Bude se v Evropě těžit břidlicový plyn?

Západoevropské státy si uvědomují, že už skoro nemají vlastní zásoby uhlí, konvenční ropy ani zemního plynu, proto hledají alternativní způsoby, jak nasytit růst poptávky po energiích. Navíc je evidentní, že bez ohledu na to, jaký rozvoj obnovitelných zdrojů energií nastartují, nakolik budou ochotné vzít na milost jádro či jak urputné budou ve vývoji vodíkové energetiky, přinejmenším do poloviny tohoto století nebudou mít dost stabilních zdrojů.

Proto lze ve všech západoevropských energetických koncepcích číst mezi řádky výmluvný inzerát: „Hledá se přechodové palivo! Zn.: Spěchá. Dodavatel s demokratickým režimem výhodou.“ V důsledku současné energetické situace je přinejmenším vhodné prověřit technologii, kterou už sice jednou (a víckrát) zavrhly, ale jejíž výhodou je, že se obejde bez dovozní závislosti a umožňuje vy­užít i dosud zapovězené domácí zásoby nerostného bohatství. Jde o dobývání zemního plynu frakováním, česky hydraulickým štěpením.

Když před více než deseti lety Severní Amerika překvapila „břidlicovou revolucí“, českými a možná i evropskými médii prošuměla bez většího zájmu. Zbavit se závislosti na nevyzpytatelných zemích, v nichž se těží zemní plyn a ropa, sice vypadalo zajímavě, ale tehdy nikoli dost zajímavě pro Evropu.

Ceny elektřiny a plynu se v ní pohybovaly v desítkách eur za megawatthodinu, Krym byl ještě ukrajinský a Evropa zažila pouze jedno utažení kohoutků, které jí zpětně připadalo jako nepříjemná a stále rozmazanější epizoda. Dnes lodě se zkapalněný plynem (LNG) považuje za spásu a možnost disponovat vlastními fosilními zdroji za sci-fi. Změní se její postoj k těžbě hydraulickým štěpením? Má potenciál napodobit Severní Ameriku a vrátit se nekonvenční cestou k domácím fosilním palivům?

Starodávný původ

Složením se břidlicový plyn příliš neliší od zemního – vznikl stejně před stovkami milionů let rozkladem mrtvých (většinou bezobratlých) živočichů za vysokých teplot a tlaků ve velkých hloubkách pod zemským povrchem.

Neakumuloval se však v podzemních kapsách, z nichž ho lze poměrně snadno vysát, ale zůstal v hornině – přesněji řečeno, rozptýlený v bublinkách ve ztvrdlém blátě. Proto je jeho těžba složitější než tradičního zemního plynu.

Již v Mezopotámii se před pěti tisíci lety „kamenný olej“ získávaný pálením břidlicových hornin používal jako pojivo ve stavební maltě, posléze se uplatnil také v lékařství, kosmetice, malířství i v energetice – například na konci 17. století sloužila v italské Modeně břidlicová ropa k veřejnému osvětlení a v podstatě ve stejné době nařídil ruský car Petr Veliký průzkum jejích ložisek v okolí města Uchta.

Kde je ropa, bývá i plyn, proto byly záhy provedeny první pokusy o jeho extrahování z podzemních břidlic – poprvé v roce 1821 u vsi Fredonia ve státě New York. V důsledku technologického zdokonalování těžby ropy a zemního plynu z podzemních dutin se však břidlicový plyn ve větším měřítku začal těžit až v padesátých letech 20. století, a to zejména v evropské části tehdejšího Sovětského svazu a v Číně.

Největší rozkvět se však odehrál nedávno. Ještě na začátku tisíciletí tvořila těžba břidlicového plynu v USA a Kanadě pouze jedno procento veškerého zpracovávaného zemního plynu, dnes 40 procent. Podobný vývoj, s desetiletým zpožděním, se odehrál v Číně.

Navrtej, zaplav, rozdrť, vysaj

Jak se těží břidlicový plyn? Nejprve je třeba objevit oblast se souvislými podzemními ložisky takzvaných ropomatečných hornin. Na rozdíl od dřívějších průzkumů prováděných většinou ručně, tedy namáhavě a zdlouhavě, jsou dnes k dispozici neinvazivní rychlé technologie mikroseizmických měření – řízené otřesy půdy, díky nimž lze zjistit, zda se pod povrchem požadovaný druh horniny nachází a v jaké mocnosti.

