Certyfikowany gaz ziemny zapewni Stanom Zjednoczonym pozycję hegemona na ogólnoświatowym rynku

Zdjęcie autora: Grzała

Grzała

Koło Naukowe Odnawialnych Źródeł Energii

W 2009 roku Stany Zjednoczone stały się największym producentem gazu ziemnego na świecie, wyprzedzając dotychczasowego gazowego giganta – Rosję. Gaz ziemny z formacji łupkowych odgrywa kluczową rolę na globalnym rynku energetycznym, a certyfikowane metody pozyskiwania gazu zyskują na znaczeniu. Tytuł lidera przysługuje USA nie tylko za rekordową produkcję oscylującą między 78–92 miliardy metrów sześciennych miesięcznie w 2024 roku, ale i za innowacyjne metody jego eksploatacji.

Gaz ziemny jest szeroko stosowany do ogrzewania pomieszczeń, gotowania przy użyciu kuchenek gazowych, produkcji energii elektrycznej czy jako paliwo do napędu samochodowych silników spalinowych, a także w instalacjach przemysłowych. Surowiec dominuje w przemyśle i gospodarce wielu krajów Europy, przez co w ostatnich latach jego eksport z USA bije rekordy. Jak podaje EIA, w pierwszej połowie 2022 roku Stany Zjednoczone stały się największym światowym eksporterem skroplonego gazu ziemnego (liquified natural gas – LNG) na świecie.

Wyk. 1. Eksport skroplonego gazu ziemnego z USA do Europy w porównaniu z resztą świata.
Źródło: Reuters.

Nieodnawialne źródło energii wyzwaniem dla prośrodowiskowych planów gospodarczych

Gaz ziemny i oparte na nim produkty cechują się wysoką emisją dwutlenku węgla. Przy uwolnieniu gigadżula energii z surowców tego typu emitowane jest od 50 do 62 kg CO2. Przykładowo dla węgla zależnie od klasy może to być od 79 do 110 kg uwalnianego do atmosfery CO2 na uzyskany 1 GJ energii. Emisje te nie wpasowują się w standardy zielonej polityki Unii Europejskiej. Dnia 11 kwietnia 2024 roku Parlament Europejski zagłosował za przyjęciem Pakietu Gazowo-Wodorowego celem dekarbonizacji sektora energetycznego Unii. Na jego mocy przedłużono mechanizm dobrowolnych, wspólnych zakupów gazu ziemnego AggregateEU z wykluczeniem przedsiębiorstw z Rosji i Białorusi, aż do końca 2025 roku. Dyrektywa ta ma na celu ułatwienie przejścia na gaz odnawialny i gazy niskoemisyjne oraz wodór, co miałoby umożliwić odejście od kopalnego gazu ziemnego i stanowić istotny czynnik w osiąganiu celów klimatycznych Unii zaplanowanych na 2030 rok i neutralności klimatycznej do 2050 r.

Gaz ziemny (a dokładnie metan stanowiący jego główny składnik od 61% do 97,8%) jest jednym z gazów powodujących efekt cieplarniany np. w wyniku emisji z nieszczelnych instalacji. Ulatniający się poprzez glebę powoduje wypieranie tlenu i niszczenie szaty roślinnej. Produkcja, przetwarzanie, transport i dystrybucja surowca wiąże się zatem ze skutkami finansowymi i środowiskowymi emisji gazów cieplarnianych. Odpowiedzią na problem jest weryfikowanie i nadawanie przez organizacje certyfikatu deklarującego spełnienie standardów.

Zmiany w produkcji gazu ziemnego na amerykańskim rynku

By podołać stawianym przez dyrektywy wymogom, firmy wydobywające gaz coraz częściej korzystają z innowacji w celu uzyskania gazu certyfikowanego, inaczej mówiąc zróżnicowanego, to znaczy odpowiedzialnie pozyskiwanego gazu (responsibly sourced gas RSG). Pionierem w regulacji, standardach i certyfikacji gazu ziemnego są Stany Zjednoczone. Kraj ten produkuje surowiec w procesach spełniających przede wszystkim wymogi środowiska naturalnego, społeczeństwa i ładu korporacyjnego (ESG – Environmental, Social and Corporate Governance). Na rynku certyfikowanego gazu w USA wiodącymi prym producentami są ExxonMobil i Chesapeake Energy, a także Chevron i ConocoPhillips. Koncerny te należą do największych na świecie. Pierwsza z nich – jedna z największych notowanych na giełdzie międzynarodowych firm naftowo-gazowych w swoim planie korporacyjnym sięgającym 2030 roku uwzględniła zapis o inwestycji nawet 30 miliardów dolarów w możliwości związane z redukcją emisji. Segment Low Carbon Solutions ExxonMobil planuje skupić się w latach 2025-2030 na wychwytywaniu i składowaniu dwutlenku węgla, a także na wodorze i licie.

Amerykański koncern ConocoPhillips, sprawujący nadzór nad firmą Lane Energy Poland, miał swój udział w wykonywanej przez nią odwiertu wydobywczego Łebień LE-2H w pobliżu Lęborka z 21 lipca 2013 roku W tym miejscu wydobywany jest pierwszy gaz łupkowy w Polsce.

