12.4.3
Těžba, přeprava, skladování a spotřeba zemního plynu
Původně se ovšem využíval pro energetické účely svítiplyn nebo
koksárenský plyn, který se vyráběl zplyňováním, případně odplyňováním uhlí.
Jednalo se o středně výhřevný plyn, spalné teplo se pohybovalo od cca 17 do 20
MJ/m3. Svítiplyn obsahoval jedovatý oxid uhelnatý, pro který byl
velmi jedovatý, a při náhodném úniku hrozilo velké zdravotní riziko. Kromě
oxidu uhelnatého svítiplyn obsahoval metan, vodík, dusík, oxid uhličitý a vyšší
uhlovodíky. Výroba a distribuce svítiplynu vlastně dala vzniknout novému oboru
– plynárenství dávno před tím, než se začal zemní plyn těžit a využívat k
energetickým účelům. Dlouhodobě byl budován jako ucelený obor, ale v roce 1994
byl rozdělen na Transgas a regionální distribuční společnosti.
Zemní plyn, o němž se tvrdí, že je palivem 21. století, je přírodní
surovina, která se těží z podzemních ložisek. Vznik zemního plynu se vysvětluje
jako důsledek rozkladu organického materiálu při vzniku ropy a uhlí. Podle toho
se mluví o zemním plynu naftovém nebo karbonském.
Od roku 1996 se již používají výhradně velmi výhřevné topné plyny,
mezi něž patří oba druhy zemního plynu (naftový a karbonský) a bioplyn. Spalné
teplo se pohybuje od 20 MJ/m3 po 40 a více MJ/m3. Zemní
plyn obsahuje od 92,5–98,4 % metanu (CH4), 0,8–4,9 % vyšších
uhlovodíků, které se podílí na vyšší výhřevnosti zemního plynu a 0,6–6,3 %
inertních plynů (dusík a oxid uhličitý). Zemní plyn z některých ložisek
obsahuje sulfan (H2S), který musí být před distribucí odstraněn.
Děje se tak v úpravárenských podnicích.
Zemní plyn se dělí na základě svého složení do 4 skupin:
-
Do 1 skupiny patří zemní plyn suchý (tzv. chudý), který obsahuje
95–98 % metanu a malé množství vyšších uhlovodíků (např. ruský plyn), který se
těží většinou z ložisek, neobsahujících ropu. Karbonský plyn, který se
vyskytuje v oblastech těžby černého uhlí, je vždy suchý.
-
Do 2. skupiny se řadí zemní plyn vlhký (tzv. bohatý), v jehož
složení se zvýšeným podílem vyšších uhlovodíků (např. norský plyn), který se
těží spolu s ropou.
-
Do 3. skupiny patří již zmíněný zemní plyn se zvýšeným obsahem
sulfonů (tzv. zemní plyn kyselý) a
-
do poslední 4. skupiny je zařazen zemní plyn s vysokým obsahem
inertních plynů.
Podle výhřevnosti se plyny dělí na skupiny:
Pro úplnost je třeba zmínit vysoce výhřevné plyny, vyráběné ze směsí
propanu a butanu. Jejich spalné teplo se pohybuje mezi 101–133,9
MJ/m3. Tyto směsi se dodávají do distribuční sítě v kapalném
stavu.
Stávající prověřené zásoby zemního plynu, které lze ekonomicky
vytěžit, dosahují výše 164 000 mld. m3. Při stávajícím tempu těžení
vystačí tato zásoba do roku 2060. Podle nejnovějších průzkumů jsou ale zásoby
zemního plynu, vykazující vysokou pravděpodobnost, že budou vytěžitelná, mnohem
větší a dosahují cca 347 000 mld. m3. To představuje zásobu na
dalších 150 (podle některých odhadů až 200) let. Z uvedeného vyplývá, že zásoby
zemního plynu jsou dostatečné. Předpokládá se, že významným zdrojem zemního
plynu by se v budoucnu mohly stát potencionální zásoby (tzv. nekonvenční
zdroje), vyskytující se pode dnem oceánů ve formě hydrátů metanu. Zásoby tohoto
pevného skupenství (cca 20 % metanu a 80 % vody) se odhadují na těžko
představitelných 21 000 000 mld. m3.
Dalším možným zdrojem zemního plynu je metan absorbovaný v
černouhelných slojích. Např. průzkumy, probíhající v Severomoravském kraji
ukazují, že je v 1 tuně uhelné hmoty vázáno až 12,5 m3 zemního
plynu.
Důvodem zdánlivě stále se zvyšujících zásob zemního plynu souvisí s
kategorizací zásob zemního plynu na prokázané, pravděpodobné a potencionální,
stanovené na základě přesnějších a spolehlivějších metod geologického průzkumu.
