Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, II. ročník (obor DP-SV), st. skupina 28 Novák Ondřej, Pultar Lukáš Pracovní skupina: 4
Ropa – těžba a přeprava Semestrální práce z Životního prostředí
Prohlášení: Prohlašuji, že předložená práce je naším původním autorským dílem, které jsme vypracovali samostatně. Literaturu a další zdroje, z nichž jsme při zpracování čerpali, v práci řádně cituji.
Anotace: V našem společném díle jsme se snažili vysvětlit, co se skrývá za slůvkem, které je v současné době v oblasti ochrany životního prostředí a v oblasti dopravy velice diskutované a zkoumané. Je to ropa. Zabýváme se zde technologiemi vyhledávání ropných ložisek, těžbou ropy v moři i na souši. Poněkud podrobněji rozebíráme dopravu ropy ať už pomocí ropovodů, ropných tankerů nebo prostřednictvím železniční či silniční dopravy. V textu je nastíněno i zpracování ropy destilací a krakováním. Na závěr jsme připomenuli některé ropné havárie a pokusili se přiblížit problém odstraňování jejich následků.
Klíčová slova: Ropa, ložiska, těžba, tanker, ropovod, frakce, barel, uhlovodík, průzkum, vrty, ropná věž, BRT, RID, ADR, kontaminace.
1
1. Úvod Ve dvacátém století se ropa stala hlavní oporou civilizace a průmyslu. Jde o velice důležitou surovinu, protože je čistší a levnější než uhlí a snáze se dopravuje než plyn. Má mnoho použití. V současné době dodává téměř polovinu energie spotřebované na celém světě. Bez ropy by se zastavila většina dopravy a stroje v továrnách. Rovněž systémy ústředního topení by přestaly fungovat. Surová ropa se používá pro výrobu široké palety paliv, včetně několika druhů benzínu, nafty a leteckého benzínu. Ropa se rovněž používá k výrobě mazacích olejů a mazadel, které jsou potřeba pro chod strojů. Ropa se také používá k výrobě asfaltu na silnice a pro výrobu široké palety petrochemických výrobků. Ty se používají k výrobě kosmetiky, léků, barviv, výbušnin, umělých hnojiv, umělých vláken (nylon), barev, přípravků na hubení hmyzu, nátěrů, umělých hmot a umělého kaučuku, potřebného k výrobě pneumatik. Protože je ropa tak užitečnou surovinou, zvýšila se její těžba z přibližně deseti milionů barelů denně v roce 1950 na přibližně šedesát pět milionů barelů denně v roce 1990. Za čtyřicet let se svět stal zcela závislým na ropě používané jako palivo i jako surovina. V některých zemích byly ropné produkty, zvláště benzín, tak levné, že se ropou často plýtvalo. Rozvinuté země se zásobami ropy často samy spotřebovaly ropu, kterou vytěžily, a jak rostla poptávka, musely jí dovážet stále víc. Hlavními zdroji ropy ve světovém obchodu se stalo několik rozvojových zemí, které brzy zbohatly z těžby a prodeje ropy do rozvinutých zemí. Některé rozvojové země využily přijmu z exportu ropy na financování veřejně prospěšných projektů, budování škol a zvyšování životní úrovně obyvatelstva. Několik zemí hodně investovalo do vývoje projektů, jako jsou nákladná závody na odsolování mořské vody v Saudské Arábii a „Projekt velké umělé řeky“ v Libyi, který zahrnuje navrtání obrovské zásoby vody nacházející se pod Saharou a její doprava pomocí potrubí na pobřeží Středozemního moře. Velmi brzy začala těžba ropy ovlivňovat mezinárodní vztahy. V roce 1967 státy bohaté na ropu nacházející se na Středním východě značně podpořily svoje arabské spojence Egypt, Jordánsko a Sýrii v arabsko-izraelské válce. Rozvojové země začaly vyvíjet značný politický tlak skrze „Organizaci zemí exportujících ropu“ (OPEC – Organization of Petroleum Exporting Countries). OPEC byla ustavena v roce 1960 Iránem, Irákem, Kuvajtem, Saudskou Arábií a Venezuelou. Dále se k této organizaci připojily Alžírsko, Ekvádor, Gabun, Indonésie, Libye, Nigérie, Katar a Spojené arabské emiráty. To všechno byly rovněž rozvojové země. V roce 1973, kdy vypukla čtvrtá arabsko-izraelská válka (Egypt a Sýrie proti Izraeli), zvedla OPEC ceny ropy. Několik zemí rovněž souhlasilo s omezením svého exportu, aby vyvinulo tlak na země podporující Izrael, jako např. USA. Uprostřed sedmdesátých let tohoto století většina zemí na Středním východě buď vlastnila nebo kontrolovala svůj ropný průmysl a hodlala pomocí organizace OPEC zavést „Nový ekonomický pořádek“, který by rozvojovým zemím zajistil mnohem větší vliv na světové 2
záležitosti. Politika zemí OPEC způsobila zemím dovážejícím ropu značné problémy a vytvořila nedostatek paliva. Ale již počátkem osmdesátých let mnohé rozvinuté země zvýšily svoji těžbu a zavedly úsporná opatření. Tato politika v kombinaci se světovou recesí vedla k poklesu poptávky po dovozu ropy a ceny ropy tudíž klesaly. Ropa také hrála roli v několika dalších konfliktech, včetně nároku Iránu na Kuvajt. V roce 1990 Irák tvrdil, že Kuvajt těží ropu, které správně patří Iráku, a že prodejem většího podílu ropy, než činila kvóta Kuvajtu podle OPEC, pomohl Kuvajt snížit její cenu. Kvůli těmto a ještě dalším důvodům napadl Irák v srpnu roku 1990 Kuvajt, ale byl odtud vyhnán vojenským sborem OSN v roce 1991 [3].
2. Z historie ropy Ropa patří mezi tzv. fosilní paliva, kam dále zahrnujeme uhlí a zemní plyn. Původně se tato surovina označovala jako nafta (z perského slova „nafátá“ což znamená „vytékati“), ale protože se u nás jedna pohonná hmota, která se z ropy vyrábí, nazývá „motorová nafta“ (zkráceně se říká „nafta“), tak docházelo k záměně části za celek, byl pro surovinu zvolen název používaný v polštině a ve východním Slovensku. V němčině se tato surovina označuje „erdoel“, anglický název je „petroleum“ nebo „crude oil“. Anglické slovo pro ropu – petroleum – pochází z latinských slov petra, což znamená „skála“ a oleum, což znamená olej. Název „crude oil“ se používá častěji v americké odborné literatuře. Ropa je směsí plynných, kapalných a tuhých sloučenin, kde drtivou většinu tvoří uhlovodíky. Dále jsou zastoupeny kyslíkaté sloučeniny (tzv. naftenové kyseliny. odvozené od cyklopentanu a cyklohexanu), sirné sloučeniny (merkaptany, sulfan, sulfidy, disulfidy alifatické, cyklické, sulfonové kyseliny apod. Sloučeniny dusíku jsou zastoupeny např. pyridinem a jeho homology, dále tzv. porfyriny, což jsou složité molekuly , kde chelatovou vazbou jsou vázány kovy jako je např. vanad. poslední skupinu tvoří tzv. vysokomolekulární sloučeniny, což jsou složité molekuly, obsahující nasycené kruhy, aromatické kruhy, sirné, dusíkaté a kyslíkaté atomy, společně s kovy, jako je vanad a nikl. Uhlovodíky jsou plynné, kapalné i tuhé (parafín, ceresin), alifatické uhlovodíky s rovným nebo rozvětveným řetězcem, často připojené na nasycené nebo aromatické kruhy. Ropa neobsahuje nenasycené uhlovodíky. O vzniku ropy existují dvě skupiny teorií: a) anorganická teorie: uhlovodíky vznikaly reakcí vody s karbidy kovů, reakci oxidu uhelnatého s vodíkem (reakce Fischer-Tropschova), kosmické teorie, vycházející z poznatku, že atmosféra některých planet je tvořena vodíkem a uhlovodíkovými plyny b) organické teorie: ropa vznikala rozkladem nahromaděného organického materiálu, převážně živočišného a na přeměnách se podílely mikroorganismy (aerobní, později anaerobní), tlak , teplota, radioaktivní záření, katalytický účinek některých hornin atd. Nejdříve vznikal tzv. kerogen (nerozpustný v organických rozpouštědlech), dalším vývojem se z něj vytvořil bitumen (rozpustný v organických rozpouštědlech). Dnes se dává přednost organické teorii. Ropa se většinou nachází v tzv. naplaveninách a jen výjimečně ve vyvřelinách. Komplikace při identifikaci působí to, že ropa je kapalina, která
3
působením horotvorných procesů migrovala, procházela propustnými horninami, některé skupiny látek se zde mohly zachytit jako při sloupcové chromatografii a tím se částečně zkresluje složení rop. Někteří autoři připouštějí obě teorie, což by umožňovalo vysvětlit rozdíly ve složení rop [5].
3. Hledání ropných ložisek Při ropném průzkumu se musí nejprve nalézt místo, kde země obsahuje nepropustnou horninu, pod kterou se nachází sedimentární hornina (vzniklá sedimentací). Sedimentární vrstva (např. písek, pískovec, vápenec či dolomit) může vystupovat jako rezervoár ropy, která nemůže vystoupit na povrch, protože je nad ní nepropustná hornina. Ropný průzkum začíná vyhodnocením existujících geologických dat, doplněným o studie dostupných vrstev hornin. Zkameněliny a k nim přidružené látky pomáhají horniny datovat a identifikovat. Přesnější datování lze získat měřením radiace z radioaktivních atomů v horninách. Pokud tento průzkum povrchových látek naznačí, že v zemi může být ropa, začnou geologové studovat vrstvy hornin do hloubky několika kilometrů. Přitom využívají technik geofyzikálního výzkumu, které se skládají hlavně z magnetického, gravitačního a seizmického průzkumu.
3.1. Magnetický průzkum Intenzita magnetického pole Země se mění podle geologické struktury zemské kůry. Sedimentární horniny jsou prakticky nemagnetické, ale horniny pod sedimentární úrovní magnetické jsou. Měnící se struktura zemské kůry má za následek malé změny magnetického pole Země. Měření intenzity magnetického pole se využívá k určení místních sedimentárních pánví a také k odhadu jejich tloušťky. Magnetické průzkumy mají velkou výhodu – pomocí této techniky lze rychle a ekonomicky prozkoumat jakýkoliv terén, dokonce i horniny pod mořem. Intenzita magnetického pole Země se měří pomocí přístroje zvaného magnetometr. Je obvykle tažen za letadlem, ale někdy se montuje do ocasu letadla. Letadlo při průzkumu letí konstantní rychlostí a za letu se nepřetržitě zaznamenávají odpočty magnetického pole.
