PODZIEMNE SKŁADOWANIE - SPOSÓB NA UNIESZKODLIWIENIE DWUTLENKU WĘGLA

Transkrypt

1 Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polska Akademia Nauk w Krakowie PODZIEMNE SKŁADOWANIE - SPOSÓB NA UNIESZKODLIWIENIE DWUTLENKU WĘGLA Zarys treści: W artykule, w formie pytań i odpowiedzi zaprezentowano podstawowe problemy związane z podziemnym składowaniem dwutlenku węgla. Wskazano sposoby ograniczenia antropogenicznej emisji dwutlenku węgla oraz przemysłowe źródła emisji tego gazu. Przedstawiono geologiczny sposób na ograniczenie emisji poprzez zatłaczanie tego gazu do głębokich warstw geologicznych. Scharakteryzowano struktury geologiczne w których dwutlenek węgla może być składowany (głębokie solankowe poziomy, sczerpane lub eksploatowane złoża gazu ziemnego i ropy naftowej), głębokie nieeksploatowane pokłady węgla. Scharakteryzowano sposoby wychwytywania i transportu, koszty geologicznej sekwestracji, uregulowania prawne dotyczące podziemnego składowania, ryzyko związane ze składowaniem oraz przykłady przemysłowych instalacji zatłaczania. Słowa kluczowe: geologiczna sekwestracja, gazy cieplarniane, emisja, instalacje składowania PO CO WYCHWYTYWAĆ I SKŁADOWAĆ Coraz powszechniej uważa się, że dwutlenek węgla jest główną przyczyną globalnego ocieplenia, a koncentracja tego gazu w atmosferze wzrasta z powodu działalności człowieka. W okresie ostatnich 150 lat, czyli od początku ery przemysłowej, koncentracja tego gazu w atmosferze wzrosła prawie o jedną trzecią, z 280 do 365 ppm, głównie w wyniku spalania paliw kopalnych. Szacuje się, że po roku 1751, około 277 Gt węgla zostało wyemitowane do atmosfery. Połowa tej emisji pochodzi z lat Zjawisko wzrostu emisji obserwowane jest nadal. Eksperci zgadzają się, że należy podjąć działania mające na celu redukcję emisji antropogenicznego do atmosfery. 81

2 Skutki zwiększenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery mają negatywny wpływ na życie mieszkańców Ziemi. Raport opracowany przez grupę naukowców z IPCC (Intergoverment Panel on Climate Change) w 2001 roku (również i kolejne raporty), przewiduje w XXI wieku wzrost temperatury na Ziemi o 1,5ºC do nawet 6ºC. Skutkiem tego może być podniesienie się poziomu oceanów, znaczne regionalne zmiany klimatu, olbrzymie katastrofy naturalne. Jednym z rozwiązań mających na celu ograniczenie emisji do atmosfery może być wychwytywanie powstającego w procesach przemysłowych i składowanie pod ziemią, w głębokich strukturach geologicznych. CO TO JEST SEKWESTRACJA Sekwestracja dwutlenku węgla jest rozumiana jako wychwytywanie i/lub oddzielanie oraz składowanie tego gazu, który w innym przypadku byłby wyemitowany do atmosfery i w niej pozostał (angielski termin Carbon Capture and Storage - CCS). Uzasadnieniem jej prowadzenia jest umożliwienie wykorzystania paliw kopalnych przy jednoczesnej redukcji emisji do atmosfery, a co za tym idzie ograniczenie zmian klimatycznych. JAK OGRANICZYĆ EMISJĘ DO ATMOSFERY Podaje się kilka znaczących sposobów ograniczenia antropogenicznej emisji : poprawa efektywności energetycznej i zmniejszenie zapotrzebowania na energię, wykorzystanie odnawialnych źródeł energii (energii wiatru, słonecznej, geotermalnej). Innym rozważanym sposobem może być unieszkodliwianie w geosferze poprzez składowanie w głębokich formacjach geologicznych. Problem ograniczenia emisji dwutlenku węgla dotyczy również