Eesti oma nafta ja gaasi allikas

Põlevmaavarad, eriti nafta ja maagaas mängivad majanduselus väga olulist rolli. Ilma nendeta on tänast industriaalühiskonda võimatu ette kujutada, need on asendamatud nii energiaallikana kui keemiatööstuse toormena.

Nafta levik Baltikumis

Kõige varem andis Baltikumis nafta endast märku Eestis, sest siin Balti sünekliisi äärealadel ei lasu naftat kandvad kihindid kuigi sügaval. Naftalaadset vedelikku saadi esmakordselt 1905. aastal Hiiumaal Vaemla mõisas kaevu puurimisel umbes 18 m sügavuselt. Tõeline naftapalavik jõudis Eestisse 1920ndate alguses. Ainuüksi 1922. aasta 6 kuu jooksul esitati 66 taotlust nafta uurimis- ja ammutusõiguse saamiseks [1].

Vara-Paleosoikumi setendeid loeti naftakandvuse suhtes kaua täiesti perspektiivituiks, sest peaaegu kõik tollal teadaolevad naftamaardlad olid seotud nooremate kivimitega. Põhjalikumate uuringuteni jõuti Baltikumis alles 1950-ndate lõpus. Esimesed tööstuslikud naftamaardlad avastati pärast 10-aastasi otsinguid Leedus 1966. ja Kaliningradi oblastis 1968. aastal. Balti sünekliisi keskosas – mandriosas ja Läänemere mandri laval on avastatud üle 40 naftamaardla. Need on seotud põhiliselt Kesk-Kambriumi Deimena kihistu liivakividega, vähemal määral Ülem-Ordoviitsiumi rifi moodustistega. Oma suurusega maardlad ei hiilga. Kaliningradi oblastis kõige suuremate maardlate naftavaru jääb alla 10 mln t, Leedu omad on veel väiksemad [2]. Viimasel ajal on laekunud andmeid, mille kohaselt on Lätis Gudenieki piirkonnas avastatud naftamaardla (levib maismaal ja akvatoooriumis). Maardla varu hinnatakse kuni 700 000 t ja see võidakse kasutusele võtta lähiaastail. Eestile kõige lähemad, Kuramaal paiknevad naftaleiukohad on loetud mittetööstuslikeks [3; 4].

Teine huvipakkuv tase on Ülem-Ordoviitsiumi Pirgu- ja Porkuniealised rifilaadsed moodustised, mis Gotlandi saarel on osutunud naftat kandvaiks. Gotlandil on välja selgitatud üle 10 väikese leiukoha, mille sügavus on kõigest 300–600 m. Selle piirkonna naftavaru on hinnanguliselt 200 000 tonni ja 1990ndate aastate alguses toodeti siin 3000–4000 tonni aastas. Olemasolevail andmeil ei ole nafta tootmine olnud majanduslikult otstarbekas ning see on lõpetatud. Lääne-Eestis ning saartel Kesk- ja Ülem-Ordoviitsiumi ja Alam-Siluri karbonaatkivimites on avastatud rohkesti oksüdeerunud nafta ja eriti loodusliku bituumeni ilminguid kas siis õõnsustes (poorid, kavernid, lõhed, korallitühimikud biohermses lubjakivis) või on impregnatsioonid ja immutuslaigud poorsemates kivimierimites [5]. Üldiselt võib Eestis leiduda ka suuremaid naftailminguid Liivi lahes, Irbe väinas ja Sõrve läänerannikul, kuhu võivad ulatuda nii Balti naftabasseini Kambriumi Deimena (Ruhnu) kihistu liivakivi-naftakiht kui ka Ülem-Ordoviitsiumi (Pirgu–Porkuni lade) naftat sisaldavad rifi vööndid, mis on teada Gotlandi saarel [3].