3.2. Gravitační průzkum Intenzita gravitačního pole Země se stejně jako u magnetického pole mění podle struktury geologických vrstev, takže přesné odpočty hodnot gravitačního pole pomáhají lokalizovat a měřit sedimentární pánve. Základové horniny ležící vespod mají větší hustotu, a tudíž mají i větší hodnotu gravitačního pole než sedimentární vrstva nad nimi. Hodnoty gravitačního pole se měří přístrojem zvaným gravimetr. Gravimetr se přemísťuje buď po pevnině, nebo po moři. Na moři se musí namontovat na stabilní základnu, aby se zajistily přesné odpočty.
3.3. Seizmický průzkum Při seizmických průzkumech se využívají rázové vlny a zvukové vlny o nízké frekvenci, jež se vysílají do země a s jejichž pomocí se určuje typ vrstvy horniny. Výraz seizmický pochází z řeckého slova pro zemětřesení. Přístroje pro měření otřesů se používaly v Číně již kolem roku 132 n.l.. Koncem 19. století se zjistilo, že síla otřesů země se snižuje vrstvami hutné 4
horniny pod povrchem. Tento objev vedl k používání uměle vytvářených vln za účelem průzkumu geologických vrstev. Vědci nazývaní geofyzikové provádějí seizmické průzkumy s použitím rázových vln způsobených výbuchem nebo padáním velkých závaží, nebo zvukových vln generovaných výkonnými generátory. Tyto vlny prostupují dolů kompaktní horninou, ale část jejich energie se odrazí zpět k povrchu od rozhraní mezi různými typy hornin. Odražené vlny se zachycují detektory umístěnými ve zkoumané oblasti. Z intenzity a doby ozvěny těchto vln počítač vypracuje strukturu hornin.
3.4. Zkušební vrty Jakmile je nalezeno slibné místo, jediným způsobem, jak zjistit, zda se v něm opravdu nachází ropa v dostatečném množství, je provést několik zkušebních vrtů. Tyto vrty někdy dosahují do hloubky až 8 km. Na vrtací korunku se nasadí „řetězec“ vrtných trubek, každá je přibližně 9 metrů dlouhá a má průměr kolem 13 cm. Pro zvedání a umisťování těchto trubek se používá vrtná věž. V základech vrtné věže je rotační deska, kterou vrtný řetězec sestupuje, jak se celé zařízení otáčí. Podle potřeby se přidávají další vrtné trubky, až se dosáhne požadované délky. Někdy se však vrtací korunka otupí a je nutno vyndat celý vrtný řetězec z vrtu a po výměně vrtací korunky jej zase zpustit. Tato operace může trvat i celý den. U prvních vrtů někdy způsobilo navrtání rezervoáru ropy, který byl pod vysokým tlakem, vytrysknutí gejzíru ropy nebo plynu. Takový gejzír se špatně ovládal a hrozilo nebezpečí požáru. Dnes k tomu normálně již nedochází, protože vrt je utěsněn těžkým sloupcem speciálně připraveného „bahna“. To se spouští dolů vrtnými trubkami dírou v korunce a čerpá se zpět na povrch mezerou kolem trubek. Mezera je tam proto, že trubky mají menší průměr než vrtací korunka. Kromě toho, že brání vytrysknutí ropy, bahno rovněž pomáhá promazávat vrtací soupravu a zabraňuje jejímu přehřátí. Bahno, které se vrací k povrchu, s sebou přináší materiál vyvrtaný z hornin. Vyvrtaný materiál se odděluje a analyzuje, čímž se kontrolují vrstvy hornin. Když se v bahně objeví ropa, analyzuje se její kvalita a měří se její průtok. Pokud zkoušky naznačují, že ropa je kvalitní, instaluje se u ohlubně vrtu těžební zařízení [4].
4. Těžba ropy Nejstarší písemná zmínka o těžbě ropy ve spojení s asfaltem, který se využíval jako pojivo při stavbách, se objevuje už ve starozákonní knize Genesis. Již slavný řecký historik a filozof Hérodot ve svém díle v 5. století př.n.l. uvádí, že viděl na řeckém ostrově Zakynthu obyvatele lovit z vody jezera látku, kterou Řekové nazývali smůla - „píssa“. Šlo o velmi asfaltickou ropu, kterou pomocí tyče, na jejíž konec přivázáli větévku myrty, ropu chytali a poté setřásali do jámy, kde ji shromažďovali k dalšímu využití. K jakému, to již uvedeno není. O konkrétnějším využití ropy a zároveň i zemního plynu se zmiňují zprávy o skutečných hlubinných vrtbách ve starověké Číně v čínské provincii Sečuán 200 let př.n.l. Zemní plyn zde byl využíván jako palivo pro kotle, v nichž byla odpařováním ze solanky získávána sůl, později využívaná k vytápění domácností a chrámů. Velmi široké využití ropa a asfalt našly při starověkých náboženských obřadech, např. k balzamování mrtvých (asfalt), bylo jich
5
využívání jako pojiva při stavbách, jako izolace proti vodě, v boji s nepřáteli (jako zápalná bojová látka), k léčebným účelům, někteří hovoří také o využití ve šperkařství a výrobě kovů. V období feudalismu se kromě Asie, kde bylo navázáno na již existující tradici těžby, nově objevují i zmínky o ropě a asfaltu ve střední Evropě, a to v Dolním Sasku, Bavorsku, Tyrolsku a v Karpatech. Případné objevy a pokusy o vědeckou práci s ropou a asfaltem však byly náhodnou záležitostí. O záměrných průzkumech však záznamy nejsou. Mezi první cílené aktivity můžeme zařadit až zahájení práce první továrny na výrobu petroleje, která začala pracovat v roce 1745 v pečovských lesích. Rovněž založení první laboratoře na výzkum destilace ropy v roce 1748 v Moskvě byl pouze jednou z necílených aktivit v této oblasti. Zakladatelem laboratoře byl M.V. Lomonosov. Skutečný rozmach těžby uhlovodíků (ropy a zemního plynu) v Evropě začal až ve 2. polovině 19. století. Zde můžeme v pravém slova smyslu hovořit o započetí moderní éry těžby ropy. V roce 1853 se stala tzv. tmavá ropa oficiálním vývozním zbožím Rakouska. V tomto roce se petrolejem, který se podařilo magistru farmacie I. Lukaszewiczovi destilovat z ropy, rovněž svítilo ve všeobecné nemocnici ve Lvově. O rok později založil u města Bobrce u Krosna v Polsku muzeum naftového průmyslu a první haličskou naftovou společnost, která se úspěšně rozvíjela až do roku 1909. Světová těžba ropy byla v posledních letech poměrně stabilní a pohybovala se mezi 3 a 3,5 mld. tun - viz. tabulka číslo 1. V 90. letech výrazně poklesla těžba v Rusku - viz. tabulka číslo 2. Nezanedbatelný vliv na objem těžby prokazovala organizace OPEC, jejíž členové na jaře 1999 dohodli produkční omezení ve výši 1,7 miliónu barelů denně. Spolu se čtyřmi nečlenskými státy činil celkový pokles těžby 2,1 miliónu barelů/den. Tab. č.1: Celosvětová těžba ropy podle Welt-Bergbau-Daten [6]. Rok:
1995
1996
1997
1998
1999
Těžba, mil.t:
3264
3237
3474
3300
3100
Tab. č. 2: Hlavní producenti pro rok 1997 [6]. Saúdská Arábie 12,0 % USA
11,5 %
Rusko
10,0 %
Írán
5,5 %
Mexiko
4,9 %
Venezuela
4,7 %
Čína
4,7 %
Norsko
4,6 %
Kanada
3,5 %
Nigérie
3,4 %
6
4.1. Vrtání na ropu Dříve se používalo tzv. nárazové vrtání - dopadem těžkého dláta se rozrušovala hornina, která se pak vybrala. Dnes se používá tzv. rotační vrtání, kdy se používají speciální vrtáky, připojené k soustavě trubek, kterými se otáčí zařízením umístěným na povrchu. Trubky se s postupující hloubkou nastavují sešroubováním (do hloubky vrtu 5000 m je třeba spojit 1000 trubek dlouhých 5 m). Uvolněná hornina se vynáší na povrch pomoci speciální kapaliny tzv. výplachu, jejíž hustota je taková, že v ní hornina uvolněná vrtáním plave a vynáší se na povrch. Kapalina dále chladí vrták a působí jako protierupční uzávěr sondy. Vrtáky (vrtací hlava) se vyrábějí z velmi tvrdých ocelí nebo se dokonce používají syntetické diamanty. Životnost vrtáku závisí na tvrdosti hornin a může být jen několik hodin. Výměna vrtáku znamená, že se postupně musí trubky vytáhnout, rozšroubovat, nasadí se nový vrták a zase se začne spouštět a postupně se spojují trubky. Neustále se sleduje složení, zda se neobjevují stopy ropy. Po odvrtání určité hloubky se berou stejným způsobem vzorky zvl. vrtákem, vzorek se po vytažení zasílá do laboratoří na analýzu. Dnes se používá i tzv. turbinové vrtání, kde na konci soustavy trubek je umístěna turbina pohánějící vrták. K pohonu turbiny se používá výplach. Výhodou je, že soustava trubek je v klidu a není nebezpečí jejich poškození při rotaci. Soustava trubek dlouhá několik kilometrů se chová jako pružné těleso. Aby se nezbortily stěny vrtu, musí se jeho stěny vyztužit pomocí ocelových trub - pažnic. Prostor mezi stěnou trouby a stěnou vrtu se zaplňuje cementovou kaší, což zpevní vrt a zabrání tomu, aby se do vrtu valila voda apod. Po navrtání ropy se vymění trubky, hornina se na spodní části vrtu naruší výbuchem speciální nálože, nebo se naleptá kyselinou chlorovodíkovou (solná kyselina) jedná-li se o uhličitany nebo kyselinou fluorovodíkovou v případě křemičitanů. Dnes je možné provádět i horizontální vrty, kdy se vrt v určité hloubce začne zakřivovat do oblouku. Toho se využívá především při vrtání na moři, kdy se z jedné plošiny udělá několik šikmých vrtů, takže se prozkoumá větší plocha. Pro vytlačení ropy na povrch se využívá tlaku plynu, který ropu doprovází, při poklesu tlaku plynu se do ložiska vhání plyn kompresorem (tzv. gas-lift), někdy se využívá toho, že ropa je pod tlakem vody (hydraulická těžba). Pro viskózní ropy (špatně těžitelné) se používá vyhřívání ložiska odpadní horkou párou, tím se sníží viskozita ropy, nebo se studuje možnost zapálení ložiska ropy - vzniklé teplo snižuje viskozitu ropy , kdy se těžké molekuly štěpí (krakují) na lehčí sloučeniny. Zkouší se i nasazení mikroorganismů, které spotřebovávají nalkany, produkují CO2 a tím se zvyšuje tlak v ložisku, dále vznikají organické kyseliny naleptávající horniny apod. Použití mikroorganismů je ale omezeno hloubkou, protože směrem do nitra se teplota zvyšuje cca o 1 °C na každých 30 m a mikroorganismy při zvýšených teplotách hynou. Těmito postupy se vytěží průměrně 40 - 60 % ropy v daném ložisku. Další těžba podle dnešních hledisek by nebyla ekonomická. Lze předpokládat, že se k těmto ložiskům budeme vracet s modernější těžebnou technologií.
