Analiza proekologicznych rozwiązań możliwych do zastosowania w procesie wydobycia gazu z łupków

• Autorzy: Bocianowski R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2017.8.1

Warianty tytułu

EN

Analysis of the selected pro-ecological technological solutions that could be applied in the shale gas extraction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji przeanalizowano wybrane, możliwe do zastosowania rozwiązania techniczno-technologiczne, związane z wpływem na otoczenie, środowisko naturalne i potencjalne zasoby. Wpływ ten analizowany jest na różnych kluczowych etapach towarzyszących procesowi wydobycia gazu z łupków. Podstawą do dalszych badań jest dokonana wcześniej identyfikacja etapów procesu wydobycia gazu niekonwencjonalnego [3]. Poszczególne, wybrane innowacje i rozwiązania technologiczne związane z danym etapem sklasyfikowano oraz opisano wskazując cechy wpływające na złagodzenie niekorzystnych oddziaływań na otoczenie. Podstawą waluacji było wskazanie i wstępnie zdefiniowana ocena możliwego wpływu każdego prezentowanego procesu technologicznego na zmiany w otaczającej infrastrukturze, środowisku i zasobach naturalnych, czy też, o ile to możliwe, sugerowanie modyfikacji przywołanych rozwiązań, których zastosowanie może jeszcze bardziej pozytywnie wpłynąć na zmniejszenie oddziaływania na środowisko. Opisano potencjalny wpływ na możliwość zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko naturalne poszczególnych możliwych rozwiązań oraz wskazano możliwe emisje do atmosfery i gleby z teoretycznym oszacowaniem ich umniejszonego negatywnego środowiskowego potencjału. Wymieniony wpływ oparto na szerokim wachlarzu wybranych zagadnień, począwszy od innowacji w zakresie udoskonaleń organizacji samego procesu poprzez zastosowanie alternatywnych rozwiązań w zakresie szczelinowania hydraulicznego czy też na modyfikacjach sprzętowo/materiałowych osprzętu wiertniczego skończywszy. Wskazanie optymalnego pod względem emisji, hipotetycznego cyklu życia kopalni gazu łupkowego, który będzie oparty na najbardziej perspektywicznych rozwiązaniach. Artykuł jest wstępem do dalszych badań nad przyjętym modelem LCA optymalnego proekologicznego procesu wydobycia (później również LCC) w miarę pozyskiwania niezbędnych rzeczywistych danych.

EN

The paper examines selected technical and technological solutions which are possible to use with the their relation to the impact on the ambience, the environment and resources. The mentioned effect was analysed at key stages accompanying to the process of shale gas production. The further research was conducted for the basis of early identification of the stages of the unconventional gas production [3].The selected innovations and technological solutions with relation to the stage of classified and were described by pointing out the features that influence to mitigate the adverse effects on the environment. Then was made a preliminary valuation of a given set of solutions and the technology trends. The basis of valuation was identification and the pre-assessment of the possible impact of each the process of technological change in the surrounding infrastructure, the environment and natural resources or to suggest possible modifications of the mentioned solutions, the use of which could have more positive impact on reducing the environmental impact. The potential impact was described by the ability to reduce the negative environmental impact of the various possible solutions and the identified possible emissions to the atmosphere and soil with the theoretical estimating of their reduced negative environmental potential. The mentioned above impact was based on a wide range of selected issues as innovation in terms of improvements e.g., the organization of the process, the use of alternatives to hydraulic fracturing or modifications, hardware drilling equipment and materials. The indication of optimal hypothetical and low-emissive life cycle of the mine shale gas will be based on the most promising pro-ecological solutions. The article is an introduction to further research on the created model of LCA (also LCC afterwards) of the optimal environmentally friendly recovery process as far as will be obtained the necessary actual data.

Słowa kluczowe

PL

zasoby niekonwencjonalne; gaz łupkowy; ocena cyklu życia; 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: 2017
• Tom: Nr 8
• Strony: 314--324
• Opis fizyczny: Bibliogr. 58 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bocianowski R.