Polski. Roczna emisja w Polsce w 2006 r. wynosiła ok. 330 Mt. Prognozy dotyczące emisji w Polsce nie są optymistyczne. Struktura zużycia kopalnych paliw stałych dla potrzeb energetycznych jest niekorzystna, a krajowa emisja dwutlenku węgla, przypadająca na jedną tonę spalanego paliwa umownego należy do najwyższych w Europie. PRZEMYSŁOWE ŹRÓDŁA EMISJI I SPOSOBY WYCHWYTYWANIA Sekwestracja dotyczy unieszkodliwiania olbrzymich ilości tego gazu (miliony ton) pochodzącego z dużych przemysłowych źródeł emisji. Największe jego ilości powstają w elektrowniach i elektrociepłowniach, hutach żelaza i stali, cementowniach, zakładach chemicznych (rafinerie, produkcja amoniaku, tlenku etylenu, wodoru) i inne. Dwutlenek węgla przed zatłoczeniem pod ziemię należy oddzielić od gazów spalinowych/przemysłowych. Zróżnicowana koncentracja w tych gazach jest istotnym czynnikiem wpływającym na rachunek ekonomiczny podziemnego 82

3 Antropogeniczna transformacja środowiska przyrodniczego składowania dwutlenku węgla. W większości przypadków koncentracja ta jest niska, wynosi ona kilka-kilkanaście procent objętości gazów, a czysty strumień jest emitowany tylko w niektórych procesach przemysłowych. Jest to jeden z czynników wstrzymujących dzisiaj geologiczną sekwestrację dwutlenku węgla. Obecnie istnieje kilka technologii pozwalających otrzymać skoncentrowany strumień : wychwytywanie przed spalaniem, wychwytywanie po spalaniu, tlenowe spalanie węgla. Nowe technologie w tym zakresie są aktualnie rozwijane. Zastosowanie ich na skalę wielkoprzemysłową jest ciągle energochłonne i kosztowne. JAKIE SĄ MIEJSCA UNIESZKODLIWIANIA Unieszkodliwianie w ekosystemach ziemskich stanowi jedną z możliwości redukcji emisji do atmosfery. Dla celów sekwestracji można również wykorzystać: oceany oraz głębokie struktury geologiczne. Dla każdego z nich należy wypracować odpowiedni sposób sekwestracji. Sekwestracja w oceanach, ze względu na niemożliwe do przewidzenia skutki oddziaływania na ekosystem morski budzi duży sprzeciw społeczny, jest też prawnie zabroniona. Są też propozycje redukcji emisji poprzez intensyfikację wzrostu fitoplanktonu żyjącego w toni oceanicznej. Mineralna sekwestracja (karbonatyzacja) to kolejny sposób. Polega ona na reakcji z występującymi w przyrodzie minerałami lub też odpadami mineralnymi, w wyniku której powstają trwałe związki węglanowe. Proces mineralnej karbonatyzacji poprzez wiązanie w surowcach mineralnych takich jak talk czy serpentyn jest zjawiskiem występującym w przyrodzie. Minerałami, które mogą być tutaj wykorzystane są powszechnie występujący w przyrodzie serpentyn oraz oliwin. Do wiązania mogą być również zastosowane odpady mineralne np. odpady betonowe, popioły lotne, odpady azbestowe, żużle hutnicze. Sposobem na unieszkodliwianie dwutlenku węgla, z którym wiąże się duże nadzieje jest geologiczna sekwestracja. CZY MOŻE BYĆ SKŁADOWANY POD ZIEMIĄ Składowanie pod ziemią to nowe wyzwanie, które wymaga rozwiązania licznych i często złożonych problemów. Dotyczą one zagadnień geologicznych, złożowych, technicznych i innych. Jako podstawowy warunek decydujący o możliwości podziemnego składowania wymienia się występowanie skał osadowych o dużej miąższości, znacznym rozprzestrzenieniu zalegających na znacznych głębokościach (powyżej 800 m.), dobrych właściwościach zbiornikowych, posiadających izolujący nadkład skalny. Zatłaczanie do skał zbiornikowych jest praktyką stosowaną od kilkudziesięciu lat w przemyśle naftowym. W celu poprawienia stopnia odropienia złoża stosuje się 83

