Prognoza efektywnoœci ekonomicznej sekwestracji CO 2 w z³o u ropy naftowej



Podobne dokumenty
Ekonomika sekwestracji geologicznej CO 2 wz³o ach ropy naftowej

Jerzy Stopa*, Pawe³ Wojnarowski*, Piotr Kosowski*, Pawe³ Pyrzak* UWARUNKOWANIA TECHNICZNE I EKONOMICZNE SEKWESTRACJI CO 2 W Z O U ROPY NAFTOWEJ

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski*, Piotr Kosowski*

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski* ZASTOSOWANIE ODWIERTÓW MULTILATERALNYCH NA Z O ACH ROPY NAFTOWEJ W PÓ NEJ FAZIE EKSPLOATACJI

Piotr Kosowski*, Stanis³aw Rychlicki*, Jerzy Stopa* ANALIZA KOSZTÓW SEPARACJI CO 2 ZE SPALIN W ZWI ZKU Z MO LIWOŒCI JEGO PODZIEMNEGO SK ADOWANIA**

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Piotr Kosowski* PROGNOZA EKONOMIKI PODZIEMNEGO MAGAZYNOWANIA GAZU W POLSCE

Dynamika wzrostu cen nośników energetycznych

REGULAMIN ZADANIA KONKURENCJI CASE STUDY V OGOLNOPOLSKIEGO KONKURSU BEST EGINEERING COMPETITION 2011

Projektowanie procesów logistycznych w systemach wytwarzania

PRÓG RENTOWNOŚCI i PRÓG

Wyniki finansowe funduszy inwestycyjnych i towarzystw funduszy inwestycyjnych w 2011 roku 1

Mo liwoœci rozwoju podziemnych magazynów gazu w Polsce

Wp³yw sekwestracji geologicznej na koszty wytwarzania energii w elektrowniach wêglowych i gazowych

1. Wstêp... 9 Literatura... 13

gdy wielomian p(x) jest podzielny bez reszty przez trójmian kwadratowy x rx q. W takim przypadku (5.10)

Powszechność nauczania języków obcych w roku szkolnym

U M OWA DOTACJ I <nr umowy>

1.2. Dochody maj tkowe x. w tym: ze sprzeda y maj tku x z tytu u dotacji oraz rodków przeznaczonych na inwestycje

INDATA SOFTWARE S.A. Niniejszy Aneks nr 6 do Prospektu został sporządzony na podstawie art. 51 Ustawy o Ofercie Publicznej.

Gaz łupkowy w województwie pomorskim

SYMULACJA STOCHASTYCZNA W ZASTOSOWANIU DO IDENTYFIKACJI FUNKCJI GÊSTOŒCI PRAWDOPODOBIEÑSTWA WYDOBYCIA

W³adys³aw Duliñski*, Czes³awa Ewa Ropa*

Objaśnienia do Wieloletniej Prognozy Finansowej na lata

Załącznik Nr 2 do Uchwały Nr 161/2012 Rady Miejskiej w Jastrowiu z dnia 20 grudnia 2012

Zawory elektromagnetyczne typu PKVD 12 20

POMIAR STRUMIENIA PRZEP YWU METOD ZWÊ KOW - KRYZA.

Objaśnienia wartości, przyjętych do Projektu Wieloletniej Prognozy Finansowej Gminy Golina na lata

4. OCENA JAKOŒCI POWIETRZA W AGLOMERACJI GDAÑSKIEJ

Rys Mo liwe postacie funkcji w metodzie regula falsi

Krótkoterminowe planowanie finansowe na przykładzie przedsiębiorstw z branży 42

Formularz SAB-Q IV / 98

KOMISJA WSPÓLNOT EUROPEJSKICH. Wniosek DECYZJA RADY

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Chemiczny LABORATORIUM PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

ZASADY WYPEŁNIANIA ANKIETY 2. ZATRUDNIENIE NA CZĘŚĆ ETATU LUB PRZEZ CZĘŚĆ OKRESU OCENY

Czynniki wp³ywaj¹ce na koszty podziemnego magazynowania gazu

Innowacyjna gospodarka elektroenergetyczna gminy Gierałtowice

Sytuacja na rynkach zbytu wêgla oraz polityka cenowo-kosztowa szans¹ na poprawê efektywnoœci w polskim górnictwie

DWP. NOWOή: Dysza wentylacji po arowej

LOKATY STANDARDOWE O OPROCENTOWANIU ZMIENNYM- POCZTOWE LOKATY, LOKATY W ROR

2010 W. W. Norton & Company, Inc. Nadwyżka Konsumenta

Wersje zarówno przelotowe jak i k¹towe. Zabezpiecza przed przep³ywem czynnika do miejsc o najni szej temperaturze.

STUDIUM WYKONALNOŚCI INWESTYCJI PREZENTACJA WYNIKÓW

Prosty okres zwrotu (PP)

Kto poniesie koszty redukcji emisji CO2?

