Bài 9: Ngành Sản Xuất Dầu Mỏ Trên Thế Giới Và Ở Việt Nam | Chuyên đề học tập Hóa học 11 | Chuyên Đề 3: Dầu Mỏ Và Chế Biến Dầu Mỏ - Lớp 11 - Kết Nối Tri Thức Với Cuộc Sống

(Trang 48)

I. TRỮ LƯỢNG DẦU MỎ

1. Trên thế giới

a) Trữ lượng dầu mỏ

Trữ lượng dầu mỏ được công bố hiện nay là trữ lượng xác minh, tức là trữ lượng có thể khai thác được, trữ lượng này chỉ bằng 30 – 35% trữ lượng thật của dầu mỏ.

Trữ lượng xác minh có thể giảm theo từng năm do khai thác và có thể tăng khi phát hiện thêm những mỏ dầu mới.

Quốc gia có trữ lượng dầu mỏ lớn nhất thế giới là Venezuela (trên 300 tỉ thùng). Trữ lượng dầu của các nước OPEC(1) cộng bộ năm 2018 chiếm khoảng 79,4% trữ lượng dầu xác minh, trong đó các nước Trung Đông đã chiếm tới 64,5% trữ lượng này.

⁽¹⁾ OPEC: Organization of Petroleum Exporting Countries – Tổ chức các nước xuất khẩu dầu mỏ.

(Trang 49)

b) Sự tiêu thụ dầu mỏ của một số nước trên thế giới 

Bảng 9.1. 10 nước tiêu thụ dầu lớn nhất và tỉ lệ trong tổng lượng tiêu thụ dầu thế giới năm 2019(1)

2. Ở Việt Nam

a) Trữ lượng 

Theo số liệu thống kê của BP(2), Việt Nam là quốc gia đứng thứ 28 trên thế giới về trữ lượng dầu mỏ. Tính đến năm 2020, trữ lượng dầu mỏ xác minh của Việt Nam là 4,4 tỉ thùng, đứng thứ nhất khu vực Đông Nam Á. Mỏ Bạch Hổ thuộc Bể Cửu Long được ghi nhận là mỏ dầu lớn nhất của Việt Nam, có trữ lượng xác minh trên 500 triệu tấn (khoảng 3,5 tỉ thùng).

b) Sự tiêu thụ dầu mỏ

Sự tiêu thụ dầu mỏ ở Việt Nam chủ yếu phục vụ cho xuất khẩu và cho công nghiệp chế biến tại nhà máy lọc dầu Dung Quất. Nhà máy lọc dầu Dung Quất bắt đầu vận hành từ năm 2009, công suất chế biến 6,5 triệu tấn/năm. Năm 1987, Việt Nam bắt đầu xuất khẩu dầu thô và xếp thứ tư trong khu vực Đông Nam Á về xuất khẩu dầu mỏ.

II. SẢN XUẤT DẦU MỎ

1. Sự phát triển công nghiệp sản xuất dầu mỏ của một số nước trên thế giới

Bảng 9.2. 10 nước sản xuất dầu lớn nhất và tỉ lệ trong tổng lượng sản lượng dầu thế giới năm 2020⁽³⁾

 ⁽¹⁾ Nguồn: Thống kê Năng lượng Quốc tế.

⁽²⁾ BP: Công ti dầu khí đa quốc gia British Petroleum.

⁽³⁾ Nguồn: Thống kê Năng lượng Quốc tế, Tổng lượng sản xuất dầu (xăng dầu và các chất lỏng khác).

(Trang 50)

Mỹ trở thành nước sản xuất dầu thô lớn nhất thế giới vào năm 2018. Thành tựu của Mỹ về kĩ thuật khai thác mỏ dầu thuỷ lực cắt phá (fracking) đã mở khoá cho đồng dầu và khí tự nhiên khổng lồ bị mắc kẹt dưới lòng đất suốt nhiều năm qua. Sự bùng nổ khai thác dầu đá phiến đã làm sản lượng dầu mỏ Mỹ tăng hơn gấp đôi trong thập niên qua.

