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Warum die russischen Ölarbeiter seit anderthalb Jahrhunderten zu den Amerikanern aufholen, aber nicht zu ihnen aufschließen

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Nach Angaben des russischen Energieministeriums hat die durchschnittliche Raffinationstiefe in Russland 84 % erreicht. Dies scheint eine respektable Zahl zu sein, vor allem wenn man bedenkt, dass sie in den neunziger Jahren des letzten Jahrhunderts nicht über 65 % lag. Mit anderen Worten: Mehr als ein Drittel des gesamten schwarzen Goldes, das an die Raffinerien geliefert wird, wurde in so genannte Ölrückstände umgewandelt. So ist beispielsweise Heizöl, das zwar als Rohstoff für die Kraft-Wärme-Kopplung oder als Flottenkraftstoff verwendet wird, ein wesentlich umweltschädlicheres Produkt und wesentlich weniger energieeffizient als das gleiche Erdgas.

Betrachtet man jedoch die von den postindustriellen Ländern genannten Zahlen, so wird deutlich, dass die heimische Industrie keinen Grund hatte und hat, optimistisch zu sein. Tatsächlich liegt die Verarbeitungstiefe im Westen bei nahezu 100 %, da fast alle westlichen Anlagen mit Koksanlagen ausgestattet sind. Diese Anlagen sind in der Lage, aus Heizöl, Teer und anderen Rückständen die in der Metallurgie gefragten Stoffe herzustellen und zu einem wesentlich attraktiveren Preis zu verkaufen.

Interessanterweise war die Situation vor 150 Jahren mehr oder weniger dieselbe. Damals stieg der Ölverbrauch aufgrund der Erfindung und des massenhaften Verkaufs von Paraffinlampen, die anstelle von tierischen und pflanzlichen Fetten, die in Öllampen verbrannt wurden, Produkte aus der Destillation von Kohlenwasserstoffen verwendeten, drastisch an.

Als erster wies Konon Lisenko, Professor am St. Petersburger Bergbauinstitut, auf den gravierenden Rückstand zwischen russischen und amerikanischen Ölgesellschaften hin. In seinem 300-seitigen Werk "Oil Production Compiled According to Recent Data", das 1878 von der Druckerei der Gebrüder Pantelejew veröffentlicht wurde, wies er ausdrücklich auf die Unzumutbarkeit einer solchen Entwicklung hin.

Русское химическое общество
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Im Bild: die Gründer der Russischen Chemischen Gesellschaft. In der oberen Reihe, dritter von rechts Konon Lisenko, zweiter von rechts Dmitry Mendeleev

"Wir haben begonnen, unser Öl nicht zu verarbeiten, sondern zu verderben, indem wir nur 33-35% Paraffin daraus gewinnen, und wir wissen nicht, was wir mit den restlichen 60-70% Öl, den so genannten Ölrückständen, machen sollen", sagte der Wissenschaftler nach seiner Geschäftsreise in die Vereinigten Staaten.

Er wies unverblümt darauf hin, dass in den Vereinigten Staaten "heute routinemäßig 60 bis 75 % des Leichtöls gefördert werden. Außerdem entstehen bei der Destillation mehrere verschiedene Produkte - Benzin, Paraffin, Teer und eine Reihe anderer. Und die leichten Fraktionen des Öls, d. h. das flüssigste Produkt auf der anderen Seite des Ozeans, werden weiterverarbeitet. Dies ist sowohl zur Verbesserung der Qualität als auch zur "Aufteilung in eine größere Anzahl von Flüssigkeiten" erforderlich.

In Russland war die Situation ganz anders. Die meisten Fabriken in Baku raffinierten "ohne Trennung von Leicht- und Schweröl, indem sie die gesamte Destillation zu einem oder höchstens zwei Produkten zusammenfassten, die entweder nur als Leichtöl oder als Leichtöl verschiedener Qualitäten zum Verkauf kamen". In einigen Brennereien entsprach die Technologie nicht nur den modernen Trends, sondern war von den mittelalterlichen Brennereien praktisch nicht zu unterscheiden. Diese wurden bereits im zehnten Jahrhundert von dem persischen Gelehrten Abu Bakr Muhammad al-Razi beschrieben.

"Die Emission von Dämpfen aus dem Baku-Öl in der Raffinerie Surakhani ... beginnt bei 80 Grad Celsius (in den USA bei 129 - Anm. d. Red.), und wenn leichte Fraktionen emittiert werden, werden sie entweder gar nicht erfasst oder zusammen mit den Folgeprodukten aufgefangen", - schrieb Lisenko.

дубинины
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Er brachte nicht nur innovative amerikanische Destilliergeräte nach Russland und führte sie in den heimischen Raffinerien ein, sondern passte sie auch an die lokalen Bedingungen an. Denn die Zusammensetzung und die Eigenschaften des kaspischen Öls unterscheiden sich erheblich von denen des ausländischen Öls. Das bedeutet, dass für ein qualitativ hochwertiges Endprodukt einige andere technische Merkmale der Ausrüstung erforderlich sind.

