Gra o metan

Gra jest warta świeczki. Bo mowa tu mniej więcej o miliardzie metrów sześciennych metanu, który bezproduktywnie i ze szkodą dla środowiska naturalnego ulatuje co roku do atmosfery z podziemnych wyrobisk kopalnianych. A także, i przede wszystkim, o jego znacznie większej ilości zalegającej w pokładach węgla.

W czerwcu otwarto w Katowicach Międzynarodowe Centrum Doskonałości w zakresie wykorzystania metanu z kopalń węgla (International Centre of Excellence on Coal Mine Methane, ICE-CMM). Powstało pod auspicjami Organizacji Narodów Zjednoczonych i koncentruje potencjał naukowców oraz praktyków pracujących nad technologiami pozyskiwania i wykorzystywania kopalnianego metanu. Jest owocem kooperacji Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa z Państwowym Instytutem Geologicznym, Głównym Instytutem Górnictwa oraz Instytutem Nafty i Gazu.

Ujmując rzecz w dużym skrócie, ICE-CMM ma upowszechniać "najlepsze praktyki mające na celu zmniejszanie emisji metanu oraz jego wykorzystanie w sposób ekonomicznie opłacalny i społecznie akceptowalny". Będzie zatem gromadzić wiedzę i doświadczenia związane ze zrównoważonym zarządzaniem pochodzącym z kopalń metanem, a także - a może nade wszystko - prowadzić badania nad jego bezpiecznym i opłacalnym wykorzystaniem w gospodarce.

Ktoś powie: metan był w kopalniach od zawsze i od zawsze go stamtąd usuwano. Co więcej, w wielu zakładach wydobywczych gaz ten już się wykorzystuje do wytwarzania ciepła i energii elektrycznej. Po co więc to całe zamieszanie?

Owszem, podejmuje się udane próby zagospodarowywania kopalnianego metanu. Ale nowy projekt dotyczy przede wszystkim gazu, który nie uwolnił się z węglowych pokładów. Mowa o nowych metodach i nieporównywalnie większej skali.

Metan, który wchodzi w skład gazów kopalnianych, to tak zwany "coal mine methane". W angielskojęzycznym skrócie: CMM. Uwalnia się w czasie eksploatacji pokładów węgla kamiennego. Przechwytuje się go pod ziemią lub usuwa z wyrobisk kopalnianych i ekspediuje do atmosfery poprzez systemy wentylacyjne. Albo - w mniejszym lub większym stopniu pożytkuje.

Ale pod ziemią pozostaje jeszcze tak zwany "coal-bed methane" - CBM. Ten, który pozostaje uwięziony w pokładach węgla. I nim właśnie zainteresowała się, szukająca nowych źródeł surowców energetycznych, spółka PGNiG.

- Ten miliard metrów sześciennych gazu, który rokrocznie ucieka do atmosfery, chciałoby się "złapać" i wykorzystać, bo to bardzo cenne źródło energii. Ale my mówimy o CBM, czyli o przedeksploatacyjnym wydobyciu metanu z pokładów węgla - wyjaśnia wiceprezes ds. rozwoju PGNiG Łukasz Kroplewski.

Tu dochodzimy do istoty sprawy: jak pozyskać, wydobyć i zagospodarować właśnie ten metan "uwięziony". No i, o czym mówi Łukasz Kroplewski - jak zrobić to jeszcze przed rozpoczęciem wydobycia węgla z danego pokładu.

Sama idea nie jest nowa. Na świecie już pozyskuje się metan bezpośrednio z pokładów węgla. Jak? Przeprowadzając ich szczelinowanie. Dokładnie tak samo, jak przy pozyskiwaniu tak zwanego gazu łupkowego!

