Sabat czarownic nad gazem łupkowym

Typowy sposób naświetlania problemów związanych z gazem łupkowym to skrzyżowanie miejskich legend z opowieściami „Z tysiąca i jednej nocy”, w zasadniczo dwóch odmianach: lamentującej i optymistycznej. Tylko nieliczne publikacje traktują o realnych problemach.

Po autentycznym „boomie” w USA, szereg agencji zaczęło się zastanawiać: gdzie by tu jeszcze? I zobaczyły geologiczne mapy Polski. Łupki sylurskie zajmują na nich sporo miejsca. Jak się pomnoży długość obszaru ich występowania przez szerokość i wysokość oraz założy, że zawierają one 2% substancji organicznej (czyli tego, z czego powstaje gaz) to ich zasoby oszacuje się na 3 bln metrów sześciennych. Zaraz… Po co zakładać skromne 2%, skoro można 3,5%? Będzie wtedy 5,3 bln metrów sześciennych. Poza tym liczba 5,3 wygląda zdecydowanie bardziej naukowo niż prozaiczne 3. Po rozpropagowaniu tych wyników do Polski zaczęły napływać oferty firm chętnych do poszukiwań. Ministerstwo zareagowało poprawnie, rozdając tanie licencje. Dzięki temu za dwa lub trzy lata łupki sylurskie, które do tej pory nie były badane, zostaną przewiercone (kilkadziesiąt – kilkaset otworów), dzięki czemu będzie można poznać prawdę o polskim gazie łupkowym i jego zasobach.

Możliwe scenariusze

W formacjach łupkowych gaz znajduje się na pewno. Tam jest generowany, potem część migruje do potencjalnych pułapek w konwencjonalnych skałach zbiornikowych, a część zostaje w łupkach. W zależności od tego, ile go będzie, możliwe są dwa scenariusze. Pierwszy zakłada, że gazu jest niewiele, a skały tworzące jego złoża mają niekorzystne parametry – „boom” kończy się tak szybko, jak się zaczął. W drugim scenariuszu przyjmuje się, że gazu jest dużo lub bardzo dużo (od kilkaset mld m3 w górę). Wtedy staje się on surowcem strategicznym Polski w XXI w., przy czym horyzont czasowy również zależy od kilku czynników.

Prowadzone aktualnie badania, oprócz bilansu ilościowego, określą także ekonomiczną opłacalność eksploatacji. Jeśli parametry skał okażą się bardzo dobre, zaś ilość gazu zawarta w nich na tyle duża, że eksploatacja będzie uzasadniona ekonomicznie przy dzisiejszym stanie technologii, to znaczące ilości gazu staną się dostępne w ciągu ok. 10 lat. I to będzie optymalny wariant 2A.

Wariant 2B polegał będzie na oczekiwaniu na kolejną rewolucję technologiczną, która tak obniży koszty pozyskiwania gazu łupkowego, że jego wydobycie stanie się opłacalne i wtedy na znaczące ilości trzeba będzie poczekać dłuższej o kilka – kilkanaście lat.

Dobry odwiert na złożu gazu łupkowego, np. na Barnett Shales, zapewnia ok. 2-3 mln m3 gazu rocznie. By Polska przestała być importerem tego surowca, potrzebna jest produkcja rzędu 10-14 mld rocznie. Przy założeniu, że wszystkie odwierty okażą się efektywne, oznacza to konieczność wykonania 5000 odwiertów (ze 100-procentową skutecznością). Będą to odwierty poziome (czytaj: drogie), w których trzeba przeprowadzić jeszcze zabieg szczelinowania (czytaj: będą jeszcze droższe). Przy głębokościach zalegania naszych łupków sylurskich oznacza to koszty rzędu 30-40 mln zł za odwiert. Mnożąc to przez 5000 otrzymujemy zakres minimalnych inwestycji rzędu 150-200 mld zł, przy czym jest to kwota minimalna. Jeśli np. nie będzie 100% skuteczności, pojawi się konieczność uzbrojenia terenu oraz zbudować rurociągów i kopalni, co pochłonie jeszcze raz tyle pieniędzy. I to jest odpowiedź na biadolenia, że oddajemy gaz łupkowy w obce ręce. Jedynym wyjściem jest mądra polityka koncesyjna w warunkach ekonomicznej opłacalności wydobycia. Wtedy kilkadziesiąt przedsiębiorstw wyasygnuje odpowiednie kwoty, zaś gaz i tak będzie sprzedawany na miejscu. Alternatywą byłoby zmuszenie PGNiG do wydobycia, abstrahując od jego kosztów. Można by też przygotować plan wydobycia, podzielić go na odcinki pięcioletnie i wykonywać go przed terminem. Tylko to już chyba przerabialiśmy i wyszło nieszczególnie.