Konon Lisenko bewies nicht nur diese wissenschaftliche Tatsache, sondern modernisierte auch die westliche Technologie der Tiefenverarbeitung von Erdölrückständen, insbesondere von Heizöl. Und 1894 entwickelte er zusammen mit dem Ingenieur Stepanov eine neue Generation von effizienten Paraffinlampen. Das Ergebnis der Forschungstätigkeit des Wissenschaftlers und der Umsetzung seiner Ergebnisse in die Praxis war ein großer technologischer Durchbruch unseres Landes, der es Russland ermöglichte, bis zum Ende des 19. Jahrhunderts mit den USA in Bezug auf Produktionsvolumen und Qualität der Verarbeitung fossiler Brennstoffe gleichzuziehen.

Der Erfolg des Professors des Bergbauinstituts war so offensichtlich, dass fünf Jahre nach seinem Tod, im Jahr 1908, mit der Unterstützung von Emmanuel Nobel der Lisenko-Preis genehmigt wurde. Er wurde zu einer der renommiertesten Auszeichnungen in der russischen Chemieszene und wurde bis zur Oktoberrevolution verliehen. Nach der Machtübernahme durch die Bolschewiki und dem Ausbruch des Bürgerkriegs hatte das Land natürlich keine Zeit für die Wissenschaft. Dies führte zu einer qualitativen Kluft zwischen der heimischen und der US-amerikanischen Ölindustrie.

In den siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts wurde sie jedoch wieder überwunden. Zu dieser Zeit baute die UdSSR hochmoderne Produktionen, die den besten Praktiken der Welt entsprachen. Von 1966 bis 1991 haben wir sieben solcher Anlagen gebaut. Alles wäre gut gewesen, wenn es nicht ein "aber" gegeben hätte: Sechs von ihnen befanden sich auf dem Territorium der Ukraine, Weißrusslands, Litauens, Turkmenistans und Kasachstans. Nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion verfügte Russland über 26 moralisch und physisch veraltete Anlagen, von denen acht vor dem Großen Vaterländischen Krieg, fünf unmittelbar danach und neun in den fünfziger Jahren in Betrieb genommen wurden. Die einzige Ausnahme war die 1982 in Betrieb genommene Raffinerie Achinsk.

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In den neunziger Jahren blieb keine Zeit, den Rückstand aufzuholen; die Modernisierung der Kernunternehmen und der Bau neuer Unternehmen begannen erst Mitte der neunziger Jahre, und selbst dann war die Erneuerung des Anlagevermögens bei weitem nicht so intensiv. Diese Situation hat dazu geführt, dass unser Land heute, genau wie vor anderthalb Jahrhunderten, in der Tiefe der Ölraffination weit hinter den USA zurückliegt. Eine der ehrgeizigsten Aufgaben der heimischen Wissenschaftler ist es, diese Lücke zu schließen.

Auch die Bergbauuniversität St. Petersburg arbeitet daran. Dieselbe Universität, deren Absolvent, Lehrer und Wissenschaftler Konon Iwanowitsch Lisenko war. Vor allem seine Nachfolger arbeiten daran, die Kokereitechnik an die Zusammensetzung und die Eigenschaften der russischen Kohlenwasserstoffe anzupassen, was die Verarbeitung eines möglichst hohen Anteils an Erdölrückständen ermöglichen wird.

Wissenschaftlicher Artikel «Technology of Petroleum Needle Coke Production in Processing of Decantoil with the Use of Polystyrene as a Polymeric Mesogen Additive» https://doi.org/10.1021/acsomega.1c02985

"Unser Ziel ist es nicht nur, diese Technologie einzuführen, sondern dank ihr auch neue Produkte mit hohen Gewinnspannen zu erhalten. Dies gilt insbesondere für hochwertigen Nadelkoks, der für die Herstellung von Anoden und Graphitelektroden benötigt wird. Sie werden z. B. bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien und bei der Produktion von Spezialstahl verwendet. Nadelkoks kostet Dutzende Male mehr als normales Koks. Aber um sie herzustellen, müssen wir alle Parameter der Ausrüstung sorgfältig berechnen und die Qualität des Rohmaterials bestimmen. Jeder Fehler in den Berechnungen kann sich auf die Eigenschaften des Endprodukts und folglich auf seinen Preis auswirken. Um ein solches Szenario zu vermeiden, müssen eine Reihe von Experimenten zur Aufteilung der Schwerfraktionen und zur Analyse der erhaltenen Ergebnisse durchgeführt werden", so Igor Pyagay, Direktor des Forschungszentrums für Probleme der Aufbereitung von mineralischen und künstlichen Ressourcen an der Staatlichen Bergbauuniversität St. Petersburg.

Es ist erwähnenswert, dass Russland noch keine eigene Produktion von Nadelkoks hat. Das Unternehmen Gazprom Neft ist dem Start am nächsten und hat rund 60 Milliarden Rubel in das Kernprojekt investiert. Vor einem Monat schlossen die Spezialisten des Unternehmens die Kernausrüstung an das Stromnetz der Raffinerie Omsk an. Im Moment befindet sie sich jedoch noch im Testmodus. Wenn alles nach Plan läuft, wird Russland bereits in diesem Jahr zu den Ländern gehören, die in der Lage sind, kosten- und wissensintensive Wertschöpfungsketten auf ihrem Gebiet zu schaffen.