Břidlicový plyn v ČR: možné přínosy, ekonomická a environmentální rizika
MSc. Leo Eisner, Ph.D., Purkyně Fellow Ústav Struktury a Mechaniky Hornin, AV ČR Praha, Česká Republika
Motivace USA export uhlí 2001-2011 Spojené státy mají šanci splnit Kyotskou dohodu o snížení CO2 emisí do roku 2012 díky spalování levného zemního plynu.
USA emise CO2 1983-2012 V USA dochází k poklesu výroby elekřiny z uhlí, v Evropě naopak. Export uhlí z USA do Evropy se od roku 2005 ztrojnásobil.
Obsah Hydraulické štěpení Konvenční a nekonvenční těžba: štěpení Hydraulické štěpení v ropném průmyslu, historie Seismicita a monitorování štěpení Společenské aspekty GHG emise,... Přehled rizik Energie pro budoucnost, CO2 sequestrace Diskuze
Auta Nekonvenční Konvenční Můžete je rozeznat na první pohled
4
Zemní plyn Nekonvenční Konvenční Nemůžete je rozeznat ani na n-tý pohled
5
Konvenční a nekonvenční těžba
6
Těžba břidlicového plynu
7
Historie hydraulického štěpení
1947 Stanolind Oil v Hugoton poli na zemní plyn JZ Kansas, USA 8
Historie hydraulického štěpení cca 70 – Plinius starší zmiňuje hydraulické štěpení v dolech na zlato 1947 – poprvé použito moderní štěpení ve vrtu 1949 – začátek průmyslového používání fy Halliburton 60-tá leta – první použití v Československu (stovky vrtů štěpeny v ČR) 1978-1992 - USA vláda investoval $137 miliónů do vývoje technologie hydraulického štěpení 1970-á léta - East shale project – Gas Research Institute konec1970-tých, začátek 1980-tých let – masivní hydraulické štěpení 1986 – první horizontální vrt s mícenásobným štěpením (stages) V ČR:
1960-tá- současnost: Moravská ložiska, 1993-2000 CMB projekt 1970+ Minerální prameny Německo/Francie/UK: geotermální energie
Hydraulické štěpení a těžba Pumpy míchačka Nádrž na vodu
Po štěpení se plošina rekultivuje a zbývají těžební hlavice voda Tato plošina cca 100x100 m může pokrýt cca 4-5 km2 území.
10
Frakturovací látky: 99% voda Složení se mění podle formací, je možné některé látky zakázat pokud by panovali obavy.
Voda vytékající zpět z vrtu má cca 5-6x větší koncentrace rozpuštěných solí než štěpící voda.
Mapováni injektážních kapalin Mapa (pohled shora)
Vertikální řez
Injektážní vrt Vertikální postup kapalin lze dobře sledovat mapováním mikrotřesů.
Štěpící kapalina se šíří úzkými frakturami do cca několika 100 metrů horizontálně. Rutledge and Phillips, Geophysics, 2003
Vertikální postup kapalin
http://nwis.waterdata.usgs.gov/nwis/inventory Fischer, 2010
Velikost otřesů
Pocítěná a vyvolaná zemětřesení
Hladina pocítitelnosti Břidličný plyn Blackpool - největší událost po injektáži Čas
Zabránění vzniku větších zemětřesení Monitorování při injektáži
Detekce seismických událostí
Magnitudo < 0
Pokračovat podle plánu
0< Magnitudo < 0.5
•Zmenšit objem injektáže •Pokud seismicita nepoklesne dále zmenšovat objem
0.5 < Magnitudo
•Zastavit injektáž •Vypustit vrt •Monitorovat několik dnů
Společenské aspekty
Břidlicový plyn šetří GHG emise • Na jednotku energie spalování zemního plynu produkuje cca 50% CO2 než uhlí • Protiargument: úniky metanu při těžbě (flowback) způsobují větší skleníkový efekt než CO2.
Howarth et al, 2011, DOI 10.1007/s10584-011-0061-5
• Ale emise při ‚well completion‘ naměřené jsou průměrem z hodnot 0,6% 1,1% 1,3% a 3,2%, správně by 1. řádek měl mít rozmezí 0,6-3,2% • Celkové úniky metanu relativně vůči spotřebě: 1,7 % až 6.0 %, i.e. 30-50 % nárůst proti konvenční těžbě. 17
Rizika při hydraulickém frakturování 1. Únik kapalin na povrchu: reálné a možné, nutné omezit technologickými postupy a dozorem. 2. Zemětřesení: realné, ale limitovaná škoda, možné omezit systémem semafor. 3. Znečistění vody použité na frakturování: reálné, možné omezit požadavkem na recyklaci. 4. Znečištění povrchových vod průsakem z injektáže ve hloubce: velmi nepravděpodobné, možné kontrolovat odběrem vzorků vody nebo integritou vrtu. 18
Zamyšlení nad spotřebou energie CO2 sekvestrace je nemožná v měříku, které by znamenalo změnu klimatu
1 GT C/y wedges
Pacala and Socolow (2004)
19
Zamyšlení nad energií v Čechách ČR dováží plyn převážně z Ruska. Spoléhat na dodávky z Ruska a nechat používat Ruské zásoby je nemorální a dlouhodobě neudržitelné. Drahý zemní plyn v ČR vede k přechodu na pevná nekvalitní emisní paliva (např. „Kladenská brigeta“). Břidlicový plyn je možné těžit bezpečně, těžbu je možné regulovat, ne zakazovat. 100%
Je nutná racionální diskuze o tom odkud a jak budeme čerpat energii.
90%
Ostatní
80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
E. ON Energie, a.s. Západočeská plynárenská, a.s. RWE Energie, a.s. Severočeská plynárenská, a.s. Středočeská plynárenská, a.s.
20
Břidlicový plyn Energetická revoluce Břidlicový plyn: Energetická revoluce, Centrum pro Ekonomiku a Politiku, 2012:
http://cepin.cz/cze/knihy.php (
[email protected]) Stanislav Benada, Pavla Dvořáková, Leo Eisner, Miroslav Zajíček, a další Sevčík, Zajíček: Validita prováděných odhadů nákladů evropského emisního cílování, smysluplnost evropského emisního cílování a komparace s alternativní energetickou politikou, Národohospodářská fakulta VŠE, ISBN: 978-80-245-1916-6 (Vysoká škola ekonomická v Praze, Nakladatelství Oeconomica), Praha, prosinec 2012 21
Poděkování a diskuze Děkuji za pozornost a těším se na racionální diskuzi
Mýty ve filmu Gasland
Molofsky et al. 2012, Oil and Gas Journal.
Metan v mělkých (100 m) vrtech je v této oblasti popsán nejméně od roku 1825 Metan v mělkých vrtech má jiné stopové prvky než metan z břidlic – má jiný vznik
23
