Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r., Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. z 2005 r. Nr 228, poz. 1947), Gospodarz: Minister Środowiska Art. 101 Organami administracji geologicznej są: 1) minister właściwy do spraw środowiska działający przy pomocy Głównego Geologa Kraju, będącego sekretarzem stanu lub podsekretarzem stanu w urzędzie obsługującym tego ministra. Art. 2 Przepisy ustawy stosuje się odpowiednio do prowadzenia działalności gospodarczej w zakresie bezzbiornikowego magazynowania substancji w górotworze, w tym w podziemnych wyrobiskach górniczych, z wyjątkiem takiej działalności prowadzonej w odkrywkowych wyrobiskach górniczych. Art. 15 Koncesji wymaga działalność gospodarcza w zakresie: 1) poszukiwania lub rozpoznawania kopalin, 2) wydobywania kopalin ze złóż, 3) bezzbiornikowego magazynowania substancji oraz składowania odpadów, w górotworze, w tym w podziemnych wyrobiskach górniczych. 2
Możliwości podziemnego magazynowania gazu i ropy naftowej oraz sekwestracji CO 2 w Polsce Prezentuje: prof. dr hab. Mariusz-Orion Jędrysek Podsekretarz Stanu, Główny Geolog Kraju
Bezpieczeństwo energetyczne Protokół z Kioto i handel emisjami 4
Omnes vivum ex Ovo Wszystko co żywe z jaja William Harvey 1652 Wszystko co żywe z węgla 5
Age curves for isotopes of S, C and Sr through Phanerozoic time 6
7
Koncesje udzielone przez Ministra Środowiska, na tle mapy bloków koncesyjnych MŚ na poszukiwanie i rozpoznawanie złóż węglowodorów w Polsce 8
9
Perspektywy wydobycia gazu ziemnego i ropy naftowej w Polsce Wydobycie gazu ziemnego: 43% rocznego zapotrzebowania Perspektywy: możliwy wzrost do 50% zapotrzebowania, na ok. 15 lat Wydobycie ropy naftowej: 4,7% rocznego zapotrzebowania Perspektywy: możliwy wzrost do 6% zapotrzebowania, na ok.10 lat 10
HEL Polska w czołówce eksporterów Występowanie: w złożach gazu ziemnego na Niżu Polskim Odzysk: opłacalny przy zawartości min. 0,27% skraplanie niskotemperaturowe - KRIO Odolanów (PGNiG S.A.) Eksport w 2004 r.: 441,5 tys. ton (Niemcy, Wielka Brytania, Turcja) 11
Działąjące obecnie PMG na tle sieci głównych gazociągów i ropociągów w Polsce ropociągi gazociągi gaz wysokometanowy gaz zaazotowany Fig.5 5 6 Aktualnie czynne PMG (pojemności - mld m 3 n, litologia) 0,15 0,40 0,06 0,09 0,41 0,50 piaskowce, miocen - sól kamienna, cechsztyn - dolomity, cechsztyn 4 3 1 2 12
STAN AKTUALNY Czynne podziemne magazyny 13 13
Schematyczny przekrój przez złoże z poduszką gazową 14
Typy struktur geologicznych wydzielonych pod kątem podziemnego magazynowania gazu i ropy oraz sekwestracji CO 2 Wyczerpane złoża ropy naftowej i gazu ziemnego Struktury solne i pokładowe złoża soli kamiennej Podziemne wyrobiska górnicze - zaniechane kopalnie węgla kamiennego Zawodnionie struktury geologiczne 15
PMG w złożach ropy naftowej i gazu ziemnego