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

Bibliografia

• [1] Agencja Informacji Energetycznych (EIA) przy Departamencie Energii USA. 2011. “World Shale Gas Resources: An Initial Assessment".
• [2] Alphabet Energy, Inc. 2017. “Power Generating Combustor (PGC™)". https://www.alphabetenergy.com/product/power-generating-combustor/. [dostęp: 20.03.2017].
• [3] Bocianowski Robert. 2016. "Gaz z polskich łupków jako wyrób/produkt końcowy - wprowadzenie do oceny środowiskowej opartej na metodologii LCA (Life Cycle Assessment)". Gaz, Woda i Technika Sanitarna 05(90):162-169. DOI:10.15199/17.2016.5.1.
• [4] 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.
• [5] Capstone Turbine Corporation. 2016. “0715 Case Study CAP416". http://content.stockpr.com/capstoneturbine/db/185/1021/pdf/CS_CAP416_Wintershall_lowres.pdf. [dostęp: 20.03.2017].
• [6] Chang Yuan, Runze Huang, Robert J. Ries, Eric Masanet. 2015. “Life-cycle comparison of greenhouse gas emissions and water consumption for coal and shale gas fi red 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 9/2012, (58):819-821.
• [9] Dobrzeniecka-Górka Anna, Wojciech Labuda. 2014. "Likwidacja otworu". http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/technologie/likwidacja-otworu-0. [dostęp: 24.03.2016].
• [10] El-Diasty Abdelrahman Ibrahim, Ragab Adel M. Salem. 2013. “Applications of Nanotechnology in the Oil & Gas Industry: Latest Trends Worldwide & Future Challenges in Egypt". Society of Petroleum Engineers. DOI:10.2118/164716-MS.
• [11] Expansion Energy LLC. 2015. “VRGE™ “Overview Patented Waterless Fracturing & EOR Technology for Unconventional Oil & Gas Production". http://www.expansion-energy.com/yahoo_site_admin/assets/docs/VRGE_Waterless_Fracturing__EOR_Technology_-Expansion_Energy_LLC_-July_2015.22783723.pdf. [dostęp: 20.03.2017].
• [12] 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.
• [13] Foltynowicz Zenon, Anna Lewandowska. 2010. “Selected problems of products ecology". Wydawnictwo Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu.
• [14] 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.
• [15] Gawarecki Wojciech. 2008. "Raport o oddziaływaniu na środowisko przedsięwzięcia polegającego na poszukiwaniu i rozpoznawaniu złóż ropy naftowej i gazu ziemnego na obszarze projektowanej koncesji obejmującej blok koncesyjny nr 433". Zleceniodawca: RWE DEA AG Spółka Akcyjna Oddział w Polsce.
• [16] Głuszyński Andrzej, Sylwia Kijewska. 2014. "Metody poszukiwań - analiza sejsmiczna". http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/metody-poszukiwan/metody-poszukiwania-gazu-w-formacjach-lupkowych. [dostęp: 24.03.2016].
• [17] Górski Witold. 2007. "Zapobieganie awariom wiertniczym 311[40].Z1.06". Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy w Radomiu.
• [18] Hadzik Justyna, Koślik Piotr, Wilk Zenon, Frodyma Antoni, Haber Łukasz. 2014. "Badania wstępne wytypowanej grupy paliw o potencjalnych możliwościach ich zastosowania w technologii suchego szczelinowania". Instytut Przemysłu Organicznego - Dział Promocji i Informacji. Materiały Wysokoenergetyczne 6:5-14. ISSN 2083-0165.
• [19] International Energy Agency. 2016. “World Energy Outlook 2016.Executive Summary". IEA/OEC:5-6. ISBN 978 92 64 24365.
• [20] 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.
• [21] Kijek-Baryś Joanna, Mirowska Agnieszka, Obarowski Maciej, Rogowska Agata, Witowska Katarzyna. 2012. "Ocena 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.
• [22] Krawiec Franciszek. 2013. "Niekonwencjonalne źródła ropy i gazu - doświadczenia amerykańskie". Wydawnictwo Difin SA w Warszawie. ISBN 978-83-7641-822-3.
