น้ำมันคืออะไร?

น้ำมัน คือ สารที่พบในแอ่งตะกอนจำเพาะ เกิดจากชั้นหรือแผ่นที่มีรูพรุนของทราย หินทราย หรือหินปูน

แท่นขุดเจาะน้ำมัน

เดวิด มาร์ค ภาพโดย Pixabay

น้ำมันเป็นส่วนผสมของโมเลกุลคาร์บอนและไฮโดรเจนที่เกิดจากการสลายตัวของสารอินทรีย์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแพลงก์ตอน ซึ่งเกิดขึ้นจากการกระทำของแบคทีเรียในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนเพียงเล็กน้อย กว่าล้านปี สารนี้สะสมอยู่บริเวณก้นมหาสมุทร ทะเล และทะเลสาบ และเมื่อถูกกดโดยการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก ทำให้เกิดสารที่เราเรียกว่าปิโตรเลียม

สารนี้พบได้ในแอ่งตะกอนจำเพาะ เกิดจากชั้นหรือแผ่นที่มีรูพรุนของทราย หินทราย หรือหินปูน น้ำมันจัดเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล เนื่องจากมีการสลายตัวช้าของอินทรียวัตถุ ปัจจุบันน้ำมันเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลที่ใช้มากที่สุด สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการปรับแต่งมาจากเศษส่วนหรือส่วนผสมของสารประกอบอินทรีย์ที่มีปริมาณคาร์บอนใกล้เคียงกัน ซึ่งประกอบเป็นอนุพันธ์ของปิโตรเลียม

อย่างไรก็ตาม น้ำมันเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่หมุนเวียน ซึ่งหมายความว่าเป็นแหล่งพลังงานที่หมดไปในธรรมชาติ นอกจากนี้ พลังงานจากแหล่งกำเนิดอินทรีย์นี้ยังมีจำกัดและต้องใช้เวลาหลายล้านปีในการก่อตัวของธรรมชาติ ดังนั้นการสกัดและใช้งานจึงเป็นเป้าหมายของความขัดแย้งที่เกี่ยวข้องกับอำนาจและประเทศผู้ผลิตและกลั่นกรอง

องค์ประกอบทางเคมีของปิโตรเลียม

น้ำมันประกอบด้วยโมเลกุลคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ที่เรียกว่าไฮโดรคาร์บอน สารประกอบเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นปิโตรเลียมส่วนใหญ่ แม้ว่าสารอื่นๆ จะเป็นส่วนหนึ่งของรัฐธรรมนูญก็ตาม

ในองค์ประกอบทางเคมีของปิโตรเลียม ไนโตรเจน ออกซิเจน เกลือ และสารตกค้างของโลหะบางชนิดยังพบได้ในปริมาณที่น้อยกว่า สัดส่วนขององค์ประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นดังนี้:

  • คาร์บอน 82%;
  • ไฮโดรเจน 12%;
  • ไนโตรเจน 4%;
  • ออกซิเจน 1%;
  • 1% ของเกลือและเศษโลหะ

ลักษณะน้ำมัน

ลักษณะสำคัญของน้ำมันคือ:

  • ความมัน;
  • ความหนืด
  • ลักษณะกลิ่น;
  • การระบายสีที่มีตั้งแต่ไม่มีสีไปจนถึงสีดำ
  • ความไวไฟ;
  • ความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ

น้ำมันสำรองและการผลิต

ตามข้อมูลจาก สำนักข่าวกรองกลาง (หน่วยข่าวกรองกลาง แปลฟรี) เวเนซุเอลาเป็นประเทศที่มีน้ำมันสำรองมากที่สุดในโลก โดยมีปริมาณ 300.9 พันล้านบาร์เรล อันดับสองคือซาอุดิอาระเบีย 266.5 พันล้านบาร์เรล บราซิลปรากฏอยู่ในอันดับที่ 15 ในการจัดอันดับโดยมีสาร 12.7 พันล้านบาร์เรล ตรวจสอบรายชื่อประเทศที่มีน้ำมันสำรองมากที่สุดในโลก:

