Pétrole

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Échantillons de divers pétroles bruts du Caucase, du Moyen-Orient, de la péninsule arabique et de la France
Production de pétrole au large des côtes vietnamiennes
Mittelplate , la seule plate-forme de forage allemande dans la mer des Wadden de la mer du Nord
Capuchon d'une tête de puits jaillissant de pétrole endommagée par une collision avec un navire

Le pétrole brut est un mélange jaunâtre à noir de substances qui se produit naturellement dans la croûte supérieure de la terre et se compose principalement d' hydrocarbures et est le résultat de processus de conversion de substances organiques . [1] Le pétrole brut encore non traité obtenu comme matière première lors de l'extraction d'un gisement est également appelé pétrole brut .

Déjà utilisé comme combustible dans l' Orient ancien , le pétrole brut est l'une des matières premières les plus importantes de la société industrielle depuis la première moitié du XXe siècle au plus tard . Ce n'est pas seulement la source d'énergie fossile la plus importante, mais la ressource énergétique la plus importante de toutes. Les procédés de séparation et de conversion sont utilisés pour convertir le pétrole brut en un grand nombre de produits intermédiaires, qui servent de base à la production de carburant et de matières premières pour l'industrie . Ces derniers comprennent, avant tout, des matières premières pour de nombreux produits de l' industrie chimique , tels quePlastiques , laques , peintures et médicaments. Le pétrole est appelé « or noir » (en raison de son énorme importance économique). Deux crises pétrolières politiquement liées ont eu un impact significatif sur l'économie mondiale. En temps de crise ( par exemple, la Grande Récession , la pandémie de COVID-19 ), le prix du pétrole a parfois fortement chuté.

Rien qu'entre 2000 et 2009, environ 242 [2] milliards de barils  - un baril correspond à 159 litres  - ont été produits dans le monde. BP a estimé la consommation quotidienne en 2016 à 96,6 millions de barils (plus de 15,4 milliards de litres), soit 1,6 % de plus qu'en 2015. [3]

Les compagnies pétrolières comme BP sont parmi les plus grandes entreprises commerciales au monde. Des accidents de production, comme l' incendie de la plate-forme pétrolière Deepwater Horizon en 2010, ou de transit, comme le naufrage du pétrolier Exxon Valdez en 1989, ont provoqué des catastrophes environnementales . L'extraction et surtout la combustion du pétrole libèrent des gaz à effet de serre , qui sont considérés comme la principale cause du réchauffement climatique . Les routes de transport de pétrole telles que l' oléoduc de l'amitié et leur gestion peuvent faire l'objet de différends énergétiques internationaux , mais aussi à la base de développements économiques de grande envergure. Les prix du pétrolesont des indicateurs importants du développement économique.

En tant que combustible fossile, le pétrole brut est une ressource finie. Sous le titre de maximum de production mondiale de pétrole (également connu sous le nom de pic pétrolier ), l'épuisement des réserves mondiales économiquement exploitables est en cours de discussion. En 1974, Marion King Hubbert prédisait que le maximum mondial serait atteint en 1995, toutes choses étant égales par ailleurs. Cependant, les conditions ont considérablement changé par rapport aux années 1970 avec le prix du pétrole, qui a augmenté en moyenne au cours des dernières décennies, l'amélioration de la technologie d'extraction et le développement de nouvelles méthodes d'extraction. Le pronostic de Hubbert, qui se référait d'ailleurs exclusivement aux gisements de pétrole conventionnels, fut donc à plusieurs reprises corrigé à l'envers. [4]

historique

origine du mot

Les Babyloniens utilisaient le mot naptu (de nabatu , briller) pour désigner le pétrole. Cette expression indique que le pétrole a été très tôt utilisé à des fins d'éclairage. Dans la Grèce antique , le pétrole – probablement dérivé indirectement du persan du naptu babylonien – était connu sous les noms de naphta ( νάφθα ) et de naphtas ( νάφθας ), qui sont encore utilisés aujourd'hui sous le nom de naphta pour pétrole . Cependant, le terme "huile de Médée" ( Μηδείας ἔλαιον Medeias elaion). [5] Ce dernier nom dérive probablement de l'hypothèse qu'il a été utilisé par Médée pour ses sorcelleries, en particulier dans sa vengeance sur Jason .

Le pétrole brut était déjà connu en Europe à la fin du Moyen Âge sous le nom d'huile de roche , d'huile de montagne , de graisse de montagne ou d' huile de pierre "et dans les pharmacies pétrole et oleum petrae" [6] ou encore "huile de Sainte-Catherine" [7] [8 ] [9] . [10] [11] [12] [13] Le mot pétrole ou petrolium , détecté au début du nouveau haut allemand à partir du 15ème siècle au plus tard , est une composition latine du grec ancien πέτρα petra "rocher, pierre" [14] ouπέτρος petros "pierre" [15] et oleum pour "huile", signifiant en allemand "roche" ou "huile de roche". [16] Cela remonte au fait que les anciens Romains en Égypte ont observé une fuite de pétrole du grès nubien dans une chaîne de montagnes du golfe de Suez . [17] [18] Les termes Bergöl et Peteröl , qui étaient autrefois courants en allemand, provenaient également du pétrole . À partir du XVIIIe siècle, le terme actuel de pétrole brut prévaut de plus en plus [19] et le mot pétrolea été de plus en plus utilisé en allemand pour l'un de ses produits de distillation (voir ci-dessous) à partir du XIXe siècle .

Utilisation historique et promotion

Illustration du chapitre sur le pétrole dans le Hortus sanitatis (l'un des "livres d'herbes de Mayence") de 1491

Le pétrole brut est connu depuis des milliers d'années. Comme il a une densité relativement faible (0,8–0,9 kg/l ou tonnes/m³), qui est même inférieure à celle de l'eau, il peut, en l'absence d'une couche de roche étanche vers le haut, s'écouler de plus grandes profondeurs dans les pores . et des fissures de roches sédimentaires remontent jusqu'à la surface de la terre (en Allemagne , par exemple, à Hänigsen entre Hanovre et Braunschweig ). Là, l'huile normalement à viscosité relativement faible est transformée en liquide par la réaction avec l'oxygène et la perte de composants volatilssubstance ressemblant à du goudron , appelée bitume ou asphalte , autour.

Cette substance était déjà connue au Proche-Orient il y a 12 000 ans . Entre autres choses, les gens les utilisaient dans la construction navale pour le calfatage : en mélangeant le bitume avec du sable, du roseau et d'autres matériaux, une masse était créée avec laquelle les fissures entre les planches en bois du navire pouvaient être scellées. Cela a également trouvé sa place dans les légendes bibliques . [20] Les Babyloniens utilisaient le bitume (« tartre »), entre autres, comme liant dans la construction de maisons et de routes. Le bitume était si omniprésent dans l' Empire babylonien qu'Hammourabi lui a donné quelques chapitres dans son livre du XVIIIe siècle av. Chr.dédié. Il s'agit de la première réglementation gouvernementale vérifiable sur le pétrole.