Přesunem zásob ze druhé do první kategorie (počítá se s možností využití
pravděpodobných zásob) pak dochází ke zmíněnému paradoxu.
Přesto je na místě už nyní uvažovat, co bude následovat po vytěžení
všech zásob zemního plynu. Jednou z možností by mohla být v současné době
ekonomicky nevýhodná výroba zemního plynu zplyňováním uhlí podle chemické
rovnice
uhlí + H2O → CH4 + CO2.
NahoruTĚŽBA, PŘEPRAVA A SKLADOVÁNÍ ZEMNÍHO PLYNU
V ČR na jižní Moravě se ročně vytěží méně než 100 mil. m3 zemního plynu typu H. To představuje asi 1% naší roční spotřeby, která činí cca
9,5 mld. m3. Z toho důvodu je veškerý zemní plyn odebírán na základě
dlouhodobých smluv z Ruska a Norska. K významným producentům zemního plynu
patří i další země jako např. Nizozemí a Alžírsko, zásobující jih Evropy
(Španělsko, Itálie, Francie).
Těžba zemního plynu patří k velmi dynamicky se rozvíjejícím
odvětvím. Důvodem jsou stále dokonalejší metody geologického průzkumu i
následné těžby, které umožňují vytěžení dříve nedosažitelných ložisek. Ke
zlepšení ekonomiky těžby zemního plynu přispěly mimo jiné tzv. nízkoprůměrové
vrty směrového a horizontálního vrtání. Nové typy těžebních plošin zase
umožňují efektivnější těžbu ložisek, nacházejících se v pobřežních oblastech
moří, tzv. shellfových oblastech. Nejnovější objevy obrovských zásob zemního
plynu vedou k optimistickým prognózám. Podle nich v roce 2000 dosáhly více než
164 mld. m3. Výše zásob zemního plynu se uvádí v letech a toto číslo
udává, na jakou dobu se odhaduje životnost všech zásob v porovnání s hodnotou
aktuální těžby.
Rusko patří k významným dodavatelům zemního plynu, který svým
složením odpovídá plynu typu H. Odtud jsou vedeny plynovody, jejichž koncepce z
počátku 70. let minulého století umožnila přepravu obrovského množství zemního
plynu přes Polsko, Slovensko a Českou republiku dále do západní Evropy.
V Evropě jsou velká ložiska v Severním moři v norském sektoru. Plyn
typu H se vyznačuje větším podílem vyšších uhlovodíků a je veden plynovody,
uloženými na mořském dně do Německa, odtud je přes západní hranici dodáván také
do ČR.
Dalším nalezištěm jsou lokality v sektoru Nizozemí. Plyn těžený v
této oblasti patří k typu L s nižším spalným teplem.
Jedním z největších producentů zemního plynu na území Afriky je
Alžírsko. Zde je zmíněno v souvislosti s dodávkami do jižní Evropy, zejména pro
Španělsko, Itálii a Francii.
Přeprava zemního plynu probíhá v dálkových tranzitních plynovodech z
Ruska na naše území přes Slovensko. Na naše území vstupují přes předávací
stanici u Břeclavi. Jejich výstavba začala v sedmdesátých letech minulého
století. V té době byl spuštěn v tehdejším Československu plynovod, kterým byl
dodáván zemní plyn nejdříve do Rakouska a posléze i do Německé spolkové
republiky. Dodávky zemního plynu, těženého v Norsku, vstupují na naše území
přes předávací stanici Hora Sv. Kateřiny. V současné době zajišťuje nákup a
přepravu zemního plynu přes území ČR firma RWE Transgas a.s. Zemní plyn se
dostává do vnitrostátní distribuční sítě pomocí předávacích stanic, kde se
kromě měření jeho množství upravuje jeho tlak. Odtud se již rozvádí plyn k
jednotlivým spotřebitelům.
Obr. č. 1: Síť plynovodů v České republice
Přenosová soustava je založena na vysokotlakých, středotlakých a
nízkotlakých plynovodech, kterou doplňují přípojky, kompresorové a regulační
stanice, a dalších technických a zejména zabezpečovacích zařízení. Spolehlivost
soustavy zvyšuje vzájemné propojení a tzv. zokruhování sítí, které v případě
potřeby umožní změnit směr toku zemního plynu. Vysokotlaká část plynovodů je
zhotovena z ocelových trub, zatím co pro nízkotlakou a středotlakou část včetně
přípojek se užívá potrubí plastové, které nepodléhá korozi. Provoz plynovodu je
řízen automaticky a 24 hodin denně monitorován. Dispečeři jsou tak schopni v
případě potřeby ovládat regulační prvky nebo zajistit např. opravu. K významným
bezpečnostním opatřením patří kromě permanentní kontroly také…