Удивительные истории о веществах самых разных. Тайны тех, что составляют землю, воду, воздух... и поэзию - Петр Образцов

В нескольких странах – США, Японии, у нас в Троицке – построены установки для моделирования процесса образования углеводородов из карбонатов и воды в присутствии двухвалентного железа. Если смешать карбонат кальция или магния с раствором соли железа и нагревать при высоком давлении, то, как убедительно показали российские исследования, образуются углеводороды. По крайней мере, метан. Этот газ из глубин Земли по каналам в породах поступает к поверхности, по ходу движения претерпевая различные реакции с образованием более тяжелых углеводородов. То есть нефти.

Этот и есть неорганический путь образования нефти. Геологи утверждают, что существуют месторождения нефти, которые были полностью исчерпаны, а потом нефть в них снова появилась. Возможно, это та самая нефть из глубин Земли, которая вряд ли когда‐нибудь закончится.

Нам представляется, что обе теории следует объединить следующим образом: при радиоактивном распаде в ядре Земли образуется водород, который и взаимодействует с углеродом с образованием нефтеподобных веществ, которые и поднимаются к поверхности. Во времена экономической блокады ЮАР, наложенной на нее из‐за апартеида, южноафриканская компания SASOL по этому методу производила синтетический бензин из каменного угля (пользуясь, вероятно, опытом гитлеровской Германии). В то же время в нефти имеются биомаркеры – соединения безусловно органического происхождения, с которыми встречается «неорганическая» нефть. Таким образом, органическая и неорганическая теории происхождения нефти «работают» одновременно.

Сегодня разведанные запасы нефти таковы: 180 миллиардов тонн – легкая нефть, 820 миллиардов тонн – тяжелая, 700 миллиардов тонн угля в пересчете на нефть, 300 миллиардов тонн газа в пересчете на нефть. Это обеспечит весь мир на 300 – 350 лет. Дешевая нефть кончается, но ресурсы углерода бесконечны. Для нашей страны более существенна проблема глубокой переработки нефти вместо продажи сырой. Сейчас мы добываем около 500 миллионов тонн нефти, из них половину сразу продаем, а остальную перерабатываем, но и из них 80 миллионов тонн продаем. Таким образом, у нас потребляется 150 миллионов тонн нефти, примерно по 1 тонне на человека. В США этот критерий – 2 тонны, в Европе 2,5 тонны.

С точки зрения развития фундаментальной науки мы, возможно, кое в чем даже опережаем Запад, но отраслевую науку у нас развалили – глубина переработки нефти в России всего‐то 73 процента, а в США около 90 процентов. Во всем мире на производство полимеров расходуется до 7 процентов нефти, а у нас только 1 процент. По производству полиэтилена и полипропилена мы отстаем от Европы в три раза. У нас пять килограммов на человека, а там пятнадцать. Хотя есть и достижения – оборудование на заводах в Башкирии и других нефтехимических центрах на 94 процента отечественное. Нефтехимию нужно развивать, не беспокоясь о ресурсах сырья. Нефть не закончится никогда.

А если нефть никогда не кончится, зачем нужно искать ей альтернативы? Отчасти по политическим причинам – отсутствие собственной нефти (и газа) ставит многие страны в опасную зависимость от других государств, поведение которых иной раз трудно предсказать. Ну и второе – с ростом цен на нефть некоторые виды ископаемого топлива становится добывать рентабельно.

На северо-западе России расположено Прибалтийское месторождение горючего сланца – минерала, пропитанного смолообразным веществом, по составу близким к нефти. Впервые сланцы стали использовать для отопления жилищ в Европе еще в XVII веке, даже раньше нефти – само слово «петролеум» (каменное масло) обозначало тогда именно сланцевую смолу и лишь со временем стало означать «нефть». В России открыл месторождения прекрасных горючих сланцев под Симбирском сам великий Паллас в XVIII веке, но только после начала Первой мировой войны была начата переработка этого минерала в газ. Постепенно дело заглохло. Но, к изумлению газпромовских экспертов, в XXI веке разразилась новая энергетическая революция, которую сразу же назвали сланцевой. Человечество вдруг вспомнило, что в качестве топлива можно использовать давным-давно известные источники энергии – а не дорогие высокотехнологичные ветряки, солнечные батареи и приливные электростанции, не решающие реальных энергетических проблем.

В России, помимо Прибалтийского месторождения, огромные залежи сланца имеются в Коми, на Средней Волге и в Сибири, в зарубежной Европе – в Германии, Польше, Англии и Украине, а больше всего горючего сланца в США и Бразилии. Всего сланца на Земле в пересчете на смолу около 700 миллиардов тонн, причем со временем, несомненно, будут открыты новые месторождения и оценка возрастет как минимум до 1 триллиона тонн смолы – а это раз в пять больше, чем разведанные во всем мире запасы нефти.

Сланец воспринимается нами, как нечто серенькое, второсортное и непонятное. И не камень вроде бы, и не уголь. Вот, например, прекрасный поэт Игорь Холин написал о нем (да и об ученых) издевательское стихотврение:

А Аделина Адалис, ученица Брюсова, все‐таки ухитрилась отыскать в нем нечто возвышенное:

Месторождения горючих сланцев в Ленинградской области начали разрабатывать в начале 1930‐х годов, тогда же здесь был основан поселок Сланцы, прославившийся шлепанцами «сланцы» местного завода резиновых изделий. После открытия несметных газо– и нефтяных месторождений в Сибири интерес к сланцевому газу и продуктам переработки смолы угас – решили, что проще протянуть трубу и сидеть на ней, как А и Б, болтая ногами. Хотя и до начала XXI века сланец использовался в качестве топлива на Прибалтийской и Эстонской ГРЭС – просто потому, что месторождения находятся под боком. На этих ГРЭС (знаете ли вы, как расшифровывается аббревиатура? Не угадали. Государственная районная электростанция) сланец просто сжигали, как дрова или уголь. По настоянию экологов из ЕС эту практику прекратили, и в результате закрылись многие шахты в Ленинградской области – сланец стало некому продавать.

В СССР была хорошо развита и сланцехимия: в уникальном НИИ сланцев, выпускались десятки ценных продуктов – эпоксидные смолы, пропитки для дерева и мастики для защиты от коррозии, клеи, дубители и т. д. Сейчас от НИИ сланцев почти ничего не осталось, причем тонны документации о передовых методах переработки сланцев подозрительным образом пропали.

Особенно обидно, что незаметно подкравшаяся Великая сланцевая революция обязана своим триумфом во многом отечественным разработкам. Так, именно в НИИ сланцев разработан один из лучших вариантов гидроразрыва – выдавливания сланцевого газа из породы под напором воды, закачиваемой в пласт, а также технология добычи сланцевой нефти путем закачивания в пласт смеси воды и воздуха. Но лишь несколько лет назад в Ханты– Мансийском АО заработала первая скважина, из которой «Газпромнефть» совместно с «Шелл» пытается добывать сланцевую нефть. Тем временем в США количество сланцевой нефти составляет уже несколько процентов от всего добываемого в стране «каменного масла». И это немало.