Ropa

Portugalský ropovod

Ropa (zastarane aj (surová) nafta či zemný olej, pričom ale oba pojmy majú dnes aj iný význam a „ropa“ je jediný názov podľa STN) je horľavá kvapalina tvorená zmesou uhľovodíkov, najmä alkánov, nafténov a menej aj arénov a polárnych zlúčenín (živice, asfaltény a iné). Najmä anglická literatúra dodáva, že ropa môže byť okrem kvapalného skupenstva aj plynná alebo tuhá ale bežne sa takto označuje iba kvapalná ropa.

Je dôležitou nerastnou surovinou. Pravdepodobne vznikla rozkladom zvyškov uhynutých rastlín a živočíchov. Nachádza sa vo vrchných vrstvách zemskej kôry, kde je väčšinou viazaná na usadené horniny najčastejšie v oblasti kontinentálnych šelfov. Je základnou surovinou petrochemického priemyslu. Náleziská ropy (rezervoáre) sa najčastejšie nachádzajú pod nepriepustnými vrstvami, v hĺbkach až do 8 km pod zemským povrchom. Ropa pri ťažbe alebo vyviera pod tlakom - ťažba samotokom, alebo sa čerpá - mechanizovaná ťažba. Vyskytuje sa spoločne so zemným plynom a vodou. Z hľadiska slovenskej legislatívy je radená medzi vyhradené suroviny.

Názov ropa pochádza z poľštiny, v preklade znamená „hnis“, ide o pôvodné staré označenie miestnych soľných prameňov. Staršie označenie nafta pochádza z turečtiny.

Základné fyzikálno-chemické vlastnosti

Hustota ropy sa pohybuje v závislosti od obsahu rozpustených látok rozmedzí od 0,61 - 0,85 g/cm³ pre ľahké ropy, 0,85 – 0,93 g/cm³ pre stredne ťažké až 0,93 - 1,05 a viac  g/cm³ pre veľmi ťažké ropy. Obsah rozpustených látok má vplyv na spôsob jej spracovania. Ľahké ropy sú väčšinou svetlé, ťažké ropy tmavé. Farba ropy, je však značne premenlivá.

Približnú predstavu o chemickom zložení zložení ropy dávajú nasledujúce hmotnostné podiely základných prvkov:

Obsah podľa hmotnosti

Zložka	Percentuálne zastúpenie
uhlík	83 - 87%
vodík	10 - 14%
dusík	0,1 - 2%
kyslík	0,1 - 1,5%
síra	0,5 až 6%
kovy	menej ako 1000 ppm

Uhľovodíky tvoriace ropu možno rozdeliť do troch základných skupín:

• parafíny - nasýtené uhľovodíky s jednoduchou alebo viacnásobnou väzbou, bez cyklickej štruktúry
• cykloparafíny - (naftény alebo alicyklické uhľovodíky) obsahujúce prvky cyklickej štruktúry
• arény (aromatické uhľovodíky - s benzénovým jadrom)

Na základe týchto základných skupín možno ropy deliť na:

• intermediálne aromatické, vznikajúce v redukčnom morskom prostredí
• nafténicko-parafinické a parafinické (cykloparafinické), najčastejšie spájané s deltovým a nemorským prostredím vzniku

Pre meranie objemu ropy sa používa miera 1 barel = 42 amerických galónov = 35 britských galónov = 158,97 litrov. Množstvo ropy sa tiež niekedy udáva v tonách, jednej tone zodpovedá približne 7,33 barelov.

Vznik ropy

Vznik ropy vysvetľujú dve navzájom si odporujúce teórie – anorganická a organická.

Anorganický pôvod ropy

Anorganický pôvod ropy predpokladal Mendelejev. Podľa tejto teórie ropa vznikla pôsobením prehriatej pary na karbidy ťažkých kovov v časoch, keď sa vyskytovali blízko zemského povrchu. V prospech tejto teórie svedčí jednak laboratórna príprava pevných, kvapalných a plynných uhľovodíkov z karbidov uránu, lantánu aj céru, a jednak neustály únik metánu z vnútra Zeme v niektorých oblastiach.

