EUROMAGAZYNY GAZU
Roman Reinish
Obserwowany w Europie w ostatnim okresie czasu rozwój gazociągów przesyłowych, zwłaszcza o charakterze między kontynentalnym oraz rozbudowa gazociągów tranzytowych jest czynnikiem decydującym o rozwoju bazy podziemnych magazynów gazu (PMG). W sąsiedztwie i wzdłuż trasy takich gazociągów buduje się PMG z wielu względów: dla bezpieczeństwa, dla gwarancji nieprzerwanych dostaw gazu ziemnego, dla uzyskania optymalnych parametrow technicznych i technologicznych, dla uzyskania najlepszych efektów ekonomicznych itd. Powyższe czynniki wymagają przeznaczenia znacznych środków inwestycyjnych dla przygotowania i zaadoptowania obiektów przydatnych dla celów PMG, znajdjących się w pobliżu tych gazociągów, zwłaszcza gazociągów tranzytowych. Tranzyt jednoznacznie stymuluje rozwój bazy PMG w krajach przez obszar których przebiega trasa gazociągów tranzytowych.
Najkorzystniejszymi i najbardziej efektywnymi dla celów PMG są obiekty czerpanych złóż gazu ziemnego lub struktur zawodnionych. Magazyny gazu tego typu powinny posiadać odpowiednio potrzebną dla tranzytu pojemność aktywną, najczęściej na poziomie kilku mld m3. Doprowadzenie gazu ziemnego na kontynent europejski ze złóż gazowych występujących w rejonie Morza Północnego spowodowalo szybką budowę magazynów gazu w NE części Europy, gdzie w okresie 3-4 lat zbudowano i oddano do dyspozycji europejskiego systemu gazociagów przesyłowych podziemne magazyny gazu o pojemności kilku mld m3.
Pod koniec XX wieku zakończono budowę i rozpoczęto eksploatację "wielkiej rury" tranzytowej Jamał - Europa (trasa bardziej północna biegnąca przez Białoruś i Polskę) nie zapewniając budowy magazynów gazu wzdłuż całego gazociągu tranzytowego, które z wielu względów powinny być wybudowane. Z uwagi na budowę geologiczną "Centralnej Płyty Rosyjskiej" brak jest magazynów gazu w pobliżu trasy gazociagu tranzytowego. Ostatnie magazyny gazu dla tego gazociągu znajdują się w rejonie Torschek, a następne na obszarze Polski, ponieważ nadbużańska struktura zawodniona w świetle ostatnich badań nie jest jeszcze przygotowana jako obiekt dla celów PMG. Proponowana zmiana trasy drugiej jamalskiej nitki może przebiegać w pobliżu obiektów przydatnych dla celów PMG w rejonie centralnej Polski, szczególnie obiektów typu porowego lub porowo-szczelinowego jak np. sczerpane złoża gazu zaazotowanego lub struktury zawodnione. W tych ostatnich obiektach wystepuja doskonałe własności zbiornikowe preferujace struktury zawodnione do adaptacji na PMG (np. strukturzy zawodnione Drobin, Gostynin i Tuszyn, na tym ostatnim obiekcie stwierdzono przepuszczalność piaskowcow ok. 9850 mD). W zachodniej części Polski wystują sczerpane złoża gazu, przydatne na magazyny gazu o dużych pojemnościach, zwłaszcza tak doskonały obiekt jakim jest obecnie rozbudowywany PMG Wierzchowice.
Uruchomienie "wielkiej rury" i transport gazu rosyjskiego do Europy Zachodniej stwarzają możliwości budowy magazynów gazu o dużych pojemnościach lub tzw. "Euromagazynów", w świetle wzrostu zużycia gazu i wzrastających potrzeb na magazynowanie gazu, które mogą zasilić lub mogą być oddane do dyspozycji europejskiego systemu gazowniczego. "Euromagazyny" mogą być jednym z elementów europejskiego systemu bezpieczeństwa energetycznego. W interesie Europy jest wykorzystanie tego typu magazynów gazu dla większego bezpieczeństwa energetycznego krajów Unii Europejskiej i gwarancji bezpiecznych dostaw gazu, w świetle przewidywanego kryzysu w XXI wieku, ponieważ ogromny wzrost zużycia gazu, zwłaszcza w energetyce i ciepłownictwie w Europie, a w szczególności w Azji oraz stopniowo malejące rezerwy gazu mogą doprowadzić do okresowego braku gazu ziemnego na rynku i w najlepszej sytuacji będą te kraje, które będą dysponowały znaczną rezerwą gazu w magazynach (np. w "Euromagazynach") Jest główną zasadą, że podstawowym czynnikiem determinującym zapewnienie ciągłości i bezpieczeństwa dostaw gazu ziemnego oraz zapewnienia jego nierównomiernego zapotrzebowania jest budowa podziemnych magazynów gazu.
