327
з історії

164
учня

97
для 11 классу

303
відкореговано


Вашій увазі

510
кейсів
Останнє оновлення:
23.03.2017


Кейс - урок "Борьба не на жизнь, а на нефть"
Кейс - урок "Борьба не на жизнь, а на нефть"

Раздел: Экономика и Богатономика 

Уровень (класс): 10-11

Тема: Богатономика страны: накопление и потребление

Цель: Изучить уникальность нефти как природного и экономического ресурса, а также химического сырья для производства разнообразной продукции; каковы современные технологии ее переработки. Выяснить экономические механизмы ценообразования и перспектив.

Какая информация меня здесь ждет?

  • Что делают из нефти и почему такой ажиотаж в мире?
  • Что собой представляет нефть с точки зрения химии?
  • Каковы технологии переработки и транспортировки нефти?
  • Как формируется цена нефти, и откуда взялись ее сорта?
  • Какие фундаментальные и практические знания мне пригодятся?
  • Что такое энергетический кризис, как его предстоит преодолевать?

 

 

6 разверток по предметам, явлениям и практикам:

 

Вступление

Нефть – один из самых необходимых и самых противоречивых природных ресурсов Земли. Она – сырье для производства многих важных для человечества продуктов, «кровь» экономики. И она же – источник экологических проблем.

Динамика цен на нефть лихорадит мировую экономику и служит «яблоком раздора» для корпораций и целых государств, что запускает маховик энергетических кризисов. Нефть – источник жесткой экономической борьбы и желанный приз в ней.

В предыдущие десятилетия цена на нефть повышалась с 10 $ до 120 $ за баррель, а теперь опускается почти до первоначальной величины. С чем же это связано? Из нефти производят целый ряд важных товаров: топлива разного типа, пластмассы, лекарства, спирты, ткани и пленки,  медицинские препараты и многое другое.

 

 

И вот теперь мир лихорадит. Почему? Потому что объемы добычи, транспортировки и цен регулируются искусственно и политически, в связи с чем слабо задействованы рыночные механизмы и саморегулирование. Это делает проблемы с нефтью еще более актуальными.

Химия

Что же такое нефть с точки зрения химии? Нефть – это смесь углеводородов, сернистых, кислородных и азотистых соединений, горючее вещество. Цвет нефти варьируется в буро-коричневых тонах: от грязно-желтого до темно-коричневого, почти черного. Иногда она бывает чисто черного цвета, изредка встречается нефть, окрашенная в светлый желто-зеленый цвет, и даже бесцветная, а также насыщенно-зеленая нефть. Имеет специфический запах, также варьирующий от легкого приятного до тяжелого и очень неприятного. Цвет и запах нефти в значительной степени обусловлены присутствием азот-, серо- и кислородсодержащих компонентов, которые концентрируются в смазочном масле и нефтяном остатке. Большинство углеводородов нефти в чистом виде лишено запаха и цвета. 

 

 

Что же входит в ее состав? Во-первых, предельные углеводороды в разном агрегатном состоянии. 

  • Газообразные парафиновые углеводороды, от метана до бутана включительно, присутствуют в нефти в растворенном состоянии и при выходе нефти на поверхность выделяются из нее в виде попутных газов.
  • Жидкие парафиновые углеводороды, от гептана до пентадекана включительно, составляют основную жидкой часть нефти.
  • Твердые парафиновые углеводороды (от гексадекана) растворены в нефти и могут быть выделены из нее.

 

Нафтеновые углеводороды - еще один компонент нефти. Нафтены объединяют циклопарафиновые соединения. Это могут быть и моно-, и полициклические соединения. Атомы углерода в них соединены простой одинарной связью в циклические структуры, содержащие чаще всего каркас из пяти и шести углеродных атомов.

Обычно в нефти может находиться до 80% циклопарафинов. Нафтены имеют более высокую температуру кипения и плавления, чем метановые углеводороды с тем же числом атомов углерода.

 

Ароматические углеводороды, содержание которых в нефти может доходить до 35%, имеют более высокую температуру кипения, чем нафтеновые компоненты углеводородной части нефти. Этот класс соединений особенно беден водородом и обладает более высокой термической устойчивостью. Ароматические углеводороды представлены в нефти моно- и полициклическими соединениями.

 

Характерной составляющей нефти являются смолисто-асфальтные вещества. Асфальтены представляют собой твердые вещества темно-бурого или черного цвета. При 250-300°С они переходят в пластическое состояние, вспениваются, а при большей температуре разлагаются с образованием кокса и газа.

