Jaké jsou rizika spojená s těžbou zemního plynu a jejími environmentálními důsledky?

Těžba zemního plynu, zejména pomocí nekonvenčních metod, jako je hydraulické štěpení (fracking), představuje stále rostoucí výzvu pro životní prostředí a zdraví. I když stále převažuje metoda likvidace odpadních vod prostřednictvím hlubinné injekce, která výrazně zvyšuje riziko kontaminace podzemních vod a někdy i poškození geologických vrstev, v poslední době získávají pozornost pokročilé technologie pro čištění odpadních vod, jako je odsolování nebo membránové technologie, které mohou umožnit opětovné využití vody. Tento proces se však stále nachází ve stádiu vývoje, neboť náklady a objem odpadních vod hrají rozhodující roli ve udržitelnosti tohoto procesu.

Indukované seizmicity, tedy zemětřesení způsobená hydraulickým štěpením a hlubinnou injekcí odpadních vod, jsou mnohem nebezpečnější než seizmické průzkumy. Mírné i závažné poklesy půdy byly připisovány těmto technikám na různých kontinentech. Oba procesy – jak extrakce, tak injekce kapalin do několika kilometrů pod povrch – vyvolávají napětí a deformace zemské kůry, což následně může vést k zemětřesení. Tato zemětřesení, v závislosti na intenzitě, mohou mít vážné důsledky pro lidské životy a infrastrukturu v krátkodobém i dlouhodobém horizontu.

Problém, který se objeví s těžbou zemního plynu, není jen jednorázový. Procesy těžby a extrakce mohou v dané oblasti probíhat po celá desetiletí, což znamená, že kontinuální emise toxických plynů jsou nevyhnutelné a mohou mít kumulativní účinky na kvalitu ovzduší, vody a celkový ekosystém.

Emise těkavých organických látek (VOC) a polyaromátových uhlovodíků, stejně jako dalších škodlivých plynů, jako jsou oxidy dusíku, oxidy síry a metan, mají přímý vliv na vznik troposférického ozonu, který může přispět k tvorbě fotochemického smogu. Tento smog nejen zhoršuje kvalitu ovzduší, ale může také způsobit zdravotní problémy, jako jsou podráždění dýchacích cest, oči a zvýšení rizika respiračních onemocnění.

Globální oteplování je dalším nevyhnutelným důsledkem těžby zemního plynu. Metan, který uniká během těžby a transportu, má mnohem silnější účinky na skleníkový efekt než oxid uhličitý (CO2). Metan je až 86krát silnější než CO2, pokud se podíváme na krátkodobý horizont 20 let, a jeho úniky jsou odhadovány na 2–10 % celkových emisí během celého životního cyklu těžby. Proto s objevováním nových zásob zemního plynu a instalací nových těžebních zařízení může dojít k nárůstu nekvantifikovaných emisí metanu, což bude mít přímý dopad na zvyšování globálních teplot.

Zdravotní rizika spojená s těžbou zemního plynu jsou závažným problémem. V blízkosti těžebních lokalit, kde probíhá vrtání, stimulace a produkce, byly hlášeny případy zdravotních problémů, jako jsou infekce horních dýchacích cest, neurologické poruchy, kožní podráždění, poruchy imunitního systému a gastrointestinální problémy. Významné zdravotní problémy jsou častější v případě těžby z nekonvenčních ložisek. Lidé žijící v okolí těchto lokalit vykazují vážné symptomy, které mohou mít dlouhodobé následky na jejich zdraví.

Jak probíhá těžba a zpracování spojeného zemního plynu z ropných a plynových ložisek?

