น้ำมันแผ่นหินดินดานจะทำให้อเมริกาเป็นประเทศส่งออกน้ำมันหรือไม่?

นิยาม: หินน้ำมันเป็นหินตะกอนที่อุดมไปด้วย kerogen สารนี้ไม่ใช่ของเหลวปิโตรเลียม แต่สารอินทรีย์จากพืชและสัตว์ทะเลยุคก่อนประวัติศาสตร์ Kerogen สามารถเปลี่ยนเป็นน้ำมันถ้าร้อนนานพอ หินดินดานไม่ควรสับสนกับ น้ำมันจากชั้นหิน ซึ่งเป็นน้ำมันจริงที่ติดอยู่ในชั้นของหินดินดาน

หินน้ำมันยังไม่สามารถใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตามสภาคองเกรสได้ทำการสำรวจแหล่งแร่น้ำมันในระดับชาติในหัวข้อ "หินน้ำมันทรายน้ำมันและน้ำมันยุทธศาสตร์อื่น ๆ ที่ไม่เป็นทางการ 2005" เป็นผลให้ความท้าทายในการผลิตน้ำมันจากหินที่อุดมด้วยเคอโรเจนจะถูกเอาชนะด้วยเทคโนโลยีใหม่ ๆ

นี้มีศักยภาพที่จะทำให้สหรัฐเป็นประเทศส่งออกน้ำมันจึงช่วยลดการพึ่งพาน้ำมันจากต่างประเทศ

คลังหินน้ำมัน

ในขณะที่หินน้ำมันพบทั่วโลกสหรัฐมีปริมาณสำรองที่ใหญ่ที่สุดประมาณ 1.3-3 ล้านล้านบาร์เรลในการก่อตัวของแม่น้ำกรีนในโคโลราโดยูทาห์และไวโอมิง แม้ว่า ปริมาณสำรองน้ำมันสำรอง ของซาอุดีอาระเบียจะอยู่ที่ประมาณ 800 พันล้านบาร์เรล แต่ก็ยังสูงกว่า น้ำมันดิบสำรอง ของซาอุดิอาระเบียถึงสามเท่า ปริมาณสำรองหินน้ำมันของสหรัฐสามารถจัดหาความต้องการน้ำมันของอเมริกาได้ประมาณ 20 ล้านบาร์เรลต่อวันเป็นเวลา 100 ปี (ที่มา: "American Oil หาน้ำมันมากกว่าโอเปค" ABC News, พฤศจิกายน 13, 2012 "คู่มือหินน้ำมัน" สหรัฐอเมริกาสำนักจัดการที่ดิน)

เกือบสามในสี่ของปริมาณสำรองหินน้ำมันเป็นของรัฐบาลสหรัฐเนื่องจากพระราชบัญญัติ Pickett 1910 การจัดสรรสำรองในรัฐแคลิฟอร์เนียและไวโอมิงเพื่อจัดหาน้ำมันสำหรับกองทัพเรือสหรัฐซึ่งกำลังเปลี่ยนจากถ่านหินไปเป็นน้ำมันเพื่อขับเคลื่อนเรือ

กองทัพเรือพัฒนาน้ำมันปิโตรเลียมและน้ำมันสำรองหินอัคพีโปรแกรมผ่าน 1925 มันถูกขยายโดย ประธานาธิบดีรูสเวลต์ สำหรับสงครามโลกครั้งที่สอง ประเทศสหรัฐอเมริกาเป็นประเทศแรกที่ได้รับการตั้งชื่อว่า Elk Hills ในรัฐแคลิฟอร์เนียผลิตน้ำมันให้กับกองทัพเรือและได้รับการจำหน่ายให้แก่ บริษัท Occidental Petroleum เป็นมูลค่า 3.65 พันล้านเหรียญในปี 2541 ซึ่งเป็นการแปรรูปรัฐวิสาหกิจที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของสหรัฐฯ

อย่างไรก็ตามสำนักสำรองหินดินดานยังคงเป็นของสำนักจัดการที่ดินแห่งสหรัฐอเมริกา (ที่มา: "Oil Shale Reserves" Daily Reckoning)

สกัดหินน้ำมัน

โดยปกติธรรมชาติต้องใช้แรงกดและความร้อนเป็นเวลาหลายล้านปีในการเปลี่ยนเคอโรเจนในหินน้ำมันเป็นน้ำมันดิบ มนุษย์สามารถเร่งกระบวนการนี้โดยการทำเหมืองแร่หินในหลุมเปิด มันร้อนแล้วในกระบวนการที่เรียกว่า retorting น้ำมันต้องแยกจากหินและเก็บ กระบวนการนี้มีราคาแพงสร้างหลุมเปิดที่สามารถเห็นได้จากอวกาศและส่งผลให้ตันของทรายที่เป็นพิษต้องถูกนำไปฝากไว้อย่างปลอดภัย