Organický pôvod ropy

Organická teória je uznávaná väčšinou vedcov, predpokladá, že ropa vznikla z prehistorických živočíšnych a rastlinných zvyškov, ktoré podľahli rozkladu. Tie sa vplyvom tepla a tlaku premenili najskôr na kerogén, potom na živicu a nakoniec na ropu a zemný plyn. Tie potom migrovali pozdĺž nerastných vrstiev, až boli zachytené v poréznych horninách, čím vznikli ich súčasné náleziská. V prospech tejto teórie svedčia zistenia, že mladšia ropa sa veľkou relatívnou molárnou hmotnosťou, zvýšeným obsahom kyslíka, síry a dusíka a veľkým obsahom asfaltu približuje pôvodnému organickému materiálu. Čím je ropa staršia, tým je ľahšia, obsahuje menej asfaltu a viac uhľovodíkov.

Ťažba ropy

Ťažobná veža

Kedysi existovali lokality, kde ropa prirodzene vyvierala na zemský povrch. Teraz sa ropa získava pomocou vrtov. Väčšinou sa v nálezisku spoločne s ropou nachádza zemný plyn, ktorý zabezpečuje potrebný tlak, a tak môže ropa samovoľne vytekať. To sa nazýva primárny spôsob ťažby. Zvyčajne je možné takto získať okolo 20 % ropy obsiahnutej v nálezisku.

S postupom času tlak klesá až k bodu, keď musia nastúpiť sekundárne metódy, ako je čerpanie ropy pomocou čerpadiel alebo udržiavanie ložiskového tlaku vhodnou injektážou, a to buď spätným pumpovaním zemného plynu, vzduchu, príp. CO₂. Primárnymi a sekundárnymi metódami sa celkovo darí vyťažiť 25–35 % celkového množstva ropy.

Čerpanie ropy pomocou pumpy

Terciárne metódy nastupujú v okamihu, keď už ani sekundárne metódy nestačia na udržanie produkcie a ťažba je ešte stále ekonomická, čo závisí od aktuálnej ceny ropy, kvality ropy a výšky ťažobných nákladov. Ich princípom je zníženie viskozity zostávajúcej ropy, väčšinou injektážou horúcej vodnej pary získavanej často kogeneráciou, pričom sa spaľovaním zemného plynu vyrába elektrina a odpadové teplo sa využije na tvorbu vodnej pary. Niekedy sa tiež ropa zohrieva zapálením časti ropného ložiska. Príležitostne sa tiež používa injektáž detergentov. Terciárne metódy dovoľujú vyťažiť ďalších 5–15 % ropy v nálezisku.

Využitie a spracovanie ropy

Súbor:Iraq-oil-power.jpg

Ropná elektráreň v Iraku

Ropa a výrobky z nej sú základným palivom pre dopravu a surovinou pre výrobu plastov. Vyrábajú sa z nej aj niektoré lieky, hnojivá a pesticídy. Predovšetkým chudobnejšie krajiny používajú ropné produkty aj na výrobu elektriny (asi 7 % celkovej svetovej produkcie).

Základom spracovania ropy je jej frakčná destilácia, pri ktorej sa oddeľujú pri atmosférickom tlaku jednotlivé skupiny uhľovodíkov podľa ich bodu varu.

Najľahšie plynné uhľovodíky sú metán, etán, propán, bután. Posledné dva sú hlavnou súčasťou automobilového paliva LPG. Petroléter tvoria uhľovodíky s dĺžkou reťazca C_5–7 (t_v asi 30–70 °C). Používajú sa ako rozpúšťadlá, napr. pri chemickom čistení odevov. Ďalšie frakcie sú benzín (C_6–12, 40–200 °C), petrolej (C_10–15, 150–300 °C), z ktorého sa vyrába letecký benzín, plynový olej (C_10–20, 200–300 °C), z ktorého sa získava motorová nafta a ľahký vykurovací olej. Zvyšok (tzv. mazut) sa podrobuje vákuovej destilácii za zníženého tlaku, čím sa oddeľujú ťažké vykurovacie oleje od asfaltu. Uhľovodíky s dlhými reťazcami (C₃₅ a viac) môžu byť hydrokrakovaním rozštiepené, čím vzniknú mazacie oleje.

