Ropa

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Portugalský ropovod

Ropa (též (surová) nafta, zemní olej) je hnědá až nazelenalá hořlavá kapalina tvořená směsí uhlovodíků, především alkanů. Pravděpodobně vznikla rozkladem zbytků pravěkých rostlin a živočichů. Nachází se ve svrchních vrstvách zemské kůry – nejčastěji v oblasti kontinentálních šelfů. Je základní surovinou petrochemického průmyslu. Naleziště ropy jsou pod nepropustnými vrstvami, v hloubkách až 8 km pod zemským povrchem. Ropa při těžbě buď vyvěrá pod tlakem, nebo je čerpána. Vyskytuje se společně se zemním plynem.

Název ropa pochází z polštiny, v překladu znamená „hnis“, jde o původní staré označení tamních solných pramenů.

[editovat] Základní fyzikálně-chemické vlastnosti

Hustota ropy se podle druhu pohybuje v rozmezí 0,730 až 1 g/cm³.

Pro měření objemu ropy se používá míry 1 barel = 42 amerických galonů = 35 britských galonů = 158,97 litrů. Množství ropy se také někdy udává v tunách, jedné tuně odpovídá přibližně 7,33 barelů.

Přibližnou představu o složení ropy dávají následující hmotnostní podíly:

Uhlík: 84–87 %
Vodík 11–14 %
Kyslík až 1 %
Síra až 4 %
Dusík až 1 %

[editovat] Vznik ropy

Vznik ropy vysvětlují dvě navzájem si odporující teorie – anorganická a organická.

Anorganický původ ropy: Anorganický původ ropy předpovídal Mendělejev. Podle něj vznikla působením přehřáté páry na karbidy těžkých kovů v dobách, kdy se vyskytovaly blízko zemského povrchu. Ve prospěch této teorie svědčí jednak laboratorní příprava pevných, kapalných i plynných uhlovodíků z karbidů uranu, lanthanu i ceru a také neustálý únik metanu ze zemského nitra v některých oblastech.

Organický původ ropy: Organická teorie je uznávána většinou vědců, předpokládá, že ropa vznikla z prehistorických živočišných a rostlinných zbytků, podrobených rozkladu. Ty se vlivem tepla a tlaku přeměnily nejprve na kerogen, pak na živice a nakonec na ropu a zemní plyn. Ty poté migrovaly podél nerostných vrstev, až byly zachyceny v porézních horninách, čímž vznikla jejich současná naleziště. Ve prospěch této teorie svědčí zjištění, že mladší ropa se velkou relativní molární hmotností, zvýšeným obsahem kyslíku, síry a dusíku a velkým obsahem asfaltu přibližuje původnímu organickému materiálu. Čím je ropa starší, tím je lehčí, obsahuje méňe asfaltu a víc uhlovodíků.

[editovat] Těžba ropy

Těžební věž

Kdysi existovaly lokality, kde ropa přirozeně vyvěrala na zemský povrch. Nyní se ropa získává pomocí vrtů. Většinou je v nalezišti společně s ropou přítomen zemní plyn, který zajišťuje potřebný tlak, a tak může ropa samovolně vytékat. To se nazývá primární způsob těžby. Obvykle lze takto získat kolem 20 % ropy obsažené v nalezišti.

S postupem času tlak klesá až k bodu, kdy musí nastoupit sekundární metody, jako je čerpání ropy pomocí pump, nebo udržování podzemního tlaku vodní injektáží, zpětným pumpováním zemního plynu, vzduchu, příp. CO₂. Dohromady, primárními a sekundárními metodami se podaří vytěžit 25–35 % celkového množství ropy.

Čerpání ropy pomocí pumpy

Terciární metody nastupují v okamžiku, když už ani sekundární metody nestačí na udržení produkce a těžba je ještě stále ekonomická, což závisí na aktuální ceně ropy a výši těžebních nákladů. Jejich principem je snížení viskozity zbývající ropy, většinou injektáží horké vodní páry získávané často kogenerací, přičemž se spalováním zemního plynu vyrábí elektřina a odpadní teplo je využito k tvorbě vodní páry. Někdy se také ropa rozehřívá zapálením části ropného ložiska. Příležitostně se také používá injektáž detergentů. Terciární metody dovolují vytěžit dalších 5–15 % ropy v nalezišti.

Uvedená čísla jsou pouze průměrná, ve skutečnosti se celková vytěžitelnost naleziště pohybuje od 80 % pro lehkou ropu do 5 % v případě těžké ropy.