OŚWIADCZENIE O STANIE RODZINNYM I MAJĄTKOWYM ORAZ SYTUACJI MATERIALNEJ

Rachunek zysków i strat

Podatek przemysłowy (lokalny podatek od działalności usługowowytwórczej) :02:07

CONSUMER CONFIDENCE WSKAŹNIK ZADOWOLENIA KONSUMENTÓW W POLSCE Q3 2015

GRUPA KAPITAŁOWA POLIMEX-MOSTOSTAL SKRÓCONE SKONSOLIDOWANE SPRAWOZDANIE FINANSOWE ZA OKRES 12 MIESIĘCY ZAKOŃCZONY DNIA 31 GRUDNIA 2006 ROKU

Stanis³aw Rychlicki*, Jerzy Stopa*, Pawe³ Wojnarowski* MO LIWOŒCI REWITALIZACJI Z Ó ROPY NAFTOWEJ**

FZ KPT Sp. z o.o. Prognoza finansowa na lata

1. Od kiedy i gdzie należy złożyć wniosek?

SPRAWOZDAWCZOŚĆ FINANSOWA według krajowych i międzynarodowych standardów.

Satysfakcja pracowników 2006

Krótka informacja o instytucjonalnej obs³udze rynku pracy

ZMIANY NASTROJÓW GOSPODARCZYCH W WOJEWÓDZTWIE LUBELSKIM W III KWARTALE 2006 R.

U S T A W A. z dnia. o zmianie ustawy o ułatwieniu zatrudnienia absolwentom szkół. Art. 1.

ZAPYTANIE OFERTOWE (zamówienie publiczne dotyczące kwoty poniżej euro)

Prezentacja dotycząca sytuacji kobiet w regionie Kalabria (Włochy)

Warunki Oferty PrOmOcyjnej usługi z ulgą

Uchwała Nr XVII/501/15 Rady Miasta Gdańska z dnia 17 grudnia 2015r.

Metody wyceny zasobów, źródła informacji o kosztach jednostkowych

RZECZPOSPOLITA POLSKA. Prezydent Miasta na Prawach Powiatu Zarząd Powiatu. wszystkie

Uwarunkowania rozwoju miasta

WOJEWÓDZTWO DOLNO L SKIE

Informacja dotycząca adekwatności kapitałowej HSBC Bank Polska S.A. na 31 grudnia 2010 r.

Roczne zeznanie podatkowe 2015

Modelowanie œrodowiska 3D z danych pomiarowych**

Uczestnicy postępowania o udzielenie zamówienia publicznego ZMIANA TREŚCI SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

MOśLIWOŚCI REALIZACJI CCS W GRUPIE LOTOS Z WYKORZYSTANIEM ZŁÓś ROPY NAFTOWEJ NA BAŁTYKU C.D.

REGULAMIN STYPENDIALNY FUNDACJI NA RZECZ NAUKI I EDUKACJI TALENTY

SPRAWOZDANIE FINANSOWE

Terminy pisane wielką literą w niniejszym aneksie mają znaczenie nadane im w Prospekcie.

PL B1. PRZEMYSŁOWY INSTYTUT MOTORYZACJI, Warszawa, PL BUP 11/09

SPRAWOZDANIE RADY NADZORCZEJ IMPERA CAPITAL S.A.

Raport kwartalny z działalności emitenta

Korzyści energetyczne, ekonomiczne i środowiskowe stosowania technologii kogeneracji i trigeneracji w rozproszonych źródłach energii

Analiza sytuacji TIM SA w oparciu o wybrane wskaźniki finansowe wg stanu na r.

3.2 Warunki meteorologiczne

Rozdzia³ IX ANALIZA ZMIAN CEN PODSTAWOWYCH RÓDE ENERGII W LATACH ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLÊDNIENIEM DREWNA OPA OWEGO

Waldemar Szuchta Naczelnik Urzędu Skarbowego Wrocław Fabryczna we Wrocławiu

Zaproszenie. Ocena efektywności projektów inwestycyjnych. Modelowanie procesów EFI. Jerzy T. Skrzypek Kraków 2013 Jerzy T.

dr inż. Robert Geryło Seminarium Wyroby budowlane na rynku europejskim wymagania i kierunki zmian, Warszawa

Podziemne magazynowanie gazu jako element systemu bezpieczeñstwa energetycznego i rynku gazowego

Bilans w tys. zł wg MSR

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

RAPORT KWARTALNY za pierwszy kwartał 2012 r. Wrocław, 11 maj 2012 roku

ZAGADNIENIA PODATKOWE W BRANŻY ENERGETYCZNEJ - VAT

POSTĘP TECHNOLOGICZNY A STRUKTURA CZASU PRACY, KOSZTY I EFEKTYWNOŚĆ NAKŁADÓW W TRANSPORCIE WARZYW

Obowiązek wystawienia faktury zaliczkowej wynika z przepisów o VAT i z faktu udokumentowania tego podatku.

FUNDUSZE EUROPEJSKIE DLA ROZWOJU REGIONU ŁÓDZKIEGO

Modu³ wyci¹gu powietrza

Sprawozdanie. z realizacji budŝetu Związku Międzygminnego Wodociągów i Kanalizacji Wiejskich w Węgrowie za 2005r.

2. Ogólny opis wyników badania poszczególnych grup - pozycji pasywów bilansu przedstawiono wg systematyki objętej ustawą o rachunkowości.

