Gaz Ziemny

Gaz łupkowy stał się w ostatnich miesiącach wydarzeniem medialnym. Gorączka złota XXI wieku, Polska potentatem gazowym, pomorze drugim Katarem – dziennikarze prześcigają się w sensacyjnych doniesieniach. Czy rzeczywiście Polskę czeka gazowa rewolucja?

Gaz ziemny (zwany też naturalnym) coraz częściej uznawany jest za paliwo XXI wieku. Świetnie nadaje się do wytwarzania ciepła, elektryczności, może też zastąpić ropę naftową jako paliwo transporcie. Proces spalania gazu jest łatwy do kontrolowania i automatyzacji. Przy tym w porównaniu z węglem i ropą jest o wiele bardziej czysty, co jest szczególnie istotne w dobie polityki redukcji emisji CO2 i walki globalnym ociepleniem. Na zużywaną jednostkę energii metan, najważniejszy składnik gazu ziemnego emituje do atmosfery od 40 do 50% mniej dwutlenku węgla niż spalany węgiel kamienny i o 25% mniej niż ropa naftowa. Trudno się więc dziwić, że zużycie gazu od dziesięcioleci utrzymuje stabilną tendencję wzrostową.

Polska zużywa rocznie 14mld m3 gazu ziemnego. Jednak tylko 30% ma pokrycie w krajowym wydobyciu – resztę kupujemy za granicą – głównie od Gazpromu – rosyjskiego państwowego koncernu będącego największym na świecie wydobywcą błękitnego paliwa. Takie uzależnienie od jednego dostawcy stawia nas niekomfortowej sytuacji dostarczając wschodniemu sąsiadowi wygodne narzędzie politycznego nacisku. W tej sytuacji eksploatacja nowych złóż byłaby wielką szansą na zwiększenie bezpieczeństw energetycznego.

Trudno więc się dziwić euforii jaką wywołały prognozy opublikowane przez Wood Mackenzie. Ta amerykańska firma konsultingowa oszacowała, że w niekonwencjonalnych złożach możemy posiadać 1,4 bln m3 gazu. Jeszcze wyżej zalicytowali doradcy z Advanced Resources International: 3 bln m3. Oznaczałoby to gazową samowystarczalność nawet na 200 lat. Ale wszystkie te szacunki przebiła w kwietniu 2011 amerykańska Agencja ds. Energii (EIA) – złoża gazu łupkowego w Polsce oszacowała na 5,3 bln m3. Geologowie pozostaje jednak sceptyczni – podkreślają, że prognozy opierają się tylko na wielkości formacji łupków ilastych oraz danych dotyczących statystycznej akumulacji gazu pochodzących z USA. Miarodajnych informacji mogą tylko dostarczyć odwierty, które dopiero się rozpoczynają. A jedna studnia to koszt 20-30mln zł.

Gaz naturalny znajduje się w podziemnych złożach. Najłatwiejsze do eksploatacji są złoża konwencjonalne – gaz uwięziony w porowatych strukturach geologicznych uszczelnionych przez warstwy nieprzepuszczalne. Po wykonaniu odwiertu samoistnie wypływa na powierzchnie. Gaz może znajdować się też w złożach niekonwencjonalnych. Ponieważ z takich złóż nie wypływa samoistnie konieczne są specjalne zabiegi umożliwiające ich eksploatacje. Wyróżniamy tu gaz uwięziony w skałach ilastych (gaz w łupkach – shale gas), gaz izolowany w zamkniętych porach skalnych (gaz zamknięty – tight gas), gaz towarzyszący pokładom węgla. Złoża takie znane są geologom od XIX w., jednak ich eksploatacje uważano za nieopłacalną. Wzrost cen gazu oraz rozwój technik wiertniczych w ostatnich latach, w szczególności wiercenia poziome spowodowały, spowodowały prawdziwy bum na niekonwencjonalne źródła gazu.