Le pétrole émergeant naturellement à la surface de la terre est également mentionné par les anciens écrivains Hérodote et Pline l'Ancien . L' armée romaine a peut-être utilisé du pétrole comme lubrifiant pour les essieux et les roues. Au début de l'Empire byzantin médiéval , le carburant d'une préforme de lance- flammes connue sous le nom de « feu grec » était probablement fabriqué à partir de pétrole . [20]

Dans l'Europe préindustrielle, le pétrole était utilisé dans la "préparation de médicaments, d'onguents, etc.", dans l'horticulture pour lutter contre la vermine, mais aussi "pour la fabrication de feux d'artifice" et comme huile à lampe. [6] Pour augmenter "l'effet de tir" des balles, elles étaient enveloppées de camphre dans un chiffon imbibé de pétrole léger avant d'être insérées dans le canon. [6] Huiles provenant de sources de pétrole brut lombard, telles que par ex. B. du "Pechbrunnen" sur le Monte Zibio près de Modène , de Pechelbronn en Alsace (cf. strates de Pechelbronner ) et du "pétrole" de Haute-Bavière, celui de TegernseerDes bénédictins comme "Holy Quirin Oil" (du nom de Quirinus von Tegernsee ) ont été vendus. [11]

Au milieu des années 1730, Johann Jakob Lerche, un naturaliste germano-russe, a observé une économie pétrolière florissante avec une production pétrolière systématique dans ce qui était alors la Perse Bakou . [21] [20]

Célébration du 1000e wagon- citerne rempli de pétrole brut à Wietze en 1906
Réplique du site de forage de Drake au Drake Well Museum à Titusville

Au cours de la révolution industrielle , la demande d'éclairage, de carburant et de lubrifiants a augmenté en Europe, et l'importance du pétrole brut comme alternative bon marché aux huiles végétales et aux graisses animales a augmenté. Dans les contreforts galiciens des Carpates , qui appartenaient à l'époque à l' Empire autrichien , Josef Hecker de Prague et Johann Mitis ont extrait du « Bergöhl » de puits près de Truskawez dans les années 1810. Ils réussirent également à en distiller une huile à lampe facilement inflammable ("Naphta"), et en 1816 le magistrat de Prague décida même de l'utiliser pour éclairer toute la ville, mais cela échoua en raison des capacités d'extraction galiciennes insuffisantes.[22] Abraham Schreinerdes expériences à Borysław vers 1853 avec de l' ozokérite , un pétrole hautement aliphatique , à faible teneur en asphalte et appauvri, dans une chaudière et a obtenu un distillat clair, après quoi il a contacté le pharmacienIgnacy Jan Zehet le pharmacienLembergàŁukasiewicz Leur coopération a également été le début d'une production continue de pétrole dans ce qui est aujourd'hui les contreforts polono-ukrainiens des Carpates orientales . [20] Un premier centre de production pétrolière souterraine industrielle ultérieuredéveloppé plus à l'ouest à Bóbrka à 10 km au sud-ouest de Krosno (→  Musée de l'industrie pétrolière et gazière Bóbrka ).

Le brevet accordé au médecin et géologue canadien Abraham P. Gesner aux États-Unis en 1855 pour son procédé de production de pétrole à partir de schiste bitumineux ou de pétrole brut est considéré comme une étape importante pour l'industrie pétrochimique moderne. La production de pétrole comme source lumineuse est restée l'objectif principal de la production de pétrole jusqu'à l'essor de l' industrie automobile dans les premières décennies du XXe siècle.

À la suite de la découverte de Gesner, l'exploitation systématique à grande échelle des gisements de pétrole a commencé dans la seconde moitié du XIXe siècle. Bien que l'on sache déjà que du pétrole s'était infiltré dans les forages lors de certains forages profonds de saumure pour la production de sel , personne n'avait auparavant foré spécifiquement pour le pétrole. Le premier forage pétrolier en Allemagne est réalisé en mars 1856 à Dithmarschen par Ludwig Meyn et à partir de 1858 à Wietze en Basse-Saxe (au nord de Hanovre ). Le forage Hunäus près de Wietze, nommé d'après le chef des travaux de forage, a été foré le 1er juillet 1859 à une profondeurde 35 m et est considéré comme le premier puits de pétrole foré avec succès au monde. [23] Vers 1910, environ 80 % des besoins pétroliers de l'Allemagne étaient extraits à une profondeur d'environ 50 m à l'aide de 2 000 appareils de forage . Le musée allemand du pétrole est situé à Wietze aujourd'hui .

Le puits de pétrole qu'Edwin L. Drake a foré à Oil Creek à Titusville , Pennsylvanie en 1859 est devenu célèbre dans le monde entier . Drake forait pour l'industriel américain George H. Bissell et, après plusieurs mois de forage infructueux, a trouvé le 27 août un réservoir de pétrole productif à une profondeur de seulement 21 m. "Ce dimanche après-midi sur les rives d'Oil Creek près de Titusville a fourni l'étincelle qui a catapulté l'industrie pétrolière dans le futur." [24]Alors que la région autour d'Oil Creek s'est rapidement développée en une région de production de pétrole prospère avec beaucoup plus de puits à la suite de cette découverte, la découverte de pétrole de Wietze n'a initialement eu aucune conséquence économique. Par conséquent, le 27 août 1859 et Titusville sont considérés comme les dates et les lieux les plus importants sur le plan historique. [23]

En Arabie saoudite , « l'or noir » a été découvert pour la première fois près de la ville de Dammam le 4 mars 1938 après une série d' explorations infructueuses par la société américaine Standard Oil of California .

émergence

origine

La majeure partie du pétrole brut produit aujourd'hui provient de micro- organismes morts , les algues constituant de loin la plus grande proportion de la biomasse . La formation de pétrole commence principalement dans les zones marines relativement profondes et riches en nutriments des mers du plateau . Là, les algues, qui se multiplient régulièrement dans l'eau inondée de lumière près de la surface de la mer, coulent avec les particules d'argile après leur mort.jusqu'au fond marin. Il est important de noter que l'eau près du fond marin est calme et se mélange très rarement avec l'eau des mers moins profondes. En conséquence, des conditions pauvres en oxygène ou sans oxygène peuvent facilement se développer dans la région de fond marin concernée. Ceux-ci empêchent la décomposition complète de la biomasse d'algues - une boue digérée se forme. Ainsi, en quelques millions d'années, se forment de puissantes séquences sédimentaires à forte proportion de matière organique. Le naturaliste russe Mikhail Wassiljewitsch Lomonossow est considéré comme le père de cette thèse sur l'origine « biotique » du pétrole . Il a exprimé cette idée pour la première fois en 1757 lors d'une conférence lors d'une conférence de l' Académie impériale des sciences de Russie., qui a ensuite été publié sous forme d'essai. [25]

Conversion de la biomasse – formation de gisements non conventionnels

Affleurement de mudstones bitumineux de la Formation de Marcellus dans leur région type, État de New York . Ces mudstones sont - profondément souterrains - des roches mères potentielles pour le pétrole et le gaz des gisements conventionnels ainsi que des horizons cibles potentiels pour la production de pétrole et de gaz de schiste.

Au cours de millions d'années, les séquences riches en biomasse sont exposées à des pressions et à des températures accrues en raison de la couverture de sédiments supplémentaires et de l'abaissement continu des piles de sédiments dans des zones un peu plus profondes de la croûte terrestre supérieure ( affaissement ) . Dans ces conditions, l'eau est d'abord expulsée du sédiment et à des températures allant jusqu'à environ 60 °C, la matière organique contenue dans la biomasse algale (en plus des glucides et des protéines , surtout des lipides ) est convertie en solides à longue chaîne. composés carbonés insolubles dans les solvants organiques, appelés kérogènes (phase de diagenèse ). [26] Le kérogène de type I ( liptinite ) présente les meilleures conditions préalables à la formation de pétrole en raison de sa forte proportion de lipides, mais est relativement rare car il provient principalement de dépôts dans les lacs. Au lieu de cela, la majeure partie du pétrole brut produit aujourd'hui provenait du kérogène de type II ( exinite ) encore relativement riche en lipides, typique des gisements marins . [27]

A partir de 60 °C environ ( stade de catagénèse ), les kérogènes se décomposent en hydrocarbures gazeux à chaîne courte (principalement du méthane ) et en hydrocarbures liquides. Le taux de formation de pétrole continue d'augmenter jusqu'à des températures de 120-130 °C et diminue à nouveau à des températures supérieures. [28] Entre 170 et 200 °C, il se forme principalement du gaz naturel et pratiquement pas de pétrole. La métagenèse commence à des températures supérieures à 200 °C . Bien que du gaz continue d'être produit, il ne s'agit plus de pétrole, mais d'un résidu de carbone solide. [27] La ​​conversion des kérogènes en pétrole et en gaz est également appelée maturation) et est à peu près comparable à la carbonisation industrielle du " schiste bitumineux ", sauf que les températures y sont plus élevées et que la conversion est extrêmement rapide par rapport aux périodes où le pétrole et le gaz se forment naturellement. Dans la maturation naturelle à basse température des kérogènes pour former des hydrocarbures, les minéraux argileux des sédiments agissent apparemment comme des catalyseurs . La plage de température comprise entre 60 °C et 170 °C, dans laquelle principalement de l'huile est produite, est connue sous le nom de fenêtre à huile . En règle générale, cela correspond à une profondeur d'enfoncement de 2000 à 4000 mètres. [28]

