Definicja: łupki bitumiczne to rodzaj skał osadowych, które są bogate w kerogen. Ta substancja nie jest ciekłym olejem, ale materią organiczną z prehistorycznych roślin morskich i zwierząt. Kerogen można przekształcić w olej, jeśli zostanie wystarczająco długo podgrzany. Łupek ropy naftowej nie należy mylić z olejem łupkowym , który jest faktycznym olejem uwięzionym w warstwach łupków.
Łupki naftowe nie są jeszcze komercyjnie opłacalne. Jednak Kongres uznał łupki naftowe za narodowy priorytet w "łupkach naftowych, Tar Sands i innych strategicznych niekonwencjonalnych paliw Act z 2005 roku." W rezultacie wyzwania związane z produkcją ropy z łupków bogatych w kerogen są przezwyciężane przez nowe technologie.
Może to spowodować, że Stany Zjednoczone będą krajem eksportującym ropę naftową, co wyeliminuje zależność od zagranicznej ropy.
Zasoby łupkowe
Podczas gdy łupki naftowe znajdują się na całym świecie, Stany Zjednoczone mają największą rezerwę, szacowaną na 1,3-3 tryliony baryłek, w formacji Green River w Kolorado, Utah i Wyoming. Nawet jeśli uda się odzyskać tylko 800 miliardów baryłek, jest to nadal trzykrotnie więcej niż 262,6 miliarda baryłek w rezerwach ropy w Arabii Saudyjskiej. Amerykańskie rezerwy łupków naftowych mogą zaspokoić amerykańskie zapotrzebowanie na ropę, około 20 milionów baryłek dziennie, przez 100 lat. (Źródło: "American Oil Find posiada więcej ropy niż OPEC", ABC News, 13 listopada 2012 r. "Przewodnik po łupkach naftowych", US Bureau of Land Management.)
Prawie trzy czwarte rezerw łupkowych stanowi własność amerykańskiego rządu, dzięki ustawie Pickett z 1910 roku. Odłożyło to rezerwy w Kalifornii i Wyoming na dostawę ropy dla amerykańskiej marynarki wojennej, która przerzuciła się z węgla na ropę, aby zasilać swoje statki.
Do 1925 r. Marynarka opracowała Program Naval Petroleum and Oil Shale Reserves Program został rozszerzony przez prezydenta Roosevelta na drugą wojnę światową. Pierwszy narodowy rezerwat, Elk Hills w Kalifornii, wyprodukował ropę dla marynarki wojennej, a następnie został sprzedany firmie Occidental Petroleum za 3,65 miliarda dolarów w 1998 r. - największa prywatyzacja w historii Stanów Zjednoczonych.
Jednak rezerwy łupkowe nadal są własnością amerykańskiego Biura Gospodarki Gruntami (źródło: "Zasoby łupkowe ropy naftowej", "Daily Reckoning")
Ekstrakcja łupków naftowych
Zwykle Natura potrzebuje milionów lat ciśnienia i ciepła, aby przekształcić kerogen w łupkach naftowych w ropę naftową. Człowiek może przyspieszyć ten proces poprzez wydobywanie łupków w otwartych dołach. Następnie jest podgrzewany w procesie zwanym retortingiem. Olej należy następnie oddzielić od skały i zebrać. Proces ten jest kosztowny, tworzy otwarte doły, które można zobaczyć z kosmosu, i daje masę toksycznego piasku, który musi być bezpiecznie zdeponowany.
Shell opracował proces ogrzewania podziemnego łupka, który przyspiesza ten naturalny proces. Ten proces konwersji in-situ ogrzewa łupek do 650 - 750 stopni Fahrenheita przez dwa do trzech lat. To uwalnia olej kerogenowy i gaz, który jest następnie pompowany na powierzchnię. (Źródło: "Przegląd łupków naftowych", Instytut Badań nad Energią.)
Wydobywanie łupków bitumicznych jest droższe w produkcji niż konwencjonalna ropa naftowa, ale nadal jest opłacalne przy dzisiejszych cenach ropy. Kosztuje 40-80 dolarów za baryłkę, aby odzyskać, co czyni go prawie wartym około 100 dolarów za baryłkę. Jest to energochłonne, ale nie bardziej niż ekstrakcja oleju łupkowego i innych "ciasnych" olejów.
To prawda, że 25% wyprodukowanej energii musi zostać wykorzystane do wydobycia następnej baryłki. Jednak ten stosunek jest już stosowany w przypadku konwencjonalnej ekstrakcji parowej "ciężkiego" oleju. Ponadto produkt końcowy jest znacznie lżejszy i czystszy niż większość ropy naftowej .
Grupy środowiskowe są bardziej zaniepokojone ilością wody potrzebnej do produkcji łupków bitumicznych. Jest to szczególnie ważne na Zachodzie. Potrzebne są od jednej do trzech jednostek wody do wyprodukowania jednej jednostki łupków naftowych. Jest to jednak w przybliżeniu jedna dziesiąta wody potrzebnej do produkcji biopaliw, które wymagają silnie nawodnionej kukurydzy jako materiału bazowego. (Źródło: Jeremy Boak, dyrektor Centrum ds. Technologii i Badań Złóż Ropy Naftowej, Colorado School of Mines)
Choć obiecujące, wydobycie insitu nadal musi rozwiązać ogromne problemy technologiczne. Największe jest upewnienie się, że olej nie wycieka do otaczającego go stołu wodnego.
Najlepszym sposobem na to jest zamrożenie wody wokół miejsca wydobycia. Łatwo zauważyć, że utrzymywanie wody zamarzniętej wokół obszaru ogrzanego do 750 stopni jest technicznym i kosztownym wyzwaniem.
Wreszcie, wydobycie ropy z łupków może zagrozić środowisku dzikiej zwierzyny, zwiększyć zanieczyszczenie powietrza i wytwarzać toksyczne odpady. Problemem jest również globalne ocieplenie . Każda wyprodukowana łupka naftowa generuje do 20 jednostek CO2, w porównaniu do 4 jednostek CO2 na każdą jednostkę ropy naftowej. Dlatego najważniejszym czynnikiem jest poprawa technologii ekstrakcji, a nie ceny ropy. (Źródła: Rada Ochrony Zasobów Naturalnych, Oil Shale by the Numbers , sierpień 2008 r. Wywiad z Gavinem Longmuirem, konsultantem International Petroleum Consultants Association, Inc. Ma ponad 25-letnie doświadczenie jako inżynier naftowy w globalnym przemyśle naftowym, specjalizujący się w rozwój przyszłych pól naftowych, ekonomiczne oceny możliwości poszukiwawczych i ocena nowych technologii.)