Maagaasi ilmingud

Maagaasi ilminguid Eestis teatakse juba ammusest ajast. Kõige tugevam on olnud gaasipurse Keri saarel 1902. aastal puuritud puurkaevust. Aastail 1907–1912 valgustati selle gaasiga Keri saare tuletorni, mis oli üldse esimene maagaasil töötav tuletorn maailmas. Prangli saarel tehti aastail 1946–1947 ja 1956–1961 sihipäraseid maagaasi otsinguid. Kahes gaasilasundis sügavustel 78–123 m hinnati kokku 17 mln m³ põlevat gaasi (metaani). Suuruselt ei anna see välja ka väikest gaasimaardlat (1–10 mld m³ ) [6]. Gaasikollektoriteks olid väikesed liivaläätsed savikates glatsiaalsetes setetes. Sealsetest puuraukudest imbub ka tänapäeval välja maagaasi. Ka paljudes teistes kohtades rannikul ja mandril on olnud gaasipurskeid ja gaasi väljavoolusid puuraukudest, meres on jälgitud gaasimullide eradumist. Kõiki teadaolevaid gaasilasundeid ei saa arvestada kui võimalikke gaasimaardlaid [7; 8]. Seega ei saa me Eestis loota oma loodusliku nafta ega maagaasi maardlale.

Kukersiitpõlevkivi – tehisnafta- ja gaasiallikas

Olemasolevail andmeil on maailma naftavarudest kättesaadava nafta kogus hinnanguliselt 140–170 mld t. Sellest piisaks praeguse tarbimise juures (üle 4 mld t aastas) vähem kui 40 aastaks.

Maagaasi jätkub enam kui kaks korda pikemaks ajaks. Naftasaaduste tarbimine suureneb aga üha kiiremini, kui võtta arvesse selliste suurriikide nagu Hiina ja India kiiret majandusarengut. Samas on uuringute kaudu saadav naftavaru juurdekasv aeglasem. Naftat pumbatakse ka järjest sügavamalt ja kaugematest piirkondadest, mis tõstab nafta hinda veelgi. Seega tuleb vedelkütuse tootmiseks peagi kasutusele võtta üha rohkem alternatiivseid allikaid. Olulisemate mittetraditsiooniliste süsivesinike allikate all vaadeldakse looduslikku bituumenit ja põlevkivi [9]. Maailma põlevkivivaru nn naftaekvivalendis (põlevkiviõlis) on maapõues hinnatud väga erinevalt – 530 kuni 1225 mld t. Seega ületab põlevkiviõli ehk tinglikult tehisnafta kogus mitmeid kordi loodusliku naftavaru [10; 11].

Põlevkivis ei ole küll valmis naftalaadset ainet nagu looduslikus bituumenis (leiukohad Kanadas, Venezuelas), mida saab ammutada kuuma veega ekstraheerimise teel. Põlevkivi orgaanilise aine (OA) koostises on ülekaalus orgaanilistes lahustites lahustumatu aine – kerogeen. Vaid termilisel utmisel ja OA lagunemisel tekivad põlevkiviõli aurud. Need vedeldatakse jahutamise teel nn toorõliks, mis on olnud toormeks peamistele põlevkivitööstuse toodetele (kütte- ja määrdeõli, diisliõli, petrooleum, bensiin, parafiin, meditsiinilised preparaadid jt keemiatooted).

Põlevkiviõlid erinevad oma koostise poolest maardlati. Parafiini tüüpi põlevkiviõlid on koostiselt ligilähedased parafiinnaftadele ja neid saab kasutada kvaliteetsete mootorikütuste tootmiseks. Kukersiidist saadav põlevkiviõli on spetsiifilise koostisega, millele ei ole seniajani leitud analooge teiste maardlate põlevkiviõlide seast. See õli sisaldab palju hapnikuühendeid ja selle omapära on eriti spetsiifiliste fenoolide – alküülresortsiinide kõrge sisaldus. Sellisest õlist ei ole võimalik saada kõrgemargilist mootorikütust ilma täiendava töötlemiseta [11; 12]

Eesti on saavutanud oma energeetilise sõltumatuse alates 1918. aastast tänu Eesti maardla kukersiitpõlevkivile. Käesoleval ajal on põlevkivi osatähtsus riigi kütusebilansis 60–65%, elektrienergia tootmises moodustab põlevkivi 90–95%.