L'augmentation de la pression en profondeur garantit également que l'ancienne boue se solidifie en roche. Ainsi, l'ancien sédiment riche en biomasse est devenu un mudstone hydrocarburé ou, dans le cas où une proportion relativement élevée du plancton était constituée d' algues calcaires , une marne ou marne calcaire hydrocarbure. Ces roches à grains fins, dont la teneur en hydrocarbures remonte à une teneur en biomasse élevée à l'origine, sont appelées roches mères . La plupart des roches mères pétrolières datent d'il y a 400 à 100 millions d'années ( du Dévonien inférieur au Crétacé inférieur ). [29]Un exemple bien connu d'une formation rocheuse à haute teneur en hydrocarbures en Allemagne est le schiste bitumineux d'environ 180 millions d'années du Lias Epsilon , qui est exposé à de nombreux endroits dans le sud de l'Allemagne (voir →  ardoise de posidonie ) et dans la mer du Nord région, où il se trouve profondément sous terre, en fait une roche mère importante pour le pétrole brut.

Avec l'augmentation de l'importance de la production de pétrole à partir de roches mères pétrolières par fracturation hydraulique depuis environ l'an 2000, le terme « gisement de pétrole » a connu une expansion de sens. Alors que traditionnellement seules les accumulations d'hydrocarbures correspondants en dehors de leur roche mère (voir →  Migration ) sont appelées gisements , ce terme inclut désormais également les roches mères pétrolières. Ces derniers sont qualifiés de gisements non conventionnels car la production de pétrole à partir de ces roches par des méthodes traditionnelles (conventionnelles) n'est pas rentable .

Migration – formation de gisements conventionnels

Échantillon de carotte d'une couche de grès pétrolifère du bassin de la Molasse en Haute-Autriche

Étant donné que les hydrocarbures gazeux et liquides "mûrs" sont beaucoup plus mobiles que les kérogènes solides, ils peuvent s'échapper du socle rocheux dans la roche encaissante sus-jacente ou sous-jacente , aidés par leur faible densité et la pression sur l' horizon du socle rocheux. Cependant, une telle fuite ne se produit à plus grande échelle que si la roche environnante est une roche qui ne perd pas une grande partie de son espace poreux par compactage, comme la roche mère à grain très fin, mais conserve plutôt une porosité relativement élevée (par ex. .un grès ). De la sortie des hydrocarbures dans la roche environnante, également comme migration primaireon parle traditionnellement de pétrole brut ou de gaz naturel.

En raison de leur densité relativement faible, le pétrole et le gaz migrent ensuite vers la surface terrestre dans l'espace poreux de la roche environnante. Les écoulements souterrains assurent également le transport latéral. En remontant, le pétrole et le gaz peuvent rencontrer des couches rocheuses imperméables car peu poreuses. Si ceux-ci font partie d'une structure géologique qui, en raison de leur forme, empêche également toute migration ultérieure dans une direction latérale, le pétrole et le gaz s'accumulent sous cette couche de roche étanche. La structure correspondante s'appelle un piège géologique . De tels pièges sont créés, par exemple, par la montée des dômes de sel . La roche dans l'espace poreux de laquelle le pétrole et le gaz s'accumulent devient alors la roche réservoir .appelée roche réservoir ). La migration du pétrole et du gaz après qu'ils se sont échappés de la roche mère vers la roche réservoir est appelée migration secondaire . Si une grande quantité de pétrole s'est accumulée dans la roche réservoir d'une structure de piège, on parle de gisement de pétrole conventionnel . Le gaz se situe dans les zones les plus élevées du gisement en raison de sa plus faible densité. Dans ce contexte, on parle également d'un bouchon d'essence. En dessous de la zone saturée en pétrole du réservoir, l'espace poreux de la roche réservoir est rempli par l'eau souterraine, qui est toujours présente dans l'espace poreux de la roche sédimentaire et qui a été déplacée de la zone du réservoir par le pétrole et gaz. Cependant, une petite quantité d'eau est toujours présente dans la zone saturée en pétrole et en gaz du réservoir. C'est ce qu'on appelle l' eau du réservoir .

Étant donné que la roche de scellement peu poreuse d'un réservoir de pétrole est rarement complètement dense, de petites quantités de pétrole et de gaz peuvent migrer de là vers la surface et s'y infiltrer . Si, à la suite de cette migration dite tertiaire, le pétrole brut arrive à la surface de la terre ou juste en dessous, des sables bitumineux et des lacs d'asphalte ou de bitume se forment (par exemple, le lac La Brea Pitch à Trinidad ou les puits de goudron de La Brea dans l' État américain de Californie ) ou, dans le cas des évents de gaz pur, des volcans de boue. Dans le cas de fuites sous-marines de gaz, dans des conditions appropriées, de l' hydrate de méthane peut se former en ces points du fond marin .

Transformations ultérieures dans le gisement

Après formation d'un réservoir dans une structure de piège, le pétrole qu'il contient, par ex. B. en abaissant la surface de croûte correspondante, une augmentation de la température et donc une "post-maturation" subie. Le pétrole est transformé en gaz (principalement du méthane) et en bitume. [27]

Si du gaz naturel "avancé" traverse la partie saturée de pétrole d'un réservoir, cela peut conduire à ce que l'on appelle le désasphaltage , dans lequel du bitume se forme également dans les zones affectées du réservoir. Ces zones enrichies en bitume sont appelées tar mats . [27]

Hypothèses alternatives sur la formation du pétrole et du gaz

Introduction et hypothèses abiogénétiques historiques

Des hypothèses alternatives sur la formation de gisements de gaz naturel et de pétrole récupérables nient que ceux-ci aient émergé de la biomasse sédimentaire au cours des périodes géologiques. Les approches, qui sont donc également résumées sous la désignation d'hypothèses abiotiques ou abiogénétiques , supposent également que le pétrole et le gaz naturel ne sont pas des combustibles fossiles, mais des sources d'énergie juvéniles et régénératives.

Les premières thèses abiogénétiques modernes ont été formulées au XIXe siècle par Alexander von Humboldt , Joseph Louis Gay-Lussac et Dmitri Mendeleev , entre autres. Alors que Mendeleev supposait que l'intérieur de la Terre était constitué de carbure de fer , qui réagissait avec les eaux souterraines pour former des hydrocarbures, Humboldt et Gay-Lussac postulaient que les hydrocarbures provenaient de sources volcaniques. [30] [31]

Énoncés de base des hypothèses abiogénétiques modernes

Dans la seconde moitié du XXe siècle, deux écoles peuvent être distinguées : une école soviétique ou russo-ukrainienne avec Nikolai Kudryavtsev comme cerveau et une école occidentale, représentée principalement par Thomas Gold . [31]

Ce que les deux écoles ont en commun, c'est qu'elles ont localisé l'origine des hydrocarbures dans le manteau supérieur , d'où ils ont migré le long de failles profondes , telles que celles qui se produisent dans les vallées du rift , dans les zones supérieures de la croûte terrestre . Alors que l'hypothèse soviétique postulait que les hydrocarbures à longue chaîne et complexes du pétrole brut se formaient également dans le manteau supérieur, la thèse de Gold supposait que seul le méthane s'y était formé et que ce n'était qu'après que le méthane avait migré vers les zones de la croûte supérieure, ceci en partie vers plus des composés complexes seraient convertis (théorie dite des gaz profonds ). [31]