Gazociąg tranzytowy może pracować bez PMG Wierzchowice lub tzw. "Euromagazynów", ale w powiązaniu i przy wykorzystaniu PMG Wierzchowice (lub tzw. "Euromagazynów") tranzyt może pracować bardziej efektywnie poprawiając parametry obydwu obiektów. PMG Wierzchowice (lub "Euromagazynów") jest jednym z najbardziej efektywnych PMG wzdłuż całej trasy gazociągu tranzytowego ponad 4000 km. długości, który może poprawić wskażniki techniczno-ekonomiczne o ponad 10 % całej inwestycji 100-lecia jaką jest "wielka rura".
Jamalski gazociąg tranzytowy może pracować nie wykorzystując (bez) PMG Wierzchowice, ale w powiązaniu i przy wykorzystaniu PMG Wierzchowice dla potrzeb tranzytu, gazociąg tranzytowy może pracować bardziej efektywnie, poprawiając swoją efektywność i uzyskując optymalne parametry: dla tranzytu i dla PMG. Magazyn ten może również być wykorzystany dla potrzeb europejskiego systemu gazowniczego lub dla innych celów. Tranzyt w powiązaniu z PMG Wierzchowice gwarantuje większe bezpieczeństwo i równomierne dostawy gazu do krajów europejskich i w interesie krajów UE jest wykorzystanie tego PMG. Względy powyższe preferują wspólną budowę tego PMG, gwarantując tym samym szybką jego rozbudowę ponieważ jest to w interesie zainteresowanych stron oraz jest to inwestycja dla wielu zainteresowanych stron i krajów europejskich. Słusznie UE zabiega o zwiększenie dostaw gazu jamalskim gazociągiem tranzytowym, ponieważ, jest bardziej bezpieczny przebiegają tu tylko dwie rury koło siebie (trasa bardziej północna), jest znacznie krótszy i tańszy transport gazu do Europy, jest on zabezpieczeniem zastępczym w porównaniu z trasą bardziej południową biegnącą przez Ukrainę - Słowację, gdzie występuje zbyt duże zagęszczenie gazociągów tranzytowych obok siebie (np. w rejonie Użhgorod-Velkie Kapusany przebiega obok siebie 4-5 szt. rur o dużych średnicach). Tu w grę wchodzą nie interesy Polski czy Ukrainy, a przede wszystkim interesy UE, zwłaszcza bezpieczeństwo energetyczne Europy oraz gwarancji nieprzerwanych dostaw gazu ziemnego dla Europy.
Usytuowanie PMG Wierzchowiec (lub innych PMG) w bliskim sąsiedztwie gazociągu tranzytowego na jego drugim końcu i w bezpośrednim sąsiedztwie zainteresowanych państw Europy jeszcze bardziej podnosi wartość PMG Wierzchowice, a w perspektywie czasu tzw. "Kompleksu PMG" Wierzchowice-Brzostowo lub "Euromagazynu" w tzw. "Zagłębiu PMG" w tym rejonie, ponieważ obiekty te przydatne dla celów PMG charakteryzują się bardzo dogodnymi warunkami i aspektami geologicznymi, korzystnymi wskażnikami techniczno-ekonomicznymi, a co najważniejsze są to obiekty "najtańsze" w Europie . Niebawem Polska będzie odbierać z rury tranzytowej ponad 12 mld m3 gazu i aby tak dużą ilosć gazu odebrać system gazowniczy powinien dysponować magazynem gazu o dużej pojemności i tego typu magazyn wychodzi na przeciw takim potrzebom systemu gazowniczego.
Stwarza to możliwości nie tylko budowy magazynów gazu wzdłuż całej trasy (i tej zmienionej) gazociągu tranzytowego, a wzgledy bezpieczeństwa i wiarygodność zapewnienia nieprzerwanych dostaw gazu również stwarzaja możliwość budowy magazynów gazu o dużej pojemności typu "Euromagazynów", które mogą być wspólną inwestycją krajów europejskich.