UMOWA PARTNERSKA. z siedzibą w ( - ) przy, wpisanym do prowadzonego przez pod numerem, reprezentowanym przez: - i - Przedmiot umowy

Wynagrodzenia i świadczenia pozapłacowe specjalistów

Objaśnienia do Wieloletniej Prognozy Finansowej Gminy Nowa Ruda

UCHWAŁA NR RADY MIEJSKIEJ W ŁODZI z dnia

Opis przyjętych wartości do wieloletniej prognozy finansowej Gminy Udanin na lata

Transkrypt:

POLITYKA ENERGETYCZNA Tom 8 Zeszyt specjalny 2005 PL ISSN 1429-6675 Jerzy STOPA*, Pawe³ WOJNAROWSKI**, Piotr KOSOWSKI*** Prognoza efektywnoœci ekonomicznej sekwestracji CO 2 w z³o u ropy naftowej STRESZCZENIE. Problem zwiêkszonej, antropogenicznej emisji dwutlenku wêgla staje siê coraz powa niejszy. Pomimo braku ca³kowitego potwierdzenia hipotezy o globalnym ociepleniu, podejmowanych jest szereg prób ograniczenia emisji CO 2. W przypadku wprowadzenia administracyjnych nakazów znacznego ograniczenia emisji producenci energii elektryczne stan¹ przed koniecznoœci¹ separacji, przechwytywania i sk³adowania dwutlenku wêgla. W artykule przedstawiono wyniki uproszczonego modelowania komputerowego zat³aczania ca³ej emisji dwutlenku wêgla z jednej z polskich elektrociep³owni do z³o a ropy naftowej, oparte na œledzeniu zmian nasycenia gazem zat³aczanym wzd³u linii pr¹du, otrzymuj¹c prognozê wp³ywu zat³aczania CO 2 na wydobycie ropy naftowej. Przedstawiono równie wstêpna prognozê ekonomicznej efektywnoœci takiego procesu. Wstêpna analiza wskazuje na potencjaln¹, wysok¹ efektywnoœæ ekonomiczn¹ takiego przedsiêwziêcia, która jest jednak bardzo œciœle uzale niona od ceny ropy i kosztu wt³aczanego dwutlenku wêgla. S OWA KLUCZOWE: sekwestracja, eksploatacja ropy naftowej, efekt ekonomiczny, EOR Wprowadzenie Zagro enie efektem cieplarnianym, wywo³anym przez antropogeniczn¹ emisjê dwutlenku wêgla, choæ nie zosta³o ca³kowicie potwierdzone, wywo³uje coraz wiêksze zaintere- * Dr hab. in., ** Dr in. ***, Mgr in. Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydzia³ Wiertnictwa, Nafty i Gazu, Kraków; e-mail: stopa@agh.edu.pl, wojnar@agh.edu.pl, kosowski@agh.edu.pl Recenzent: doc. dr hab. in. Rados³aw TARKOWSKI 571

sowanie opinii publicznej, organizacji miêdzynarodowych i rz¹dów poszczególnych pañstw. Efektem tego zainteresowania s¹ próby zmniejszenia œwiatowej emisji dwutlenku wêgla, które w przypadku potwierdzenia siê hipotezy o efekcie cieplarnianym mog¹ przybraæ formê bezwzglêdnego nakazu administracyjnego. Obowi¹zek zmniejszenia lub wyeliminowania emisji w pierwszej kolejnoœci dotknie du e stacjonarne Ÿród³a, takie jak elektrownie i zak³ady przemys³owe, które w przewa aj¹cej mierze korzystaj¹ z wêgla, jako g³ównego paliwa. Niestety same udoskonalenia w technologiach spalania nie s¹ w stanie zapewniæ po ¹danych efektów. Konieczne jest opracowanie efektywnych technologii przechwytywania i sk³adowania dwutlenku wêgla pochodz¹cego z du ych, punktowych Ÿróde³ emisji. Jednym ze sposobów sk³adowania CO 2 jest sekwestracja w strukturach geologicznych. W tym celu wykorzystaæ mo na z³o a wêglowodorów, ³¹cz¹c zabieg sk³adowania dwutlenku wêgla z zaawansowanymi metodami eksploatacji ropy naftowej, co mo e przynieœæ dodatkowe korzyœci zwi¹zane ze zwiêkszeniem wydobycia. W artykule autorzy przedstawiaj¹ wyniki symulacji wt³aczania ca³kowitej emisji dwutlenku wêgla z jednej z polskich elektrociep³owni do jednego z polskich z³ó wraz z wstêpn¹, wariantow¹ ocen¹ ekonomiczn¹ takiej operacji. Sekwestracja geologiczna Idea przechwytywania CO 2 nie powsta³a w zwi¹zku z zagro eniem efektem cieplarnianym. W latach siedemdziesi¹tych ubieg³ego wieku powsta³o w USA kilka fabryk, maj¹cych na celu produkcjê czystego dwutlenku wêgla, który mia³ byæ wt³aczany do z³ó ropy naftowej w celu zwiêkszenia jej wydobycie. Spadek cen ropy w po³owie lat 80 uczyni³ to przedsiêwziêcie nieop³acalnym. W 1996 roku w Norwegii koncern Statoil uruchomi³ pierwszy komercyjny projekt sk³adowania CO 2, pochodz¹cego ze z³ó gazu ziemnego, który po przechwyceniu jest wt³aczany pod dno Morza Pó³nocnego. G³ówn¹ przyczyn¹ tej inwestycji jest, obowi¹zuj¹ca w Norwegii, bardzo wysoka op³ata za emisjê CO 2 do atmosfery [3]. Podziemne sk³adowanie CO 2 jest korzystne ze wzglêdu na du e pojemnoœci mo liwych magazynów a tak e ich ekologiczne bezpieczeñstwo. Separacja CO 2 z gazów spalinowych, kompresja, transport ruroci¹gami i sk³adowanie zwiêksza koszty produkowanej energii, ale w przypadku sk³adowania w z³o ach gazu ziemnego lub ropy naftowej mo e równie generowaæ znaczne przychody. Istotnym faktem mo e byæ równie zmniejszenie obci¹ eñ z tytu³u kar i op³at za emisjê, które przy narastaj¹cym problemie efektu cieplarnianego maj¹ znacznie wzrosn¹æ w najbli szych latach. ród³em przychodów mo e staæ siê te handel prawami do emisji, wynikaj¹cymi z porozumienia w Kyoto, które przy ograniczeniu w³asnej emisji mo na odsprzedaæ. Sk³adowanie geologiczne to proces, w którym CO 2 jest kompresowany, transportowany w stanie ciek³ym ruroci¹gami i wt³aczany pod ziemie. Miejscem sk³adowania mog¹ byæ m.in. wyeksploatowane z³o a gazu ziemnego i ropy naftowej, g³êbokie pok³ady wêgla oraz 572

