Последние 200 лет — период относительного благополучия — мы воспринимаем как должное. Величайший праздник потребления в истории человечества близится к концу. Двухсотлетний бум, который принес жителям промышленно развитых стран беспрецедентное в истории благосостояние, здоровье и долголетие, подвергается опасности со всех сторон. Запасы нефти иссякают, климат радикально меняется, и это чревато масштабными катастрофами; уже не за горами войны за скудеющие сырьевые ресурсы. Неужели никто не может предложить разумного выхода из тупика и наше будущее в буквальном смысле покрыто мраком?

Конечно, такие речи мы слышим с незапамятных времен. Люди постоянно говорят о грядущем конце света, а он все не наступает. Может быть, и на этот раз все обойдется. Но, если честно, перспективы выглядят не слишком обнадеживающе. 

Первая серьезнейшая проблема связана с безумным потреблением нефти. Она в буквальном и переносном смысле движет все "приводные ремни" нашей жизни. Однако, по самым оптимистическим прогнозам, запасов нефти нам хватит всего на 30-40 лет. Что же касается прогнозов пессимистических, то, некоторые специалисты считают оценки имеющихся запасов нефти сильно завышенными, и делают вывод: эти ресурсы начнут истощаться уже через 10 лет. В результате шансы на то, что после этого срока мы еще долго сможем пользоваться самолетами, работающими на керосине, или автомобилями с бензиновыми двигателями, практически равны нулю. Задолго до того, как запасы нефти действительно подойдут к концу, она подорожает настолько, что ее использование на такие банальные цели, как передвижение по воздуху или земле, будет просто исключено. Представьте ситуацию – вы приезжаете на заправочную станцию, чтобы заполнить бак своего автомобиля, а вам говорят: "Кина не будет – электричество кончилось." Или вы хотите полететь самолетом в одну из экзотических стран, а в кассе вам скажут: "Билеты есть, топлива нет." Еще вчера вы не задумывались над проблемой, были уверены, что: "На наш век еще хватит…" А вот не хватило!

НЕФТЬ

Нефть известна человечеству с древнейших времён. Раскопками на берегу Евфрата установлено существование нефтяного промысла за 6000—4000 лет до н. э. В то время её применяли в качестве топлива, а нефтяные битумы — в строительном и дорожном деле. Библия сообщает, что вавилонский царь Навуходоносор II нефтью топил гигантскую печь, в которой безуспешно пытался сжечь трёх еврейских юношей (Дан.3:46). Нефть известна была и Древнему Египту, где она использовалась для бальзамирования умерших. Плутарх и Диоскорид упоминают о нефти, как о топливе, применявшемся в Древней Греции. Около 2000 лет назад было известно о её залежах в Сураханах около Баку (Азербайджан). Есть сведения о "горючей воде — густе", привезённой с Ухты в Москву при Борисе Годунове. Несмотря на то, что, начиная с 18 в., предпринимались отдельные попытки очищать нефть, всё же она использовалась почти до 2-й половины 19 в. в основном в натуральном виде. На нефть было обращено большое внимание только после того, как было доказано в России заводской практикой братьев Дубининых (с 1823), а в Америке химиком Б. Силлиманом (1855), что из неё можно выделить керосин — осветительное масло, подобное фотогену, получившему уже широкое распространение и вырабатывавшемуся из некоторых видов каменных углей и сланцев. Этому способствовал возникший в середине 19 в. способ добычи нефти с помощью буровых скважин вместо колодцев. Первая в мире добыча нефти из буровой скважины состоялась в 1848 году на Биби-Эйбатском месторождении вблизи Баку.

Что же такое "нефть"?

Нефть — горючая маслянистая жидкость, являющаяся смесью углеводородов, красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть, имеет специфический запах, распространена в осадочной оболочке Земли; на сегодня — одно из важнейших для человечества полезных ископаемых.
Нефть обнаруживается вместе с газообразными углеводородами на глубинах от десятков метров до 5—6 км. Однако на глубинах свыше 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км. На малых глубинах и при естественных выходах на земную поверхность нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. образования — например, битуминозные пески и битумы.
Нефть — жидкость от светло-коричневого (почти бесцветная) до тёмно-бурого (почти чёрного) цвета (хотя бывают образцы даже изумрудно-зелёной нефти). Средняя молекулярная масса 220—300 г/моль (редко 450—470). Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см³; нефть, плотность которой ниже 0,83, называется лёгкой, 0,831—0,860 — средней, выше 0,860 — тяжёлой. Плотность нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от температуры и давления.
Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть — жидкие углеводороды (> 500 веществ или обычно 80—90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4—5 %), преимущественно сернистые (около 250 веществ), азотистые (> 30 веществ) и кислородные (около 85 веществ), а также металлоорганические соединения (в основном ванадиевые и никелевые); остальные компоненты — растворённые углеводородные газы (C1-C4, от десятых долей до 4 %), вода (от следов до 10 %), минеральные соли (главным образом хлориды, 0,1—4000 мг/л и более), растворы солей органических кислот и др., механические примеси (частицы глины, песка, известняка).