Gaz / ropa stezyca4 Przestrzeń porowa w piaskowcu wypełniona gazem ziemnym i ropą naftową Złoże gazu ziemnego i ropy naftowej Stężyca Uniwersytet Warszawski, OG Petroleum Consulting 17
Złoże gazu ziemnego Mełgiew Gaz / ropa stezyca4 Przestrzeń porowa międzykrystaliczna w dolomicie krystalicznym Złoże gazu ziemnego Mełgiew Uniwersytet Warszawski, OG Petroleum Consulting 18
PMG Wierzchowice obiekty napowierzchniowe z przekrojem struktury geologicznej ośrodek centralny ośrodek grupowy ośrodek grupowy -czwartorzęd + trzeciorzęd gazociągi złożowe - retyk + kajper ~ 1500 m kolektor magazynowy -wapień muszlowy -ret - pstry piaskowiec śr+dolny - cechsztyn odwiert poziomy ~ 8000 m 19 19
ZŁOŻE GAZU ZIEMNEGO BONIKOWO MAPA STRUKTURALNA STROPU WAPIENIA CECHSZTYŃSKIEGO ORAZ PRZEKRÓJ GEOLOGICZNY skala 1 : 25 000 stan na 1.01.2002 20
Lokalizacja fragmentu zdjęcia sejsmicznego 3D w rejonie Bonikowa 21
strop Ca1 przepuszczalność porowatość AI spąg Ca1 22
OPTYMALNA STREFA DLA CELÓW PMG NA ZŁOŻU BONIKOWO objętość przestrzeni porowej 1.04 mln m 3 ilość zmagazynowanego gazu 260 mln m 3 23
PERSPEKTYWY ROZBUDOWY ISTNIEJĄCYCH I BUDOWY NOWYCH PMG W SCZERPANYCH ZŁOŻACH ROPY NAFTOWEJ I GAZU ZIEMNEGO Czynne podziemne magazyny 24
PMG Wierzchowice wizualizacja wyposażenia napowierzchniowego Wizualizacje opracowane przez Konsorcjum TG Piecobiogaz 24 25
26
Podziemne magazynowanie CO 2 wraz z intensyfikacją wydobycia węglowodorów Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk 27
Koncepcja podziemnego magazynowania CO 2 Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk 28
PMG w strukturach solnych i złożach soli kamiennej
Cechsztyńskie struktury solne w Europie 30
Modelowanie powstania struktur solnych 31
Podziemne wyrobisko w kopalni soli 32
OBRAZ SEJSMICZNY WYSADU SOLNEGO WYSAD SOLNY MOGILNO wg P. Krzywiec, 2005 33
Model cyfrowy komór magazynowych w wysadzie solnym 34
35
PERSPEKTYWY ROZBUDOWY ISTNIEJĄCYCH I BUDOWY NOWYCH PMG W ZŁOŻACH Z POKŁADOWYCH I STRUKTURACH SOLNYCH 36 36
PMG w wyrobiskach górniczych w zaniechanych kopalniach węgla kamiennego
Podziemne magazynowanie CO 2 w pokładach węgla Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk 38
PERSPEKTYWY BUDOWY NOWYCH PMG W ZANIECHANYCH KOPALNIACH WĘGLA KAMIENNEGO 39 43
ANNA RYDUŁTOWY MARCEL CHWAŁOWICE JANKOWICE JAS-MOS BORYNIA ZOFIÓWKA MORCINEK ŻORY GLIWICE KNURÓW DĘBIEŃSKO PNIÓWEK SOŚNICA PSTROWSKI BUDRYK KRUPIŃSKI JADWIGA JADWIGA 2 BYTOM III POKÓJ HALEMBA ŚLĄSKICH ŚLĄSK JULIAN PIEKARY WUJEK MURCKI JOWISZ ANDALUZJA ROZALIA KATOWICE KATOWICE KATOWICE -KLEOFAS SILESIA WOJKOWICE STASZIC GRODZIEC WESOŁA PARYŻ ŚLĄSK MATYLDA (1 MAJA) (RYMER) (PORĘBA) (WAWEL) (doswiad.) BARBARA BYTOM II (POLSKA) SATURN SOSNOWIEC ZIEMOWIT NIWKA- MODRZEJÓW PIAST (CZECZOTT) BRZESZCZE KAZIMIERZ- JULIUSZ JAN KANTY JANINA SIERSZA 0 3 6 9 12 15 km 40 PORĄBKA- KLIMONTOW SIEMIANOWICE (KATOWICE) MYSŁOWICE WIECZOREK ZGE SOBIESKI- JAWORZNO III Rys.3.10. Rozmieszczenie kopalń w wydzielonych regionach geologicznych Region północny: Region zachodni i południowo-zachodni: Region wschodni: kopalnie czynne kopalnie czynne kopalnie czynne kopalnie zamknięte kopalnie zamknięte kopalnie zamknięte BYTOM IIBRZEZINY BARBARA-CHORZÓW POLSKA-WIREK ROZBARK POWSTAŃCÓW BOLESŁAW ŚMIAŁY BYTOM I CENTRUM CENTRUM- SZOMBIERKI BOBREK-MIECHOWICE BIELSZOWICE MAKOSZOWY SZCZYGŁOWICE (MOSZCZENICA) REPUBLIKA CZESKA
