Põlevkivi (0)

Võrumaa Kutsehariduskeskus
Referaat
Põlevkivi
Autor: Margus Sööt
Juhendaja : Andres Kapp
Võru 2012
Mis on põlevkivi?
Põlevkivi on settekivim , mis on moodustunud järvede ja merede põhjas 400 kuni 450 miljonit aastat tagasi. Põlevkivi koosneb orgaanilistest ainetest nagu ainuraksed organismid, bakterid , füto- ja zooplankton ning vetikad, mis moodustasid eelajalooliste järvede ja merede biomassi.
Põlevkivi ei ole maailmas uus avastus. Sarnaselt kivisöele saab seda kasutada kütusena. Põlevkivi kasutamine energiatootmises on enamikule inimestest teadmata, kuna selle osakaal tänapäeva maailma energiatootmises on võrreldes selliste tuntud loodusressurssidega nagu nafta ja kivisüsi, minimaalne. Siiski, nafta kõrge hind ja vähenevad varud nagu ka kolmandate riikide kasvav nõudlus on põhjuseks, miks viimasel ajal üha sagedamini räägitakse põlevkivi laiema kasutamise vajadusest.
Põlevkivi kasutamine
Põlevkivi kasutatakse fossiilse kütuse ning keemiatööstuse. Põlevaine utmisel saadakse rohkesti õli. Põlevkivist saab toota maagaasi, mõningaid väävliühendeid ja teekattebituumenit.
Põlevkivi kütteväärtus on vähemalt 4,9–11,3 MJ/kg (1200–2700 kcal /kg).
Põlevkivi, mille spetsiifiline nimetus on kukersiit, on Eesti tähtsaim maavara . Lisaks kukersiidile on Eesti maapõues ka graptoliittargilliiti, mis on samuti põlevkivi. Seda Eestis ei kaevandata ja väikse kütteväärtuse tõttu pole teda põleva maavarana kunagi kaevandatud. Küll on aga graptoliitargilliiti lühikest aega (1949-1952)vandatud selle uraanisisalduse pärast.
Põlevkivi Eestis
Märkimisväärsed põlevkivivarud asetsevad Eestis, mistõttu on riik maailmas juhtival kohal kaevandamise ja sellest elektri tootmise osas.
Ulatuslik kaevandamine algas 1918 aastal. Põlevkivi toodang lahtises kaevanduses oli sel aastal 17 000 tonni ja aastaks 1940 oli aastane toodang kasvanud 1,7 miljoni tonnini. Kuid alles pärast Teist Maailmasõda, nõukogude ajal, kasvas toodang hüppeliselt, tipnedes 1980. aastal 31,4 miljoni tonniga, mida kaevandati üheteistkümnest avatud- ja allmaakaevandusest. Käesoleval ajal on toodang umbes 15 miljonit tonni aastas.
Põlevkivikeemia
Kerogeenpõlevkivi pürolüüsil saadakse põhifraktsioonidena gaas ja õli, kõrvalproduktidena fenoolvesi, poolkoks ja tuhk . Esmaste produktide töötlemisel on saadud üle paarikümne väärtusliku produkti. Kõik produktid , nende keemiline koostis ja omadused, aga ka analüüsimetoodikate ning tootmistehnoloogiate väljatöötamine, optimeerimine ja keskkonnasaastega seotud probleemid kuuluvad põlevkivikeemia uurimissfääri.
Eestis on põlevkivikeemia äärmiselt oluline uurimisvaldkond ja sellel on oluline roll siinse keemiatööstuse ajaloos. Eesti põlevkivikeemia ja - tehnoloogia saavutused on olnud maailmatasemel kõrgelt tunnustatud.
Põlevkivi ressursid
Nagu nafta ja maagaasi, nii ka põlevkivi juures eristatakse ressursse ja reserve . Ressursid hõlmavad kõiki Maal asuvaid lademeid, reservid üksnes neid, mille kasutuselevõtmine on tänapäeva tehnoloogia juures majanduslikult otstarbekas. Kuna tänapäeva tehnoloogia pidevalt muutub, siis on maailma põlevkivireservid üksnes hinnangulised.
