Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r. , Prawo geologiczne i górnicze · PDF filestruktur geologicznych w Polsce do sekwestracji CO 2. 56 Wtłaczanie CO 2 w struktury geologiczne to powrót

2

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 doprowadzenia 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.

Możliwości podziemnego magazynowania gazu i

ropy naftowej oraz sekwestracji CO2

w Polsce

Prezentuje: prof. dr hab. Mariusz-Orion Jędrysek

Podsekretarz Stanu, Główny Geolog Kraju

4

Bezpieczeństwo energetyczne

Protokół z Kioto i handel emisjami

Omnes vivum ex OvoWszystko co żywe – z jajaWilliam Harvey 1652

Wszystko co żywe – z węgla

5

6

Age curves for isotopes of S, C and Sr through Phanerozoic time

7

8

Koncesje udzielone przez Ministra Środowiska, na tle mapy bloków koncesyjnych MŚ na poszukiwanie i rozpoznawanie złóż węglowodorów w Polsce

9

10

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

11

HELPolska – 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)

Działąjące obecnie PMG na tle sieci głównych gazociągów i ropociągów w Polsce

Fig.5

1

3

2

4

5

6Aktualnie czynne PMG(pojemności - mld m3n,

litologia)

12

0,150,400,060,090,410,50

piaskowce, miocen

- sól kamienna, cechsztyn- dolomity, cechsztyn

ropociągi

gazociągigaz wysokometanowy

gaz zaazotowany

1313

Czynne podziemne magazyny

STAN AKTUALNY

14

Schematyczny przekrój przez złoże z poduszką gazową

15

Typy struktur geologicznychwydzielonych pod kątem podziemnego

magazynowania gazu i ropyoraz sekwestracji CO2

• Wyczerpane złoża ropy naftowej i gazu ziemnego

• Struktury solne i pokładowe złoża soli kamiennej

• Podziemne wyrobiska górnicze -zaniechane kopalnie węgla kamiennego

• Zawodnionie struktury geologiczne

PMG w złożach ropy naftowej

i gazu ziemnego

17Uniwersytet Warszawski, OG Petroleum Consulting

Przestrzeń porowa w piaskowcu wypełniona

Złoże gazu ziemnego i ropy naftowej Stężyca

gazem ziemnym i ropą naftową

stezyca4

Gaz / ropa

18Uniwersytet Warszawski, OG Petroleum Consulting

stezyca4

Złoże gazu ziemnego Mełgiew

Gaz / ropa

Przestrzeń porowa międzykrystaliczna

w dolomicie krystalicznym Złoże gazu ziemnego Mełgiew

19

- czwartorzęd + trzeciorzęd

- retyk + kajper

- wapień muszlowy

- ret

- pstry piaskowiec śr+dolny

- cechsztyn

odwiert poziomy

ośrodekgrupowy

ośrodekcentralny

kolektor magazynowy

PMG Wierzchowice PMG Wierzchowice –– obiekty obiekty napowierzchniowenapowierzchniowez przekrojem struktury geologicznejz przekrojem struktury geologicznej

ośrodekgrupowy

gazociągi złożowe

19~ 8000 m

~ 15

00 m

20

ZŁOŻE GAZU ZIEMNEGO BONIKOWO

MAPA STRUKTURALNA STROPU WAPIENIA CECHSZTYŃSKIEGO

ORAZ PRZEKRÓJ GEOLOGICZNY

skala 1 : 25 000stan na 1.01.2002

21

Lokalizacjafragmentu zdjęcia sejsmicznego 3D w rejonie Bonikowa

22

strop Ca1

spąg Ca1AIporowatośćprzepuszczalność

23

OPTYMALNA STREFA DLA CELÓW PMG NA ZŁOŻU BONIKOWO

objętość przestrzeni porowej 1.04 mln m3

ilość zmagazynowanego gazu 260 mln m3

2424

Czynne podziemne magazyny

PERSPEKTYWY ROZBUDOWY ISTNIEJĄCYCH I BUDOWY NOWYCH PMGW SCZERPANYCH ZŁOŻACH ROPY NAFTOWEJ I GAZU ZIEMNEGO

25

Wizualizacje opracowane przez Konsorcjum TG Piecobiogaz

PMG WierzchowicePMG Wierzchowice–– wizualizacja wyposawizualizacja wyposażżenia enia napowierzchniowegonapowierzchniowego