pok³ady wêgla zawieraj¹ce metan. W tym przypadku CO 2 zwiêksza wydobycie gazu ziemnego, ropy naftowej lub metanu. Koncepcja sekwestracji CO 2 w wyeksploatowanych z³o ach gazu ziemnego i ropy naftowej jest logicznym nastêpstwem techniki zwiêkszania wydobycia opatentowanej w 1952 roku, która wykorzystywa³a p³ynny CO 2 do wt³aczania do z³ó. Wt³aczanie sprê onego CO 2 pod ziemie mo e odbywaæ siê do miejsc po³o onych na g³êbokoœci co najmniej 800 m, Sekwestracja geologiczna uwa ana jest za technologiê, która mo e byæ najszybciej rozwiniêta, poza tym istniej¹ miejsca gdzie zosta³a ju zastosowana. Geologiczne sk³adowanie CO 2 sk³ada siê z [9]: a) transportu ruroci¹gami na miejsce przechowywania, b) rekompresji w celu utrzymania odpowiedniego ciœnienia w ruroci¹gu lub osi¹gniêcia odpowiedniego ciœnienia dla wt³aczania, c) wt³aczania, d) monitorowania ruchu CO 2 w z³o u w czasie i po wt³aczaniu. Istniej¹ dobrze udokumentowane opcje geologiczne sekwestracji CO 2. Po pierwsze CO 2 mo e byæ u yty do zwiêkszania wydobycia ropy naftowej. Od wielu lat przemys³ wydobywczy wt³acza CO 2 do z³ó ropy naftowej. Wydobycie tego typu stanowi 0,3% œwiatowego wydobycia ropy naftowej. Czêœæ takich projektów wykorzystuje wytworzony przez cz³owieka (antropogeniczny) CO 2. W ten sposób nie tylko redukuje siê emisjê gazów cieplarnianych, ale równie otrzymuje znaczne korzyœci wynikaj¹ce ze zwiêkszonej produkcji ropy naftowej [6]. Po drugie, CO 2 mo e byæ równie wykorzystany do wydobycia metanu ze z³ó wêgla kamiennego, a tak e mo na go przechowywaæ w g³êbokich, nie nadaj¹cych siê do wydobycia pok³adach. Pok³ady wêgla przechowuj¹ CO 2 uwalniaj¹c metan. Po trzecie, CO 2 mo e byæ przechowywany w wyeksploatowanych z³o ach gazu ziemnego i ropy naftowej. Dwutlenek wêgla mo e byæ równie wt³aczany do g³êbokich poziomów wodonoœnych oraz innych, odpowiednich z geologicznego punktu widzenia, miejsc. Symulacje wt³aczania CO 2 w horyzonatlne poziomy wodonoœne pokazuj¹ bardzo woln¹ migracjê, mo e ona osi¹gn¹æ maksymalny promieñ kilku kilometrów od otworów wt³aczaj¹cych w ci¹gu kilku tysiêcy lat. Geologiczne opracowania s¹ bardzo wa nym elementem sekwestracji. Potrzebne jest zrozumienie relacji pomiêdzy poszczególnymi parametrami z³o a. Wa na jest równie analiza kierunków przemieszczania siê CO 2 w z³o u. Poniewa CO 2 ma tendencje do migrowania w górê bardzo istotna jest pewnoœæ, e nie wydostanie siê ze z³o a i bêdzie w nim uwiêziony prze odpowiednio d³ugo okres. Wyczerpane z³o a wêglowodorów s¹ bardzo dobrym miejscem sk³adowania, poniewa stanowi¹ geologiczne pu³apki i s¹ dobrze zbadane. 573