Ani v pozitivním případě se však neví, kolik mikrobublinek s využitelným plynem je v půdě zachyceno, proto je v místě perspektivních ložisek nutné provést průzkumné vrty. Ty jsou technicky i ekonomicky náročné, protože musejí být značně hluboké. Nejdřív se provedou kolmé vrty do dvou, tří, ale někdy až pěti kilo­metrů. Poté se v místě kompaktních břidlic uskuteční další, tentokrát horizontální vrty do stran, dlouhé několik set metrů až kilometrů.

Struktura připomíná hlubinné uhelné doly, jen místo horníků vykonává v podzemních štolách práci voda. Proto těžební vrty zpevňují potrubní systémy, které jsou v postranních odbočkách perforované. Voda pumpovaná do potrubí pod tlakem naruší břidlicové podloží a prožene se sítí prasklin a puklin. Když se poté vyčerpá zpět, obsahuje uhlovodíky, které se z ní vyseparují ve formě plynu totožného se zemním. Samotná voda však k tomuto procesu nestačí.

„Štěpící kapalina musí být z 95 procent voda, ze 4,5 procenta takzvaný proppant a 0,5 procenta tvoří chemické přísady,“ vysvětluje geolog Stanislav Benada, který se u nás těžbě břidlicového plynu dlouhodobě věnuje a je mimo jiné zakladatelem Muzea naftového dobývání a geologie v Hodoníně.

„Proppant je většinou křemenný písek jemné frakce, jehož zrna pronikají do horniny a vytvářejí další pukliny, nové ‚migrační cesty‘ pro břidlicový plyn. Zrnka písku se však nejdřív musejí ‚namazat‘, aby v puklinách, které dosahují až desítky metrů, snadněji klouzala, k čemuž se používá glykol. Ten pak slouží i k separaci plynu z vody, stejně jako se děje standardně ve všech zásobnících nebo konvenčních ložiscích zemního plynu,“ dodává Benada.

Bezpečnost

Nejen pro ekologické aktivisty protestující většinou už proti zahájení průzkumných vrtů je největším problémem bezpečnost. Za prvé to je „nadměrné“ množství vody pro frakování, hydraulické štěpení, o němž se často píše v souvislosti s vyčerpáním jejích místních zásob. Ve skutečnosti jí ale jeden vrt spotřebuje ročně díky technologii recyklace přibližně stejně jako středně velký průmyslový podnik nebo několik paneláků.

Ve stejné souvislosti se často zmiňuje kontaminace přírodních podzemních vod. Potrubí procházející vodonosnými vrstvami do hloubky 500 metrů jsou však izolovaná několika vrstvami ocelových rour, kde prostor mezi nimi i horninou vyplňuje cement, takže jsou hermeticky uzavřená.

Dalším argumentem proti je použití chemických látek. A to nejen solí ke zvý­šení tlaku vody, jako je chlorid draselný, jenž je z potravinářského hlediska naprosto bezpečný, ale i zmíněného glyko­lu – na jeden vrt je ho sice potřeba něko­lik kubíků, ale samotná „těžební“ voda ho obsahuje jen promile. Nejožehavěj­ším problémem je pak vedle zvýšené dopravní zátěže v okolí zemětřesení vyvolané těžbou.

„Tlak vody může vyvolat záchvěvy podzemního horninového prostředí, jež však z hloubek několika kilometrů na povrch dorazí značně utlumené. Podobné incidenty byly při frakování zaznamenané, ale šlo o otřesy srovnatelné s těmi přirozenými, kterých jsou třeba u nás na Chebsku ročně desítky. Navíc máme systém sledování takzvanými geofony, který umožňuje zastavit frakování v dané lokalitě již při prvních příznacích nežádoucích seizmických projevů. Mimochodem, byl vyvinut v Praze, ale používá se dnes jen v Anglii,“ říká Benada.

Právě Anglie je, přesněji řečeno, byla, ve frakování vzorem, protože v tomto využívání alternativního zdroje zemního plynu pokročila ze všech evropských zemí nejdál. Když bývalá premiérka Liz Trussová zrušila letos na začátku září dlouholetý zákaz těžby břidlicového plynu, očekávalo se, že v tomto trendu bude pokračovat i nový premiér Rishi Sunak – v jednom z televizních duelů s Trussovou totiž prohlásil, že je pro těžbu břidlicového plynu v Británii. Po nástupu do postu ale zákaz obnovil.