24

26

27

Podziemne magazynowanie CO2 wraz z intensyfikacją wydobycia węglowodorów

Instytut Gospodarki SurowcamiMineralnymi i Energią

Polskiej Akademii Nauk

28

Koncepcja podziemnego magazynowania CO2



PMGw strukturach solnych i złożach soli kamiennej

30

Cechsztyńskie struktury solne w Europie

31

Modelowanie powstania struktur solnych

32Podziemne wyrobisko w kopalni soli

33WYSAD SOLNY MOGILNO

wg P. Krzywiec, 2005

OBRAZ SEJSMICZNY WYSADU SOLNEGO

34

Model cyfrowy komór magazynowych w wysadzie solnym

35

3636

PERSPEKTYWY ROZBUDOWY ISTNIEJPERSPEKTYWY ROZBUDOWY ISTNIEJĄĄCYCH I BUDOWY NOWYCH PMGCYCH I BUDOWY NOWYCH PMGW ZW ZŁŁOOŻŻACH POKACH POKŁŁADOWYCH I STRUKTURACH SOLNYCHADOWYCH I STRUKTURACH SOLNYCH

PMGw wyrobiskach górniczych

w zaniechanych kopalniach węgla kamiennego

38

Podziemne magazynowanie CO2w pokładach węgla



3943

PERSPEKTYWY BUDOWY NOWYCH PMGW ZANIECHANYCH KOPALNIACH WĘGLA KAMIENNEGO

40

KATOWICE

BOLESŁAW ŚMIAŁY

BORYNIA

HALEMBA

JANKOWICE

KNURÓW

KRUPIŃSKI

MAKOSZOWY

MARCEL

POKÓJ

RYDUŁTOWY

SOŚNICA

SZCZYGŁOWICE

BUDRYK

BIELSZOWICE

ANNA

ZOFIÓWKA

JANINA

ZGE SOBIESKI-JAWORZNO III

PIAST

WESOŁA

WIECZOREK

ZIEMOWIT

MYSŁOWICE

BRZESZCZE

SILESIA

POLSKA-WIREK

-KLEOFAS

MURCKI

WUJEKŚLĄSK

BYTOM IIIBYTOM I

CENTRUMPIEKARY

BRZEZINYBYTOM II

KAZIMIERZ-JULIUSZ

STASZIC

PNIÓWEK

CHWAŁOWICE

JAS-MOS

JADWIGA 2

PORĄ

BKA-

KLIMO

NTOW

POWSTAŃCÓW

ROZBARK

BOBREK-MIECHOWICE

DĘBIEŃSKO

GLIWICE

CENT

RUM-

ŻORY

SZOM

BIERK

IJADWIGA

MORCINEK

ANDALUZJAGRODZIEC

JOWISZ

NIWKA-

PARYŻ

SIERSZA

SIEMIANOWICE

JAN KANTY

SATURN

SOSNOWIEC

MODRZEJÓW

ROZALIA

WOJKOWICE

BARB

ARA-C

HORZ

ÓW

ŚLĄSKICHJULIAN

PSTROWSKIŚLĄSK

MATYLDA

(doswiad.)BARBARA

(CZECZOTT)

(RYMER)

(1 MAJA)

(MOSZCZENICA)

(PORĘBA) (WAWEL)(POLSKA)

(KATO

WICE

)

Rys.3.10. Rozmieszczenie kopalń w wydzielonychregionach geologicznych

Region północny:

kopalnie czynne

kopalnie zamknięte

Region zachodni i południowo-zachodni:

kopalnie czynne

kopalnie zamknięte

Region wschodni:

kopalnie czynne

kopalnie zamknięte

REPUBLIKA CZESKA

0 3 6 9 12 15 km

KATOWICEKATOWICE

BYTOM II

ROZBARK

-KLEOFASKATOWICE

41Podziemne wyrobisko w kopalni węgla kamiennego

42Podziemne wyrobisko w kopalni węgla kamiennego

PMGw zawodnionych strukturach geologicznych (jury / kredy)

Polska Środkowa

4448

PERSPEKTYWY BUDOWY NOWYCH PMGW ZAWODNIONYCH STRUKTURACH GEOLOGICZNYCH JURY / KREDY

45

Podziemne magazynowanie CO2w poziomach wodonośnych



46

47

PodsumowanieStan obecny - pojemności magazynowe gazu ziemnego w Polsce:

6 czynnych podziemnych magazynów gazu o łącznej pojemności ~ 1,5 mld m3

n

Umożliwiają zgromadzenie zapasów gazu ziemnego na 40 dni (11% rocznego zużycia

Polski)

48

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)

49

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

50

Szacunkowe koszty budowy podziemnych magazynów pojemności 0,5 mld m3

n:– w sczerpanych złożach węglowodorów: 25 – 125 mln USD

(0,05-0,25 USD na utworzenie 1 m3 pojemności magazynowej),

– w strukturach solnych (kawernowy) – wykonanie serii komór gdy każda komora ma poj. ok. 60 mln m3

n - koszt 10 mln USDza 1 komorę, koszt budowy komór stanowi 25% całej inwestycji (reszta to koszt instalacji napowierzchniowej), 0,7USD na utworzenie 1 m3 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 m3

pojemności magazynowej).

