v súčasnosti dominujúcej organickej teórii pôvodu ropy je anorganická teória (abiogenic origin of oil). Existuje jej niekoľko variácií, ale v skratke hovorí, že ložiská väčšiny uhľovodíkov ako sú ropa a plyn nevznikajú v útrobách zeme zo zvyškov uhynutých organizmov, ale sú anorganického pôvodu a stále vznikajú prirodzeným procesom v plášti (napr. reakciou uhličitanov s oxidmi železa v prítomnosti vody za vysokých teplôt a ešte vyšších tlakov), alebo sú trvalo uložené v plášti našej zeme ako jej pôvodný materiál. Táto teória úplne dominovala v 19. storočí (pravdepodobne rovnako ako organická v súčasnosti). Jej zástancami boli prominentné postavy vedy 19. storočia ako Alexander von Humboldt, Dimitrij Mendelejev a francúzsky chemici Louis Gay-Lussac a Marcellin Berthelot. Všetci odmietali akýkoľvek vzťah medzi biologickou hmotou a ropou. Organickú teóriu považovali na vtedajšiu dobu za nemodernú, za relikt prekonaného presvedčenia, že organické látky môžu vznikať len z organických prekurzorov.

Mendelejev dokonca zastával revolučný názor, že ropa a ďalšie fosílne palivá vznikli z primordiálnej hmoty, to znamená, že sú prirodzenou súčasťou našej Zeme od jej vzniku. Na prvý pohľad sa zdá táto teória až príliš fantastická, neprirodzená a menej pravdepodobná ako organická teória. No je to skôr naopak, vo vesmíre a v našej slnečnej sústave sa vo veľkých množstvách nachádzajú uhľovodíky, spomeňme len metánové jazerá na Titáne. Naopak život a biologické tkanivá poznáme zatiaľ len na Zemi. Treba povedať že existencia uhľovodíkov vo vesmíre bola dokázaná len nedávno, zrejme aj preto začala dominovať v 20. storočí organická teória vzniku ropy.

K zmene tejto paradigmy 19. storočia došlo presne v tom istom čase, keď vznikal moderný petrochemický priemysel, keď ropa začala hrať dôležitú rolu v hospodárstve USA na prelome storočí. Anorganické teórie vzniku ropy sú okrem iného oveľa optimistickejšie, nevyžadujú totiž milióny rokov geologického času. Ropa podľa nich vzniká rýchlo a vo veľkom množstve. Iste nie je bez zaujímavosti, že ropný magnát John Rockefeller bol veľký podporovateľ organickej teórie o pôvode ropy.

Teória o organickom pôvode ropy odvtedy výrazne dominuje v geológii až doteraz, pričom sa z nej doslova stala dogma. Akákoľvek teória o  pôvode ropy má pritom kľúčový vplyv v nazeraní na množstvá ťažiteľnej ropy, jej cenu, jej možné nové ložiská a ďalšie možnosti ťažby. Teória o organickom pôvode ropy má tak, ako žiadna iná vedecká teória v súčasnosti, obrovské ekonomické a geopolitické dopady.

V poslednej dobe však dochádza k malému posunu v nazeraní na pôvod ropy a jej vznik a množstvo v podzemí. Prispeli a prispievajú k tomu viaceré, pri tradičnom chápaní nelogické udalosti.

Eugenov ostrov je malý kúsok zeme pri pobreží americkej Louisiany. Ropa tam bola objavená v 60. rokoch a po poklese dennej ťažby na 4000 barelov na konci 80. rokov sa začalo uvažovať o zastavení ťažby pre nerentabilnosť a vyčerpanie ložiska. Na veľké prekvapenie zvýšil vrt v priebehu 90. rokov objem vyťaženej ropy takmer na 15 000 barelov denne, čo bolo porovnateľné so situáciou počas jeho najlepšieho obdobia. Následné analýzy ukázali, že do vyťaženého zásobníka začala prúdiť nová ropa z ešte väčších hĺbok zeme. Podobné pozorovania sa urobili aj na iných miestach v Mexickom zálive, na Aliaške, v Uzbekistane, v Rusku, ale i na Blízkom východe. Aj keď by sa toto zapĺňanie starých vyprázdnených ložísk dalo vysvetliť aj prirodzenou cirkuláciou ropy medzi jednotlivými ložiskami (toto vysvetlenie ale tiež nie je bez problémov), alebo neefektívnou predchádzajúcou ťažbou, existuje viacero ďalších indícií, ktoré spochybňujú teóriu o organickom pôvode ropy.