Získané produkty sú ďalej rafinované, aby sa z nich odstránili nežiaduce prímesi, ako napr. parafíny.

Druhy ropy

Ropný priemysel rozdeľuje ropu podľa jej pôvodu (napr. West Texas Intermediate, WTI alebo Brent) a často aj podľa jej hustoty (ľahká, light, stredne ťažká, intermediate a ťažká, heavy); rafinérie ju tiež môžu označovať ako „sladkú“ (sweet), čo znamená, že obsahuje relatívne málo síry, alebo ako „kyslú“ (sour), čo znamená, že táto ropa obsahuje viac ako 0,5 % síry a vyžaduje náročnejšie spracovanie, aby vyhovovala súčasným normám.

Hlavné svetové typy ropy sú:

• zmiešaná ropa Brent, zahrňujúca 15 druhov ropy z nálezísk v Severnom mori. Za cenu tohto typu ropy sa väčšinou predáva ropa z Európy, Afriky a Blízkeho východu určená pre spotrebu na Západe.
• West Texas Intermediate (WTI), za ktorej cenu sa predáva severoamerická ropa.
• Dubai, za ktorej cenu sa predáva blízkovýchodná ropa určená pre ázijsko-pacifickú oblasť.
• Tapis (z Malajzie), za ktorej cenu sa predáva ľahká ropa z Ďalekého východu.
• Minas (z Indonézie), za ktorej cenu sa predáva ťažká ropa z Ďalekého východu.
• Kôš OPECu zahŕňajúci druhy:
  • Arab Light (Saudská Arábia),
  • Bonny Light (Nigéria),
  • Fateh (Spojené arabské emiráty),
  • Isthmus (Mexiko, nepatrí do OPECu),
  • Minas (Indonézia),
  • Saharan Blend (Alžírsko),
  • Tia Juana Light (Venezuela).

OPEC sa snaží udržať cenu koša OPEC vo vopred danom rozmedzí pomocou zvyšovania a znižovania produkcie. Ropa typu kôš OPECu, pozostávajúca tak z ľahkých, ako aj z ťažkých druhov ropy, je v priemere ťažšia ako Brent aj WTI a má väčší obsah síry.

Všetky vyššie uvedené druhy sa zaraďujú medzi klasickú, „konvenčnú“ ropu. Okrem nej existujú aj veľké ložiská nekonvenčnej ropy, ktorú tvorí živica v asfaltových pieskoch a kerogén v asfaltových bridliciach. Nachádzajú sa hlavne v Kanade a Venezuele. Jej podiel zatiaľ tvorí len 5 % celkovej svetovej produkcie, z dôvodu vysokej energetickej náročnosti ťažby.

Budúcnosť ropy

Hlavný článok: Ropný vrchol

Hubbertova teória ropného vrcholu, tzv. peak oil, je kontroverzná teória zaoberajúca sa dlhodobými predpoveďami spotreby a vyčerpania ropy. Tvrdí: keďže zdroje ropy nie sú obnoviteľné, úroveň ťažby ropy musí nevyhnutne dosiahnuť svoj vrchol a potom začne klesať. Ťažba ropy podľa tejto teórie sleduje tzv. Hubbertovu krivku (podobnú Gaussovej krivke). Najviac kontroverzný na tejto teórii je dátum, kedy má tento vrchol nastať.

Hubbertova krivka

Geológ M. King Hubbert, otec tejto teórie, sledoval ťažbu ropy v Spojených štátoch. Spozoroval, že najviac amerických ropných nálezísk bolo nájdených začiatkom 30. rokov 20. storočia a predpovedal, že ťažba ropy v USA dosiahne vrchol okolo roku 1970. V roku 1971 skutočne dosiahla ťažba ropy v USA svoj vrchol a od tej doby v súlade s touto teóriou klesá. Potom ako ťažba ropy v USA začala upadať, začal ceny ropy diktovať ropný kartel OPEC, čo viedlo k prvej ropnej kríze v roku 1973. Do dnešnej doby dosiahlo vrchol ťažby mnoho oblastí, napr. Severné more v roku 1999 (teraz klesá produkcia tempom 10–12 % za rok). Nedávno potvrdila aj Čína, že dve z jej najväčších ropných polí začínajú byť vyčerpané a mexická ropná spoločnosť Pemex oznámila, že Cantarellské pole, jedno z najväčších pobrežných ropných polí na svete, dosiahne svoj vrchol v roku 2006 a potom začne ťažba klesať o 14 % za rok. Vo svetovom meradle pravdepodobne nebude pokles ťažby taký prudký.