[editovat] Využití a zpracování ropy

Ropná elektrárna v Iráku

Ropa a výrobky z ní jsou základním palivem pro dopravu a surovinou pro výrobu plastů. Vyrábějí se z ní i některé léky, hnojiva a pesticidy. Především chudší země používají ropné produkty také k výrobě elektřiny (asi 7 % celkové světové produkce).

Základem zpracování ropy je její frakční destilace, při níž jsou odděleny při atmosférickém tlaku jednotlivé skupiny uhlovodíků podle jejich bodů varu.

Nejlehčí plynné uhlovodíky jsou methan, ethan, propan, butan. Poslední dva jsou hlavní součásti automobilového paliva LPG. Petroléter tvoří uhlovodíky s délkou řetězce C_5–7 (t_v asi 30–70 °C). Používají se jako rozpouštědla, např. při chemickém čištění oděvů. Další frakce jsou benzín (C_6–12, 40–200 °C), petrolej (C_10–15, 150–300 °C), ze kterého se vyrábí letecký benzín, a plynový olej (C_10–20, 200–300 °C), ze kterého se získává nafta a lehký topný olej. Zbytek (tzv. mazut) se podrobuje vakuové destilaci za sníženého tlaku, čímž se oddělují těžké topné oleje od asfaltu. Uhlovodíky s dlouhými řetězci (C₃₅ a víc) mohou být hydrokrakováním rozštěpeny, čímž vzniknou mazací oleje.

Získané produkty jsou dále rafinovány, aby se z nich odstranily nežádoucí příměsi, jako např. parafíny.

[editovat] Druhy ropy

Ropný průmysl rozděluje ropu podle jejího původu (např. West Texas Intermediate, WTI nebo Brent) a často také podle její hustoty (lehká, light, středně těžká, intermediate a těžká, heavy); rafinérie ji také mohou označovat jako „sladkou“ (sweet), což znamená, že obsahuje relativně málo síry, nebo jako „kyselou“ (sour), což znamená, že tato ropa obsahuje více než 0,5 % síry a vyžaduje náročnější zpracování, aby vyhověla současným normám.

Hlavní světové typy jsou:

směsná ropa Brent, zahrnující 15 druhů ropy z nalezišť v Severním moři. Za cenu tohoto typu ropy je většinou prodávána ropa z Evropy, Afriky a Blízkého východu určená pro spotřebu na Západě.
West Texas Intermediate (WTI), za jejíž cenu se prodává severoamerická ropa.
Dubai, za jejíž cenu se prodává blízkovýchodní ropa určená pro asijsko-pacifickou oblast.
Tapis (z Malajsie), za jejíž cenu se prodává lehká ropa z Dálného východu.
Minas (z Indonésie), za jejíž cenu se prodává těžká ropa z Dálného východu.
Koš OPEC zahrnující druhy
- Arab Light (Saudská Arábie),
- Bonny Light (Nigérie),
- Fateh (Spojené arabské emiráty),
- Isthmus (Mexiko, nepatří do OPEC),
- Minas (Indonésie),
- Saharan Blend (Alžírsko),
- Tia Juana Light (Venezuela).

OPEC se snaží udržet cenu koše OPEC v předem daném rozmezí pomocí zvyšování a snižování produkce. Ropa typu koš OPEC, sestávající jak z lehkých, tak z těžkých druhů ropy, je v průměru těžší než Brent i WTI a má větší obsah síry.

Všechny výše uvedené druhy se řadí mezi klasickou „konvenční“ ropu. Kromě ní existují také velká ložiska nekonvenční ropy, kterou tvoří živice v dehtových píscích a kerogen v ropných břidlicích. Nacházejí se hlavně v Kanadě a Venezuele. Její podíl zatím tvoří jen 5 % celkové světové produkce, z důvodu vysoké energetické náročnosti těžby.

[editovat] Budoucnost ropy

Hlavní článek: Ropný vrchol

Hubbertova teorie ropného vrcholu, tzv. peak oil, je kontroverzní teorie zabývající se dlouhodobými předpověďmi spotřeby a vyčerpání ropy. Tvrdí, že jelikož zdroje ropy nejsou obnovitelné, úroveň těžby ropy musí nevyhnutelně dosáhnout svého vrcholu a poté začne klesat. Těžba ropy podle této teorie sleduje tzv. Hubbertovu křivku (podobnou Gaussově křivce). Nejvíc kontroverzní na této teorii je datum, kdy má tento vrchol nastat.