Les principaux arguments avancés par les partisans de l'hypothèse abiogénétique sont que des composés organiques complexes ont été détectés dans des météorites chondritiques , considérées comme la "matière primitive" du système solaire, où ils ne peuvent provenir de la biomasse, et que du pétrole peut être trouvé dans des quantités récupérables dans les roches cristallines du socle se produisent (par exemple dans le bassin caspien), dans lesquelles elles ne peuvent provenir que de plus grandes profondeurs, mais pas de roches mères sédimentaires plus jeunes . De plus, de la présence de composés organiques dans les chondrites et la détection de petites quantités de n-alcanes à chaîne courte (méthane, éthane, propane, butane) dans les roches ultramafiquesil a été conclu qu'il existe un environnement chimique fortement réducteur à l'intérieur de la terre, ce qui permet généralement la formation d'hydrocarbures. [31]

À la fin du 20e et au début du 21e siècle, la génération suivante de partisans de l'hypothèse russo-ukrainienne (Jack F. Kenney, Vladimir Kutscherov) a également soutenu que, d'une part, la conversion du méthane en chaîne plus longue n-alcanes selon les lois la n'est favorable que dans les conditions de pression et de température du manteau supérieur, d'autre part la conversion des composés organiques contenant de l'oxygène, tels que lesthermodynamique , principaux composants de la biomasse végétale, en chaînes plus longues n-alcanes est généralement défavorable selon les lois de la thermodynamique. [32] [33] En même temps, ils ont rejeté la théorie des gaz profonds de Gold. Un groupe de travail dirigé par Kutscherow a également réussi à prouver expérimentalement que le méthane est partiellement converti en n-alcanes supérieurs à chaîne courte dans les conditions de pression et de température du manteau supérieur . [34]

Contre-arguments

L'argument le plus important contre les thèses abiogénétiques est probablement que le manteau supérieur a très probablement un milieu chimique faiblement oxydant plutôt que réducteur. Le rapport des différents composés carbonés dans les inclusions fluides des roches du manteau montre que le carbone du manteau supérieur, s'il n'est pas sous forme pure de diamant , est alors majoritairement sous forme de dioxyde de carbone ou de carbonate , et qu'il est également présent dans ce manteau. se forment dans la croûte supérieure et à la surface atteinte. De plus, le dioxyde de carbone n'est pas transporté sous forme de gaz ou de fluide pur, mais toujours dissous dans le magma qui avance. [31]

La présence de gisements d'hydrocarbures économiquement récupérables dans les roches cristallines peut être expliquée par les modèles modernes de migration des fluides dans les roches crustales, qui n'ont été développés que dans les années 1990. Ici, la perméabilité des roches cristallines joue un rôle crucial. Un cristallin suffisamment fracturé et relativement proche de la surface dans la zone périphérique d'un bassin sédimentaire peut donc être très bien adapté comme roche réservoir pour les hydrocarbures formés biogénétiquement qui proviennent de roches mères profondément submergées dans des zones de bassin plus centrales. [31]

L'hypothèse biogénétique stipule également que le pétrole brut et le gaz naturel ne sont pas formés à partir de biomasse fraîche, mais à partir de biomasse qui a déjà été partiellement modifiée biotiquement et partiellement diagénétiquement, ce que l'on appelle les kérogènes . En particulier, dans les sédiments marins diagénétiquement modifiés, à l'origine riches en biomasse , les candidats les plus probables pour les roches mères pétrolières, le rapport oxygène / carbone est nettement inférieur au rapport hydrogène / carbone, de sorte que des conditions thermodynamiquement favorables à la formation d'hydrocarbures règnent dans ces sédiments. [31]

Enfin et surtout, les rapports isotopiques parlent en faveur de la thèse biogénétique. La comparaison des valeurs de δ 13 C du méthane provenant de sources clairement abiogéniques avec celles du méthane de près de 1700 réservoirs producteurs a révélé que probablement seulement 1 % du méthane dans la plupart des réservoirs de pétrole et de gaz est d'origine non biogénique. [31]

En fait, il existe quelques exemples d'accumulations plus importantes, parfois même commercialement intéressantes, d'hydrocarbures manifestement formés de manière abiogénique dans la croûte terrestre, mais ceux-ci n'ont pas dégazé du manteau, mais se sont plutôt formés directement dans la croûte supérieure par des processus diagénétiques ou métasomatiques . L'opinion de Kenney, Kutscherow et quelques autres scientifiques selon laquelle les gisements de pétrole et de gaz sont principalement le résultat d'une migration verticale (injection dynamique de fluide)des hydrocarbures juvéniles du manteau terrestre dans la croûte supérieure, et la conclusion qui en découle que le pétrole brut et le gaz naturel ne sont pas des ressources finies, que des gisements largement épuisés sont même en train d'être à nouveau remplis, manquent donc de fondement scientifique sérieux. [31]

La recherche d'huile

télédétection

Le matériel cartographique exact est à la base de l'exploration pétrolière. Dans certaines régions (par exemple en Iran), les formations de camps peuvent déjà être identifiées à la surface de la terre grâce à la cartographie aérienne. Ceci n'est pas suffisant dans les zones de couverture épaisse des couches profondes par des formations jeunes ou dans la zone offshore. De plus, aucun type de roche précis ni leur âge ne peuvent être déterminés à partir des seules photos aériennes. Pour ce faire et vérifier point par point l'interprétation des photos aériennes, le géologue doit toujours se rendre lui-même sur la zone en question et y effectuer le plus de « fouilles » possible. Intéressant sont les endroits où la roche est typique des gisements de pétrole sous-jacentsarrive à la surface de la terre. Là, des morceaux de roche sont arrachés et identifiés à la loupe .

prospection

Véhicules Vibroseis lors d'une exploration 3D dans les contreforts des Alpes en Haute-Autriche en janvier 2008

La recherche ciblée de gisements de pétrole et de gaz est appelée prospection géophysique . La prospection physique est l'application des lois de la physique à l'exploration de la partie supérieure de la croûte terrestre . La détection fiable des structures souterraines cachées, dans lesquelles du pétrole et (ou) du gaz naturel peuvent s'être accumulés, est devenue la condition préalable la plus importante pour une recherche réussie d' hydrocarbures (terme collectif désignant le pétrole et le gaz naturel) au cours des dernières décennies. Aux débuts de la production pétrolièreil fallait se fier aux signes à la surface de la terre qui indiquaient la présence de pétrole. De petites quantités de pétrole brut s'échappent constamment des gisements peu profonds. Un exemple de ceci est la source St. Quirins près de Bad Wiessee am Tegernsee , qui est connue depuis le 15ème siècle mais qui est maintenant tarie. La recherche de gisements pétroliers profonds reposait autrefois sur une analyse détaillée des conditions géologiques d'une région. En conséquence, des forages d'essai ont ensuite été forés à des endroits sélectionnés, dont environ 10 à 15 % ont réussi.

