Analiza metody szczelinowania za pomocą ditlenku węgla wraz ze wskazaniem spektrum rozwiązań mających wpływ na możliwą mniejszą emisyjność modelu LCA procesu szczelinowania - w oparciu o patent Wojskowej Akademii Technicznej nr 222247

• Autorzy: Miedzińska D. , Bocianowski R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2018.1.1

Warianty tytułu

EN

Analysis of shale rock fracturing method with supercritical carbon dioxide with indication of scope of solutions that may affect possible decreased emissions of the LCA model - based on patented shale-hydrocarbons recovery method (no. 222247) Developed by Military University of Technology in Warsaw

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji dokonano analizy metody szczelinowania za pomocą ditlenku węgla w stanie nadkrytycznym, opracowanej przez pracowników naukowych Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie. Analiza polegała na identyfikacji elementów sekwencji procesu szczelinowania opartego na Patencie nr 222247, wraz z ich oddziaływaniem na otaczające środowisko naturalne. Wskazano wstępną ocenę potencjalnego wpływu każdego etapu procesu szczelinowania na otaczające środowisko. Rozszerzono zakres potencjalnego umniejszonego wpływu na środowisko naturalne procesu jako całości, jak i poszczególnych etapów szczelinowania. Wymienione rozszerzenie zakresu oparto na perspektywicznych wybranych innowacjach w zakresie obsługi samego procesu szczelinowania dzięki zastosowaniu alternatywnych rozwiązań w zakresie transportu czy też pozyskania źródeł dostaw niezbędnej energii elektrycznej. W ostatecznym rezultacie stworzono zarys, optymalnego pod względem emisji, hipotetycznego cyklu życia procesu szczelinowania opartego na rozwiązaniu WAT. Artykuł jest kolejnym elementem cyklu analiz [2] nad przyjętym modelem LCA optymalnego pod względem ekologii procesu wydobycia gazu z łupków, w dalszej perspektywie także w zakresie LCC i SLCA, co warunkuje dostępność niezbędnych rzeczywistych danych do dalszych badań.

EN

The paper examines the fracking method of using supercritical carbon dioxide, developed by scientist staff of The Military University of Technology in Warsaw. The analysis was carried out by identification of elements of the fracking process sequence based on Patent No. 222247 by showing those which may affect the surrounding environment. The preliminary assessment of the potential impact on the environment of each stage of the fracking method was provided. The scope of the potential of reduced environmental impact of the fracking process as a whole and at its individual stages was expanded. The mentioned extension was based on prospective selected innovations to support the fracking process by solutions of alternative transport or sourcing of the necessary electricity supplies. The outline of the optimal level of emissions of the hypothetical life cycle of the waterless fracking process was developed. The paper is another element of the list of analyses [2] of LCA of the shale gas extraction process that is ecologically optimal. The analyses also will be conducted in the LCC and SLCA areas which are provided that available of necessary real data for further research in the long term.

Słowa kluczowe

PL

zasoby niekonwencjonalne; gaz łupkowy; szacowanie cyklu życia LCA; bezpieczeństwo środowiskowe; efektywność ekologiczna; górnictwo otworowe

EN

unconventional resources; shale gas; life cycle assessment (LCA); natural environment safety; ecological efficiency; borehole mining

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 1
• Strony: 2--7
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys.

Twórcy

autor

Miedzińska D.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechaniczny, Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej

autor

Bocianowski R.

• Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu, Wydział Towaroznawstwa, Katedra Towaroznawstwa i Ekologii Produktów Przemysłowych