ตำแหน่งผู้ปกครองบาร์เรล (ล้าน)
เวเนซุเอลา300,9
ซาอุดิอาราเบีย266,5
แคนาดา169,7
จะ158,4
อิรัก142,5
คูเวต101,5
สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์97,8
รัสเซีย80
ลิเบีย48,4
10°ไนจีเรีย37,1
11°เรา36,5
12°คาซัคสถาน30
13°จีน25,6
14°กาตาร์25,2
15°บราซิล12,7

ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับน้ำมัน

แม้ว่าจะรู้จักกันมาตั้งแต่รุ่งอรุณของอารยธรรมมนุษย์ การสำรวจทุ่งนาและการขุดเจาะบ่อน้ำมันเริ่มขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 เท่านั้น ตั้งแต่นั้นมา อุตสาหกรรมน้ำมันก็มีการขยายตัวอย่างมาก โดยเฉพาะในสหรัฐอเมริกาและยุโรป

แม้จะมีการแข่งขันที่รุนแรงกับถ่านหินและเชื้อเพลิงอื่น ๆ ที่ถือว่ามีเกียรติในขณะนั้น น้ำมันก็เริ่มถูกนำมาใช้ในปริมาณมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการประดิษฐ์เครื่องยนต์เบนซินและดีเซล เป็นเวลาหลายทศวรรษ ที่น้ำมันเป็นตัวขับเคลื่อนเศรษฐกิจระหว่างประเทศ ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 เกือบ 50% ของการบริโภคพลังงานขั้นต้นของโลก ถึงแม้ว่าจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่ส่วนแบ่งของการบริโภคนี้ยังคงคิดเป็นประมาณ 39% ตามรายงานของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ

นอกจากจะโดดเด่นในภาคขนส่งแล้ว ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมยังมีส่วนรับผิดชอบในการผลิตไฟฟ้าในหลายประเทศทั่วโลก เป็นไปได้ที่จะผลิตกระแสไฟฟ้าจากการเผาไหม้อนุพันธ์เหล่านี้ในหม้อไอน้ำ เทอร์ไบน์ และเครื่องยนต์สันดาปภายใน ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่ใช้กันทั่วไปเพื่อการนี้ ได้แก่ น้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันหนืดพิเศษ น้ำมันดีเซล และก๊าซสำหรับโรงกลั่น

อนุพันธ์ปิโตรเลียมเป็นส่วนสำคัญของเมทริกซ์พลังงานในประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น เม็กซิโก ซาอุดีอาระเบีย อิตาลี และจีน ในบราซิล การผลิตไฟฟ้าจากอนุพันธ์ปิโตรเลียมไม่ได้แสดงออกมากนักเนื่องจากประวัติศาสตร์ของอำนาจเหนืออำนาจพลังน้ำ อย่างไรก็ตาม มีโรงไฟฟ้าเทอร์โมอิเล็กทริกที่ผลิตไฟฟ้าจากอนุพันธ์ปิโตรเลียมเพื่อตอบสนองการเกิดพีคในระบบไฟฟ้า ส่วนใหญ่ใช้เพื่อตอบสนองความต้องการของชุมชนที่ไม่ได้ให้บริการโดยระบบไฟฟ้าที่เชื่อมต่อถึงกัน

การกลั่นน้ำมัน

ในโรงกลั่น น้ำมันต้องผ่านกระบวนการต่างๆ จนกว่าจะได้คุณภาพที่ต้องการตามวัตถุประสงค์ที่กำหนด การกลั่นน้ำมันเกิดขึ้นผ่านขั้นตอนต่อไปนี้:

การแยกจากกัน

กระบวนการแยกมีจุดมุ่งหมายเพื่อขจัดส่วนประกอบเฉพาะของน้ำมัน หรือ "แยก" น้ำมันออกเป็นเศษส่วนพื้นฐาน สิ่งเหล่านี้คือการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ ซึ่งจำเป็นต้องมีการกระทำของพลังงาน (การปรับเปลี่ยนอุณหภูมิหรือความดัน) หรือมวล (ความสัมพันธ์ของความสามารถในการละลายกับตัวทำละลาย)