4.2. Těžba ropy v moři
7
Moře pokrývá skoro 3/4 zemského povrchu. V mnohých částech světa byly proto zřízeny těžební plošiny. Ropa se těží většinou v tzv. šelfové oblasti, kde je hloubka vody do 400 m, ale byly provedeny vrty ještě do větších hloubek. Ačkoliv je základní princip totožný s těžbou na pevnině, je těžba ropy v moři mnohem rizikovější a nákladnější. Při vrtných neštěstích (požárech a výbuších vrtných plošin), ale i při normálních těžebních operacích uniká do moře značné množství ropy. Odhaduje se, že do moře ročně unikne 10 milionu tun ropy. Jedna tuna ropy stačí ke znečištění 6 – 12 km2 hladiny oceánu. Již v roce 1975 pokrývala tenká vrstvička ropy asi pětinu plochy oceánů a moří. Tato vrstva snižuje vypařování mořské vody, a tím nepříznivě ovlivňuje výměnu tepla a vody mezi oceánem a pevninou. Omezuje také rozmnožování mořského planktonu, jehož rostlinná složka je významným producentem kyslíku (asi 30 % světové produkce) a který je potravou většině mořských živočichů. Množství ropy a jiných nečistot již převyšuje samočisticí schopnost. Technickým i ekologickým problémem je také likvidace vysloužilých vrtných plošin. Vrtná plošina má vrtnou věž, zařízení pro vrtání, sklady materiálů, pohonných hmot, dále vše pro ubytování obsluhy, její stravování, zábavu (sauna, tělocvična, kino), protože turnusy se střídají po 2 týdnech a plošina je od břehu vzdálena často i několik desítek kilometrů. Dále je zde plocha pro přistávání vrtulníků, protože celá skupina pracovníků (100 až 170) se musí na plošinu dopravit letecky. Nejprve se ropa v pobřežních vodách těžila z přestavěných lodí, ale ukázalo se, že jejich ukotvení během bouřlivého počasí činilo značné potíže. Většina těžby ropy v pobřežních vodách se nyní provádí ze speciálně konstruovaných plošin. Stavba typické ropné plošiny trvá přibližně dva roky. Je konstruována tak, aby odolala rychlosti větru až 150 km/h a výšce vln až 30 m. V mělkých vodách se až do hloubky 30 metrů používají plošiny permanentně připevněné k mořskému dnu. V hlubších vodách (až do hloubky 90 metrů) se používají zvedací plošiny. Plošina se nejprve přivleče na místo, její nohy se vysunou dolů, až spočinou na mořském dnu. Potom se plošina zvedne, až je celá nad vodou. V nejhlubších vodách se používají poloponořitelné plošiny, které spočívají na nohách připevněných k trupu, jenž se nachází pod vodou. Hmotnost takové plošiny je až 280 000 tun. Některé konstrukce jsou udržovány na svém místě pomocí několika kotev. Nejpokročilejší typy jsou však udržovány na svém místě systémem zvaným dynamické uvádění do správné polohy. Rádiový maják umístěný na mořském dnu vysílá plošině signály – jestliže se začne plošina odchylovat od správné polohy, změny v signálech majáku způsobí, že ji pohonné jednotky automaticky vrátí do správné polohy. V budoucnosti se konstrukční techniky ropných plošin budou využívat pro stavbu umělých ostrovů u přelidněných zemí.
5. Doprava ropy Zpočátku vozili ropu povozníci v dřevěných sudech - barelech, jejichž objem (asi 159 litrů) se dodnes používá jako světová jednotka míry množství ropy. Později se sudy dopravovaly železnicí, jejich nakládání a vykládání však bylo velmi namáhavé a prázdné sudy se navíc musely vracet. Zlepšením byly dřevěné kádě přišroubované k vagonům, později pak kovové nádrže, které už byly přímým předchůdcem nynějších cisternových vagonů. Ropa se do nich čerpala hadicí.
5.1. Doprava ropy pomocí ropovodů 8
Téměř současně s počátkem ropné horečky v Pensylvánii, roku 1865, inženýr Van Syckel dokončil na východě USA stavbu prvního - 6 mil (asi 9,6 km) dlouhého - ropovodu, vedoucího od naleziště ropy do rafinerie, a ušetřil tak nejméně polovinu nákladů na eventuální stavbu železnice. V roce 1878 zprovoznil inženýr Benson ropovod dlouhý asi 100 mil přes severoamerické pohoří Alleghany a předvedl tak další výhodu ropovodů, když potrubí vedl terénem pro železnici nedostupným. Počátky dopravy ropy se neobešly bez krvavých obětí a ničení železnic a ropovodů, nejčastěji pro územní nároky nebo z konkurenčních důvodů. Ropovod je souhrn zařízení k dopravě ropy na velké vzdálenosti, skládájící se z potrubí, čerpacího, regulačního a zabezpečovacího zařízení. Ropovody jsou svařovány z ocelových rour, jejichž nejmenší vnitřní průměr (světlost) bývá 30 cm, největší 122 cm. Tam, kde je to možné, je ropovod veden po povrchu země a spočívá na podstavcích, v místech husté zástavby nebo při křížení s trasami silnic či železnic, ale i s obvyklými cestami zvěře se ukládá do země. Ropovody se pokládají i na dno moří do hloubky až 400 m, a to v betonových ochranných pláštích. V určitých vzdálenostech jsou na trati ropovodu umístěny čerpací stanice s čerpadly, která pohánějí proud ropy. Její tok je zde zároveň neustále kontrolován měřícími přístroji, sledujícími množství i rychlost průtoku ropy. Rychlost proudu bývá různá, pro představu 1 až 6 m/s, tj. často větší, než je rychlost lidské chůze. Ropovod je nutno denně kontrolovat po celé délce potrubí, a musí se také občas čistit. Čištění se provádí pomocí štětinatého, “ježka”, jenž se nechá unášet proudem ropy. Celková délka všech ropovodů světa představuje řádově statisíce kilometrů. K nejznámějším světovým ropovodům patří 2190 km dlouhý Big Inch v USA, vedoucí z nalezišť v Texasu do rafinerie v Pensylvánii, kanadský ropovod společnosti Interprovincial, který vede z Edmontonu v Kanadě přes Chicago v USA do kanadského Montrealu a měří 3 787 km, ropovod Trans Arabian o délce 1 700 km, vedoucí z oblasti Bahrajnu v Perském zálivu přes Saúdskou Arábii ke Středozemnímu moři, aljašský ropovod, který vede od ložisek v zátoce Prudhoe na severu do přístavu Valdez na jihu a je 1287 km dlouhý. Za nejdelší ropovod světa je označován ruský ropovod Družba v délce 5 502 km. Vychází z Kujbyševa na Volze a vede na západ; v běloruském Mozyru se dělí na dvě větve severní směřuje do Polska a bývalé NDR, jižní přes Užhorod na Slovensko, kde se v Šahách opět rozděluje do tří větví: jedna vede do Bratislavy, druhá do Záluží u Mostu v ČR a třetí do Budapešti
5.2. Ropovody pro ČR V České republice se ropa těží pouze na Hodonínsku. Denně se jí vytěží jen asi 300 tun, proto naprostou většinu ropy musíme dovážet. Děje se to ropovody. První ropovod vedoucí po českém území byla Družba. V roce 1962 byl doveden do Bratislavy a v roce 1965 prodloužen do Záluží u Mostu. Do roku 1989 dováželo tehdejší Československo ročně až 18 milionů tun ropy z bývalého SSSR výhradně tímto ropovodem. Pádem "železné opony" v roce 1989 se pro nás otevřely možnosti dovozu ropy z kapitalistického světa a vymanění se z jednostranné závislosti na Rusku. Roku 1990 byl zprovozněn ropovod Adria, připravený již od roku 1984 a vybudovaný jako společné dílo bývalé Jugoslávie, Maďarska a Československa. Začíná v Omišalji na ostrově Krku a odtud vede přes Rijeku do Sisaku, kde se rozdvojuje na jižní odbočku pro bývalou Jugoslávii a severní pro Maďarsko a Československo. Ve slovenských Šahách se napojuje na ropovod Družba. Kapacita Adrie pro ČR je 5 - 6 milionů tun ropy ročně. Sotva se však provoz tohoto ropovodu začal rozbíhat, rozpad bývalé Jugoslávie a válka na jejím území jej přerušily.
9
Přetrvávající potřeba zbavit se jednostranné surovinové závislosti na nejistém dovozu z Ruska vedla k myšlence napojit se na evropský systém Transalpské soustavy ropovodů TAL. Napojení bylo provedeno v Ingolstadtu, bavorském městě severně od Mnichova. Potrubí o průměru 71 cm vede pod zemí kolem Plzně do Kralup nad Vltavou a odtud dál do Litvínova. Kapacita ropovodu je až 15 milionů tun ropy ročně, ale jeho počáteční využití je zatím menší. Ropovod Ingolstadt je oficiálně označován zkratkou IKL (podle trasy Ingolstadt - Kralupy Litvínov) nebo MERO (zkratka německého Mitteleuropäische Rohölleitung). Přivádí arabskou ropu, jako to měla činit Adria. Byl zprovozněn na jaře roku 1996. Zároveň s budováním tohoto ropovodu byla řešena potřeba velkého skladu ropy k vytvoření zásob pro případ výpadků v dovozu. Tento obří sklad vznikl v Nelahozevsi u Kralup nad Vltavou [6].