Bibliografia

• [1] Alphabet Energy, Inc. 2017. “Power Generating Combustor (PGCTM)”. https://www.alphabetenergy.com/product/power-generating-combustor/. [dostęp: 16.05.2017].
• [2] Bocianowski Robert. 2016. „Gaz z polskich łupków jako wyrób/produkt końcowy - wprowadzenie do oceny środowiskowej opartej na metodologii LCA (Life Cycle Assessment)”. Gaz, Wóda i Technika Sanitarna 05(90): 162-169. DOI: 10.15199/17.2016.5.1.
• [3] Buczaj Marcin. 2006. „Wykorzystanie alternatywnych źródeł zasilania pojazdów w świetle norm i dyrektyw UE na przykładzie Polski”. Komisja Motoryzacji i Energetyki Rolnictwa PAN Oddział w Lublinie. MOTROL Motoryzacja i Energetyka Rolnictwa 8:12-19. ISSN 1730-8658.
• [4] Campbell S. M. 2000. “Liquid CO2 and Sand Stimulations in the Lewis Shale, San Juan Basin, New Mexico: A Case Study”. Society of Petroleum Engineers.2000. SPE Rocky Mountain Regional/Low-Permeability Reservoirs Symposium and Exhibition. 2000.
• [5] Capstone Turbine Corporation. 2016. “0715 Case Study CAP416”. http:// content.stockpr.com/capstoneturbine/db/185/1021 /pdf/CS_CAP416_Wintershall_lowres.pdf. [dostęp: 16.05.2017].
• [6] Chang Yuan, Runze Huang, Robert J. Ries, Eric Masanet. 2015. “Life-cycle comparision of greenhouse gas emissions and water consumption for coal and shale gas fired power geration in China”. Elsevier Ltd. Energy 86:335-343. http://dx.doi.org/10.1016/j .energy.2015.04.034.
• [7] Chmielniak Tadeusz, Lepszy Sebastian. 2013. „Dobór struktur układów gazowo-parowych z uwzględnieniem wybranych aspektów technologicznych i rynkowych”. Polityka Energetyczna. 4(16):49-62. ISSN 1429-6675.
• [8] Dąbrowski Robert, Dzikuć Maciej. 2012. „Ocena cyklu życia (LCA) w sektorze energetycznym”. Pomiary Automatyka Kontrola 9(58):819-821.
• [9] El-Diasty Abdelrahman Ibrahim, Ragab Adel M. Salem.2013. “Applications of Nanotechnology in the Oil & Gas Industry: Latest Trends World-wide & Future Challenges in Egypt”. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/164716-MS.
• [10] Foltynowicz Zenon, Anna Lewandowska. 2004. “Comparative LCA of Industrial Objects - Part 2: Case study for chosen industrial pumps”. The International Journal of Life Cycle Assessment 9(3): 180-186. DOI: 10.1065/lca2004.03.152.2.
• [11] Foltynowicz Zenon, Anna Lewandowska. 2010. “Selected problems of products ecology”. Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu.
• [12] Garmsiri Shahryar, Rosen Marc A., Smith G. Rymal. 2013. “Integration of Wind Energy, Hydrogen and Natural Gas Pipeline Systems to Meet Community and Transportation Energy Needs: A Parametric Study”. In Proceedings of the 3rd World Sustainability Forum. 1-30 November 2013. Sciforum Electronic Conference Series, Vol. 3, 2013, d009. doi: 10.3390/wsf3-d009.
• [13] Górski Witold. 2007. „Zapobieganie awariom wiertniczym 311[40].Z1.06”. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy w Radomiu.
• [14] International Energy Agency. 2016. “World Energy Outlook 2016.Executive Summary”.IEA/OEC:5-6.ISBN: 978 92 64 24365.
• [15] Kalantari-Dahaghi Amirmasoud. 2010. “Numerical Simulations and Modeling of Enhanced Gas Recovery and C02 Sequestration In Shale Gas Reservoirs”, Society of Petroleum Engineers.2010. SPE intemational conference on C02 capture, storage, and utilization.
• [16] Kasza Piotr. 2011. „Zabiegi hydraulicznego szczelinowania w formacjach łupkowych”. Instytut Nafty i Gazu. 2011. Nafta - Gaz (12):874-883.
• [17] Kiersnowski Hubert, Ireneusz Dyrka. 2013. „Potencjał złożowy ordowicko-sylurskich łupków gazonośnych w Polsce: omówienie dotychczasowych raportów i propozycje udoskonalenia metodyki oceny zasobów gazu w raporcie w 2014 r.”. Przegląd Geologiczny 61 (6):354-373.
• [18] Kijek-Baryś Joanna, Mirowska Agnieszka, Obarowski Maciej, Rogowska Agata, Witowska Katarzyna. 2012.”0cena oddziaływania na środowisko, przedsięwzięcia polegającego na poszukiwaniu i rozpoznawaniu złóż ropy naftowej i gazu ziemnego w granicach koncesji GOŁDAP”. SEGI-AT Sp. z o.o.