Dvaja z najväčších zástancov anorganickej teórie o pôvode ropy sú v súčasnosti Thomas Gold (1920 - 2004) z Cornell University v USA a Dr. J. F. Kenney z Gas Resources Corporation v Texase. Thomas Gold prezentoval a podporil svoje názory viacerými zaujímavými dôkazmi a publikoval ich aj v samostatnej knihe The Deep Hot Biosphere (1999), kde okrem iného predkladá aj veľmi inšpiratívnu teóriu vzniku a existencie života v hlbokých vrstvách Zeme.

Obidvaja páni ale vychádzajú vo svojich argumentáciách z obrovského množstva vedeckých prác ruskej a ukrajinskej proveniencie, ktoré sa vykonali hlavne v 50. rokoch 20. storočia a ktoré sú na Západe z rôznych dôvodov neznáme. Práce vo veľkej miere spochybňujú organickú teóriu o pôvode ropy. Vo vtedajšom ZSSR prebehla sovietska verzia petrologického „Manhattan projektu" s najvyššou politickou prioritou s cieľom kompletne pochopiť všetky aspekty súvisiace s pôvodom, výskytom, rozložením a hlavne ťažbou a spracovaním ropy. Uvedené práce vznikli v rámci tohto projektu. Konečným výsledkom projektu malo byť dlhodobé zaistenie sebestačnosti ZSSR na tejto strategickej surovine. Z výsledkov tohto výskumu ťaží Rusko prakticky dodnes. Za skutočných otcov modernej anorganickej teórie o pôvode ropy môžeme preto pokladať ruských a ukrajinských vedcov N. Kudrjavceva, P. Kropotkina, V Porfirjeva, E. Čekaljuka, ale aj ďalších. Prednosťou týchto prác, oproti konkurenčnej modernej organickej teórii je, že sú komplexnejšie a že sú založené nielen na empirickej geológii, ale majú solídny chemický a fyzikálny, termodynamický základ. Najväčšími propagátormi tejto teórie na Západe sú už spomenutí T. Gold a J. F. Kenny.

Thomas Gold je neprehliadnuteľná „renesančná postava" vedy 20. storočia. Je to ten istý Thomas Gold, ktorý spolu s Hermannom Bondim a Fredom Hoylom vymysleli pôvodne pejoratívny názov Big Bang teórii a ktorí boli svojho času jej najväčší a najslávnejší oponenti. Nimbus večného rebela a disidenta si Gold ako rodený stredoeurópan (narodil sa vo Viedni) zachoval až do nedávnej smrti. Na druhej strane existuje niekoľko rovnako pôvodne kontroverzných Goldových teórii, ktoré sa neskôr ukázali ako pravdivé. Už v roku 1955 predpokladal výkyvy zemskej osy až o 90°, čo sa neskôr aj potvrdilo (1997) a dnes sa to považuje za významný fakt, ktorý dokonca mohol zasiahnuť aj do evolúcie života na Zemi. Slávne, a ako sa po desaťročiach ukázalo, aj správne boli jeho experimenty (1948) s ľudským uchom ako rezonátorom (pokusným králikom v týchto experimentoch mu bol fyzik Freeman Dyson). Za správnu bola vyhlásená aj jeho myšlienka, že pulzary sú rýchle sa otáčajúce hviezdy.

