Битум Альберты – один из лучших для дорожного строительства

Поскольку переход от ископаемого топлива к электричеству и другим источникам энергии набирает обороты, нефтяная промышленность Канады меняет направление.

В Альберте программа Bitumen Beyond Combustion, являющаяся ответвлением финансируемой провинцией инициативы Alberta Innovates, исследует способы использования битума. Одним из уже зарекомендовавших себя продуктов является асфальтовое вяжущее для дорог.

«Мы знаем, что это работает очень хорошо», — говорит Саймон Хесп, профессор химии Королевского университета, который начал свои исследования вяжущего для асфальта три десятилетия назад.

«Связующее из Альберты хорошо тем, что его можно перерабатывать и омолаживать с добавлением масел, и оно прослужит еще 30 лет».

Его исследование, профинансированное компанией Alberta Innovates, показало, что битум Альберты и Венесуэлы является лучшим для дорожного строительства.

Что делает продукт Альберты превосходным, так это низкое содержание воска, а это означает, что асфальт, изготовленный из битума, можно успешно перерабатывать.

Вторым важным компонентом вяжущего, влияющим на срок службы дороги, являются асфальтены. Это крупные молекулы, которые придают связующему веществу когезионную и адгезионную прочность и предотвращают его растекание при низких температурах.

Парафиновые воски часто являются естественным компонентом асфальта и встречаются в разных количествах в зависимости от источника сырой нефти, используемой для производства вяжущего. При высоком содержании воска асфальтены имеют тенденцию отделяться от масел и плотнее слипаться друг с другом.

Связующее с высоким содержанием воска становится более жестким при низких температурах, что снижает адгезию и способствует растрескиванию. Оптимальное связующее, такое как продукт Alberta, содержит минимальное количество воска и имеет более или менее однородный состав.

Нефть, полученная в результате гидроразрыва, имеет очень высокое содержание молекул воска, говорит Хесп, добавляя, что американская нефть хуже, российская нефть ужасна, как и ближневосточная и китайская, когда дело доходит до пригодности в качестве связующего для асфальта.

И хотя асфальтовые вяжущие, изготовленные из битума Альберты, являются высококачественными, их срок службы можно еще больше увеличить за счет использования волокон ПЭТ (полиэтилентерефталат) из переработанных пластиковых бутылок.

Хесп говорит, что 12-летний испытательный участок в северном Онтарио, в котором использовалось связующее вещество Альберта и 0,3% ПЭТ-волокон, не выявил никаких проблем. Ожидается, что он прослужит около 38 лет, в отличие от сроков службы дорог в этом районе от 15 до 25 лет.

Старший менеджер по развитию чистых технологий компании Alberta Innovates говорит, что в нефти Альберты скрыт большой потенциал.

«Когда я смотрю на битум, я понимаю, что это подарок природы Альберте», — говорит Паоло Бомбен, который также является соруководителем организации «Битум за пределами сгорания». «Это органическое вещество, которое можно использовать для различных целей».

Что касается асфальтового вяжущего, изготовленного из битума Альберты, то в настоящее время в Альберте ежедневно производится от 40 000 до 60 000 баррелей (один баррель содержит 159 литров) (на нефтеперерабатывающих заводах в Ллойдминстере и Эдмонтоне). Это составляет от трех до пяти процентов добычи нефти Альберты, а остальная часть перерабатывается в топливо.

Большая часть вяжущего перевозится по железной дороге или в специально построенных грузовиках с подогреваемыми цистернами (вяжущее должно поддерживаться горячим) на северо-запад США и в Канаду, а также на восток до западного Онтарио. Железнодорожным вагонам может потребоваться пара недель, чтобы добраться до места назначения. Если асфальт остыл до температуры окружающей среды, может потребоваться до 24 часов повторного нагрева, прежде чем материал можно будет выгрузить.

«Вот почему одной из ключевых частей исследований Bitumen Beyond Combustion является поиск способа перемещения связующего без необходимости поддерживать его в горячем состоянии», — говорит Бомбен. Он ожидает, что ответ будет найден в течение трех лет. «Это откроет много возможностей», — говорит он.

Хотя асфальтовое вяжущее в Альберте продается по высокой цене, оно должно быть сбалансировано с долговечностью, которую оно обеспечивает на дорогах. По словам Хесп, это стоит примерно от 800 до 900 долларов за метрическую тонну, при этом из одной тонны вяжущего получается 20 тонн асфальтовой смеси.

Одной из проблем является конкуренция с морскими нефтеперерабатывающими заводами, где асфальт производится с такой низкой себестоимостью, что его можно транспортировать в Северную и Южную Америку, говорит Хесп.

Но на дорогах, построенных с использованием некачественного асфальтового вяжущего, в течение многих лет могут образоваться выбоины и трещины. Продолжительность их жизни может составлять 15 лет или меньше, особенно в районах, где температура резко повышается и падает, что означает большую часть населенных пунктов Канады.