Saudi Arabia là nước khai thác dầu mỏ lớn thứ hai thế giới và lớn nhất trong OPEC quốc gia này chiếm khoảng 18% trữ lượng dầu mỏ xác minh toàn cầu. Nga là quốc gia khai thác dầu mỏ lớn thứ ba thế giới với sản lượng gần 11 triệu thùng/ngày. Trung Quốc là quốc gia Đông Á duy nhất lọt vào top 10 với sản lượng gần 5 triệu thùng/ngày. Trung Quốc cũng là nước nhập khẩu dầu thô lớn nhất thế giới. Việc gia tăng tiêu thụ dầu mỏ khiến nước này phụ thuộc vào nguồn cung dầu mỏ bên ngoài.

2. Sự phát triển của công nghiệp sản xuất dầu mỏ ở Việt Nam

Năm 1986, tấn dầu đầu tiên tại mỏ Bạch Hổ được khai thác đã đánh dấu bước phát triển đầu tiên của ngành công nghiệp dầu mỏ của Việt Nam. Bạch Hổ là mỏ dầu lớn nhất của Việt Nam, có trữ lượng xác minh trên 500 triệu tấn (khoảng 3,5 tỉ thùng). Được tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam (Vietsovpetro) tổ chức khai thác một cách hệ thống và hiệu quả với sản lượng lớn (khoảng 12 triệu tấn/năm) là một điển hình đầu tiên được ghi nhận trong số liệu dầu khí thế giới. Liên doanh Vietsovpetro nay là Việt – Nga “Vietsovpetro” trong 30 năm từ 1986 đến 2016 đã khai thác được 220 triệu tấn dầu thô và cung cấp vào bờ trên 30 tỉ m3 khí đồng hành. Tính đến năm 2020, Vietsovpetro đã khai thác được tổng số trên 239 triệu tấn dầu thô.

Trải qua gần bốn thập kỉ, PetroVietnam đã có bước trưởng thành vượt bậc về mọi mặt để trở thành một tập đoàn kinh tế mạnh của quốc gia. Tiếp nối sau Vietsovpetro, Tập đoàn dầu khí Việt Nam – Việt Nam (JVPC), Công ty dầu khí Việt – Nga – Nhật (VRJ),… đã phát hiện và tổ chức khai thác có hiệu quả các mỏ Rạng Đông, Sư Tử Đen, Sư Tử Vàng, Sư Tử Nâu, Cá Ngừ Vàng, Ruby, Nam Rồng – Đồi Mồi, Hải Sư Đen,…. Gần 50 công trình biển đã được kết nối hệ thống công nghệ liên hoàn để khai thác 5 mỏ: Bạch Hổ, Rồng, Gấu Trắng, Thỏ Trắng và Nam Rồng – Đồi Mồi.

Bảng 9.3 đưa ra danh sách những mỏ dầu lớn nhất Việt Nam, cho thấy Việt Nam có tiềm năng dầu khí rất lớn và những phát hiện mới về dầu khí ở thềm lục địa phía Nam, khu vực quần đảo Hoàng Sa làm tăng thêm niềm tin, tạo động lực cho chúng ta phát triển ngành công nghiệp dầu mỏ.

Bảng 9.3.  Các mỏ dầu lớn nhất Việt Nam,, năm khai thác và sản lượng khai thác(1)

⁽¹⁾ Nguồn: Thống kê của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam tháng 5/2021.

(Trang 51)

Với những thành tựu và bước phát triển vượt bậc, ngành công nghiệp dầu mỏ đã trở thành mũi nhọn của nền kinh tế Việt Nam trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Việt Nam trở thành quốc gia có vị trí trong cộng đồng các quốc gia khai thác dầu khí trên thế giới, góp phần không nhỏ trong việc nâng cao uy tín của Việt Nam trên trường quốc tế và cũng là yếu tố quan trọng trong vòng chủ quyền của Việt Nam ở Biển Đông.

III. TÁC ĐỘNG CỦA SẢN XUẤT DẦU MỎ ĐẾN MÔI TRƯỜNG

1. Sự cố tràn dầu gây ô nhiễm môi trường

a) Sự cố tràn dầu

Sự cố tràn dầu là hiện tượng dầu từ các phương tiện chứa, vận chuyển khác nhau hay từ các công trình và các mỏ dầu thoát ra ngoài môi trường tự nhiên do sự cố kĩ thuật, thiên tai hoặc do con người gây ra.