La découverte des bassins sédimentaires est au début de l'exploration . Cela se fait souvent par des mesures gravimétriques ou géomagnétiques. Dans l'étape suivante, la réflexion sismique est utilisée. Des ondes acoustiques sont générées à la surface de la terre, qui se réfléchissent sur les différentes couches du sol. Selon l'application sur terre ou dans l'eau, différentes méthodes sont utilisées. Les sources d'ondes sismiques terrestres sont les explosifs, les masses tombantes ou les vibrateurs sismiques. Des géophones placés à la surface de la terre servent de capteurs pour enregistrer les ondes. En sismique marine, les ondes sismiques sont générées avec des canons à air . Les ondes sont enregistrées avec des hydrophones, qui sont soit étendus sur le fond marin, soit remorqués derrière un navire à la surface de la mer. Les profils de couche peuvent être calculés à partir des temps de propagation et des caractéristiques des signaux réfléchis. Au début de la prospection, des mesures 2D sont effectuées, ce qui donne des profils de coucheobtenu le long des lignes de mesure croisées. Cela permet d'explorer de plus grandes zones à peu de frais. Sur la base des données sismiques, les premiers forages exploratoires sont en cours de réalisation. Dans la prochaine étape, des mesures sismiques 3D seront effectuées dans des zones sélectionnées. Ici, les points de génération et de mesure des ondes sismiques sont disposés de manière à obtenir une image tridimensionnelle des strates rocheuses. En combinaison avec les données géophysiques du forage, un modèle quantitatif des réserves de pétrole ou de gaz et un plan de forage et de production supplémentaires peuvent désormais être créés.

extraction

Général

Puits de pétrole avec foret , coupe longitudinale, schématique, tubé en haut
Derrick avec des sections de tige de tuyau, à côté un conteneur pour le fluide de forage

En général, le pétrole brut conventionnel est produit aujourd'hui dans les phases suivantes :

  • Dans la première phase (production primaire) le pétrole est amené à la surface par la pression naturelle du gaz naturel piégé (production éruptive) ou par « pompage ».
  • Dans la deuxième phase (production secondaire), de l'eau ou du gaz est injecté dans le réservoir (inondation d'eau et injection de gaz), produisant ainsi du pétrole supplémentaire à partir du réservoir.
  • Dans une troisième phase ( production tertiaire ), des substances plus complexes telles que de la vapeur, des polymères, des produits chimiques, du CO 2 ou des microbes sont injectées, avec lesquelles le taux d'utilisation est encore augmenté.

Selon le gisement, 10 à 30 % du pétrole existant peuvent être extraits dans la première phase et 10 à 30 % supplémentaires dans la seconde phase ; au total généralement 20 à 60 % de l'huile présente. Si le prix du pétrole est élevé, la production tertiaire peut être intéressante pour les « anciens » gisements.

La production de pétrole brut à partir de gisements sous le fond des mers ou des lacs (« production off-shore ») présente des difficultés particulières. Afin de développer le gisement , des plates-formes de forage ( plates-formes de forage ) posées sur le lit d'eau ou flottant au-dessus de celui-ci doivent être mises en place, à partir desquelles le forage et la production ultérieure ( plates -formes de production ) peuvent être effectués. Le forage directionnel est ici avantageux car il permet de développer une plus grande surface à partir d'une plate-forme de forage.

S'il existe un gisement de pétrole à proximité de la surface terrestre, le pétrole qu'il contient, réduit en bitume, peut être extrait dans des mines à ciel ouvert . Les sables bitumineux de l' Athabasca en Alberta , au Canada, en sont un exemple.

Le pétrole est extrait de réservoirs plus profonds par des sondes qui sont forées jusqu'au réservoir.

Une fois les travaux de forage terminés, une plate-forme de production pure peut également être utilisée, exemple : Thistle Alpha .

déchet radioactif

Les roches contiennent généralement de petites quantités d'éléments radioactifs, dont la plupart proviennent des chaînes de désintégration de l' uranium et du thorium d'origine naturelle , communément appelées NORM (Naturally Occurring Radioactive Material). Ici, les isotopes du radium se dissolvent avec d'autres éléments dans les eaux souterraines profondes, qui, entre autres, se produit également comme eau de réservoir dans les gisements de pétrole. [35]

Pendant la production de pétrole, l'eau du réservoir monte à la surface de la terre avec le pétrole et le gaz dans les pipelines de production. Du fait de la baisse de pression et de température , le baryum , le calcium et le strontium , et avec eux le radium, précipitent sous forme de sulfates et de carbonates , qui se déposent sur les parois des canalisations. Au fil du temps, le radium s'accumule dans les croûtes qui en résultent, appelées "tartre". Dans d'autres équipements utilisés pour la production de pétrole, par ex. B. séparateurs d'eau , les sulfates et carbonates précipités se retrouvent dans les boues, constituées principalement de fioul lourdet des composants minéraux fins extraits involontairement de la roche réservoir. [35] [36] [37] Le principal problème ici est le 226 Ra à longue durée de vie ( demi-vie de 1600 ans ).

Selon les recherches de Jürgen Döschner, employé de WDR , des millions de tonnes de ces résidus pollués par les NORM se produisent chaque année dans la production de pétrole et de gaz dans le monde , dont jusqu'à 2000 tonnes en Allemagne, avec 3 millions de tonnes de pétrole extraites. [38] L' activité spécifique fluctue relativement fortement, mais peut aller jusqu'à 15 000 becquerels par gramme (Bq/g) pour le 226 Ra contenu dans "Scale" , [35] ce qui est dans la gamme de l' activité spécifique de l'uranium .

Bien que, selon l'ordonnance sur la radioprotection de 2001, les substances à partir de 1 Bq/g (correspondant approximativement à la plage supérieure de la radioactivité naturelle du granit ) nécessitent une surveillance et doivent être éliminées séparément, la mise en œuvre de cette ordonnance a été laissée à la charge de l'industrie, ce qui signifie apparemment qu'au moins une partie des déchets a été traitée ou éliminée de manière négligente et inappropriée. Dans un cas, il est documenté que des déchets d'une moyenne de 40 Bq/g étaient stockés à ciel ouvert sur le site d'une entreprise sans aucun étiquetage et ne devaient pas être spécialement étiquetés pour le transport. [38]

Dans les pays où l'on produit beaucoup plus de pétrole ou de gaz qu'en Allemagne, on produit beaucoup plus de déchets, mais dans aucun pays il n'y a d'enregistrement et de surveillance indépendants, continus et complets des résidus contaminés de la production de pétrole et de gaz. L'industrie traite la matière de différentes manières : selon Döschner, une zone de la taille de l'Allemagne serait contaminée au Kazakhstan , tandis qu'en Grande-Bretagne les résidus radioactifs sont simplement déversés dans la mer du Nord. [39] [38] Aux États- UnisPendant longtemps, les déchets principalement NORM à forte teneur en hydrocarbures ont été appliqués à la surface du site en couches les plus fines possibles, le plus souvent à proximité immédiate des systèmes de convoyage, en vue de la dégradation bactérienne de la fraction hydrocarbure (donc -appelé « épandage »). [38] Les risques sanitaires résultants associés à l'utilisation future des terres dans ces zones sont jugés plutôt faibles. [37] Le cas de Martha, une municipalité de l'État américain du Kentucky , montre à quel point le potentiel de risque des équipements radioactifs d'extraction de pétrole a parfois été sous-estimé ou ignoré . Là, la société Ashland Inc.a vendu à bas prix des milliers de tuyaux de production contaminés aux agriculteurs, aux jardins d'enfants et aux écoles après la fermeture du champ pétrolifère de Martha. Des doses de rayonnement allant jusqu'à 1100 micro-rayons X par heure se sont produites sur certains de ces tuyaux utilisés pour construire des clôtures ou des cadres d'escalade, de sorte que l'école primaire et certains bâtiments résidentiels ont dû être évacués immédiatement après la découverte du rayonnement. [40]

Réserves mondiales et constitution de stocks

Pour le pétrole, la plage statique est relativement courte et sujette à des fluctuations importantes. Elle a donc été estimée à 20 ans immédiatement après les deux guerres mondiales. Malgré une consommation nettement plus élevée et un développement économique et technologique très dynamique, elle n'a cessé de remonter par la suite. Après une crise dans les années 1970, il a été fixé à 25 ans. [41] Ensuite, il est passé à une valeur de 30 à 40 aujourd'hui, voire 50 ans en fonction de l'état actuel de la technologie et du niveau des prix du pétrole. Cette constance de la plage est également appelée constante du pétrole . Cela dénote le fait que les prédictions de plage statiquedu pétrole brut, comme d'autres matières premières, doivent être ajustées régulièrement en raison de la découverte de nouveaux gisements et compte tenu des progrès de la technologie d'extraction et des fluctuations des prix du marché.

