Gaz ziemny
Gaz ziemny jest w gospodarce światowej najważniejszym paliwem gazowym. Głównym jego składnikiem jest metan CH4, któremu towarzyszą wyższe węglowodory gazowe (etan, propan, butan) i ciekłe oraz inne składniki gazowe: tlenek i dwutlenek węgla, siarkowodór, azot, wodór, hel i argon.
Surowiec ten może występować w tzw. złożach konwencjonalnych (w
Zasoby, wystarczalność
Blisko 72% udokumentowanych
Złoża udokumentowane | Złoża zagospodarowane | ||
Liczba złóż | Zasoby bilansowe | Liczba złóż | Zasoby przemysłowe |
321 | 151,3 mld m3 | 199 | 51,5 mld m3 |
W Polsce jest 321 udokumentowanych złóż gazu ziemnego, których
Mapy
Rozmieszczenie udokumentowanych złóż gazu ziemnego w Polsce
Szelf bałtycki
Szelf bałtycki leży w granicach Polskiej Wyłącznej Strefy Ekonomicznej, a więc obszaru na Morzu Bałtyckim przylegającym do jej wód terytorialnych. Na akwenie tym prawo do wydobywania surowców mają tylko polskie statki. W tym regionie Polski znajduje się ponad 6% zasobów przemysłowych gazu ziemnego.
Eksploatacja
Gaz ziemny eksploatowany jest
W Polsce wydobyciem gazu ziemnego zajmują się firmy należące do Grupy Kapitałowej Orlen SA. Są to:
- Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo Oddział w Sanoku - wydobycie ze złóż znajdujących się w Karpatach i na Przedgórzu,
- Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo Oddział w Zielonej Górze - wydobycie na Niżu,
- Lotos Petrobaltic - wydobycie na Bałtyku.
W Polsce wydobywany jest:
- gaz ziemny wysokometanowy (około 97,8% CH4) - znajduje się w miejskich sieciach gazowych, używa się go w gospodarstwach domowych, przedsiębiorstwach i zakładach przemysłowych,
- gaz ziemny zaazotowany (71-79% CH4 i 19-27% N2) - dostarczany tylko na lokalny rynek, do miejsc znajdujących się w pobliżu ujęcia gazu.
Złoże | Region | Zasoby | Wydobycie |
mln m3 | |||
B8 | Bałtyk | 469,31 | 18,53 |
Roztoki | Karpaty | 115,11 | 6,17 |
Jurowce-Srogów | 56,28 | 4,66 | |
Jaszczew | 213,72 | 3,55 | |
Draganowa | 142,75 | 3,02 | |
Brońsko | Niż | 12 617,74 | 880,90 |
BMB (Barnówko - Mostno - Buszewo) |
5 738,30 |
379,85 | |
Kościan S | 1 750,76 | 265,31 | |
Lubiatów | 1 529,29 | 252,31 | |
Paproć | 2 689,83 | 223,86 | |
Paproć W | 1 305,99 | 145,02 | |
Przemyśl | Przedgórze | 9 466,64 | 472,42 |
Zalesie | 1 762,76 | 133,01 | |
Mirocin | 1 653,43 | 99,19 |
Więcej szczegółowych informacji o wydobyciu gazu ziemnego w Polsce można znaleźć w Bilansie zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31.12.2022 r. wydawanym przez Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy.
Przeróbka
Wydobyty wprost ze złoża gaz ziemny nie jest jeszcze surowcem, który może być wykorzystany w swoich docelowych zastosowaniach. Gaz ziemny to mieszanina węglowodorów, wśród których dominuje metan, ale mogą występować zróżnicowane ilości takich gazów, jak etan, propan, butan i azot oraz związki organiczne i mineralne. Ponadto może on zawierać również gazy szlachetne (hel, argon). Niektóre z nich są na tyle cenne, że są odzyskiwane w procesie oczyszczania gazu ziemnego.
Podstawowe produkty handlowe to gaz ziemny wysokometanowy i gaz ziemny zaazotowany. Część wydobywanego gazu zaazotowanego podlega dalszemu przetworzeniu na gaz wysokometanowy w odazotowniach w Odolanowie oraz Grodzisku Wielkopolskim, gdzie uzyskuje się również m.in. LNG, gazowy i ciekły hel oraz ciekły azot.
