Marnujemy w Polsce pokaźne zasoby gazu

Marnujemy w Polsce pokaźne zasoby gazu
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

Metanu w pokładach węgla jest sporo, bo blisko 96 mld m3. Problemem jest niestety umiejętność jego wydobycia. Istnieją jednak złoża metanu uwalnianego z węgla, których pozyskanie może być znacznie prostsze. Mowa tu o metanie z zamkniętych kopalń węgla - piszą dla WNP.PL Wojciech Labuda z Uniwersytetu Warszawskiego oraz Jacek Hendel z AGH w Krakowie.

  • Po zamknięciu kopalni okazuje się, że choć zaprzestano już urobku węgla, to gaz coraz wolniej, ale jednak wciąż się uwalnia do pustych przestrzeni skalnych, zrobów (miejsc po wyeksploatowanym węglu, zasypanych zawalonym nadkładem), chodników i szybów.
  • Metan migrować przy tym może zarówno do okolicznych kopalń, ale też na powierzchnię. I tu zaczyna się największy problem. Przedostający się ku powierzchni gaz może oczywiście trafić do atmosfery – tu stanie się gazem cieplarnianym i to ok. 21-krotnie groźniejszym niż dwutlenek węgla.
  • Pozyskany gaz najłatwiej jest wykorzystać na miejscu do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Jest to tym łatwiejsze, że obecna technika pozwala na ulokowanie silnika gazowego w przenośnym kontenerze, który, kiedy gaz w jednym miejscu się skończy, może być łatwo przetransportowany w inne miejsce.

Polski potencjał w zakresie wydobycia metanu z pokładów węgla – CBM (Coal Bed Methane) – szacowany jest na prawie 96 mld m3, co wobec ocenianych na blisko 120 mld m3 zasobów złóż konwencjonalnych, wydaje się wartością znaczącą. Problemem jest niestety umiejętność jego wydobycia. Dopiero w ostatnim czasie odniesiono pierwszy sukces w Gilowicach na Śląsku. Jednak mało kto wie, że istnieją złoża metanu uwalnianego z węgla, których pozyskanie może być znacznie prostsze. Niestety, dużą rolę odgrywa przy tym czas…

Mowa tu, bowiem o metanie z zamkniętych kopalń węgla (Abandoned Mine Methane – AMM), określanym również mianem metanu ze zrobów. Jak sama nazwa wskazuje, ten rodzaj „złóż” gazu ziemnego powstaje w wyniku ludzkiej aktywności. Chociaż wydawać by się mogło, że problem zagrożenia metanowego zakładu górniczego kończy się wraz z jego likwidacją, to rzeczywistość jest inna.

Metan metanowi nierówny

Największe zasoby metanu z pokładów węgla związane są z zasobami czarnego złota jeszcze niedotkniętymi eksploatacją (Virgin Coal Bed Methane – VCBM; często po prostu CBM). Gaz ten zaadsorbowany przez węgiel, dający się pozyskać poprzez odwierty wykonane z powierzchni, budził zainteresowanie już od lat 50-tych ubiegłego wieku, jednak dopiero kryzysy naftowe lat 70-tych dały impuls do przyjrzenia się tym zasobom na poważnie. W Stanach Zjednoczonych dzięki wsparciu państwa i wykorzystaniu nowej techniki szczelinowania hydraulicznego dekadę później zagospodarowano złoża w Alabamie, Kolorado i Nowym Meksyku, a następnie Wirginii i Wyoming. Utrzymujący się wysoki popyt na gaz ziemny i rosnące ceny na początku lat 2000 spowodowały, że w 2005 r. co dziesiąty metr sześcienny metanu pozyskiwany był właśnie z pokładów węgla. Dopiero późniejszy spadek cen oraz silna konkurencja ze strony gazu z formacji łupkowych (shale gas) spowodowały regres w pozyskaniu CBM, które dziś wynosi ok. 30 mld m3 (niecałe 4% amerykańskiego wydobycia gazu ziemnego). Jednocześnie metan z dziewiczych pokładów węgla zdobył popularność w krajach takich jak Australia czy Chiny.


Bardziej powszechne jest przy tym pozyskanie metanu podczas podziemnej eksploatacji złóż węgla (metan kopalniany; Coal Mine Methane – CMM). Wówczas gaz uwalniany jest z węgla ze względu na zmniejszenie ciśnienia nadkładu skał, kruszenie i transport urobku. Z uwagi na właściwości wybuchowe, uwidaczniające się już przy 4,5% mieszaninie metanu z powietrzem, gaz musi być spod ziemi usuwany. Choć w krajach takich jak Stany Zjednoczone czy Australia wykonuje się zabiegi odmetanowywania pokładów węgla metodą otworową z powierzchni przed rozpoczęciem ich eksploatacji, to w Polsce nie znalazło to dotychczas ekonomicznego uzasadnienia i metan usuwany jest specjalnymi otworami drenażowymi pod ziemią lub z powietrzem wentylacyjnym.

