Břidlicový plyn a frakování. Dokáže vyřešit současné energetické problémy?

Svým složením je břidlicový plyn v podstatě shodný s běžným zemním plynem. Rozdíl je ve způsobu jeho uložení. Nenachází se v podzemní kapse nebo výduti, ale je přímo uzamčen a vázán horninou.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Zdroj | Depositphotos

Rozdíl je především ve způsobu jeho uložení. Nenachází se totiž v nějaké podzemní kapse nebo výduti, ale je přímo uzamčen a vázán horninou. Ta je současně jeho zásobníkem i obalem.

Za mimořádnost nemůžeme považovat ani pokusy o jeho těžbu, které probíhají od počátku 19. století. S různou mírou úspěšnosti, protože těžba břidlicového plynu se od toho, na co jsme zvyklí u zemního plynu, dost liší. Nehledáme totiž nějakou podzemní bublinu (u zemního plynu obvykle doprovázející ložiska černého uhlí a ropy), kterou bychom obřím brčkem napíchli a sáli. A která by po vyčerpání zůstala prázdná, dutá. Místo toho se pokoušíme nalézt příhodné podloží s břidlicemi, v nichž je plyn vázán.

Tyto plynodárné břidličné formace, skryté hluboko pod zemí, se pak pokoušíme rozrušit a rozpraskat, aby se z nich plyn uvolnil ven. Metodou, která se jmenuje hydraulické štěpení. Anebo jednoslovně – frakování. Protože při něm vyrábíme fraktury. Tedy, spíše zlomy než zlomeniny.

Takové domácí frakování

Na konci, po vytěžení ložiska břidličného plynu tak v místě zůstane z hlediska objemu nebo hmoty „v podstatě“ totéž, jako před zahájením těžby. Pořád tu bude mocná vrstva břidlic. Jen těžbou notně rozpraskaná. Není to sice nic, co bychom mohli vidět, ale je to něco, co bychom mohli pocítit. Jak? K tomu je třeba porozumět alespoň zjednodušenému mechanismu frakování.

Nejprve je třeba nalézt ložisko, což dnes umíme s pomocí mikroseizmických měření. Řekněme malých řízených otřesů půdy, které nám dokáží přečíst, co se nachází v podloží. Podobně jako sonar, jen tedy v pevném prostředí zemské kůry. Tam, kde se nachází slibné ložisko, je třeba vrtat. A ne zrovna mělce: průměr kolmé hloubky vrtů se pohybuje mezi 2-3 kilometry, může to být i 5. V této limitní hloubce, už v podloží tuhých a kompaktních břidlic, se pak začne vrtat odbočka do strany. Klidně další kilometr nebo dva. Vrt je přitom zpevněn do podoby potrubí, které je v místech postranní odbočky perforované, děravé. Jako kropáč konve.

Plynodárné břidličné formace, skryté hluboko pod zemí, se pak rozrušují, aby se z nich plyn uvolnil. Metodou, která se jmenuje hydraulické štěpení. Anebo jednoslovně – frakování.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Zdroj | Depositphotos

Proč? Aby tudy mohla pod tlakem proudit voda, kterou v rámci těžby ženeme dolů. Tlak vody, unikající v profilu celé podzemní odbočky, pak působí na břidličné podloží a zajistí jeho narušení. Už to nebudeme souvislá tuhá masa horniny, ale síť prasklin a puklin. Když pak tuto vodu vyčerpáme zpět, spolu s ní získáváme i složky uhlovodíků, jež tvoří břidlicový plyn. Vlastně, z rozpraskané horniny plyn může unikat samovolně, a my ho nahoře, na konci potrubí, můžeme rovnou jímat. Nezní to zrovna snadně, přímočaře nebo jednoduše, protože to snadné, přímočaré a jednoduché prostě není.

Noví hráči na trhu se zemním plynem

První stravitelná a podstatná informace je, že světová distribuce potenciálních i ověřených nalezišť břidlicového plynu moc nekopíruje konvenční depozity zemního plynu, ropných nebo uhelných ložisek. V Evropě si v břidlicovém plynu velmi dobře stojí například Francie a Německo. Africkou jedničkou je Alžírsko (následované JAR), v Jižní Americe více než slušnými zásobami disponuje Argentina a Brazílie. Obří vnitrozemní depozity má Čína, Spojené státy americké i Kanada.

Mapa zemí, které mají břidlicový plyn, prostě vypadá o dost jinak než mapa zemí disponujících konvenční ropou a zemním plynem. Proč je to tak důležité? Stávající distribuce břidlicového plynu, může dát vzniknout nové nezávislé energetické politice. Z tohoto důvodu začali například Američané v roce 2011 ve velkém protežovat těžbu břidlicového plynu na domácí půdě, aby nemuseli dovážet zemní plyn z „politicky nestabilní zóny“ Arabského poloostrova. A podobně tak i dnes EU pokukuje po břidlicovém plynu, protože by nás mohl zbavit nezdravé závislosti na zemním plynu z Ruska.