การกลั่นเป็นหนึ่งในขั้นตอนในกระบวนการแยกนี้ ผ่านการระเหยของน้ำมันแล้วควบแน่นด้วยการกระทำของอุณหภูมิและความดัน กระบวนการนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ได้ก๊าซเชื้อเพลิง ก๊าซเหลว แนฟทา น้ำมันก๊าด ดีเซล (ในบรรยากาศและสุญญากาศ) และกากสุญญากาศ ผลผลิตแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับน้ำมันดิบที่ผ่านกรรมวิธี

การแปลง

กระบวนการแปลงใช้เพื่อเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของเศษส่วนเฉพาะของปิโตรเลียม เพื่อค้นหาการปรับปรุงคุณภาพ เช่นในกรณีของการเปลี่ยนน้ำมันดีเซลและของเสียเป็นแนฟทา น้ำมันก๊าด หรือดีเซล ขั้นตอนนี้ประกอบด้วยขั้นตอนการแตกร้าว ด่าง และการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา และแตกต่างกันไปตามน้ำมันดิบและอนุพันธ์ที่คุณต้องการได้รับ

การรักษา

กระบวนการบำบัดพยายามที่จะขจัดสิ่งสกปรกที่มีอยู่ในปิโตรเลียม เช่น กำมะถัน ไนโตรเจน โลหะ และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ก่อให้เกิดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ต่ออนุพันธ์ การปรับปรุงเทคนิคการบำบัดทำให้สามารถบรรเทาผลกระทบที่เกิดจากการปล่อยก๊าซสู่ชั้นบรรยากาศได้

การผลิตกระแสไฟฟ้า

การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากอนุพันธ์ปิโตรเลียมเริ่มต้นด้วยกระบวนการเผาวัสดุในห้องเผาไหม้ ความร้อนที่ได้รับจะใช้เพื่อให้ความร้อนและเพิ่มแรงดันของน้ำ เปลี่ยนเป็นไอน้ำ ซึ่งจะเคลื่อนกังหัน เปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล การเคลื่อนที่ของกังหันทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า จากนั้นไอน้ำจะถูกเปลี่ยนเส้นทางไปยังคอนเดนเซอร์ ซึ่งจะถูกทำให้เย็นลงเพื่อกลับสู่สถานะของเหลวและถูกใช้เป็นน้ำโดยระบบหม้อไอน้ำ

สารมลพิษที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมจะปล่อยสู่บรรยากาศในระหว่างขั้นตอนการเผาไหม้และการทำความเย็น เพื่อให้ปริมาณและประเภทของก๊าซที่ปล่อยออกมาแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้และเงื่อนไขการกระจายตัวของสารมลพิษ ยิ่งเชื้อเพลิงมีความหนาแน่นมากเท่าไร ก็ยิ่งมีโอกาสปล่อยมลพิษมากขึ้นเท่านั้น นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ว่าทำไมน้ำมันดีเซลและน้ำมันที่มีความหนืดสูงถือเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้ที่มีศักยภาพในการเกิดมลพิษสูง เมื่อเร็ว ๆ นี้ ได้มีการนำความพยายามมาใช้เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการแปลงพลังงาน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ และเพื่อดักจับก๊าซที่ก่อมลพิษ

ผลกระทบทางสังคมและสิ่งแวดล้อมของน้ำมัน

ผลกระทบหลักของการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากอนุพันธ์ปิโตรเลียมเป็นผลมาจากการปล่อยมลพิษสู่บรรยากาศ ซึ่งส่วนใหญ่เรียกว่าก๊าซเรือนกระจก การสะสมของก๊าซเรือนกระจกที่มีความเข้มข้นสูงในชั้นบรรยากาศจะปิดกั้นความร้อนที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์และกักไว้บนพื้นผิวโลก ซึ่งทำให้ภาวะโลกร้อนรุนแรงขึ้น

