Metan z węgla lepszy od atomu i gazu z łupków PAP | 10.05.2013 | 07:25
Zasoby geologiczne metanu w Polsce wynoszą około 250 mld m sześc. Naukowcy z Głównego Instytutu Górnictwa (GIG) w Katowicach przekonują, że przy odpowiednich nakładach metan może stać się dla polskiej energetyki tak samo ważny jak atom czy gaz z łupków.
Co
roku przy eksploatacji węgla kamiennego uwalnia się niespełna 900
mln m sześc. metanu. Niespełna trzecia część (ok. 270 mln m
sześc.) jest wychwytywana w specjalne instalacje, pozostała idzie w
powietrze. Ujęty metan jest wykorzystywany w ponad połowie - do
produkcji ciepła, prądu i chłodu dla kopalń. Prof. Jan Drzewiecki
z GIG wskazuje jednak, że to zaledwie promil możliwości, jakie
daje energetyce polski metan.
- Udokumentowane zasoby
metanu w Polsce gwarantują niezależność energetyczną kraju -
wskazał profesor, podkreślając, że rozwinięcie na szeroką skalę
energetyki opartej na metanie byłoby wprawdzie w początkowej fazie
kosztowne, ale wielokrotnie tańsze niż spodziewane nakłady na
rozwój energetyki jądrowej (ponad 50 mld zł), eksploatację gazu z
łupków (ok. 220 mld zł) czy wykorzystanie technologii zgazowania
węgla w złożu.
Metan
to gaz pochodzenia organicznego; stanowi ponad 90 proc. gazu
ziemnego. W polskich złożach węgla występuje jako gaz prawie
czysty, czyli z minimalną domieszką innych gazów. Z ok. 250 mld m
sześc. geologicznych zasobów tego gazu ok. 95 mld m sześc. to
zasoby
bilansowe, które potencjalnie nadają się do eksploatacji.
Niespełna trzecia część z nich (29,8 mld m sześc.) jest w
obszarach czynnych kopalń węgla kamiennego. Najłatwiej i najtaniej
byłoby eksploatować metan w centralnej i południowej części
Górnego Śląska, gdzie pokłady węgla są bardzo silnie metanowe.
- Nawet szacunkowa ilość metanu, która nie uwzględnia
wszystkich pokładów węgla, wskazuje, że metan ze złóż węgla
kamiennego należy traktować jako rzeczywisty, dostępny i niezwykle
atrakcyjny surowiec energetyczny - ocenił prof. Drzewiecki,
podkreślając, że metan jest surowcem zdefiniowanym pod każdym
względem: naukowcy znają jego lokalizację i zasobność oraz
wiedzą, jakie warunki należy stworzyć, aby nastąpiła jego
desorpcja, czyli uwolnienie.
Metanowe pokłady węgla są
ośrodkami porowatymi; w uproszczeniu - są to wzajemnie z sobą
połączone mikrozbiorniki, wypełnione metanem. Jednocześnie metan
ukryty jest w ściankach takich zbudowanych z węgla zbiorników.
Może on zostać uwolniony jedynie w przypadku ich rozbicia. Węgiel,
jako ośrodek porowaty zawierający metan, ma bardzo małą
przepuszczalność.
- Proces desorpcji metanu, czyli jego
uwolnienia w wyniku zniszczenia węgla o tak małej
przepuszczalności, możemy sobie wyobrazić jak przedmuchiwanie
metanem sitka o oczku od stu do tysiąca razy mniejszym od milimetra,
co jest niezwykle trudne w przypadku nienaruszonego pokładu węgla,
ale znacznie łatwiejsze niż w łupkach, w których wielkość oczka
jest nawet tysiąc razy mniejsza niż w węglu. Aby gaz mógł
przemieszczać się znacznie swobodniej, należy złoże odpowiednio
wcześnie zeszczelinować, czyli udrożnić - wyjaśnił prof.
Drzewiecki.