Ale oczywiście nie wystarczy wiedzieć, co, a nawet jak, robią to inni. Trzeba jeszcze opracować własną metodę, przetestować ją, wprowadzić do rutynowej praktyki. Potrzeba specjalistycznej wiedzy, doświadczenia, ludzi. W PGNiG twierdzą, że wszystko to mają. Przecież oni też szukali gazu w pokładach łupków.

- Projekty związane z gazem łupkowym odkładamy na razie na obok - wyjaśnia Łukasz Kroplewski. - Natomiast jeśli chodzi o szczelinowanie, odwierty horyzontalne, wertykalne to jest to, co stosujemy, realizując nasz pilotażowy projekt w Gilowicach.

Ano właśnie - PGNiG może już mówić o konkretach. W zeszłym roku spółka powołała, wraz z Państwowym Instytutem Geologicznym, konsorcjum, które rozpoczęło realizację projektu badawczego na Śląsku (otworów wiertniczych Gilowice-1 i Gilowice-2H). Chodziło o sprawdzenie, czy metan można wydobywać z pokładów węgla poprzez horyzontalne otwory wywiercone z powierzchni. Zastosowano technologię szczelinowania hydraulicznego.

Założono, że doświadczenia zdobyte podczas realizacji projektu pozwolą rozpocząć "przemysłową eksploatację metanu na obszarach nieobjętych wydobyciem oraz przedeksploatacyjnego odmetanowania kopalń".

Poniekąd domknięciem tej fazy realizacji całego przedsięwzięcia stało się złożenie w Ministerstwie Środowiska oferty na udzielenie koncesji na poszukiwanie, rozpoznawanie oraz wydobywanie złóż metanu z pokładów węgla na terenie gmin Miedźna, Bojszowy i Brzeszcze (Śląskie). Minister środowiska przyznał koncesję w marcu tego roku.

Zatem próby przedeksploatacyjnego wydobycia metanu już się prowadzi. Gilowice wybrano nieprzypadkowo: tuż obok jest silnie metanowa kopalnia Brzeszcze. Jesienią zeszłego roku, w odcinku horyzontalnym otworu kierunkowego Gilowice-2H, przeprowadzono pięć zabiegów szczelinowania.

- Przebiegły bardzo pomyślnie. Teraz odbywają się testy produkcyjne. Dotychczas uzyskane wyniki są optymistyczne. Wynika z nich wprost, że dopływy metanu po szczelinowaniu są wielokrotnie większe niż przed szczelinowaniem - informuje Janusz Jureczka, dyrektor oddziału górnośląskiego Państwowego Instytutu Geologicznego-PIB. - Myślę, że wkrótce będziemy mogli przedstawić pełne wyniki testów.

Szczelinowanie przeprowadzone w Gilowicach, choć niewątpliwie nowatorskie, nie było w Polsce wydarzeniem bezprecedensowym. Taki projekt badawczy zrealizował Państwowy Instytut Geologiczny w kopalni Mysłowice-Wesoła. Tam, prawie trzy lata temu, przeprowadzono pierwsze szczelinowanie w realiach czynnej kopalni. W tej partii złoża, w której je przeprowadzono, ruszyła potem normalna eksploatacja węgla. Górnicy obawiali się, że pokłady, które objęto szczelinowaniem, będą stwarzały dodatkowe trudności eksploatacyjne. Ich obawy jednak się nie potwierdziły.

PGNiG uważnie przygląda się wynikom tych prac.

- Blisko współpracujemy też z Jastrzębską Spółką Węglową. Wierzę, że uda się rozwinąć ten projekt - mówi Łukasz Kroplewski.

Przypomnijmy, że PGNiG, PGNiG Termika i JSW zawarły umowę o współpracy w pięciu obszarach: węgla kamiennego, metanu, gazu koksowniczego, aktywów energetycznych i zaopatrzenia w media energetyczne.

Na świecie metan pochodzący z pokładów węgla traktuje się jak jeden z podstawowych, alternatywnych surowców energetycznych. W Stanach Zjednoczonych wykorzystuje się blisko 50 mld m sześc. tego gazu rocznie. Zagospodarowują go także w Australii, Kanadzie, Chinach i w Indiach.

