Břidlicový plyn – číslo 1 v Americe

Břidlicový plyn se přes svou problematickou pověst prosazuje na energetickém trhu. Břidlicový plyn se svým složením zásadně neliší od běžného zemního plynu. Patří k takzvaným suchým nebo chudým zemním plynům s vysokým obsahem metanu na úrovni 95–98 procent s nepatrnou příměsí vyšších uhlovodíků. Jeho světové zásoby se odhadují na 209 bilionů kubíků, největší naleziště má Čína, Spojené státy americké a Kanada, Alžírsko nebo JAR, Argentina a Brazílie, v Evropě je na tom nejlépe Francie a Německo, ale nachází se i v dalších státech včetně Velké Británie nebo České republiky. Jeví se proto jako zajímavá alternativa zejména ve snaze vyhnout se ruskému zemnímu plynu. Negativní reakce ale vyvolává jeho těžba.

Břidlicový plyn se těží frakováním

Břidlicový plyn se na rozdíl od běžného zemního plynu musí doslova dobývat. Ložiska zemního plynu obvykle nacházíme jako součást nalezišť ropy a černého uhlí nebo v podzemních výdutích, kde jej drží nepropustné okolní vrstvy. Takový plyn se buď jímá při těžbě ropy a uhlí nebo se pomocí vrtů čerpá samostatně z podzemí.

Zato břidlicový plyn je obsažen přímo v horninách břidličnatého původu, jak ostatně napovídá jeho název. Aby se břidlicový plyn uvolnil, je třeba matečnou horninu narušit. K tomu se používá hydraulické štěpení neboli frakování. A tato metoda je všechno, jen ne šetrná k životnímu prostředí.

Po objevení ložiska, kde se nachází břidlicový plyn, k čemuž dochází nejčastěji mikroseismickým průzkumem s využitím měření sonické odezvy drobných řízených otřesů, se v místě provede vertikální vrt do hloubky dvou, tří, ale i pěti kilometrů až do tuhého kompaktního podloží. Na něj naváže horizontální vrt v délce dalšího kilometru či dvou. Podél horizontálního vrtu se hlubinným odpálením trhaviny podnítí vznik puklin.

Vrt se následně osadí potrubím, kdy horizontální je perforované. Do takto připraveného vedení se poté pod vysokým tlakem pumpuje voda s celou škálou chemikálií, která břidličné podloží dále rozruší bezpočtem prasklin, z nichž se uvolní dosud vázaný plyn. Ten, který samovolně uniká, se zachytává při ústí vrtu, další se získává při zpětném čerpání tlakové vody z potrubí. Potom vrtnou a štěpicí soustavu nahradí těžební aparatura, kdy zůstane v podstatě záhlaví vrtu s ventily doplněné zařízením na zachytávání a nutné prvotní zpracování surového plynu.  

Velká spotřeba vody, riziko zemětřesení

Hydraulické štěpení se uskutečňuje po částech, odděleně v jednotlivých sekcích horizontálního vrtu. Na jeden vrt je při tom potřeba 10 až 20 milionů litrů vody, může se použít ta z přírodních vodních ploch a toků, ale i pozemní, studniční, případně recyklovaná již průmyslově využitá. Samotná štěpicí kapalina tvořená z 95 až 98 procent vodou obsahuje přibližně půl procentního bodu chemických látek včetně kyselin a pesticidů. Ty mají snižovat tření, zamezují korozi, likvidují mikroorganismy, působí jako lubrikanty, napomáhají chlazení vrtné hlavice a slouží i pro kontrolu tlaku ve vrtu a celkově jde o desítky kubických metrů různých aditiv. Pro otevření trhlin se navíc do vody přidávají stovky tun písku.

Objem kapaliny odčerpané zpět po vytvoření prasklin v břidlicích se podle charakteru vrtu a ložiska pohybuje v širokém rozpětí 15–80 procent původního množství, nicméně část použitých chemických látek vždy zůstane v podloží. Zvlášť, když za životnost vrtu, která bývá v řádu 20 až 30 let, může dojít ke zopakování procesu hydraulického štěpení, takzvanému refrakování.

Vyčerpaná odpadní voda tak obsahuje nejen písek a původní chemikálie usnadňující štěpení, ale i ropné látky a těžké kovy získané v hlubinném prostředí a může být i radioaktivní. Přečerpává se do odkališť k budoucímu postupnému transportu do čističek k recyklaci. Těkavé látky nicméně z odkalovacích nádrží unikají odpařováním.

Fragmentované podloží po odtěžení břidlicového plynu zůstane už navždy nestabilní a v seismicky aktivních oblastech může být náchylné k zemětřesením.

Břidlicový plyn má v Evropě zákaz

V USA se břidlicový plyn těží více než 100 let, zejména v Apalačských horách ve státu New York. Se snižováním produkce zemního plynu v konvenčních ložiscích se těžba rozšířila na území Texasu a do dalších oblastí. Téměř 80 procent zemního plynu spotřebovaného ve Spojených státech pochází z břidličných hornin, na území USA je 1,7 milionu frakovacích vrtů.

V Evropě, která je hustěji osídlená než Spojené státy, komerční těžba břidlicového plynu v podstatě neprobíhá. V zemích jako Francie nebo Německo těžbu dokonce zakazuje zákon. S ohledem na snahu nahradit dodávky ruského plynu dražším dovozem zkapalněného plynu LNG už začátkem loňského roku německý ministr financí Christian Lindner navrhl zrušení tohoto zákona. Kancléř Olaf Scholz i ministr hospodářství Robert Habeck ale tuto možnost nepřipustili. Odmítavé je i stanovisko většinové evropské veřejnosti, především kvůli negativním dopadům frakování na životní prostředí.

Ekologické frakování?

Čína, Spojené státy a Kanada už několik let experimentují s původně ruskou metodou frakování na bázi plazmatické pulzní technologie. Využívá vysokoenergetický plazmový oblouk, který krátkodobě generuje energii ve formě tepelných a akustických vln, takže nepotřebuje štěpicí kapalinu s jejími škodlivými přísadami. Zkouší se zatím na stovkách menších vrtů a vykazuje slibné výsledky. Pokud se osvědčí, mohla by být řešením i pro Evropu, která má rozsáhlá ložiska v Polsku, Litvě, Bulharsku a Rumunsku. V České republice jsou naleziště břidlicového plynu u Valašského Meziříčí, na Berounsku i kolem Náchoda a Trutnova.