Pierwszym etapem procesu oczyszczania jest często rozdzielenie gazu i ropy naftowej, bowiem w Polsce te dwa surowce powszechnie występują w jednym złożu. Wówczas mamy do czynienia ze złożami ropno-gazowymi lub gazowo-ropnymi. Oczyszczanie gazu ziemnego przebiega wieloetapowo, a te etapy są różne w zależności od rodzaju gazu. Gaz wysokometanowy przed wprowadzeniem do sieci podlega osuszeniu i odsiarczaniu. Nieco bardziej skomplikowany jest proces oczyszczania gazu zaazotowanego (w celu uzyskania gazu wyskometanowego). Wyróżnić w nim należy następujące po sobie etapy:
- usuwanie dwutlenku węgla (CO2) metodą absorpcji z użyciem wodnego roztworu monoetanoloaminy MEA (10-15%),
- usuwanie wilgoci (H2O) poprzez adsorpcję na sitach molekularnych 4A,
- usuwanie węglowodorów ciężkich (C5+) z wykorzystaniem adsorpcji na węglu aktywnym.
Następnie oczyszczony gaz podlega niskotemperaturowej destylacji, która polega na schłodzeniu gazu i rozdzieleniu go w kolumnach destylacyjnych na:
- ciekły metan - czyli nic innego jak oczyszczony już gaz, który po regazyfikacji (zmianie ze stanu ciekłego na gazowy) trafia do sieci przesyłowej,
- ciekły azot,
- gazowy koncentrat helowy, zawierający ok. 80% helu, który podlega kolejnym procesom mającym na celu uzyskanie czystego gazu szlachetnego.
Magazynowanie i transport
Transport gazu ziemnego do Polski i w jej granicach odbywa się w następujący sposób:
- gazociągami z takich krajów jak: Niemcy, Rosja, Dania, Litwa i Ukraina,
- jako LNG (ang. liquefied natural gas) z takich krajów jak: USA, Katar, Nigeria, Trynidad i Tobago, Katar, z wykorzystaniem terminala LNG w Świnoujściu,
- sporadycznie z innych krajów UE również cysternami LNG.
Głównym celem magazynowania gazu jest tworzenie rezerwy strategicznej w postaci nadwyżki gazu w okresie letnim i korzystanie z niej w okresach zwiększonego zapotrzebowania, czyli głównie w zimie. W miesiącach letnich nadwyżki gazu magazynowane są w strukturach geologicznych, stanowiących podziemne magazyny gazu.
W Polsce istnieje 9 magazynów gazu ziemnego:
- siedem Podziemnych Magazynów Gazu (PMG) w częściowo wyeksploatowanych złożach gazu ziemnego,
- dwa Kawernowe Podziemne Magazyny Gazu (KPMG) w wyługowanych kawernach solnych, powstałych na skutek eksploatacji złóż soli metodą otworową.
Zastosowanie
Końcowym produktem eksploatacji i przeróbki złóż gazu ziemnego w Polsce jest nie tylko gaz ziemny (wysokometanowy i zaazotowany). Skomplikowane procesy technologiczne realizowane w krajowych zakładach Spółki PGNiG pozwalają na uzyskanie wielu produktów końcowych o wielu zastosowaniach w gospodarce krajowej.
1. Gaz ziemny
- paliwo do celów grzewczych w instalacjach domowych i przemysłowych,
- źródło energii w produkcji energii elektrycznej,
- paliwo do napędu samochodowych silników spalinowych,
- w przemyśle chemicznym jako surowiec do otrzymywania acetylenu, cyjanowodoru, amoniaku, sadzy, wodoru i gazu syntezowego (mieszaniny tlenku węgla i wodoru), wykorzystywanego do produkcji metanolu, alkenów, kwasów karboksylowych oraz wielu innych związków organicznych.
2. Hel ciekły
- chłodzenie nadprzewodzących magnesów, np. w medycynie do schładzania cewek magnesu nadprzewodzącego w tomografach MRI,
- do szybkiego schłodzenia wiązki światłowodowej oraz nadania jej odpowiednich właściwości.
3. Hel gazowy
- spawalnictwo - w celu zapewnienia obojętnej osłony przy spawaniu metali (najbardziej powszechne zastosowanie helu),
- do wykrywania nieszczelności w miejscach, gdzie - z uwagi na bezpieczeństwo lub okres używalności - wymagana jest wyjątkowa szczelność,
- wraz z tlenem i wodorem stosowany w syntetycznych mieszankach oddechowych dla nurków pracujących przez dłuższy czas na dużych głębokościach,
- w chromatografii gazowej,
- do unoszenia balonów meteorologicznych, balonów do badania i próbkowania atmosfery (np. na Antarktydzie przy badaniu dziury ozonowej), balonów radarowych, sterowców oraz baloników dekoracyjno-reklamowych.