Táto teória neznamená, že sa po ropnom vrchole ropa náhle minie, ale že sa jej ťažba bude postupne znižovať. Vzhľadom na skutočnosť, že sa ropa vo väčšom meradle začala ťažiť asi pred 150 rokmi, sa dá očakávať, že zhruba rovnaký čas by mohla ťažba ropy pokračovať aj po dosiahnutí vrcholu. Problém je práve v postupne sa zmenšujúcich objemoch ťaženej ropy, ktoré znamenajú budúci razantný nárast jej ceny. Ropný vrchol sa preto tiež niekedy nazýva „koniec lacnej ropy“.

Z najrôznejších dôvodov (najviac asi z dôvodu nedostatočného zmapovania svetových ropných rezerv) je ťažké predpovedať, kedy nastane vrchol ťažby v jednotlivých regiónoch. Vychádzajúc z dostupných údajov o produkcii ropy, stúpenci tejto teórie predpovedali (nesprávne), že vrchol svetovej ťažby bude v roku 1989, 1995 alebo v rokoch 1995–2000. Tieto predpovede sú však z obdobia, keď sa ešte nevedelo, že ropné šoky povedú k veľkému zvýšeniu efektivity zariadení používajúcich ropné produkty, v dôsledku ktorého sa rast dopytu po rope znížil, a tým oddialil vrchol jej ťažby. Nová predpoveď od spoločnosti Goldman Sachs hovorí, že vrchol ťažby ropy nastane v roku 2007 a o niečo neskôr pri zemnom plyne. Tak ako bola Hubbertova lokálna teória vzatá na vedomie až po vrchole ťažby v USA roku 1971, zrejme aj teória útlmu svetovej ťažby bude uznaná až sa tak skutočne stane aj vo svetovom meradle.

Túto teóriu podporuje fakt, že krivka objavov nových ropných nálezísk dosiahla vrchol v šesťdesiatych rokoch a od tej doby neustále klesá. Od roku 1980 ľudstvo spotrebováva každý rok viac ropy, ako prinesú nové objavy. Ďalším argumentom je, že v roku 2005 začala dramaticky klesať príprava projektov, ktoré by mali začať ťažbu ropy od roku 2008 a náklady na ťažbu ropy sa stále zvyšujú, pretože ropa je ťažiteľná už iba na stále menej dostupných miestach.

Podľa niektorých zdrojov z oficiálnych štatistík kartelu OPEC vyplýva, že tzv. ľahká sladká ropa (light sweet) sa v súčasnosti nachádza za vrcholom ťažby a jej produkcia klesá. Tento typ ropy je najžiadanejší, pretože sa najľahšie spracováva, a zrejme bude tiež najskôr vyčerpaný. Súčasný nedostatok rafinérskych kapacít je podľa týchto zdrojov daný práve tým, že rafinérie nie sú pripravené na spracovávanie väčšieho množstva ťažšej ropy s väčším obsahom síry, napr. z Blízkeho východu.

Odporcovia tejto teórie podotýkajú, že úspešná predpoveď ropného vrcholu v USA nemusí mať žiadnu spojitosť s vyčerpaním miestnych ropných zásob, iba odráža ekonomickú nevýhodnosť ťažby v porovnaní s importom ropy zo zahraničia. Tiež poukazujú na opakovane nesprávne predpovede celosvetového ropného vrcholu. Podľa niektorých je aplikácia teórie na svet ako celok neuskutočniteľná kvôli zložitým obchodným a politickým vzťahom, ktoré majú na ťažbu ropy zásadný vplyv.