4 zatłaczanie różnych płynów (EOR Enhanced Oil Recovery intensyfikacja wydobycia ropy), w tym dwutlenku węgla; jest to dzisiaj działalność komercyjna. Zatłaczanie do podziemnych zbiorników to działalność podobna do podziemnego magazynowania gazu ziemnego. W odróżnieniu od czasowego przechowywania gazu ziemnego w podziemnych magazynach gazu (PMG), zatłaczanie do głębokich warstw geologicznych stwarza nowe wyzwania. Dotyczy to czasu składowania (liczonego w setkach/tysiącach lat), objętości składowanego gazu (miliony ton), uwarunkowań prawnych, bezpieczeństwa, społecznej akceptacji i inne. W JAKICH STRUKTURACH GEOLOGICZNYCH MOŻE BYĆ PODZIEMNIE SKŁADOWANY Rozważa się zatłaczanie do głębokich solankowych poziomów, eksploatowanych i sczerpanych złóż ropy naftowej i gazu ziemnego, głębokich nieeksploatowanych pokładów węgla (ryc. 1). Ryc. 1. Opcja geologicznego składowania dwutlenku węgla: a) składowanie w poziomach wodonośnych, b) składowanie wraz z intensyfikacją wydobycia ropy, c) składowanie w sczerpanych złożach węglowodorów, d) składowanie wraz z wydobyciem metanu (Tarkowski, Uliasz-Misiak, 2007) Fig. 1. Option of geological carbon dioxide storage : a) storing in the aquifers, b) storage, with the enhanced oil recovery, c) storage in depleted hydrocarbon fields, d) enhanced coalbed methane (Tarkowski, Uliasz-Misiak, 2007) 84

5 Antropogeniczna transformacja środowiska przyrodniczego Głębokie solankowe poziomy, zbudowane z porowatych i przepuszczalnych skał osadowych dobrze nadają się do podziemnego składowania. Występują one powszechnie na obszarach dużych basenów sedymentacyjnych. Pojemność składowania w solankowych poziomach, większa niż w złożach ropy naftowej i gazu ziemnego, wpływa na znaczne zainteresowanie tymi miejscami. Istotnym zagadnieniem jest występowanie izolujących skał nadkładu, warstw zabezpieczających przed ucieczką zatłoczonego dwutlenku węgla. Jako miejsc składowania w obrębie solankowych poziomów poszukuje się zamkniętych, wyniesionych struktur (antykliny) oddzielonych od poziomów wód pitnych pakietem warstw nieprzepuszczalnych. Złoża węglowodorów (sczerpane lub eksploatowane złoża gazu ziemnego i ropy naftowej) są dobrymi miejscami do sekwestracji. Są one naturalnymi pułapkami, w których ropa i gaz były uwięzione przez wiele milionów lat. Ich budowa została dobrze poznana, a szczelność sprawdzona przez naturę. W tym przypadku, istnieje również możliwość wykorzystania istniejącej infrastruktury, służącej do eksploatacji węglowodorów. Głębokie nieeksploatowane pokłady węgla. Dwutlenek węgla może być zatłoczony do głębokich nieeksploatowanych pokładów węgla, gdzie nastąpi jego adsorpcja, wiążąca go trwale w matrycy węglowej. W przypadku zatłaczania do pokładów węgla zawierających metan, dwutlenek węgla będzie go wypierał. Metoda pozyskiwania metanu ECBM (Enhanced Coal Bed Methane wspomagane odzyskiwanie metanu z pokładów węgla) poprzez zatłaczanie stanowi jedną z metod sekwestracji dwutlenku węgla. Sekwestracja geologiczna jest procesem złożonym. Obejmuje ona trzy podstawowe etapy: wydzielenie z gazów spalinowych/przemysłowych, transport i zatłaczanie do formacji geologicznych. Jednym z założeń jest zapewnienie, że dwutlenek węgla będzie