W Europie występują 3 główne ośrodki zgrupowania większej ilości PMG: rejon zachodni, południowy i wschodni. Rejon wschodni obejmuje dwa obszary: rejon zachodniej części Polski i zachodnią część Ukrainy. W artykule autor podjął próbę opisania i wskazania kilku najważniejszych informacji dotyczących rejonu wschodniego, w tym głównie obszaru zachodniej części Polski, gdzie występują doskonałe obiekty przydatne na PMG, zwłaszcza jako tzw. "Euromagazyny".
W wielu dziedzinach dominuje pogląd, że najsilniejsze powiązania pomiędzy państwami powstają w dziedzinie gospodarczej dzięki możliwościom np. szybkiej i taniej budowy podziemnych magazynów gazu w zachodniej części Polski, które mogą być wykorzystane dla potrzeb krajów Zachodniej Europy, dla potrzeb europejskiego systemu gazowniczego lub dla tranzytu.
W okresie zimy duże zużycie gazu ziemnego przez sektor komunalny dla celów grzewczych wywołuje ogromne nierównomierności co powoduje ograniczenie dostaw gazu dla przemysłu. Aby uniknąć takich ograniczeń i zabezpieczyć bardziej regularne dostawy gazu dla odbiorców w wielu krajach buduje się PMG. Koszty budowy PMG w krajach Europy Zachodniej są dwukrotnie większe niż w Polsce i czynnik ekonomiczny może zadecydować o możliwości budowy w Polsce tzw. "Zagłębia PMG" dla potrzeb europejskiego systemu gazowniczego i krajów Europy Zachodniej tym bardziej, że w XXI wieku potrzeby magazynowe będą systematycznie wzrastać.
W Zachodniej Europie wybudowano PMG w różnych obiektach, głównie w tych drogich obiektach o ogólnej pojemności czynnej rzędu ponad 50 mld m3. Natomiast w zachodniej części Polski istnieje możliwość wytworzenia pojemności magazynowej rzędu 30 mld m3 w sczerpanych złożach tzn. w obiektach najtańszych. Wykonane analizy techniczno-ekonomiczne dla kilkunastu obiektów w Polsce wykazały, że w Polsce koszty budowy oraz jednostkowe nakłady inwestycyjne budowy 1000 m3 pojemności magazynowej są ponad 2-krotnie niższe od kosztów jakie są ponoszone w krajach Zachodniej Europy (jednostkowe nakłady inwestycyjne są na poziomie 100-120 $/1000 m3 pojemności czynnej). Ten czynnik ekonomiczny stwarza możliwości wspólnego wybudowania czegoś w rodzaju "Zagłębia PMG", które może służyć potrzebom zarówno dla tranzytu rosyjskiego gazu z Jamału do Zachodniej Europy, jak również jako magazyn gazu dla krajów zainteresowanych budową takiego "Zagłębia PMG" tym bardziej, że gazociąg tranzytowy może dostarczać do Europy Zachodniej po roku 2010 znaczne ilości gazu, na poziomie około 70 mld m3 (lub rzędu ponad 100 mld m3 w perspektywie budowy drugiej lub trzeciej nitki tzw. "wielkiej rury"). Duże koszty tego typu inwestycji mogą uwzględniać interesy zainteresowanych krajów i stron.
Rosja dysponuje ogromną siecią gazociągów przesyłowych i ogromnymi zasobami gazu ziemnego: na złożach gazu Jamał zasoby oceniono na około 10 bilionów m3 gazu, a złoże gazu Sztokmanskoe (Sztokmanowskoe) - o podobnych zasobach gazu (około 10 bln. m3), tzn. więcej niż w całej Europie Zachodniej, która może korzystać z tych zasobów gazu ziemnego. Polska również może korzystać z tych zasobów gazu, ponieważ pokrycie z własnych złóż obniży się do 20% w połowie obecnego wieku. Włączenie Polski do systemu gazowniczego Europy Zachodniej, poprzez system gazociągów tranzytowych jest najlepszym powiązaniem Polski z Europą. Tranzyt jest dobrym interesem, sądząc po Słowacji i Czechach - Słowacja, od wielu lat, zarabia na tranzycie kilkaset milionów dolarów rocznie (jest to tylko kwestia podpisania korzystnych umów). To jest zaledwie jedna strona zysku, drugą są usługi za magazynowanie gazu, wspólna budowa "Zagłębia PMG" lub pojedynczych dużych magazynów gazu dla potrzeb krajów Europy Zachodniej. Usługi magazynowe po 2010 r. będą jeszcze droższe niz obecnie.