Обычно асфальтены образуют между собой прочные ассоциаты, в состав которых входит 4-5 молекул. Средний элементный состав асфальтенов следующий (% по массе): углерод – 80-84%, водород – 7,5-8,5%, сера – 4,6-8,3%, кислород – до 6%, азот – 0,4-1% и другие элементы, включая металлы (железо, никель, кобальт, натрий, магний, ванадий и т.д.).

 

Органические кислоты нефти представлены целой гаммой веществ разного строения. Нефтяные кислоты представляют в основном смесь алифатических и нафтеновых кислот. Основную массу нефтяных кислот составляют производные моноциклоалканов, которые получили название нафтеновых кислот. Содержание их в нефти колеблется от следов до 3% (наибольшее количество приходится на средние фракции). Большинство нафтеновых кислот являются производными циклопентана и циклогексана с преобладанием первого. В отдельных случаях в нефти обнаружены органические кислоты с ароматическим кольцом в молекуле. В тяжелых фракциях содержатся кислоты, являющиеся производными гибридных углеводородов.

Именно этот широчайший перечень веществ дает возможность получать разнообразную продукцию в результате переработки нефти.

Вопрос:


Подумайте, как свойства отдельных компонентов могут влиять на свойства нефти?

 

Технологии

Технологии, связанные с нефтью, - это, прежде всего, технологии нефтедобычи и переработки.

Технологии нефтедобычи.

Нефть добывают различными способами. Выбор способа зависит от особенностей месторождения и его рентабельности:

 

Схематически добычу нефти методом газлифта можно изобразить так: под давлением закачивают газ (например, углекислый), который вытесняет нефть из пласта. Вытесненная нефть добывается традиционной установкой насосно-компрессорного типа.

 

Выбор способа добычи также зависит от давления в нефтеносном пласте:

 

При последовательном применении всех трех способов нефтедобычи минимальный коэффициент извлечения составляет 40 %, максимальный – 60%. Нефть не извлекается полностью. Поэтому, вопреки расхожему мнению, ее можно отнести к «условно исчерпываемому ресурсу». Это актуально на данном этапе развития технологии, в ожидании появления таких технических средств, которые позволят извлечь остатки нефти достаточно экономичным способом.

Технологии нефтепереработки.

Технологии переработки зависят, прежде всего, от того, какой продукт необходимо получить в ее результате:

 

Последовательные этапы переработки позволяют получить различные продукты в зависимости от условий процесса (температура, давление, аппаратное оформление).

 

Самые распространенные процессы – ректификация, крекинг и риформинг.

Ректификация – процесс разделения многокомпонентных смесей за счет массо- и теплообмена между парами и жидкостью при их противотоке.
Крекинг – высокотемпературный процесс расщепления нефти с целью получения продуктов с меньшей молекулярной массой. Идет с разрушением связи - С – С - Бывает каталитическим и термическим.
Риформинг – процесс получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. Молекулы не расщепляются, а преобразуются. Применяют 3-4 реактора с разбросом температур от 350 С до 520 С и катализаторы: платина, рений, иридий, германий. Получается бензин с октановым числом 90-95.

 

Вопрос:


С какими продуктами нефтепереработки вам доводилось сталкиваться и где?

 

География

Нефть – природный ресурс. География этого природного ресурса слагается из:

а) географии разведанных запасов (месторождений)

б) географии нефтедобычи и экспорта нефти

в) географии импорта нефти

Именно эти три составляющие и формируют весь «круговорот» нефти в природе, промышленности и экономике.

Самые большие запасы нефти – 17,9% всех мировых запасов – находятся на территории Саудовской Аравии. Доказанные запасы нефти в данной стране составляют более 262,6 млрд. баррелей. Венесуэла является второй страной в мире по величине нефтяных запасов. Объем ее доказанных запасов составляет около 211,2 млрд. т нефти (14,4% общемировых).

Распределение запасов нефти в мире следующее:

 

 

Одно из перспективных и развивающихся направлений нефтедобычи – добыча шельфовой нефти. Месторождения шельфовой нефти распространены по всему Земному шару:

 

Для шельфовой нефтедобычи одним из важных факторов является право на разработку - принадлежность шельфа тому или иному государству. Иногда шельф (и шельфовые запасы нефти) становятся предметом нешуточной борьбы. 