V uvedenej knihe The Deep Hot Biosphere (1999) Thomas Gold nabúrava niekoľko zažitých predstáv z geológie a biológie. Predstavuje svoju vlastnú teóriu o vzniku a evolúcii planéty a zahŕňa do tejto schémy aj vznik života. K tomu ho inšpirovala skutočnosť, že v hlbokých vrstvách zemskej kôry možno nájsť bohatú bakteriálnu a archeálnu flóru, ktorá tam žije v extrémnych teplotných i tlakových podmienkach a živí sa často dosť bizarným spôsobom (napr. termofilné baktérie v podmorských vulkánoch). Podľa niektorých výpočtov by mohli tieto tektonické mikrorganizmy tvoriť dokonca väčšinu biomasy na našej planéte.

Tvrdenie Goldovej knihy možno zhrnúť do nasledujúcich bodov. Pri svojom vzniku planéta vo svojej kôre nazhromaždila obrovské množstvo organického uhlíka vesmírneho primordiálneho pôvodu (viď Mendelejevovu teóriu). Tieto zásoby (vo forme metánu CH4) dosiaľ existujú v hĺbkach do 300 kilometrov a sú zdrojom ložísk ropy, zemného plynu a antracitu. Zároveň život vznikol v týchto stabilných podmienkach v hĺbkach zemskej kôry bohatých na živiny a zdroje energie, a až neskôr osídlil značne nehostinný povrch s meniacimi sa podmienkami, kde je nutné prácne získavať stavebný organický uhlík aj energiu a chrániť sa pred kozmickým žiarením.

Dosiaľ zatiaľ nikto laboratórnym výskumom nepreukázal vznik ropy z organického materiálu. Výskyt ropy ako fosílneho paliva sa podľa biologických teórií vzniku ropy predpokladal v hĺbke od 4 do maximálne 7 kilometrov. Dnes sa však komerčne ťaží z oveľa hlbších ropných polí (napr. firma BP má ropné ložisko v Mexickom zálive v hĺbke 10,5 kilometra). Ropa by teda mohla vznikať v hlbších vrstvách zemskej kôry, vzlínaním trhlinami stúpať nahor a pod povrchom sa rozlievať do šírky.

V uvedenej knihe sa uvádzajú aj ďalšie indície spochybňujúce organickú teóriu. Ropa vyťažená z rôznych hĺbok má rovnaké chemické zloženie, čo by bolo nemožné v prípade jej vzniku z rôznovekých organických usadenín. Rovnako je zaujímavé, že veľké množstvá ropy sa nachádzajú v geografických oblastiach, kde bol prehistorický život veľmi zriedkavý.

         Uhľovodíky sa často vyskytujú aj v horninách, ktorých pôvod je magmatický, alebo aj vulkanický. Oblasti, v ktorých sa ropa vyskytuje, mávajú podobné geochemické „odtlačky prstov", napríklad zvýšený obsah vanádu a niklu, ako v okolitých horninách, čo zároveň spochybňuje ich biologický pôvod. Navyše mnohé vzorky ropy vykazujú podobné zloženie ťažkých kovov ako sa predpokladá v zemskom plášti, (koncentrácie lantánoidov, pozitívna anomália európia a pod.) a ktoré zároveň nekorešponduje s ich obsahom v biologických materiáloch.

Ložiská ropy a zemných plynov sú často viazané na lineárne, niekoľko sto kilometrov dlhé štruktúry, čo by znamenalo, že ide skôr o tektonickej štruktúry, ako o lokálny vývoj sedimentov, z ktorého vychádza organická teória o pôvode ropy. Na tento problém prvýkrát upozornil r. 1870 D. Mendelejev. Navyše ako už bolo spomenuté, mnohokrát bolo pozorované, že sa už vyčerpané ložiská ropy a plynu po čase doplnili.

Ložiská ropy a plynu obvykle obsahujú zvýšené množstvá inertných plynov (niekedy až 10% a už to je z hľadiska biologického pôvodu zaujímavé). Jedným z nich je izotop hélia 3He. Ten na Zemi nemôže vznikať žiadnou jadrovou reakciou, nemôže teda pochádzať z biologického materiálu, musel sem byť zavlečený z kozmu už pri vzniku planéty, teda ide pravdepodobne o pôvodný, primordiálny materiál.

