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 skałach zbiornikowych o dużej porowatości i przepuszczalności, np. piaskowce) i w złożach niekonwencjonalnych (w skałach zbiornikowych o niskiej porowatości i przepuszczalności, np. łupki i słynny gaz łupkowy). Jako najczystsze z paliw kopalnych często nazywany jest błękitnym paliwem i surowcem przejściowym trwającej transformacji energetycznej.

Zasoby, wystarczalność

Złoża gazu ziemnego występują głównie w środkowo-zachodniej i południowo-wschodniej części kraju oraz w wyłącznej strefie ekonomicznej RP na szelfie Bałtyku.

Blisko 72% udokumentowanych zasobów bilansowych zlokalizowane jest na Niżu Polskim, około 24% na Przedgórzu Karpat, około 3% w wyłącznej strefie ekonomicznej RP, a więc na szelfie Bałtyku i około 1% w Karpatach. Jako Niż Polski należy rozumieć w tym przypadku region przedsudecki i wielkopolski oraz Pomorze Zachodnie wraz z częścią województwa lubuskiego

Złoża gazu występujące na Niżu Polskim w większości zawierają gaz ziemny zaazotowany, który może zawierać od 30% do ponad 80% metanu. W pozostałych regionach dominuje gaz ziemny wysokometanowy, zawierający zwykle ponad 85% metanu.

Zasoby gazu ziemnego w Polsce wg stanu na 31.12.2022 r. 

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 zasoby bilansowe wynoszą 151,3 mld m3.  Spośród nich zagospodarowanych jest 199 złóż o łącznych zasobach 104,2 mld m3. Zasoby przemysłowe złóż  zagospodarowanych wynoszą już tylko 51,5 mld m3. Więcej szczegółowych informacji o zasobach można znaleźć w Bilansie zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31 XII 2022 r. wydanym przez Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy. 

Mapy

'

Rozmieszczenie udokumentowanych złóż gazu ziemnego w Polsce

'

Niż Polski

Niż Polski - polska część prowincji Niziny Środkowoeuropejskiej; pas nizin między Morzem Bałtyckim na północy a Sudetami i pasem wyżyn na południu. W tym regionie Polski znajduje się 71% zasobów przemysłowych gazu ziemnego

Niż Polski

Niż Polski - polska część prowincji Niziny Środkowoeuropejskiej; pas nizin między Morzem Bałtyckim na północy a Sudetami i pasem wyżyn na południu. W tym regionie Polski znajduje się 71% zasobów przemysłowych gazu ziemnego

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

Karpaty

W tym regionie Polski znajduje się poniżej 1% zasobów przemysłowych gazu ziemnego. 

Przedgórze karpackie

Przedgórze karpackie - północny pas Karpat polskich i czeskich, są to niższe partie Zewnętrznych Karpat Zachodnich. W tym regionie Polski znajduje się 22% zasobów przemysłowych gazu ziemnego. 

Eksploatacja

Złoża gazu ziemnego są rozpoznawane i eksploatowane otworami wiertniczymi odwierconymi zarówno na lądzie, jak i na morzu. W Polsce najgłębszy otwór poszukiwawczy, którego celem było odkrycie złóż gazu ziemnego i ropy, ma głębokość 5,5 km i znajduje się w województwie podkarpackim.

Gaz ziemny eksploatowany jest metodą otworową. Podczas wiercenia świder musi dostać się do tzw. pułapki węglowodorowej, czyli formy zbudowanej ze skał zbiornikowych o wysokiej porowatości, a w górnej części ze skał uszczelniających, uniemożliwiających migrację węglowodorów. To właśnie z niej, w kontrolowanych warunkach, wyprowadza się gaz na powierzchnię. Wszystkie procesy związane z eksploatacją gazu ziemnego są sterowane techniką komputerową poprzez zaawansowane technologicznie urządzenia. W Polsce udokumentowane i eksploatowane są tylko konwencjonalne złoża gazu ziemnego.

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. 

Wykaz największych eksploatowanych złóż gazu ziemnego w Polsce wg stanu na 31.12.2022 r.

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

W procesie przeróbki gazu ziemnego odzyskuje się wiele cennych surowców, m.in. gazowy i ciekły hel, ciekły azot oraz LNG.

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

Czy wiesz, że Polska jako członek Unii Europejskiej oraz Międzynarodowej Agencji Energetycznej, zobowiązana jest do posiadania stałych strategicznych zapasów gazu ziemnego w ilości odpowiadającej trzydziestodniowemu zapotrzebowaniu na gaz w roku poprzednim?

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

Głównymi użytkownikami gazu ziemnego wysokometanowego są producenci nawozów i związków azotowych, rafinerie ropy naftowej i petrochemie, producenci energii elektrycznej i ciepła, huty szkła, cementownie, zakłady ceramiki budowlanej, huty żelaza i stali, zakłady produkcji artykułów spożywczych, gospodarstwa domowe i inni.

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 mgazu 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

Minimalizacja oddziaływania na środowisko wydobycia gazu ziemnego polega na ograniczeniu ilości zanieczyszczeń wprowadzanych do atmosfery, wód powierzchniowych i podziemnych oraz gleby.

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 wody złożowe, których ilość zwiększa się wraz z czasem trwania eksploatacji danego złoża. Wody złożowe są solankami o wysokiej mineralizacji (zawierają jony Na, Cl, Ca oraz kationy metali, w tym ciężkich), zawierające niekiedy substancje ropopochodne (kiedy złożom gazu towarzyszą złoża ropy naftowej), związki organiczne i związki chemiczne stosowane podczas wykonywania odwiertu (tzw. płuczka wiertnicza). Wody te - ze względu na koszty uzdatniania - są ponownie zatłaczane do złoża. Zagrożenie stanowią jednak tylko wtedy, gdy nie są właściwie rozpoznane lokalne warunki hydrogeologiczne.  

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 rekultywacji. Pojęcie rekultywacji zdefiniowane zostało w Ustawie z dnia 3 lutego 1995 r. o ochronie gruntów rolnych i leśnych. Zgodnie z ustawą jest to nadanie lub przywrócenie gruntom zdegradowanym lub zdewastowanym wartości użytkowych lub przyrodniczych przez właściwe ukształtowanie rzeźby terenu, poprawienie właściwości fizycznych i chemicznych, uregulowanie stosunków wodnych, odtworzenie gleb, umocnienie skarp oraz odbudowanie lub zbudowanie niezbędnych dróg. Zabiegom rekultywacyjnym podlegają wszystkie grunty przekształcane przez kopalnię i działania te stanowią najważniejszą działalność przedsiębiorcy górniczego po zakończeniu eksploatacji kopaliny.

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

  1. Galos K. (red.), 2021 - Surowce mineralne Polski. Ropa naftowa i gaz ziemny. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków
  2. Galos K., Lewicka E. (red.), 2023 - Gospodarka surowcami mineralnymi w Polsce w latach 2013-2022. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków
  3. 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
  4. Strona korporacyjna https://pgnig.pl/
  5. Muzeum Przemysłu Naftowego i Gazowniczego im. I. Łukasiewicza w Bóbrce https://bobrka.pl/
Slide 1 Content

Polityka Plików Cookies - dowiedz się więcej... [Akceptuję]