• [23] Labuda Wojciech. 2014. "Zastąpić wodę - nowe metody szczelinowania". http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/technologie/zastapic-wode-nowe-metody-szczelinowania. [dostęp: 20.03.2016].
• [24] Lewandowska Anna, Joanna Witczak. 2011. "Zasoby naturalne jako kategoria wpływu w badaniach LCA". Przegląd Górniczy 66(1067):26-32.
• [25] Lorens Paweł. 2007. "Eksploatowanie złóż gazu ziemnego 311[14].Z1.05". Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy w Radomiu.
• [26] Macuda Jan, Anita Starzycka. 2013. "Problematyka zagospodarowania odpadów wydobywczych powstających przy poszukiwaniu gazu ze złóż niekonwencjonalnych w aspekcie ochrony środowiska". Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk (85):259-270.
• [27] Manda Alex K., Jamie L. Heath, Wendy A. Klein, Michael T. Griffin, Burrell E. Montz. 2014. “Evolution of multi-well pad development and influence of well pads on environmental violations and wastewater volumes in the Marcellus shale (USA)". Elsevier Ltd. Journal of Environmental Management 142:36-45. http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.04.011.
• [28] Ministerstwo Gospodarki, Minister Gospodarki. 2015. "Sprawozdanie Ministra Gospodarki z wyników monitorowania bezpieczeństwa dostaw paliw gazowych za okres od dnia 1 stycznia 2014 r. do dnia 31 grudnia 2014 r." :36.
• [29] 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.
• [30] Ministerstwo Środowiska. 2017. "Zestawienie prac rozpoznawczych za gazem z łupków - zakończonych i będących w trakcie (stan na dzień 27.02.2017 r.)". lupki.mos.gov.pl/pliki/201703/2.17.zestawienie-prac-rozpoznawczych-za-gazem-z-lupkow.pdf. [dostęp: 19.03.2017].
• [31] Moćko Wojciech, Wojciechowski Andrzej, Staniak Paweł. 2012. "Zastosowania odnawialnych źródeł energii w transporcie". Instytut Napędów i Maszyn Elektrycznych KOMEL. Katowice. Zeszyty Problemowe - Maszyny Elektryczne Nr 2(95):99-105. ISSN 2084-5618.
• [32] National Energy Technology Laboratory (NETL)-Strategic Center for Natural Gas and Oil. 2013. "Modern Shale Gas Development in the United States: An Update". U.S. Department of Energy :26-35.
• [33] Nidental Magdalena, Woźnicka Małgorzata. 2014. "Czy poszukiwanie i wydobycie gazu łupkowego może wpływać na wody podziemne?". http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/srodowisko/wody-podziemne-w-procesie-poszukiwania-i-wydobycia-gazu-lupkowego. [dostęp: 20.03.2017].
• [34] Niezgoda Tadeusz, Miedzińska Danuta, Kędzierski Piotr, Malek Ewelina. 2015. "Podstawy technologii wydobycia gazu z łupków sprzężonej z magazynowaniem CO2". Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego :12-15. ISBN 978-83-7938-060-2.
• [35] Oladayo Okunlola. 2014. “Nanocoating in the oil and gas industry". https://www.slideshare.net/oladayookunlola?utm_campaign=profiletracking&utm_medium=sssite&utm_source=ssslideview. [dostęp: 20.03.2017].
• [36] OPRA Turbines, Opra Technologies AS. 2007. "OP16 Gas Turbine Engine". http://www.opraturbines.com/upload/Products/Spec%20sheet%20-%20general%20description.pdf. [dostęp: 20.03.2017].
• [37] Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy. 2013. "Państwowa Służba Geologiczna o gazie w łupkach".
• [38] PIG-PIB, AGH, Politechnika Gdańska. Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska. 2015. "Raport: Środowisko i prace rozpoznawcze dotyczące gazu z łupków".
• [39] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2000. PN-EN ISO 14043: "Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Interpretacja cyklu życia".
• [40] 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".
• [41] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2000. "Polskie tłumaczenie ISO/TS 14048: Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Format dokumentowania danych".