przechowywany pod ziemią w sposób bezpieczny i nieinwazyjny dla środowiska. JAK WYCHWYTYWAĆ I TRANSPORTOWAĆ Dwutlenek węgla może być pozyskiwany z trzech podstawowych źródeł. Pierwsze, to procesy przemysłowe, w których jako produkt uboczny wytwarzany jest skoncentrowany strumień tego gazu. Drugie to elektrownie i elektrociepłownie, gdzie zawartość w strumieniu gazów spalinowych jest rzędu kilku/kilkunastu procent. Trzecim istotnym źródłem tego gazu może być (w przyszłości) produkcja paliw wodorowych. Wychwytywanie dwutlenku węgla na skalę przemysłową jest operacją drogą i energochłonną, a koszty tego procesu stanowią dzisiaj około 3/4 całkowitych kosztów sekwestracji. Istnieją następujące możliwości odseparowania dwutlenku węgla od innych gazów: absorpcja (chemiczna i fizyczna), adsorpcja (fizyczna i chemiczna), metody kriogeniczne, membrany separujące gaz. Najczęściej stosowana jest chemiczna metoda absorpcji dwutlenku węgla. Metoda ta będzie wykorzystywana 85

6 przez najbliższe lata, gdyż najlepiej nadaje się do oczyszczania dużych ilości gazów spalinowych. Dwutlenek węgla można transportować w stanie gazowym, płynnym, stałym lub w stanie przejściowym, określanym jako gęsta faza gazowa. Uwzględnienie już dzisiaj, przy projektowaniu elektrowni i dużych elektrociepłowni podziemnego składowania dwutlenku węgla, pozwoliłoby w przyszłości uniknąć problemu związanego z odległym transportem. Do transportu dużych ilości gazu, pomiędzy miejscem jego wychwycenia a miejscem składowania, najlepiej nadają się rurociągi, a gaz musi być wcześniej sprężony. Rurociągi transportujące dwutlenek węgla wykorzystywane są w USA, a najdłuższy z nich rurociąg McElmo Dome ma długość około 800 km. W przypadku składowania podmorskiego, można wykorzystać statki przystosowane do transportu dwutlenku węgla, podobnie jak metanowce. JAKIE SĄ KOSZTY GEOLOGICZNEJ SEKWESTRACJI Koszty geologicznej sekwestracji uzależnione są od licznych czynników: ilość składowanego gazu, kosztów wychwytywania, transportu, sprężania i zatłaczania, odległości źródła emisji od miejsca składowania, lokalizacji miejsca składowania (na lądzie lub pod dnem oceanu), kosztów otworów wiertniczych, wielkości i chłonności zbiornika, infrastruktury i inne. Wśród trzech etapów geologicznej sekwestracji : wychwytywanie, transport i składowanie, pierwszy jest najbardziej kapitałochłonny. Koszty transportu i podziemnego składowania są niewielkie w porównaniu z kosztami wydzielenia z gazów spalinowych/przemysłowych. Szacunki kosztów podziemnej sekwestracji podają, że koszty wychwytu wynoszą /t, sprężania 6 10 /t, transportu rurociągami 1 6 /t, a 1 7 /t to koszty składowania w zależności od rodzaju i głębokości zalegania zbiornika. Wysokie koszty wychwytywania z gazów spalinowych/przemysłowych są dziś główną przeszkodą wprowadzenia podziemnego składowania dwutlenku węgla. Redukcja kosztów powinna nastąpić przede wszystkim po stronie wychwytywania i oddzielania z gazów spalinowych/przemysłowych. Zmniejszenie kosztów wychwytywania poniżej 30 /t znacząco przyśpieszy powszechność sekwestracji antropogenicznego dwutlenku węgla. CZY ISTNIEJĄ UREGULOWANIA PRAWNE DOTYCZĄCE PODZIEMNEGO SKŁADOWANIA Nie istnieją dzisiaj międzynarodowe, europejskie lub krajowe unormowania prawne, które obejmowałyby wszystkie, a przynajmniej większość zagadnień dotyczących podziemnego składowania dwutlenku węgla. Duże nadzieje wiąże się 86