5.3. Doprava ropy pomocí tankerů Nedlouho po vzniku prvního ropovodu, roku 1869, přivezla americká obchodní plachetnice Charles pensylvánskou ropu do Evropy poprvé v kovových nádržích. Loď byla speciálně uzpůsobena jen k přepravě ropy, a zahájila tak vývoj tzv. tankových lodí čili tankerů. Jsou stavěny z ocele a jako zásobník je využíván celý trup lodi, rozdělený z bezpečnostních důvodů přepážkami na jednotlivé tanky. Přepážky jsou nutné pro udržení stability lodi a omezení následků eventuálního proražení trupu, požáru či výbuchu. Do 50. let 20. století velikost ropných tankerů nebyla příliš velká a jejich havárie pouze lehce ohrožovala mořské organismy. Množství ropy, které se dostávalo do moře při vymývání tankerů zpravidla nepřesahovalo únosnou hranici, kdy ropa byla v krátké době bakteriální činností rozložena. V roce 1950 existoval pouze jediný tanker s nosností nad 50 tisíc tun. Za 15 let již existovalo 47 tankerů o nosnosti 50 až 200 tisíc tun. K rychlému nárůstu počtu supertankerů došlo během války s Izraelem v roce 1967, kdy byl vyřazen z provozu Suezský průplav, který byl znovu otevřen až v roce 1975. Tanker je loď s vlastním motorem, speciálně konstruovaná pro dopravování tekutých nákladů a plynů. Nákladový prostor je rozdělen podélnými a příčnými přepážkami na plynotěsné nádrže (tanky) s expanzivními odvzdušňovacími šachtami a trubkami, které jsou zakončeny pojistnými uzávěry. Nádrže pro přepravu stlačených plynů jsou konstruované jako samotné velkoobjemové zásobníky, vkládané do lodního tělesa.Tankery mají strojovnu na zádi a ubytovací prostory na záďové nástavbě. Jejich přepravní kapacita se měří jako u všech nákladních lodí na DWT - zkratka angl. dead weight tons, což znamená celkovou nosnost lodi v tunách čili možnou hmotnost všeho, co loď uveze. U nás je běžnější mírou BRT - brutto registrovaná tuna, objemová míra, která se rovná 2,83 m3 a jíž se měří celkový objem uzavřeného nákladního prostoru lodi. Zhruba platí, že čím je loď větší, tím je její provoz relativně levnější, ale její manévrovací schopnosti jsou menší a čas nutný k zastavení větší. Hlavní cesta ropných tankerů dnes vede přes jihozápadní část Indického oceánu od Arabského poloostrova kolem jižní Afriky do západní Evropy nebo od Arabského poloostrova do Japonska. Značný provoz tankerů je také v karibské oblasti. Podle odhadů odborníků uniká do moře při normálním provozu tankerů a při čištění jejich nádrží asi 35 tisíc tun ropy ročně. Již toto množství představuje zátěž pro mořské organismy.
10
Daleko závažnější důsledky pro mořské organismy a pobřežní flóru a faunu mají havárie ropných tankerů. Časté havárie jsou důsledkem několika okolností. Supertankery jsou těžko ovladatelné a mají dlouhou brzdnou dráhu. Koncerny průmyslových zemí, které tankery vlastní, se vyhýbají přísným bezpečnostním předpisům a daním tím, že opatřují svým tankerům registrace v různých rozvojových zemích, jako je Libérie. Na palubě tankerů bývá někdy nekvalifikovaná posádka včetně velících důstojníků. Řada tankerů má nevalný technický stav a jejich ztroskotání je díky vysokému pojištění pro majitele takových tankerů přínosem. Na hladině světového oceánu převáží ropu asi 2000 tankerů, což je asi o 1000 méně než v roce 1977, kdy byl jejich počet nejvyšší.Dnešní tankery jsou také větší a nebezpečí vážného znečištění životního prostředí v případě havárie je proto vyšší. Když ropa vyteče z tankeru, začne se roztékat po hladině oceánu. Těkavější frakce surové ropy se odpaří a zbylá kapalina je viskóznější. Zabijí plankton plovoucí při hladině, který je nejnižší úrovní oceánského potravního řetězce. Klesá populace rybího potěru, který se fytoplanktonem živí. Dravci živící se rybím potěrem také nemají dostatek potravy a ubývá jich. To platí i pro mořské savce živící se rybami. Oceánský potravní řetězec se rozpadá. Současně je omezené uvolňování kyslíku do ovzduší. Nebezpečnost nákladu tankerů, jejich omezené manévrovací schopnosti i velká početnost vedly k tomu, že se ropa přečerpává ze zásobníků do tankerů a naopak nejen v přístavech, ale častěji mimo ně. Zásobníky ropy jsou přitom umístěny buď na pevnině, nebo obvykle v podobě ohromného převráceného trychtýře přímo poblíž kotviště na moři a napojují se pomocí podmořského potrubí. Největší tankery už tradičně staví Japonci. Největší tankovou lodí na světě je japonský Jahre Viking. Loď byla postavena roku 1976 a pokřtěna Geawise Giant, v roce 1981 byla přestavěna a přejmenována na Happy Giant. V průběhu války Iráku s Íránem v letech 1987 88 byla skoro zničena, ale po několika letech se opravena vydala znovu na moře. Po všech rekonstrukcích zůstala její nosnost přes 564 000 DWT; ponor přes 24 m, šířka přes 68 m a změnila se jen délka - loď byla prodloužena na nynějších 485 m. Pro srovnání - již v roce 1987 bylo uváděno, že je na světě v provozu 700 supertankerů s nosností nad 200 000 DWT. Další údaj praví, že k 1. 1. 1992 bylo na světě celkově v provozu 6 035 tankerů. Při narůstajícím množství a velikosti ropných tankerů a stále houstnoucí lodní dopravě po moři dochází poměrně často k haváriím a následným ekologickým škodám způsobeným uniklou ropou. To je jedna z nejsmutnějších stránek dopravy ropy. Tak např. již na začátku 70. let bylo spočítáno, že každý rok je Středozemní moře znečištěno asi 400 000 tunami ropy kvůli haváriím a výplachům tankerů. Každoročně jsou také doplňovány tabulky katastrof způsobených vylitím ropy z havarovaných tankerů do moře.
5.4. Železniční přeprava ropy Přeprava ropy po železnici se z pochopitelných ekonomických důvodů téměř nerealizuje. Jestliže tedy hovoříme o železniční přepravě v souvislosti s ropou, máme na mysli především přepravu produktů ropy. Přeprava těchto produktů je pro dnešní společnost naprostou
11
nutností. Ne vždy se však jedná o produkty, které je pro naše životní prostředí za každých okolností bezpečné. Z tohoto důvodu je většina ropných produktů zařazena do nebezpečného zboží. Nebezpečným zbožím při přepravách po železnici rozumíme ty předměty a látky, které při nesprávné manipulaci, příp. mimořádných událostech či nehodách mohou způsobit nebezpečí a ohrožení životního prostředí nebo životů lidí. Tímto nebezpečím může být například výbuch, vzplanutí a následný požár, vývin hořlavých plynů, únik radioaktivních látek, vznik infekce, otrava jedovatými látkami, poleptání žíravými látkami, aj. Často se při takovýchto mimořádných událostech stává, že dojde k úniku látek, které následně ohrozí kvalitu vod ve vodních tocích, kvalitu ovzduší či jinak negativně ovlivní stav životního prostředí v dané lokalitě. Takovéto ekologické havárie je pak nutné odstraňovat s vynaložením velkých prostředků, často i s nasazením životů členů záchranného týmu. Tomu je třeba předcházet mimo jiné důsledným dodržováním podmínek pro přepravu těchto látek, konkrétně v železniční dopravě Řádu pro mezinárodní železniční přepravu nebezpečného zboží (RID). Řád pro mezinárodní železniční přepravu nebezpečného zboží (dále jen RID) se vlivem nových poznatků ve vědě, výzkumu a díky pokroku techniky neustále prověřuje a dále vyvíjí. V případě železniční přepravy dochází ke změnám předpisu v 2-letém cyklu (poslední změna v roce 2001, následující se připravuje pro rok 2003). Zvláštní pozornost je přitom věnována zejména: • klasifikaci (zatřídění) nebezpečných látek a předmětů, • balení a použití vhodných obalů, • označování kusů, vozů, kontejnerů s nebezpečným zbožím, • stavbě (konstrukci), vybavení a kontrole nádob (cisteren) kotlových vozů (cisteren) a nádržkových kontejnerů, • školení zúčastněných na přepravním procesu.
Řád RID je v podstatě shodný s Evropskou dohodou o mezinárodní přepravě nebezpečného zboží po silnici (zkráceně ADR). RID a ADR se odlišují pouze v částech specifických pro tyto druhy dopravy. Proto lze například pro klasifikaci, pojmenování, balení látek atd. použít ustanovení RID i pro silniční dopravu (náhradou za ADR) a samozřejmě i opačně. Nebezpečné látky a předměty jsou (shodně s ADR) zařazeny do 13 tříd. Tyto třídy jsou rozděleny na třídy výlučné a volné. Látky a předměty, které patří do třídy 1 (výbušné látky a předměty) a třídy 7 (radioaktivní látky) jsou vyloučeny z přepravy (třídy výlučné), s výhradou látek a předmětů, které jsou v těchto třídách vyjmenované (ty lze přepravovat). Látky a předměty vyjmenované v ostatních třídách nebo látky a předměty spadající pod souhrnné označení v těchto třídách (třídy 2, 3, 4.1, 4.2, 4.3, 5.1, 5.2, 6.1, 6.2, 8 a 9) je dovoleno přepravovat jen tehdy, vyhovují-li podmínkám stanoveným v příslušných třídách. Jedná se tudíž o třídy volné. Ostatní látky a předměty patřící pod pojem těchto tříd jsou připuštěny k přepravě bez zvláštních podmínek. Seznam tříd Třída 1
Výbušné látky a předměty 12
Třída 2 Třída 3 Třída 4.1 Třída 4.2 Třída 4.3 Třída 5.1 Třída 5.2 Třída 6.1 Třída 6.2 Třída 7 Třída 8 Třída 9
Plyny Zápalné kapalné látky Zápalné pevné látky Samozápalné látky Látky, které ve styku s vodou vyvíjejí zápalné plyny Látky podporující hoření Organické peroxidy Jedovaté látky Látky způsobilé vyvolat nákazu Radioaktivní látky Žíravé látky Různé nebezpečné látky a předměty
Za to, zda zboží podléhá podmínkám Řádu pro mezinárodní železniční přepravu nebezpečného zboží (RID) či nikoliv, vždy zodpovídá odesílatel zásilky, který podle vlastností látky nebo předmětu tyto zařadí (klasifikuje) do příslušné třídy a v té pak podle podmínek uváděných na úvod každé třídy do příslušné číslice, případně skupiny (vyjma tříd 1 a 7). Jednotlivé třídy obsahují: a) vyjmenování látek a předmětů; b) přepravní podmínky pro přepravy kusů, jaké obaly lze použít (nelze použít jakýkoliv obal, ale pouze obal schválený a odpovídající ustanovením přípojků V nebo VI); c) zda lze nebezpečné zboží společně balit do jednoho kusu; d) které nápisy a nálepky musí být na kusu (nálepky lze zakoupit u ČD v Zásobovacím skladu, skladu tiskopisů v Praze na Smíchově - areál železniční stanice); e) způsob vypravení (zda lze nebezpečné zboží přepravovat např. jako spěšninu); f) údaje, které musí být v nákladním listě (přepravním dokladu) – údaje v RID uváděné ”kurzívou” jsou závazné, a musí znít tak, jak jsou v RID uvedeny, (jak musí být tyto zápisy do přepravního dokladu provedeny); g) použití dopravních prostředků a technických pomůcek (nakládka kusů do železničních vozů, přepravy v malých kontejnerech, přepravy ve volně loženém stavu); h) jaké nápisy a nálepky k označení nebezpečí musí být na vozech, na kotlových/cisternových vozech a na malých kontejnerech (rovněž tyto nálepky lze zakoupit u ČD v Zásobovacím skladu, skladu tiskopisů v Praze na Smíchově); i) zákazy společného nakládání (co nesmí být společně nakládáno do jednoho vozu); j) podmínky pro prázdné obaly (jak se přepravují prázdné nevyčištěné obaly, jak musí být označeny, jaké zápisy musí být provedeny v přepravním dokladu atd.); k) ostatní podmínky (např. oddělení nebezpečného zboží od potravin, poživatin a krmiv, jak postupovat při úniku látky z kusu do vozu atd.) [2].
