ook: teerzand, oliezand, zandformatie gedrenkt met zwart gekleurde bij gewone temperatuur niet vloeibare koolwaterstofmengsels; eigenlijk een dikvloeibaar viskeus bitumen. Amerikaanse litteratuur maakt soms nog onderscheid tussen tar sands en oil sands (een in diepe aardlagen voorkomende zware aardolie), een scherpe grens ertussen is echter moeilijk te trekken.
Tegen de term tar sand (teerzand) wordt bovendien dikwijls het bezwaar aangevoerd dat, volgens de in de petroleumraffinage gebruikelijke terminologie, teer het residu is van een thermische kraking. Voorkomen.Bitumineus zand komt op vele plaatsen voor: o.a. Canada, VS, Oost-Venezuela, Madagascar, Roemenië, Albanië en USSR. De grootste voorraden worden op het westelijk halfrond aangetroffen
Die in de Canadese provincie Alberta, in de gebieden Athabasca, Wabasca, Cold Lake en Peace River, zijn de grootste. De potentiële reserve (uiteindelijk winbare voorraad) aan bitumen wordt geschat op 780 mrd.—900 mrd. barrel (ca. 124 mrd.-143 mrd. m3), verspreid over een oppervlakte van 9000 mijl2 (ca. 22800 km2). Die in Oost-Venezuela wordt geschat op 200 mrd.—700 mrd. barrel (ca. 32 mrd.-111 mrd. m3) verspreid over een bijna even grote oppervlakte van 6000—9000 mijl2 (ca. 15540—22800 km2).
Uit het uiteenlopen van de waarden blijkt, dat er over een aantal voorkomens nog weinig bekend is. Het meest onderzochte gebied is dat in Alberta (Canada).Voor een juiste waardering van de schattingen dient men in de eerste plaats de uiteenlopende diepte waarop het bitumineuze zand wordt aangetroffen, in zijn beschouwing te betrekken. Van de afzettingen in Athabasca is nl. slechts een tiende in dagbouw te winnen: de loze deklaag is relatief gering (<45 m). De winbare hoeveelheid bitumen zou 38 mrd. barrel (ca. 6 mln. m3) belopen, waaruit door opwerking 26,9 mrd. barrel (ca. 4,3 mln. m3) van een zgn. synthetische ruwe olie verkregen kan worden. Negen tiende van de zanden zal door middel van in-situ-methoden ontgonnen moeten worden; winning in schachtmijnen (de traditionele mijnbouw) wordt uitgesloten geacht. Een tweede onzekere factor is het wisselend bitumengehalte van de zanden (tabel 2).
Kwantitatief gezien staat Canada er wat zijn uiteindelijke aardolievoorraad betreft gunstig voor. Tegenover een reserve aan conventioneel winbare aardolie in zijn bodem van 6,6 mrd.barrel (ca. 1 mrd. m3) zijn die van de conservatief geschatte hoeveelheid bitumen in zanden 600 mrd. barrel (ca. 95,4 mrd. m3) (als ‘bitumen in place’) enorm, zelfs als men daarbij alleen denkt aan de daaruit winbare synthetische ruwe olie van 260 mrd. barrel (ca. 41,3 mrd. m3). De door de natuur gegeven grillige distributie van de dikte der deklagen en het wisselende gehalte aan bitumen in de zanden maken de winning en opwerking echter tot een met vele risico’s behepte onderneming.
Moeilijkheden bij de verwerking van de Canadese bitumineuze zanden. In Canada geproduceerde olie heeft voor de VS (’swerelds grootste markt voor olie) als voordeel:
1. gunstige ligging van het land van herkomst;
2. dat voor onderbreking van de levering om politieke redenen niet behoeft te worden gevreesd. Dat er echter al een vijftigjarige geschiedenis valt te schrijven over meestal mislukte zandontwikkelingsprojecten, wijst erop, dat er grote moeilijkheden waren en nog zijn te overwinnen.
1. Politieke moeilijkheden. Op het aanvankelijke industriële enthousiasme in de jaren 1950—60 werd
door de Canadese regering een domper gezet uit vrees dat de zandopwerking de toch al beperkte markt voor de gewone Canadese aardolie zou bederven. In de jaren zeventig domineerde dit argument: de zanden mogen bijdragen in Canada’s eigen behoeften, maar niet aan de export. Om deze reden hebben zich bij de jaarwisseling 1974/75 uit de Athabasca-projecten een aantal Amerikaanse firma’s teruggetrokken.