Как она появилась?
Самая распространенная современная теория происхождения нефти – органическая, но существуют также и теории неорганического происхождения нефти. Казалось бы, в XX веке учёные получили бесспорные аргументы в пользу органической теории происхождения нефти. Из неё выделили многочисленные биомаркёры — остатки молекул органического вещества. Кроме того, выяснилось, что у нефтей есть оптическая активность, которую раньше считали свойством исключительно органических веществ. Спор, однако, не прекратился. Биогенная модель не объясняла многие важные факты нефтяной геологии, полученные эмпирическим путём: например, почему месторождения часто приурочены к зонам глубинных разломов, почему основные промышленные объёмы нефти и газа сконцентрированы в немногочисленных гигантских месторождениях, а также почему отсутствует чёткая связь между запасами и составом органического вещества в осадочных породах и составом и объёмами содержащихся в них нефтей. Чтобы объяснить образование месторождения в рамках биологической концепции, довольно часто приходится предполагать, что углеводороды перетекли в горизонтальном направлении иногда на сотни километров (ближе просто нету потенциальных источников нефти). Конечно, такие направленные „перетоки“ не очень правдоподобны, да и следов перемещения найти не удаётся. Но самое главное, осталось непонятным, как из малоэнергоёмких органических остатков образуются высокоэнергоёмкие молекулы нефти. Сторонники биогенной модели утверждают, что такое превращение могло произойти за геологическое время под влиянием тепловой и механической энергии недр Земли. Но весь цикл такого превращения смоделировать по сей день никто не сумел — ни теоретически, ни экспериментально.

Применение
Сырая нефть непосредственно почти не применяется. Для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке. Нефть занимает ведущее место в мировом топливно-энергетическом балансе: доля её в общем потреблении энергоресурсов составляет 48 %. В перспективе эта доля будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных видов энергии, а также увеличения стоимости и уменьшения добычи.
В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей и др. (более 8 % от объёма мировой добычи). Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны, а также высокомолекулярные (10—20 атомов углерода в молекуле); нафтеновые; ароматические углеводороды — бензол, толуол, ксилолы, этилбензол; олефиновые и диолефиновые — этилен, пропилен, бутадиен; ацетилен. Нефть уникальна именно комбинацией качеств: высокая плотность энергии (на тридцать процентов выше, чем у самых качественных углей), нефть легко транспортировать (по сравнению с газом или углём, например), наконец, из нефти легко получить массу вышеупомянутых продуктов.

"Нефть применяется не только как топливо..."

Большую часть потребляемой нефти мы сжигаем в виде топлива. Однако сотни вещей, которыми мы пользуемся в повседневной жизни, сделаны с использованием продуктов нефтехимии. Сегодня мы не обращаем на это внимания, но не стоит забывать: когда мы едем в машине или летим в отпуск, который с таким же успехом можно провести поближе к дому, мы сжигаем ценное сырье, которое можно использовать для изготовления самой разной продукции, например:

Бытовых товаров: шариковых ручек, оболочек для батареек, мешков для мусора, свечей, ковров, занавесок, моющих средств, чашек, красок, эмали, линолеума, краски, щеток и валиков, подушек, хладагентов, прокладок для холодильников, кровельных материалов, небьющегося стекла, занавесей для ванной, телефонов, сидений для унитазов, водопроводных труб.

Предметов личного пользования: кольдкрема, краски для волос, губной помады, шампуней, крема для бритья, расчесок, зубных протезов, зубопротезного клея, дезодорантов, очков, солнечных очков, контактных линз, лосьонов для рук, репеллентов, обуви, крема для обуви, колготок, зубных щеток, зубной пасты, капсул для витаминов.

Медицинских изделий: обезболивающих средств, антигистаминных препаратов, антисептиков, протезов, аспирина, бинтов, гидрокортизона, слуховых аппаратов, искусственных сердечных клапанов.