Łamanie stereotypów

Tyle na razie o pieniądzach. Czas napisać o ekologicznych aspektach eksploatacji gazu łupkowego. Wokół tego tematu trwa sabat czarownic, w którym prym wiodą lobby wspierające Nord Stream (Niemcy) oraz lobby pronuklearne (Francja). Oba starają się zapobiec nawet możliwość poszukiwania gazu łupkowego w Europie (we Francji i Niemczech już to się udało). Główne zarzuty opierają się na tym, że gaz łupkowy to najbrudniejsze paliwo (gorsze nawet od węgla kamiennego), jego eksploatacja stanowi zagrożenie – zatruwa studnie, rzeki, a skały, z których się go wydobywa, są niebezpieczne. Mówi się też, że podczas eksploatacji ogromne ilości gazu przedostają się do atmosfery, a szczelinowanie powoduje trzęsienia ziemi. A jak jest w rzeczywistości?

Gaz łupkowy to normalny gaz ziemny. Gaz i ropa naftowa powstają w reakcjach termicznych lub biochemicznych z substancji organicznej, zawartej w skałach łupkowych. Część tego gazu migruje do skał piaskowcowych lub węglanowych, tworzących konwencjonalne złoża, a część zostaje w łupkach. Złoża konwencjonalne eksploatowane są od wielu lat, a wydobycie gazu zalegającego w łupkach zaczyna się prowadzić obecnie. I jest to dokładnie taki sam gaz, który pan Schröeder będzie transportował Nord Streamem.

Często można usłyszeć, że „skały, w których znajduje się gaz łupkowy, są niebezpieczne”. Chodzi tu o tło promieniotwórcze. Jest to nośny argument dla walczących z gazem łupkowym, bowiem ludzie na hasło promieniotwórczość reagują strachem. Skały łupkowe rzeczywiście charakteryzują się podwyższoną zawartością uranu, toru i potasu. Cecha ta służy geofizykom do określania głębokości, na których zalegają. Jednak by tego dokonać, trzeba dysponować precyzyjnym sprzętem. Natężenie promieniowania tych skał jest znacznie niższe od natężeń dopuszczanych przez europejskie normy dla żywności. Skały te od dawna były przewiercane (bo gazu lub ropy szukano pod nimi) i znajdują się w kopalniach różnych minerałów. Pomiary są wykonywane od lat jako badania rutynowe, więc baza danych jest ogromna, a ocena możliwości powstania niebezpieczeństwa związanego z tym problemem jednoznaczna. Takiego zagrożenia po prostu nie ma.

Innym argumentem przeciwko gazowi łupkowemu jest fakt, że „w rzekach i strumieniach Pensylwanii znaleziono pierwiastki promieniotwórcze w tych okolicach, w których odbywa się eksploatacja gazu ze skał łupkowych”. Pierwiastki promieniotwórcze pochodziły z cieczy roboczych stosowanych podczas wiercenia (np. jeśli w składzie takiej cieczy jest potas). Są to również natężenia niższe od tych dopuszczanych w żywności. Płyny robocze, zwane popularnie płuczkami, mają za zadanie chłodzić wiertło, wynosić zwierciny i stanowią hydrostatyczną przeciwwagę dla ewentualnych erupcji gazu lub ropy. Podczas wiercenia są składowane i pobierane z odpowiednich pojemników lub tzw. dołów urobkowych. Jeśli pojemnik jest otwarty, a wiercenie odbywa się podczas złej pogody, może się on przepełnić i wówczas część cieczy wypływa do środowiska. To jest niedbalstwo. Można także po zakończeniu wiercenia spuścić „po cichu” całą ciecz do pobliskiego strumienia. To z kolei jest draństwo. Po wierceniu ciecze zabiegowe muszą być zneutralizowane, a zanieczyszczony teren poddany remediacji. Nie jest to jednak problem wierceń w ramach wydobycia gazu łupkowego, lecz wszystkich wierceń.