PIG-PIB szacuje, że w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym pozostaje w pokładach węgla 170 mld m sześc. metanu. Można więc liczyć na to, że w Polsce opisywana tu technologia, po osiągnięciu parametrów przemysłowych, pozwoli odzyskiwać z pokładów węglowych 1-1,5 mld m sześc. gazu rocznie. Zważmy: co roku wydobywa się z krajowych złóż około 4,5 mld m sześc. gazu ziemnego; a więc wdrożenie "przedeksploatacyjnego ujmowaniu metanu", pozwoli zwiększyć je o jedną trzecią. To bardzo dużo.

- Metan uzyskany z węgla jest pełnowartościowym surowcem - podkreśla Piotr Woźniak, prezes PGNIG. - Będziemy wykorzystywać go tak samo, jak gaz ziemny z naszych odwiertów na Podkarpaciu i na Niżu Polskim. Osobnym celem przedsięwzięcia jest ograniczenie emisji metanu w kopalniach węgla kamiennego.

Już teraz trzy czwarte polskiego węgla pochodzi z pokładów metanowych. I poziom zagrożenia rośnie z każdym rokiem. Węgiel wydobywany jest z pokładów coraz głębszych, coraz bardziej przesyconych gazem.

- Metanowość polskich kopalń węgla kamiennego wzrosła w ciągu ostatnich lat zasadniczo - tłumaczy Janusz Jureczka. - Dwadzieścia lat temu wydobywaliśmy około 130 mln ton węgla rocznie, a ilość metanu uwalnianego w trakcie eksploatacji w przeliczeniu na jedną tonę węgla wynosiła około 5 m sześc. Obecnie roczne wydobycie węgla jest prawie dwa razy mniejsze, ale pula uwalniającego się przy tym metanu jest dwa i pół razy większa - wynosi około 13 m sześc. na tonę.

Przy czym są to liczby uśrednione, odnoszące się do całego polskiego górnictwa. Gdyby w tym rachunku pominąć lubelską, niemetanową kopalnię Bogdanka, to wyszłoby, że w śląskich kopalniach z każdą wydobytą toną węgla uwalnia się około 14 m sześc. metanu. Co istotne: ten problem nie zniknie. Kopalnie schodzą z wydobyciem coraz głębiej.

Oczywiście technologia, nad którą pracuje PGNiG i PiG-PIB, nie pozwoli na całkowitą likwidację zagrożenia metanowego kopalń. Poza tym ujęcie przedeksploatacyjne będzie mogło być dokonywane tylko w pewnych określonych sytuacjach, w nowych partiach złóż. W niektórych kopalniach, zwłaszcza tam, gdzie eksploatację prowadzi się od dziesiątków lat, tę technologię trudno będzie zastosować.

Koncepcja usuwania metanu z pokładów węgla jeszcze przed rozpoczęciem ich eksploatacji warta jest jednak upowszechnienia. Jureczka przekonuje, że powinno się to robić nawet od trzech do pięciu lat przed wydobyciem pierwszej tony węgla.

- Możliwy drenaż w granicach 30-50 proc. W literaturze mówi się nawet o 70-80 proc., ale to już jest trudne do osiągnięcia. W polskich warunkach nawet te 50 proc. zasadniczo zmienia warunki eksploatacji i obniża kategorię zagrożenia metanowego - precyzuje.

Usuwając metan z wyrobisk górniczych, czyni się pracę górników bezpieczniejszą. I zwiększa rentowność wydobycia. Między innymi dlatego, że eliminuje się przestoje wymuszane koniecznością wentylowania wyrobisk, gdy stężenie metanu zbliża się do niebezpiecznego poziomu.

Dariusz Ciepiela

Więcej informacji w portalu "Wirtualny Nowy Przemysł"