Obliczenia prognostyczne wp³ywu sekwestracji na proces eksploatacji ropy naftowej W fazie wstêpnej projektowania metod EOR (Enhanced Oil Recovery) zastosowanie znajduje uproszczony model wypierania oparty na œledzeniu zmian nasycenia p³ynem wypieraj¹cym wzd³u linii pr¹du bêd¹cych liniami stycznymi w ka dym punkcie do prêdkoœci przep³ywu p³ynów z³o owych [8]. Metoda ta jest szeroko stosowana do wstêpnych studiów poprzedzaj¹cych pe³n¹ symu- lacjê procesów wypierania zarówno w warunkach mieszania siê przep³ywaj¹cych p³ynów, jak i bez uwzglêdnienia zjawisk mieszania. W celu okreœlenia wp³ywu sekwestracji na produkcjê ropy naftowej zastosowano program CO 2 Prophet wykorzystuj¹cy metodê linii pr¹du. Program ten s³u y do modelowania procesów nawadniania i nagazowywania z³ó wêglowodorów i opracowany zosta³ przez firmê Texaco na zlecenie Departamentu Energii USA [1]. Obliczenia wykonano wykorzystuj¹c podstawowe w³asnoœci z³o a zbli one do jednego ze z³ó ropy naftowej znajduj¹cych siê na Ni u Polskim. Za³o ono ponadto zat³aczanie ca³ej emisji CO 2 z pobliskiej elektrociep³owni. W obliczeniach za³o ono, i zat³aczanie odbywaæ bêdzie siê jednym odwiertem, produkcja natomiast z wykorzystaniem 6 odwiertów, których wzajemn¹ lokalizacjê pokazano na rysunku 1. Przyjêto w³aœciwoœci modelowanego z³o a zawarte w tabeli 1. Rys. 1. Linie pr¹du miêdzy odwiertem zat³aczaj¹cym a eksploatacyjnymi Fig. 1. Streamlines between wells 574

TABELA 1. W³aœciwoœci z³o a przyjête do obliczeñ TABLE 1. Reservoir properties used in calculations Parametr Wartoœæ Parametr Wartoœæ Mi¹ szoœæ efektywna 9 m pocz¹tkowe nasycenie rop¹ 0,81 Porowatoœæ efektywna 12% pocz¹tkowe nasycenie wod¹ 0,12 Przepuszczalnoœæ 28 md pocz¹tkowe nasycenie gazem 0,07 Temperatura z³o owa 119,83 C wsp. objêtoœciowy ropy 1,4 Œrednie ciœnienie z³o owe 52,71 MPa wsp. lepkoœci dynamicznej 0,13 mpa s Minimalne ciœnienie mieszania 70 MPa wsp. Dykstra-Parsonsa 0,7 Gêstoœæ ropy w warunkach powierzchniowych Gêstoœæ ropy w warunkach z³o owych 0,798 g/cm 3 pocz¹tkowe zasoby ropy 6,5 mln m 3 0,486 g/cm 3 powierzchnia z³o a 10,3 km 2 Gêstoœæ wzglêdna gazu 0,8738 wydatek t³oczenia 646 000 Nm 3 /d Wielkoœæ wydobycia ze z³o a bez zastosowania metody EOR okreœlono na podstawie hiperbolicznej krzywej spadku wydobycia [4] w postaci: qi qt () = ( + na t) 1 1 n i gdzie: q i wydobycie pocz¹tkowe, t czas, n sta³a liczbowa, a i wspó³czynnik tempa spadku wydobycia, q(t) zmiana wydobycia w czasie. Zale noœæ t¹ stosuje siê w przypadku z³ó, gdzie znaczny udzia³ w wydobyciu ma energia pochodz¹ca z rozpuszczonego w ropie gazu. Wartoœci wspó³czynników n i a i dobrano tak, aby wydobycie ze z³o a po okresie 20 lat nie przekroczy³o 15% ca³kowitych zasobów ropy w z³o u, co jest, wed³ug literatury, wartoœci¹ graniczn¹ wspó³czynnika sczerpania, jak¹ mo na uzyskaæ w przypadku stosowania metod pierwotnych eksploatacji ropy [7]. Rysunek 1 przedstawia wygenerowane linie pr¹du miêdzy odwiertem zat³aczaj¹cym a odwiertami produkcyjnymi. Na rysunkach 2 5 przedstawiono wyniki obliczeñ. Jak widaæ z rysunku 3, zat³aczany gaz zaczyna pojawiaæ siê w odwiertach eksploatacyjnych po oko³o 1 roku prowadzenia zat³aczania. Jest to spowodowane du ¹ niejednorodnoœci¹ z³o a na skutek zeszczelinowania. W pocz¹tkowym okresie eksploatacji daje siê zauwa yæ bardzo du y przyrost wydobywanej ropy w porównaniu z szacowanym wydobyciem bez stosowania zat³aczania. W dalszej fazie eksploatacji zaobserwowaæ mo na 575