Niesłuszne obawy

Przeciwnicy gazu łupkowego jako argument podają też, że szczelinowanie skał, zawierających gaz łupkowy może otworzyć szczeliny tak, że gaz wydostanie się na powierzchnię oraz przeniknie do poziomów wodonośnych. Tak się nie może stać. W wielu amerykańskich odwiertach wykonano badania zasięgu powstałych szczelin (można to wykonywać metodą tzw. mikrosejsmiki). Stwierdzono, że nadkład 300-metrowy skał uszczelniających wystarcza, by proces szczelinowania był bezpieczny. Polskie potencjalne złoża łupkowe zalegają na głębokościach większych od 2 km. Niemniej przewiduje się również wykonanie badań kontrolnych przy zastosowaniu mikrosejsmiki.

Innym zarzutem jest to, że szczelinowanie powoduje trzęsienia ziemi. To brzmi świetnie (oczyma wyobraźni widzimy już zburzone domy), jednak możemy ten fakt zweryfikować jedynie przy pomocy czułych sejsmografów, bowiem wstrząsy wywoływane przez szczelinowanie są całkowicie nieodczuwalne przez człowieka. Przejeżdżający w pobliżu takiego wiercenia tramwaj spowodowałby znacznie większy wstrząs, a wstrząsy pochodzące od tąpnięć w kopalniach, których rocznie odnotowuje się tysiące są 100-10000 razy mocniejsze.

„W pobliżu wierceń gaz przedostaje się do poziomów wodonośnych” – to kolejny często podawany przez przeciwników gazu łupkowego argument. Jednak problem ten dotyczy wszystkich wierceń związanych z pozyskiwaniem gazu. W Pensylwanii, w okolicach, gdzie wydobywa sie gaz łupkowy, stwierdzono, że stężenie gazu w studniach jest 17 razy wyższe od przeciętnego i jest to gaz pochodzący z głębokich warstw. Rzetelne badania pozwoliły jednak dowieść, że źródłem przecieków są błędy w cementowaniu otworów. Co to jest cementowanie i po co się je wykonuje? Otóż odwiert to dziura w ziemi, która niezabezpieczona może się kruszyć i w końcu zawali się albo zatka. W związku z tym do odwiertu wstawia się rury, które zabezpieczają jego ściany. By całość gazu czy ropy płynęła wyłącznie rurami, wolne przestrzenie pomiędzy nimi a skałami wypełnia się cementem. Jakość cementowania można sprawdzić. Wykonane poprawnie całkowicie zabezpiecza przed niekontrolowanym wypływem gazu poza rury (czytaj: do atmosfery lub poziomów wodonośnych). Problem pojawił się w związku ze zbożną chęcią minimalizacji kosztów przez niektóre firmy wiercące w Pensylwanii. Cementowanie było albo szczątkowe, albo nie zachowywano reżimów technologicznych podczas jego wykonywania. Poprawne cementowanie jest krytycznym punktem w procesie udostępniania gazu łupkowego, musi bowiem wytrzymać ciśnienie szczelinowania. Zabieg cementowania wykonuje się w każdym odwiercie, źle wykonany – również na złożach konwencjonalnych – powoduje opłakane skutki. Zabezpieczenie odwiertu przed wypływami gazu nie jest żadną „czarną magią” i technologię tę opanowano całkowicie.