Товаров для отдыха: фотоаппаратов, удочек, футбольных мячей, мячиков для гольфа, лыж, стереосистем, теннисных ракеток, палаток.

Сельскохозяйственных товаров: удобрений, инсектицидов, консервантов.

Изделий иного назначения: антифризов, лодок, спасательных жилетов, клея, растворителей, мотоциклетных шлемов, парашютов, автопокрышек.

"…И она заканчивается…"
Половина всей добычи осуществляется на "гигантских" месторождениях; 95% из них эксплуатируются почти 25 лет, а 50% — 40 лет или более. В Северном море объем добычи достиг предела еще в 1999 г. По всему миру количество вновь открытых месторождений достигло максимума еще в 1960-х гг., и сегодня, несмотря на совершенствование технологий, таких месторождений обнаруживается меньше, чем когда-либо. Расходы нефтяных компаний на геологоразведку не окупаются: открытие серьезных запасов нефти стало такой редкостью, что сам их поиск уже убыточен.

Рано или поздно нефть, несомненно, иссякнет, и большинство экспертов считает, что это произойдет еще при жизни нынешнего поколения. Нам грозит кризис. кризис разразится внезапно. Из-за паники на бирже цены буквально за несколько дней взлетят до небес и рынок разобьет паралич, цены будут слишком высоки, чтобы поддерживать коммерцию и повседневные нужды. Так что забудьте о ценах на бензоколонках, когда нефть действительно окажется всем не по карману, вас куда больше будут беспокоить крах системы розничной торговли и отсутствие продуктов в магазинах по соседству.
Так что, если нефть закончится, можно предположить, что, 5 миллиардов людей обречены на голодную смерть. И на сей раз речь пойдет не только об африканцах. Возможно, вам тоже придется отбиваться от соседей, чтобы у вас не отняли и без того скудеющий запас консервов, а когда и они подойдут к концу, ловить насекомых в пригородных садах.
Наивные оптимисты указывают, что в 1980-е гг. объем официально заявленных нефтяных запасов резко увеличился, и то же самое произойдет снова — стоит нефтяным компаниям открыть новые месторождения. Однако, по словам специалистов-геологов, вся территория земного шара уже основательно разведана.
Ресурсы нефти истощаются и мир стоит на пороге нефтяного кризиса. До недавнего времени не принимались всерьез предсказания об истощении нефтяных ресурсов, предпочитали оставаться на стороне нефтяных компаний, а также производителей нефти, которые настаивают, что беспокоиться не о чем.
Очередные предостережения бизнесменов и аналитиков звучат на фоне недавних утверждений, что угрозу приближения "нефтяного пика" сознательно приуменьшают, чтобы не допустить паники на фондовых рынках. Мир гораздо ближе к истощению запасов нефти, нежели это признается в официальных прогнозах.
Полностью нефть конечно же не исчезнет. Из любых месторождений ее невозможно извлечь на сто процентов. Когда вы пьете воду из стакана, то сколько бы вы ее ни выпивали, все равно немного ее останется и когда вы перевернете стакан из него капнет немного воды.

"Дорожает и будет дорожать…"
Рост цен на нефть начался с конца 2003 года. В феврале 2008 года стоимость барреля нефти превысила "психологическую" отметку в 100 долларов. В мае 2008 года была достигнута цена 135 долларов и далее удерживалась на уровне выше 100 долларов. Максимальная цена нефти была достигнута 11 июля 2008 года, превысив 147 долларов за баррель. Однако мировой финансовый кризис обрушил рынок сырьевых ресурсов. В октябре 2008-го цена на нефть опустилась ниже 67 долларов.
До начала резкого роста цен на нефть в середине 2000-х годов, когда цена за баррель дошла до 140 долларов, она была равна нынешней. И этот уровень — 70—75 долларов сегодня объективно устраивает страны ОПЕК. Такая цена достаточна для развития инвестиционных проектов по добыче черного золота. Хотя из уст некоторых членов этой организации время от времени звучат заявления, что оптимальной была бы цена как раз в 100 долларов за баррель.

Возможно, что последствия нефтяного кризиса преувеличиваются. Больше о том, что исчерпываются запасы нефти, должны беспокоиться нефтяные магнаты и производители нефтепродуктов, для них это чревато потерей прибыли, капиталов, власти и влияния. Да и крах фондовых рынков наверняка преувеличен, возможно они сумеют перестроится без особых последствий (существовали же они и раньше, когда нефть мало использовалась). Так что, возможно не все настолько драматично. Но все же стоит задуматься о том, где же брать топливо для транспорта и сырье для многого из того, без чего мы не можем представить современную жизнь.