Rys. 2. Procent pocz¹tkowych zasobów geologicznych ropy (original oil in place OOIP) wydobytej podczas zat³aczania w funkcji czasu Fig. 2. Percent of original oil in place produced in time Rys. 3. Procent objêtoœci zat³oczonego gazu uzyskany z odwiertów eksploatacyjnych w funkcji czasu Fig. 3. Percent of injected gas produced in time stopniowy spadek wydobycia, jednak e w ca³ym prognozowanym okresie zat³aczanie gazu zapewnia wydajnoœæ ropy na poziomie wy szym od wydobycia metodami konwencjonalnymi. Koñcowy wspó³czynnik odropienia wynosi w tym przypadku oko³o 33 %, dla eksploatacji metodami pierwotnymi natomiast 14%. Dziêki zastosowaniu metody EOR uzyskuje siê ponad dwukrotny przyrost wspó³czynnika odropienia z³o a. 576

Rys. 4. Prognozowane wydobycie ropy w czasie Fig. 4. Forecast for oil production (primary and EOR) Rys. 5. Skumulowane wydobycie ropy w czasie Fig. 5. Cumulated oil production (primary i EOR) Problem dwutlenku wêgla wydobywanego wraz z rop¹, mo e zostaæ rozwi¹zany poprzez jego separacjê oraz wt³aczanie do innej kumulacji z³o a, gdzie tak e wp³ynie na zwiêkszenie produkcji, lub do zawodnionej czêœci z³o a. W analizie ekonomicznej ten aspekt zosta³ pominiêty. 577

Analiza ekonomiczna procesu sekwestracji do przyk³adowego z³o a ropy naftowej W razie koniecznoœci geologicznej sekwestracji dwutlenku wêgla, pochodz¹cego z du- ych, stacjonarnych Ÿróde³, podstawowym problemem bêdzie sfinansowanie takiej operacji. Najdro szym elementem procesu sekwestracji jest separacja i przechwytywanie dwutlenku wêgla ze spalin. Wed³ug Ÿróde³ literaturowych [2] koszt separacji CO 2 mo e wahaæ siê od 20 do nawet 70 USD za tonê, koszt póÿniejszego transportu i wt³aczania jest zdecydowanie ni szy i waha siê od 5 do 15 USD na tonê CO 2. Bardzo interesuj¹ca z punktu widzenia du ego emitenta mo e okazaæ siê wiêc wspó³praca z sektorem naftowym, który posiada nale yt¹ wiedze z zakresu podziemnego sk³adowania gazów. Wspó³praca ta mo e przybieraæ ró ne formy, m.in. mo e polegaæ na sprzeda y firmie naftowej CO 2, wykorzystywanego w procesie ulepszonego wydobycia ropy naftowej czy gazu ziemnego lub na wspólnym przeprowadzeniu takiego przedsiêwziêcia. W niniejszym artykule zosta³a przeprowadzona wstêpna analiza procesu zat³aczania ca³ej emisji dwutlenku wêgla z jednej z polskich elektrociep³owni do pobliskiego z³o a. Emisja ta wynosi 646 tys. Nm 3 CO 2 dziennie, czyli oko³o 235,79 mln Nm 3 CO 2, a za³o ony okres wt³aczania to 15 lat. Pozosta³e za³o enia projektu przedstawiaj¹ tabele 2i3. Przyjêto równie trzy warianty ceny ropy naftowej 40, 50 i 60 USD za bary³kê oraz piêæ wariantów ceny zat³aczanego dwutlenku wêgla odpowiednio 30, 40, 50, 60 i 70 USD za tonê CO 2. W analizie ekonomicznej pod uwagê brane s¹ tylko te przychody i te koszty, które wynikaj¹ z projektu wt³aczania dwutlenku wêgla do z³o a i zwiêkszonej z tego powodu produkcji, której wielkoœæ okreœlono opisan¹ wczeœniej metod¹ symulacji komputerowej. Kosztów i przychodów, które by³yby ponoszone i osi¹gane bez tego projektu analiza nie obejmuje. TABELA 2. Nak³ady inwestycyjne [USD] TABLE 2. Investments [USD] Instalacja separacji 2 000 000 Sprê arka 6 000 000 Ruroci¹g 5 000 000 Rekonstrukcja otworu 2 000 000 Pozosta³e wydatki 2 000 000 Suma 17 000 000 ród³o: [5] 578

