Põlevkivi

Põlevkivi on kerogeeni sisaldav peenkihiline musta või pruuni värvi settekivim. Orgaaniline aine koosneb enamasti vetikate või bakterite jäänustest moodustunud kerogeenist.
Põlevkivi on maavarana laialt levinud, kuid jäädes kütteväärtuse ja muude omaduste poolest naftale ja kivisöele alla, mitte nii laialt kasutatud. Suured põlevkivi varud on näiteks Eestil, USA-l, Austraalial, Kanadal, Brasiilial ja Venemaal.
Kasutamine.
Põlevkivi kasutatakse fossiilkütuse ja keemiatööstuse toorainena. Põlevaine utmisel saadakse rohkesti õli. Põlevkivist saab toota maagaasi, mõningaid väävliühendeid ja teekattebituumenit.
Põlevkivi kütteväärtus on vähemalt 4,9–11,3 MJ/kg (1200–2700 kcal/kg).
Rikastatud põlevkivi tihedus on 1,46–1,78 Mg/m3.
Põlevkivi, mille spetsiifiline nimetus on kukersiit, on Eesti tähtsaim maavara. Lisaks kukersiidile on Eesti maapõues ka graptoliitargilliiti, mis on samuti põlevkivi. Seda Eestis ei kaevandata ja väikse kütteväärtuse tõttu pole teda põleva maavarana kunagi kaevandatud. Küll on aga graptoliitargilliiti lühikest aega (1949–1952) kaevandatud selle uraanisisalduse pärast.
Põlevkivikeemia.
Kerogeenpõlevkivi pürolüüsil saadakse põhifraktsioonidena gaas ja õli, kõrvalsaadustena fenoolvesi, poolkoks ja tuhk. Esmaste saaduste töötlemisel on saadud üle paarikümne väärtusliku saaduse. Kõik saadused, nende keemiline koostis ja omadused, aga ka analüüsimetoodikate ning tootmistehnoloogiate väljatöötamine, optimeerimine ja keskkonnasaastega seotud probleemid kuuluvad põlevkivikeemia uurimissfääri.
Eestis on põlevkivikeemia ülioluline uurimisvaldkond ja sellel on oluline roll siinse keemiatööstuse ajaloos. Eesti põlevkivikeemia ja -tehnoloogia saavutused on olnud maailmatasemel kõrgelt tunnustatud.
Põlevkivivarud.
Nagu nafta ja maagaasi, nii ka põlevkivi juures eristatakse ressursse ja reserve. Ressursid hõlmavad kõiki Maal asuvaid lademeid, reservid üksnes neid, mille kasutuselevõtmine on tänapäeva tehnoloogia juures majanduslikult otstarbekas. Kuna tänapäeva tehnoloogia pidevalt muutub, siis on maailma põlevkivivarud üksnes hinnangulised.
Põlevkivi leidub paljudes maailma maades, kuid üksnes 33 neist on majanduslikult arvestatavad põlevkivilademed. Maailma põlevkiviressurssidest 62% asub USA-s ning Venemaal ja Brasiilias on neid kokku 24%. Siiski võivad need arvud tulevikus muutuda uute lademete avastamise tõttu.
2005. aastal hinnati maailma põlevkiviressurssideks 411 gigatonni, mis vastab 2,8 km³ põlevkiviõlile.
Eestis on 2022 seisuga põlevkivi kaevandatud 1,2 miljardit tonni ning olemasolevaid varusid hinnatakse 4,6 miljardi tonni peale, millest kaevandatavaks varuks loetakse miljard tonni.
Ajalugu.
Inimesed on kasutanud põlevkivi juba ürgajast peale, sest see põleb üldjuhul ilma eelneva töötlemiseta.
Tänapäevane tööstuslik kasutamine algas 1837 Prantsusmaal Autunis. Sellele järgnes varude kasutuselevõtt Šotimaal, Saksamaal ja teistes maades.
19. sajandil toodeti põlevkivist peamiselt petrooleumi, lambiõli ja parafiini. Need ained aitasid rahuldada suurenevaid vajadusi valgustuse järele tööstusrevolutsiooni ajal. Toodeti ka kütteõli, määrdeõli, määrdeid ja ammooniumsulfaati.
Pärast Teist maailmasõda loobus enamik riike põlevkivi kasutamisest, sest see oli naftaga võrreldes kallim. Kaevandamine jätkus peamiselt Eestis ning Hiinas (Maomingi ja Fushuni leiukohad). Eesti NSV sai maailma suurimaks põlevkivikaevandajaks. Kohtla-Järvele ehitati gaasikombinaat Leningradi varustamiseks gaasiga. Gaasijuhe Kohtla-Järve-Leningrad valmis 1948. aasta sügisel. Tallinna jõudis põlevkivist toodetud gaas 1953. aastal. Peamisteks põlevkivi tarbijaiks said 1959. aastal tööle hakanud Balti soojuselektrijaam ja 1969. aastal tööle hakanud Eesti soojuselektrijaam, mis olid kuni Leningradi tuumaelektrijaama valmimiseni olulised Leningradi elektriga varustajad. Pärast maailma 1973 tabanud naftakriisi suurenes maailma põlevkivitoodang, millest enamiku andis Eesti, 46 miljoni tonnini 1980. aastal, vähenedes uuesti 16 miljoni tonnini 2000. aastal. 80% kogu maailmas kasutatavast põlevkivist on kaevandatud Eestis.
Eesti on maailma ainus riik, kus enamik riigi energeetikast põhineb põlevkivil. AS Eesti Energia Narva Elektrijaamad toodetud energiast oli 2005. aastal 95% toodetud põlevkivist.
2021. aastal teatas Eesti Energia juhatuse esimees Hando Sutter, et ettevõttel on plaanis loobuda põlevkivist elektrienergia tootmisest alates 2030. aastast ja põlevkiviõli toota aastani 2045.
Probleemid.
Põlevkivi kasutamisel tekib rohkes koguses jääksaadusi: tuhka ja poolkoksi. Näiteks Eestis lisandub praeguse tempo juures umbes 5–7 miljonit tonni tuhka ja miljon tonni poolkoksi aastas, millest taaskasutatakse ainult väga väikest osa.
Põlevkivi kaevandamise juures on suurimaks probleemiks veerežiimi muutmine ja vee reostamine. Näiteks tuleb Eestis iga tonni kaevandatava põlevkivi kohta kaevandustest ja karjääridest välja pumbata 10–15 tonni vett. Põlevkivikaevanduste kuivendamise ja suurte reostuskollete pikaajalise koosmõju tulemusel on aga tugevalt kahjustada saanud ülemised põhjaveekihid.