4. Ciekły azot o dobrych właściwościach chłodzących
- w przemyśle spożywczym do szybkiego mrożenia produktów,
- tworzenie atmosfery beztlenowej przy szybko psujących się artykułach spożywczych,
- jako medium obojętne, m. in. w przemyśle elektronicznym, przy pracach w środowisku zagrożonym wybuchem - dla zneutralizowania niebezpieczeństwa,
- w medycynie - np. w krioterapii przy leczeniu schorzeń reumatycznych czy dermatologicznych.
W Polsce rocznie zużywa się ponad 16 mld m3 gazu ziemnego wysokometanowego oraz prawie 4 mld m3 gazu zaazotowanego, którego niemal połowa wykorzystywana jest do produkcji gazu wysokometanowego. W 2022 roku udział gazu ziemnego w strukturze produkcji energii elektrycznej spadł do zaledwie 3%. Szczegółowe informacje na temat wykorzystania gazu ziemnego w krajowej gospodarce można znaleźć w roczniku Gospodarka surowcami mineralnymi w Polsce w latach 2013-2022.
Środowisko
Budowa i działanie kopalni gazu ziemnego może spowodować wystąpienie zagrożeń dla środowiska naturalnego w postaci:
- emisji zanieczyszczeń gazowych i pyłowych do atmosfery,
- wytwarzania odpadów stałych i płynnych,
- zanieczyszczenia gruntu, wód powierzchniowych i podziemnych,
- wytwarzania ścieków technologicznych,
- hałasu oraz innych czynników mających wpływ na środowisko (np. odory).
Eksploatacja gazu ziemnego w sposób najbardziej istotny może wpływać na powietrze atmosferyczne, zaś źródła emitowanych gazów i pyłów mogą mieć różne pochodzenie. W wyniku działalności kopalni mogą być emitowane składniki gazowe płynów złożowych (głównie metan i inne węglowodory oraz lotne składniki ropy naftowej) lub gazy spalinowe i pyły (tlenek i dwutlenek węgla, tlenki azotu i siarki oraz węglowodory alifatyczne). Najgroźniejszy spośród gazów emitowanych podczas eksploatacji gazu ziemnego jest siarkowodór. Jest to jedno z zagrożeń naturalnych występujących w górnictwie otworowym.
Dla środowiska wodno-gruntowego największe zagrożenie stanowią
Każdorazowo podejmowane są działania mające na celu minimalizację potencjalnego negatywnego wpływu na otoczenie, w tym środowisko naturalne, zwłaszcza ukierunkowane na redukcję emisji gazów z pochodni i rurociągów. Dla ochrony powietrza atmosferycznego stosuje się również systemy detekcji gazów palnych (metan, propan) oraz gazów toksycznych (np. siarkowodór). Również w zakresie ochrony wód i gruntów powszechnie stosuje się wiele rozwiązań mających na celu ograniczenie niekontrolowanych wycieków.
Zgodnie z krajowym i unijnym prawem uwzględnienie uwarunkowań środowiskowych przy opracowaniu planu zagospodarowania złoża węglodorów (w tym gazu ziemnego) jest koniecznością. W planie zagospodarowania złoża należy scharakteryzować potencjalne zagrożenie dla środowiska naturalnego, zidentyfikować wszystkie możliwe źródła zanieczyszczeń, określić ich ilość i plan monitoringu. Plan powienien zawierać również przewidywane działania naprawcze w przypadku wystąpienia zanieczyszczenia środowiska.
Przedsiębiorca górniczy eksploatujący gaz ziemny musi zatem działać według ściśle określonych w Polsce przepisów prawa. Te nakładają również na niego obowiązek
W przypadku wydobycia gazu ziemnego procesy rekultywacyjne polegają głównie na likwidacji odwiertów eksploatacyjnych. Wówczas każdorazowo dokonuje się rekultywacji gruntów, które następnie są przekazywane właścicielom nieruchomości gruntowych. Elementy likwidowanej infrastruktury, które mogą być powtórnie wykorzystywane, są przekazywane do dalszego wykorzystania.
Materiały źródłowe
- Galos K. (red.), 2021 - Surowce mineralne Polski. Ropa naftowa i gaz ziemny. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków
- Galos K., Lewicka E. (red.), 2023 - Gospodarka surowcami mineralnymi w Polsce w latach 2013-2022. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków
- Szuflicki M., Malon A., Tymiński M. (red.), 2023 - Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31 XII 2022 r. Wyd. PIG-PIB, Warszawa
- Strona korporacyjna https://pgnig.pl/
- Muzeum Przemysłu Naftowego i Gazowniczego im. I. Łukasiewicza w Bóbrce https://bobrka.pl/