Na wielu stronach internetowych, na których omawiana jest tematyka eksploatacji gazu łupkowego, pojawia się informacja o powodowanych przez nią zniszczeniach w krajobrazie. Rozjeżdżone łąki, sterczące w regularnej siatce głowice odwiertów i jeziora ze skażoną wodą (byłe doły urobkowe lub zabiegowe z wodą ze szczelinowania) to problem, który dotyczy wszelkich wierceń. Ze względu na konieczność stosowania gęstszej siatki odwiertów jest on najpoważniejszy w przypadku złóż niekonwencjonalnych. Póki wiercenia odbywały się na pustyniach, nikt się specjalnie tym nie przejmował, ale kiedy rozpoczęto tego typu działania doszły na obszarach zamieszkanych, sprawa stała się problemem. Opracowano więc nowe metody eksploatacji gazu z łupków, pozwalające zminimalizować lub przy odrobinie dobrej woli zminimalizować praktycznie do zera efekty wierceń. W Polsce złoża gazu niekonwencjonalnego zalegają na obszarach o gęstej zabudowie, w pobliżu i pod parkami narodowymi oraz obszarami Natura 2000. To oczywiście utrudni eksploatację i jednocześnie wymusi proekologiczną metodę wydobywania tego surowca. Z jednego, starannie wybranego punktu będzie sie wierciło kilkadziesiąt poziomych odwiertów. Tam trzeba będzie dowozić wszystkie potrzebne surowce (wodę, piasek, chemikalia). Następnie teren będzie musiał zostać oczyszczony, a szkodliwe substancje zneutralizowane.

Specyfika gazu z łupków

Omówione problemy są wspólne zarówno dla eksploatacji konwencjonalnych, jak i niekonwencjonalnych złóż gazu, ze szczelinowaniem włącznie. Jednak trzy aspekty są swoiste dla złóż gazu w łupkach. Jednym z nich jest zastosowanie cieczy zawierającej różne chemiczne dodatki do szczelinowania. Toczy się aktualnie poważna dyskusja dotycząca obowiązku udostępniania składu tych cieczy przez firmy wykonujące zabiegi. Być może jest to rozwiązanie zabezpieczające przed stosowaniem toksycznych związków chemicznych. Niezależnie jednak od ich toksyczności, po użyciu substancje muszą być w pełni zneutralizowane. Kolejną istotną sprawą jest to, że po szczelinowaniu część cieczy zabiegowych powraca ze złoża, niosąc rozpuszczony gaz. Odpowiedzią na to jest stosowanie separatorów, pozwalających oddzielić gaz od wody. Jest to zresztą rozwiązanie zgodne z rachunkiem ekonomicznym. Jeśli ilości tego gazu są znaczne, lepiej go wyłapywać i zagospodarować niż wypuszczać bezproduktywnie do powietrza. Trzeci ważny aspekt to gospodarka piaskiem i wodą. Ten temat nie jest często poruszany przez przeciwników wierceń. Duże ilości jednego i drugiego potrzebne w procesach szczelinowania będą wymuszały zarówno planowanie zapotrzebowania ze strony firm poszukiwawczych, jak i regulacji ze strony organów odpowiedzialnych za stan środowiska.

Wiercenie w celu wydobycia gazu z łupków nie jest bardziej niebezpieczne od wierceń służących do pozyskania gazu ze złóż konwencjonalnych. Zawsze istnieje pewne prawdopodobieństwo awarii, lecz sam proces przy zachowaniu zasad dobrej praktyki jest bezpieczny, zaś spełnianie wymagań ochrony środowiska zabezpiecza otoczenie przed negatywnym wpływem wierceń.

O co zatem ten hałas w Unii Europejskiej?

Nie ma dymu bez ognia. „Boom łupkowy” w USA był stymulowany, zarówno przez ulgi podatkowe dla przedsiębiorstw, jak i przez inicjatywy gubernatorów poszczególnych stanów. Przykładem może być wspomniana już Pensylwania. Tam w pewnym momencie usunięto praktycznie wszystkie regulacje dotyczące ochrony środowiska. To oczywiście obniżyło koszty wierceń, ale niektóre firmy nie stroniły do wylewania zużytych cieczy roboczych do rzek. Poprawne cementowanie też nie było standardem. Rezultaty są znane (gaz w studniach, pierwiastki promieniotwórcze i inne substancje w rzekach). Aktualnie do akcji wkroczyła EPA (Environmental Protection Agency) i już ogłoszono pierwsze wyroki sądowe. Za kilka lat sytuacja pewnie zostanie opanowana, ale ekscesy, które miały miejsce, jeszcze długo będą wpływać na ton i temperaturę dyskusji o gazie z łupków.