Ekonomika

Cenou ropy sa väčšinou rozumie cena WTI/Light Crude ropy obchodovanej na newyorskej komoditnej burze (NYMEX), alebo cena ropy typu Brent obchodovanej na Medzinárodnej ropnej burze (International Petroleum Exchange, IPE) v Londýne. Cena ropy veľmi závisí na jej druhu (ktorý je určený napríklad jej hustotou a obsahom síry) a tiež na jej pôvode. Veľká väčšina ropy sa nepredáva na burzách, ale pomocou priamych transakcií, ktoré sa však cenami na burze riadia. IPE tvrdí, že 65 % všetkých obchodov s ropou vychádza z burzovej ceny ropy typu Brent. Iné dôležité referenčné burzové ceny sú Dubai, Tapis a kôš OPEC.

Často sa hovorí, že cenu ropy určuje kartel OPEC a jej skutočná cena je okolo 2 dolárov za barel, čo sú náklady na ťažbu na Blízkom východe. Tieto názory však nezohľadňujú náklady na hľadanie nových ropných nálezísk a investície potrebné k započatiu ťažby.

Dopyt po rope veľmi závisí na globálnej makroekonomickej situácii, takže tiež tá je dôležitým činiteľom v cene ropy. Celý rad ekonómov tvrdí, že vysoké ceny ropy majú spätne veľký negatívny vplyv na hospodársky rast. S týmto nesúhlasia iní ekonomickí odborníci, podľa ktorých je teraz svetové hospodárstvo menej závislé na rope, ako bolo počas ropných šokov v sedemdesiatych rokoch.

Cena ropy v roku 1980, počas druhého ropného šoku (pri nepokojoch v Iráne a na Blízkom východe), keď bola v dnešných cenách (tj. očistená od inflácie 3.1.2008) až na úrovni 101,7 dolárov za barel (podľa agentúry Reuters) až 102,8 dolárov za barel (podľa denníka Wall Street Journal).

Potom dlhodobo klesala v dôsledku otvorenia nových ropných polí mimo Blízky východ, ako napr. v Severnom mori. Nedávne minimum bolo v januári 1999 (12 dolárov za barel), keď ázijská ekonomická kríza znížila dopyt. Potom cena ropy začala stúpať až na 70,85 dolárov za barel 29. augusta 2005 v dôsledku hurikánu Katrina. 5. mája 2008 sa cena americkej ropy vyšplhala až na 126,20 dolára kvôli správam o poklese ropných rezerv v USA, klesaniu dolára, a vysokému dopytu. Na historický rekord dostala aj severomorská ropa Brent, stála 125,90 dolára za barel. Analytici spoločnosti Goldman Sachs očakávajú, že cena ropy sa v budúcich dvoch rokoch zvýši na 150 až 200 dolárov za barel..

Neustále vzrastajúca cena ropy je spôsobená kombináciou viacerých faktorov - končiacimi zásobami ropy, vzrastajúcim dopytom (hlavne Čína), špekuláciami na burzách, ale hlavne prehlbujúcou sa ekonomickou krízou v USA (2007-2008) spojenou s oslabovaním dolára. Nezanedbateľný je aj zlý stav rafinérií a ich nedostatočnou kapacitou hlavne v USA. Zástancovia Hubbertovej teórie v tejto súvislosti tvrdia, že ako sa približujeme dátumu konečného vrcholu ťažby, neustále sa zmenšuje tzv. rezervná ťažobná kapacita, tj. množstvo ropy, o ktoré môžu ťažobné firmy krátkodobo zvýšiť svoju produkciu v prípade previsu dopytu. Táto rezervná ťažobná kapacita je dnes skutočne na svojom historickom minime a tvorí iba dve percentá celosvetovej produkcie (ešte pred niekoľkými rokmi sa pohybovala v rozmedzí 8–10 percent). Relatívne lokálne výpadky ťažby, ako bol hurikán Katrina, potom vyvolávajú veľké výkyvy v cene ropy. Odporcovia Hubbertovej teórie pokles rezervnej ťažobnej a rafinérskej kapacity pripisujú chronicky nedostatočným investíciám kvôli dlhodobo nízkej cene ropy.