Po zamknięciu kopalni okazuje się, że choć zaprzestano już urobku węgla, to gaz coraz wolniej, ale jednak wciąż się uwalnia do pustych przestrzeni skalnych, zrobów (miejsc po wyeksploatowanym węglu, zasypanych zawalonym nadkładem), chodników i szybów. Metan migrować przy tym może zarówno do okolicznych kopalń, ale też na powierzchnię. I tu zaczyna się największy problem. Przedostający się ku powierzchni gaz może oczywiście trafić do atmosfery – tu stanie się gazem cieplarnianym i to ok. 21-krotnie groźniejszym niż dwutlenek węgla (wg najnowszych badań – nawet 28-krotnie)  – lecz może znaleźć się i w okolicznych garażach, piwnicach czy podziemnych parkingów, wywołując zagrożenie eksplozją. O istotności problemu świadczyć może fakt, iż w latach 90-tych w Czechach po zamknięciu wielu kopalń węgla zanotowano kilka przypadków wybuchu metanu w budynkach, w tym jeden śmiertelny.

Za granicą korzystają

Można oczywiście patrzeć na metan ze zrobów jak tylko na zagrożenie dla bezpieczeństwa i klimatu. Jednak ten główny składnik gazu ziemnego ma wiele gospodarczych zastosowań. Już od przeszło 100 lat metan usuwany z działających kopalń wykorzystywany jest do celów energetycznych, głównie na potrzeby samych zakładów, zaopatrując je w elektryczność, ciepło, chłód i parę technologiczną.

Z kolei pomysł utylizacji gazu pochodzącego z zamkniętych kopalń zrodził się w latach 50-tych w Wielkiej Brytanii. Pozyskany ze zlikwidowanej kopalni Old Boston metan wykorzystano do podgrzewania wody w łaźni pracowniczej w okolicznym, jeszcze działającym, zakładzie. W późniejszych latach sporadycznie próbowano np. zatłaczać gaz do sieci.

Na większą skalę metan ze zrobów zaczęto wykorzystywać dopiero wraz ze zmianą spojrzenia na zmiany klimatu i wprowadzeniem polityki klimatycznej w postaci Coal Act z 1994 r. To w połączeniu z szybkim zamykaniem brytyjskich kopalń, skutkującym gwałtownym wzrostem emisji gazów cieplarnianych, zapoczątkowało działania mające na celu zagospodarowanie wyparowujących zasobów.

Obecnie blisko 60% emitowanego metanu jest zagospodarowywanych w 25 instalacjach, wytwarzających energię elektryczną i cieplną, o łącznej mocy ok. 35 MWe. Jakkolwiek po zamknięciu już wszystkich brytyjskich kopalń, ilość ta wraz w upływem czasu będzie maleć.

Kilkakrotnie więcej AMM, bo aż 350 mln m3 rocznie, pozyskuje się w Niemczech i również spala w silnikach oraz turbinach gazowych. Sprzyja temu restrykcyjna polityka klimatyczna oraz równie szybkie odchodzenie od węgla kamiennego w energetyce. W Nadrenii Północnej-Westfalii oraz Saarze – dawnych zagłębiach węglowych – wydobyciem i utylizacją zajmują się firmy: Minegas i Minegas-Power – spółki córki koncernu energetycznego STEAG.

Także nasi południowi sąsiedzi, po wspomnianych wypadkach w latach 90-tych doszli do wniosku, że zagospodarowanie metanu ze zrobów jest koniecznością. Firma Green Gas International obecna w Czechach jako Green Gas DGP, zasila nim instalacje kogeneracyjne o łącznej mocy 7 MWe, zlokalizowane w okolicach Ostrawy i Paskova.

Jak widać najbardziej popularnym sposobem zagospodarowania gazu na Starym Kontynencie jest wytwarzanie energii. Inaczej dzieje się np. za Oceanem. W Stanach Zjednoczonych 26 zrealizowanych projektów pozwala na wydobycie ok. 150 mln m3 rocznie. Zważywszy na fakt, iż ponad 500 kopalń określa się jako metanowe (gassy), nie jest to wynik imponujący. Metan ze zrobów nie wytrzymuje bowiem konkurencji z innymi złożami niekonwencjonalnymi, takimi jak formacje łupkowe czy tight gas. Co ciekawe, pozyskany gaz nie jest wykorzystywany na miejscu, ale trafia bezpośrednio do sieci gazowniczej.