Podziemne wyrobisko w kopalni węgla kamiennego 41
Podziemne wyrobisko w kopalni węgla kamiennego 42
PMG w zawodnionych strukturach geologicznych (jury / kredy) Polska Środkowa
PERSPEKTYWY BUDOWY NOWYCH PMG W ZAWODNIONYCH STRUKTURACH GEOLOGICZNYCH JURY / KREDY 4448
Podziemne magazynowanie CO 2 w poziomach wodonośnych Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk 45
46
Podsumowanie Stan obecny - pojemności magazynowe gazu ziemnego w Polsce: 6 czynnych podziemnych magazynów gazu o łącznej pojemności ~ 1,5 mld m 3 n Umożliwiają zgromadzenie zapasów gazu ziemnego na 40 dni (11% rocznego zużycia Polski) 47
Stan obecny pojemności magazynowe ropy naftowej: 1 czynny podziemny magazyn ropy i paliw (Góra k/inowrocławia) o pojemności ~ 2 mln t Umożliwia zgromadzenie zapasów ropy naftowej na 40 dni (11% rocznego zużycia Polski) 48
Przyczyny zapotrzebowania na nowe pojemności magazynowe: Zwiększenie zapasów surowców energetycznych w celu poprawy bezpieczeństwa energetycznego Polski Wzrost zapotrzebowania na gaz ziemny w sektorze elektroenergetycznym w latach 2010-2020 49
Szacunkowe koszty budowy podziemnych magazynów pojemności 0,5 mld m 3 n : w sczerpanych złożach węglowodorów: 25 125 mln USD (0,05-0,25 USD na utworzenie 1 m 3 pojemności magazynowej), w strukturach solnych (kawernowy) wykonanie serii komór gdy każda komora ma poj. ok. 60 mln m 3 n - koszt 10 mln USD za 1 komorę, koszt budowy komór stanowi 25% całej inwestycji (reszta to koszt instalacji napowierzchniowej), 0,7 USD na utworzenie 1 m 3 pojemności magazynowej), w wyeksploatowanych kopalniach węgla kamiennego dwukrotnie tańsze niż w sczerpanych złożach weglowodorów, najtaniej w zawodnionych strukturach Polski Środkowej, 150 250 mln USD (co daje 0,30-0,50 USD na utworzenie 1 m 3 pojemności magazynowej). 50
Perspektywy rozbudowy pojemności magazynowych w Polsce W złożach ropy naftowej i gazu ziemnego: rozbudowa PMG Wierzchowice (obecnie 0,5 mld m 3 n ) do pojemności ~ 3,5 mld m 3 n budowa nowych magazynów w złożach ropy naftowej i gazu ziemnego (Tuligłowy, Tarnów, Bonikowo, Daszewo) ~ 6,5 mld m 3 n 51
Perspektywy rozbudowy pojemności magazynowych w Polsce W strukturach solnych i pokładowych złożach soli kamiennej Przygotowania do rozbudowy PMG Mogilno do pojemności ~ 0,8 mld m 3 n Udzielono koncesji MŚ i zezwolenia na zrzut solanki do zatoki Puckiej rozpoczęcie budowy PMG Kosakowo - 0,8 mld m 3 n Budowa nowych magazynów w pokładowych złożach soli kamiennej oraz strukturach solnych ~ 57 mld m 3 n 52