Eesti maardlas on 90-aastase ekspluateerimise jooksul kaevandatud üle 1 mld t põlevkivi, millest termiliseks töötlemiseks kasutati 180 mln t ja millest on saadud ligi 25 mln t põlevkivitoorõli. Kõige enam on saadud põlevkiviõli Kohtla-Järve (69%) ja Kiviõli (24%) tehases, palju vähem Narva õlitehases Eesti SEJ juures (6%), Sillamäel ja Kohtla-Nõmmel (alla 1%). Põlevkiviõli kogutoodang utteseadmete järgi jaguneb järgmiselt: gaasigeneraatorites (GGJ) 67,6%; tunnelahjudes (TA) 14,4%; kamberahjudes (KA) 10,8%; tahke soojuskandjaga seadmetes (TSK) 7,2% [13; 14].

Põlevkivist bensiini tootmine

Põlevkivi termilisel töötlemisel tunnelahjudes Kiviõlis ja Sillamäel aastatel 1929–1975 saadi ka madalamargilist bensiini, mis moodustas kogu vedelsaadusest 10–15%. Kohtla-Järvele 1931. aastal ehitatud bensiinivabrik töötles generaatorite toorõli bensiiniks (oktaanarv 68) ja diisliõliks. Aastaks 1939 tõusis bensiini aastatoodang 20 000–22 000 tonnini. Kokku on Eestis põlevkivist toodetud ligi 450 000 t bensiini. Alates 1927. aastast eksporditi põlevkiviõlisaadusi (nt kütteõli, bensiin, bituumen) paljudesse välisriikidesse (nt Soome, Rootsi, Norra, Saksamaa, Leedu). Kõikides utteagragaatides saadi kõrvalsaadusena ka gaasi. Kuid see gaas oli kas siis madala kütteväärtusega (generaatorgaas 800–1000 kcal/m³ ) või saadi seda tunnelahjudes väga vähe ning kasutati ettevõtetes küttegaasina.

Põlevkivist majapidamisgaasi tootmine

Pärast Teist maailmasõda oli Nõukogude Liidus suur vajadus majapidamisgaasi järele. Aastal 1949. ehitati Kohtla-Järvele põlevkivi gaasistamiseks kamberahjud, mille peamine saadus oli gaas kütteväärtusega 3500–4000 kcal/m³ . Gaasiga varustati alates 1949. aastast Leningradi ja 1952. aastast ka Tallinna. Majandusgaasi tootmisest sai põlevkivi töötlemise iseseisev tööstusharu. Kamberahjugaasi kogutoodang oli 14 154 mln m³ , millest kaubagaas moodustas 90–95% (tabel 1). Kamberahjud likvideeriti 1987. aastal, kui Nõukogude Liidus evitati uued suured gaasimaardlad ja gaasi tootmine põlevkivist ei olnud enam majanduslikult otstarbekas.

Aastatel 1948–1949 katsetati Kiviõli kaevanduse põhjaosas põlevkivi maaalust gaasistamist. Katsed olid edutud, kuna selleks oli valitud ebasoodne koht: väike sügavus (4–6 m), ümbriskivimite suur lõhelisus ja seoses sellega intensiivsed vee juurdevoolud ning tekkiva auru ja gaasi suured kaod. Ometi tõestati, et tehnoloogiliselt on põlevkivi maaalune termiline töötlemine tarbegaasi tootmiseks võimalik [15]. Tänapäeval on niisugune utmismeetod oma keskkonnamõju tõttu muidugi vastuvõetamatu.

Käesoleval ajal kasutatakse põlevkivi termilisel töötlemisel gaasigeneraatoreid (nn KIVITER-protsess) ja tahke soojuskandjaga seadmeid (GALOTER-protsess). GALOTER-protsessi peetakse tõhusamaks ja keskkonnasõbralikumaks, sest see lubab kasutada rikastamata ja madalama OA-sisaldusega peenpõlevkivi. Täielikum on ka OA õlipotentsiaali kasutamine ning tööstusjäägid on vähem keskkonna ohtlikud.

Põlevkiviõli tootmine

Viimastel aastatel on põlevkivist toodetud 350 000–400 000 t põlevkiviõli aastas, millest 2/3 on eksporditud kütteõlina, põhiliselt laevakütuse lisandina, kuna põlevkiviõli parandab naftamasuudi omadusi – alandab hangumistemperatuuri ja väävlisisaldust. Seoses nafta kõrge hinnaga on Eesti Energia viimastel aastatel teeninud õlitööstusest (Narva TSK tehasest) oluliselt rohkem tulu kui elektritootmisest. Statistikaameti andmeil impordib Eesti samas täielikult mootorikütuseid: bensiini 340 000 t, diislikütust 600 000 t ja kerget kütteõli 95 000 t aastas.

Arvutused näitavad, et Eesti maardla varu naftaekvivalendis on 970 mln t põlevkiviõli ehk tehisnaftat. Põlevkiviõlitööstuse potentsiaali ehk teiste sõnadega maapõuest kättesaadava põlevkiviõli kogust võib hinnata, arvestades põlevkivivarust maha:

• keskkonnakaitseliste aladele (nt looduskaitsealad, asustatud piirkonnad, veekogud) jääva mittekaevandatava varu;
• teistesse kasutussuundadesse määratud põlevkivivaru (energeetikasse 25 aastaks 15 mln t aastas;
• tsemenditööstusse Ubja KV varu);
• kaod kaevandamisel (põlevkivi väljamisetegur avakaevandamisel 0,8, altkaevandamisel 0,6);
• utmistehnoloogia võimalused (tööstuslik õlisaagis laboratoorsest 70%).

Niisuguse arvutuse tulemus: aktiivsest põlevkivivarust on võimalik saada 70 mln t ja majanduslikult (energeetika kriteeriumite järgi) passiivsest varust 130 mln t põlevkiviõli (tabel 2). Seega on kättesaadav põlevkiviõli kogus vaid aktiivses varus ligi 3 korda suurem kui juba toodetud põlevkiviõli kogus (25 mln t). Õlitoodangu tänase mahu juures (350 000–400 000 t) piisaks seda varu ligi 200 aastaks. See võimaldab põlevkiviõli toodangut tulevikus oluliselt laiendada.

Maagaasi hinna pidevat tõusu arvestades oleks otstarbekas laiendada ka põlevkivigaasi tootmist ja kasutamist majapidamisgaasina, seda enam et TSK-des saadav gaas on kõrge põlemissoojusega üle 11 000 kcal/m³. Põlevkivi gaasistamisel on võimalik saada kogu maardla kaevanda tavast (kadudeta) põlevkivivarust (560 mln t), arvestades gaasi keskmist saagist kamberahjudes, ligi 170 mld m³ gaasi.

Eesti põlevkivi on vaja väärtustada

Eesti põlevkiviõli tootvate ettevõtete esindajad väidavad nagu ühest suust, et põlevkivivaru on tarvis vääristada, s.t hakata tootma väärtuslikumaid tooteid – kvaliteetset kerget kütteõli ja mootorikütust (diisliõli), mis võimaldaks sisseveetavate naftasaaduste kogust oluliselt vähendada. Tehnoloogiliselt pidi see küsimus olema juba lahendatud. AS Eesti Energia kavatseb oma kõige optimistlikuma variandi järgi tõsta toorõli kogutoodangut uutes kavandatavates TSK-seadmetes 2016. aastaks kuni 1,6 mln tonnini. AS Viru Keemia Grupp juba ehitab uut TSK-tehast, et välja vahetada suure keskkonnamõjuga GGJ. OÜ Kiviõli Keemiatööstus juba katsetab TSK-seadme käivitamist.

Aga praegu, kui nafta ja kütteõli hind on järsku langenud ning oleme põlevkivitööstuse järjekordses mõõnaperioodis, võivad kõik need kavatsused edasi lükkuda.

Eesti põlevkivimaardla on “tehisnafta” kättesaadava koguse poolest võrreldav suure nafta- või gaasimaardlaga [6]. Võrdlus Baltikumi naftamaardlatega: Kaliningradi oblasti suuremate maardlate naftavaru jääb alla 10 mln t, Leedu omad on veel väiksemad, Lätis ja Gotlandi saarel on vaid sadu tuhandeid tonni. Seega võib Eestit pidada nafta- (õigemini „tehisnafta”) ja gaasirikkaks riigiks! Kui naftat ja gaasi võiks vaid pumbata ega oleks vaja töömahukat põlevkivi kaevandamist ja keerulist termilist töötlemist; ei tekiks suuri jäätmekoguseid, millega ei osata midagi peale hakata, ning puuduks ohjeldamatu pinna- ja põhjavee reostamine ja õhu saastamine, mille eest peab tasuma üha suurenevaid saastemakse. Kahjuks ei tegeleta Eestis juba ammu uute ajakohaste põlevkiviõli tootmise tehnoloogiate väljatöötamisega.

Viidatud kirjandus

1. Kattai, V., Lokk, U., 1997. Kas Eestis võib leiduda naftat? Eesti Loodus, 1, lk 30–31.
2. Vosiljus, G. (red), 1987. Neftjanõje mestoroždenija Pribaltiki. Vilnius, 145 str.
3. Kattai, V., Mens, K., Nestor, H., 1995. Liivimaa naftaperspektiivsusest Baltikumi seniste naftaleidude taustal. Rmt: Liivimaa geoloogia. Tartu, lk 66–71.
4. Kattai, V., Lokk, U., Mokrik, R., 1998. Reviev of oil deposits in the East Baltic. Bull. of the Geol. Survey of Estonia, 4/1, p.12–16.
5. Kattai, V., Lokk, U., 1994. Eesti looduslike bituumenite esinemisvormidest ja päritolust. Eesti Geoloogiakeskuse Toimetised, 4/1, lk 17–22.
6. Kalinko, M. 1987. Geologija i geokemija naftidov. Moskva, Nedra, 242 str.
7. Kattai, V., 1996. Põleva maagaasi ilmingud Eestis. Eesti Loodus, 8, lk 265–267.
8. Kattai, V., Pihlak, A.-T., 1993. Maagaasi ilmingutest Eestis. Eesti Geoloogiakeskuse Toimetised, 3/1, lk 40–47.
9. Jakutceni, A., 1989. Netraditcionnõje istočniki uglevodorodnogo sõrja. Moskva, Nedra, 220 str.
10. Barbiroli, G., Mazzaracchio, P., 1981. Synthetic fuel technologies as strategic pathways. Energy Sources, 17/5, p. 595– 604.
11. Tšerepovski, V. (red.) 1988. Mestoroždenija gorjučih slancev mira. Moskva, Nauka, 263 str.
12. Kattai, V., 2003. Põlevkivi – õlikivi. Tallinn, Eesti Geoloogiakeskus, 162 lk.
13. Kattai, V., 2003. Kui palju võiks saada põlevkivist vedelkütuseid?. Eesti põlevloodusvarad ja -jäätmed. Tallinn, lk 6–13.
14. Kattai, V., 2008. Ülevaade põlevkivitööstuse arengust. Keskkonnatehnika, 4/08, lk 26–30.
15. Jakovlev, V., Tellik, I., 1959. Itogi opõtnõh rabot po podzemnoi termičeskoi pererabotke slanca po kombinirovannomu metodu na kombinate ”Kiviõli”. V kn.: Voprosõ tehniki i ekonomiki podzemnogo polukoksovanija slancev. Leningrad, str. 398–420.
16. Kattai, V., Saadre, T., Savitski, L., 2000. Eesti põlevkivi: geoloogia, ressurss, kaevandamis tingimused. Tallinn, 226 lk.

Artikli autor on V. KATTAI, OÜ Inseneribüroo Steiger

Artikkel ilmus ajakirjas Keskkonnatehnika 3/2009 lk 24–26

Foto: Pexels