Emise z těžby břidlicového plynu

Česká republika je zemí výhradně závislou na dovozu zemního plynu. Roční spotřeba zemního plynu v České republice činí přibližně 10 mld. m3 za rok, vlastní těžba však pokrývá pouze 1,7 % celkové spotřeby. Pro zvýšení soběstačnosti by bylo třeba najít další ložiska zemního plynu, v případě Česka jsou to ložiska tzv. břidlicového plynu.

Žádost o povolení průzkumu ložisek zemního plynu vázaných na břidlicová souvrství podala v dubnu 2011 firma BasGas Energia Czech, s. r. o., pro oblast Trutnovska a Berounska. Uvažuje se o průzkumech v dalších oblastech (Beskydy). Obce z dotčených území podaly rozklad a po silných protestech veřejnosti ministr Chalupa prvoinstanční rozhodnutí zrušil a vrátil k novému projednání.

Zemní plyn vzniká v horninách, které se utvářely z mořských sedimentů, bohatých na organické materiály. V hloubkách zemské kůry jsou zahřívány na teploty nad 60 °C a postupně se rozkládají na uhlovodíky ropné povahy a v případě delší tepelné expozice až na metan. Zemní plyn může být také nahromaděn v málo propustných horninách s drobnými pórovitými prostory, jako jsou břidlice. Ty mohou obsahovat zhruba 0,5-25 % organického materiálu. Omezená propustnost břidlic významně ztěžuje možnosti těžby zemního plynu.

Technologie těžby břidlicového plynu

Břidlicový plyn je těžen pomocí tzv. hydraulického štěpení hornin nebo také "hydraulic fracturing", zkráceně "fracking" (je používán i český termín frakování). Vrty jsou prováděny svisle, do hloubek 2 km a i více, ve kterých se nacházejí plynonosné břidlice. Po dosažení vrstev obsahujících plyn je vrt směřován vodorovně do vzdálenosti 1 km od svislé části vrtu.

Prvotní narušení horniny ve vodorovné části vrtu je prováděno pomocí malých náloží trhaviny, které výbuchem způsobí rozrušení horniny (do 20 cm od vrtu). Trhliny vzniklé výbuchem jsou dále rozšiřovány vháněním suspenze vody a písku (propant), pod tlakem přibližně 100 až 1000 barů. Vysoký tlak kapaliny způsobí vznik dalších trhlin v hornině do vzdálenosti 50 až 100 m od vrtu. Písek plní dvojí funkci.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Podle studie US EPA se při jednom procesu hydraulického štěpení spotřebuje průměrně 7570-15 140 m3 směsi vody, písku a chemikálií. Za dobu životnosti vrtu, tj. asi 10-30 let, je proces hydraulického štěpení prováděn 10 až 20krát. Spotřeba směsi vody, písku a chemických látek v procesu hydraulického štěpení je za dobu těžby značně vysoká a dosahuje až stovek litrů na jeden m2 plochy území těžby. V oblasti aktivní těžby břidlicového plynu dochází ke vstřikování 0,1-0,5 litrů chemických látek na čtvereční metr.

Pro efektivní využití plynového ložiska je nutno na plochu 1 km2 umístit průměrně 1 až 3 vrty (u vydatných ložisek až na šest vrtů na km2). K vrtné věži pro hluboké vrtání je třeba umístit další technologie - motory, čerpadla, nádrže na výplachovou kapalinu, lagunu na odpadní vodu z vrtu, zásobní nádrže na vodu a chemikálie, což zabere plochu 1 až 3 hektarů.

Břidlicový plyn byl poprvé těžen v USA již v roce 1825. Průmyslově významná těžba za použití metody hydraulického štěpení hornin počala v sedmdesátých letech 20. století.

Dopady těžby na životní prostředí

Záměr těžby břidlicových plynů se setkal se značnou nevolí obecních úřadů a občanů nacházejících se v průzkumném území. Tektonické zlomy v prostoru pánve by se podle geologů mohly stát cestou, kterou se frakovací kapaliny dostanou ke zdrojům pitné vody, a tím je zlikvidují.