ผลที่ตามมาของภาวะโลกร้อนที่ทวีความรุนแรงขึ้นคือการละลายของธารน้ำแข็งและแผ่นน้ำแข็งขั้วโลก ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ส่งผลให้ระดับน้ำทะเลสูงขึ้นและน้ำท่วมบริเวณชายฝั่งทะเล กระบวนการนี้ส่งผลกระทบต่อผู้คนและสัตว์ป่าจำนวนมาก และเปลี่ยนแปลงความหลากหลายทางชีวภาพของภูมิภาคเหล่านี้

  • 'การแบ่งแยกสีผิว' อาจผลักดันให้ผู้คนกว่า 120 ล้านคนเข้าสู่ความยากจน

ในบรรดาสารมลพิษในชั้นบรรยากาศอื่นๆ ที่เกิดจากการเผาไหม้ของอนุพันธ์ปิโตรเลียม ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) และอนุภาคที่เรียกว่า ซึ่งประกอบด้วยฝุ่นและเถ้าในสารแขวนลอยมีความโดดเด่น นอกจากการเปลี่ยนแปลงความหลากหลายทางชีวภาพในท้องถิ่นแล้ว มลพิษเหล่านี้ยังก่อให้เกิดปัญหาหลายประการต่อสุขภาพของมนุษย์ เช่น ความผิดปกติของระบบทางเดินหายใจ ภูมิแพ้ รอยโรคเสื่อมในระบบประสาทและอวัยวะสำคัญ มะเร็ง สิ่งรบกวนเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะแย่ลงในฤดูหนาว เมื่อความร้อนผกผันทำให้เกิดการดักจับอากาศร้อนและทำให้สารมลพิษกระจายตัวได้ยาก

นอกจากนี้ น้ำมันสามารถถูกปล่อยสู่สิ่งแวดล้อมอันเป็นผลมาจากเหตุการณ์ต่างๆ เช่น อุบัติเหตุกับเรือบรรทุกน้ำมัน บนแท่นรองน้ำมัน และการปล่อยน้ำที่ใช้สำหรับล้างถังที่จัดเก็บน้ำมัน เมื่อหกลงสู่สิ่งแวดล้อม น้ำมันจะก่อให้เกิดความเสียหายหลายประการต่อระบบนิเวศ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทางกายภาพในสิ่งแวดล้อม นอกเหนือจากการทำร้ายชีวิตในพื้นที่

ในสภาพแวดล้อมทางทะเล น้ำมันป้องกันแสงผ่าน ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์แสง เช่น แพลงก์ตอนพืช ด้วยการลดลงของแพลงก์ตอนพืช แพลงก์ตอนสัตว์ซึ่งกินสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ส่งผลให้ปริมาณสำรองอาหารของพวกมันลดลง ด้วยวิธีนี้ น้ำมันส่งผลเสียต่อห่วงโซ่อาหารทั้งหมด

ป่าชายเลนยังสามารถประสบกับมลพิษนี้ ในระบบนิเวศเหล่านี้ น้ำมันจะไปถึงระบบรากของพืช ป้องกันไม่ให้ดูดซับสารอาหารและออกซิเจน นอกจากนี้ สัตว์ที่ใช้พื้นที่ในการสืบพันธุ์อาจได้รับผลกระทบเช่นเดียวกับปูและสายพันธุ์อื่นๆ อีกหลายชนิด

สัตว์น้ำอาจตายจากน้ำมันหก พวกเขาอาจมึนเมากับสาร ตายจากการหายใจไม่ออก หรือแม้กระทั่งเพราะติดอยู่ในน้ำมัน ความมึนเมาประเภทนี้กระทบต่อระบบประสาทและการขับถ่ายของสัตว์เหล่านี้ มลพิษของสิ่งแวดล้อมจากน้ำมันยังก่อให้เกิดความเสียหายโดยตรงต่อมนุษย์ ซึ่งส่งผลกระทบต่อกิจกรรมการท่องเที่ยวและการประมงในภูมิภาค