Gaz z łupków to dla Polski albo wielkie szczęście, albo przekleństwo. Entuzjaści widzą w nim szansę na uniezależnienie się od kłopotliwego importu z Rosji. Przeciwnicy uważają metody jego wydobycia za co najmniej kontrowersyjne. Wyciskanie gazu ze skał na głębokości 3 km metodą tzw. szczelinowania hydraulicznego polega na pompowaniu pod ziemię wody z piaskiem oraz toksycznymi chemikaliami, które rozpuszczają skałę i ułatwiają wypłukiwanie gazu ze szczelin. Istnieje ryzyko, że toksyny dostaną się np. do źródeł wody pitnej. – Szczelinowanie hydrauliczne to zbrodnia na środowisku i powinno być zakazane – mówi Teresa Adamska, ekolog współpracująca z Instytutem Spraw Obywatelskich (Inspro). W Ameryce Północnej zdarzały się sytuacje, kiedy woda w kranach w pobliżu miejsc eksploatowania metanu z łupków stawała się dosłownie łatwopalna.
Z drugiej strony możliwe korzyści dla Polski z ewentualnego uruchomienia wydobycia wydają się ogromne. Państwowy Instytut Geologiczny szacuje polskie złoża gazu łupkowego na 350 do 750 miliardów metrów sześciennych, co zaspokoiłoby nasze zapotrzebowanie na gaz przez 35 do 65 lat! W pogoni za stworzeniem łupkowego eldorado w Polsce racje tych, którzy troszczą się o bezpieczeństwo ludzi, i tych, którzy stawiają na zyski albo bezpieczeństwo energetyczne państwa, dotąd się nie spotykały. Jest jednak szansa, że to się zmieni. Naukowcy z Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie wymyślili sposób wydobycia gazu łupkowego, który ma uspokoić ekologów.
Węgiel pod ziemię!
Metoda opracowana przez zespół prof. Tadeusza Niezgody z WAT polega na wpompowywaniu pod ziemię zamiast wody skroplonego dwutlenku węgla. CO2 wnikałby w porowate skały, wypychając jednocześnie metan. – Nie dość, że zyskiwalibyśmy gaz ziemny, to jeszcze dwutlenek węgla z fabryk i elektrowni zamiast do atmosfery trafiałby do głęboko położonych skał – tłumaczy profesor Niezgoda. Jego metoda umożliwia wykorzystanie już istniejących pionowych odwiertów z bocznymi otworami kierunkowymi, które stosuje się do szczelinowania hydraulicznego. Dwutlenek węgla byłby pompowany najpierw do najniżej położonych otworów. Te położone wyżej byłyby zamykane zaworami.
– Skroplony dwutlenek węgla jest bardzo zimny (do –40 stopni Celsjusza) zaś wnętrze Ziemi na głębokości trzech kilometrów gorące (ok. 100 stopni Celsjusza) – tłumaczy dr inż. Danuta Miedzińska z WAT. – Różnica temperatur powoduje podziemną eksplozję, która ułatwia C02 wnikanie w skały, zaś metanowi wydostanie się z nich. Jest już udowodnione, że łupki chętniej przyjmują do wnętrza CO2 niż metan.
Jeżeli poczekać jakieś dwa tygodnie, metan z nich ucieknie, zaś dwutlenek węgla pozostanie. Uwolniony ze skał gaz trafi do zamkniętych zaworami poziomych otworów położonych wyżej. Zawory zaopatrzone będą w czujniki reagujące na obecność metanu i kontrolujące ciśnienie w złożu. Czujniki te pozwolą na prowadzenie wydobycia bez zagrożenia dla wód gruntowych i sejsmicznego. – Sensory poinformują inżynierów, że gaz w wystarczającym stężeniu już się w otworach zebrał. Wtedy zawory zostaną otwarte i metan wydostanie się pionowym odwiertem na powierzchnię – mówi dr Miedzińska. Potem do opróżnionych ramion-otworów będzie można wprowadzić kolejną porcję CO2. Całą operację można powtarzać, aż wszystkie poziome otwory zostaną wykorzystane.
Woda płynie, woda płonie
– Metoda prof. Niezgody może okazać się bardziej przyjazna dla środowiska niż szczelinowanie hydrauliczne, ponieważ nie zanieczyszcza ogromnych ilości wód używanych do produkcji płynu szczelinującego – przyznaje Teresa Adamska. Ekolodzy zwracają jednak uwagę na rakotwórcze toksyny, zawarte w spalinach z elektrowni węglowych, które mają być tłoczone pod ziemię. Oczywiście można by tłoczyć pod ziemię czyste CO2 , tyle że budowanie instalacji oczyszczającej jest kosztowne i stawia pod znakiem zapytania opłacalność całej operacji. Otwartą kwestią pozostaje także możliwość wycieku tłoczonego pod ziemię gazu. – Ewentualny wyciek dwutlenku węgla na powierzchnię mógłby być śmiertelnym zagrożeniem. CO 2 jest cięższy od powietrza i zanim by się rozproszył, mógłby wydusić ludzi i zwierzęta w okolicy – zastrzega Teresa Adamska.