TABELA 3. Za³o enia analizy TABLE 3. Project data Koszty zmienne wydobycia ropy [ z³/mg] 200 Koszty sta³e [z³/rok] 1 500 000 Stopa dyskontow [%] 10 Stawka amortyzacji [%] 7 Stawka op³aty koncesyjnej [ z³/mg] 25 Czas trwania inwestycji [lata] 15 Stawka podatku dochodowego 0,19 TABELA 4. Wyniki analizy ekonomicznej TABLE 4. Results of economic evaluation Cena ropy 40 USD/bbl (805 z³/m 3) 50 USD/bbl (1006 z³/m 3 ) 60 USD/bbl (1208 z³/m 3 ) Cena zat³oczonego CO 2 = 189,79 z³/tys m 3 (30 USD/tona) NPV [z³] 172 203 166 332 517 044 491 936 058 NPVR [%] 10,13 19,56 28,94 Okres zwrotu zdysk.[lata] 0,17 0,12 0,09 MIRR [%] 19,52 26,95 33,88 Cena zat³oczonego CO 2 = 253,06 z³/tys m 3 (40 USD/tona) NPV [z³] 69 883 099 232 318 202 393 531 707 NPVR [z³] 4,11 13,67 23,15 Okres zwrotu zdysk.[lata] 0,19 0,13 0,1 MIRR [z³] 13,35 19,98 25,87 Cena zat³oczonego CO 2 = 316,32 z³/tys m 3 (50 USD/tona) NPV [z³] 34 586 186 130 319 565 293 251 415 NPVR [%] 2,03 7,67 17,25 Okres zwrotu zdysk.[lata] 0,21 0,14 0,1 MIRR [%] 8,53 14,95 20,3 Cena zat³oczonego CO 2 = 379,58 z³/tys m 3 (60 USD/tona) NPV [z³] 140 654 830 26 315 120 19 146 467 NPVR [%] 8,27 1,55 11,26 Okres zwrotu zdysk.[lata] 0,25 0,15 0,11 MIRR [%] 4,53 10,9 16,06 Cena zat³oczonego CO 2 = 442,85 z³/tys m 3 (70 USD/tona) NPV [z³] 247 076 632 78 375 209 88 022 651 NPVR [%] 14,53 4,61 5,18 Okres zwrotu zdysk.[lata] 0,3 0,17 0,12 MIRR [%] 0,85 7,5 12,55 579

Analiza przeprowadzona zosta³a metod¹ zdyskontowanych przep³ywów pieniê nych i w jej trakcie dla ka dego z wariantów ceny ropy naftowej i wt³aczanego dwutlenku wêgla obliczono wskaÿniki: NPV (wartoœæ zaktualizowana netto), NPVR (stosunek NPVdo zdyskontowanej wielkoœci nak³adów inwestycyjnych),zdyskontowany okres zwrotu oraz MIRR (zmodyfikowan¹ wewnêtrzna stopê zwrotu). Nie wykorzystano popularnego wskaÿnika IRR (wewnêtrzna stopa zwrotu) ze wzglêdu na fakt, i w analizowanym projekcie wystê- Rys 6. NPV projektu wt³aczania CO 2 dla ceny ropy naftowej 40 USD/bary³ka i poszczególnych wariantów ceny CO 2 Fig. 6. NPV of the project for the crude oil price USD 40/bbl Rys 7. NPV projektu wt³aczania CO 2 dla ceny ropy naftowej 50 USD/bary³ka i poszczególnych wariantów ceny CO 2 Fig. 7. NPV of the project for the crude oil price USD 50/bbl 580

puj¹ w póÿniejszych latach ujemne przep³ywy finansowe. W takim przypadku wielomian NPV = 0, z którego otrzymujemy wartoœæ IRR ma wiele rozwi¹zañ, co znacznie utrudnia interpretacjê i podaje w w¹tpliwoœæ praktyczne wykorzystanie tego wskaÿnika. W tej sytuacji zamiast IRR stosuje siê zmodyfikowan¹ wewnêtrzna stopê zwrotu MIRR. Wyniki analizy przedstawia tabela 4 oraz rysunki 6 9, Rys 8. NPV projektu wt³aczania CO 2 dla ceny ropy naftowej 60 USD/bary³ka i poszczególnych wariantów ceny CO 2 Fig. 8. NPV of the project for the crude oil price USD 60/bbl Rys 9. Wra liwoœæ NPV na zmianê parametrów projektu dla ceny ropy naftowej 40 USD/bary³ka i ceny CO 2 50 USD/Mg Fig. 9. Sensivity of NPV for the crude oil price USD 40/bbl and the CO 2 price 50/Mg 581