5.5. Silniční přeprava ropy Silniční nákladní doprava přepravuje prakticky všechny hmotné věci, které existují. V rámci obecné škály přeprav však existují takové druhy přeprav, na které se kromě obecných
13
platných technických, provozních a bezpečnostních předpisů vztahují zvláštní předpisy, a to jak vnitrostátní, tak i mezinárodní. Jsou to přepravy realizované silniční dopravou, které mají z hlediska svého vlivu na bezpečnost silničního provozu, životní prostředí, na ohrožování lidského zdraví a životů a případně i dalších živých tvorů svými důsledky podstatný vliv. Na tyto silniční přepravy se pak vztahují zvláštní ustanovení obecně závazných právních předpisů a norem a na některé z nich i samostatné zvláštní vnitrostátní a mezinárodní předpisy. Tyto přepravy, jejichž technická, provozní, bezpečnostní, hygienická a ekologická pravidla jsou takto legislativně upravena, je možno nazvat zvláštními druhy přepravy. Patří sem zejména přeprav živých zvířat, přeprava zkazitelných potravin a přeprava nebezpečných věcí. I když v celkovém objemu přepravní práce silniční nákladní dopravy nepředstavují veliký podíl, jsou pro své společenské důsledky velice důležité a nedodržení předepsaných podmínek vytváří riziko v případě nehody někdy katastrofických následků nebo alespoň citelného postihu dopravce a přepravce při jejich zjištění sankcemi, uloženými příslušným kontrolním státním orgánem. Podobně jako v případě železniční dopravy se přeprava ropy pomocí dopravy silniční téměř neprovádí. Jedná se opět pouze o přepravu ropných produktů. Nejdůležitějším druhem jsou pohonné hmoty, a to jejich rozvoz k čerpadlům pohonných hmot. Technologie jejich rozvozu se časově přizpůsobuje spotřebě a kapacitě jednotlivých čerpadel. Vlastní přeprava a technické parametry vozidel podléhají předpisům pro přepravu nebezpečných věcí. V případě silniční dopravy to tedy je už výše zmiňovaná Evropská dohoda o mezinárodní silniční přepravě nebezpečných látek – ADR. Hlavním cílem ADR je, aby přeprava nebezpečných látek silničních dopravou byla uskutečňována na základě jednotných předem známých podmínek a za jednotných stanovených způsobů balení, jednotných požadavků na vybavení dopravních a přepravních prostředků a předepsaných zkoušek a osvědčení. Jde tedy o zabezpečení základních podmínek bezpečnosti při přepravě látek, které svojí povahou můžou ohrozit zvýšenou mírou bezpečnost osob a majetku nebo narušit životní prostředí. Třídění nebezpečných látek a je celosvětově unifikováno, neboť předpisy všech druhů doprav převzaly toto třídění ze seznamu vypracovaného skupinou expertů pro dopravu nebezpečných věcí OSN v New Yorku. Nebezpečné látky a předměty jsou řazeny do devíti tříd. Seznam tříd Třída 1
Výbušné látky a předměty
Třída 2
Stlačené, zkapalněné nebo pod tlakem rozpuštěné plyny
Třída 3
Hořlavé kapaliny
Třída 4.1
Hořlavé tuhé látky
Třída 4.2
Samozápalné látky
Třída 4.3
Látky, při styku s vodou vyvíjející zápalné plyny
Třída 5.1
Látky působící vznětlivě
Třída 5.2
Organické peroxidy
Třída 6.1
Jedovaté látky
Třída 6.2
Látky vzbuzující odpor nebo látky způsobilé vyvolat nákazu
Třída 7
Radioaktivní látky
14
Třída 8
Žíravé látky
Třída 9
Různé nebezpečné látky a předměty
Pro přepravu nebezpečných látek a předmětů smějí být používána pouze vozidla ve správném technickém stavu, tj. musí splňovat ustanovení všeobecně platných technických předpisů v zemi registrace, což je vyhláška FMD o podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích č. 41/1984 Sb. Kromě toho musí splňovat zvláštní požadavky na tato vozidla plynoucí se zvýšeného ohrožení bezpečnosti silničního provozu a zvýšeného obecného ohrožení při přepravě nebezpečných věcí. Tyto zvláštní požadavky jsou definovány ve formě technických požadavků na konstrukci, provedení, příslušenství a vybavení silničních vozidel, dále na způsob ověřování těchto požadavků předepsanými zkouškami a periodickými technickými prohlídkami a jejich schválení pro přepravu nebezpečných věcí vydáním s prodlužováním vydaného osvědčení příslušným orgánem. Technické požadavky tvoří 1) Všeobecné požadavky na cisternová vozidla 2) Zvláštní požadavky na vozidla 3) Požadavky na příslušenství vozidel 4) Požadavky na výbavu vozidel Mezinárodní předpisy z hlediska ekonomické efektivnosti silniční dopravy připouštějí přepravu volně ložených nebezpečných látek v cisternách, které však představují zvýšení rizika. Z těchto důvodů je věnována zvláštní pozornost konstrukci cisteren a cisternových vozidel předepsáním podrobných a přísných konstrukčních požadavků. Všeobecně platná ustanovení o cisternách určených pro přepravu látek všech tříd jsou doplněna zvláštními požadavky na cisterny pro přepravu látek jednotlivých tříd. Zvláštní požadavky na vozidla pro přepravu látek a předmětů jednotlivých tříd se týkají i valníkových skříňových atd. Jsou to požadavky na provedení kabiny řidiče, nástavby vozidla, motoru, palivové nádrže a potrubí, výfuku atd. Zvláštní část tvoří požadavky na elektrické příslušenství, které podléhají častým periodickým, zejména však zpřísňujícím změnám. Týkají se hlavně elektrické instalace, akumulátorových baterií, odpojovačů atd. Požadavky na vybavení vozidel se týkají především hasicích přístrojů, nářadí, zakládacích klínů, oranžových svítilen a při přepravě některých látek osobních ochranných pomůcek a výstražných tabulí. Cisternová vozidla, nosná vozidla snímatelných cisteren nebo baterií nádob, vozidla určená k přepravě cisternových kontejnerů o vnitřním objemu větším než 3 000 litrů a vozidla typu III určené pro přepravu výbušnin třídy 1 se musí podrobit v zemi registrace technické kontrole, zda vyhovují požadavkům dohody ADR s obecným předpisům platným v této zemi. V případě jejího kladného výsledku vydá příslušný orgán osvědčení technické způsobilosti vozidla pro přepravu látek dané třídy. Toto osvědčení se vystavuje i pro přívěsy a návěsy. Vydává se v jazyce vydávající země a pokud to není jazyk anglický nebo francouzský nebo německý, ještě v jednom z těchto jazyků. Platnost tohoto osvědčení končí nejpozději jeden rok ode dne technické prohlídky předcházející vydání osvědčení. Vzor tohoto osvědčení uvedený v příloze B dohody ADR je formát A 4 (210 x 297 mm) bílé barvy s úhlopříčným pruhem v růžové barvě. Toto osvědčení musí být během přepravy ve vozidle k dispozici kontrolním orgánům. Dopravní jednotky přepravující nebezpečné látky musí být opatřeny dvěma oranžovými tabulkami o základně 40 cm a výšce nejméně 30 cm s černým okrajem nejvýše 15 mm širokým. Tyto tabulky musí být umístěny ve svislé rovině jedna na přední a druhá na zadní straně dopravní jednotky obě kolmo k podélné ose vozidla a musí být dobře viditelné. 15
Souřadnice barevnosti a koeficient odrazivosti jsou dohodou ADR přesně předepsány. Kromě toho cisternová vozidla s obsahem větším než 3 000 litrů přepravující vyjmenované látky musí mít oranžové tabulky umístěné na obou bočních stranách. Všechny oranžové tabulky na cisternových vozidlech musí být rozděleny horizontálně dělící černou čarou síly 15 mm a v horní části této tabulky musí být uvedeno identifikační číslo nebezpečnosti a v dolní části identifikační číslo přepravované látky. Tato čísla tvoří černé arabské číslice o výšce 100 mm a tloušťce čar 15 mm. Čísla musí být nesmazatelná a zůstat čitelná po 15 minutách přímého působení ohně. Základním předpokladem pro zajištění maximální bezpečnosti přepravy nebezpečných věcí je výběr vhodného vozidla a vhodné osádky. Osádku vozidla tvoří řidič a u některých přeprav závozník, event. osoba doprovázející náklad. Závozník musí být na dopravní jednotce přepravující výbušniny třídy 1 a musí být schopen řidiče vystřídat (prakticky druhy řidič). Řidič musí mít nejméně schopnosti a zkušenosti řidiče mezinárodní kamionové dopravy. Řidiči cisternových vozidel o vnitřním objemu větším než 3 000 litrů a od 1.1.1996 řidiči cisternových vozidel o celkové hmotnosti přesahující 3 500 kg kategorií C a F uvedených v příloze 6 Úmluvy o silničním provozu (1968) musí absolvovat zvláštní školení a mít o jeho úspěšném absolvování osvědčení příslušného orgánu. Po každých pěti letech se musí prokázat potvrzením o absolvování zdokonalovacího kursu. Pokud svou činnost prováděl nepřetržitě po vydání osvědčení, může řidič požádat o prominutí absolvování tohoto kursu. Obsah školení je předepsán dohodou ADR. Každé vozidlo nebo souprava přepravující nebezpečné látky a předměty podle dohody ADR musí být kromě dokladů vyžadovaných platnými vnitrostátními předpisy (řidičský průkaz, osvědčení o technickém průkazu atd.) vybaveno těmito doklady a) přepravním dokladem (nákladní list) b) písemnými pokyny pro případ nehody c) osvědčením o schválení vozidla d) povolením k provedení přepravy Způsob jízdy (rychlost, trasa atd.) není dohodou ADR předepsán. Pouze vozidla nebo jízdní dopravy přepravující výbušniny třídy 1 jedoucí v koloně musí dodržovat vzdálenost mezi jednotlivými vozidly nejméně 50 m. Příslušné orgány mohou stanovit pořadí jednotlivých vozidel v koloně. Zastavení a stání vozidel je u jednotlivých vozidel předepsáno tak, že některé smějí stát na veřejném prostranství, jiná nikoli, některé smí stát v zastavěném území a jiné nikoli. V noci nebo při snížené viditelnosti při vadných světlech musí se umístiti na komunikaci jedno oranžové světlo před vozidlo a druhé oranžové světlo za vozidlo obě ve vzdálenosti asi 10 m od vozidla. Zastavení a stání tam, kde je dohodou ADR zakázáno, může být povoleno nebo prodlouženo pouze souhlasem příslušného orgánu (policie). Před průjezdem celnicí musí vozidla nebo kolona přepravující výbušniny třídy 1 zastavit ve vzdálenosti nejméně 50 m a závozník informovat celní orgány. Dohoda ADR též předepisuje, kde se smí parkovat a kdy je při něm nutný dozor nad vozidly. V případě nehody postupuje řidič podle písemných pokynů, které má u sebe, a podle znalostí, které získal školením. Tyto písemné pokyny vyhotoví výrobce nebo odesílatel. Musí být sepsány v jazyce země odeslání, zemí tranzitu a země příjemce. Dopravci musí být předány nejpozději s objednávkou přepravy, který musí učinit všechna opatření, aby se osádka vozidla s nimi seznámila a byla jich schopna náležitě použít. Řidiči musí být předány písemně a musí být během přepravy u vozidla. V těchto písemných pokynech musí být uvedeny 16
• • • • •
Povaha nebezpečí a opatření k jeho odvrácení Opatření první pomoci osobám, které se dostaly do styku s unikajícími přepravovanými náklady Opatření pro případ požáru a použitelné hasící přístroje Opatření při rozlití nebo rozsypání přepravované látky po silniční komunikaci V případě přepravy v cisternách o vnitřním objemu větším než 3 000 litrů látek uvedených v dodatku B.5 přílohy B dohody ADR též třídu, číslici, písmeno, identifikační číslo nebezpečnosti a identifikační číslo látky [2].