Prekursorem w eksploatacji gazonośnych łupków są Stany Zjednoczony. Tamtejsze firmy opracowały i wdrożyły  na skale przemysłową technologię poziomych wierceń i szczelinowania hydraulicznego. W efekcie w latach 2004-2008 potroiły jego wydobycie i obecnie ok 10% zużywanego gazu pochodzi ze złóż łupkowych. Prognozy mówią o wzroście tego udziału do 20-30% w ciągu najbliższych 10 lat. Pozwoliło to obniżyć ceny i przede wszystkim uniezależnić się od importu – terminale projektowane do odbioru skroplonego gazu LNG stoją niewykorzystane. Obecnie USA stały się największym producentem gazu na świecie prześcigając Rosję.

Do eksploatacji niekonwencjonalnych źródeł gazu przymierza się PGNiG – największa polska spółka zajmująca się poszukiwaniem i wydobywaniem gazu ziemnego i ropy naftowej. Pierwszy próbne wiercenie na głębokość 4,5 tys. metrów odbyło się w Markowali niedaleko Kozienic. W procesie szczelinowania hydraulicznego w podziemne złoża zostało wtłoczone 77 ton piasku i i 680 metrów sześciennych wody i specjalnych chemikaliów. Prace odbywają się przy wsparciu technologicznym amerykańskiego potentata – koncernu Halliburton. Pierwsze rezultaty pozwalają na ostrożny optymizm – są ślady gazu – potwierdził dyrektor biura poszukiwań w PGNiG Andrzej Maksym.

Potencjalne zyski już obliczają politycy. We wrześniu 2011 próbny odwiert w okolicach Wejherowa odwiedził premier Donald Tusk, oświadczając przy okazji, że do 2035 Polska zupełnie uniezależni się od importu gazu. Rząd pracuje też nad specustawą zakładającą opodatkowanie wydobycia gazu z łupków.

Czy uda się u nas powtórzyć amerykański sukces? Warunki wydobycia są w Polsce dużo trudniejsze – gazonośne łupki ukryte są głębiej. Trzeba sprostać bardziej surowym obostrzeniom związanym z ochroną środowiska. Większa gęstość zaludnienia może oznaczać protesty społeczności lokalnych i trudności ze znalezieniem odpowiednich działek pod wiercenia. Może to generować dodatkowe koszty i postawić pod znakiem zapytania rentowność przedsięwzięcia.

Szczelinowanie hydrauliczne

Kluczową technologią przy eksploatacji niekonwencjonalnych źródeł gazu jest szczelinowanie hydrauliczne. Proces ten polega na wtłaczaniu w warstwę skał łupkowych setek ton wody, piasku i substancji chemicznych. Powoduje to powstanie i ustabilizowanie sieci spękań poprzez które uwalnia się gaz.

Szczelinowanie hydrauliczne jest procesem wymagającym użycia dużej ilości wody, oraz bliżej nieznanych związków chemicznych. Ich skład jest pilnie strzeżoną tajemnicą, co wzbudza wiele kontrowersji i podejrzeń. Trudno więc kompleksowo oszacować wpływ tej metody na środowisko naturalne. Doświadczenia ze Stanów Zjednoczonych wskazują, na zagrożenia związane z zanieczyszczenia wód gruntowych. Gazonośne złoża położone są ok. 2 000 metrów pod ziemią a najgłębsze ujęcia wody sięgają 200 metrów – nie ma więc obawy bezpośredniego przedostania się zanieczyszczeń. Kluczowe jest jednak odpowiednie uszczelnienie szybu, który stanowi drogę dla potencjalnych wycieków. Znane są przypadki zanieczyszczenia ujęć wody gazem z odwiertu. W rezultacie w niektórych domostwach wodę płynącą z kranu można było podpalić zapalniczką.

Kontrowersje związane z negatywnym oddziaływaniem szczelinowania na środowisko naturalne są wykorzystywane przez silne lobby przeciwników gazu łupkowego w UE. We Francji, pod naciskiem organizacji ekologicznych oraz partii zielonych parlament zakazał używania metod kruszenia hydraulicznego.  Francja, będąca atomowym mocarstwem (59 reaktorów pokrywa w  80%  całkowite zapotrzebowanie na energię elektryczną) może sobie na to pozwolić. Niepokoją jednak próby rozszerzenia zakazu na całą Unie.