Analiza wskazuje na bardzo wysoka op³acalnoœæ inwestycji w przypadku wysokich cen ropy 50 i 60 USD/bbl. Dla ceny na poziomie 60 USD/bbl op³acalne s¹ wszystkie warianty ceny dwutlenku wêgla. Dla ceny ropy naftowej na poziomie 50 USD/bbl projekt jest nieop³acalny tylko dla najwy szej ceny CO 2. W przypadku najni szej, zak³adanej ceny ropy 40 USD/bbl projekt jest op³acalny tylko dla dwóch najni szych wariantów ceny dwutlenku wêgla 30 i 40 USD/Mg. Nale y zwróciæ jednak uwagê na to, e ka dy z nieop³acalnych wariantów po odpowiednim skróceniu okresu eksploatacji sta³by siê op³acalny, co widaæ na rysunkach 6 8. Skrócenie czasu eksploatacji wp³ynê³oby zreszt¹ pozytywnie na op³acalnoœæ wszystkich wariantów. Spowodowane jest to bardzo du ym wzrostem wydobycia w pocz¹tkowym okresie, w którym wypracowane zostaje wiêkszoœæ zysków i niewielk¹ nadwy ka w nastêpnych latach powoduj¹c¹ straty (rys. 4). Skrócenie okresu eksploatacji jest korzystne z punktu widzenia firmy naftowej, jednak zupe³nie nieop³acalne ze wzglêdu na interes emitenta dwutlenku wêgla oraz cele inwestycji, maj¹cej na celu ograniczenie emisji dwutlenku wêgla do atmosfery. Analiza wra liwoœci wskazuje na bardzo du ¹ zale noœæ wielkoœci NPV od ceny ropy naftowej oraz ceny wt³aczanego dwutlenku wêgla. Wp³yw kosztów sta³ych oraz zmiennych (oprócz ceny CO 2 ) na wielkoœæ NPV jest niewielki. Wnioski Wspó³praca du ych, stacjonarnych emitentów dwutlenku wêgla z sektorem naftowym, mo e okazaæ siê niezbêdna w przypadku potwierdzenia siê hipotezy o globalnym ociepleniu, wynikaj¹cym z antropogenicznej emisji CO 2. Nakazy administracyjne, dotycz¹ce zmniejszenia emisji CO 2, które mog¹ zastaæ wprowadzone, zmusz¹ emitentów do przechwytywania i sk³adowania dwutlenku wêgla. Naturalnym partnerem w takim przypadku stanie siê sektor naftowy, dysponuj¹cy wiedz¹ dotycz¹c¹ sk³adowania gazów w podziemnych strukturach geologicznych. Wspó³praca ta mo e byæ równie bardzo korzystna dla tych firm ze wzglêdu na mo liwoœæ wykorzystania sk³adowanego dwutlenku wêgla do zwiêkszenia wydobycia ropy naftowej i gazu ziemnego, co zosta³o wykazane we wstêpnej analizie przedstawionej w rtykule. Mo e wyst¹piæ jednak konflikt interesów emitentów, którym zale y na jak najd³u szym sk³adowaniu dwutlenku wêgla po jak najni szym koszcie (najwy szym zysku) oraz firmy naftowej, k³ad¹cej nacisk na optymalizacje swoich w³asnych wyników ekonomicznych. Przyk³ad takiej sytuacji wystêpuje w analizowanym przez nas przyk³adzie. Nale y w takim przypadku przyj¹æ najbardziej odpowiedni dla wszystkich model rozliczania kosztów i zysków takiej inwestycji, bior¹c pod uwagê nadrzêdny cel, jakim jest ochrona œrodowiska naturalnego przed globalnym ociepleniem. Artyku³ opracowano w ramach badañ w³asnych 582

Literatura [1] DOBITZ J.K., PRIEDITIS J., 1994 A Stream Tube Model for the PC, SPE/DOE 27750. [2] KOSOWSKI P., RYCHLICKI St., STOPA J., 2005 Analiza kosztów separacji CO 2 ze spalin w zwi¹zku z mo liwoœci¹ jego podziemnego sk³adowania. Wiertnictwo, Nafta, Gaz. 2005 R. 22/1 s. 205 210. [3] NUMMEDAL D., TOWLER B., MASON Ch., MYRON A., 2003 Enhanced oil recovery in Wyoming prospects and challenges. University of Wyoming. [4] SLIDER H.C., 1983 Worldwide Practical Petroleum Reservoir Engineering Methods, PennWell Publishing Company, Tulsa. [5] STOPA J., RYCHLICKI St., WOJNAROWSKI P., KOSOWSKI P., 2004 Prognoza efektywnoœci wt³aczania gazu do z³o a ropy naftowej. Polityka Energetyczna t. 7, z. spec., s. 321 333, Wyd. IGSMiE PAN, Kraków. [6] STOPA J., RYCHLICKI St., KOSOWSKI P., 2004 Ekonomiczne aspekty stosowania ulepszonych metod eksploatacji z³ó ropy naftowej. Prace Instytutu Nafty i Gazu ; nr 130 wyd. konferencyjne, s. 509 513, INiG, Kraków. [7] STOSUR G.J., 2003 EOR: Past, present and what the next 25 years may bring. SPE 84864. [8] TODD M.R., LONGSTAFF W.J., 1972 The Development, Testing, and application of a numerical simulator for predicting miscible flood performance. SPE 3484. [9] ZEKRI A.Y., 2000 Economic evaluation of enhanced oil recovery. SPE 64727. Jerzy STOPA, Pawe³ WOJNAROWSKI, Piotr KOSOWSKI Forecast of economic effectivity of CO 2 sequestration in oil reservoir Abstract Problem of anthropogenic emission of carbon dioxide becomes more and more serious. The hypothesis of global warming is not fully confirmed but many efforts are taken to decrease emission of CO 2. In the case of administrative decision of reduction of CO 2 emission, energy producers will have to separate, capture and storage carbon dioxide. The paper presents results of simplified computer modeling based on the streamline model of CO 2 injection into an oil reservoir. During this simulation total emission from one of the polish heat and power stations is being injected into an oil reservoir. Basic economic evaluation of the simulation results shows that such project may be profitable and the feasibility of such projects depends mainly on the crude oil price and the costs of injected carbon dioxide. KEY WORDS: sequestration, oil exploitation, economic effectivity, EOR 583