Где же альтернатива?
Истощение ресурсов нефти, рост цен на неё и др. причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.
Большинство людей полагает, что нам удастся решить эту проблему за счет применения водородного топлива, ядерной и гидроэнергетики, а также силы ветра. На деле же развитие всех этих технологий идет слишком медленно, чтобы они могли сразу заменить нефть. Великие державы просто не желают вкладывать в решение этой проблемы достаточные средства. Вместо этого они готовятся к борьбе за последние капли иссякающей нефти.

НЕФТЬ ИЗ АТМОСФЕРЫ. ВЫРАЩИВАНИЕ... БЕНЗИНА?
Безудержный рост цен на горючее заставил многие зарубежные фирмы вплотную заняться поисками альтернативных источников топлива, способных хотя бы в какой-то степени заменить ставший остродефицитным бензин. Наиболее известные на сегодняшний день заменители бензина — спирты, этиловый и метиловый. Их можно получать из угля и природного газа.
Спирты могут применяться и в смеси с бензином — в виде так называемого "гэзохола". Чтобы привлечь внимание к новому топливу, сторонники этого направления в течение двух дней заправляли гэзохолом автомобили чиновников государственного департамента энергии США.
В стране отменен налог на гэзохол, намечены меры по стимулированию капиталовложений в производство спирта. Но наиболее впечатляет национальная программа производства топливного спирта в Бразилии. Еще бы: в этой стране затраты на импортную нефть превышают все доходы от традиционного экспорта сахара и кофе.
И вот бразильцы поставили перед собой цель — к середине 80-х годов заменить спиртом и другими альтернативными источниками энергии половину всей потребляемой нефти. И даже вывозить "зеленую нефть" на внешний рынок. В 1985 году Бразилия праздновала новую победу – согласно статистике половина автопарка страны ездила на этаноле. К 2006-му году результаты повсеместного применения спирта оказались следующими: 4,3 млн. транспортных средств работают полностью на спирту, остальные 17 млн. используют в качестве топлива смесь спирта с бензином. 5 из 6 (18 тыс. из 22 тыс.) бразильских АЗС продают чистый этанол. Переход на новый вид топлива дал работу почти 10 миллионам бразильцев; за последние 30 лет благодаря этанолу страна значительно снизила свою зависимость от цен на нефть (этанол заменил Бразилии 1.50 млрд. баррелей нефти).
(У нас в качестве сырья для этанола может служить сахарная свекла и другие сельхозкультуры. Но… читатель прекрасно понимает, что в условиях нашей действительности, учитывая "питейную традицию" народа, решение топливной проблемы может превратиться в проблему алкогольную. Еще неизвестно, кто будет больше потреблять "топлива" по пути из пункта А в пункт Б, автомобиль или водитель.)
Конечно, опыт Бразилии уникален и во многом обусловлен климатическими особенностями страны. Влажный и теплый климат способствует большим урожаям сахарного тростника и других продуктивных растений, из которых можно получать этанол. Кроме того, топливные смеси здесь не будут расслаиваться даже в наиболее холодное время года. Неожиданный поворот этому делу дал все тот же неутомимый пропагандист возможностей, скрытых в фотосинтезе,— Мелвин Калвин. Растущая нефть! — вот его новый конек. Не спирт, получаемый после переработки биомассы, а вещества типа нефти или бензина, которые стали бы такими же естественными продуктами фотосинтеза, как глюкоза, жиры и белки.

В самом деле: ведь умеют же растения вырабатывать углеводороды. И высокого качества! В латексе гевеи углеводородные цепочки более длинные, чем в нефти. Беда только в том, что они на две трети разбавлены водой. Итак, почему бы не поискать растения, которые бы непосредственно производили нефтепродукты? Вдохновленный этой новой идеей, Калвин, что называется, засучил рукава и принялся за дело.