Pas plus tard qu'au début des années 2000, les plus grandes réserves mondiales se trouvaient en Arabie saoudite . Cependant, étant donné que les coûts de production des gisements de pétrole non conventionnel, tels que les sables bitumineux ou le pétrole lourd, ont maintenant tellement baissé qu'ils se situent presque dans la fourchette des coûts de production de pétrole conventionnel ou que les prix du pétrole ont augmenté depuis le tournant du millénaire, ces gisements non conventionnels sont maintenant les réserves de pétrole pays ajouté. Par conséquent, en 2013, les plus grandes réserves de pétrole se trouvaient au Venezuela (298,3 milliards de barils - dont 220,5 dans la ceinture de pétrole lourd de l'Orénoque), suivi de l'Arabie saoudite (265,9), du Canada (174,3 - dont 167,8 sous forme de sables bitumineux), de l'Iran(157,0) et Irak (150,0) (voir Pétrole – Tableaux et graphiques : Réserves par pays pour un tableau détaillé).

Selon l'étude énergétique de 2006 de l' Institut fédéral des géosciences et des ressources naturelles , il y aura une disponibilité suffisante de pétrole brut d'ici 2020 environ sans compter les gisements non conventionnels. [42] Selon un article de Science (2004) de Leonard Maugeri d' Eni , cependant, l'âge du pétrole est loin d'être révolu, [43] alors que Murray & King 2012 dans Nature ont montré que le maximum de production ( peak oil ) de pétrole conventionnel était déjà en 2005 avait eu lieu. Cela peut être vu à partir d'un changement dans l'élasticité-prix de la subvention. [44]

Pour 2008, les réserves mondiales confirmées ont été calculées à 1,329 milliard de barils (182 milliards de tonnes selon ExxonMobil's Oeldorado 2009) et à 1,258 milliard de barils (172,3 milliards de tonnes selon BP Statistical Review 2009), selon la source. Les réserves qui ont été localisées et qui peuvent être extraites économiquement avec la technologie disponible aujourd'hui ont globalement légèrement augmenté ces dernières années, malgré les volumes de production annuels. Alors que les réserves au Moyen-Orient , en Asie de l'Est et en Amérique du Sud diminuaient en raison de l'épuisement des gisements et de l'activité de prospection insuffisante , elles augmentaient auL'Afrique et l'Europe légèrement.

Prix ​​du pétrole brut (nominal et réel) depuis 1861

Après quelques années de prix élevés du pétrole autour de 100 $ US le baril, les prix ont chuté au second semestre de 2014 pour atteindre un peu plus de 40 $ US en janvier 2015. Les experts ont attribué cette baisse de prix à une offre excédentaire. Après le retour de l'Iran sur le marché en janvier 2016 et la lutte de l'Arabie saoudite pour la suprématie régionale dans ce contexte, ainsi que la production sans restriction de la Russie, il était prévisible que l'offre excédentaire durerait un certain temps à un prix d'environ 50 dollars. [45] [46]

Les pays de l'Union européenne sont tenus de maintenir une réserve stratégique de pétrole de 90 jours en temps de crise. Une grande partie des réserves allemandes et une plus petite partie des réserves étrangères se trouvent dans les cavernes souterraines du sel de Zechstein dans la région de Wilhelmshaven , via le port pétrolier duquel un cinquième des besoins pétroliers de l'Allemagne sont importés. En Autriche, cette tâche incombe à la société de stockage de pétrole brut .

Avec une consommation quotidienne au niveau actuel d'environ 90 millions de barils [48] (à partir de 2014), les réserves de 1687,9 milliards de barils se traduisent par une fourchette d'environ 51 ans. [49]Lors de l'évaluation de ce nombre, cependant, il faut garder à l'esprit que les pénuries de pétrole ne se produisent pas seulement après l'expiration de la plage (statique ou dynamique) de pétrole. Car contrairement à un réservoir, il n'est pas possible d'extraire n'importe quelle quantité de pétrole des gisements de pétrole par jour (taux de production). Il existe plutôt un taux de production maximal possible, qui est souvent atteint lorsque le puits est à peu près à moitié exploité. Après cela, leur cadence de production diminue (pour des raisons physiques). Un comportement similaire est également supposé par de nombreux experts pour la production mondiale de pétrole : après avoir atteint un maximum de production mondiale ("Peak Oil", voir ci-dessus), le taux de production global diminue. En termes purement mathématiques, il y a encore assez de pétrole disponible à ce moment-làpour couvrir la consommation quotidienne actuelle, même si celle-ci est même en augmentation par rapport à aujourd'hui, mais le pétrole ne peut pas être extrait des gisements suffisamment rapidement et n'est donc pas disponible pour l'économie. La nature finie du pétrole en tant que ressource devient évidente bien avant que sa portée n'ait expiré. La durée de vie du pétrole calculée ici a donc peu d'importance économique, l'évolution temporelle du maximum de production globale et le niveau de la baisse de production qui s'en suit sont plus intéressants. [50]

Cependant, les détracteurs de ces données sur les réserves soulignent que la plupart des réserves des pays non membres de l' OCDE ne sont pas soumises à un contrôle indépendant (voir les notes de bas de page de l'examen statistique de BP). Souvent (comme en Arabie saoudite), toutes les informations sur les données de production des champs et réserves individuels sont soumises au secret d'État. Les critiques accusent donc ces chiffres d'être falsifiés. De nombreux pays producteurs de l'OPEP sont également accusés de déclarer leurs réserves de manière trop optimiste, puisque les quotas de production alloués dépendent des montants de réserves déclarés.

promotion mondiale

Découvertes pétrolières de 1930 à 2050 et production jusqu'en 2001, source : ASPO

Les principaux pays producteurs de pétrole sont actuellement (en 2013) l'Arabie saoudite (11 525 000 barils /jour ; 13,1 % de la production mondiale), la Fédération de Russie (10 788 000 ; 12,4 %), les États- Unis (10 003 000 ; 11,5 %), la République populaire de Chine (4 180 000 ; 4,8 %) et le Canada (3 948 000 ; 4,6 %). Avec 36,8 millions de barils/jour, les douze pays de l' OPEP représentent actuellement 42,5 % de la production mondiale. [52] En 2009, la Russie reste le premier producteur (10 139 000 barils/jour ; 12,5 % de la production mondiale), suivie par l'Arabie Saoudite (9 663 000 ; 11,9 %), les USA (7 263 000 ; 8,9 %), l'Iran (4 249 000 ; 5,2 %) et la Chine (3 805 000 ; 4,7 %)[52] (voir aussi Pétrole brut - Tableaux et graphiques : Production ). La production de pétrole en Allemagne couvrait à l'origine jusqu'à 80 % de la demande nationale et était historiquement d'une grande importance, mais ne représente aujourd'hui que 2 %.

Selon Abdallah Dschumʿa début 2008 (alors directeur général d' Aramco ), environ 1 100 milliards [53] de barils de pétrole ont été produits dans l'histoire de l'humanité . La plupart des réserves ont été découvertes dans les années 1960. Depuis le début des années 1980, la production annuelle (2005) était de 30,4 milliards de barils (87 millions de barils par jour de consommation en 2008 [54] ) - au-dessus de la capacité des réserves nouvellement découvertes, de sorte que les réserves existantes diminuent depuis lors. .

Par conséquent, certains experts s'attendent à un pic mondial de production entre 2010 et 2020. Kenneth Deffeyes , Colin J. Campbell et Jean Laherrere craignent que le maximum n'ait été atteint avant 2010. Une conséquence de cette subvention maximale serait une baisse ultérieure de la subvention, de sorte que la demande prévue parallèlement à la croissance économique ne serait plus suffisamment couverte.