2. Technische moeilijkheden waren er vele. Deze betreffen vooral de (mijnbouwkundige) winning van die bitumineuze zanden (90 %) die door een zo dikke laag van loos gesteente worden bedekt, dat dagbouw niet mogelijk is. Er werd naarstig gezocht naar geschikte zgn. in-situmethoden (waarbij de zanden op hun plaats blijven liggen en de olie op de een of andere manier wordt ‘uitgeloogd’), maar diverse pogingen bleken economisch niet haalbaar. Allerlei latere plannen (tabel 3) wijzen er op dat in-situ-werkwijzen sterk in studie zijn. Een gunstige oplossing moet de grote milieubezwaren, die anders ontstaan door het verzetten van enorme hoeveelheden grond van de dikke deklagen, ondervangen. Ook de dagbouwmethode kent haar moeilijkheden. De grote pionier is de Great Canadian Oil Sands Company (GCOS). Deze maatschappij is de enige, die al enkele jaren een op technische schaal werkende installatie in bedrijf heeft, olieproduktie ca. 2,5 mln. ton/jaar. De zanden worden met een enorme graafwielbaggermachine gewonnen en via erop aangesloten transportbanden afgevoerd. Maar door de lage temperatuur (ca. -48 °C) waarbij gewerkt moest worden in de winter, braken de tanden van de machine af en er ontstond grote slijtage aan de transportbanden.
3. Economische moeilijkheden, GCOS heeft jarenlang met verlies gewerkt: van 1967-72 was dit opgelopen tot in totaal VS $90 mln. De investeringen waren eind 1972 al opgelopen tot VS $300 mln. Met de extreme stijging van de aardolieprijzen leek het einde van de verliezen in zicht: in 1973 maakte GCOS voor het eerst winst. Deze nieuwe toestand bracht allerlei oude en nieuwe maatschappijen tot het publiceren van plannen en het aanvragen van concessies. Inmiddels blijken de enorm gestegen ontwikkelingskosten voor nieuwe projecten een grote rem te vormen en leek voortzetting van het zgn. Syncrudeproject eind 1974 dubieus geworden na een nieuwe kostenbegroting ad VS $2000 mln. Opzegging van de deelneming door Atlantic Richfield (30 %) liet ook de overige deelnemers afvallen. Naar nieuwe partners in kringen van regering en industrie wordt gezocht. Syncrude zelf wijst erop, dat een kapitaalvergroting van VS $1 mrd. nodig is om het project voort te zetten. Ook bij andere ondernemingen is stagnatie.
Verwerking.
Het in dagbouw gewonnen bitumineus zand wordt van bitumen ontdaan door het met heet water (en stoom), waaraan men een zekere hoeveelheid loog heeft toegevoegd, te behandelen in een conditioneervat. De zandkorrels vallen dan vaneen. Het totale mengsel wordt over een schudzeef geleid, waarop de grove delen worden teruggehouden. De doorval wordt in een separator in drie lagen gescheiden, waarvan de onderste - de zandlaag - aan de bodem van de separator wordt af gevoerd. Bitumen wordt als schuimlaag aan de top afgevoerd. De tussenlaag wordt in een tweede separator verder gereinigd.
Het schuim, dat de hoofdbron voor het te bereiden bitumen vormt, wordt met nafta vermengd, waardoor het in een centrifuge van water en nog wat zand kan worden gereinigd. Nafta en bitumen worden door destillatie gescheiden; de nafta keert in het proces terug. Verdere verwerking van het bitumen geschiedt door het aan een langzaam verlopende vercooksing te onderwerpen, waarbij naast cokes een nafta-, een kerosine- en een gasoliefractie ontstaan. Daar ze zwavel en stikstof bevatten, worden ze elk afzonderlijk aan een hydrogenerende raffinage onderworpen. Door menging van deze drie vloeistoffracties ontstaat een synthetische ruwe olie (volumieke massa: 835 kg/m3) die via een pijpleiding naar de raffinaderij in Edmonton ter verdere behandeling wordt gepompt. Bij het GCOS-proces wordt 80 % van het in het zand aanwezige bitumen gewonnen; verwerkingsverliezen door scheidingsproces en vercooksing verlagen het totaalrendement tot 47 gewichtsprocent of 56 volumeprocent van het in het gesteente aanwezige bitumen.
LITT. F.W.Camp, Tar sands (in: Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical technology, 19, 1969); G. Soviche, Schistes bitumineux et sables asphaltiques (in: Revue française de l’énergie, april 1972); W. M.Clegg, New sources of oil: oil sands shales and synthetics (juli 1973).
