ディルビットプライマー: 従来のオイルとの違い

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2010 年 7 月 26 日に緊急対応隊員がミシガン州マーシャルに駆けつけたとき、カラマズー川が 100 万ガロン以上の石油で黒くなっているのを発見しました。 彼らは1週間以上経ってから、破裂したパイプラインがカナダのタールサンド地域からのディルビットとしても知られる希釈アスファルトを運んでいたことを発見した。 それを掃除することは、彼らにとって想像もしなかった方法での挑戦となるでしょう。 当初予想していたように 2 ～ 3 か月かかるのではなく、2 年近く経った今でも仕事は完了していません。

ディルビットは、歴史的にエネルギー源として使用されてきた典型的な軽質原油（通常は従来型原油と呼ばれる）よりも水路から除去するのが難しい。

従来のオイルのほとんどは水に浮きますが、ディルビットの多くは水面下に沈みました。 水没した石油は浮遊した石油に比べて浄化が非常に困難です。マーシャル近くの川底には大量の石油が残っており、浄化は 2012 年末まで続くと予想されています。

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InsideClimate Newsは、マーシャルの流出事故が従来の原油流出事故と何が違うのかを7カ月かけて調査した。 課題の 1 つは、ディルビットに関する科学的研究がほとんど行われていないことでした。 これまでに行われた研究のほとんどは業界によって実施され、機密情報とみなされます。

私たちが見つけた情報は、政府の記録や公開されている業界研究に加え、業界アナリスト、連邦および州の役人、石油業界に携わった数人の大学研究者への数十回のインタビューから得たものです。 また、パイプライン安全トラスト、天然資源防衛評議会、持続可能なエネルギーを支援する評判の高いカナダのシンクタンクであるペンビナ研究所など、ディルビット規制の強化に重点を置いている監視団体にもインタビューしました。

タールサンドの研究が行われているアルバータ大学とカルガリー大学の専門家はコメントの要請に応じていない。 InsideClimate は、米国石油協会とカナダ石油生産者協会に専門家との連絡を依頼しましたが、どちらの組織も科学者や技術者にインタビューを提供しませんでした。

ディルビットとは何ですか？

ディルビットは希釈アスファルトの略です。

ビチューメンは天然のオイルサンド堆積物で見つかる原油の一種で、現在使用されている原油の中で最も重いものです。 タールサンドとしても知られるオイルサンドには、砂、水、油性アスファルトの混合物が含まれています。 カナダのアルバータ州にあるタールサンド地域は、世界で 3 番目に大きい石油埋蔵量です。

ビチューメンは通常のオイルや従来のオイルと何が違うのでしょうか?

従来の原油は、地下の鉱床から汲み上げられる液体です。 その後、パイプラインで製油所に輸送され、そこでガソリン、ディーゼル、その他の燃料に加工されます。

アスファルトは厚すぎるため、地面やパイプラインから汲み上げることはできません。 代わりに、重いタール状物質は、地面に蒸気を注入して採掘または抽出する必要があります。 抽出されたアスファルトはピーナッツバターのような粘稠度を持っており、製油所に届ける前に追加の処理が必要です。

アスファルトを加工するには 2 つの方法があります。

一部のタールサンド生産者は、現地改良施設を使用してアスファルトを従来の原油に似た合成原油に変えています。 他の生産者は、従来の軽質原油または液体天然ガスのカクテルを使用してアスファルトを希釈します。

得られる希釈アスファルト、またはディルビットは、従来の原油と同じ粘稠度を有しており、パイプラインを通してポンプで輸送することができます。

アスファルトを希釈するためにどのような化学物質が添加されますか?

これらの化学物質（総称して希釈剤と呼ばれます）の正確な組成は企業秘密とみなされます。 希釈剤は、製造されるディルビットの特定の種類に応じて異なります。 この混合物には、ヒトの発がん性物質として知られるベンゼンが含まれることがよくあります。

ディルビットが通常の原油と同じ粘稠度を持っているなら、なぜマーシャルの流出時に沈没したのでしょうか?