6. Zpracování ropy Před zpracováním se ropa zbavuje vody (ve formě emulze) a solí (odvodnění a odsolení ropy), kde se využívá ohřevu ropy, sníží se viskozita a urychlí se separace vody a v ní rozpuštěných solí, dále se přidávají deemulgátory rozrušující emulze a nejlepší oddělení se dosahuje pomocí elektrického pole, kde napětí je řádově kilovolty (kV).
6.1. Destilace ropy Základní rozdělení ropy se provádí destilací, kdy se na základě různých bodů varu získají frakce pro další zpracování. Dříve se ropa destilovala v kotlích, dnes se destilace se provádí tak, že se surovina ohřeje v trubkové peci a nastřikuje se do destilační kolony, kde dochází k dělení podle bodu varu.
Trubková pec: Ropa se přivádí do trubkového hadu,. který je uložen na stěnách pece, vyložené žáruvzdornou vyzdívkou. V peci se spaluje plynné nebo kapalné palivo a teplo se do trubek dodává radiací (radiační trubková pec). Dále se využívá tepla horkých spalin. které proudí kolem trubek, jimiž prochází ropa a tím se ropa ohřívá. Nejčastěji se používá kombinace obou pecí.
Destilační kolona: Válcová nádoba, která má uvnitř různé přepážky (patra) nebo je vyplněna různými kroužky. Cílem je, aby v koloně byla neustále kapalina, protože destilace je ustavování rovnováhy kapalina pára. Aby tato podmínka byla splněna, vrací se část destilátu po ochlazení zpět do kolony (zpětný tok, reflux). Z boku kolony se z různých pater odebírají jednotlivé frakce, zbavují se těkavých složek pomocí vháněné páry, která společně s těmito složkami se vede do hlavní kolony Destilace se provádí za atmosférického tlaku (atmosférická destilace) nebo se provádí za sníženého tlaku (vakuová destilace), což umožňuje snížení bodu varu vysokovroucích látek a tak se mohou předestilovat bez rozkladu. Výjimečně se může provádět destilace za zvýšeného tlaku (tlaková destilace), kdy se zvýší bod varu nízkovroucí kapaliny (např. bod varu + 25 °C), kterou nemůžeme chladit vodou o teplotě +22 °C). Zvýšením tlaku se zvýší i bod varu na cca 70 °C a je možné použít chlazení vodou.
17
Dalšími destilacemi jsou: redestilace, kde se široká frakce rozdestiluje na užší frakce, stabilizace, sloužící k vypuzování rozpuštěných plynů z kapalin, superfrakcionace, což je destilace, kde destilační kolona má 100 - 120 pater a slouží k rozdělení dvou látek s blízkým bodem varu. Pro oddělování aromátů od nearomátů se používá tzv. azeotropická destilace nebo extrakční destilace.
Frakce z atmosférické kolony: Benzín Směs kapalných uhlovodíků, kapalina nízké hustoty (pod 0,81 kg/m3) a vysoké výhřevnosti (nad 42 MJ/kg), velmi snadno zápalná, její páry jsou ve směsi se vzduchem výbušné. Vyrábí se z ropy destilací a jinými chemický procesy. Používá se jako motorové palivo, rozpouštědlo, extrakční činidlo a ředidlo pro tuky a oleje. Pro pohon motorů musí benzín splňovat specifické požadavky. Petrolej Kerosin – rafinovaný ropný destilát, směs kapalných uhlovodíků C12–C18, teplota varu od 150–180 °C do 270–310 °C. Vysoce hořlavá, čirá a bezbarvá až slabě nažloutlá kapalina, charakteristicky páchnoucí. Používá se ke svícení (v knotových lampách), k technickým účelům a samostatně nebo jako součást pohonných hmot pro vznětové a tryskové spalovací motory. Plynový olej Podle teploty varu se dělí na vlastní plynový olej lehký, z něhož se dalším zpracováním vyrábí nafta motorová a krakovaný benzín, a plynový olej těžký, který se získává obvykle jako nejlehčí frakce ve vakuové destilační koloně. Slouží jako palivo do malých kotlů (např. v domácnosti). Mazut Destilační zbytek a z atmosférické kolony. Mazut se ohřívá v další trubkové peci a nastřikuje se do vakuové kolony.
Frakce z vakuové kolony: Těžký plynový olej Olejový destilát I Olejový destilát II Olejový destilát III Asfalt Další zpracování ropných frakcí záleží na tom , co budeme vyrábět. Můžeme je přeměnit na pohonné hmoty, můžeme vyrábět pohonné hmoty a mazací prostředky nebo na petrochemické suroviny.
18
6.2. Krakování Vedle výroby paliv z frakcí z atmosférické destilace, je možné je vyrábět i z frakcí vakuové destilace. Vakuové frakce obsahují dlouhé uhlovodíky, které je třeba přeměnit na kratší, aby svým bodem varu odpovídaly uvedeným pohonným hmotám. Tomuto procesu štěpení se říká krakování, je zaměřeno zpravidla na výrobu benzínu a používají se teploty cca 500 - 550 °C. Vedle krakování se při zpracování ropy používá další štěpný proces, označovaný jako pyrolýza. Od krakování se liší vyšší teplotou 800 - 900 °C a je zaměřena na výrobu ethylenu a propylenu. Také při pyrolýze vznikají kapalné produkty. Při všech štěpných procesech z dané suroviny vznikají: uhlovodíkové plyny, kapalné produkty lehčí než je nastřikovaná surovina (mají menší molekulovou hmotnost, nižší počet atomů uhlíku v řetězci), současně i látky těžší než je nástřik (delší molekuly) a vznikají i pevné sloučeniny, tzv. ropný koks. Krakování se dělí na termické, katalytické, hydrogenační [5].
7. Ropné havárie 7.1. Havárie ropných věží Poměrně časté nehody na mořských ropných plošinách mají za následek nejenom materiální škody a smrt zaměstnanců, kteří se v té době nacházeli na inkriminovaném místě, ale často i obrovské úniky ropy, které znečišťují moře. V březnu 2001 přišel brazilský ropný gigant Petrobas o největší ropnou plošinu na světě a o deset zaměstnanců. Plošinou P-36 otřásla 15. března série výbuchů a o pět dní později se kolos potopil do hloubky 1350 metrů asi 125 kilometrů od pobřeží brazilského státu Rio de Janeiro. Do moře uniklo nejméně 350 000 litrů surové i zpracované ropy, záchranářům se ji ale podařilo zneutralizovat. Plošina stála 350 miliónů dolarů a pojištěna byla na 500 miliónů. V dubnu 2001 se skoro na stejném místě stala havárie na jiné plošině firmy Petrobas, naštěstí byli lidé včas evakuováni. V květnu 2001 zranil výbuch plynu na dánské vrtné plošině firmy Dansk Undergrunds Consortium (DUC) v Severním moři dvě osoby. Na konci listopadu se uvolnila v Severním moři norská vrtná plošina s více než 50 lidmi na palubě, ukotvit se ji podařilo až další den. V roce 1990 irácká vojska diktátora Saddáma Husajna obsadila Kuvajt, a když byla vojsky OSN přinucena k odchodu, nejen že záměrně zapálila stovky kuvajtských ropných vrtů, čímž došlo patrně k největšímu požáru ropy v dějinách, ale též vypustila do moře asi 68 milionů barelů ropy z terminálu Mořský ostrov v Kuvajtu a ze sedmi velkých tankerů. Celá akce má smutný primát největšího útoku na ekologický systém. Ropná věž Piper Alpha společnosti Occidental Petroleum stála v Severním moři, 193 km 19
východně od skotského města Wick. 6. července 1988 bylo na plošině 227 pracovníků. Okolo půlnoci věží otřásl výbuch. Pracovníci rozběhli pečlivě nacvičený havarijní postup, ale o deset minut nastala další exploze. Unikající plyn posunul oheň na výrobní plošinu a plameny šlehaly do výšky 150 m. Mnozí pracovníci skákali z výšky 60 m do moře, tehdy už ale hořela i voda. Posádky záchranných vrtulníků a člunů dokázaly zázraky, co se týká hrdinství a navigace, když se přiblížily k hořící věži, aby zachránily ty, co zůstali naživu, ale následující den i tak museli oznámit, že 157 pracovníků ropné věže Piper Alpha přišlo o život. Katastrofa v roku 1988 nebyla prvním nebezpečím, které ohrozilo ropnou věž Piper Alpha. Čtyři roky před tím si výbuch na věži vynutil náhlou evakuaci 175 pracovníků vrtulníkem. Jednalo se ale o největší katastrofou v historii těžby ropy. Plošina Piper Alpha, postavená za 530 miliónů liber v roce 1976, byla majetkem americké společnosti Occidental Petroleum. Denně se na ní vytěžilo 700 000 kubických metrů zemního plynu a 167 200 barelů ropy a patřila k plošinám,které vykazovaly nejvyšší zisky. Pojišťovací společnosti vyplatily na náhradách pozůstalým a za věcné škody 2,9 miliardy dolarů. V roce 1983 ropné pole Nowruz u iránského pobřeží stíhala jedna katastrofa za druhou. V únoru začala z ropné věže, do které narazila loď, unikat ropa. Irák, který vedl válku s Iránem, vyhodil 2. března do vzduchu další věž. Ani to však nebyl konec – útoky pokračovaly.Ve válce tak bylo poškozeno až osm ropných věží. Nelítostná válka mezi Iránem a Irákem však znemožnila vrtné věže opravit. Zbytek světa se bezmocně díval, jak do moře vytéká 1 117 000 litrů ropy denně a pokrývá pobřeží Perského zálivu hrubou vrstvou lepkavé černé hmoty. Účinky katastrofy na volně žijící živočichy byly zdrcující. V důsledku katastrofy vznikl i akutní nedostatek vody, neboť vládní orgány museli uzavřít zařízení na čištění vody, v kterých se mořská voda upravovala na pitnou. V říjnu ropa ještě stále plavala na hladině a odborníci upozorňovali, že na uzavření poškozených ropných věží potřebují další dva měsíce. Představitelé Světového fondu na ochranu volně žijících zvířat vyhlásili, že obnova vod Perského zálivu do normálního stavu potrvá 30 let. Mezi živočichy, kteří uhynuli po výbuchu ropných věží Nowruz, byly želvy, delfíni a mořští hadi. Druh, kterého se katastrofa dotkla nejvíce, byl dugong, savec živící se mořskými chaluhami. Světový fond na ochranu volně žijících zvířat oznámil, že v červenci 1983 uhynula v perském zálivu téměř celá populace dugongů. Od roku 1980 se stalo ještě několik havárií s velkými ztrátami na životech: v březnu 1980 se plošina společnosti Alexander Keilland rozpadla kvůli únavě materiálu v Severním moři. Zahynulo na ní 123 dělníků. V srpnu 1984 u pobřeží Brazílie výbuch na plošině společnosti Petrobras způsobil, že se 36 osob utopilo. V lednu 1995 zabil výbuch na plošině firmy Mobil poblíž Nigérie 13 pracovníků. 3. února 1979 došlo k výbuchu na ropné věži Ixtoc u Yucatánského poloostrova Mexickém zálivu. Pokusy zastavit proud ropy selhaly a situace se vymkla kontrole. Začátkem října se mastná skvrna ropy v délce 640 km pohybovala směrem k jihovýchodnímu pobřeží Texasu. Úsilí zachytit ropnou skvrnu a zabránit, aby se dostala k pobřeží, komplikovaly dva faktory. Za prvé - neustálá změna větru. Za druhé - ropa byla natolik těžká, že klesla pod hladinu moře. V důsledku toho se hůře zjišťoval její pohyb, přičemž ropa podplavávala bariéry, které záchranáři rozmístnili na hladině ve snaze ji zachytit Podle konečného odhadu se při tomto největším úniku ropy na světě vylilo do moře víc jak 800 milionů litrů ropy.