Koronnym argumentem przemawiającym przeciwko rozszczelnianiu skał łupkowych jest przykład doliny rzeki Rosebud w Kanadzie. Sława tego miejsca związana jest z łatwopalną wodą, która pojawiła się w kranach po rozpoczęciu wydobycia gazu łupkowego. Kiedy do płynącego z kranu strumienia przytykało się zapalniczkę, dosłownie buchał ogień – zostało to uwiecznione na filmie dokumentalnym „Burning Water”. W wodzie w tym rejonie zawsze był metan – wcześniej jednak występował w stężeniach, z którymi mieszkańcy radzili sobie łatwo, usuwając gaz za pomocą instalacji napowietrzających.
Po rozpoczęciu eksploatacji złóż łupkowych stężenie metanu wzrosło drastycznie. W wodzie pojawiły się także inne związki: toluen (metylobenzen), etan, benzen. Czy któregoś z tych chemikaliów używano do szczelinowania hydraulicznego? Tego nie wiadomo, gdyż firmy eksploatujące złoże odmówiły informacji, zasłaniając się tajemnicą przemysłową. Zamieszanie wokół Rosebud spowodowało, że Francja, Południowa Afryka oraz kanadyjski stan Quebec zakazały wydobycia gazu łupkowego. Poważna dyskusja toczy się także w Unii Europejskiej.
Rachunek zysków i strat
Niezależnie od zastrzeżeń ekologów polska metoda wydobycia gazu łupkowego ma mieć wielką zaletę – ma być znacznie wydajniejsza niż szczelinowanie hydrauliczne. – Wodą z piaskiem można wypłukać metan jedynie ze szczelin i dużych porów skalnych, tymczasem większość cennego gazu ukrywa się w mikroporach, skąd wyprzeć go można dwutlenkiem węgla. Szczelinowanie hydrauliczne wydobywa ok. 14 proc. metanu z łupków; z użyciem CO 2 uzyskamy 65-procentową wydajność – mówi prof. Niezgoda. Jednak nie wszyscy specjaliści od wydobycia są nastawieni równie optymistycznie.
– Szczelinowanie hydrauliczne wydobywa metan z mikroporów, ale problemem są tzw. nanopory, gaz z nich można wydobyć, tylko sproszkowując skałę. Wydaje mi się, że wydajność szczelinowania przy pomocy CO 2 będzie podobna jak hydraulicznego, czyli około 20 proc. Kolejną sprawą jest brak możliwości kontroli nad procesem pod ziemią: gaz rozpręża się w sposób gwałtowny i pod tym względem szczelinowanie hydrauliczne jest lepsze, bo można nad nim panować – mówi prof. Jerzy Nawrocki, dyrektor Państwowego Instytutu Geologicznego, zwracając też uwagę na konieczność przeprowadzenia rachunku zysków i strat. – Chodzi przede wszystkim o skraplanie i transport CO2 , to są bardzo duże koszty – mówi szef PIG. Sam twórca pomysłu tłoczenia CO 2 do skał łupkowych przyznaje, że na dopracowanie metody jego zespół potrzebuje jeszcze pięciu lat. Dowiedziona laboratoryjnie skuteczność wymaga jeszcze prób w terenie. – Jest jednak wielkie zainteresowanie ze strony przemysłu, więc nie wydaje mi się prawdopodobne, by na te badania zabrakło pieniędzy – mówi Niezgoda.
Nadchodzi era metanowa
Jeszcze dziesięć lat temu gaz z łupków nie był wydobywany prawie wcale, ponieważ nie było odpowiedniej technologii. Jej pojawienie się wywołało rewolucję w światowej energetyce. Podkopana została pozycja Rosji, dotąd światowego potentata na rynku gazu. Rosyjski Gazprom musiał zawiesić uruchomienie wydobycia z gigantycznego złoża Sztokman pod dnem Morza Barentsa. Wielomiliardowa inwestycja miała być finansowana ze sprzedaży gazu do USA, które po rozpoczęciu eksploatacji łupków zrezygnowały z importu. Co więcej, Amerykanie zaczynają sami sprzedawać swój gaz po cenach konkurencyjnych wobec oferty Gazpromu. Efekt jest taki, że zainteresowanie rosyjskimi rurociągami w Europie spada. Odbiorcy wolą łatwo i szybko dostępny gaz skroplony z amerykańskich łupków od długoterminowych kontraktów z Gazpromem, do których potrzebne są jeszcze rurociągi z kurkami pod kontrolą nieprzewidywalnego monopolisty. Na nowe potęgi energetyczne wyrosnąć mogą także Meksyk, Kanada, Argentyna, Afryka Południowa, Australia, zaś z państw arabskich – Algieria i Libia. Bogate złoża są prawdopodobnie w Chinach. Kraje zasobne w gaz łupkowy staną się przeciwwagą dla dominacji energetycznej nie tylko Rosji, ale też Bliskiego Wschodu. A to z kolei może zwolnić Zachód z konieczności utrzymywania dużych sił zbrojnych w tamtym regionie i wikłania się w wojny ze światem islamu. Kiedy USA uniezależnią się od paliw z Zatoki Perskiej, pojawi się zapewne mnóstwo nacisków na wycofanie wojsk z regionu. Rolę żandarma w Zatoce mogą z kolei przejąć Chiny i Indie, zmieniając całkowicie geopolityczną mapę świata.