マーシャルで流出したディルビットは、70 パーセントのビチューメンと 30 パーセントの希釈剤で構成されていました。 パイプライン 6B が分岐した後、ディルビットは最初は水に浮かんでいましたが、すぐにさまざまなコンポーネントに分離し始めました。

希釈剤の大部分は大気中に蒸発し、重いアスファルトが残り、水中に沈みました。

流出事故を調査している連邦機関である国家運輸安全委員会が発表した文書によると、希釈剤のほとんどが蒸発するか水に溶解するまでに9日かかった。

従来の原油も水に沈むのでしょうか？

はい、ただし範囲ははるかに小さいです。

あらゆる種類の原油は、容易に蒸発する軽い揮発性化合物から沈んでしまう重い化合物まで、何百もの異なる化学物質で構成されています。

従来の石油に含まれる化学物質の大部分はその中間にあり、浮遊するには十分軽いが、大気中にガスとして放出するには重すぎる。

ディルビットには、これらの中程度の化合物がほとんど含まれていません。代わりに、化学物質は非常に軽い (希釈剤) か、または非常に重い (アスファルト) になる傾向があります。

ビチューメンはディルビットの組成の 50 ～ 70 パーセントを占めるため、ディルビットに含まれる化合物の少なくとも 50 パーセントは水に沈む可能性がありますが、従来の原油のほとんどは 10 パーセント未満です。

特定の種類の原油が沈むか浮くかをどうやって知るのでしょうか?

業界では、密度に基づいてさまざまな原油を軽油、中油、または重油に分類しています。 これらのカテゴリのカットオフについては議論がありますが、アスファルトは水よりも密度が高いため、「超重質」カテゴリに分類されます。 6Bから流出した希釈アスファルトは水より軽く、重質原油と考えられた。

しかし、密度だけでは、特定の種類の原油が沈むか浮くかを決定するものではないと、ニューハンプシャー大学の土木・環境工学教授で水没石油の研究をしているナンシー・キナー氏は言う。 天候やその他の条件によって原油の浮力は変化する可能性があります。たとえば、水より軽い原油は堆積物と混ざり合うと沈む可能性があります。

まさにそれが 6B のアスファルトで起こったことです。 一般に、アスファルトの密度は、水よりわずかに重いものから、水よりわずかに軽いものまでの範囲にあります。 マーシャルで流出したアスファルトは、規模の軽い方の端にありました。 ペンビーナ研究所のオイルサンド・プログラムの技術・政策アナリスト、マーク・フオット氏は、アスファルトの密度は水の密度に非常に近いため、「灰色の領域にある。[条件]によっては浮くかもしれないし、浮かないかもしれない…と考えてほしい」と述べた。丸太――浮きますが、あまり良くありません。」

しかし、川中でアスファルトが砂粒やその他の粒子と混ざり合うと、堆積物の重みでアスファルトが水中に引き込まれてしまいました。

カラマズーで水没した油の除去がこれほど難しいのはなぜですか?

既存の浄化手順と装置は、浮遊油を捕捉するように設計されています。 マーシャル事故は米国海域でのディルビットの初の大規模流出だったため、現場の浄化専門家は水没した油への挑戦に対する準備ができていなかった。

EPAは1970年以来、約8,400件の流出物の浄化を監督しているが、InsideClimate Newsとの複数回のインタビューでEPA関係者らは、マーシャルの流出物の浄化はこれまで直面したものとは異なっていたと語った。

「（これは）多くの人が対処したことではない」とキナー氏は語った。 「（オイルが）見えないと、どこにあるのかわからないので、掃除するのが非常に困難です。」

清掃員が水没した油を発見すると、川底を破壊せずに油を除去するのは困難です。 マーシャルの清掃作業員は、石油の清掃と生態系の保護のバランスをとる、侵襲性の低い手順を即興で作成することを余儀なくされた。

マーシャル事故のわずか9日前の2010年7月16日、EPAはディルビットに含まれる希釈剤の独自の性質により浄化作業が複雑になる可能性があると警告した。 同庁は、米国6州と極めて重要なオガララ帯水層にカナダのディルビットを運ぶ予定のパイプラインであるキーストーンXLに関する国務省の環境影響報告書草案（EIS）についてコメントしていた。

「まず、アスファルトをパイプラインで輸送するには、カッターストック（その具体的な組成は各荷送人の専有情報である）で希釈されるか、アスファルトを変換するためにアップグレード技術が適用されることを我々は指摘する」合成原油へ」とEPAは書いている。 「…希釈剤または合成原油の化学的特性に関するさらなる情報がなければ、水生環境における流出油の運命と輸送を判断することは困難です。

「例えば、希釈剤の化学的性質は、従来の浮遊油流出対応装置や対応戦略の有効性に悪影響を与える可能性があるため、対応に重大な影響を与える可能性があります。さらに、EIS草案は石油全般に対応しており、先に説明したように、このビチューメン原油/合成原油が他の油と同じ特性を共有していると仮定するのは適切ではありません。」

ディルビットはパイプラインの安全性にどのような影響を与えますか?