Hubbertova křivka

Geolog M. King Hubbert, otec této teorie, sledoval těžbu ropy ve Spojených státech. Zpozoroval, že nejvíc amerických ropných nalezišť bylo nalezeno počátkem 30. let 20. století a předpověděl, že těžba ropy v USA dosáhne vrcholu okolo roku 1970. V roce 1971 dosáhla skutečně těžba ropy v USA svého vrcholu a od té doby v souladu s touto teorií klesá. Poté, co těžba ropy v USA začala upadat, začal ceny ropy diktovat ropný kartel OPEC, což vedlo k první ropné krizi v roce 1973. Do dnešní doby dosáhlo vrcholu těžby mnoho oblastí, např. Severní moře v roce 1999 (nyní klesá produkce tempem 10–12 % za rok). Nedávno potvrdila i Čína, že dvě její největší ropná pole začínají být vytěžena a mexická ropná společnost Pemex oznámila, že Cantarellské pole, jedno z největších pobřežních ropných polí na světě, dosáhne svého vrcholu v roce 2006 a poté začne těžba klesat o 14 % za rok. Ve světovém měřítku pravděpodobně nebude pokles těžby tak prudký.

Tato teorie neznamená, že po ropném vrcholu ropa náhle dojde, ale že se její těžba bude postupně snižovat. Vzhledem ke skutečnosti, že se ropa ve větším měřítku začala těžit asi před 150 lety, se dá očekávat, že zhruba stejnou dobu by mohla těžba ropy pokračovat i po dosažení vrcholu. Problém je právě v postupně se zmenšujících objemech těžené ropy, které znamenají budoucí razantní nárůst její ceny. Ropnému vrcholu se proto také někdy přezdívá „Konec levné ropy“.

Z nejrůznějších důvodů (nejvíc asi z důvodu nedostatečného zmapování světových ropných rezerv) je těžké předpovědět, kdy nastane vrchol těžby v jednotlivých regionech. Vycházejíc z dostupných údajů o produkci ropy, stoupenci této teorie předpovídali (nesprávně), že vrchol světové těžby bude v roce 1989, 1995 nebo v letech 1995–2000. Tyto předpovědi jsou však z doby před hospodářskou recesí začátku 80. let, v jejímž důsledku se růst poptávky po ropě snížil a tím oddálil vrchol její těžby. Nová předpověď od společnosti Goldman Sachs předpovídá, že vrchol těžby ropy nastane v roce 2007 a o něco později u zemního plynu. Stejně tak, jako byla Hubbertova lokální teorie vzata na vědomí až po vrcholu těžby v USA roku 1971, zřejmě i teorie útlumu světové těžby bude uznána teprve, až se tak skutečně stane i ve světovém měřítku.

Tuto teorii podporuje fakt, že křivka objevů nových ropných nalezišť dosáhla vrcholu v šedesátých letech a od té doby neustále klesá. Od roku 1980 spotřebovává lidstvo každý rok více ropy, než činí nové objevy. Dalším argumentem je, že roku 2005 začala dramaticky klesat příprava projektů, které by měly začít těžbu ropy od roku 2008 a náklady na těžbu ropy se stále zvyšují, jelikož ropa je těžitelná už pouze na stále míň dostupných místech.

Podle některých zdrojů vyplývá z oficiálních statistik kartelu OPEC, že tzv. lehká sladká ropa (light sweet) se už nyní nachází za vrcholem těžby a její produkce klesá. Tento typ ropy je nejžádanější, protože se nejsnáze zpracovává, a zřejmě bude také nejdříve vyčerpán. Současný nedostatek rafinérských kapacit je podle těchto zdrojů dán právě tím, že rafinérie nejsou připraveny na zpracovávání většího množství těžší ropy s větším obsahem síry, např. z Blízkého východu.

Odpůrci této teorie podotýkají, že úspěšná předpověď ropného vrcholu v USA nemusí mít žádnou spojitost s vyčerpáním tamních ropných zásob, pouze odráží ekonomickou nevýhodnost těžby v porovnání s importem ropy ze zahraničí. Také poukazují na opakovaně nesprávné předpovědi celosvětového ropného vrcholu. Podle některých je aplikace teorie na svět jako celek neproveditelná kvůli složitým obchodním a politickým vztahům, které mají na těžbu ropy zásadní vliv.

[editovat] Ekonomika

Cenou ropy se většinou rozumí cena WTI/Light Crude ropy obchodované na newyorské komoditní burze (NYMEX), nebo cena ropy typu Brent obchodované na Mezinárodní ropné burze (International Petroleum Exchange, IPE) v Londýně. Cena ropy velmi závisí na jejím druhu (který je určen například její hustotou a obsahem síry) a také na jejím původu. Velká většina ropy se neprodává na burzách, ale pomocí přímých transakcí, které se ovšem cenami na burze řídí. IPE tvrdí, že 65 % veškerých obchodů s ropou vychází z její burzovní ceny ropy typu Brent. Jiné důležité referenční burzovní ceny jsou Dubai, Tapis a koš OPEC.