Шельф представляет собой выровненную область подводной окраины материка, примыкающая к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Границами шельфа являются берег моря или океана и, так называемая, бровка (резкий перегиб поверхности морского дна — переход к материковому склону). Общая площадь шельфов составляет около 32 миллионов квадратных километров. 

 

Страны – ведущие нефтедобытчики и их доли в мировой добыче нефти:

 

Естественно, что страны – лидеры нефтедобычи являются и основными странами - экспортерами нефти. Нефть является мировым стратегическим энергоресурсом. Экспортеры обычно зависят от покупателей – импортеров нефти. А импортеры, находятся всегда в некоторой зависимости от поставщиков, и конечно же от мировых цен на нефть. Каждая страна стремится обзавестись собственными месторождениям или, по крайней мере, надежными поставщиками, некоторые пользуются своим географическим положением и тем самым снижают для себя тариф на сырье при его транзите через свою территорию. В общем, каждое отдельно взятое государство стремится максимально выгодно использовать те условия, которые сложились в текущем моменте.

Какие же страны закупают нефть (импортируют) и какие из импортеров – лидеры?

Согласно источнику www.topglobus.ru/sravnenie-stran-po-neft-import «места» распределились так:

 

 

Некоторые станы фигурируют и в списке экспортеров, и в списке импортеров нефти. Чаще всего это объясняется не только политикой отдельных компаний, но и регулированием нефтяной отрасли на государственном уровне. Кроме того, существует и международная регуляция процессов экспорта-импорта нефти.

Организация стран – экспортеров нефти (The Organization of the Petroleum Exporting Countries; ОПЕ́К,OPEC) - это международная межправительственная организация, созданная нефтедобывающими странами в целях стабилизации цен на нефть. В состав ОПЕК входят 12 стран: Иран, Ирак, Кувейт, Саудовская Аравия, Венесуэла, Катар, Ливия, Объединённые Арабские Эмираты, Алжир, Нигерия, Эквадор и Ангола. Штаб-квартира расположена в Вене.

Доказанные запасы нефти стран, входящих в ОПЕК, в настоящее время составляют 1 199,71 миллиарда баррелей. Страны члены ОПЕК контролируют около 2/3 мировых запасов нефти. На их долю приходится приблизительно 35 % от всемирной добычи или половина мирового экспорта нефти.

Страны, входящие в ОПЕК: 

ОПЕК объединяет страны, интересы которых зачастую противоположны. Саудовская Аравия и другие страны Аравийского полуострова относятся к числу малонаселенных, однако обладают громадными запасами нефти, крупными инвестициями из-за рубежа. Для других стран—членов ОПЕК, например Нигерии и Венесуэлы характерны высокая численность населения и низкий уровень жизни. Эти наиболее бедные страны реализуют дорогостоящие программы экономического развития и имеют огромную задолженность. Они вынуждены добывать и продавать значительные объемы нефти, особенно в том случае, если цена сырой нефти снижается. 
Хотя страны ОПЕК успешно договариваются о квотах на добычу нефти, в рамках ОПЕК не существует механизмов контроля и регулирования их соблюдения. Поэтому квоты часто не соблюдаются. Иногда на некоторые страны накладываются эмбарго (запрет) на добычу и продажу нефти по политическим причинам. Например, такое эмбарго с 1974 года действовало в отношении Ирана из-за его ядерной программы. Как только ядерная проблема была решена в начале 2016 года, эмбарго с Ирано было снято, и эта страна получила возможность реализовывать огромные объемы нефти и еще в большей степени снижать мировые цены на нефть.

Инфраструктура

Для процессов «экспорта - импорта» нефти важна транспортировка. Она является связующим звеном не только между странами, но и между месторождениями и местами переработки, между местами переработки и потребителями продуктов переработки нефти.

Первый тип транспортировки – перевозка при помощи танкеров или цистернами по железной дороге.

Танкеры – морские или речные грузовые суда для перевозки наливных грузов. Объем от 10.000 до 500.000 тонн. Бывают танкеры общего назначения и супертанкеры. Супертанкеры немного превышают размерами другие типы судов:

 

Самый большой супертанкер – Knock Nevis

Второй тип транспортировки – нефтепроводы магистрального или промыслового типа.