Hình 9.1. Bờ biển bị ô nhiễm sau sự cổ tràn dầu

b) Các nguyên nhân gây sự cố tràn dầu

Sự cố tràn dầu có thể xảy ra đặc biệt nghiêm trọng tại giàn khoan. Ví dụ: bão, động đất làm đổ giàn khoan hoặc giàn khoan bị nổ, hệ thống ngăn dầu bị hỏng, rò rỉ đường ống dẫn,.... Sự cố tràn dầu cũng có thể xảy ra khi các tàu chở dầu bị hỏng, tai nạn va chạm hoặc bị mắc cạn, tàu có thể va vào đá ngầm, san hô,... khiến một lượng lớn dầu chứa trong tàu tràn ra ngoài. Hình 9.1. Bờ biển bị ô nhiễm sau sự cố tràn dầu.

c) Tác hại của tràn dầu đối với môi trường

Dầu thô chủ yếu bao gồm các hydrocarbon khác nhau, trong đó có arene đơn vòng và đa vòng, một số hợp chất dị vòng chứa nitrogen, sulfur, các hợp chất phenol, các hợp chất cơ kim chứa kim loại nặng,... Chúng là các chất độc gây ô nhiễm môi trường.

Dầu tràn ra ngoài môi trường nước sẽ phân tán vào trong nước theo cả chiều rộng lẫn chiều sâu, làm các loài sinh vật bị chết, ảnh hưởng nghiêm trọng lên hệ sinh thái,.... Dầu tràn gây tác động xấu và lâu dài đến hoạt động kinh tế – xã hội ở các vùng xảy ra sự cố tràn dầu.

(Trang 52)

d) Một số sự cố tràn dầu

- Vụ tràn dầu lớn nhất là ở Vịnh Ba Tư trong sự kiện Chiến tranh Vùng Vịnh năm 1991. Khoảng hơn 7 triệu tấn dầu đã tràn vào vùng biển gần Kuwait và Saudi Arabia.

- Vụ nổ giàn khoan Deepwater Horizon năm 2010, hơn 6 triệu tấn dầu tràn ra Vịnh Mexico.

- Việt Nam, với bờ biển dài và có đường hàng hải quốc tế nên có nhiều tàu chở dầu đi qua, đã có một số sự cố tràn dầu nhưng đã sớm được khắc phục.

2. Các chất thải và các vấn đề rác dầu trong hoạt động khai thác dầu

Do trong dầu có nhiều thành phần dễ bay hơi nên khi bị tràn trên biển, dầu bay hơi một phần, trở nên đặc, nhớt và tạo thành một lớp váng dày. Một phần khác có thể phân tán vào nước thành các hạt nhũ tương trong nước nhỏ đến mức gần như không nhìn thấy, hoặc tạo thành đám bọt dày. Phần khác có thể chìm cùng các hạt vật chất lơ lửng, còn lại kết thành cục hắc ín rắn, phần này thường gọi là rác dầu.

Các hoạt động khai thác dầu có sử dụng những hoá chất có thể gây hại đến hệ sinh thái tự nhiên trên biển.

Tại các mỏ dầu đang khai thác, methane trong khí đồng hành thải ra được đốt để chuyển thành carbon dioxide. Khí methane gây hiệu ứng nhà kính mạnh mạnh hơn nhiều so với carbon dioxide. Trước đây, khí dầu mỏ trên các giàn khai thác được đốt công khai này, khi đó thanh thoát ra đúng với quá trình khai thác đặc thù phải thu hồi để tránh gây hại cho môi trường. Các nhà khai thác dầu mỏ đều phải đầu tư đường ống dẫn khí vào bờ hoặc lập các trung tâm xử lí và thu nhận khí đồng hành để sử dụng.

3. Các phương pháp xử lí sự cố tràn dầu và rác dầu

a) Phương pháp thu gom cơ học

Dầu tràn trên mặt nước được thu gom bằng cách khu trú dầu lại trong một giới hạn nhất định bằng hàng rào nổi trên mặt nước. Việc ngăn, quây dầu tràn thường sử dụng phao ngăn dầu chuyên dụng, sau đó, nhanh chóng thu gom bằng mọi cách, từ bơm hút cho đến vớt thủ công.