         Goldovou originalnou ideou z knihy The Deep Hot Biosphere (1999), ktorou významne modifikoval pôvodom ruskú modernú teóriu o anorganickom pôvode ropy je teória o prosperujúcej horúcej biosfére v obrovských hĺbkach podzemia a hypotéza, že náš „pozemský" život vznikol práve tam. Obe teórie navzájom úzko súvisia s anorganickou teóriou o pôvode ropy. Gold razí hypotézu, že život vznikol v póroch a puklinách hornín v podpovrchových partiách zemskej kôry, alebo v prívodných kanáloch gejzírov a v hydrotermálnych zónach v hĺbkach do približne 10 kilometrov, pri teplotách 120 - 150 °C. Tu ako prvé vznikli chemolitotrofné termofilné organizmy spracovávajúce uhľovodíky, najmä metán, a až potom sa život prepracoval k nehostinnému povrchu.

Jedným z hlavných problémov, ktoré musí riešiť každá teória vzniku života, je pôvod organického uhlíka, ako „konštrukčného materiálu". Všetky totiž predpokladajú anorganickú planétu s oxidom uhličitým CO2 (niekedy aj s atmosférickým metánom a kyanovodíkom) ako jediným zdrojom uhlíka. Ak sa ale vychádza zo zriedenej zmesi týchto plynov, pri pomerne nízkych teplotách, je to úloha termodynamicky veľmi problematická.

Goldova teória obsahuje v sebe dostatok elegancie, aby mohla byť pravdivá. V prvom rade, organické látky tu už boli, sú pôvodného, primordiálneho charakteru (Mendelejev), dá sa povedať, že patria k našej slnečnej sústave. Ich prítomnosť a to vo vysokých koncentráciách, pri vysokých teplotách a tlakoch, zvyšuje termodynamicky aj kineticky o niekoľko rádov rýchlosť potrebných chemických reakcií pre evolúciu života. Toto prostredie navyše obsahuje najrôznejšie prechodné kovy, ktoré vo forme organických kovových komplexov fungujú i v dnešných organizmoch ako veľmi účinné katalyzátory vnášajúce do chemických procesov poriadok a štruktúry. A toto všetko v podmienkach neobyčajne stabilných po celé milióny rokov. To sa týka parametrov prostredia (stabilná teplota, žiadne kozmické žiarenie), ako aj prietoku látok (metán, voda, anorganické soli).

Ak hovoríme o extrémnych podmienkach pre život, potom nepanujú v hĺbke 5 kilometrov, ale na povrchu planéty. Sme to my, podľa Golda, kto žijeme v extréme, nie termofilné baktérie. Žijeme na povrchu, takže implicitne predpokladáme, že to je to najlepšie miesto. Automaticky sme usúdili, že spoločenstvo v zemskej kôre bolo kolonizovaná zhora, ale vôbec to nemuselo byť tak. Život mohol pokojne vznikať hlboko v podzemí a mohol naopak zažívať veľmi krušné chvíle, keď sa vynoril na povrch, kde sa musel vyrovnať s nástrahami nového prostredia: kozmickým žiarením a najmä s „hladom", ktorý mu hrozil až do „vynálezu" fotosyntézy.

K zaujímavému geologickému experimentu, ktorého výsledok môžme pokladať za indíciu v prospech Goldovej teórie došlo, v roku 1986 vo Švédsku. Pozdĺž nórskeho kontinentálneho pobrežia sa tiahne najbohatšie európske ložisko ropy a zemného plynu. Situácia dosť frustrujúca pre susedných Švédov, ktorí sú len pár kilometrov od zdroja, ale nemajú k nemu prístup a musia ropu nákladne kupovať. Podľa klasickej organickej teórie o pôvode ropy, sú jedným z všeobecných možných ložísk ropy pobrežné sedimenty. Čo však keď má pravdu Gold, a metán stúpa z veľkých hĺbok, hromadí sa pod škandinávskou panvou a uniká práve len pri nórskych a ruských brehoch? To by potom len stačilo pokrievku zhora navŕtať vo Švédsku a plyn by mohol syčal ako z kotla.

