オイルシェールとは何ですか?

2008年2月20日、原油価格が史上初めて1バレル当たり101ドルを突破した日、ニューヨーク商品取引所のトレーダーら。 マリオタマ/ゲッティイメージズ

お金の借りがある人は、石から血は得られないと指摘することで、債権者に形勢を逆転させる方法を持っています。債務者刑務所の廃止のおかげで、これは依然として真実です。確かに、石から血は得られません。しかし、石油はどうでしょうか?

多くの石油アナリストや研究者は、私たち人類は世界中で入手可能な従来の石油の量が減少する段階に達していると信じています。これをピークオイルといいます。石油は再生不可能な資源であるため、供給には限りがあります。私たちがまだピークオイルに達していることに誰もが同意しているわけではなく(1世紀以上先だと信じている人もいます)、石油が完全に枯渇する前に新しい石油技術が追いつくだろうと議論している研究者も数人います。

車を動かすガソリンから命を救う医薬品に至るまで、私たちは石油製品を利用した技術に大きく依存するようになったので、より非在来型の原油源が調査されています。まだ商業的に開発されていない、より有望な石油埋蔵量の 1 つはオイル シェールです。これは本質的に、岩石の中に固体の形で閉じ込められた石油です。

1億年前、広大な海が北アメリカ大陸を東と西に分断しました。海面が低下すると、この海は後退し、後には内海と緑豊かな草原が残りました。ここで生き、そして滅んだ第三紀の生物は化石化しました。何百万年も経つにつれて、これらの残骸は高温と重力の圧力を受けて石油に変換されました。しかし、世界の他の地域で液体石油が生成された状況は、それほど強力ではなく、長く続くものでもありませんでした。これらの条件によりオイルシェールが生成されました。オイルシェールは、液体に変換された最後の部分を除いて、開発のあらゆる段階を通過した液体原油のようなものだと考えてください。このプロセスを完了できるかどうかはエネルギー科学者にかかっています。

ただし、これは簡単な偉業ではありません。次にオイルシェールの抽出プロセスについて調べてみましょう。

オイルシェールの抽出

オイルシェールの抽出

液体原油を地中から抽出するプロセスは、オイルシェールの抽出に比べて比較的簡単です。石油が存在するチャンバー内に閉じ込められたガスからの圧力により、原油が表面に押し出されます。この圧力が軽減された後、石油掘削のより困難な第 2 段階と第 3 段階が始まります。場合によっては、圧縮オイルを緩めるために水をポンプで送り込むこともあります。オイルチャンバーを再加圧するためにガスが導入される場合があります。そして多くの場合、残りの石油は、将来のより高度な機器による掘削のために単に残されます。

岩石から原油を得るのは、おそらく最も困難な抽出プロセスです。オイルシェールは、地下または地表採掘方法のいずれかを使用して採掘する必要があります。掘削後、オイルシェールはレトルト処理を受けなければなりません。これは、採掘された岩石が熱分解のプロセスにさらされるときです。これは、酸素が存在しない状態で物質に極度の熱を加え、化学変化を引き起こすことです。華氏 650 度から 700 度の間で、ケロゲン(内部に閉じ込められた化石燃料) が液化し、岩石から分離し始めます 。生じた油状物質をさらに精製すると合成原油が得られます。オイルシェールが採掘され、地上でレトルト処理されるプロセスは、 地上レトルト処理と呼ばれます。

問題は、このプロセスでは、液体の油を地面からポンプで汲み上げるだけの従来の抽出プロセスに 2 つの余分なステップが追加されることです。採掘に加えて、ケロジェンを合成原油にレトルトおよび精製することもできます。オイルシェールには環境上の課題もあります。 1 バレルのオイルシェール液体を生成するには 2 バレルの水が必要です。

石の事もあります。シェールから生産される石油 1 バレルごとに、約 1.2 ~ 1.5 トンの岩石が残ります 。この残った石はどうすればいいのでしょうか?ホームレスの居住を阻止するために高速道路の高架下の地面を覆うなど、浮石を必要とするプロジェクトは確かにある。しかし、オイルシェール生産が大規模に行われた場合、需要が供給を満たさなくなる可能性がある。