51

rozbudowa PMG Wierzchowice(obecnie 0,5 mld m3

n) do pojemności ~ 3,5 mld m3

n

budowa nowych magazynów w złożach ropy naftowej i gazu ziemnego (Tuligłowy, Tarnów, Bonikowo, Daszewo) ~ 6,5 mld m3

n

• W złożach ropy naftowej i gazu ziemnego:

Perspektywy rozbudowy pojemności magazynowych w Polsce

52

• W strukturach solnych i pokładowych złożach soli kamiennej

Przygotowania do rozbudowy PMG Mogilno do pojemności ~ 0,8 mld m3

n

Udzielono koncesji MŚ i zezwolenia na zrzut solanki do zatoki Puckiej rozpoczęcie budowy PMG Kosakowo - 0,8 mld m3

n

Budowa nowych magazynów w pokładowych złożach soli kamiennej oraz strukturach solnych ~ 57 mld m3

n


53

• Wyrobiska górnicze w zaniechanych kopalniach węgla kamiennego

rozpoczęcie budowy PMG Nowa Ruda o pojemności ~ 0,1 mld m3

n

(poszukiwanie inwestora)budowa nowych magazynów w wyeksploatowanych kopalniach węgla kamiennego ~ 0,9 mld m3

n

(inwestycje perspektywiczne - po zakończeniu eksploatacji węgla kamiennego)


54

• Zawodnionie struktury geologiczne

możliwość budowy nowych magazynów w zawodnionych strukturach geologicznych Polski Środkowej

struktura Ponętowa ~ 14 mld m3n


55

• składowanie w poziomach wodonośnych (solanki):(+) – duża pojemność (struktury geologiczne PolskiŚrodkowej –trias, jura, kreda – skały okruchowe iwęglanowe(-) – słabo rozpoznane formacje zbiornikowe;

• składowanie w złożach ropy naftowej i gazuziemnego:– w eksploatowanych złożach ropy naftowej:

(+) – niskie koszty (intensyfikacja wydobywaniaropy naftowej poprzez zatłaczanie CO2),obecnie zatłaczanie kwaśnych gazów (H2S,CO2) na złożach: Borzęcin i Kamień Pomorski,

(-) – ograniczona pojemność;– w wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i gazu

ziemnego:(+) – sprawdzone zbiorniki(-) – ograniczona pojemność;

• składowanie w pozabilansowych pokładach węglakamiennego:(+) – potencjalnie niskie koszty,(-) – niedopracowana technologia.

Perspektywy wykorzystania struktur geologicznych w Polsce

do sekwestracji CO2

56

Wtłaczanie CO2 w struktury geologiczne to powrót węgla w miejsce skąd pochodzi

57

• WnioskiSzybka poprawa bezpieczeństwa

energetycznego Polski może bazować na:

rozbudowie PMG Mogilno do pojemności ~ 0,8 mld m3n

budowie PMG Kosakowo - 0,8 mld m3n

rozbudowie PMG Wierzchowice do pojemności ~ 3,5 mld m3n

przeprowadzeniu szczegółowych badań geologicznych w celu wytypowania dokładnej lokalizacji (projekty) pod budowę nowych podziemnych magazynów gazu ziemnego i ropy naftowej

58

WnioskiSzacunkowe perspektywy wykorzystania struktur geologicznych w Polsce do sekwestracji CO2

1m3 CO2 zawiera około 0,6 kg C1 tona C(CO2) – 1600m3 CO2

1 tona C(CO2) – 20 USD (?)

• Możliwości zmagazynowania CO2 w strukturach geologicznych w Polsce wynoszą kilkadziesiąt mld ton = kilkaset lat emisji na obecnym poziomie = kilkaset mld USD?

59

Average temperature of August1826-1990, Kraków, S Poland

1820 1830 1840 1850 1860 1870 1880 1890 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990

1820 Anno Domini 1990

14

16

18

20

22C

elsi

us d

egre

es

60

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

Documents

Ustawa z dnia 4 lutego 1994 r. , Prawo geologiczne i górnicze · PDF filestruktur geologicznych w Polsce do sekwestracji CO 2. 56 Wtłaczanie CO 2 w struktury geologiczne to powrót