Öljyhiekka (bitumihiekka): määritelmä, esiintymät ja ympäristövaikutukset

Öljyhiekka (bitumihiekka) — määritelmä, esiintymät ja miten sen tuotanto vaikuttaa ympäristöön ja ilmastoon. Faktaa ja vaikutusarviot.

Öljyhiekka eli tervahiekka on epätavanomainen öljylähde. Öljyhiekka on hiekan, saven ja veden seos, jossa on tiivistä ja erittäin tahmeaa öljyä, jota kutsutaan bitumiksi. Bitumi on hyvin raskaiden hiilivetyjen seos, joka on lähes kiinteää tai erittäin viskoosista huoneenlämmössä. Sen korkea viskositeetti ja kiteytyneet hiilivetyketjut tekevät siitä vaikeasti pumpattavaa ilman käsittelyä tai lämmitystä.

Esiintymät ja varannot

Luonnonbitumia esiintyy monissa maissa. Suurimmat tunnetut määrät löytyvät erityisesti Kanadassa (Athabaskan alue, Cold Lake, Peace River), Kazakstanissa ja Venäjällä. Maailmanlaajuiset esiintymät on arvioitu yli 2 biljoonaksi tynnyriksi (noin 320 miljardia kuutiometriä), mutta tähän lukuun sisältyy myös osin tutkimattomia alueita. Noin 70 prosenttia kaikista todistetuista varannoista on Kanadassa. Lisäksi muualla — esimerkiksi Venezuelan Orinoco-alueella — esiintyy erittäin raskaita ja ekstra-raskaita öljyvarantoja, joita usein käsitellään samankaltaisina haasteina bitumihiekan kanssa.

Tuotantomenetelmät

Bitumihiekan hyödyntäminen tapahtuu pääasiassa kahdella tavalla, riippuen esiintymän syvyydestä:

• Pintakaivostoiminta (avolouhos): Käytetään matalammissa esiintymissä, kuten Kanadan Athabaskan alueella. Maaperä kaivetaan, ja kaivettu materiaali kuljetetaan prosessointiin, jossa bitumi erotetaan kuuman veden ja kemiallisten aineiden avulla.
• In-situ -menetelmät: Syvemmille esiintymille käytetään tekniikoita kuten steam-assisted gravity drainage (SAGD) ja muut höyry- tai liuoteavusteiset menetelmät. Höyryllä tai liuottimilla vähennetään bitumin viskositeettia, jolloin se voidaan pumpata putkia pitkin ylös.

Prosessointivaiheessa erottelun jälkeen bitumista tehdään usein upgraded-tuotteita (kuten synteettistä raakaöljyä) joko hydrodealkyloimalla, coking-prosessilla tai sekoittamalla kevempien tislatuotteiden kanssa (diluenttien avulla), jotta se kelpaa jalostettavaksi tavanomaisissa öljynjalostamoissa.

Ympäristövaikutukset

Bitumihiekan tuotannolla on useita merkittäviä ympäristövaikutuksia:

• Kasvihuonekaasupäästöt: Tuotantoprosessi kuluttaa paljon energiaa. Kokonaiselinkaaritasolla bitumihiekasta valmistettavat nestemäiset polttoaineet aiheuttavat usein suuremman määrän kasvihuonekaasupäästöjä kuin perinteinen raakaöljy; tuotantovaiheen päästöt voivat olla esimerkiksi noin 12 prosenttia suuremmat lopputuotetynnyriä kohti kuin perinteisellä öljyllä (kasvihuonekaasuja), riippuen käytetystä teknologiasta ja laskentatavasta.
• Veden käyttö ja jätevedet: Louhinta- ja erotusprosessit vaativat suuria määriä vettä. Jätevesistä syntyy ns. tailings-allasalueita, jotka sisältävät raskasmetalleja ja kemikaaleja ja joilla on pitkäaikaisia riskitekijöitä pohjavesille ja ekosysteemeille.
• Maiseman muutos ja elinympäristön häiriöt: Avolouhokset, tie- ja kaivosinfrastruktuuri sekä kaatopaikat muuttavat laajoja maa-alueita ja heikentävät paikallista biodiversiteettiä. Alueilla elävät alkuperäiskansat ovat usein erityisen herkkiä näille muutoksille.
• Ilmanlaatu ja paikalliset terveysvaikutukset: Polttoaineiden kulutus, lämpökeskukset ja jalostamot aiheuttavat ilman epäpuhtauksia (partikkelit, NOx, SOx), jotka voivat vaikuttaa ihmisten terveyteen ja luonnon tilaan.
• Energiataloudellinen kannattavuus: Tuotannon nettoenergiatuotto on pienempi kuin tavanomaisella öljyllä, koska öljyhiekasta saatavan tuotannon energiasiirtoihin ja lämmitykseen tarvitaan paljon energiaa.