เชลล์ได้พัฒนากระบวนการในการให้ความร้อนกับหินดินดานใต้ดินซึ่งช่วยเร่งกระบวนการทางธรรมชาตินี้ ขั้นตอนการแปลงในแหล่งนี้ทำให้หินร้อนถึง 650 - 750 องศาฟาเรนไฮต์เป็นเวลาสองถึงสามปี สิ่งนี้จะปล่อยน้ำมันและก๊าซ Kererogen ซึ่งถูกสูบออกสู่ผิว สถาบันวิจัยพลังงาน ("สถาบันวิจัยพลังงาน")

การสกัดหินน้ำมันมีราคาแพงกว่าการผลิตน้ำมันธรรมดา แต่ราคาน้ำมันยังคงมีอยู่ในปัจจุบัน มีราคาอยู่ที่ 40 ถึง 80 เหรียญสหรัฐฯต่อบาร์เรลเพื่อฟื้นตัวทำให้เกือบจะคุ้มค่าประมาณ 100 เหรียญต่อบาร์เรล มันใช้พลังงานมาก แต่ไม่มากไปกว่าการสกัดน้ำมันจากชั้นหินและน้ำมัน "แน่น" อื่น ๆ

มันเป็นความจริงที่ 25% ของพลังงานที่ผลิตจะต้องใช้ในการสกัดบาร์เรลต่อไป อย่างไรก็ตามอัตราส่วนนี้มีการใช้กับการสกัดไอน้ำมัน "หนัก" แล้ว นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์สิ้นเปลืองเบาและสะอาดกว่า น้ำมันดิบ มากที่สุด

กลุ่มสิ่งแวดล้อมมีความกังวลเกี่ยวกับปริมาณน้ำที่จำเป็นในการผลิตหินน้ำมัน นี่เป็นข้อกังวลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแถบตะวันตก ต้องใช้น้ำประมาณหนึ่งถึงสามหน่วยเพื่อผลิตหินน้ำมันหนึ่งหน่วย อย่างไรก็ตามนี่เป็นประมาณหนึ่งในสิบของน้ำที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพซึ่งต้องใช้ข้าวโพดที่ชลประทานอย่างหนักเป็นวัสดุหลัก (ที่มา: Jeremy Boak ผู้อำนวยการศูนย์เทคโนโลยีหินน้ำมันและการวิจัย Colorado School of Mines)

แม้ว่าจะมีแนวโน้มการสกัดสาร insitu ยังคงต้องแก้ปัญหาด้านเทคโนโลยีจำนวนมหาศาล ที่ใหญ่ที่สุดคือการทำให้แน่ใจว่าน้ำมันไม่ได้ชะล้างลงในตารางน้ำโดยรอบ

วิธีที่ดีที่สุดในการทำเช่นนี้คือตรึงน้ำที่บริเวณสกัด คุณสามารถเห็นได้ว่าการแช่น้ำไว้ในบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงถึง 750 องศาเป็นความท้าทายทางเทคนิคและราคาแพง

การสกัดน้ำมันจากชั้นหินอาจคุกคามแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์ป่าเพิ่มมลพิษทางอากาศและก่อให้เกิดของเสียที่เป็นพิษ ภาวะโลกร้อน ยังเป็นปัญหา หน่วยหินน้ำมันแต่ละแห่งสามารถผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้สูงถึง 20 หน่วยเมื่อเทียบกับหน่วยน้ามันดิบทุกๆ 4 หน่วย C02 ดังนั้นปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือการปรับปรุงเทคโนโลยีการสกัดแทนที่จะเป็นราคาน้ำมัน (ที่มา: สภาป้องกันทรัพยากรธรรมชาติ, หินน้ำมันตามตัวเลข , สิงหาคม 2551 สัมภาษณ์ Gavin Longmuir ที่ปรึกษากับ International Petroleum Consultants Association, Inc. เขามีประสบการณ์มากกว่า 25 ปีในฐานะวิศวกรปิโตรเลียมในอุตสาหกรรมน้ำมันทั่วโลก การพัฒนาแหล่งน้ำมันในอนาคตการประเมินทางเศรษฐกิจของโอกาสในการสำรวจและการประเมินเทคโนโลยีใหม่ ๆ )