Le gouvernement britannique [55] , le département américain de l'Énergie [56] et le service central d'analyse des forces armées américaines, le US Joint Forces Command [57] , ont été de plus en plus critiques à l'égard de leurs analyses, dans lesquelles des scénarios de pénurie imminente à court terme étaient décrits. . Le gouvernement britannique réagissait apparemment au fait que la richesse pétrolière de l'Angleterre déclinait régulièrement depuis 1999 et en 2006, il est passé d'exportateur de pétrole à importateur. [58]

Jumʿah [53] rejette de telles craintes. [59] Il estime que moins de 10 % des réserves de pétrole liquide existantes ont été produites et (y compris les réserves non conventionnelles) aux taux de consommation actuels, le pétrole sera disponible pendant au moins 100 ans. [60]

Alors que dans les années 1970, les compagnies pétrolières privées occidentales contrôlaient encore près de 50 % de la production mondiale de pétrole [61] , cette part est tombée à moins de 15 % en 2008. La part de loin la plus importante est subventionnée par des entreprises publiques. Les experts [61] ne croient pas qu'il y ait un manque de pétrole, il s'agit d'une crise d'accès aux technologies de pointe (des multinationales) ou vice versa également du manque de sécurité des investissements dans les pays producteurs de pétrole contrôlés par l'État .

le transport

Le pétrole brut est transporté sur de longues distances à travers le monde. Le transport des sites de production aux consommateurs se fait par mer avec des pétroliers , par voie terrestre principalement au moyen de pipelines (pipelines) .

les déversements de pétrole

Environ 100 000 tonnes finissent chaque année à la mer à la suite d'accidents de pétroliers, dont certains ont des conséquences catastrophiques pour l'environnement. La catastrophe de l' Exxon Valdez de 1989 au large de l'Alaska est particulièrement bien connue . Le fait de ne pas arrêter et vidanger le pétrole avec des barrages immédiatement après l'accident a provoqué l'expansion de la nappe de pétrole et contaminé plus de 2 000 km de côtes. Les mesures de nettoyage effectuées par la suite se sont révélées inefficaces ; les conséquences écologiques catastrophiques ont déclenché un large débat public sur les risques et les dangers du transport pétrolier maritime. L'accident a finalement conduit à une augmentation des exigences de sécurité pour les pétroliers et à une enquête approfondie sur les mesures possibles pour lutter contre les déversements d'hydrocarbures.

Un autre grave déversement de pétrole a été l'incendie et le naufrage de la plate-forme pétrolière Deepwater Horizon dans le golfe du Mexique en avril 2010. Le pétrole brut s'est déversé sur plusieurs mois, totalisant plus de 500 000 tonnes. Cet accident a provoqué une marée noire sur les côtes du golfe du Mexique . Le delta du Mississippi a également été touché.

Une libération permanente a lieu au Nigeria , voir aussi la marée noire du delta du Niger .

consommation

La part du pétrole brut dans la consommation d'énergie primaire est d'environ 40 % et occupe ainsi la première place parmi les fournisseurs d'énergie. Le plus gros consommateur d'énergie est le trafic routier.

consommation mondiale

La consommation quotidienne mondiale en 2015 était d'environ 94,5 millions de barils avec une production de 96,3 millions de barils. [62] Les plus gros consommateurs en 2013 étaient les États- Unis (18,9 millions de barils/jour), la République populaire de Chine (10,8), le Japon (4,6), l'Inde (3,7) et la Russie (3,3). En 2013, l'Allemagne était le onzième consommateur mondial avec une consommation quotidienne de 2,38 millions de barils. [48] ​​​​(voir Pétrole - Tableaux et Graphiques : Consommation pour des informations détaillées).

La consommation mondiale augmente actuellement de 2% par an. Cette hausse est due à une forte hausse de la consommation de pétrole dans les pays émergents comme la Chine, l'Inde et le Brésil. Dans les pays industrialisés, en revanche, la consommation diminue depuis longtemps malgré la croissance continue du produit intérieur brut , i. Cela signifie que ces économies deviendront moins dépendantes du pétrole. Néanmoins, la consommation par habitant dans les pays industrialisés est encore significativement plus élevée que dans les pays émergents.

consommation en Allemagne

Importations annuelles de pétrole brut de la République fédérale d'Allemagne [63]

En 2020, 1,9 million de tonnes de pétrole brut ont été produites en Allemagne. [64] La proportion de pétrole brut extrait de sources allemandes est d'environ 2 % de la consommation, la source la plus productive étant la zone de production de Mittelplate dans le Schleswig-Holstein . [65] En 2020 , la République fédérale a importé 82,7 millions de tonnes de pétrole brut, en 2021 c'était 81,4. [66]

Le fournisseur le plus important en 2021 était la Russie avec 34,1 % des importations de pétrole, suivie des États-Unis avec 12,5 %, du Kazakhstan avec 9,8 % et de la Norvège avec 9,8 %. Plus de 30 pays ont livré du pétrole brut à l'Allemagne. [67]

Sur les produits pétroliers finis produits en 2007, 3,8 % ont été utilisés directement par l'industrie comme source d'énergie, 53,7 % ont été utilisés par l'ensemble du secteur des transports, tels que le transport routier (transport privé, transport de passagers et de marchandises), le transport aérien (kérosène) et le transport fluvial, et 12% d'énergie de chauffage pour les consommateurs finals, 4,9% pour les entreprises commerciales et les institutions publiques. 1,7% avaient besoin de l'agriculture et de la sylviculture, 23,9% sont finalement allés comme matières premières dans le traitement chimique, par exemple aux engrais, aux herbicides, aux lubrifiants, aux plastiques (par exemple, produits moulés par injection, articles en caoutchouc, mousses, fibres textiles), aux peintures, vernis , cosmétiques , additifs alimentaires, médicaments, etc. [68]

La consommation de produits pétroliers finis diminue d'environ 1,5 % par an depuis les années 1990, [69] en partie en raison des économies d'énergie continues (cf. Ordonnance sur les économies d'énergie ), en partie en raison d'un passage au gaz naturel ou à des sources d'énergie alternatives telles que le biodiesel , solaire thermique , pellets de bois et géothermie biogaz . [70]

En valeur, en revanche, les importations de pétrole brut et de gaz naturel vers l'Allemagne ont augmenté de plus d'un quart (+28,4%) sur la seule année 2006, à 67,8 milliards d'euros, par rapport à l'année précédente 2005, selon des résultats provisoires. , lorsque le pic provisoire était en 2008 Il était de 83 milliards d'euros le plus récemment, avec une nouvelle augmentation de + 10% par rapport à l'année précédente 2007. Selon l'Office fédéral de la statistique, les importations de pétrole et de gaz naturel sont passées de 14,44 milliards à 82,26 milliards euros sur toute la période de 1995 à 2008, avec une part de 4,3 % à l'origine, aujourd'hui 10 % de toutes les importations.

Selon des chiffres provisoires jusqu'en novembre, le plus important fournisseur de pétrole brut et de gaz naturel de l'Allemagne en 2009 était la Russie, représentant un tiers (33,2 %) des importations de matières premières d'une valeur de 34,708 milliards d'euros . La Norvège a suivi , avec des expéditions de pétrole et de gaz de 14,220 milliards d'euros représentant 14 % des importations. [71] Le troisième pays fournisseur le plus important pour l'Allemagne était le Royaume-Uni avec des approvisionnements d'une valeur de 10,636 milliards d'euros, représentant 10 % du total des importations allemandes de pétrole et de gaz. Au vu de la baisse des volumes de production de pétrole en mer du Nord d'ici 2014 de 590 à 980 kilobarils/jour [72] , cette place devrait revenir à la Libye dans les années à venirêtre attribué. [71]

raffineries

La première raffinerie de pétrole a été construite en 1859. Les prix du pétrole ont chuté de manière significative et le nombre de raffineries a augmenté. Les huiles luminescentes, en particulier le pétrole, ont rendu possibles de nouvelles sources de lumière.

Après l'introduction de la lumière électrique, le pétrole n'était initialement plus attrayant, mais peu de temps après le développement de l' automobile , la famille Rockefeller , en tant que co-fondateurs de la Standard Oil Company , a poussé à l'utilisation de l'essence de produit pétrolier comme essence . carburant, au lieu de l' éthanol initialement proposé par Henry Ford .

