Қазақстандағы жанармай энергетикалық ресурстары

      Дизель  отыны (соляриум) мұнайдың тікелей  айдауындағы керосинді-газоилді  фракциядан алынған сұйықтықты  айтады. Дизель дизельдік двигательге  арналған сұйық отын ретінде  пайдаланылады. Дизельдің маңызды  тұтынушылары теміржол транспорты  мен жүк автокөліктері, су транспорты  және әскери техника, ауылшаруашылық техникасы қолданылады. Ал соңғы кезде тек қана дизельмен жүретін жеңіл автокөліктер пайда болды. Көліктерден басқа дизель отыны металдарды механикалық өңдеуде, жылыту қазандықтарында, майлау немес салқындату құралы ретінде пайдаға асырылады. Дизельдің аса кең сұранысқа ие болуын техниканың жергілікті жердегі мінездемесімен сәйкестене білуімен , орын алмастырғанда ыңғайласуымен, қыс және жаз мезгіліне лайықталуымен, аса тиімділігін түсіндіруге болады  түсіндіруге болады.

    Биодизель – өсімдік, жануар, микроптытан шыққан майлар және солардың этерификацияланған өнімдері негіз ретіндегі отын. Биодизельді отынды алу үшін оған өсімдік немесе жануар майын қолданады. Шикізат ретінде рапс, соя, пальма, кокос майы немесе кез-келген басқа да шикі-майлар, сондай-ақ тамақ өндірісіндегі қалдықтар қолданылады. Биодизелді су өсімдіктерінен өндіру технологиясы жобаланып жатыр.

        Ірі жанармай энергетикалық ресурстарды өндіруші компанияялар мен кен орындары

       Енді осы мұнай өндіру саласындағы ерекшк орын алатын компанияларға тоқталатын болсақ, әрине, алдымен ауызға оралатыны облысымыздағы «Теңізшевройл» компанисы.

     «Теңізшевройл» 2500 шаршы километр және 1600 шаршы миль аумақты қамтитын лицензияланған территорияны алып жатыр. Мұнымен қоса аумаққа алпауыт Теңіз кен орыны мен одан көлемі кішілеу болғанымен аса ірі қор мөлшері жинақталған Корольдік кен орыны кіреді. Бақылауға алынған, әліде көп зерттеуді қажет ететін, бірақ келешекте ірі кен орынына айналуы мүмкін бірнеше аймақтар бар.

     Теңіз және Корольдік кен орнының артық қор мөлшері 750 миллионнан 1,1 миллиард тоннаға жетерлік мұнаймен бағамдалады. Бақылауға алынған мұнай қорының бұрғыланған және әлі ұңғы түспеген кен орындарының мөлшері болжам бойынша  3,1 миллиард тоннадан 26 миллиард баррельден асып жығылады. Ал Корольдік кен орнының артық мұнай қоры мөлшері 188 миллион тоннадан 1,5 миллиард баррелге дейін жетеді. Атап өтерлігі бұл кен орыны әлемдік класс санатына жатады. Себебі, аталған қор мөлшері Теңіздегі  қордың алтыдан бір бөлігін құрайды.

     Теңіз кен орыны – бұл әлемдегі ең терең кен орыны болып табылады. Жоғарғы мұнай коллектрінің тереңдігі 4000 метр мен 13000 фут аралығындағы тереңдікті қамтиды. Теңіз коллектрі 19 километрге немесе 12 мильге созылып жатыр, ал ұзындығы 21 километр болса ені 13 миль,ал мұнай пластының биіктігі 1 мильді құрайды. Ал коллектрдің аумағының үлкендігі соншалық оны айналып өту үшін екі марафондық дистанция қажет болар еді.

        Атырау  өңірінде мұнай өндіру тарихы 1989 жылдан басталады. Қазірдің  өзінде жетпістен астам мұнай,  мұнай-газ және газ конденсатының  кен орындары ашылып отыр. Ал 34 кен орындарында бұрғылау жұмыстары  жүргізілуде. Облыстың оңтүстік-шығысында  жоспарланған шоғырланған карбонат  жыныстарының мол аймағынан ондаған  жылдар бойы игеріліп, қазақ елінің  мұнай-газ қндірісінің негізі  болып табылатын Теңіз мұнай  кешенінен оңтүстік батыста Имашев газ конденсатының орыны анықталды. Бұл кен орындары облыс ұойнауында флюидалдық құрылым сипатының ерекше етек алуының белгісі. Теңіз кенінде газ факторы жоғары, оның мұнайында күкіртті сутегі мол. Карбонның терригондық шөгінділерінен Тортай және Кеңістік кен орындары ашылды. Шөлқара, Мәткен, Сарыбұлақ, Үлкентөбе, Қарашүңгіл, Үшмола құрылыымдарындағы тұз астылық терригендік және терригенді-карбонатты шөгінділерден өндірістік маңызы бар мұнай көздері табылады.       Облыстағы тұз күмбезі үстіндегі мұнай кен орнының сипаты ерекшелігі көпқабаттылығы және блогтық құрылымы болып табылады. Ашылған кендердің 52 пайызы орта юра кешеніне, 30 пайызы төменгі бор, қалғандары триас қабаттарына жатқызылады. Палеоген-неогендік кешеннен аздаған газ қоры ғана ашылды.

          Кен қабаттарының пайда болуы  тектоникалық, ликтологиялық және  стратиграфиялық экрандалған антиклиналдар  сияқты әр түрлі қатты жыныстар  кедергілеріне тығыз байланысты, сондықтанда кендердің басым  көпшілігі тектоникалық экрандалған  кедергілер маңынан ашылды. Әдетте  триастық мұнайлар жеңіл, күкірті  аз болады (Прорва, Қосшағыл және басқа кен орындары).

Юралық мұнай әдетте ауыр, бірақ күкірті аз келеді. Смола  мен асфальтиндер мардымсыз (Мартыши және тағы басқа). Облыстың оңтүстік шығыс бөлігіндегі юралық қабаттар кешенінен газ канденсатының мол қоры ашылды (Қосымбай кен орны). Бор жыныстары мұнайы ауыр және өте ауыр, күкірті аз және күкіртті, әдетте құрамында смола мен асфальтендер жоғары келеді. Жоғарыда аталып, барланған және тиімділігін тиісті ұйымдар бекіткен жанармай энергетикалық ресурстарынан басқа Атырау аймағында көптеген кен орындары анықталып отыр. Қорлары жеткілікті зерттелмегендіктен бұл жанармай ресурстарының өнеркәсіптік маңызын дәл айту қиын, бірақ бұлардың экономикалық және ғылыми маңызының зор екендігінде ешбір дау жоқ.                                              

   Табиғи газ          

        Экологиялық  тұрғыдан алғанда табиғи газ  органикалық энергетикалық ресурстардың арасындағы ең тазасы  болып есептеледі. Табиғи газдың жану процесінде ауаға басқа отындармен салыстырып  қарағанда зиянды заттар өте аз мөлшерде бөлінеді. Бірақ адамзаттың басқа да отындармен қатар табиғи газды да көп мөлшерде жағуының әсерінен атмосфера құрамындағы көмірқышқыл газының көбейіп кетуіне әкеліп соқтырды. Кейбір ғалымдар бұл құбылыс ғаламшарымыздың жылынып кетуіне себепші деген болжамдарын айтуда. Осыған байланысты 1997 жылы кейбір мемлекеттермен Киото келісімшарты жасалды.  2009 26 наурыздағы соңғы деректерге қарағанда бұл келісімшартқа әлемнің 181 елі қол қойған. Олай болса бұл әлемдік атмосфераның 61 пайызын таза сақтауға септігі тиеді деген сөз.

Табиғи газ — Жер қойнауларында органикалық заттардың анаэробты бөлінуі кезінде пайда болған газдар қоспасы.

       Табиғи газ пайдалы қазбалар қатарына жатады. Табиғи газ қабаттарда (жер қойнауларында) орналасқанда газтәрізді күйде - жекелеген шоғырлар (газ кендері) түрінде немесе мұнай-газ кенорындарының беткі бөлігіндегі арнайы газды қабат (шапка) ретінде немесе мұнайда, кей жағдайда суда ерітілген күйде де болады. Қалыпты жағдайда (101,325 кПа және 15 °C) табиғи газ тек газтәрізді күйде болады. Сондай-ақ табиғи газ табиғи газ гидраттары түрінде кристалл күйінде де кездесе береді. Таза табиғи газдың иісі мен түсі болмайды.

                                                Химиялық құрамы

          Химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері тұрғысынан сан түрлі болып келетін, әртүрлі геологиялық және геохимиялық жағдайларда ұшырасатын газ жатындарының жалпылама атауы. Олар бірнеше түрлерге жіктеледі:

1.        Табиғатта кездесу жағдайына орай: "атмосфера газдары", "литосфера газдары", "гидросфера газдары" және "органикалық әлем газдары" болып төрт түрге;
2.         Көрініс беру пішіндеріне орай: "газогендік газдар", "газтүзілім газдары", "айналым (ауа) газдары" және "аралас газдар" болып төрт түрге;
3.       Химиялық құрамына орай: "көмірсутекті газдар", "көмірқышқыл газдары" және "азот газдары" болып үш түрге;
4.       Жаралу табиғатына (тегіне) орай: "биохимиялық газдар", "литохимиялық газдар", "радиоактивтілік газдары", "ауа газдары" және "ғарыш газдары" болып бес түрге бөлінеді. Бұл газдар, сайып келгенде, әр түрлі агрегаттық жағдайдағы күрделі табиғи жүйелер құрамынан бөлініп дараланған заттар қоспасы (ерітіндісі) болып табылады, олар қалыпты (атмосфералық) жағдайда газ түріңде ұшырасады.

         Табиғи газдардың сан түрлілігі олар туындайтын табиғи жүйелер сипатымен және олардың газдарды бөліп шығару жағдайларымен анықталады. Өздері туындайтын табиғи жүйелер сипатына орай табиғи газдар "таужыныс газдары", "газгидраттар газы", "мұнай газы", "табиғи су газдары" және "жерасты газдары" болып бірнеше түрлерге бөлінеді. Табиғи жүйелердің газ бөліп шығару жағдайына орай табиғи газдар "өздігінен бөлініп шыққан" газдар және "әдейілеп өндірілген газдар" болып екі топқа жіктеледі.

                                        Табиғи газға жататындар

         Табиғи газдың негізгі бөлігін метан (CH₄) құрайды — 92-ден 98 %-ке дейін. Табиғи газдың құрамына ауырырақ көмірсутектер - метанның гомологтары кіре алады:

• этан (C₂H₆),
• пропан (C₃H₈),
• бутан (C₄H₁₀).

Сондай-ақ басқа да көмірсутегі заттар да кездесіп жатады:

• сутек (H₂),
• күкіртсутек (H₂S),
• көміртек диоксиді (СО₂),
• азот (N₂),
• гелий (Не).

     Жанғыш  газдар– жануға бейім газ тәрізді заттар. Жанғыш газдарға сутек, көміртек оксиді, күкіртсутек, газ тәрізді көмірсутектер (мыс., метан, этан, этилен) жатады. Көміртек (ІІ) оксиді, азот, су буы, инертті газдар сияқты жанбайтын газдармен сұйытылған жанғыш газдардың табиғи және жасанды қоспаларының маңызы зор. Табиғи жанғыш газдарды газ кен орындарынан немесе мұнаймен бірге алады. Жанғыш газдардың жасанды қоспалары сұйық және қатты отындардың термиялық ыдырауы нәтижесінде түзіледі. Қатты отынды кокстегенде алынатын кокс газы, отынды газдандырғанда түзілетін генератор газы, шойынды балқытқанда алынатын домна газы кең таралған. Табиғи жанғыш газдарға қарағанда жасанды жанғыш газдардың құрамында қанықпаған көмірсутектер, көміртек оксиді, кейде аз мөлшерде сутек болады. Жанғыш газдар отын ретінде пайдаланылады.

       Қазақстанның  жанармай энергетикалық ресурстарының басым бөлігін сұйық отындар құрайды. Бұл әлемдік нарықтың ең үлкен сұранысына ие болған жанармай ресурстары. Қазақстанда бұл сұйық отындар жанармай ресурстарының құрамынан алынса, өзге елдерде әр түрлі биоресурстардан алынады. Олардың қатарына биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметилденген эфир жатады. Жоғарыда айтылғандай  бұлардың барлығын өндіру жанармай энергетикалық ресурстар саласында енді ғана бастау алып келеді. Енді осы Қазақстандағы сұйық отын түрлеріне нақтырақ тоқталатын болсақ: 