Hallinta, lieventämistoimet ja teknologinen kehitys

Ympäristövaikutusten vähentämiseksi alalla kehitetään ja otetaan käyttöön useita keinoja:

• Veden kierrätys ja suljetut prosessit vähentävät makean veden tarvetta.
• Uudet tailings-käsittelymenetelmät pyrkivät nopeuttamaan jätteiden kiinteytymistä ja vähentämään altaiden pinta-alaa.
• In-situ -menetelmien tehostaminen (esim. vähäisemmän höyrykulutuksen prosessit, liuoteavusteiset tekniikat) alentavat energiankulutusta ja päästöjä.
• Energiantuotannon vähähiilistäminen, kuten sähkön käyttö höyryntuotannossa, sekä hiilidioksidin talteenotto ja varastointi (CCS) voivat vähentää päästöjä.
• Sääntely, ympäristöseuranta ja kunnostusvelvoitteet lisäävät tuotannon vastuullisuutta ja asettavat standardeja alueiden palauttamiselle louhinnan jälkeen.

Taloudelliset ja yhteiskunnalliset näkökulmat

Öljyhiekka tarjoaa taloudellisia mahdollisuuksia—työllisyyttä, investointeja ja tuloja alueelliselle taloudelle—mutta se myös aiheuttaa kiistoja ympäristövaikutuksista, alkuperäiskansojen oikeuksista ja ilmastopolitiikasta. Tuotannon kannattavuus on herkkä maailmanmarkkinahinnalle ja sääntelylle: korkeammat öljyn hinnat tekevät investoinnit kannattavammiksi, kun taas tiukentuva ilmastopolitiikka ja päästöverot voivat heikentää taloudellista houkuttelevuutta.

Tulevaisuus

Öljyhiekan tulevaisuus riippuu useasta tekijästä: globaalista energiapolitiikasta, teknologisesta kehityksestä ja markkinahinnoista. Jos päästöjen vähentämiseen tähtäävät teknologiat (esim. CCS, sähkönkäytön lisääminen, tehokkaammat in-situ-menetelmät) yleistyvät, tuotannon ympäristövaikutuksia voidaan vähentää. Toisaalta voimakkaat ilmastotoimet ja siirtymä kohti vähähiilisiä energialähteitä voivat rajata öljyhiekan roolia tulevaisuuden energiajärjestelmässä.

Yhteenvetona: öljyhiekka on merkittävä, mutta ympäristöllisesti haastava energialähde. Sen hyödyntäminen vaatii sekä teknisiä että sääntelyyn liittyviä ratkaisuja, jotta tuotanto olisi taloudellisesti mielekästä ja ympäristön kannalta hallittavissa.

Ympäristökysymykset

Öljyhiekan hyödyntäminen tuhoaa usein laajoja maa-alueita. Öljyn erottamiseen hiekasta käytetään paljon vettä, joka sitten jää saastuneeksi. Hiilidioksidi ja muut louhintaprosessin päästöt saastuttavat ilmaa. Öljyhiekan louhinnan aiheuttamaa ympäristötuhoa kritisoivat ympäristöryhmät, kuten Greenpeace, The Climate Reality Project, 350.org, MoveOn.org, Sierra Club ja Energy Action Coalition.

Vuonna 2012 Euroopan unioni (EU) ilmoitti, että se saattaa julistaa öljyhiekkaöljyn "erittäin saastuttavaksi". Tämä aiheutti jännitteitä EU:n ja Kanadan välille.

Öljyhiekan louhinta Fort McMurrayssa, Kanadassa

Kysymyksiä ja vastauksia

Kysymys: Mitä ovat öljyhiekat ja mistä ne on tehty?

K: Mistä luonnon bitumia löytyy ja missä maissa sitä on eniten?

K: Kuinka monta öljyhiekkavarantoa maailmassa arvioidaan olevan, ja sisältävätkö nämä arviot löytymättömät esiintymät?

Kysymys: Kuinka monta prosenttia kaikista todistetuista öljyhiekkavarannoista sijaitsee Kanadassa?

K: Miksi bitumihiekasta tuotettua öljyä kutsutaan usein epätavanomaiseksi öljyksi ja miten sen tuotantoprosessi eroaa perinteisen nestemäisen öljyn tuotantoprosessista?

Kysymys: Miten nestemäisten polttoaineiden tuotanto öljyhiekasta vertautuu perinteisen öljyn tuotantoon kasvihuonekaasupäästöjen osalta?

K: Miksi öljyhiekkaa on vasta äskettäin pidetty osana maailman öljyvarantoja?

Hae kirjaimella