Intenzivní těžba břidlicových plynů má dopad na kvalitu ovzduší - dochází k únikům metanu, emise ze spalovacích zdrojů vrtných a těžních souprav a emise z dopravy. Při průzkumu a následné těžbě vzniká velké množství odpadních vod, neboť asi 20-50 % kapaliny použité pro hydraulické štěpení se vrací s vytěženým zemním plynem zpět na povrch. Část kapaliny je recyklována a použita pro další hydraulické štěpení.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Technologie čištění odpadních vod z těžby břidlicových plynů je značně složitá a ekonomicky nákladná (obsahují chemické látky z frakování a výluhy z horniny). Předpokládaná vydatnost náchodsko-trutnovského ložiska břidlicového plynu by podle odborníků pokryla potřebu České republiky asi z 5 % její roční spotřeby, a to pouze v prvních letech těžby, pak rapidně klesá.

Ve "frakovacích" kapalinách jsou používané některé látky klasifikované podle zákona o chemických látkách jako mutagenní, toxické, zdraví škodlivé a nebezpečné pro životní prostředí. Jedná se například o aromatické uhlovodíky jako benzen, toluen, etylbenzen, xylen, naftalen, akrylamid, etylenoxid 2-butoxyetanol a další. Řada látek používaných v kapalinách pro hydraulické štěpení je zařazena podle přílohy č. 1 zákona o vodách mezi zvlášť nebezpečné látky.

Těžba břidlicového plynu znamená nevyhnutelný zábor volné krajiny v oblasti těžby, působí změnu původní tváře krajiny, kterou mění na krajinu industriální a to s ohledem na hustotu vrtů výrazným způsobem. Výše popsaný zábor volné krajiny a nárůst těžké nákladní dopravy znamená také dopady na terestrické ekosystémy, které v krajině existují. Dochází k jejich fragmentaci a plošnému úbytku, hrozí zábor cenných lokalit významných pro zachování biodiverzity. Díky vyvolanému nárůstu nákladní automobilové dopravy lze očekávat i větší množství usmrcených živočichů při střetech s vozidly.

Těžba břidlicového plynu vyvolává potřebu odběru velkého množství vody, které je zapotřebí pro technologii hydraulického štěpení. Výrazné zhoršení životního prostředí obyvatel těžbou dotčených území nastane v případě zahájení těžby zejména v dnes klidných oblastech, kde má krajina dosud převážně zemědělský venkovský nebo přírodní charakter. U každého vrtu je několik pump, odkalovacích nádrží s frakovací kapalinou vytlačenou zpět z vrtu, skladovací nádrže a kompresorové stanice.

Pro těžbu břidlicového plynu je třeba velkých objemů vody, což může v oblastech těžby potenciálně ohrozit její dodávky. Každá jednotlivá operace frakování vyžaduje až 16 milionů litrů vody, na jednom vrtu je přitom nutné uskutečnit až 10 operací frakování. Podle výpočtů by voda, spotřebovaná na frakování na jednom vrtu, stačila na jeden rok pro 10 000 Evropanů.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Vysoká spotřeba vody je problémem zejména v oblastech, kde se jí už v současnosti nedostává nebo tam, kde může nastat nedostatek vody v budoucnosti díky změnám klimatu. Při použití technologie hydraulického štěpení hrozí úniky škodlivých látek do podzemních i povrchových vod, a to jak z důvodu havárií (špatná cementace vrtu v úrovni zvodní, průniky škodlivin podél vrtu ze spodních nezacementovaných úseků vrtu, úniky z nádrží, netěsnosti a koroze potrubí), tak v důsledku nepředpokládaných průniků štěpné vody horninovými vrstvami, puklinami a zlomy v důsledku štěpení.

Stejně jako v jakémkoli procesu těžby může znečištění vzniknout také mnoha jinými způsoby, například při požáru nádrží a techniky na vrtech, explozích vrtů, dopravních nehodách, únicích metanu, zemního plynu a dalších chemických látek. V dubnu 2011 došlo k masivní explozi vrtu společnosti Chesapeake v Pensylvánii. Jednalo se o podobnou událost, jaká se před několika lety stala na ropné plošině BP v Mexickém zálivu, jen se místo ropy jednalo o břidlicový plyn.