7 Antropogeniczna transformacja środowiska przyrodniczego z Dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie geologicznego składowania dwutlenku węgla. Zaakceptowanie podziemnego składowania dwutlenku węgla w celu zapobieżenia zmianom klimatu, będzie wymagało od społeczności międzynarodowej ustanowienia nowych i odwołania się do istniejących regulacji prawnych związanych z podziemnym składowaniem/magazynowaniem gazów. Skuteczny system regulacyjny jest niezbędny aby zapewnić przyszłym inwestorom poczucie komfortu związane z bezpiecznym i wydajnym przeprowadzeniem operacji związanych z wychwyceniem, transportem i podziemnym składowaniem. Standardy i unormowania prawne powinny być rozwijane w oparciu o doświadczenia w przemyśle naftowym, co powinno zapewnić, że uzyskane procedury będą zarówno praktyczne jak i przynoszące wymierne korzyści. CZY ISTNIEJE RYZYKO ZWIĄZANE ZE SKŁADOWANIEM Podziemne składowanie dwutlenku węgla może stwarzać zagrożenie dla ludzi i środowiska. Niebezpieczeństwo w postaci dużego wycieku gazu może pojawić się w czasie transportu rurociągami do miejsc podziemnego składowania, w trakcie zatłaczania lub w przypadku wydostania się gazu z podziemnego składowiska (ryc. 2). Wspomniana Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie geologicznego składowania dwutlenku węgla, w celu weryfikacji składowania dwutlenku węgla, uwzględnia potrzebę wykonania zintegrowanej oceny ryzyka wycieku oraz określa zasady monitorowania i sprawozdawczości przy zastosowaniu tej technologii. Ryc. 2. Przykłady potencjalnych scenariuszy wycieku (Podziemne składowanie ) Fig. 2. Examples of potential leakage scenarios (Podziemne składowanie ) 87

8 Ryc. 3. Lokalizacja istniejących i proponowanych instalacji składowania (Tarkowski, Uliasz-Misiak B., 2007) Fig. 3. Location of existing and proposed installation for storage (Tarkowski, Uliasz- Misiak, 2007) Ryzyko związane z transportem rurociągami i instalacjami zatłaczającymi jest dobrze rozpoznane i może być minimalizowane poprzez zastosowanie odpowiednich technologii zmniejszających możliwość wystąpienia awarii. Potencjalne uszkodzenia rurociągów i głowic na otworach mogą powodować relatywnie duże, ale krótkotrwałe wycieki, częstość wystąpień takich zdarzeń jest jednak niewielka. Ryzyko składowania dwutlenku węgla jest porównywalne z tym z jakim wiąże się magazynowanie w podziemnych magazynach gazu. Ryzyko związane ze składowaniem w strukturze geologicznej jest słabiej rozpoznane niż ryzyko związane z instalacjami i infrastrukturą. Najważniejsze drogi wycieków dwutlenku węgla ze struktur geologicznych to: skały nadkładu, szczeliny i uskoki, drogi wycieku stworzone przez człowieka (otwory wiertnicze, podziemne kawerny, sztuczne szczeliny). Potencjalne zagrożenia wynikające ze składowania dwutlenku węgla to: wycieki (najważniejsze zagadnienie), sejsmiczność indukowana, ruchy powierzchniowe ziemi, wypieranie wód do innych warstw wodonośnych, zmiany w ekosystemach pod- i powierzchniowych. Bezpieczeństwo składowania jest weryfikowane poprzez badanie analogicznych, naturalnych nagromadzeń tego gazu i jego wpływu na środowisko. Ryzyko związane z podziemnym składowaniem będzie kluczowym zagadnieniem wpływającym na społeczną akceptację tej technologii. Zagrożenia dla ludzi i środowiska, wynikające z podziemnego składowania dwutlenku węgla należy minimalizować przez odpowiednie projektowanie i monitorowanie wszystkich etapów tego przedsięwzięcia. Monitoring podziemnego składowania leży u podstaw pomyślnego przeprowadzenia całego zabiegu. Głów- 88