Produkcia a spotreba v číslach

Od začiatku dejín ľudstva do dneška bolo vyťažených približne 900 miliárd barelov ropy. Za predpokladu súčasného objemu ťažby vystačí známe zásoby ropy na ďalších 43 rokov. Problém je práve v predpoklade stálej úrovne ťažby.

V roku 2004 tvorila celková ťažba 3 888 mil. ton, z toho ropné krajiny mimo združenia OPEC vyprodukovali 60 %. Ľahká ropa tvorila približne 33 %, stredne ťažká 53 % a ťažká ropa 14 %. Kyslá ropa (sour) s vysokým obsahom síry tvorila 59 % celkovej svetovej produkcie.

Najväčší spotrebitelia ropy boli v roku 2004 USA (927,3 mil. t), Čína (308,6 mil. t), Japonsko (250,5 mil. t), Rusko (131,8 mil. t) a Nemecko (123,2 mil. t). Dopyt po rope stúpa v súčasnosti asi o 2 % ročne.

Ťažba ropy (v mil. ton)

Územie	1990	2004
svet (celkom )	3 150,4	3 888
ZSSR, Rusko	569,3	456
USA	409,6	337
Saudská Arábia	320,7	492
Irán	156,1	203
Mexiko	146,7	192
Čína	137,7	174
Venezuela	110,5	153
Nórsko		151
Spojené arabské emiráty	101,7
Irak	99,5
Spojené kráľovstvo	93,5
Kanada	91,0	146
Nigéria	90,8	129

Zdroj:

• Encyklopedický slovník, Odeon a Encyklopedický dům, 1993
• International Energy Agency

Svetové zásoby ropy

Súbor:Oil reserves 2005.jpg

Preukázané svetové zásoby ropy podľa správy British Petrol r.2005 (v mld. barelov)

Výskyt na Slovensku

Prirodzený výver ropy pri Korni.

Na Slovensku sa roponosné súvrstvia nachádzajú v Záhorskej nížine, kde sú viazané na chladnú Viedenskú panvu (pull apart typu). Prvým objaveným ložiskom boli Gbely. Najdôležitejším plyno a roponosným horizontom sú súvrstvia bádenu a sarmatu (miocén). Kolektormi sú piesky alebo slabo spevnené pieskovce a zlepence. Ďalšou oblasťou s náleziskami ropy je Panónska panva na východnom Slovensku s ložiskami v oblasti Senného, Stretavy a Ptrukše. Výskyty ropy sú ďalej známe i z rozhrania Centrálnokarpatskej paleogénnej panvy a bradlového pásma v Spišsko-šarišskom medzihorí, kde sa nachádza ložisko Lipany.

Ropa bola nájdená aj na viacerých miestach vo flyšovom pásme (potvrdené vrtmi) napr. Miková na východnom Slovensku, známy prirodzený výver v Korni na Kysuciach. Známe sú aj výskyty viazané na vývery jodobrómových soľaniek napr. Slaná Voda pri Oravskej Polhore a inde.

Ťažba ropy na Slovensku v roku 2003 pokrývala iba 1% domácej spotreby. Venuje sa jej spoločnosť Nafta, a.s. so sídlom v Gbeloch. Väčšinu ropy Slovensko dováža zo zahraničia.

Iné projekty

Commons

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Ropa

Externé odkazy

• 90 rokov ťažby ropy a zemného plynu na Slovensku (slovensky)
• Bez ropy to zatiaľ nejde (slovensky)
• Koniec doby ropnej sa blíži, sme pripravení? (slovensky)
• Študentský referát na tému ropa (po česky)
• Seminárna práca na tému fosílne palivá (po česky)
• Úvaha o vyčerpaní zásob ropy (po česky)
• Svetová spotreba ropy v číselnom vyjadrení (po anglicky)
• Život po ropnej skaze (po anglicky)
• Najväčší svetoví producenti ropy (po anglicky)
• mapka svetových zásob ropy podľa výročnej správy British Petroleum r. 2005 formát ppt 465KB