Potrzeby pojemności magazynowych będą wzrastać wraz ze wzrostem zużycia gazu ziemnego tak w Polsce jak i w krajach Europy Zachodniej. W krajach Wspólnoty Europejskiej z ogólnej pojemności magazynowej około 80 mld m3, prawie po 30 % tej pojemności jest we Francji, Niemczech i Włoszech w różnych obiektach. We Francji np. prawie w całości magazyny gazu występują w strukturach zawodnionych i w kawernach solnych, a więc w obiektach bardzo drogich. Największe możliwości budowy PMG w sczerpanych złożach gazu ziemnego, a więc w obiektach najtańszych, występujących głównie w Polsce i na Ukrainie.
W kraju zostały przeprowadzone szczegółowe badania dla określenia i wytypowania kilku doskonałych obiektów sczerpanych złóż do adaptacji na PMG w zachodniej i północnozachodniej oraz w południowo-wschodniej części Polski. Są to jednak obiekty różne: małe, średnie i duże, w których można wytworzyć pojemność aktywną od kilkunastu milionów i do kilku mld m3 gazu. Prowadzona analiza przydatności tych obiektów, wykazała potrzebę i przydatność głównie małych sczerpanych złóż gazu, do wykorzystania ich na PMG dla celów lokalnych. Natomiast duże obiekty sczerpanych złóż gazu ziemnego np. PMG Tuligłowy (rzędu ponad 4 mld m3) lub "Kompleks PMG" Wierzchowice-Brzostowo (około 6,5 mld m3), a nawet obiekty rzędu ponad 10 mld m3 pojemności aktywnej np. sczerpane złoże gazu zaazotowanego Załęcze lub Żuchlów i inne (rys. nr 1) mogą być wykorzystane przez europejski system gazowniczy lub przez tranzyt. Zmiana trasy drugiej nitki "wielkiej rury" może przebiegać w sąsiedztwie wspomnianych obiektów, przydatnych dla celów PMG, które mogą być wykorzystane przez tranzyt.
Obiekty powyższe mogą być wykorzystane w przyszłości dla wspólnych przedsięwzięć z zainteresowanymi firmami lub sąsiednimi krajami. Istnieją zatem dogodne warunki i możliwości zbudowania niedaleko granicy z Niemcami w kilku, znajdujących się w sczerpanych złożach gazu ziemnego, dość dużych tzw. "Euromagazynów" , znajdujących się w zachodniej części kraju, gdzie występują optymalne warunki budowy PMG, które znajdują się w niedalekiej odległości od granicy Niemiec (około 80 km) i od przyszłego rurociągu tranzytowego (około 120 km). Proponowana zmiana drugiej nitki jamalskiego gazociągu tranzytowego może przebiegać w pobliżu obiektów typowanych jako "Euromagazyny."Potrzeby magazynowe dla tranzytu obecnie ocenia się na poziomie 5,0 mld m3 pojemności czynnej, potrzeby innych krajów są również duże i mogą znacznie wzrosnąć. Stwarza to nie tylko duże możliwości i perspektywy rozwoju bazy PMG w Polsce, lecz również dla tranzytu. W I-ej połowie XXI wieku przwiduje sie najwieksze zapotrzebowanie na gaz ziemny i na pojemności magazynowe i"Euromagazyny" wychodzą naprzeciw tym potrzebom i mogą być nizbedne dla europejskiego systemu gazowniczego i dla tranzytu.
Istnieje również problem magazynów strategicznych. W każdym kraju istnieją pewne, choćby niewielkie rezerwy handlowe (niekiedy zwane "strategiczne") zmagazynowanego gazu ziemnego. Jest to ilość gazu odpowiadająca kilkutygodniowemu, bądż kilkumiesięcznemu zapotrzebowaniu gazu w danym kraju. Najczęściej rezerwy te nie powinny być mniejsze jak 20 % rocznego zapotrzebowania, ale utrzymywanie ich jest kosztowne. Polska nie posiada takich rezerw mimo, że bardzo ważnym problemem jest tworzenie zapasów paliw w tym również w PMG dla osiągnięcia standardów UE.
Budowa "Euromagazynów" lub "Zagłębia PMG" w Polsce dla europejskiego systemu gazowniczego lub dla tranzytu jest o wiele korzystniejsza z wielu powodów i poniżej omówione zostaną niektóre ważniejsze czynniki i aspekty tego problemu:
Na PMG Wierzchowice realizowana będą wiercenia grupowe i horyzontalne co pozwoli znacznie zredukować ilość wierceń dla celów PMG. Dokładne analizy techniczno-ekonomiczne wykazały, że zamiast potrzebnych ponad 200 otworów eksploatacyjnych pionowych, można będzie na tym złożu wykonać około 35 otworów poziomych (tzn. 6-krotnie mniej). Może okazać się przy rozbudowie tego PMG głównie w optymalnej strefie (I strefa), że ilość otworów eksploatacyjnych dla PMG zmniejszy się np. poniżej 30 szt. Na takie rozwiązanie pozwalają dogodne i sprzyjające warunki geologiczno-złożowe występujące na złożu Wierzchowice (również w innych sczerpanych złożach gazu zaazotowanego w tym rejonie).