Perspektywy rozbudowy pojemności magazynowych w Polsce Wyrobiska górnicze w zaniechanych kopalniach węgla kamiennego rozpoczęcie budowy PMG Nowa Ruda o pojemności ~ 0,1 mld m 3 n (poszukiwanie inwestora) budowa nowych magazynów w wyeksploatowanych kopalniach węgla kamiennego ~ 0,9 mld m 3 n (inwestycje perspektywiczne - po zakończeniu eksploatacji węgla kamiennego) 53
Perspektywy rozbudowy pojemności magazynowych w Polsce Zawodnionie struktury geologiczne możliwość budowy nowych magazynów w zawodnionych strukturach geologicznych Polski Środkowej struktura Ponętowa ~ 14 mld m 3 n 54
Perspektywy wykorzystania struktur geologicznych w Polsce do sekwestracji CO 2 składowanie w poziomach wodonośnych (solanki): (+) duża pojemność (struktury geologiczne Polski Środkowej trias, jura, kreda skały okruchowe i węglanowe (-) słabo rozpoznane formacje zbiornikowe; składowanie w złożach ropy naftowej i gazu ziemnego: w eksploatowanych złożach ropy naftowej: (+) niskie koszty (intensyfikacja wydobywania ropy naftowej poprzez zatłaczanie CO 2 ), obecnie zatłaczanie kwaśnych gazów (H 2 S, CO 2 ) na złożach: Borzęcin i Kamień Pomorski, (-) ograniczona pojemność; w wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i gazu ziemnego: (+) sprawdzone zbiorniki (-) ograniczona pojemność; składowanie w pozabilansowych pokładach węgla kamiennego: (+) potencjalnie niskie koszty, (-) niedopracowana technologia. 55
Wtłaczanie CO 2 w struktury geologiczne to powrót węgla w miejsce skąd pochodzi 56
Wnioski Szybka poprawa bezpieczeństwa energetycznego Polski może bazować na: rozbudowie PMG Wierzchowice do pojemności ~ 3,5 mld m 3 n rozbudowie PMG Mogilno do pojemności ~ 0,8 mld m 3 n budowie PMG Kosakowo - 0,8 mld m 3 n przeprowadzeniu szczegółowych badań geologicznych w celu wytypowania dokładnej lokalizacji (projekty) pod budowę nowych podziemnych magazynów gazu ziemnego i ropy naftowej 57
Wnioski Szacunkowe perspektywy wykorzystania struktur geologicznych w Polsce do sekwestracji CO 2 1m 3 CO 2 zawiera około 0,6 kg C 1 tona C(CO 2 ) 1600m 3 CO 2 1 tona C(CO 2 ) 20 USD (?) Możliwości zmagazynowania CO 2 w strukturach geologicznych w Polsce wynoszą kilkadziesiąt mld ton = kilkaset lat emisji na obecnym poziomie = kilkaset mld USD? 58
22 Average temperature of August 1826-1990, Kraków, S Poland Celsius degrees 20 18 16 14 1820 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 1820 Anno Domini 1990 59
Podstawowe pojęcia PMG - podziemny magazyn gazu PMRiP - podziemny magazyn ropy i paliw Podziemny kawernowy magazyn gazu - magazyn w wysadzie solnym Pojemność czynna magazynu - przestrzeń w górotworze, w której można magazynować gaz bez naruszania poduszki gazowej Poduszka gazowa (bufor) - pozostawiony w złożu gaz, w celu utrzymania odpowiedniego ciśnienia w magazynie oraz zabezpieczenie pojemności czynnej przed niekorzystnym oddziaływaniem wód podścielających 60