Promowanie przejrzystości i redukcji emisji metanu w sektorze energetycznym głównym celem organizacji MiQ

Najpopularniejszym certyfikatem pozwalającym na ocenę redukcji emisji metanu i CO2 na każdym etapie łańcucha dostaw gazu ziemnego i ropy naftowej jest oznaczenie Niezależnie Certyfikowany Gaz (Independently Certified Gas ICG) nadawane przez niezależną organizację non-profitową MiQ Methane Intensity Certification.

Firma Commonwealth LNG zaplanowała na 2028 rok budowę terminalu eksportowego skroplonego gazu ziemnego, o imponującej przepustowości równej 9,5 miliona ton rocznie. Wraz ze spółką Kimmeridge Texas Gas firma zgodziła się na certyfikację zgodnie ze standardami MiQ. Odbywać ma się ona poprzez audyty stron trzecich dotyczące poziomów emisji gazów cieplarnianych, zwłaszcza metanu, w całym łańcuchu dostaw. Certyfikacja obejmuje również ponowne zalesianie Luizjany, które będzie objęte celem neutralności węglowej.

Według Amerykańskiej Agencji Badań Geologicznych USGS największe na terenie USA złoża ropy naftowej i gazu ziemnego odkryto w zachodnim Teksasie

Pokłady te według szacunków mogą obejmować nawet 16 bilionów metrów sześciennych gazu ziemnego, 700 milionów baryłek (1 baryłka ropy naftowej (bbl) wynosi dokładnie 159,0 litrów) ciekłej mieszaniny węglowodorów i 75 miliardów baryłek ropy z łupków. Produkcja gazu gwałtownie wzrosła w ostatnich latach właśnie przez rewolucję łupkową. Wykorzystanie łupków jako źródła gazu nie było popularne ze względu na niewielką przepuszczalność tych skał. Jednak dzięki wdrażaniu szczelinowania hydraulicznego i wierceń horyzontalnych eksploatacja trudno dostępnych złóż stała się możliwa. Ta technologia pomogła USA stać się największym na świecie krajem produkującym ropę naftową. Teksas i Pensylwania to stany przodujące w produkcji gazu ziemnego głównie poprzez stosowanie wyżej wymienionych metod. 

Rys. 1. Szczelinowanie hydrauliczne
Źródło: “Shale gas extraction in the UK: a review of hydraulic fracturing, 2012”
Al Granberg/ProPublica

W jaki sposób gaz uwalniany jest ze skał? Do odwiertu sięgającego formacji bogatych w surowiec wprowadza się mieszaninę wody, piasku i chemikaliów pod wysokim ciśnieniem. W takich warunkach skały pękają, a gaz uwalniany jest z mikroszczelin do odwiertu i wydobywany na powierzchnię.

A ile to kosztuje?

Wydobycie gazu łupkowego jest coraz bardziej opłacalne, dzięki wysokim cenom gazu w ostatnich latach i rozwijających się technologiach szczelinowania oraz wiercenia hydraulicznego. Jego cena produkcji jest zazwyczaj znacznie wyższa od tego z szybów konwencjonalnych z powodu ogromnych wydatków inwestycyjnych koniecznych podczas szczelinowania hydraulicznego. Z drugiej strony odwierty łupkowe obarczone są niższym ryzykiem błędu oceny wielkości złoża.

Gaz opatrzony certyfikatem TÜV SÜD CMS 70 (neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla), “Climate Neutral” (emisje tlenku węgla(VI) związane z wydobyciem i dystrybucją gazu są kompensowane przez dostawców) czy “Zielone Gwarancje Pochodzenia” (Green Guarantees of Origin GGO, gaz ziemny spalany jest z “zielonym” biometanem) będzie droższy od niecertyfikowanego, co stanowi jedną z niewielu wad tego systemu. Pojawił się jednak opór społeczny do certyfikatów ze względu na potencjalne zagrożenia dla środowiska, takie jak zanieczyszczenie wód gruntowych, zużycie wody czy ryzyko indukowanych trzęsień Ziemi.

Podsumowując, Stany Zjednoczone zdobyły dominującą pozycję na rynku gazu ziemnego, dzięki zastosowaniu innowacyjnych metod wydobycia i certyfikacji. Zweryfikowany gaz z USA, a także rozwój technologii takich jak szczelinowanie hydrauliczne, mają kluczowe znaczenie dla przyszłości energetyki, mimo wyzwań związanych z wpływem na środowisko.

Popyt na gaz certyfikowany rośnie przede wszystkim w Europie i w Azji. Według przewidywań konsumpcja gazu ma nadal rosnąć. Gaz łupkowy z USA może być odpowiedzią na kontrowersyjne pytania stawiane podczas analizy importu kopalin poprzez rosyjski gazociąg Nord Stream I czy Nord Stream II. Na terenie Europy to Norwegia pobija rekordy eksportu gazu. Kraje takie jak Niemcy czy Belgia odchodzą od atomu, a jego miejsce zajmują emisyjne elektrownie gazowe. W Unii Europejskiej traktuje się bowiem gaz jako paliwo przejściowe przy odchodzeniu od innych paliw, przede wszystkim kopalnych. Przyjmując założenie o certyfikacji gazu, jest to dobra droga.

Źródła: CIRE, gov.pl, energia.edu.pl, miq.orgm investing.com, eia.gov, reuters.com, money.pl, wikipedia.pl

Materiał został przygotowany przez Koło Naukowe Odnawialnych Źródeł Energii “Grzała”
Natalia Paś