9 Antropogeniczna transformacja środowiska przyrodniczego Ryc. 4. Zatłaczanie do głębokiego poziomu wodonośnego Utsira w złożu Sleipner (Tarkowski, Uliasz-Misiak, 2006 ze zmianami) Fig. 4. Injection of into the deep Utsira aquifer in the Sleipner reservoir (Tarkowski, Uliasz-Misiak, 2006 with modification) nym jego celem jest śledzenie lokalizacji gazu pod ziemią, kontrola czy otwory w trakcie zatłaczania i po jego zakończeniu nie wykazują nieszczelności, weryfikacja ilości dwutlenku węgla zatłoczonego pod ziemię, kontrola parametrów związanych z zatłaczaniem. KTO MOŻE BYĆ ZAINTERESOWANY PODZIEMNYM SKŁADOWANIEM Podziemne składowanie dwutlenku węgla dotyczy wielu dziedzin nauki i jest w kręgu zainteresowania: polityków ustalających opłaty za emisję i wprowadzających w życie ustalenia międzynarodowe dotyczące wielkości emisji, zakładów przemysłowych stojących przed problemem ograniczenia poziomu emisji tego gazu, potencjalnych inwestorów poszukujących nowych rynków, firm naftowych wykorzystujących zatłaczanie do intensyfikacji wydobycia ropy naftowej lub zamierzających udostępnić swoje sczerpane złoża do składowania tego gazu, przedstawicieli różnych dziedzin nauki np. geologów, inżynierów złożowych, górników, chemików i innych. 89

10 GDZIE ZATŁACZA SIĘ DZISIAJ Podziemne składowanie dwutlenku węgla jest dzisiaj technicznie możliwe. Nie znaczy to, że jest możliwe wszędzie. Uzależnione jest przede wszystkim od warunków geologicznych (ryc. 3). Na świecie działają liczne badawcze i przemysłowe instalacje podziemnego zatłaczania. Od lat siedemdziesiątych XX wieku działa w Ameryce Północnej kilkadziesiąt instalacji zatłaczania w celu intensyfikacji wydobycia ropy naftowej (CO2-EOR). Na ogólną długość 3600 km rurociągów transportujących w Ameryce Północnej, w latach stwierdzono 12 niegroźnych wycieków gazu; były one z winy człowieka. W ciągu ostatnich 38 lat w celu intensyfikacji wydobycia ropy naftowej zatłoczono tam ok. 600 milionów ton dwutlenku węgla, z czego połowa pozostała uwięziona pod ziemią. W Norwegii, na Morzu Północnym, działa pierwsza przemysłowa instalacja zatłaczania (Sleipner). W maju br. została uruchomiona kolejna instalacja Snøhvit na Morzu Barentsa. W tych przypadkach cel zatłaczania jest czysto środowiskowy uniknięcie emisji do atmosfery. Projekt Sleipner. Od 1996 roku, rocznie około 1 mln ton dwutlenku węgla pochodzącego ze złoża gazu ziemnego Sleipner West jest zatłaczana przez firmę Statoil do formacji Utsira solankowego poziomu zalegającego około 1000 metrów pod dnem Morza Północnego (ryc. 4). Dwutlenek węgla jest składnikiem eksploatowanego gazu ziemnego, który musi być oddzielony przed sprzedażą gazu. Proces ten prowadzony jest na specjalnej platformie na morzu. Po separacji,, zostaje sprężony, pozbawiony wilgoci i zatłoczony do głębokiego solankowego poziomu. Projekt Weyburn. Firma PanCanadian Resources zastosowała wspomnianą technologię CO2-EOR na złożu ropy naftowej Weyburn w Kanadzie. Celem prac było wydłużenie czasu eksploatacji złoża o kolejne 20 lat oraz uzyskanie dodatkowego wydobycia 122 milionów baryłek ropy. Dwutlenek węgla jest transportowany transgranicznym