Hình 9.2. Ngăn và thu gom dầu tràn trên biển.

(Trang 53)

b) Phương pháp hấp phụ

Để thu dầu tràn hiệu quả và nhanh, đồng thời thu được cả phần dầu đã phân tán nhũ tương vào nước, sử dụng phương pháp hấp phụ dầu bằng các vật liệu xốp. Phương pháp này công suất thu dầu rất nhanh.

c) Phương pháp phân huỷ bằng vi sinh

Một số chủng vi sinh vật, các vi khuẩn xuất hiện tự nhiên như micrococcus, arthrobacter và rhodococcus có khả năng phân huỷ các hydrocarbon đầy paraffin. Các chất hấp thụ và các vi sinh vật có khả năng làm sạch dầu với tốc độ rất nhanh.

IV. MỘT SỐ NHIÊN LIỆU THAY THẾ DẦU MỎ

1. Các nguồn nhiên liệu thay thế dầu mỏ chứa carbon

a) Than đá

Xu hướng hiện nay chuyển hoá than sang dạng nhiên liệu sạch là khí hoá và sản xuất nhiên liệu lỏng. Các sản phẩm chuyển hoá than đá với hơi nước theo các phản ứng (khi hoá than) sau:

C + H₂O → CO + H₂

C + CO₂ → 2CO

Hỗn hợp [CO+H₂] được gọi là khí tổng hợp (syn-gas). Khí tổng hợp có thể được sử dụng để đốt turbine sản xuất điện.

Hình 9.4. Than đá.

b) Cát dầu và đá phiến dầu

Cát dầu hay còn gọi là dầu nặng thực chất là hỗn hợp của bitumen, silica sand(1), khoáng sét và nước.

Đá phiến dầu là một loại đá trầm tích hạt mịn giàu chất hữu cơ và chứa một lượng lớn kerogen có thể nhiệt phân để nhận được các loại hydrocarbon.

c) Methane hydrate

Methane hydrate là những tinh thể trong đó các phân tử nước liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen để tạo thành các hốc, bên trong chứa các phân tử khí chủ yếu là methane (có thể có ethane, propane, butane với hàm lượng nhỏ). Công thức đơn giản của methane hydrate: [(CH₄).5,75(H₂O)].

(Trang 54)

Nhiều nghiên cứu cho thấy trữ lượng methane hydrate có thể cao hơn trữ lượng khí thiên nhiên đã được xác minh hiện nay.

2. Hydrogen – nguồn nhiên liệu không chứa carbon

a) Hydrogen, nhiên liệu thiện thiện môi trường

Trong lĩnh vực năng lượng, hydrogen thể hiện là một nhiên liệu gần như hoàn hảo. Hydrogen cháy không không khi tạo nhiệt độ rất cao. Khi cháy trong oxygen, nhiệt độ có thể lên tới 3 000 °C, cao nhất so với các khí như methane, ethane, propane. Sản phẩm cháy duy nhất là nước, thân thiện với môi trường.

b) Sản xuất hydrogen

Sản xuất hydrogen từ hơi nước và khí thiên nhiên hoặc khí CO (được điều chế từ than đá).

CH₄ + H₂O → CO + 3H₂

CO + H₂O → CO₂ + H₂

Trong công nghiệp, hydrogen còn được sản xuất từ quá trình điện phân nước.

c) Sử dụng hydrogen

Nhiên liệu động cơ đốt trong: Hydrogen được sử dụng cho động cơ đốt trong của các phương tiện giao thông vận tải, thay thế các loại xăng dầu mà không cần có những thay đổi gì đáng kể về cấu trúc động cơ.

Pin nhiên liệu hydrogen: Hydrogen được sử dụng gián tiếp làm nhiên liệu trong pin nhiên liệu hydrogen. Pin nhiên liệu hydrogen có nhiều loại công suất khác nhau, có loại rất nhỏ dùng cho điện thoại di động, máy tính xách tay, có loại công suất vừa để dùng cho động cơ điện của phương tiện giao thông, có loại công suất lớn để sản xuất điện, dùng như một trạm điện độc lập.

⁽¹⁾ Silica sand: cát trắng, cát thạch anh.