Maaöljy
Maaöljy eli vuoriöljy tai raakaöljy, joskus myös yksinkertaisesti öljy, on maaperässä muinaisista eliöistä muodostunut hiilivetyjen seos. Öljyä käytetään laajalti polttoaineena ja raaka-aineena synteettisiä aineita valmistettaessa. 40 prosenttia kaikesta maailmassa käytetystä energiasta ja 95 prosenttia liikenteessä käytetystä energiasta tulee öljystä.
Öljy on fossiilinen polttoaine. Maapallon öljy on syntynyt ajan saatossa esihistoriallisista kasveista ja meren eliöistä, jotka ovat hautautuneet sedimentin alle. Kuumuus ja paine on muuttanut jäännökset nestemäisiksi ja kaasumaisiksi hiilivedyiksi. Öljy on kasautunut huokoisiin kiviin ja onkaloihin, joista se voidaan pumpata.
Raakaöljy sisältää hiilen ja vedyn lisäksi happea, rikkiä ja typpeä. Myös metalleja, muun muassa vanadiinia ja nikkeliä, saattaa esiintyä hyvin pieniä määriä. Alkuainekoostumus vaikuttaa suoraan öljyn laatuun. Tärkeimpiä tekijöitä jatkojalostuksen kannalta ovat öljyn tislesaanto ja rikkipitoisuus. Tislesaantoa voidaan arvioida öljyn tiheyden perusteella (noin 780–1 000 kg/m³). Tiheys ilmaistaan usein American Petroleum Instituten laatiman API-asteikon mukaan, ja se on tärkeä peruste hinnoittelulle. Kevyttä, pienimolekyylistä, juoksevaa, kellanruskeaa, korkealaatuista öljyä on esimerkiksi Pohjanmeren öljy. Raskasta, suurimolekyylistä, jähmeäliikkeistä lähes mustaa ja heikkolaatuista on esimerkiksi Venezuelan öljy.
Öljy koostuu erilaisten hiilivetyjen seoksesta: pääasiassa alkaaneista ja aromaattisista hiilivedyistä. Raakaöljyn alkaanit voivat olla suoraketjuisia tai haaroittuneita tai rengasrakenteisia. Aromaattisista hiilivedyistä mainittakoon bentseeni, tolueeni ja ksyleeni.
On ollut olemassa öljykenttiä, joissa öljy on noussut omalla paineellaan maan pinnalle, mutta ne on käytetty tyhjiin jo kauan sitten. Ensimmäinen "öljykaivoksen" käynnisti Ignacy Łukasiewicz 1854 Galitsiaan, Bóbrkan kylään nykyiseen Etelä-Puolaan lähelle Krosnoa. Yhdysvalloissa öljyntuotanto alkoi 1859 Pennsylvaniassa. Nykyään, ennen kuin öljykenttä voidaan ottaa käyttöön, on sitä valmisteltava useita vuosia. Valmisteluun kuuluu esimerkiksi paineen nosto hiilidioksidilla tai vedellä.
Öljyn pumppaamiseksi ensimmäinen vaihe on porata aukko maanalaiseen öljykenttään. Samaan kenttään porataan usein useita aukkoja saannin nopeuttamiseksi. Muista aukoista pumpataan maan alle vettä, joka nostaa tai pitää yllä maanalaista painetta ja mahdollistaa öljyn nostamisen. Kentän paineen laskiessa loppu öljy on pumpattava ylös. Uudet aukot ovat yleensä vaakatasossa.
Aukkoja lisäämällä ei pystytä lisäämään tuotantoa nopeasti, sillä öljyn pumppaus on hyvin tarkkaan säädelty prosessi – jos vettä ei pumpata oikeassa suhteessa tai öljyä nostetaan liian nopeasti, öljylähde saattaa romahtaa niin, että loppua öljyä ei enää saada ylös. Tästä on varoittavia esimerkkejä muun muassa Kuwaitissa.
Modernin öljynjalostuksen historia alkaa vuodesta 1852, jolloin keksittiin öljyn tislaus. Raakaöljystä tislasi petrolia ensimmäisenä puolalainen Ignacy Łukasiewicz.
Öljynjalostamossa eri kemikaalit erotetaan tislaamalla. Raakaöljystä voidaan jakotislauksella erottaa erilaisia hiilivetyjä, kuten petrolia, bensiiniä, parafiinia ja bitumia. Raskaampia hiilivetyjä voidaan hajottaa arvokkaammiksi kevyemmiksi hiilivedyiksi krakkauksella.
Suomen ja Pohjoismaiden suurin öljynjalostuksen keskus sijaitsee Porvoon Kilpilahdessa.
Öljyä käytetään laajalti polttoaineena ja raaka-aineena synteettisiä aineita valmistettaessa. 40 % kaikesta maailmassa käytetystä energiasta ja 95 % liikenteessä käytetystä energiasta tulee öljystä.
Öljyä käytetään polttoaineena tehtaiden ja autojen koneissa sekä lämmityksessä. Tällaisia öljytuotteita ovat bensiini, dieselöljy ja lämmitysöljy. Öljystä jalostettuja petrokemian tuotteita käytetään muun muassa muoveihin, maalien sidos- ja väriaineisiin sekä esimerkiksi fenolia lääkekemikaalien syntetisointiin. Suomessa on noin 250 000 öljyllä lämmitettyä rakennusta.
Öljyn käyttö on laajaa, koska se on helposti mukana kuljetettava energianlähde. Millään muulla tekniikalla ei ole saatu aikaan yhtä kevyttä, turvallista ja energiatiivistä voimanlähdettä.
Ensimmäinen varsinainen öljystä saatavalla energialla kulkeva auto keksittiin vuonna 1885. Siinä oli polttomoottori. Kun vielä kehitettiin laite, jota nyt kutsutaan kaasuttimeksi, saatiin bensiinin voimalla käyvä moottori. Se syrjäytti silloin kilpailijansa, raskaan ja kömpelön höyryauton ja rajoittuneemman ajomatkan antaneen sähköauton.
Öljyn tulevaisuus on epäselvä. On raportoitu, että öljy säilyisi varteenotettavana polttoaineena vain 40 vuotta ja tuotannon huippu saavutetaan jo tällä vuosikymmenellä. Toisaalta jotkut pitävät öljyvaroja lähes ehtymättöminä, koska maailmassa on vielä valtavia tunnettuja hiilivetyreservejä, esimerkiksi öljyliuske tai kivihiili. Jo aikaisempien energiakriisien yhteydessä on myös todettu, että markkinamekanismi siirtää automaattisesti energiantuotannon muihin menetelmiin niiden tultua hinnaltaan öljyä edullisemmiksi.
Polttoaineista bensiini voidaan sangen helposti korvata etanoli-bensiiniseoksella (E85) ja diesel biodieselillä. Puhdastakin etanolia voidaan käyttää esimerkiksi lentobensiinin korvikkeena yksinkertaisilla muutostöillä, Brasilia onkin jo aloittanut vuonna 2005 etanolikäyttöisten lentokoneiden valmistuksen. Yksi merkittävä syy öljyn polttamista vastaan on se, että palamistuotteena syntyvä hiilidioksidi kiihdyttää maailmanlaajuista ilmastonmuutosta.
Nestemäisten biopolttoaineiden tuotanto ei ole kovin energiatehokasta, eikä näiden tuotantoon ole käytettävissä nykyisen kulutuksen vaatimia riittäviä maa-alueita. Aikaisempien öljynhinnannousujen aiheuttamien muutosten vuoksi on ennustettavissa, että hupenevat öljyvarat tullaan käyttämään kohteissa, joissa öljy on vaikeimmin korvattavissa eli ajoneuvojen polttoaineina ja petrokemiantuotteiden kuten muovien tuotantoon. Öljyn hinnan noustessa öljyn käyttäminen lämmitykseen ja voimalaitoksissa tulee kannattamattomaksi ja näissä on myös teknisesti helpointa ottaa käyttöön korvaavia energialähteitä. Polttoaineiden hinnan kallistuminen tukee myös kevyempien ajoneuvojen ja energiatehokkaampien voimanlähteiden, kuten dieselmoottorien käyttöä.
Öljyntuottajamaiden järjestö OPEC perustettiin 1960 Bagdadissa. OPECin jäsenet muodostavat kartellin, joka jakaa tuotantomäärät. Se pyrkii ohjailemaan öljyn tuotantoa ja siten säätelemään sen hintaa asettamalla jäsenilleen tuotantokiintiöt. Jäsenmaat hallitsevat kahta kolmannesta maailman öljyvaroista ja tuottavat 40 prosenttia tuotannosta.
Öljyn runsaan käytön vuoksi sen hinnan vaihteluja seurataan tarkasti. Öljyn maailmanmarkkinahinnat vaikuttavat voimakkaasti maailmantalouteen. Vuoden 1973 öljykriisissä OPEC kieltäytyi myymästä öljyä länsimaille, jotka olivat tukeneet Israelia jom kippur -sodassa Egyptiä ja Syyriaa vastaan. Viisi kuukautta kestänyt boikotti aiheutti öljyn hinnan kohoamisen nelinkertaiseksi. OPECin menestyksen takana on ollut pääasiassa Saudi-Arabia, joka on sietänyt muiden tuottajien kiintiöhuijauksia ja kompensoinut niitä omalla tuotannollaan. OPECin ulkopuolella ovat merkittävistä öljyntuottajista muun muassa Norja, Venäjä ja Yhdysvallat. Vuonna 2014 Yhdysvallat nousi maailman suurimmaksi öljyntuottajaksi.
Euroopan unionin energiankulutuksesta vuonna 2004 öljy oli 41 % ja siihen läheisesti liittyvä maakaasu edellisen lisäksi 22 %. Vuonna 2030 lukujen arvioidaan olevan 38 % (öljy) ja 29 % (maakaasu).
Maailman raakaöljyvarannot arvioitiin vuonna 2000 seuraaviksi:
Öljy kuljetetaan laivoilla ja öljyputkilla. Laivareiteistä öljyntuotantoalueelta kulutusalueille ja öljyputkien reiteistä ja niiden varrella olevista maista tulee maailmankaupan ja politiikan keskeisiä tekijöitä.
Maailman suurin öljynkuluttaja on Yhdysvallat. Se tuo öljystään yli 50 prosenttia. Bensiinin hinta on Yhdysvalloissa tärkeä sisäpoliittinen kysymys.
Venäjä on suurin OPECin ulkopuolinen öljyn viejä. Venäjän öljyntuotannon kustannukset ovat yli nelinkertaisia Lähi-idän öljyyn verrattuna. Siitä huolimatta öljy ja kaasu ovat Venäjän päävientiartikkelit. Öljy ja maakaasu ja niiden hinta on siis Venäjälle elintärkeä kysymys.
Merkittäviä öljyn kuluttajia Pohjois-Amerikan ja EU:n lisäksi ovat Japani ja kasvavasti Kiina ja Intia.
Israelista on löytynyt 2010-luvun alussa valtavia maakaasu- ja öljyliuske-esiintymiä, jotka ovat muuttamassa Israelin poliittista, taloudellista ja sotilaallista asemaa merkittävästi. Israelista viime aikoina löydettyjen öljyesiintymien arvioidaan olevan jopa saman suuruisia kuin Saudi-Arabian öljyesiintymät.
Öljyn merkitys näkyy Suomessa muun muassa omina öljynjalostamoina ja niihin liittyvinä laajoina ja suurina varmuusvarastoina. Merkittävä kysymys on myös Suomenlahden kasvava tärkeys Venäjän öljyviennille. Neste etsi öljyä Pohjanlahdelta useana vuonna 1960- ja 1970-luvun vaihteessa, mutta sitä ei löytynyt Suomen alueelta.