 

Сам нефтепровод – это не только тысячекилометровые ветвления труб большого или малого сечения. В его состав также входят:

• Трубопровод с запорной арматурой

• Антикоррозионная защита

• Сооружения технологической связи

• Средства контроля и механики труб

• ЛЭП для управления запорной арматурой

• Противопожарные средства

• Резервуары для хранения нефти

• Амбары для аварийного выпуска нефти

• Здания службы эксплуатации

• Насосные станции

• Пункты подогрева нефти и нефтепродуктов

Согласно источнику www.iv-g.livejournal.com/853361.html?page=1 карта нефтепроводов такова:

 

 

Оба вида транспортировки не являются взаимоисключающими, а образуют единую глобальную нефтяную транспортную систему.

 

Экономика

Как же формируется цена на нефть? Под ценой барреля нефти (158,988 л) понимают цену североморской нефти марки Brent, американской нефти WTI или нефти Dubai Crude. Сорта нефти были «придуманы» чтобы упростить экспорт. Это «маркерные» сорта. Обычно их определяют по месторождению.

 

Себестоимость нефти состоит из:

  • Затраты на поиск и разработку месторождений
  • Затраты на производство, ренту и налоги
  • Транспортные расходы
  • Для шельфовых месторождений учитывают процесс вывода нефтяных платформ и оборудования

 

Из процессов взаимной регуляции, которые происходят между составляющими «Добыча» - «Цена» - «Экспорт» - «Инфраструктура» - «Импорт» - «Переработка», периодически возникают такие явления, как Энергетические кризисы, как результат нарушения баланса в этой цепочке в силу экономических, природных или политических причин.

В последние годы мир наблюдает, как цена нефти последовательно уменьшается со $120 до $30-20 за баррель. И многие спрашивают, почему в такой же пропорции не снижается цена на бензин?

Ответ заключается в том, что здесь зависимость нелинейная, чему есть несколько причин.

а) транспортировка топлива не в прямой пропорции зависит от того, сколько оно стоит. Перевезли сто тонн в одном случае, и сто тонн в другом – цена почти та же.

б) переработка топлива, логистика и менеджмент на нефтеперерабатывающем заводе тоже не сильно меняются.

Это называется условно-постоянные расходы и условно-переменные расходы. Первые не зависят от цены на нефть, например зарплата менеджера завода. Вторые – зависят. Например, расходы на геологоразведку и добычу.

 

Конечно, это интересно, что даже при $10 за баррель, нефть выгодно добывать и продавать! Это значит, что её рентабельность и запас прочности цены достаточно высоки. Причины можно искать в относительно низкой себестоимости, а также в том, что по традиции нефть продается по фьючерным договорам, то есть задолго наперёд.

Бывает, что добывают нефть с высокими затратами, но продают ниже себестоимости, по $10-20-30, потому что останавливать производство ещё дороже. Кроме того, в расчетах задействован не только бензин, как конечная продукция, а сельское хозяйство, химия, ткани, стройматериалы, машиностроение, и так далее.

 

Структура цены литра бензина.

 

Цена топлива складывается из трех блоков: себестоимость, фискальная составляющая и прибыль. Соотношение между этими блоками следующее: примерно 30% — это себестоимость товара, половина цены уходит в казну, и 20% составляет совокупная прибыль на всех этапах движения товара от «скважины до пистолета».

Налоги включают: налог на добычу полезных ископаемых, ренту, акциз, налог на прибыль и другие отчисления.

Себестоимость включает все затраты, включая расходы на добычу, транспортировку, переработку, хранение на промежуточных нефтебазах, содержание АЗС и прочие расходы, связанные с прямыми и косвенными затратами, сопровождающими весь производственный цикл «от скважины до пистолета».

Естественно, что цифра около 30% отражает «среднюю температуру по больнице». Для каждого отдельно взятого завода, региона или страны стоимость переработки или транспортировки могут существенно отличаться друг от друга.

Себестоимость товара довольно скрытная, непрозрачная цифра, защищенная грифом «коммерческая тайна». Тем не менее, аналитики нефтяного рынка по косвенным оценкам затрат, оценивают ее, примерно, как 30% в цене литра топлива.

Прибыль составляет примерно 20-25% . На первый взгляд она неоправданно высока. Но, учитывая, что эта цифра «распределена» по всей производственной цепочке — добыча, переработка, хранение, перепродажа и собственно реализация на бензоколонках, то она может быть вполне реальной.

 

 

Прибыль составляет $0,2. 

Налоги достигают $0,5.