V roku 1986 preto prizvali Švédi Golda ku skúšobnému vrtu s cieľom získať ropu v mieste považovanom všeobecne za geologicky nepravdepodobné. Pri vrte do žulovej dosky sa v hĺbke 6 kilometrov narazilo na páchnucu uhľovodíkovú substanciu, ktorej súčasťou bol aj jemnozrnný magnetit (Fe3O4) zodpovedajúci mikrobiálnym produktom vznikajúcim redukciou hydroxidu železa. Podobné nálezy jemnozrnného bakteriálneho magnetitu boli potvrdené aj v iných ropných vrtoch. Z pokusného švédskeho vrtu sa z hĺbky 6 kilometrov získalo niekoľko nových druhov termofilných baktérií a vyťažilo sa niekoľko ton ropy, nakoniec však ťažbu znemožnil jemnozrnný magnetit. Nález v tejto chvíli nemá komerčné využitie, ale otvára odlišný pohľad na geologické deje, ale aj na samotnú teóriu o pôvode uhľovodíkov na našej Zemi.

Ak by došlo k významnému spochybneniu teórie o biologickom pôvode ropy, prorokovaný scenár o konci doby ropy sa jednoducho nemusí uskutočniť. Práve naopak. Môžme očakávať výrazné prehodnotenie odhadov o množstve dostupnej ropy na Zemi i o čase koľko ľudstvu vydrží. Súčasne budeme svedkami pokračujúceho používania ropy ako hlavného zdroja energie a možného útlmu v propagácii alternatívnych zdrojov. Otázka znie, či by to bolo pre svet dobré alebo zlé.

Ceny ropy sú na rozdiel od cien chleba či medi racionálne len do určitej miery. V podstate ju voľný trh nikdy nedokáže efektívne oceniť, tak aby v jej cene boli zahrnuté všetky náklady spojené s jej dlhodobou ťažbou. Navyše jej cena podlieha hlavne politickým tlakom a geopolitickým záujmom. Ak by sa ako dogma ujala „silná verzia" anorganickej teórie o pôvode ropy, teda teória ktorá obrazne hovorí, že naša Zem je špongia nasiaknutá dvoma tekutinami, vodou a ropou, malo by to pravdepodobne zásadné dôsledky na globálnu cenotvorbu ropy a následne na svetovú ekonomiku a geopolitiku.

Cena ropy by celkom iste dlhodobo poklesla, čo by mohlo okrem oživenia svetovej ekonomiky, naštartovať aj množstvo negatívnych globálnych trendov vo vzťahu k energetickej politike, s narábaním a alokovaním bohatstva a k investíciám do progresívnych materiálov a technológií (o globálnom otepľovaní ani nehovoriac). Pravdepodobne by došlo ku geopolitickej marginalizácií ropy ako strategickej suroviny rovnako ako aj ku geopolitickej marginalizácií a pauperizácií Blízkeho východu a islamských krajín všeobecne. Pravdepodobný pokles transferu petrodolárov týmto smerom by snáď okrem iného znamenal aj pokles globálneho terorizmu.

Pred 35 rokmi experti z Rímskeho klubu varovali, že nám ropa stačí tak na 15 rokov. V správe o stave sveta, ktorú asi pred desaťročím publikoval World Resource Institute sa hovorí, že ropa nám stačí asi na 40 rokov. Petro-optimisti by mohli z tohto usudzovať, že za 50 rokov budeme mať zásoby ropy na ďalších dobrých 100 rokov...

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

Orbánovi sa za 11 rokov podarilo rozložiť slobodu médií

Podľa IPI existuje v Maďarsku koordinovaný systém cenzúry.

Cynická obluda: Herákove projekty

Záchvat svedomia predstieral už pred dvoma týždňami, ale reálne chcel byť potichu poslancom do konca júna.


Už ste čítali?