• [19] Labuda Wojciech. 2014. „Zastąpić wodę - nowe metody szczelinowania”. http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/technologie/zastapic-wode-nowe-metody-szczelinowania. [dostęp: 16.05.2017].
• [20] Lechwacka Małgorzata. 2009. „Technologie uszlachetniania biogazu do jakości gazu ziemnego”, Wydawnictwo ABRYS Sp. z o.o. Czysta Energia, 12(100)
• [21] Lewandowska Anna, Joanna Witczak. 2011. „Zasoby naturalne jako kategoria wpływu w badaniach LCA”. Przegląd Górniczy 66 (1067):26-32.
• [22] Ministerstwo Energii, Minister Energii. 2016. „Sprawozdanie Ministra Energii z wyników monitorowania bezpieczeństwa dostaw paliw gazowych za okres od dnia 1 stycznia 2015 r. do dnia 31 grudnia 2015 r.”.
• [23] Ministerstwo Rozwoju. 2017. „Strategia na rzecz Odpowiedzialnego Rozwoju do roku 2020 (z perspektywą do 2030 r.)”. Dokument przyjęty uchwałą Rady Ministrów w dniu 14 lutego 2017 r. :331-332.
• [24] Niezgoda Tadeusz, Danuta Miedzińska, Grzegorz Sławiński, Piotr Kędzierski, Ewelina Małek. 2016. „Podstawy metody wydobycia gazu z łupków sprzężonej z magazynowaniem C02”. Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego. ISBN 978-83-7938-121-0.
• [25] Oladayo Okunlola. 2014. „Nanocoating in the oil and gas industry”. ht-tps://www.slideshare.net/oladayookunlola?utm_campaign=profiletracking&utm_medium=sssite&utm_source=ssslideview. [dostęp: 16.05.2017].
• [26] OPRA Turbines, Opra Technologies AS. 2007. „OP16 Gas Turbine Engine”. http://www.opraturbines.com/upload/Products/Spec%20sheet%20-%20 general%20description.pdf. [dostęp: 16.05.2017].
• [27] PIG-PIB, AGH, Politechnika Gdańska. Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska. 2015. „Raport: Środowisko i prace rozpoznawcze dotyczące gazu z łupków”.
• [28] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2000. PN-EN ISO 14043: „Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Interpretacja cyklu życia”.
• [29] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2000. „Polskie tłumaczenie ISO/TR 14049: Zarządzanie środowiskowe-Ocena cyklu życia-Przykłady zastosowania ISO 14041 do określania celu i zakresu oraz analizy zbioru”.
• [30] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2000. „Polskie tłumaczenie ISO/TS 14048: Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Format dokumentowania danych”.
• [31] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2002. „PN-EN ISO 14041: Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Określenie celu i zakresu oraz analiza zbioru”.
• [32] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2002. „PN-EN ISO 14042: Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Ocena wpływu cyklu życia”.
• [33] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2006. „PKN ISO/TR 14047: Zarządzanie środowiskowe - Ocena wpływu cyklu życia - Przykłady stosowania ISO 14042”.
• [34] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2009. „PN-EN ISO 14040: Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Zasady i struktura”.
• [35] Stamford Laurence, Adisa Azapagic. 2014. “Life cycle environmental impacts of UK shale gas”. Elselvier ltd. Applied Energy 134 :506-518. http:// dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.08.063.
• [36] Toscano Alessandro, Bilotti Filiberto, Asdrubali Francesco, Guattari Claudia, Evangelisti Luca, Basilicata Carmine. 2016. “Recent Trends in the World Gas Market: Economical, Geopolitical and Environmental Aspects”. Multidisciplinary Digital Publishing Institute AG. Sustainability 2016, 8(2), 154; doi: 10.3390/su8020154.
• [37] Tsuyoshi Ishida, Kazuhei Aoyagi, Tomoya Niwa, Youqing Chen, Sumihiko Murata, Qu Chen, Yoshiki Nakayama. 2012. “Acoustic emission monitoring of hydraulic fracturing laboratory experiment with supercritical and liquid C02”. Geophysical Research Letters. 2012. 39. L16309. doi: 10.1029/2012GL052788.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)