Всего стоимость 1 л бензина составляет $ 1,0. Структура этой цены будет такова:

 

Какой бы ни была цена на нефть, исторический опыт энергетических кризисов заставляет искать альтернативные источники сырья и энергии, которые смогли бы заменить нефть, или хотя бы уменьшить ее монопольную роль.

 

Экология

 

Экологические последствия разливов нефти поддаются учету с большим трудом. Это объясняется тем, что нефтяное загрязнение нарушает многие естественные процессы и взаимосвязи, изменяет условия обитания всех видов живых организмов и накапливается в биомассе.

И добыча нефти, и ее транспортировка существенно влияют на окружающую среду, и, прежде всего, на воду, атмосферный воздух и литосферу. Одним из крупнотоннажных загрязнителей атмосферного воздуха при добычи нефти является попутный газ, который наряду с фракциями легких углеводородов содержит сероводород. Миллионы кубометров попутного газа десятки лет сжигались на факельных установках, что привело к образованию сотен тысяч тонн оксида азота, оксида углерода, диоксида серы и продуктов неполного сгорания углеводородов.
Весь процесс добычи, транспортировки и переработки нефти плотно "завязан" на борьбе экономической необходимости и экологической целесообразности. Это еще один аргумент в пользу поиска более экологичных технологий для переработки нефти или  альтернативных источников энергии и сырья. 

 

Задание:


Найдите информацию про один из случаев разлива нефти за последнее время и подготовьте небольшую презентацию или сообщение.
Подведение итогов урока:

 

 

Наименование

Содержание

1

Результаты кейс - урока можно дополнить такими находками учеников

 

2

Какие 3 сайта помогли найти важную информацию?

http://edufuture.biz/

http://proekt-novikov.ru/?page_id=183

http://naftowed.narod.ru/kart.htm

3

В помощь ученику и коучу:

http://edufuture.biz/

http://mapoftheworld.ru/karta-mira/ekonomicheskaya/dobycha-nefti-na-karte-mira.shtml

http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1057098

http://img.encyc.yandex.net/illustrations/bse/pictures/02562/976200.jpg

4

Где брать информацию для кейса:

http://edufuture.biz/

http://www.icosamedia.com/2013/06/connect-collaborate-oil-gas-industry-perspective/

http://fuel-systems.ru/him-sostav-nefti.html

http://proekt-novikov.ru/?page_id=183

http://naftowed.narod.ru/kart.htm

http://topmira.com/goroda-strany/item/135-oil-production

http://mapoftheworld.ru/karta-mira/ekonomicheskaya/dobycha-nefti-na-karte-mira.shtml

http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1057098

http://img.encyc.yandex.net/illustrations/bse/pictures/02562/976200.jpg

http://ria.ru/documents/20090605/173349317.html

http://beloil.ucoz.ru/load/chto_takoe_opek/1-1-0-2

5

Локация проведения кейс - урока

Кейс - урок проходит в классе. Возможно проведение в музее, библиотеке.

6

Соревновательность:

Команды мальчиков и девочек.

Счет составил:….

Задания для них:

1. Какие продукты нефтепереработки вам известны? В каких процессах они получены?

2. Какие химические вещества, входящие в состав нефти вам известны? (Какая команда назовет больше правильных вариантов)

7

Домашнее задание

 Провести мини-исследование: найти информацию об одном из месторождений нефти, дать его характеристику, используя полученные знания. По результатам подготовить доклад или презентацию.

8

Продолжительность:

90 мин (спаренный урок)

 

9

Возможность схемы проведения с учеником-дублером

 

возможно.

10

Полученные знания и наработанные компетенции:

Знание о химическом составе нефти и физико-химических основах нефтепереработки.

Знание о способах нефтедобычи.

Знание об экономических аспектах, связанных с нефтью.

11

Теги:

Нефть, парафиновые, нафтеновые, ароматические углеводороды, смолисто-асфальтовые вещества, органические кислоты, нефтяная скважина, нефтяная шахта, газлифт, ректификация, крекинг, риформинг, нефтепровод, танкер, экспорт, импорт, сорт нефти, баррель, энергетический кризис

12

Авторы:

 Грабовская Лариса Леонидовна

13

Принимали участие в апгрейде кейса:

 

 

 

 

The End

«Знання завжди повинні бути свіжими!»

Цікаві факти

Протягом життя у людини виділяється така кількість слини, що нею можна заповнити два басейни середнього розміру.

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!

Знайшли помилку? Виділіть текст та натисніть Ctrl + Enter, ми будемо Вам дуже вдячні!