В серии многочисленных опытов он доказал, что густой белый сок, выделяемый рядом тропических деревьев, представляет собой, по существу, легкий углеводород, из которого можно получать жидкую нефть, если удалить воду из эмульсии. Этот сок может стать превосходным сырьем для изготовления высококачественного бензина. А добывают сок просто из надрезов на коре деревьев. При этом древесина, естественно, не повреждается и может быть при необходимости использована в строительстве или для производства бумаги. Где же растут эти чудо-деревья? Во многих областях земного шара. В Бразилии, Индонезии, Африке.
Сегодня Калвин стал одним из главных энтузиастов идеи "энергетических ферм": он путешествует по всему миру в поисках растений, которые можно было бы специально выращивать ради их топливного потенциала.
В Бразилии ученый наблюдал, как подсекают стволы деревьев ко-паиба и добывают сок. По его словам, каждые 6 месяцев одно такое дерево дает от 20 до 30 литров сока, являющегося, по сути, нефтью.
"Поскольку молекулярный вес и химические характеристики сока копаибы схожи с характеристиками дизельного топлива,— утверждает Калвин,— эту "нефть" можно прямо из ствола дерева заливать в бак дизельного двигателя".
На сегодняшний день копаиба, возможно, остается самым лучшим из известных в природе прямых поставщиков так называемой "бионефти". Но Калвин нашел хотя и не столь поражающий воображение, но обильный ее источник... во дворе собственного дома в Калифорнии.
Он обратил внимание на высокое ярко-зеленое растение с заостренными листьями, известное ботаникам как эйфорбия латирис. Большинство фермеров называют его "сусликовым деревом", полагая, что оно отпугивает сусликов и других грызунов. А с точки зрения садовников — это просто крупный, надоедливый сорняк.
В сущности, "сусликовое дерево"— представитель того же семейства, что и каучуковые. Калвин высушил несколько таких растений, истолок их и получившуюся пудру залил растворителем (каким не уточняется, очевидно это вещество аналогичное тому, что придает настоящей нефти свойства жидкости). Экстракт этого раствора внешне похожий на сырую нефть, но и при разложении на фракции вел себя как добытое из недр "черное золото".

Это подтвердила и тщательная проверка, проведенная нефтяной корпорацией "Мобил". Чтобы убедить скептиков, Калвин устроил демонстрационный пробег. Используя бензин, полученный им в лаборатории из сока бразильских деревьев, он около ста километров колесил по дорогам Америки. А круг потенциальных поставщиков зеленого бензина все расширяется. Поиски ученых увенчались новыми успехами. Стало известно, что искусственный бензин удалось получить и из сока других растений — лиан и некоторых видов кустарников и деревьев, произрастающих не только в тропиках, но и во многих других регионах. Например, в полупустынных и даже пустынных районах. Общее число таких растений достигает уже около семи сотен!

Их сок также весьма напоминает сырую нефть и в сгущенном виде прекрасно горит. И что немаловажно— он не загрязняет при сгорании окружающую среду двуокисью серы или какими-либо другими токсичными компонентами. Из этого сока уже вырабатывают смазочные материалы для моторов самолетов и точных машин, а также защитные средства против обледенения. Теперь у профессора М. Калвина появились и последователи, например, агроном из Франции Сан де Персево.

Он также намеревается культивировать бразильские деревья и уже подсчитал, что каждый год с одного гектара плантации сможет получать железнодорожную цистерну жидкого топлива. Крайне важно, что растительный бензин при этом будет значительно дешевле обычного. Не только растения проявляют, так сказать, нефтеносные свойства. Важное открытие сделали канадские ученые: в подземных соленых водах они обнаружили нефтепроиз-водящие бактерии. Две бактерии: одна — пурпурная, а другая — прозрачная работают как своеобразный тандем, превращая в жидкие углеводороды содержащийся в воздухе углекислый газ.
Размножаются эти микробы исключительно быстро: их "урожай" можно снимать каждые два дня. Поэтому резервуар с такими бактериями площадью в одну квадратную милю способен дать за год до 1400 миллионов литров "бионефти".
История с "бионефтью" крайне знаменательна. Если могут растения и микробы, значит, сможем и мы! Значит, стоит — с большой верой в успех — браться за создание еще одного типа СТЕКЛЯННЫХ ЛИСТЬЕВ.

Если нужна нефть – вырастим.
Нефть является источником многих видов топлива и продукции. А так ли обязательно добывать топливо именно из нефти?

Синтетическое топливо
Синтетическое топливо — углеводородное топливо которое отличается от обычного топлива процессом производства, то есть получаемое путем переработки исходного материала, который до переработки имеет неподходящие для потребителя характеристики.
Как правило этот термин относится к жидкому топливу полученному из твердого топлива (угля, опилок, сланцев) либо из газообразного топлива. Такие процессы, как например процесс Фишера — Тропша, использовались государствами не имеющими доступа к жидкому топливу.
Процесс Фишера – Тропша описывается следующим химическим уравнением