20
7.2. Havárie ropných tankerů Na světě se stává mnoho ropných havárií, protože současný způsob využívání ropy jako výchozí suroviny na výrobu benzínu a nafty se neobejde bez její přepravy obrovskými tankery. Tento způsob dopravy však není bez rizika, vždyť jen v období 15-ti let, v letech 1970 až 1985 došlo k 186 velkým nehodám, které zavinily únik minimálně 1300 tun ropy. V březnu 1978 uprostřed vichřice plaval Lamanšským průlivem ropný tanker Amoco Cadiz. V mohutných vlnách selhalo řízení lodi. Tankeru přišel na pomoc vlečný člun, aby ho vzal do vleku, ale vlečné lano se přetrhlo. Proud unášel loď ke skalám a ta se rozlomila po prudkém náraze. Z vraku se vylilo do moře víc než 295 milionů litrů ropy. Ropa unášená přílivem pokryla pláže zapáchající černou pěnou. Tisíce ptáků uhynulo, na pobřeží byla vyplavena těla mrtvých ryb. Trvalo několik měsíců, než byl Lamanšský průliv opět vyhlášen za čistý. K dalšímu úniku ropy při její přepravě po moři došlo ve stejném roce. Po srážce lodí Atlantic Express a Aegean Captain v blízkosti Trinidadu a pobřeží Tobaga, kdy se do moře vylilo z obou tankerů dohromady 2,2 milionu barelů ropy. Krátce po půlnoci 24. března 1989 najela cisternová loď Exxon Valdez na útes Bligh Tref v průlivu Prince William Sound u Aljašky, přičemž se do moře vylilo více než 41,8 milionu aljašské surové ropy, které znečistila přibližně 2 080 km pobřeží. V důsledku toho byly otráveny a uhynuly tisíce mořských ptáků, ryb, mořských vyder a dalších zvířat včetně tuleňů obecných a kosatek dravých. Společnost Exxon vynaložila na vyčišťovací práce, které následovaly po vylití ropy, více než 2 miliardy amerických dolarů. Kromě toho zaplatila další jednu miliardu na obnovení výskytišť a na odškodnění v občanskoprávních sporech a na odškodnění v důsledku trestného činu těm lidem a organizacím, jejichž živobytí bylo katastrofou zničeno nebo ovlivněno. Další odškodné bylo vůči společnosti Exxon nárokováno, ale zatím nebylo vyplaceno, neboť dosud nebylo vyřešeno odvolání. Nehledě na tyto platby pociťují lidé, že je nepravděpodobné, že by škody na životním prostředí a sociologické a ekonomické dopady byly někdy úplně vykompenzovány. Katastrofa tankeru Exxon Valdez byla nazvána „největší dopravní nehodou způsobenou požitím alkoholu“. Kapitán Joseph Hazelwood se přiznal, že pil vodku před nastoupením na palubu a převzal velení té noci, kdy došlo ke katastrofě. V důsledku toho padl hlavní podíl na vině na jeho bedra. Avšak při soudním přelíčení, které ve Spojených státech následovalo, byl zproštěn viny z toho, že by velel lodi pod vlivem alkoholu. Hazelwood nebyl totiž na velitelském můstku v době nehody. Loď vedl úzkou vodní cestou mezi ostrovem Busby Island a útesem Bligh Tref v okamžiku, když narazila na útes, třetí důstojník obchodního loďstva Grey Cousins. Kapitán Hazelwood však zcela určitě několikrát chybně rozhodl, co se rychlosti lodi týče a lidí, kterým svěřil navigaci lodě nebezpečným průlivem. Mezi třetím důstojníkem a kormidelníkem došlo k nedorozumění ohledně změny kursu a Exxon Valdez najel na útes. Soud dospěl k názoru, že by ke katastrofě nedošlo, kdyby býval kapitán Hazelwood zůstal na velitelském můstku. Ačkoliv kapitán Hazelwood nese bezpochyby svůj podíl na vině, ekologické organizace poukázaly na to, že k nehodě nedošlo pouhou náhodou. Vyhodnocení katastrofy, které
21
provedla organizace Greenpeace, vzalo rovněž v úvahu, že k uváznutí tankeru na mělčině také přispěl větší počet stupňů a směrnic společnosti Exxon. Například v době katastrofy prováděla tato společnost pro těžbu ropy snižování početních stavů svého personálu a měla rovněž směrnici, která povzbuzovala kapitány cisternových lodí, aby své lodě po vyplutí z přístavu co nejdříve rozjížděly na plnou rychlost. Kromě toho společnost Exxon pokračovala ve stavbě tankerů s jednoduchým trupem dokonce i poté, co slíbila, že bude stavět tankery s trupem dvojitým. Pokud má loď dvojitý trup, snižuje se pravděpodobnost, že při uváznutí na mělčině nebo při srážce s jinou lodí dojde k velkému vylití ropy, protože náraz by musel být dostatečně veliký, aby došlo k proražení obou trupů. Dokonce i tehdy, dojde-li ke značnému poškození, snižuje konstrukce dvojitého trupu množství vylité ropy. Odhaduje se například, že množství vylité ropy v případě tankeru Exxon Valdez by se bývalo snížilo o více než než polovinu, kdyby loď měla dvojitý trup. Náklady na stavbu takových lodí jsou však mnohem větší než u konstrukcí s jednoduchým trupem, a tak do dnešního dne žádná ze společností, které provozují dopravu ropy v oblasti průlivu Prince William Sound, nezavedla více tankerů s dvojitým trupem přesto, že tak slíbily. V roce 2000 mělo dvojitý trup pouze deset procent lodí z celé flotily plavící se v této oblasti. Mezi další faktory, které přispěly k závažnosti rozlití ropy v oblasti průlivu Prince William Sound, patřily odlehlost místa katastrofy, špatné počasí a zcela nepřiměřená prevence takové nehody a dále nepřiměřená reakce na ni v době, kdy už ke katastrofě došlo. Po následující tři dny nedošlo k žádnému sbírání ropy na mořské hladině, a tak během této doby se ropa rozlila po klidné hladině moře a dostal se na pobřeží. Když k uváznutí tankeru došlo, byl člun záchranné služby mimo provoz, a ačkoliv byly použity disperganční prostředky (prostředky pro rozptýlení ropné skvrny), byly v daných podmínkách více méně neúčinné. I kdyby ale byly účinné, nebylo jich dostatečné množství, aby na situaci měly podstatný vliv. Vylití ropy z tankeru Exxon Valdez nebylo sice největší na světě, ale jeho dopad na život v přírodě byl nejničivější. Zdržení vyčišťovacích prací znamenalo, že dva týdny po katastrofě bylo sebráno či izolováno pouze dvacet procent ropy. Odhaduje se, že vylití ropy zabilo přibližně 3 500 až 5 500 mořských vyder z celkové populace přibližně 35 000 v dané oblasti a průběhu prvních čtyř měsíců po neštěstí bylo nalezeno více než 35 000 mrtvých těl otrávených ptáků. Další odhady tvrdí, že uhynulo mezi 300 000 až 675 000 mořských ptáků spolu s více než 300 tuleňů obecných, 250 orlů bělohlavých, 22 kosatek dravých a neznámý počet lososů, sleďů a dalších ryb. V sezoně následující po katastrofě se do této oblasti vrátilo pouze 25 procent populace tažných lososů. Důsledky vylití ropy z tankeru Exxon Valdez byly daleko větší než jen bezprostřední dopad na život v přírodě v tomto regionu. Bylo ohroženo samozásobitelské hospodářství obyvatelů některých domorodých vesnic Tatitlek a Chenega Bay, které byly přímo v cestě vylité ropě. Lidé, kteří normálně žili z rybolovu, lovu místních zvířat a plodin místních rostlin, si nemohli být jisti, zda jejich potrava není kontaminována škodlivými látkami. Místo toho museli začít nakupovat drahé potraviny odjinud. Tito lidé také značně trpěli stresem a rozvratem způsobeným náhlým vpádem stovek vědců, žurnalistů a pracovníků ropného průmyslu. I jiné, nedomorodé rybářské komunity rovněž trpěly stresem a rozvratem – přinejmenším v důsledku dopadu na zdroj rybolovu v dané oblasti. V průběhu jara a léta 1989 s komerční rybolov v dané oblasti vůbec nekonal. Oblast Prince William Sound byla předtím rovněž populární turistickou destinací, které byla proslavená svojí atraktivní scenérií a rozmanitostí života v přírodě. Znečištění vody a stovek kilometrů pobřeží mělo zcela jasně negativní dopad na turistiku a rekreační aktivity v této oblasti, což zase ovlivnilo ekonomiku mnoha turistických komunit, které závisejí na turistickém průmyslu. Vyrovnání se společností Exxon zahrnovalo
22
pokutu 150 milionů USD, což byla největší pokuta, jaká kdy byla uložena za ekologický trestný čin. Tato pokuta však byla soudem snížena na 25 milionů, jelikož soud uznal, že společnost Exxon spolupracovala na vyčišťovacích pracích po vylití ropy. Společnost Exxon rovněž souhlasila s tím, že zaplatí 100 milionů USD na náhradu škod způsobených rybám, divokým zvířatům a zemi, spolu s dalšími 900 miliony USD, které zaplatí v průběhu dalších deseti let na odškodnění v rámci občanskoprávních řízení. Po delším období veřejných konzultací byl v regionu zaveden plám obnovy. V současné době se provádějí inspekce a další formy detailního monitorování u ryb a dalších druhů divokých zvířat v oblasti po vylití ropy, aby se určily jejich populační trendy, plodnost a zdraví. Provádí se také ochrana výskytišť, aby se zabránilo dalším škodám u příslušných druhů zvířat. Byla získána půda pro zvířata, ptáky a rostliny a rovněž pro rekreaci a využívání pro samozásobitelské hospodářství. Byl zřízen spořící fond, protože lidé rozpoznali, že plné zotavení z vylití ropy bude trvat celá desetiletí. Tento fond podporuje dlouhodobé regenerační aktivity. Rovněž byly zavedeny nové administrativní programy, nový vědecký management a zajištěna lepší informovanost veřejnosti [4].