Gaz łupkowy to potencjalnie ogromny biznes, który jest nie na rękę wielu wpływowym lobby, związanym z innymi inicjatywami energetycznymi. W dzisiejszych czasach „najszlachetniej” jest ukryć swoje interesy pod płaszczykiem ekologii. Gaz łupkowy stanowi wręcz wymarzonego „chłopca do bicia”, bowiem problemy, o których się mówi, są dość hermetyczne. Aktualnie doprowadzono juz do zatrzymania poszukiwań gazu z łupków we Francji i w Niemczech. Teraz przyszła kolej na inne kraje. Jest już gotowy i ma status oficjalnego dokumentu unijnego raport przygotowany na zlecenie unijnego komisarza. Jest on dostępny w Internecie i oparto go na zasadzie: zestawiamy największe problemy dotychczasowej eksploatacji gazy łupkowego w USA i przedstawiamy je jako normę w tej dziedzinie. Równie zasadne byłoby napisanie, że w każdej elektrowni atomowej dojdzie najpierw do takiej katastrofy, jak w Czarnobylu, a później uderzy w nie 10-metrowe tsunami. Niestety, nie jest to ponury żart, lecz unijna rzeczywistość.

Co można zrobić?

By poszukiwanie i eksploatacja gazu łupkowego były procesami bezpiecznymi i nieniszczącymi środowiska, konieczne jest przestrzeganie wszystkich zasad dobrej praktyki wiertniczej oraz wymogów ochrony środowiska. To oczywiście podwyższa koszty wierceń, ale w tym przypadku nie można stosować żadnych kompromisów. Włączenie w zakres prac kontroli jakości cementowania, neutralizacji i utylizacji wszystkich płynów roboczych stosowanych przy wierceniach, monitorowania stanu środowiska i remediacji terenów, na których dokonywano wierceń, nie podlega dyskusji.

W tym kontekście podstawowym problemem eksploatacji gazu z łupków w Polsce będzie opłacalność ekonomiczna tego procesu przy dzisiejszym stanie technologii. Sprzeczne wymagania ekologii i ekonomii nie mogą stać się przedmiotem targów, bazujących na argumentacji, że: jeśli nie wycofacie określonych regulacji, to z gazu łupkowego będą nici. Jeśli tak, to trudno. W końcu bowiem postęp techniczny doprowadzi do opłacalności ekonomicznej.

Bezwzględnie należy wykorzystać polską prezydencję w Unii do stworzenia regulacji dotyczących poszukiwania i eksploatacji gazu ze skał łupkowych. A czas nagli. Trzeba pokazać w odpowiednim świetle przygotowany przez Niemców raport, opracować własny, najlepiej poparty poglądami światowych autorytetów i doprowadzić do wprowadzenia regulacji unijnych, bazujących na faktach i doświadczeniach. Równocześnie trzeba powstrzymywać ogromną polityczną „ochotę” na rozpoczęcie wydobycia gazu natychmiast i za wszelką cenę.

Na co można więc liczyć w perspektywie najbliższych lat? Kilkadziesiąt firm, które wykupiło koncesje poszukiwawcze, wykona prawdopodobnie kilkaset otworów rozpoznawczych, które pozwolą na realne oszacowanie zasobów gazu ze skał łupkowych w Polsce. Drugim etapem będzie zorientowanie się w realnych kosztach eksploatacji tego surowca. W tym czasie Polska powinna doprowadzić do przyjęcia przez UE odpowiednich regulacji, dotyczących całokształtu prac związanych ze złożami niekonwencjonalnymi. Nasze służby winny również dopracować szczegółowe regulacje w tej dziedzinie. Następny etap wyznaczy już ekonomia.

prof. dr hab. Piotr Such, z-ca dyrektora ds. poszukiwań złóż węglowodorów, Instytut Nafty i Gazu w Krakowie

Opublikowano: Ecomanager Numer 11/2011 (20-21)

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *