Petrolio

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Pompa petrolifera di Sarnia, Ontario (Canada), 2001

Il petrolio (dal greco πέτρα–roccia e έλαιο–olio), anche detto oro nero, è un liquido infiammabile, denso di colore marrone scuro o verdognolo, che si trova in alcuni punti negli strati superiori della crosta terrestre. È composto da una mistura di vari idrocarburi, in prevalenza alcani, ma con variazioni nell'aspetto, nella composizione e nelle proprietà.

Indice

1 Formazione
- 1.1 Teorie alternative o complementari
2 Composizione
3 Storia del petrolio
- 3.1 Studi sulle riserve di petrolio
- 3.2 Paesi con le maggiori riserve di petrolio
4 Impatti ambientali del petrolio
5 Principali paesi produttori
6 Principali paesi consumatori
7 Lista di alcune compagnie petrolifere
8 Mercato del petrolio
9 Voci correlate
10 Altri progetti
11 Collegamenti esterni

Formazione

La teoria biogenica, supportata dalla maggior parte dei geologi petroliferi, dice che il petrolio deriva da materia organica rimasta sepolta,e quindi in assoluta assenza di ossigeno,che si scompone in un materiale ceroso noto come pirobitume o cherogene, che sotto l'influenza di elevato calore e pressione si trasforma in idrocarburi. Come si accumula: la differenza di densità e la ridotta viscosità consentono agli idrocarburi di migrare dalla roccia madre, più profonda, alla roccia serbatoio (anticlinali, duomi salini, etc.) dove permane per effetto di trappole sedimentarie (luoghi in cui si trovano dei depositi di petrolio a grande profondità) dando luogo ai giacimenti petroliferi attuali.

Teorie alternative o complementari

Molte di queste teorie sono complementari, non mutualmente esclusive e non generalmente accettate dalla comunità dei ricercatori che operano nel campo delle Scienze della terra. Vi è un generale consenso, tra gli studiosi, sul fatto che i giacimenti di idrocarburi di possibile origine abiotica se esistenti, siano comunque minoritari rispetto a quelli di origene biogenica presenti nella crosta terrestre.

La teoria abiotica sostiene che tutti gli idrocarburi naturali siano di origine abiotica, ad eccezione del metano biogenico (spesso chiamato gas di palude), prodotto in prossimità della superficie terrestre attraverso la degradazione batterica di materia organica sediementata.

La teoria dell'origine abiotica del petrolio afferma che al momento della formazione della Terra si siano formati dei significativi depositi di carbonio, ora preservati solo nel mantello superiore. Questi depositi, trovandosi in condizioni di elevata temperatura e pressione, catalizzerebbero molecole elementari di metano fino a formare molecole di idrocarburi complessi. Questa teoria non è in contraddizione col secondo principio della termodinamica.

Una variante di questa teoria prevede l'idrolisi di peridotiti del mantello con conseguente formazione di un fluido ricco in idrogeno che, risalendo, dilaverebbe le rocce carbonatiche superiori e con metalli catalizzatori come Ni, Cr, Co, V, ecc., generando idrocarburi. Questa reazione chimica si chiama sintesi di Fischer-Tropsch.

Composizione

Il petrolio deriva da depositi di carbonio ed idrogeno esposti ad elevate pressioni e ad elevato calore. Sia la fase liquida oleosa (petrolio) che la fase gassosa (gas naturali) tendono a spostarsi attraverso le rocce porose finché incontrano strati impermeabili del terreno dove tendono a raccogliersi. Dopo il processo di estrazione, il petrolio greggio viene raffinato attraverso la distillazione. Il prodotto finale include cherosene, benzene, benzina, paraffina, asfalto, bitumi, ecc...

Propriamente parlando, il petrolio consiste per la maggior parte di idrocarburi alifatici sia lineari che ramificati e di idrocarburi aromatici (mono-, bi- e poli- ciclici) composti quasi esclusivamente da idrogeno e carbonio. Sono tuttavia presenti quantità di composti solforati (solfuri e disolfuri), azotati (chinoline e piridine) e ossigenati (acidi grassi, acidi naftenici anche se la loro percentuale, complessivamente, difficilmente supera il 7%. Nel petrolio si trovano anche metalli come Ni, V, Co, Cr, Cd, Pb, As, Hg, ecc.

Le catene molecolari nel range di C_5-7 sono nafte leggere, evaporano facilmente. Vengono usate come solventi, fluidi per pulizia a secco, e altri prodotti ad asciugatura rapida.

Il cherosene è composto da catene nel range da C₁₀ a C₁₅, seguito dal combustibile diesel e per riscaldamento (da C₁₀ a C₂₀) e combustibili più pesanti come quelli usati nei motori delle navi. Questi derivati del petrolio sono liquidi a temperatura ambiente.

Gli olii lubrificanti e grassi semi solidi (come la vaselina) sono nel range da C₁₆ fino a C₂₀.

Le catene da C₂₀ in avanti sono solidi, cominciando dalla "paraffina", poi catrame e bitume per asfalto.

Intervalli di temperature di ebollizione delle frazioni di distillazione del petrolio a pressione atmosferica in gradi Celsius:

etere di petrolio: 40 - 70 (usato come solvente)
benzina leggera: 60 - 100 (combustibile per automobili)
benzina pesante: 100 - 150 (combustibile per automobili)
cherosene leggero: 120 - 150 (solvente casalingo e carburante)
cherosene: 150 - 300 (carburante per motori jet)
gasolio: 250 - 350 (carburante per motori Diesel / riscaldamento)
olio lubrificante: > 300 (olio per motori)
frazioni rimanenti: bitume , asfalto, residual fuel

Lo stabilimento dove si trasforma il petrolio greggio in prodotti finiti è detto raffineria.

Storia del petrolio

Il petrolio accompagna la storia dell'uomo da secoli e fin dall'antichità il greco "naphtha" richiamava il fiammeggiare tipico delle emanazioni petrolifere. I popoli dell'antichità avevano già ben noti i giacimenti di petrolio superficiali che utilizzavano per produrre medicinali e bitume o per alimentare le lampade.

Non mancarono anche gli usi bellici del petrolio, già ai tempi di Troia dell'Iliade, Omero narra di un "fuoco perenne" lanciato contro le navi greche. Il "fuoco greco" dei bizantini era la più nota e temuta arma dell'antichità tratta dal petrolio, una miscela di olio, zolfo, resina e salnitro che non veniva spenta al contatto con l'acqua. La micidiale miscela era cosparsa sulle frecce o lanciata verso le navi nemiche incendiandole.

La conoscenza del petrolio ha pertanto origini antiche soprattutto in Medio Oriente.

Venne introdotto in occidente soprattutto come medicinale tramite l'espansionismo arabo. Le sue doti terapeutiche si diffusero con grande rapidità e alcune fonti d'olio a cielo aperto, come l'antica Blufi (santuario della Madonna dell'olio) e Petralia in Sicilia, divennero noti centri termali dell'antichità.

Il valore del petrolio come fonte di energia trasportabile e facilmente utilizzabile, usata dalla maggioranza dei veicoli (automobili, camion, treni, navi, aeroplani) e come base di molti prodotti chimici industriali lo rende una delle materie prime più importanti del mondo. L'accesso al petrolio è stato uno dei principali fattori in molti conflitti militari, compresi la Seconda guerra mondiale e la guerra del Golfo. La maggior parte delle riserve facilmente accessibili è collocata nel Medio Oriente, una regione politicamente instabile.

Campo di estrazione petrolifera in California, 1938

L'industria petrolifera nacque negli Stati Uniti per l'iniziativa di Edwin Drake negli anni 1850, nei pressi di Titusville, Pennsylvania. Il 27 agosto 1859 venne aperto il primo pozzo petrolifero redditizio del mondo. L'industria crebbe lentamente durante il 1800 e non diventò di interesse nazionale (USA) fino agli inizi del ventesimo secolo; l'introduzione del motore a combustione interna fornì la domanda che ha largamente sostenuto questa industria fino ai giorni nostri. I primi piccoli giacimenti "locali" in Pennsylvania e in Ontario sono stati velocemente esauriti, portando ai " boom petroliferi" in Texas, Oklahoma, e California. Altre nazioni avevano considerevoli riserve petrolifere nei loro possedimenti coloniali, e incominciarono ad utilizzarli a livello industriale.

Sebbene negli anni 50 il carbone fosse ancora il combustibile più usato nel mondo, il petrolio cominciò a soppiantarlo. Oggigiorno circa il 90% del fabbisogno di combustibile è coperto dal petrolio. In conseguenza della crisi energetica del 1973 e della crisi energetica del 1979 si è sollevato l'interesse nella pubblica opinione sui livelli delle scorte di petrolio, portando alla luce la preoccupazione che essendo il petrolio una risorsa limitata essa sia destinata ad esaurirsi (almeno come risorsa economicamente sfruttabile).

Il prezzo del barile di petrolio è aumentato, dagli 11 dollari del 1998 agli attuali 100 (2008).[1] Esistono e sono continuamente allo studio fonti alternative e rinnovabili di energia, sebbene la misura in cui queste possano rimpiazzare il petrolio e i loro eventuali effetti negativi sull'ambiente sono attualmente oggetto di dibattito.

Studi sulle riserve di petrolio

Per riserve di petrolio si intende la quantità di idrocarburi liquidi che si stima potranno essere estratti in futuro dai giacimenti già scoperti.

Generalmente i volumi che potranno essere estratti da giacimenti non ancora scoperti sono denominati risorse.

La determinazione delle riserve è condizionata dalle incertezze tecniche ed economiche. Le incertezze tecniche derivano dal fatto che i volumi di idrocarburo contenuti nel giacimento sono stimati quasi esclusivamente attraverso dati ottenuti con metodi indiretti (tra i più diffusi la prospezione sismica e le misure di proprietà fisiche delle rocce nei pozzi).

Le informazioni dirette sono necessariamente poche, se confrontate con l'eterogeneità delle rocce serbatoio, in quanto provengono dalla perforazione dei pozzi che è molto costosa.

Le incertezze di tipo economico includono la difficoltà di poter prevedere l'andamento futuro dei costi di estrazione e dei prezzi di vendita dell’idrocarburo (mediamente la vita produttiva di un giacimento è di 15-20 anni). Anche la disponibilità commerciale di nuove tecnologie di estrazione è difficilmente prevedibile con totale sicurezza. Il livello di incertezza sulle riserve è quindi massimo quando vengono stimati quanti idrocarburi saranno scoperti in futuro, diminuisce nel momento della scoperta e durante il periodo produttivo e diviene nullo quando le riserve del giacimento sono azzerate in quanto tutti gli idrocarburi estraibili sono effettivamente stati prodotti.

Il grado di aleatorietà delle riserve è espresso attraverso la loro classificazione secondo categorie definite. Esistono diversi schemi di classificazione, quella della Society of Petroleum Engineers (SPE) è internazionalmente diffuso e distingue tra Risorse (idrocarburi non ancora scoperti o non commerciali) e Riserve (idrocarburi scoperti e commerciali). Le Riserve infine sono classificate come certe, probabili e possibili secondo un grado di incertezza crescente. Questo stesso schema è stato inserito all’interno del sistema di classificazione delle risorse naturali, esclusa l’acqua, pubblicato dalle Nazioni Unite nel 2004 sotto il nome di United Nations Framework Classification (UNFC).

L’impossibilità di calcolare esattamente la quantità di riserve e di risorse, dà spazio a diverse previsioni più o meno ottimistiche.

Nel 1972 uno studio autorevole, commissionato al MIT dal Club di Roma (il famoso Rapporto sui limiti dello sviluppo), affermò che nel 2000 sarebbero state esaurite circa il 25% delle riserve mondiali di oro nero. Purtroppo il rapporto fu frainteso, e i più pensarono invece che predicesse la fine del petrolio entro il 2000. La situazione oggi appare più grave di quanto il MIT avesse predetto. Dai dati pubblicati annualmente dalla BP si rileva che la quantità di petrolio utilizzata dal 1965 al 2004 è di 116 miliardi di tonnellate, le riserve ancora disponibili nel 2004 sono valutate in 162 miliardi di tonnellate. Con questi valori si può facilmente calcolare che, escludendo i nuovi giacimenti che saranno scoperti nei prossimi anni, è già stato consumato il 42% delle riserve inizialmente disponibili, in altre parole si avvicina il momento del raggiungimento del "picco" dell'estrazione. Secondo la BP, il petrolio disponibile è sufficiente per circa 40 anni a partire dal 2000, supponendo di continuarne l'estrazione al ritmo attuale, quindi senza tenere conto della continua crescita della domanda mondiale, che si colloca intorno al 2% annuo. Ma al momento dell'estrazione dell'ultima goccia di petrolio, l'umanità dovrà già da tempo aver smesso di contare su questa risorsa, in quanto man mano che i pozzi si vanno esaurendo la velocità con cui si può continuare ad estrarre decresce, costringendo a ridurre i consumi o utilizzare altre fonti energetiche.

Diversi altri studi hanno in tutto o in parte confermato queste conclusioni; in particolare sono da menzionare quelli del geologo americano Marion King Hubbert (vedi anche picco di Hubbert) e in seguito, a partire da questi, quelli di Colin Campbell e Jean Laherrère.

Secondo questi studi la quantità di petrolio estratto da una nazione segue una curva a campana e la massima estrazione di greggio per unità di tempo la si ha quando si è prelevato metà di tutto il petrolio estraibile. Questo è quanto si è verificato negli USA (i 48 stati continentali - lower 48 - esclusa l' Alaska) in cui la produzione di petrolio ha avuto un massimo nel 1971 (circa 9 milioni di barili al giorno) e poi è declinata come in una curva a campana secondo quanto previsto da Hubbert.

Altri studi di diversa matrice (in gran parte di economisti) sostengono che la tecnologia continuerà a rendere disponibili per l'industria idrocarburi a basso costo e che sulla Terra ci sono vaste riserve di petrolio "non convenzionale" quali le sabbie bituminose, gli scisti bituminosi, e i gas liquefatti (NGL) che consentiranno nel futuro l'uso del petrolio per un periodo di tempo ancora molto lungo.

Paesi con le maggiori riserve di petrolio

Qui di seguito sono elencati i primi 20 paesi per riserve certe di petrolio all'anno 2006.
Per vita media residua si intende la stima della durata delle riserve ai ritmi di produzione dell'anno 2006.

N°	Paese	Milioni di barili (bbl)	% sul totale	Vita media residua
1	Arabia Saudita	264.300	21,9%	66
2	Iran	137.500	11,4%	87
3	Iraq	115.000	9,5%	157
4	Kuwait	101.500	8,4%	103
5	Emirati Arabi Uniti	97.800	8,1%	90
6	Venezuela	80.000	6,6%	78
7	Russia	79.500	6,6%	22
8	Libia	41.500	3,5%	62
9	Kazakhstan	39.800	3,3%	76
10	Nigeria	36.200	3,0%	40
11	USA	29.900	2,5%	12
12	Canada	17.100	1,4%	15
13	Cina	16.300	1,3%	12
14	Qatar	15.200	1,3%	37
15	Messico	12.900	1,1%	10
16	Algeria	12.300	1,0%	17
17	Brasile	12.200	1,0%	19
18	Angola	9.000	0,7%	18
19	Norvegia	8.500	0,7%	8
20	Azerbaijan	7.000	0,6%	29
	Resto del mondo	74.700	6,2%	*

	Totale	1.208.200	100%	40,5

46	Italia	700	0,06%	18

Fonte : BP Statistical Review of World Energy - June 2007.
I volumi si riferiscono alle riserve certe. Sono incluse le stime ufficiali delle sabbie bituminose canadesi limitatamente ai progetti oggetto di sviluppo attivo oltre che ai liquidi separati dal gas naturale ( “Natural Gas Liquids - NGL”) e i liquidi condensati dai gas naturali (“ gas condensate “).

Impatti ambientali del petrolio

La presenza dell'industria petrolifera ha significativi impatti sociali e ambientali, da incidenti e da attività di routine come l'esplorazione sismica, perforazioni e scarti inquinanti. L'estrazione petrolifera è costosa e spesso danneggia l'ambiente. La ricerca e l'estrazione di petrolio offshore disturbano l'ambiente marino circostante. L'estrazione può essere preceduta dal dragaggio che danneggia il fondo marino e le alghe, fondamentali nella catena alimentare marina. Il greggio e il petrolio raffinato che fuoriescono da navi petroliere incidentate, hanno danneggiato fragili ecosistemi in Alaska, nelle Isole Galapagos, in Spagna e in molti altri posti.
Infine, la combustione, su tutto il pianeta, di enormi quantità di petrolio (centrali elettriche, mezzi di trasporto) risulta essere tra i maggiori responsabili dell'incremento riscontrato delle percentuali di anidride carbonica e di altri gas nell'atmosfera, con fortissima incidenza sul problema dell'effetto serra.

Principali paesi produttori

Qui di seguito vengono elencati i primi 20 paesi produttori di petrolio nel mondo nell'anno 2006 :

N°	Paese	Milioni di barili (bbl)	% sul totale
1	Arabia Saudita	3963	13,3%
2	Russia	3366	12,0%
3	USA	2508	8,4%
4	Iran	1585	4,5%
5	Cina	1345	4,5%
6	Messico	1344	4,5%
7	Canada	1148	3,9%
8	Emirati Arabi Uniti	1084	3,6%
9	Venezuela	1031	3,5%
10	Norvegia	1014	3,4%
11	Kuwait	987	3,3%
12	Nigeria	898	3,0%
13	Algeria	732	2,5%
14	Iraq	730	2,4%
15	Libia	670	2,2%
16	Brasile	666	2,2%
17	Regno Unito	597	2,0%
18	Kazakistan	520	1,7%
19	Angola	514	1,7%
20	Qatar	413	1,4%
	Resto del mondo	4497	15,1%

	Totale	29807	100%

49	Italia	40	0,1%

Fonte : BP Statistical Review of World Energy - June 2007
Sono inclusi i volumi di petrolio estratti da sabbie bituminose e scisti bituminosi oltre che ai liquidi separati dal gas naturale ( “Natural Gas Liquids - NGL”). Sono esclusi i carburanti (liquid fuels) prodotti da altre fonti (es. carbone).

Principali paesi consumatori

Qui di seguito vengono elencati i primi 20 paesi consumatori di petrolio nel mondo nell'anno 2006:

N°	Paese	Milioni di barili (bbl)	% sul totale
1	USA	7515	24,1%
2	Cina	2718	9,0%
3	Giappone	1885	6,0%
4	Russia	998	3,3%
5	Germania	957	3,2%
6	India	940	3,1%
7	Corea del Sud	844	2,7%
8	Canada	811	2,5%
9	Brasile	765	2,4%
10	Arabia Saudita	732	2,4%
11	Messico	720	2,2%
12	Francia	712	2,4%
13	Italia	654	2,2%
14	Regno Unito	650	2,1%
15	Iran	609	2,0%
16	Spagna	585	2,0%
17	Taiwan	409	1,3%
18	Paesi Bassi	386	1,3%
19	Indonesia	376	1,3%
20	Thailandia	338	1,1%
	Resto del mondo	6953	22,7%

	Totale	30557	100%

Fonte : BP Statistical Review of World Energy - June 2007

Lista di alcune compagnie petrolifere

Anadarko, USA
BP, Regno Unito
Chevron, USA
ConocoPhillips, USA
Eni, Italia
ExxonMobil, USA
Gulf Oil, USA
Irving Oil, Canada
Marathon, USA
Norsk Hydro, Norvegia
PDVSA, Venezuela
Petrobras, Brasile
Petroleos Mexicanos, Messico
Petro Canada, Canada
Petronas, Malesia
Pride Offshore, Stati Uniti
Qatar Petroleum, Qatar
Repsol, Spagna
Royal Dutch Shell, Paesi Bassi e Regno Unito
Sonangol, Angola
Statoil, Norvegia
Total, Francia
YPF, Argentina
YPFB, Bolivia
YUKOS, Russia

Mercato del petrolio

I due mercati principali per lo scambio di petrolio sono il NYMEX di New York e l'International Petroleum Exchange di Londra (IPE). Entrambi sono di proprietà americana. In entrambi, il prezzo del petrolio e la quotazione avvengono in dollari. Russia e Iran sono intenzionati ad aprire Borse locali in cui è possibile acquistare petrolio e gas in valuta diversa dal dollaro.