Mis on põlevkivi?

Lihtsalt öeldes on põlevkivi kivim, milles on sedavõrd palju orgaanilist ainet, et ta tõepoolest põleb. „Tekkinud on ta mere põhjas või järve põhjas vetikaterikka muda settimisel basseini põhja, kus mineraalseid ained ei ole liig palju, et see hoopis ära summutada. Põlevkivi on üks ütleme kehva kivisöe, väga tuharikka kivisöe vaesem vend. Ta on veel tuharikkam, temas on orgaanilise aine sisaldus veel väiksem ja seetõttu ta on raske kütus, raske toore. Aga tema tõuseb nüüd maailmas esiplaanile oma erilise omaduse tõttu, temast ei saa mitte ainult kütet vaid temast saab õli. Ja kuivõrd maailma naftavarud on lõppemas, siis temale vaadatakse eelkõige kui õlikivile,“ ütleb geoloogia emeriitprofessor ja Enefiti nõunik Väino Puura.

Kukersiit-põlevkivi on tüüpiline segakivim, mis koosneb kolmest süngeneetiliselt tekkinud põhikomponendist: orgaanilisest, karbonaatsest ja terrigeensest materjalist. Viimased kaks moodustavad kivimi mineraalse osa. Nimetatud komponentide sisaldus võib kõikuda laiades piirides, sõltuvalt kihist ja maardla piirkonnast.

Niisiis on on põlevkivi kerogeeni sisaldav peenkihiline musta või pruuni värvi settekivim. Maavarana leidub seda majanduslikult arvestatavates kogustes 33 riigis.  Laiemalt hakati põlevkivi maailmas kasutama 19. sajandi keskel, tööstusrevolutsiooni ajal, esmalt Prantsusmaal ning siis ka Šotimaal ja Saksamaal. Et põlvekivist saab toota ka õli, siis valmistati sellest juba tollal peamiselt petrooleumi, lambiõli ja parafiini. Eestis pärinevad esimesed teated põlevkivi kaevdandamisest 1870. aastatest Kukruse mõisas. Siit ka maavara eesti keelne nimi kukersiit. Tööstuslik kaevandamine algas Eestis Esimese maailmasõja ajal, kui Venemaal valitses kütusepuudus. Täielikult arendati põlevkivitööstus Eestis välja esimese iseseisvuse ajal.

Pärast Teist maailmasõda kadus peaaegu kogu maailmas huvi põlevkivi vastu, sest  nafta oli tunduvalt odavam kütus, mida sai täielikult ära kasutada. Aktiivselt jäid põlevkiviga tegelema vaid kaks maad – Hiina ja Eesti NSV, kelle jaoks see on ainus ja tähtsaim maavara. Nõukogude ajal saigi Eestist kogu maailma suurim põlevkivikaevandaja. Tippaasta oli 1980, mil maailmas kaevandati põlevkivi kokku 47 miljonit tonni, sellest 31 miljonit tonni Eestis. Samaaegselt arenes siin ka põlevkivi teaduslik uurimine.

Mis on põlevkiviõli?

Põlevkiviõli on iseloomuliku lõhnaga tumepruun vedelik, mis koosneb tuhandetest üksikutest keemilistest ühenditest.Peamise massi põlevkiviõlis moodustavad hapnikuühendid, mille hulk summaarse põlevkiviõli kohta ulatub kuni 65-70%. Madalamal temperatuuril keevad õli fraktsioonid sisaldavad kuni 10% küllastumata süsivesinikke. Kõrgema keemistemperatuuriga fraktsioonides kasvab fenoolide ja neutraalsete hapniku ühendite tähtsus.

Põlevkiviõli tootmise ajalugu

1921. aastal käivitati Kohtla-Järvel proovi õlivabrik, kus õli saamise eesmärgil katsetati põlevkivi utmist spetsiaalses retordis ehk teisisõnu põlevkivi kuumutamist ilma õhu juurdepääsuta. 1924-1942 üle ootuste heade tulemuste toel ehitati Kohtla-Jarvel neli õlivabrikut. Utmisesaadused turustati kütte- ja immutusõlina, bituumenina ja mootorikütusena. Põlevkivigaas põletati oma jõujaamas. 1980. aastal ehitati Narva õlitehas, mille koosseisu kuuluvad kaks ainulaadset tehnoloogilist seadet UTT-3000, mille abil toodetakse erineva fraktsiooniga põevkivist saadud kütteõli ja kõrge kalorsusega uttegaasi.

Põlevkivi uurimisega alustati Eestis juba enne Esimest maailmasõda, kuid suurem teadustöö läks lahti Nõukogude ajal, mil Eestist sai kogu maailma suurim põlevkivikaevandaja. Praegu tegeldakse põlevkivitehnoloogiate teadusliku uurimisega Tallinna Tehnikaülikooli Virumaa kolledži kütuste tehnoloogia teadus- ja katselaboratooriumis, kus põlevkivi on järjepidevalt uuritud juba üle 50 aasta.

Mis on utmine?

Utmine ehk poolkoksistamine on termilise töötlemise režiim (põlevkivi kuumutamine kuni 500C), mille eesmägiks on kütuse sügav lagundamine. Saadav õli on oma iseloomult tunduvalt erinev uttetõrvast- tema iseloomulikuks jooneks on kõrge aromaatsete süsivesinike sisaldus.

„Utmine on põlevkivi kuumutamine 300-500 kraadini kinnises retordis, kinnises torus ilma õhu juurdevooluta ja sellistes tingimustes see põlevkivi hakkab välja ajama õli ja gaasi. Need püütakse kinni torustikesse ja lähevad juba poolproduktide tootmiseks. Utmine on loodusliku protsessi tehniline analoog. Kui see põlevkivi läheks nafta tekke sügavusele, kus temperatuur on 400-500 kraadi, siis temast tuleb välja õli ja gaas, mis moodustab looduses kõik need gaasimaardlad ja õlimaardlad. Nii, et nad on täitsa poolvennad ses mõttes, et loodus teeb ühe ja teisel on vaja kunstlikku viljastamist mõnel määral. Nii, et see utmine ongi nagu kunstlik analoog sellele looduslikule õli eraldamisele. Utmise ja põlevkivi põletamise vahel on see eelis, et utmisprotsessides saadud õli kaudu saadakse kõrgem orgaanilise aine kasutegur ja suurem tulu kui otseselt põletamise näol,“ selgitab Väino Puura.

 

  • Toetajad

    ESF TeaMe Archimedes      Haridus- ja Teadusministeerium