Dans la raffinerie de pétrole , le pétrole est décomposé en ses différents composants tels que le fioul léger et lourd , le kérosène et l' essence dans des colonnes de distillation, entre autres. Dans d'autres étapes, une grande variété d' alcanes et d' alcènes peuvent être produits à partir du pétrole brut .

pétrochimie

Le pétrole brut joue un rôle important dans l'industrie chimique. La plupart des produits chimiques peuvent être constitués d'environ 300 produits chimiques de base. Environ 90 % de ces composés moléculaires sont maintenant obtenus à partir de pétrole brut et de gaz naturel. Ceux-ci comprennent : éthène , propène , 1,3-butadiène , benzène , toluène , o - xylène , p - xylène (ceux-ci représentent la plus grande proportion).

Environ 6 à 7 % de la production mondiale de pétrole brut est utilisée pour l'arbre généalogique des produits chimiques, la plus grande partie est simplement brûlée dans les centrales électriques et les moteurs. L'importance de ces produits pétroliers est évidente : lorsqu'il n'y a plus de pétrole, ces produits chimiques de base doivent être produits à l'aide de procédés compliqués et coûteux qui nécessitent beaucoup d'énergie.

Presque tous les produits chimiques peuvent être fabriqués à partir de pétrole. Ceux-ci comprennent les peintures et les vernis, les produits pharmaceutiques, les détergents et les agents de nettoyage, pour n'en nommer que quelques-uns.

Composition, propriétés et classification

Général

Échantillon d'huile de Wietze en Basse-Saxe

Le pétrole brut est principalement un mélange de nombreux hydrocarbures. Les hydrocarbures les plus courants sont les alcanes linéaires ou ramifiés (paraffines), les cycloalcanes (naphtènes) et les aromatiques. Selon l'endroit où il a été trouvé, chaque pétrole brut a une composition chimique particulière qui détermine également ses propriétés physiques telles que la couleur et la viscosité.

La couleur et la consistance varient de transparent et liquide à noir profond et visqueux. En raison des composés soufrés qu'il contient, le pétrole a une odeur caractéristique qui peut varier entre agréable et dégoûtante-répulsive. La couleur, la consistance et l'odeur dépendent beaucoup de l'origine géographique du pétrole. Certains types de pétrole émettent une fluorescence sous la lumière ultraviolette en raison de différents co-formulants, tels que les quinones ou les polyaromatiques.

Avec plus de 17 000 composants, le pétrole non raffiné (pétrole brut) est un mélange très complexe de substances organiques naturellement présentes sur terre. [74] Outre les hydrocarbures purs, les composés carbonés contenant des hétéroatomes tels que l'azote (amines, porphyrines), le soufre (thiols, thioéthers) ou l'oxygène (alcools, quinones) font également partie du pétrole. Il existe également des métaux tels que le fer, le cuivre, le vanadium et le nickel. La proportion d'hydrocarbures purs varie considérablement. Elle peut être comprise entre 97 % et 50 % pour les huiles lourdes et le bitume.

Teneur en composés volatils

Dans l'industrie pétrolière et la géologie, une distinction est faite entre le pétrole brut « léger » contenant une proportion relativement élevée d' hydrocarbures volatils de faible poids moléculaire et le pétrole brut « lourd » contenant également une proportion relativement élevée d'hydrocarbures moins volatils de faible poids moléculaire. sous forme de composés organiques non volatils à haut poids moléculaire (résines, cires, asphaltènes ). Les désignations "léger" et "lourd" font référence au poids ou à la densité spécifiquede pétrole brut, qui augmentent à mesure que la proportion d'hydrocarbures volatils diminue. Le soi-disant degré API , qui est calculé à partir de la densité relative du pétrole par rapport à l'eau, est souvent donné comme mesure de la densité d'un type de pétrole brut .

Le rapport des composés très volatils aux composés non volatils est également responsable de la couleur et de la viscosité du pétrole brut : plus la proportion de composés volatils est élevée, plus le pétrole est léger et moins visqueux.

Les types de pétrole brut «léger» comprennent le West Texas Intermediate (WTI) et le pétrole de la mer du Nord Brent (chacun d'environ 35 à 40 ° API), un type de pétrole brut lourd est le Merey du Venezuela (16 ° API). Les pétroles bruts avec moins de 10°API sont généralement appelés asphalte (voir aussi →  Sables bitumineux ).

contient du soufre

Le pétrole brut à faible teneur en soufre est appelé « doux » ( pétrole brut doux , y compris la variété Brent ), le pétrole brut « acide » à haute teneur en soufre , y compris les variétés Mars et Poséidon extraites dans le golfe du Mexique . Le soufre contenu dans le pétrole brut et dans les produits de raffinage est oxydé par combustion pour former du dioxyde de soufre (SO 2 ) gazeux , qui est converti dans une faible mesure par réaction avec l'oxygène atmosphérique, catalysé par les poussières atmosphériques, en trioxyde de soufre (SO 3) est converti. Le dioxyde de soufre et le trioxyde de soufre se combinent avec l'eau atmosphérique pour former respectivement de l'acide sulfureux (H 2 SO 3 ) et de l'acide sulfurique (H 2 SO 4 ), qui, dilués dans le reste de l'eau atmosphérique, tombent sous forme de pluies dites acides et causer divers problèmes écologiques et structurels.

Afin de réduire les émissions de dioxyde de soufre dans l'atmosphère, les carburants issus du pétrole ont été désulfurés à partir de 1980 environ et de manière généralisée à partir de 2000 environ. Le pétrole lourd , qui est utilisé comme carburant sur les navires de haute mer, en était initialement exempté. Matière première pour l'industrie chimique, le soufre obtenu lors de la désulfuration remplace le soufre minéral obtenu par extraction à bas coût. Comme alternative à la désulfuration directe du pétrole brut, les gaz de combustion sont lavés, en particulier dans les centrales électriques au charbon et au mazout, et la poudre de gypse (CaSO 4 ) est produite en insufflant de la poudre de chaux (CaCO 3 ) , qui peut être davantage utilisé techniquement (voir → désulfuration des fumées ).

subventions

Selon une étude du British Overseas Development Institute, les principaux pays industrialisés et émergents subventionnent l'exploration des gisements de pétrole à hauteur de 71 milliards d'euros par an - et sapent ainsi leur propre politique climatique. [75]

sortie du pétrole

En raison de divers problèmes environnementaux découlant de l'extraction du pétrole et de l'utilisation et de la combustion des produits pétroliers (accidents de production, fuites d'oléoducs, accidents de pétroliers, déchets plastiques , changement climatique  - la combustion d'un baril de pétrole fossile produit environ 320 kg [76] du dioxyde de carbone , un gaz à effet de serre considéré comme la principale cause du réchauffement climatique), diverses organisations demandent que l'utilisation du pétrole brut comme matière première soit restreinte, voire arrêtée. Le terme d'élimination progressive du pétrole est utilisé pour désigner les efforts d'un État pour devenir complètement indépendant du pétrole .

Alors que le changement mondial de mentalité commençait, la famille Rockefeller , dont la richesse remonte principalement à l'exploration pétrolière au début du XXe siècle, a fait une déclaration en mars 2016 en cédant ses participations dans des entreprises qui gèrent leurs activités avec des combustibles fossiles. Les Rockefeller ont notamment vendu leurs parts dans la compagnie pétrolière ExxonMobil . [77]

Voir également

Littérature

liens web

 Wikinews : Pétrole  - dans l'actualité
Commons : Petroleum  - Album avec photos, vidéos et fichiers audio
Wiktionnaire : Pétrole  – Explications de sens, origine des mots, synonymes, traductions

les détails

  1. Hans Murawski, Wilhelm Meyer : Dictionnaire géologique. Spektrum Akademischer Verlag, 11e édition, 2004, ISBN 3-8274-1445-8 .
  2. OPEP : Réserves mondiales de pétrole brut : Production cumulée versus ajouts nets (2000–2009)
  3. Revue statistique de BP sur l'énergie mondiale. (PDF ; 6,7 Mo) BP , juin 2017, p. 15 , récupéré le 15 juillet 2017 (anglais).
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