Použití metod zvedání je v těchto podmínkách běžnou praxí při řízení terénu. Jakmile je směs přidruženého zemního plynu přivedena na povrch, putuje do separátoru plynu a kapaliny. V separátoru plyny a kapaliny sledují různé cesty. Kapaliny (krudová ropa a voda) jsou nejprve odváděny do nádrže, která usnadňuje oddělení obou kapalných fází. Po úprave každé kapaliny jsou přečerpány do oddělených nádrží pro dočasné skladování. V separátoru je také odstraňován zemní plyn, který je následně posílán do zpracovatelské jednotky. Po dehydrataci a úpravě je směs metanu a ethanolu oddělena od kapalných uhlovodíků ze zemního plynu (NGL). NGL je složen hlavně z propanu a těžších uhlovodíků až po C7. Tok NGL je odesílán do zpracovatelského závodu na kapalné ropné produkty (LPPP), kde jsou získávány kapalné ropné plyny (LPG), tvořené především propanem a butany. Směs těžších uhlovodíků je smíchána s krudovou ropou nebo jednoduše odeslána na trh.

Zemní plyn, jak již bylo zmíněno, se nachází v třech různých typech ložisek. Jednou z oblastí pro pozorování těchto variací v kompozici plynových ložisek je Severní moře v Evropě:

• Na jihu Severního moře se zemní plyn nachází převážně v "suchých" plynových polích. Tato pole vyžadují velmi málo zpracování pro dosažení kvality pro potrubí.

• Ve střední nebo centrální zóně Severního moře jsou ložiska převážně kondenzátová plynová pole. Těžší uhlovodíky mohou být odděleny jako kapalné uhlovodíky ze zemního plynu.

• V severní oblasti nebo zóně se plyn nachází převážně jako "přidružený plyn". Mnohá z těchto ložisek obsahují plynový uzávěr. Plynový uzávěr je odděleně uveden do produkce nebo dočasně reinjektován pro zvýšení těžby ropy.

Ložisko je definováno jako uzavřená porézní a permeabilní oblast pod zemským povrchem, která obsahuje přirozenou akumulaci plynů a kapalných uhlovodíků. Ložisko je ohraničeno nepropustnou horninou nahoře a akviferní bariérou zespodu. Tento vícefázový systém je charakterizován jedním tlakem v celém systému. Abychom ložisko definovali, musíme brát v úvahu pojmy jako petrofyzikální vlastnosti, jako je porozita a permeabilita, přirozená akumulace uhlovodíků a uzávěrné horniny, které jsou hranicemi ložiska. Předprodukční tlaková situace ložiska je také důležitým faktorem.

Pro podrobnější zkoumání zdroje je někdy nutné provést průzkumné vrty. Průzkumné vrty pomáhají určit množství uhlovodíků, faktory těžby a preferovanou metodu pro produkční proces, jako je vertikální vrtání nebo horizontální vrtání. Také se hodnotí náklady na těžbu a dodávky na trh. Z tohoto důvodu není rezerva považována za danou přírodní kategorii, ale jde o přesné množství, které je odvozeno ze zdrojů aplikováním vědeckých, technických a manažerských metod.

Existují však obtíže při získávání dostatečného obrazu o vlastnostech podzemí, pokud se vychází pouze z povrchových údajů. Vždy se stává, že vlastnosti podzemní formace jsou nejasné nebo nejednoznačné; v takovém případě je zvažována potřeba některých geofyzikálních metod průzkumu. Geofyzikální metody představují příležitost měřit některé základní fyzikální údaje, jako je gravitace, magnetismus a elektrická odporová měření, a to v závislosti na podzemní hloubce. Jakmile jsou tato data shromážděna, interpretace výsledků v geologických termínech je výzvou. Použití gravimetrů slouží k měření variací v gravitačním poli. Tato gravitační pole ukazují na změny hustoty hornin blízko povrchu a přibližně ukazují na povahu a hloubku litologických vrstev v podzemí. Magnetometr měří změny magnetického pole Země, které jsou získávány z letadel. Tyto měření poskytují náznak podzemního rozložení krystalických formací, což zvyšuje pravděpodobnost nalezení ropných ložisek, zejména těch, které jsou sedimentárního původu.