Obruba vrtací hlavy praskla a z vrtu několik dní nekontrolovaně tryskala toxická voda. Než se podařilo proud zastavit, muselo být evakuováno 7 rodin a 38 000 litrů frakovací kapaliny uniklo do okolních polí a potoků. Důkazy o znečištění ovzduší vlivem technologie frakování pochází především z USA. V oblastech těžby břidlicového plynu lze nalézt zvýšené koncentrace benzenu a jiných potenciálně toxických uhlovodíků včetně ethylbenzenu, toluenu a xylenu. Ty mohou způsobovat podráždění očí, bolesti hlavy, dýchací potíže a vyšší riziko rakoviny.

Emise přímo z těžby břidlicového plynu byly dříve považovány za poměrně nízké (0,2-0,9 procenta emisí ze spalovacích procesů). Nové studie ale popisují stále více důkazů o vyšších emisích a metan také uniká během zpracování a dopravy. Tyto úniky metanu mohou být omezeny při využití nejlepších technologií, ale nedaří se je zastavit úplně.

V souvislosti s frakováním byla zaznamenána zvýšená seismická aktivita včetně menších zemětřesení. Otřesy jsou způsobeny zřejmě samotným procesem frakování nebo vháněním odpadní vody do vrtů. Další příčinou seismické aktivity je znečištění podzemních vod, které svým chemickým působením otevírá nové trhliny v horninách.

Spojené státy registrují od roku 2008 čtyřnásobný nárůst počtu zemětřesení o síle 3 nebo více stupňů Richterovy stupnice v centrální oblasti země. Podle Úřadu pro přírodní zdroje v Ohiu jsou tato zemětřesení téměř určitě způsobena využíváním podzemních prostor vrtů k ukládání odpadních vod z frakování. Odpadní voda působí v trhlinách hornin jako lubrikant, který usnadňuje jejich pohyby.

Vysoká hustota zalidnění v Evropě a pravděpodobná blízkost břidlicových vrtů k obydleným oblastem představují hrozbu pro životní prostředí, zdraví i bezpečnost. V USA se také vyskytly obavy ze sociálních a ekonomických dopadů frakování na obce, které jsou vystaveny cyklu náhlého růstu a poté rychlého úpadku místní ekonomiky. Vybudování nového vrtu a navazující aktivity podpoří růst místní ekonomiky, s příchodem velkého počtu migrujících pracovníků do malých obcí ale vzniká také řada problémů. Nárůst počtu pracovních míst skončí když je vrt vytěžen.

Břidlicový plyn a klimatické cíle

Zastánci břidlicového plynu často tvrdí, že jde o vhodný typ paliva, které nám umožní přechod od fosilních paliv s vysokou uhlíkovou stopou k čistšímu energetickému mixu. Spalování plynu v elektrárnách, říkají jeho zastánci, vede k polovičním emisím oxidu uhličitého než spalování uhlí, což činí z břidlicového plynu ekologičtější palivo. Je proto vhodnou variantou ochrany klimatu.

Nedávná studie Evropské komise pro klima však potvrdila, že uhlíková náročnost, poměr emisí skleníkových plynů k získané energii, z těžby a spotřeby břidlicového plynu je v průměru vyšší než u zemního plynu a ropných paliv. I přes ekonomickou krizi byly emise skleníkových plynů v roce 2010 nejvyšší v historii, koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře výrazně přesáhla hladinu 350 ppm, považovanou za nutnou pro zastavení nárůstu globální průměrné teploty na úrovni do 2 °C. Z toho vyplývají vážné důsledky pro způsob, jakým využíváme energii.

Dopady podpory pro břidlicový plyn na sektor obnovitelných zdrojů je významným problémem, který může stát v cestě splnění klimatických cílů Evropské unie v roce 2020. Studie uvádějí, že investice do břidlicového plynu by měly negativní dopad na rozvoj obnovitelných zdrojů.

Shrnutí

Těžba břidlicového plynu pomocí hydraulického štěpení představuje kontroverzní téma s potenciálními ekonomickými výhodami, ale také s významnými riziky pro životní prostředí a lidské zdraví. Zvažování těžby by mělo zahrnovat důkladné posouzení dopadů a zavedení přísných regulací.

tags: #emise #z #těžby #břidlicového #plynu

Oblíbené příspěvky:

• Klimatické změny a Libanon
• Průvodce tříděním odpadu
• Problémy s odpadem pračky u WC?
• Katalogový list odpadů – recyklace
• Pěstování dubu zimního