                                                   Биоэтанол

        Биоэтанолдың әлемдік өндіру 2005 жылы 36,3 млрд литр, оның 45% Бразилия және 44,7% АҚШ елдерінде ғана өндірді. Биоэтанолды Бразилияда үлкен көлемде қант таяқшаларынан, ал АҚШ-та жүгеріден жасады. Этанол бензинге қарағанда аз энерго сақтау көзі болып табылады; Е85 (85% этанол мен 15% бензин қоспасы; «Е» әрпі ағылшынның Ethanol) жұмыс істеген машинаның жүрісі стандартты машина жүрісінің көлемдік отынның бірлігіне шамамен 75% құрайды. Қарапайым машиналар Е85-пен жұмыс істемейді, бірақ іштен жану қозғалтқыштары Е10-мен жақсы істейді (кейбір көздер тіпті Е15-пенде жұмыс істеуге болады деген). Ал тек таза этанолда тек «Flex-Fuel» машиналар («жұмсақотынды» машина) ғана жұмыс істей алады. Бұл машиналар қарапайым бензинде де жұмыс істей алады, бірақ кішкене эатнол қоспасы сонда да керек немесе сол және басқа да өздігінен құрылған қоспалармен де жұмыс істей алады.

         Қазақстанмен  салыстырғанда, Бразилия отын ретінде биоэтанол мен қант таяқшаларын өндіру мен қолдануда көш бастап тұр. Бразилия жанармай станцияларында Е20 (немесе Е25) қарапайым бензин түрінде, немесе «acool», этанол азеотропын (96% С2Н-5ОН және 4% су; қарапайым дистилдеу жолымен арқылы жоғары концентратты этанолды алу мүмкін емес) ұсынады. Этанол бензиннен арзан болғанын қолданып кейбір жанармай станциялары Е20-ны азеотроппен араластырады. Ол кезде оның концентрациясы 40% дейін жетеді. Қарапайым машинаны «Flex-Fuel» машинасына айналдыруға болады, бірақ экономикалық жағынан тиімсіздеу. Қозғалтқышта этанолды жаққанда одан альдегидтер (флрмальдегид және ацетальдегид) пайда болады. Ал бұлар өз кезегінде ароматты көмірсутекерге қарағанда тірі организмдерге екі есе көп зиянды заттар шығарады.

                                                      Биометанол

      Биометанол – теңіз фитопланктондарын биотехнологиялық конверсиялау және культивациялау арқылы өңдегенде био отын саласында тағы бір келешегі бар отынды қарастырамыз. 80 жылдарың басында Еуропа қалаларында жағалаудағы шөлді аудандарды қолдана отырып өндірістік жүйеге бағытталған жобасын ұсынды. Бұл жобаның толық шықпауына мұнайдың бағасының төмендеуі болды. Биомассының алғашқы өнімін теңіз жағалуында жасалатын жасанды су сақтайтын көлемнің ішінде фитопланктондарды культивациялау арқылы жүргізеді. Екінші процес болып биомассадағы метанның ашуы және келесі метанол алуда метанды гидрооксидте арқылы алу. Микроскопты су өсімдіктерінің негізгі пайдасы келесідегідей: - Фитопланктонның жоғары өнімділігі (жылына 100 т/га); - Өнімді өндіргенде тұщы су және құнарлы топырақ керек етпейді; - Бұл процес ауыл шаруашылық өнімдермен бәсекелеспейді; - Энергоқайтару процесі метан алуда 14 саты кезінде және метанол алу кезінде 7 саты кезеңінде болады.; Бұл био жүйе энергия алу көзқарасы бойынша күн энергиясын түрлендіруге қарағанда экономикалық жағынан тиімді болып табылады.

                                                         Биобутанол

         Бутанол – С4Н10О – бутилденген спирт. Өткір иісті түссіз сұйықтық. Өнеркәсіпте кеңінен пайдаланылады. АҚШ-та жылына шамамен 1,4 млрд $ құрайтын 1,39 млрд литр бутанол өндіріледі. Бутанолды ХХ ғасырдың басында Clostridia acetobutylicum бактериясын қосу арқылы өндірілді. 50 жылдары мұнай бағасының төмендеуіне байланысты мұнайөнімдерінен өндіріле бастады. Бутанолдың коррозиялық қасиеттері жоқ, және пайдаланылып жүрген инфрақұрылым бойынша жіберуі мүмкін. Ұлттық жанар-жағармайлармен араласытруға болады. Бутанол энергиясы бензин энергиясына жақын. Бутанол отын әрі элементтері ретінде, әрі сутегі өніміне шикізат ретінде де қолдануға болады. Биобутанол өндіруде шикізат ретінде қант таяқшалары, қызылша, жүгері, бидай, маниок қолданады, ал болашақта целлюлозаны қолдану мүмкін.