一部の監視団体は、ディルビットは従来の油よりも腐食性が高く、より多くのパイプライン漏れを引き起こすと主張している。 業界はこの理論に異議を唱えており、どちらの側を裏付ける独立した研究もありません。 2011年後半、議会はパイプライン危険物安全局（PHMSA）に対し、ディルビットが流出のリスクを高めるかどうかを調査するよう命じる法案を可決した。 結果は 2013 年に得られる予定です。

業界によれば、カナダのタールサンド油はベネズエラ、メキシコ、カリフォルニア州ベーカーズフィールドなどで産出される従来の重質原油と非常に似ているという。 しかし、これらの原油は国内のパイプラインを通って輸送されるわけではない。 ベーカーズフィールド油は敷地内の製油所で処理され、ベネズエラとメキシコからの輸入油はタンカーで米国メキシコ湾岸の製油所に輸送される。

ディルビットを批判している同じ監視団体は、同じくアスファルトから作られる合成原油はパイプラインの安全性に対してこれ以上の脅威をもたらすものではないと述べている。 米国は現在、カナダ産ディルビット原油と合成原油を日量120万バレル以上輸入しており、その数字は今後10年間で劇的に増加すると予想されている。 増産のほとんどはディルビットによるもので、カナダの合成原油改良業者が生産能力に達したことと、米国の製油所がディルビットを処理する方が財政的に有利であるためだ。

政府はディルビットを従来の原油とは異なる方法で規制しているのでしょうか?

ほとんどの場合、そうではありません。

ディルビットには追加の安全規制は適用されておらず、PHMSA は各パイプラインを流れる特定の種類の原油を追跡していません。 これが、ディルビットの安全性記録を従来の原油と比較することが難しい理由の 1 つです。

しかし、タールサンドからの石油は、税金に関しては異なる規制を受けています。 石油業界は、米国に生産および輸入される原油に対して 1 バレルあたり 8 セントの税金を支払っています。この税金は、流出油の処理と賠償請求に緊急資金を提供する油流出責任信託基金に寄付されます。 マーシャルとBPメキシコ湾岸の流出事故は両方ともその資金を利用した。

マーシャル油流出事故から 5 か月後の 2011 年初頭、IRS はディルビットと合成原油に対してこの税の支払いを免除する決定を下しました。 エネルギー・環境ニュースサービスのE&E Publishingは、この免除は「身元が秘密にされていた企業の要請により」行われたと報じた。

カナダのタールサンドから得られる石油は、その化学的性質、挙動、製造方法が大きく異なるため、原油とみなされるべきではないと言う人もいる。

「タールサンドを典型的な原油とは考えないでしょう」とニューハンプシャー大学のキナー教授は言う。 「石油や石油流出に対処するほとんどの人にとって、それは原油とは考えられていません。」

キナー氏は、大学と米国海洋大気局との共同研究である沿岸反応研究センターの共同ディレクターを務めています。 このセンターは流出対応におけるイノベーションに関する研究を行っており、最近では水中油ワーキンググループを立ち上げました。

タールサンドブームは、ビチューメンであろうと従来の重質原油であろうと、より重質原油を生産するという業界全体のトレンドの一部であるとキナー氏は述べた。 「軽いものはすべて使い果たされてしまった…経済的に採算が合わなければタールサンドを採取することはないだろう…そして時間の経過とともに、水没した石油（の流出）がさらに増えるだろう。」

天然資源防衛評議会の弁護士でタールサンド産業を長年研究してきたアンソニー・スウィフト氏は、マーシャル流出はより厳格なディルビット規制の必要性を示していると述べた。

マーシャルの原油流出事故は米国史上最大の原油流出事故ではないが、被害額は群を抜いて最も大きい。 スウィフト氏は、PHMSA のパイプライン事故データベースの数値を使用して、過去 10 年間のすべての原油流出事故の平均浄化費用は 1 バレルあたり 2,000 ドルであると計算しました。 マーシャルの流出事故では1バレル当たり2万9000ドル以上の費用がかかった。

「これまでに起きた最大の流出ではないものの、はるかに被害が大きく、対処が難しいことが判明した場合、今回の流出は何が違ったのかという疑問が生じます。」 スウィフトは言った。 「そして、何が違ったかというと、こぼれたものです。」

研究者のリサ・シュワルツがこのレポートに貢献しました。