Jednak samo wykonanie otworu do pokładu
węgla nie jest jeszcze sposobem na jego odmetanowanie. Potrzebna
byłaby bardzo gęsta sieć otworów wiertniczych, co jest kosztowne,
a dla węgla o małej zwięzłości (jak w Polsce) - technicznie
trudno wykonalne. Dla takich pokładów potrzebne są zatem inne
metody skutecznego
odmetanowania. W ocenie profesora, nie jest to jednak przeszkoda do
eksploatacji polskiego metanu na dużą skalę. Potrzebny byłby
jednak specjalny program służący rozwojowi takiego
przedsięwzięcia.
- Obecnie nie ma strategicznego
programu przemysłowego drenażu metanu ani z aktualnie
eksploatowanych pokładów, ani - co szczególnie istotne dla
energetyki - z pokładów przewidzianych do eksploatacji w przyszłych
okresach. Tymczasem jego wdrożenie mogłoby w zasadniczy sposób
poprawić bilans energetyczny kraju i zbliżyłoby naszą energetykę
do dywersyfikacji surowców energetycznych, gdzie po jednej trzeciej
stanowiłyby: węgiel, gaz i źródła odnawialne - wskazał
profesor.
Jego zdaniem opracowanie takiego programu jest
"potrzebą chwili". - Musi to jednak być program, gdzie
środki byłyby przeznaczone na opracowanie technologii opartej na
sprawdzonych metodach zeszczelinowania pokładów i udrażniania
górotworu, a nie kolejny raz na dokumentowanie złóż metanu już
udokumentowanych czy ich metanonośności, albo tworzenie technologii
jego pozyskiwania opartych na rozwiązaniach nieprzystających do
polskich warunków - podkreślił prof. Drzewiecki.
Naukowcy
z GIG
wskazują, że aby Polska mogła w krótkim czasie eksploatować
metan na skalę przemysłową, musiałaby m.in. włączyć sieci
odmetanowania z kopalń do systemu lokalnych i krajowych gazociągów.
To proste pod względem technicznym, ale trudne formalnie, bo wymaga
uzgodnień między zakładami górniczymi i dystrybutorem gazu oraz
jego odbiorcami, w tym energetyką. Konieczny byłby też właściwy
dobór i modyfikacja dostępnych technologii destrukcji skał, aby
pozyskać metan. Inny warunek to rozpoczęcie wierceń
odmetanowujących pokłady, które nie są w kopalniach udostępnione
wyrobiskami chodnikowymi.
- Zrealizowanie takich prac,
oprócz pozyskania alternatywnego dla węgla surowca energetycznego,
pozwoliłoby na poprawę bezpieczeństwa pracy, redukcję kosztów
bieżącej profilaktyki metanowej czy przekwalifikowanie pokładów
metanowych do niższej kategorii tego zagrożenia. To z kolei powinno
przełożyć się na obniżenie kosztów wydobycia węgla, czyli
podniesienie jego konkurencyjności - uważa prof. Drzewiecki.
Naukowiec wskazał, że istnieją polskie technologie
szczelinowania skał, a także ich skutecznego uszczelniania czy
rekonsolidacji w kopalniach. Takie technologie mogą mieć decydujące
znaczenie dla bezpiecznej, ale odsuniętej w czasie eksploatacji
pokładów silnie spękanych drenażem metanu.
-
Potrafimy skutecznie izolować, kontrolować i gasić ogniska
pożarowe w pokładach węgla - także metanem. Z punktu widzenia
stosowanych technologii górniczych nie ma zatem większych
przeszkód, aby kopalnię bądź jej część przeznaczyć także na
zbiornik metanu, a nawet doprowadzić do sytuacji, kiedy zakład
górniczy, w miarę potrzeb rynku, np. jego nasycenia węglem
kamiennym, byłby producentem jednocześnie bądź zamiennie węgla
czy metanu - podsumował profesor.
Jego zdaniem polscy
naukowcy i inżynierowie mają dostateczną wiedzę i umiejętności,
aby pozyskiwać metan także w procesie podziemnej syntezy węgla czy
z formacji łupkowych. Jednak każda z tych technologii wymaga
olbrzymich nakładów na opracowanie całkowicie nowych technologii,
natomiast drenaż metanu ze złoża węgla kamiennego jest stosunkowo
prosty, a modyfikacja technologii w tym zakresie byłaby wielokrotnie
tańsza.
Marek Błoński