Põlevkivi leidub paljudes maailma maades, kuid üksnes 33 neist on majanduslikult arvestatavad põlevkivilademed. Maailma põlevkiviressurssidest 62% asub USA-s ning Venemaal ja Brasiilias kokku 24%. Siiski võivad need arvud tulevikus muutuda uute lademete avastamise tõttu.
2005. aastal hinnati maailma põlevkiviressurssideks 411 gigatonni, mis vastab 2,8 km³ põlevkiviõlile.
Põlevkivi ajalugu
Inimesed on kasutanud põlevkivi juba ürgajast peale, sest see põleb üldjuhul ilma eelneva töötlemiseta.
Tänapäevane tööstuslik kasutamine algas 1837 Prantsusmaal Autunis. Sellele järgnes varude kasutuselevõtt Sotimaal, Saksamaal ja teistes maades.
19 sajandil põlevkivist peamiselt petrooleum , lambiõli ja parafiini . Need ained aitasid rahuldada suurenevaid vajadusi valgustuse järele tööstusrevolutsiooni ajal. Toodeti ka kütteõli, määrdeõli, määrdeid ja ammooniumsulfaati.
Pärast Teist maailmasõda loobus enamik riike põlevkivi kasutamisest, sest see oli naftaga võrreldes kallim. Kaevandamine jätkus peamiselt Eestis ning Hiinas (Maomingi ja Fushuni leiukohad). Eesti NSV sai maailma suurimaks põlevkivikaevandajaks. Kohtla-Järvele ehitati gaasikombinaat Leningradi varustamiseks gaasiga. Gaasijuhe Kohtla-Järve- Leningrad valmis 1948. aasta sügisel. Tallinna jõudis põlevkivist toodetud gaas 1953. aastal. Peamisteks põlevkivi tarbijaiks said 1959 . aastal tööle hakanud Balti soojuselektrijaam ja 1969. aastal tööle hakanud Eesti soojuselektrijaam, mis olid kuni Leningradi tuumaelektrijaama valmimiseni olulised Leningradi elektriga varustajad. Pärast maailma 1973 tabanud naftakriisi suurenes maailma põlevkivitoodang, millest enamiku andis Eesti, 46 miljoni tonnini 1980. aastal, vähenedes uuesti 16 miljoni tonnini 2000. aastal. 80% kogu maailmas kasutatavast põlevkivist on kaevandatud Eestis .
Eesti on maailma ainus riik, kus enamik riigi energiakast põhineb põlevkivil. AS Eesti Energia Narva Elektrijaamad toodetud energiast oli 2005. aastal 95% toodetud põlevkivist.
Põlevkivi probleemid
Põlevkivi kaevandamise juures on suurimaks probleemiks veerežiimi muutmine ja vee saastamine . Näiteks tuleb Eestis iga tonni kaevandatava põlevkivi kohta kaevandustest ja karjääridest välja pumbata 10–15 tonni vett. Põlevkivikaevanduste kuivendamise ning suurte reostuskollete pikaajalise koosmõju tulemusel on aga tõsiselt kahjustada saanud ülemised põhjaveekihid.
Põletamisel eraldub õhku suures koguses süsinikoksiidi, vääveloksiidi ja lendub orgaanilisi ühendeid ning raskmetalle.
Põlevkivi kasutamisel tekib rohkes koguses jääkprodukte – tuhka ja poolkoksi . Näiteks Eestis lisandub praeguse tempo juures umbes 5–7 miljonit tonni tuhka ja miljon tonni poolkoksi aastas, millest taaskasutatakse ainult väga väikest osa.
Eesti põlevkiviressursid

Eesti põlevkivivarud katavad umbes 3000 km2.

425 km2 on juba kaevandatud.

Kasutuskõlbliku põlevkivi varu on umbes 1–2 miljardit tonni (hinnangud erinevad).

Põlevkivi on kaevandatud kokku üks miljard tonni.

Eesti põlevkivi on umbes 450 miljonit aastat vana.

Kasutuskõlbliku põlevkivi kütteväärtus on umbes 1900–2600 kcal (8–11 MJ/ kg).

Eesti põlevkivi on leitud 10–70 meetri sügavuselt maapinnast .

Kaevandatava põlevkivi kiht on 2,7 kuni 2,9 meetrit paks.

Kiht õheneb jätkuvalt 2,1 meetrini lõunas ja 1,6 meetrini läänes.