• [42] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2001. "PN-EN ISO 9000:2001: Systemy zarządzania jakością - Podstawy i terminologia" punkt 3.4.2 Wyrób: 33.
• [43] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2002. "PN-EN ISO 14041: Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Określenie celu i zakresu oraz analiza zbioru".
• [44] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2002. "PN-EN ISO 14042: Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Ocena wpływu cyklu życia".
• [45] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2006. "PKN ISO/TR 14047: Zarządzanie środowiskowe - Ocena wpływu cyklu życia - Przykłady stosowania ISO 14042".
• [46] PKN Polski Komitet Normalizacyjny. 2009. "PN-EN ISO 14040: Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Zasady i struktura".
• [47] Praxair Technology, Inc. 2016. “Economical, Efficient, Effective Using Carbon Dioxide for Well Fracturing". http://www.praxair.com/-/media/documents/specification-sheets-and-brochures/industries/oil-and-gas/dryfractm-waterless-fracturing-technology.pdf?la=en. [dostęp: 20.03.2017].
• [48] Roman Michał. 2014. "Metody poszukiwań - geofizyka otworowa". http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/technologie/metody-poszukiwan-geofizyka-otworowa. [dostęp: 20.03.2017].
• [49] Stamford Laurence, Adisa Azapagic. 2014. “Life cycle environmental impacts of UK shale gas". Elsevier Ltd. Applied Energy 134:506-518. http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.08.063.
• [50] The World Bank. 2016. “New Data Reveals Uptick in Global Gas Flaring". The World Bank Group. http://www.worldbank.org/en/news/press-release/2016/12/12/new-data-reveals-uptick-in-global-gas-flaring. [dostęp: 20.03.2017].
• [51] Thiel Gregory P., Emily W. Tow, Leonardo D. Banchik, Hyung Won Chung, John H. Lienhard V. 2014. “Energy consumption in desalinating produced water from shale oil and gas extraction". Elsevier Ltd. Energy and Desalination 366:94-112. doi:10.1016/j.desal.2014.12.038.
• [52] 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.
• [53] Turowski Paweł. 2013. "Gaz łupkowy - nowe regulacje". Wydawca: Biuro Bezpieczeństwa Narodowego. Kwartalnik Bezpieczeństwo Narodowe. 2(26). ISSN 1896-4923.
• [54] Woźnicka Małgorzata, Monika Konieczyńska. "Jak poszukiwanie gazu łupkowego może wpłynąć na środowisko?". http://infolupki.pgi.gov.pl/pl/srodowisko/jak-poszukiwanie-gazu-lupkowego-moze-wplynac-na-srodowisko. [dostęp: 20.03.2017].
• [55] Woźnicka Małgorzata, Monika Konieczyńska. 2011. "Prezentacja: Środowiskowe aspekty wydobycia gazu łupkowego". Gaz łupkowy w Polsce i na Lubelszczyźnie. Targi Geologia. Konferencja Geobezpieczeństwo.
• [56] Wright Miriam C., Court Richard W., Kafantaris Fotios-Christos A., Spathopoulos Fivos, Sephton Mark A. 2015. “A new rapid method for shale oil and shale gas assessment". Elsevier Ltd. Fuel 153:231-239. http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2015.02.089.
• [57] Wyra Aleksander, Danuta Pawełczyk. 2007. "Eksploatowanie maszyn i urządzeń wiertniczych 311[40].Z2.05". Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy w Radomiu.
• [58] Zespół autorów Academy of Program/Project & Engineering Leadership (APPEL) - NASA. 2006. “It’s a Small, Small World: NASA Nanotechnology". https://appel.nasa.gov/2010/02/26/ao_1-8_f_small-html/. National Aeronautics and Space Administration. Academy Sharing Knowledge OCE. 8(1). [dostęp: 20.03.2017].

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Właściwy tytuł artykułu podany w uwadze zamieszczonej w nr 9/2017 na stronie 381