Proč je frakování považováno za problém?

První zádrhel se pojí s lokací naleziště, které se může nacházet v mnohakilometrové hloubce klidně i pod zasídlenou oblastí. Lidé nejsou rádi, když se jim někde pod nohama odehrávají geologická dramata, jež rvou a praskají vrstvy hornin na drť. Obava z toho, že by mohlo v důsledku frakování docházet k propadům a sesuvům půdy se jeví být lichá. Nezapomínejme – z podloží co do hmoty těžbou nic neubude. Nicméně zprávy o tom, že by mohlo mít dopad na zprostředkování zvýšeného rizika zemětřesení, snáze se šířícího nekompaktním podložím, už tak nepravděpodobné nejsou. Konkrétně v USA tyto epizody zkoumají a podrobně studují.

Další velkou konfliktní oblastí je čistota a spotřeba vody. Ta se dovnitř vrtů pumpuje v objemech okolo 10-20 milionu litrů na jeden vrt. A byť je pak vyčerpávána a jímána, už to pak není ta voda, jako prve. Aby frakování probíhalo co nejefektivněji, je totiž pod tlakem dolů hnaná voda obohacená o kyseliny, rozpouštějící nečistoty a minerály; látky snižující tření a usnadňující proces průniku a jímání plynů a také přípravky dezinfekční, likvidující bakterie. A také různé abrazivní složky.

Při vyčerpávání je výsledná tekutina sice z 90 % pořád vodou, ale již silně znečištěnou, bohatší o soli, těžké kovy a často kvůli vlastnostem podloží i mírně radioaktivní. Co s ní? Dá se na povrchu buď jímat v obřích nádržích, průmyslově čistit anebo znovupoužít u vrtu.

Američané začali protežovat těžbu břidlicového plynu v roce 2011, aby nemuseli dovážet zemní plyn z „politicky nestabilní zóny“ Arabského poloostrova. A podobně i dnes EU pokukuje po břidlicovém plynu, protože by nás mohl zbavit závislosti na zemním plynu z Ruska.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Zdroj | Depositphotos

První dvě řešení jsou nákladné, třetí je ve svých důsledcích komplikované. Opakované použití znamená, že se voda stane ještě o něco více špinavou, a víc radioaktivnější. Řešení se tím oddaluje. Obava, že by frakovací vrt mohl vyžíznit region, kde probíhá těžba, není v evropském kontextu pravděpodobná. Spotřeba vody je tu srovnatelná s normální fabrikou. Riziko úniku znečištěné vody do podzemního rezervoáru, například z praskliny ve vertikálním potrubí, má ale vcelku reálné obrysy. To, jestli by přímo z břidličného ložiska mohly uniknout závadné látky do rezervoáru podzemní vody, takříkajíc vyzvlínat k pod-povrchu, je předem nesnadné odhadnout.

Pokud frakování probíhá ve 4-5 kilometrech a kompaktních horninách, pravděpodobné to není. Když ale těžba bude probíhat v mělčích horizontech? Těžko říct. Následky takového selhání by ale mohly být plošné a drastické, s velmi razantním dopadem na celý region, zdroje pitné vody, zemědělství.

Je to pořád jen zemní plyn

Odpověď na otázku, zda se těžba břidlicového plynu vyplatí, musí každý stát nalézt sám. Investice do praxe zavádějící technologii hydraulického štěpení jsou značné. Ve Spojených státech amerických už jasno mají: břidlicový plyn tu v roce 2000 tvořil 1 % veškerého zpracovávaného zemního plynu. Dnes už tu má 40 % podíl, a jeho zastoupení stále roste. V Kanadě je trend podobný. Naopak Německo, které disponuje více než slušnými zásobami, se rozhodlo v zájmu ochrany životního prostředí těžbu nepovolovat. Možná ale v souvislosti s probíhajícími válečnými událostmi na Ukrajině toto své rozhodnutí přehodnotí.

A co znamená těžba břidlicového plynu pro planetární klima? V již zažité rovině - břidlicový plyn je fosilním a neobnovitelným zdrojem energie. Je to jen „další“ zemní plyn, který přispívá ke globálnímu oteplování. Jen je často dostupný na území jiných států, než těch, které disponují konvenčním zemním plynem.

Když pak přijde na emise spojené s břidlicovým plynem, jsou výhledy ještě o něco méně radostné. S vrty a frakováním se totiž pojí výrazné množství emisí. Ani ne tak uhlíku, jako metanu. A metan byť se rozkládá v atmosféře rychleji, v horizontu dekád, zatápí pod atmosférou 105x intenzivněji, než oxid uhličitý.

Přečtěte si také |

Těžba stavebního písku jako ekologický problém, o kterém jste asi dosud neslyšeli

Břidlicový plyn, jímaný za pomoci frakování, má tedy rozhodně potenciál překreslit stávající dodavatelské řetězce a energetickou politiku nejednoho státu světa. Odpověď na řešení klimatické změny ale nenese.