Chciałoby się móc wspomnieć o większej liczbie przykładów zagospodarowania metanu ze zlikwidowanych kopalń węgla, ale na świecie pozyskuje się go maksymalnie ok. 1 mld m3. W stosunku do tkwiącego w nim potencjału oraz globalnego odchodzenia od paliw kopalnych jest to zdecydowanie zbyt mało. Mimo prób i dość powszechnego wykorzystania gazu z czynnych kopalń jako paliwa samochodowego (CNG), w Chinach wciąż nie udało się skutecznie podjąć wydobycia AMM. Podobnie rzecz się ma i w Indiach, rynku wciąż rosnącym jeśli chodzi o branżę węglową. Oprócz tego perspektywiczne pozostają wszystkie te miejsca na świecie, gdzie prowadzi się wydobycie czarnego złota pod ziemią, czyli Rosja, Australia czy RPA.

A u nas…

Jak zaś wygląda sytuacja u największego w Europie producenta węgla kamiennego, czyli Polsce? Swoisty „boom”, porównywalny do niedawnego „boomu łupkowego”, metan z dziewiczych pokładów węgla przeżywał w naszym kraju w latach 90-tych. Wówczas to amerykańscy inwestorzy, z naftowymi potentatami Texaco i AMOCO na czele, wespół z polskimi Pol-Tex Methane oraz Metanel odwiercili na Górnym Śląsku 40 otworów. Efekt, podobnie jak w przypadku gazu z formacji łupkowych, był niewielki. W kolejnych latach, już na mniejszą skalę, ale jednak, podejmowano kolejne próby z wykorzystaniem innych technik pozyskania metanu. Za sukces można uznać dopiero ostatnie wyniki prac prowadzonych przez PGNiG na koncesji Międzyrzecze, gdzie na odwiertach Gilowice-1 i Gilowice-2H, wywierconych w 2012 r. przez amerykańska firmę Dart Energy, uzyskano zadowalający dopływ gazu. Wciąż jest to jednak projekt o charakterze pionierskim.

Inaczej zgoła wygląda kwestia pozyskania metanu kopalnianego – CMM. Polskie kopalnie należą bowiem do najbardziej metanowych w Europie, a 70% urobku pochodzi z borykających się z tym zagrożeniem zakładów. W 17 kopalniach łączna emisja wybuchowego gazu wynosi ok. 930 mln m3, a ilość ta z roku na rok rośnie. Z tego jedynie 1/3 jest ujmowana, a 1/5 zagospodarowywana. Metan kopalniany wykorzystują m.in. PGNiG Termika (dawniej Spółka Energetyczna Jastrzębie), Zakłady Energetyki Cieplnej oraz pojedyncze kopalnie węgla kamiennego – na własny użytek.



Pomimo wciąż trwającej restrukturyzacji przemysłu wydobywczego, przejawiającej się przede wszystkim w likwidacji kolejnych kopalń oraz opisanego zainteresowania VCBM i CMM, w zakresie pozyskania metanu ze zrobów dzieje się zaś niewiele. A potencjał jest znaczący. Według szacunków Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE) w 2014 r. ze zrobów do atmosfery trafiło ok. 9 mln m3 metanu, co i tak było wartością 8-krotnie niższą niż jeszcze w 2002 r., czyli tuż po zamknięciu aż 14 kopalń.

Przy tym zagospodarowanie metanu gromadzącego się w zrobach dopiero raczkuje. Chociaż pierwszy tego typu projekt uruchomiono ma początku lat 2000 w zlikwidowanej kopalni Morcinek w Kaczycach, niedaleko Cieszyna, to wydobycie, prowadzone przy pomocy jednego odwiertu, podlega znacznym wahaniom. Operatorem koncesji jest Karbonia S.A., należąca do australijskiej spółki Prairie Mining Ltd. Co ciekawe, odbiorcą gazu, przesyłanego gazociągiem przez pobliską granicę z Czechami jest, wspomniany już wcześniej, Green Gas DPB. Bardziej systematyczne działania podjęto zaś po likwidacji kopalni Żory, na granicy Żor i Świerklan, gdzie eksploatowany metan spalany jest w silniku gazowym i wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła na potrzeby pobliskiego osiedla mieszkaniowego Gwarków. Operator koncesji – firma Gazkop-1 oraz powiązana z nią CETUS – eksploatują gaz również z nieodległego złoża Jankowice-Wschód, a także starają się o możliwość pozyskania gazu ze złoża Mszana. Łącznie w 2017 z trzech zamkniętych kopalń wydobyto zaledwie 7,5 mln m3 metanu ze zrobów, choć ilość ta z roku na rok wzrasta.