rurociągiem (o długości 325 km) z fabryki w Beulah (USA, Północna Dakota) na pole naftowe Weyburn. Dziennie zatłacza się do złoża ton dwutlenku węgla. Zakłada się, że w ten sposób około 20 mln ton zostanie uwięzione w złożu. Oprócz działalności eksploatacyjnej na złożu Weyburn prowadzone są również badania, których celem jest poznanie geologicznych i geochemicznych procesów, które wpływają na składowanie w warstwach geologicznych. CZY W POLSCE REALIZUJE SIĘ PRACE W ZAKRESIE PODZIEMNEGO SKŁADOWANIA Na Górnym Śląsku, w ramach Projektu RECOPOL, Główny Instytut Górnictwa w Katowicach pod kierownictwem Prof. P. Krzystolika zbudował badawczą instalację zatłaczania do pokładów węgla. Celem tego projektu była ocena możliwości redukcji emisji gazów cieplarnianych poprzez sekwestrację w pokładach węgla 90

11 Antropogeniczna transformacja środowiska przyrodniczego oraz przebadanie możliwości składowania z jednoczesnym wydobyciem metanu zawartym w głębokich nieeksploatowanych pokładach węgla. Pilotowa instalacja zatłaczania zlokalizowana została w miejscowości Kaniów/Czechowic-Dziedzic. Składała się z dwóch otworów produkcyjnych (obserwacyjnych) i jednego którym odbywało się zatłaczanie dwutlenku węgla. Do warstwy wodonośnej podścielającej złoże gazu ziemnego Borzęcin zatłacza się od 1995 roku odpadowy gaz kwaśny. Jest on produktem oczyszczania eksploatowanego tu gazu ziemnego, zawierającego 60% oraz siarkowodór i węglowodory. Wtłaczany gaz wspomaga jednocześnie wydobycie gazu ziemnego (EGR Enhanced Gas Recovery) zwiększając ciśnienie złożowe. Do chwili obecnej pod ziemię zatłoczono kilka tysięcy ton dwutlenku węgla. W odpowiedzi na potrzeby gospodarki narodowej w zakresie przyszłego wdrożenia technologii geologicznej sekwestracji na skalę przemysłową, Ministerstwo Środowiska uruchomiło krajowy program: Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania wraz z ich programem monitorowania. Jest on realizowany przez Konsorcjum 6 krajowych instytucji naukowych i badawczo-wdrożeniowych (Państwowy Instytut Geologiczny lider, Akademia Górniczo- Hutnicza, Główny Instytut Górnictwa, Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Instytut Nafty i Gazu, Przedsiębiorstwo Badań Geofizycznych w Warszawie), w latach Przedsięwzięcie ma charakter badawczo-rozwojowy. Jego wynikiem będzie wskazanie potencjalnych składowisk spełniających wymogi wykonalności oraz bezpieczeństwa i wpływu na środowisko, określone w projekcie Dyrektywy unijnej w sprawie geologicznego składowania dwutlenku węgla. Dla wybranych składowisk zostanie opracowany program monitoringu składowania przed rozpoczęciem składowania gazu oraz założenia dla monitoringu w czasie eksploatacji i po zakończeniu zatłaczania dwutlenku węgla. PODSUMOWANIE Liczne działające instalacje zatłaczania w celu intensyfikacji wydobycia ropy naftowej, instalacja Sleipner, Snøhvit na Morzu Północnym w Norwegii pokazują, że zatłaczanie tego gazu pod ziemię jest technicznie możliwe. W chwili obecnej opłacalność ekonomiczna przedsięwzięcia jest zasadniczym czynnikiem, który wstrzymuje przed zastosowaniem podziemnego składowania na skalę przemysłową. Zmiany wielkości opłat, kary za przekroczenie emisji, większe wykorzystanie do intensyfikacji wydobycia ropy naftowej, nowe i tańsze technologie oddzielania z gazów spalinowych/przemysłowych i inne, a przede wszystkim handel emisjami mogą w niedalekiej przyszłości uczynić z podziemnego składowania opłacalne ekonomicznie przedsięwzięcie, prowadzące do ograniczenia emisji tego gazu do atmosfery. Ze względu na doświadczenie oraz kapitałochłonność inwestycji firmy naftowe odegrają tutaj główną rolę. Polska ze względu na korzystne uwarunkowania geologiczne może odegrać istotną rolę w podziemnym składowaniu dwutlenku węgla. 91