„Dlouho se spekuluje, kolik procent domácí spotřeby zemního plynu by mohla nahradit těžba břidlicového plynu z britských ložisek,“ říká profesor Richard Davies, geolog z Univerzity v Newcastlu a autor více než stovky vědeckých studií o frakování. „Zabýváme se tím řadu let, ale abychom mohli uvést fakty podložená čísla, museli bychom provést víc vrtů. Na začátku letošního září se to zdálo reálné. Bylo připraveno několik průzkumných projektů, dokonce se souhlasem dotčené veřejnosti. Jenže zase vše padlo. Takže doba, dokdy nebudeme vědět o reálných zásobách břidlicového plynu, se opět prodloužila. Tentokrát na neurčito.“

Zdá se, že opět zaznívá slogan progresivistické doby – nezáleží na tom, nakolik je věc technologicky proveditelná a ekonomiky smysluplná, ale především na politické průchodnosti. Stručně ho shrnuje Václav Smil, kanadský vědec českého původu, který se věnuje interdisciplinárnímu výzkumu v oblastech energetiky, životního prostředí a technologických inovací.

„Tohle vše je naprosto bez šance na schválení Evropskou unií. Ta raději zemře, než by využila nová fosilní paliva. Frakování je oficiálně zakázané a tento zákaz se nikdy nepřehodnotí. A i kdyby ho povolily vlády členských zemí, narazilo by na enormní odpor dotčené veřejnosti. Na rozdíl od Texasu nebo Alberty, v EU nejsou k dispozici prostory s nízkou hustotou zalidnění.“

Zdroje a lidé

Jaké jsou využitelné zásoby břidlicového plynu v Česku a Evropě? Nakolik by mohly nahradit tradiční zemní, který z větší části dovážejí? To se stále neví. Hlavní problém spočívá v tom, že Evropa má nejen vysokou hustotu zalidnění a chráněné kulturní krajiny, ale i v ní platí zákaz byť jen průzkumných vrtů, a to na rozdíl od USA, Kanady či Austrálie.

Zde průzkumné licence a frakovací vrty bez problémů fungují v oblastech, v nichž prakticky žádní lidé nežijí, a tudíž vůči nim není odpor, který se nejen u nás objevuje již před průzkumem. Proto dodnes nejsme schopní zjistit, jestli nějaké smysluplně vytěžitelné zásoby máme.

„Například na Trutnovsku a Rožnov­sku byly vydané průzkumné licence, ale vzbouřili se zde aktivisté, takže nakonec práce na průzkumných vrtech ani nezačaly,“ vzpomíná Benada na dvě kauzy před osmi lety. „Můžeme proto jen kvalifikovaně odhadovat, kam zaměřit perspektivní výzkum. Začal bych například oblastí mikulovských slínovců.“

Profesor Jaromír Leichmann z Pří­rodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně souhlasí a doplňuje: „Pokud bychom dnes měli někde v Česku začít se seriozním výzkumem potenciálu břidlicového plynu, jeví se nejperspektivněji území jihovýchodní Moravy. V první fázi by ani nebylo třeba provádět náročné vrtné práce, stačilo by vyhodnotit starší archivní údaje a analyzovat vzorky hornin z archivovaných vrtných jader. Tomu ale v současnosti brání legislativa, která veškeré aktivity související s břidlicovým plynem v podstatě zakazuje, takže jak univerzity, tak firmy nemohou pracovat byť jen s odhady zásob břidličného plynu, o přípravě průzkumu nemluvě.“

„Zatím největší známé ložisko břidli­cového plynu v Česku je v Dolních Duna­jovicích. Má rozměr asi pět kilometrů na půl kilometru. Břidlicové vrstvy ve správné hloubce mohou mít rozměr dvacet na deset kilometrů. Abychom je rozpukali horizontálními vrty, musejí být plochy, odkud vrtáme, zhruba pět kilometrů od sebe.

Jelikož z každé plochy lze odvrtat až osm horizontálních vrtů všemi směry, znamená to, že místní krajinu posejeme panelovými plochami zhruba šedesát na sto metrů v síti pět na pět kilometrů. A to moc hezké není, i když to za pět až deset let odstraníme a zrekultivujeme. Navíc bychom tím nahradili dovážený zemní plyn maximálně v řádech jednotek procent, byl by to pouze drobný příspěvek do energetického mixu,“ říká Stanislav Benada.