Často se říká, že cenu ropy určuje kartel OPEC a její skutečná cena je kolem 2 dolarů za barel, což jsou náklady na těžbu na Blízkém východě. Tyto názory však nezohledňují náklady na hledání nových ropných nalezišť a investice nutné k zahájení těžby.

Poptávka po ropě velmi závisí na globální makroekonomické situaci, takže také ta je důležitým činitelem v ceně ropy. Řada ekonomů tvrdí, že vysoké ceny ropy mají zpětně velký negativní vliv na hospodářský růst. S tímto nesouhlasí jiní ekonomičtí odborníci, podle nichž je nyní světové hospodářství méně závislé na ropě, než bylo během ropných šoků v sedmdesátých letech.

Cena ropy dosáhla svého historického maxima v roce 1980, během druhého ropného šoku, kdy byla v dnešních cenách (tj. očištěna od inflace) až na úrovni 90 dolarů za barel. Poté dlouhodobě klesla v důsledku otevření nových ropných polí mimo Blízký východ, jako např. v Severním moři. Nedávné minimum bylo v lednu 1999 (12 dolarů za barel), kdy asijská ekonomická krize snížila poptávku. Pak cena ropy začala stoupat až na poslední maximum 70,85 dolarů za barel 29. srpna 2005 v důsledku hurikánu Katrina.

Současná ropná krize je zřejmě způsobena na jedné straně stále rostoucí poptávkou, nejvíc v jihovýchodní Asii (zejména v Číně), a na druhé straně nedostatečnou kapacitou rafinérií hlavně v USA. Zastánci Hubbertovy teorie v této souvislosti tvrdí, že jak se přibližujeme datu konečného vrcholu těžby, neustále se zmenšuje tzv. rezervní těžební kapacita, tj. množství ropy, o které mohou těžařské firmy krátkodobé zvýšit svoji produkci v případě převisu poptávky. Tato rezervní těžební kapacita je dnes skutečně na svém historickém minimu a tvoří pouhá dvě procenta celosvětové produkce (ještě před několika lety se pohybovala v rozmezí 8–10 procent). Relativně lokální výpadky těžby, jako byl hurikán Katrina, pak vyvolávají velké výkyvy v ceně ropy. Odpúrci Hubbertovy teorie pokles rezervní těžební i rafinérské kapacity připisují chronicky nedostatečným investicím kvůli dlouhodobě nízké ceny ropy.

[editovat] Produkce a spotřeba v číslech

Ropné zásoby a těžební oblasti světa (bez USA)

Od počátku dějin lidstva do dneška bylo vytěženo přibližně 900 miliard barelů ropy. Za předpokladu současného objemu těžby vystačí známé zásoby ropy na dalších 43 let. Problém je právě v předpokladu stálé úrovně těžby.

V roce 2004 tvořila celková těžba 3 888 mil. tun, z toho ropné země mimo sdružení OPEC vyprodukovaly 60 %. Lehká ropa tvořila přibližně 33 %, středně těžká 53 % a těžká ropa 14 %. Kyselá ropa (sour) s vysokým obsahem síry tvořila 59 % celkové světové produkce. [1]

Největší spotřebitelé ropy byli v roce 2004 USA (927,3 mil. t), Čína (308,6 mil. t), Japonsko (250,5 mil. t), Rusko (131,8 mil. t) a Německo (123,2 mil. t). Poptávka po ropě stoupá v současnosti asi o 2 % ročně.

Česká republika v roce 2004 dovezla 6 454 tisíc tun ropy. Z toho 69 % pocházelo z Ruské federace, 16,5 % z Ázerbájdžánu, 4,4 % z Kazachstánu, 4 % ze Sýrie, 3 % z Alžírska a 2,9 % z Libye. Výroba benzínu v českých rafinériích činila 1 266 tisíc tun a výroba motorové nafty 2 236 tisíc tun. Čistý dovoz benzínu činil 747 tisíc tun a motorové nafty 970 tisíc tun (hlavně ze Slovenska) (zdroj: Český statistický úřad).

Těžba ropy (v mil. tun)
Území	1990	2004
svět (celkem )	3 150,4	3 888
SSSR, Rusko	569,3	456
USA	409,6	337
Saúdská Arábie	320,7	492
Írán	156,1	203
Mexiko	146,7	192
Čína	137,7	174
Venezuela	110,5	153
Norsko		151
Spojené arabské emiráty	101,7
Irák	99,5
Velká Británie	93,5
Kanada	91,0	146
Nigérie	90,8	129