В данной статье рассматривается история появления бензина и его постепенное внедрение в повседневную жизнь человека.
Шумеры и битум
История углеводородов уходит корнями в геологические эпохи. В каменноугольный период палеозойской эры (примерно 360–286 миллионов лет назад) значительные объёмы органической растительности — древовидные растения и папоротники — завершали свой жизненный цикл, оседая в болотистых местах и образуя торф.
С течением времени торф подвергался геологическим преобразованиям: под действием давления осадочных пород, как на суше, так и на морском дне, он превращался в углеродистые соединения, служащие сырьём для формирования угля, нефти и других ископаемых энергоносителей. Эти образования ожидали момента, когда человек начнёт их активно использовать.
Первые документированные примеры применения нефтепродуктов относятся к цивилизациям Древнего Востока. Около 5000 лет назад жители Месопотамии использовали битум — вязкую углеводородную массу, выходившую на поверхность, — для строительства, гидроизоляции и дорожных работ. Также битум применяли в изготовлении красящих составов, лечебных препаратов и средств по уходу за кожей. После персидского завоевания Месопотамии около 600 года до н. э. такие технологии постепенно утратили актуальность.
На протяжении последующих столетий различные народы вновь и вновь открывали для себя полезные свойства природных углеводородов. Так, в Древнем Китае нефть применяли в качестве топлива для обогрева, а в арабском мире — как источник освещения и горючее вещество.
Именно учёные и инженеры исламского мира в средние века создали первые установки для перегонки нефти. Эти технологии не только нашли хозяйственное применение, но и использовались в военных целях, включая эпоху Крестовых походов. Значение арабских наработок признаётся и в европейской научной традиции: так, трактат «Liber Ignium» рассматривается как перевод оригинального труда на арабском языке. Однако непосредственная история бензина формировалась гораздо позже.
Индейцы и мази
В Западной Европе и Северной Америке нефть в течение длительного времени не воспринималась как потенциальный источник света или топлива. Однако развитие технологий дистилляции, зародившихся в Средние века, стало важным этапом в этом направлении. Одним из ранних теоретиков перегонки жидкостей был флорентийский учёный Таддео Альдеротти, работавший в XIII веке. Его вклад высоко оценивается историками техники и нефтепереработки. В частности, его имя упоминается в таких источниках, как «Американская нефтяная промышленность» У. Даума и «Пятнадцать веков битума» Р. Форбса.
В период европейской колонизации Северной Америки нефть стала использоваться в медицине. Колонизаторы переняли от коренных народов практику применения нефти для лечения кожных заболеваний, обморожений и других состояний. В дальнейшем эта практика получила широкое распространение.
В процессе бурения скважин для добычи соли колонизаторы всё чаще сталкивались с выходом нефти на поверхность. Это способствовало развитию примитивной переработки углеводородов — из нефти начали изготавливать мази, болеутоляющие и тонизирующие средства, несмотря на их сомнительную эффективность.
Примером растущего спроса на нефть служит запись в «Американском журнале науки» за 1833 год, в которой указано, что цена на ёмкость нефти достигала 40–50 центов. В том же источнике утверждается, что нефть обладала высокой эффективностью в ветеринарии, в частности, при лечении лошадей.
В регионах с повышенной концентрацией нефти её стали использовать как более доступную альтернативу китовому жиру для осветительных ламп. Также нефть применялась в качестве смазки для промышленного оборудования, что объясняется её лучшими эксплуатационными характеристиками по сравнению с животными и растительными маслами.
Киты и керосин
В первой половине XIX века в США активно использовали китовый жир как основное топливо для ламп. Однако рост цен на этот продукт побудил промышленников искать более экономичную альтернативу. В результате был разработан камфин — осветительная жидкость на основе смеси скипидара и этилового спирта. Несмотря на популярность, камфин вскоре утратил свои позиции.
Причиной послужили налоговые реформы периода Гражданской войны в США, в рамках которых на спиртосодержащие вещества был введён высокий акциз. Это сделало производство камфина экономически невыгодным и стимулировало дальнейший поиск новых источников осветительного топлива.
Важной вехой в истории углеводородного топлива стало широкое внедрение керосина, сыгравшего значительную роль в развитии энергетики XIX века. Одним из его разработчиков считается Авраам Геснер — канадский учёный, специализировавшийся на полезных ископаемых. В 1846 году он предложил способ получения керосина из битуминозных сланцев, использовав для этого усовершенствованные методы дистилляции, основанные на накопленных к тому времени знаниях в области переработки углеродсодержащего сырья. Полученное топливо по своим осветительным качествам оказалось сопоставимым с традиционным китовым жиром, но при этом было доступнее и технологичнее в производстве.
Значение открытия Геснера заключалось не только в самом веществе, но и в демонстрации практической эффективности нефтепродуктов. Уже к концу 1850-х годов в Соединённых Штатах начали активно развиваться предприятия по переработке нефти, и к 1859 году их насчитывалось более 30. Это положило начало промышленной нефтедобыче, направленной на эксплуатацию нефтяных скважин и систематическое производство топливных компонентов.
Развитие переработки и роль Рокфеллера
В 1862 году один из нефтеперерабатывающих заводов был приобретён Джоном Рокфеллером и его деловыми партнёрами. Уже в 1870 году Рокфеллер основал корпорацию Standard Oil, которая в течение последующих десятилетий превратилась в монопольную структуру в нефтяной отрасли. Существенным фактором роста стало стремительное развитие методов переработки нефти, позволивших получать из неё бензин — более лёгкую фракцию по сравнению с керосином.
Корпорация активно скупала патенты, связанные с повышением эффективности переработки, что обеспечивало ей значительное преимущество на рынке. При этом на фоне прогрессирующей электрификации городов, спрос на осветительные нефтепродукты начал снижаться. Однако развитие двигателей внутреннего сгорания обеспечило новые перспективы для применения бензина.
В 1877 году немецкий инженер Николаус Отто сконструировал четырёхтактный газовый двигатель. В 1883 году Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах представили бензиновый двигатель, а в 1886 году Карл Бенц создал первый в истории автомобиль с бензиновым двигателем — Benz Patent-Motorwagen.
Одновременно с развитием двигателей, в США происходила трансформация транспортной отрасли. Уильям Дюрант и Генри Форд внесли существенный вклад в массовое производство автомобилей, что способствовало стремительному росту спроса на бензин. Уже к 1910 году объёмы продаж бензина превысили совокупные показатели по керосину и другим осветительным маслам. К 1915 году на дорогах США насчитывалось порядка 2,5 миллиона автомобилей, а к 1920 году — более 9 миллионов.
Увеличение спроса на бензин стало возможным благодаря внедрению технологии термического крекинга, разработанной российским инженером Владимиром Шуховым. Его установка, запатентованная в 1891 году, использовала непрерывный трубчатый процесс переработки нефти при высоких температурах, что позволило значительно увеличить выход лёгких углеводородов, включая бензин. Технология быстро распространилась в других странах и стала одним из ключевых факторов промышленного роста нефтяной отрасли в XX веке.