8. Odstraňování ropných havárií Únik ropné látky do vnějšího životního prostředí znamená mimo ekologických rizik i nebezpečí vzniku požáru nebo výbuchu hořlavých plynů a par. K hašení požárů hořlavých kapalin je úspěšně používána pěna vytvořená na proudnici z vody, vzduchu a některého z mnoha druhů pěnidel. Pěna je také osvědčeným prostředkem pro snižování koncentrace hořlavých plynů a par. Aplikuje se v případech, kdy je třeba na místě provést opravu technologického zařízení s použitím otevřeného ohně. Ze zkušeností v praxi i z modelových laboratorních pokusů však víme, že pěnidla snižují povrchové napětí látek, ropné produkty nevyjímaje. Snížením viskozity se zvyšuje jejich mobilita. Za stejnou dobu od úniku produktu tak dojde ke kontaminaci několikanásobně většího objemu horninového prostředí, ne-li dosažení hladiny podzemní vody, po níž se pak horizontálně šíří ve směru jejího proudění také rychleji, než v nesaturované zóně zemního tělesa. Zde je třeba citlivě zvážit priority a pokud je to možné, použití pěny se vyhnout. V případě nutnosti snížení koncentrace hořlavých par v ovzduší lze v mnoha případech pokrytí pěnou nahradit zajištěním nuceného větrání nebo zkrápěním roztříštěným vodním proudem. Při likvidaci požáru je vhodnější použít malé množství vysokotlaké vody než plný proud, který bez užitku odteče i se znečišťujícími látkami. Podobným případem je použití odmašťovacích prostředků, tenzidů, které ropnou látku spolu s vodou převedou do emulze, čímž sníží viskozitu a zvýší rychlost jejího šíření. Spláchnutím rozlitého paliva z vozovky odmašťovačem nebo roztokem pěnidla sice ropná skvrna zmizí z povrchu, ale problém tím zdaleka není vyřešen. Naopak, každý vodohospodář potvrdí, že ropnou látku převedenou do emulze nelze zachytit nornými stěnami ani v odlučovačích a obtížně se váže i na hydrofobní sorpční prostředky. U ropné havárie je důležitým aspektem znalost místních hydrogeologických podmínek. Veliteli zásahu se vyplatí přijmout pomoc odborné firmy. Geolog nebo hydrogeolog je schopen podle geologických map a archivních údajů, na základě směru proudění podzemní vody, druhu zemin a podloží, přítomnosti propustné štěrkopískové vrstvy atd. posoudit vhodnost navrhovaných opatření, jako je např. odklon toku kontaminující látky nevhodným
23
směrem, kde by kontaminant rychle protekl přímo na hladinu podzemní vody. Činnost všech složek by měla být zaměřena na eliminaci rizik znečištění podzemních vod a horninového prostředí. Snížení tohoto rizika zajistí vyhodnocení rizikovosti daného prostředí odbornou ekologickou firmou (hydrogeologický posudek), která by měla mít možnost ovlivňovat provádění zásahu v zasažené oblasti. S rozlitou ropnou skvrnou se samozřejmě bojuje nejrůznějšími prostředky. Jsou to např. pásy z plovákových desek, které jsou motorovými čluny taženy tak, aby stahovaly ropu na místo, odkud je pak vysávána. Jednodušší je posypat ropu dřevěnými pilinami, které se po nasáknutí vyloví, usuší a posléze v žocích prodávají jako vynikající palivo. K nejzajímavějším metodám patří posyp ropné skvrny bakteriemi, které ji požerou [1].
9. Závěr Ropa se v průběhu let stala nezbytnou surovinou pro chod celé civilizace. Její zásoby a obchod s ní však rovněž přispívaly k různým mezinárodním konfliktům. Používání ropy způsobovalo a stále způsobuje velmi nebezpečné a nezodpovědné znečišťování a poškozování životního prostředí na celé planetě. Moře bývá znečištěno ropou v případě čištění ropných tankerů nebo při nehodách na vrtných plošinách. Nejhorší katastrofy se staly, když byl poškozen nějaký obrovský tanker, nebo když se dokonce potopil. Ropné skvrny, které se v důsledku těchto katastrof vytvořily, vedly k velkému úhynu mořského ptactva a mořských živočichů. Používání benzínu a nafty vyráběné z ropy rovněž způsobuje značné znečištění ovzduší. Výfukové plyny z aut a ostatních motorů spalují benzin či naftu obsahující jedovaté plyny, jako je kysličník uhelnatý, nespálené uhlovodíky, kysličníky dusíku a olovo. Některé z těchto škodlivých látek reagují se slunečním světlem a vytvářejí nepříjemný fotochemický smog, který visí nad mnoha městy, například nad Los Angeles a Mexico City. Když se kysličníky dusíku smísí v mracích s kapkami vody, vzniká kyselý déšť, který znečišťuje řeky a jezera a ničí lesy. V mnoha zemích bylo nutno podniknout kroky ke snížení škodlivých emisí z výfukových plynů aut. V současné době se vyrábí bezolovnatý benzín a auta jsou vybavována katalyzátory, které mění škodlivé plyny na minimálně škodné až neškodné. Tato zlepšení jsou však méně účinná, protože spotřeba ropy stále vzrůstá. Bez ohledu na nové objevy je jasné, že fosilní paliva nejsou nevyčerpatelná a také že zejména ropa se spotřebovává mnohem větší rychlostí, než s jakou se v přírodě obnovuje. Poptávka po ropě neustále roste, nehledě na vyšší ceny a zmenšující se zásoby. Vyhlídky však nejsou tak chmurné, jak se může zdát. Někteří odborníci odhadli, že ověřené zásoby ropy reprezentují pouze jednu třetinu skutečných zásob skrytých pod zemí. Pomocí nových technologií bude možné podstatně zvýšit odhad zásob, které lze ekonomicky těžit. Počátkem 90. let američtí vědci vyvinuli techniku zvanou „chemické zaplavování“, která umožňuje získávat ropu z existujících nalezišť. Tato technika spočívá ve vyplavení ropy z hornin s použitím chemikálie podobné saponátu. Použití této techniky bylo v minulosti omezeno pro vysokou cenu chemikálie. Vědci se domnívají, že tato technika může zvýšit potenciální zásoby ropy v USA téměř šestinásobně. Ostatní zdroje ropy zahrnují asfaltové písky, což jsou horniny nasycené lepkavou ropou. Získávání ropy z asfaltových písků je však velmi nákladné. Jiným
24
zdrojem ropy je skupina hornin zvaná živičné břidlice, které jsou bohaté na látku zvanou kerogen, z níž lze získávat ropu. Nové objevy a technologie znamenají naději pro budoucnost. Avšak jediným dlouhodobým řešením energetické krize způsobené vyčerpáním fosilních paliv je vývoj alternativních forem energie. Dokud takové alternativní formy nebudou k dispozici, je životně důležité šetření s existujícími zásobami a jejich smysluplné využívání.
10. Seznam použitých zdrojů [1] KOVARČÁK, M., VAVREČKOVÁ, J., ŽEMLIČKA, Z. Likvidace ropných havárií. Ostrava: Sdružení požárního a bezpečnost. inženýrství, 2000. 163 s. ISBN 80-86111-61-X. [2] POTMĚŠIL, J., JALČ, M. Evropská dohoda o mezinárodní přepravě nebezpečných věcí. Praha: Federální ministerstvo dopravy, 1988. 164 s. [3] VIKKELS, A. Energie - Kde ji vzít? Praha: EkoWatt, 1993. 124 s. ISBN 87-87660-74-1. [4] VYDAVATELSTVÍ MARSHALL CAVENDISH Svět poznání; informace a zajímavosti pro celou rodinu – oddělení věda a technika. Redakce českého překladu Světa poznání: Agentura MIA Praha, ISSN 1211–9369. [5] Ropa [online]. c1999, poslední revize 17. 10. 2002 [cit. 2002-11-06]. Dostupné z:
. [6] Ropa a zemní plyn [online]. c2001, poslední revize 7. 9. 2001 [cit. 2002-11-06]. Dostupné z: .
25
11. Obsah 1. Úvod………………………………………………………………………..……….…….2 2. Z historie ropy ………………………………………….…………………..……………2 3. Hledání ropných ložisek……………………………………………………..……………4 3.1. Magnetický průzkum………………..…………………………………………….....4 3.2. Gravitační průzkum……………………………………………………………….....4 3.3. Seizmický průzkum………………………………….…………………………...….4 3.4. Zkušební vrty……………………………………………………………………......5 4. Těžba ropy…………………………………….………………………………………......5 4.1. Vrtání na ropu…………………………………………………………………….....7 4.2. Těžba ropy v moři. ……………………………………………………………...…..8 5. Doprava ropy…………………………………………………………………………...…9
26
5.1. Doprava ropy pomocí ropovodů……………………………………………………..9 5.2. Ropovody pro Českou republiku…………………………………………………….9 5.3. Doprava ropy pomocí tankerů…………………………………………………...…10 5.4. Železniční přeprava ropy………………………………………………………..….12 5.5. Silniční přeprava ropy…………………………………………………………...….14 6. Zpracování ropy. ……………………………………………………………….…...……17 6.1.Destilace ropy………………………………….…………………………….………17 6.2.Krakování ropy……………………………………………………………....………19 7. Ropné havárie…………………………………………………………………….……….20 7.1. Havárie ropných věží…………………………………………………………….….20 7.2. Havárie ropných tankerů…………………………………………………………….21 8. Odstraňování ropných havárií……………………………………………………………..24 9. Závěr………………………………………………………………………………………25 10. Seznam použitých zdrojů…………………………………………………………….…..26 11. Obsah………………………………………………………………………………….…27
27