ロイヤル ダッチ シェル オイル カンパニーは、オイル シェール精製に関するいくつかの問題に対する答えを見つけ出しました。同社はこれをIn Situ Conversion Process ( ICP ) と呼んでいます 。 ICP では、岩はその場に残ります。現場から発掘されることはありません。代わりに、オイルシェール埋蔵量に穴が開けられ、ヒーターが地中に下げられます。 2 年以上の時間をかけて、頁岩はゆっくりと加熱され、ケロジェンが染み出します。それは現場で収集され、地表に汲み上げられます。これにより、採掘の側面がなくなり、使用済みの岩石を輸送したり処分したりする必要がないため、コストがさらに削減されます。

シェルの設計には凍結壁が含まれています。これは本質的に、冷却された液体が地中にポンプで送り込まれるオイルシェールサイトの周囲の障壁です。これにより、敷地内に流入する可能性のある地下水が凍結し、炭化水素などの有害な副産物が染み出すのを防ぎます。

現在の障害のため、オイルシェールは大規模に商業的に生産されていません。簡単に言えば、現時点では従来の掘削よりも費用がかかり、環境に有害です。しかし、原油の供給が減少し、石油価格が上昇するにつれ、特にシェルの計画のもとでは、オイルシェールの魅力がますます高まっている。次に、新興オイルシェール生産が世界にもたらすポジティブな影響とネガティブな影響について読んでください。

オイルシェールの地政学的な影響

オイルシェールの地政学的な影響

1970年代の大規模な石油危機に直面して、ジミー・カーター政権は連邦政府からオイルシェール研究に資金を提供した。しかし、原油価格が再び下落すると、非在来型供給への関心は薄れた。石油価格が歴史上かつてないほど高くなっており、2008 年には 1 バレルあたりの石油卸売価格が 150 ドルまで上昇すると予測されているため、オイルシェールは再び魅力的となっています 。

これは特に米国に当てはまります。世界最大のオイルシェール埋蔵量はたまたま国の西部にあり、ワイオミング州、ユタ州、コロラド州の一部をカバーしています。この 17,000 平方マイルの堆積物は、グリーン リバー層と呼ばれています 。そして、オイルシェールから原油を大規模に生産できれば、米国は非在来型石油埋蔵量のリーダーとなる可能性がある。

それは、グリーンリバー層で発見された埋蔵量では、推定1.5〜1.8兆バレルの原油を生産できるためです。実際には、この供給の長期化は、従来の埋蔵量よりも減少のペースが遅いことと、シェールからケロジェンを抽出できる速度が遅いためです。一部の推定では、米国のシェール埋蔵量からの石油のピーク生産量は最大で日量500万バレルとされている。これは米国の日量2,100万バレルの需要を満たすには十分ではなく、そのうち1,000万バレル弱が輸入されている。

しかし、外国からの石油輸入を半分に削減すれば、米国の石油依存度を下げるのに大いに役立つだろう。 2008年1月、米国はベネズエラ、ナイジェリア、サウジアラビアを合わせて日量平均約380万バレルを輸入した。米国とサウジアラビアの関係は友好的である一方、ベネズエラと米国の関係には緊迫した政治的摩擦がはびこっている。そしてナイジェリアは政治的に不安定な国です。石油供給は反政府派の脅威に常にさらされている。これらの反政府勢力は、国家から奪った資源に対してほとんど補償をしない外国石油会社に憤慨している。商業用オイルシェール生産は、これら諸国によるエネルギー供給への脅威から米国を守る可能性がある。

ベネズエラはまた、米国での商業オイルシェール生産の別の側面、つまり資金とその多さを実証している。米国のオイルシェール鉱床の大部分は、連邦政府が管理する土地の下に位置している。ベネズエラのような他の国には国有の石油複合企業があります。おそらく米国は将来、社会主義的なエネルギー政策に手を染めるだろう。この価格は確かに正しい。ベネズエラの国営石油会社は、2007 年の最初の 3 か月で 107 億ドルの収益を記録した。これは、2006 年の同四半期に比べてベネズエラの収益が 10% 減少したことを意味する。

これらは、2007 年に米国政府が税金として徴収した 2 兆 5,000 億ドルと比較すると、大した額ではありません 。それでも、ほんの数十億が役に立ちます。