Utworzenie "Zagłębia PMG" w zachodniej części Polski znacznie przybliża duże skupisko PMG na zachód, bliżej dużych odbiorców gazu oraz dużych miast Europy Zachodniej. Stwarza to ogromne możliwości wykonywania usług magazynowych nie tylko dla tranzytu, lecz również dla krajów Europy Zachodniej. W rejonie wschodnim na obszarze zachodniej Ukrainy dla obslugi poludniowej trasy gazociagu tranzytowego zgrupowano PMG o pojemnosci czynnej ponad 20 mld m3. Istnieje realna możliwość utworzenia w zachodniej Polsce takiego "Zagłębia PMG", podobnie jak to ma miejsce w zachodniej części Ukrainy.
Wykonana przez zespół intrdycyplinarny (specjalistow z PGNiG i z AGH) pod kierunkiem Profesora Zbigniewa Łuckiego z AGH w Krakowie szczegółowa analiza jednego ze złóż gazu uważanego za tzw. "Euromagazyn" i wchodzącego w skład w/w "Zagłębia PMG" potwierdziła wysoką efektywność obiektu sczerpanego złoża gazu Załęcze, na którym jednostkowe nakłady inwestycyjne osiągają wielkość na poziomie około 90 $/1000 m3 pojemności aktywnej. Obiekty te będą brane pod uwagę dopiero w przyszłym wieku, ale u progu XXI wieku warto o nich pamiętać, ponieważ są to obiekty jedne z najtańszych i najbardziej efektywnych w aspekcie konwersji na PMG.
Wykorzystanie magazynów gazu dla celów rewersji efektywnie jest wykorzystywane na Ukrainie, na Słowacji, na Łotwie i innych krajach. W Polsce, obok wspomnianego "Kompleksu PMG", doskonałym obiektem dla celów rewersji, można wykorzystać częściowo sczerpane złoże gazu ziemnego Tuligłowy - możliwy wariant : zatłaczany gaz z tranzytu można odebrać z magazynu, umożliwiając zwiększony przesył gazu gazociągiem tranzytowym w okresie zwiększonego zapotrzebowania gazu przez użytkowników w krajach Europy Zachodniej. Problem rewersji może w znacznym stopniu złagodzić nierównomierne zaspokojenie potrzeb, ponieważ wzrastające zużycie gazu (i wykorzystanie gazu w energetyce) może spowodować duże nierównomierności zapotrzebowania i zaopatrzenia użytkowników w gaz ziemny.
Wybrane informacje o sczerpanych złożach gazu mogących utworzyć tzw. "Euromagazyny" lub "Zagłębie PMG" w zachodniej części Polski (ok. 80 km od granicy Niemiec).
|
Złoże (PMG) |
Głębokość [m3] |
Możliwe do osiągnięcia parametry |
Stopień sczerpania zasobów geolog. [%] |
Uwagi |
||
|
Pojemność aktywna |
Pojemność buforowa |
Zakres ciśnień [MPa] |
||||
|
1* |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Zuchlów |
1320 - 1420 |
12.500 |
12.000 |
9,0 - 18,0 |
61,3 |
tzw. "Euromagazyn" |
|
Załęcze |
1380 - 1500 |
9.500 |
9.000 |
9,0 - 18,0 |
71,7 |
tzw. "Euromagazyn" |
|
"Kompleks PMG" |
1500 - 1600 |
(6.500) |
7.000 |
9,0 - 21,0 |
62,9 |
PMG w rozbudowie |
|
Brzostowo |
1510 - 1570 |
1.000 |
1.000 |
10,0 - 20,0 |
90,0 |
|
|
Wilków |
1470 - 1570 |
1.500 |
1.500 |
9,0 - 18,0 |
31,8 |
|
|
Inne |
1350 - 1500 |
1.500 |
1.500 |
8,0 - 17,0 |
5,0 - 20,0 |
|
|
Razem |
|
30.500 |
30.000 |
|
|
|
Jednostkowy koszt przesyłu różnych nośników energii w centach ameryk. na kWh i na odległość 160 km [17].