Koncesje na poszukiwanie tego typu zasobów posiadają m.in. Termospec Sp. z o.o. – producent urządzeń chłodniczych dla kopalń węgla – na terenie Wodzisławia Śląskiego i Pszowa (koncesja Anna) oraz czeski Green Gas DPB­­­ – w Żorach i na obszarze dawnej kopalni Dębieńsko w Czerwionce-Leszczynach (koncesje Czerwionka-Leszczyny i Dębieńsko). Rozpoznane zasoby przemysłowe AMM w kraju to dziś przeszło 700 mln m3, choć potencjalnie mogą być one znacznie większe.

Trudności w jego precyzyjnym określeniu wynikają m.in. z faktu, że na Górnym Śląsku, gdzie tradycje górnictwa podziemnego sięgają połowy XVIII wieku, wiele kopalń się ze sobą łączy, czy to przez chodniki, czy to po prostu system skalnych spękań i szczelin. Niejednokrotnie stwierdzano, że działająca kopalnia „zasysa” metan z pobliskiej, już nieczynnej. Stąd też ryzyko porażki przy wierceniu pojedynczych odwiertów jest wysokie. Istotny jest tu koszt odwiertu, który przy głębokości ok. 500 m wynosić może nawet ponad 1,5 mln PLN. „Utopienie” takiej kwoty dla niewielkiej, lokalnej firmy może być zabójcze, zaś większe podmioty rzadko kiedy zaprzątają sobie głowę tak niewielkimi, choćby i rentownymi inwestycjami.

Pozyskany gaz najłatwiej jest wykorzystać na miejscu do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła. Jest to tym łatwiejsze, że obecna technika pozwala na ulokowanie silnika gazowego w przenośnym kontenerze, który, kiedy gaz w jednym miejscu się skończy, może być łatwo przetransportowany w inne miejsce.

Dotychczas inwestorzy w instalacje kogeneracyjne mogli również korzystać z tzw. „fioletowych certyfikatów”, które dodatkowo zwiększały opłacalność wytwarzania energii. Jednak funkcjonowanie takiego systemu wsparcia, opartego o świadectwa pochodzenia, zostało przewidziane do 2019 r. Potem, według zapowiedzi rządu wsparcie dla istniejących instalacji ma pozostać jeszcze przez 15 lat, zaś nowe będą mogły uczestniczyć w systemie aukcyjnym w wydzielonych „koszykach technologicznych”.

Niemniej jednak obecny stan zawieszenia nie wpływa pozytywnie na zainteresowanie metanem ze zrobów. Choć zauważyć i można pozytywne działania. Przykładem może być nowelizacja ustawy o funkcjonowaniu górnictwa z 2016 r. Wprowadziła ona możliwość prowadzenia eksploatacji gazu ze zlikwidowanych kopalń przez Spółkę Restrukturyzacji Kopalń nawet bez koncesji, jeśli tylko motywowane jest to względami bezpieczeństwa lub środowiska. Dotychczas jeśli dany zakład posiadał koncesję na wydobycie metanu jako kopaliny towarzyszącej, to po jego likwidacji i przekazaniu majątku do SRK, o koncesję na eksploatację gazu trzeba było się starać od nowa. A to, wobec przewlekłości postępowania, nie tylko powodowało utratę zasobów, ale też narażało np. okoliczne kopalnie na niebezpieczeństwo.

Może najwyższy czas, więc, by największy gracz na rodzimym rynku gazu ziemnego, czyli PGNiG, wrócił na rynek metanu kopalnianego, który opuścił w połowie lat 90-tych? Może asumptem stanie się realizowany przezeń we współpracy ze spółkami górniczymi projekt Geo Metan, czy INGA, dedykowany pokrewnym przedsięwzięciom, związanym z metanem z dziewiczych pokładów węgla (CBM). Wobec rosnącej presji na walkę z zanieczyszczeniem powietrza i smogiem, likwidacja lokalnych ciepłowni opalanych węglem oraz przydomowych pieców i zastąpienie ich właśnie niewielkimi instalacjami wykorzystującymi metan ze zrobów może się okazać zbawienna. Motywacją powinien być też czas – bo z każdą chwilą od zamknięcia kopalni cenny gaz ucieka do atmosfery…

* Wojciech Labuda, Wydział Prawa i Administracji Uniwersytetu Warszawskiego
** Jacek Hendel, Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH w Krakowie

×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

SŁOWA KLUCZOWE I ALERTY

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Marnujemy w Polsce pokaźne zasoby gazu

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!