12 Literatura Podziemne składowanie czym jest tak naprawdę Broszura sieci GeoNet. Tłumaczenie, opracowanie IGSMiE PAN 2009, ss. 20 [dostęp: 1 lipca 2010] tark/skladowanie%20co2.pdf Tarkowski R., 2005, Geologiczna sekwestracja. Studia. Rozprawy i Monografie, nr 132, IGSMiE PAN, Kraków, ss.106. Tarkowski R. (red.), Nodzeński A., Solecki T., Stopa J., Uliasz-Misiak B., 2005, Podziemne składowanie w Polsce w głębokich strukturach geologicznych (ropo-, gazo- i wodonośnych), Wydawnictwo IGSMiE PAN Kraków, ss.172. Tarkowski R., Uliasz-Misiak B., 2006, Geologiczna sekwestracja sposób na dwutlenek węgla. GLOBEnergy, nr 1, s Tarkowski R., Uliasz-Misiak B., 2007, Podziemne składowanie sposób na dwutlenek węgla. Przegląd Geologiczny, nr 8, s Artykuł opracowano w ramach krajowego programu Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania wraz z ich programem monitorowania realizowanego na zlecenie Ministerstwa Środowiska, finansowanego ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. 92

13 UNDERGROUND STORAGE - A WAY OF DISPOSAL OF CARBON DIOXIDE Summary It is thought, that carbon dioxide is the main cause of global warming and due to human activity its concentration in the atmosphere increases. Carbon dioxide, which is a result of industrial processes, capture and storage in deep geological structures is one of the solution for reduction of anthropogenical. Methods for reduction of anthropogenical emission were show in the article. Industrial sources of that gas emissions were presented. Geological way of reducing carbon dioxide emissions by injecting it into deep geological horizons was show. Geological structures, in which can be storage under ground were characterized (deep saline aquifers, hydrocarbon fields exploitated, or oil and gas fields during exploitation), deep unexploitated coal beds. Means of capture and transport of carbon dioxide, costs of geological sequestration, legal regulations concerning underground storage, the risk associated with storage and installation examples of industrial injection were discussed. Several running injection installations in order to enhanced oil recovery: install the Sleipner and Snohvit in Norway show that the injection of gas into the ground is technically possible. At the moment, the economic viability of the project is a major factor, which suspends the use of underground storage of on an industrial scale. Changes in the value of fees, penalties for excess emissions of, greater use of for Enhanced Oil Recovery, a new and cheaper technologies for separation of from fume / industrial gas and other, and above all, emissions trading in the near future can make geological storage of cost-effective project, leading to the reduction of gas emissions into the atmosphere. Oil companies will play a major role, because of the expertise and cost of investment. Poland, due to the favorable geological conditions, can play an important role in the underground storage of carbon dioxide. 93