Amikor egy változást forradalminak neveznek, abban benne van annak a felismerése, hogy a minősített változás nem csupán egy új termék, vagy eljárás bevezetését jelenti a termék-, vagy szolgáltatáspalettára, hanem egyúttal olyan hatással bír az addigi rendszerben résztvevő elemekre egészére és egyenként is, mely alapján kimondható, hogy az addig működő rendszer minden elemét érinti a változás, hogy már soha többé nem lesz olyan a korábbi rendszer, mint azt megelőzően volt. Ilyen változás jelentett a palagáz forradalom is a világ gázellátásának addigi megszokott rendszerében, ami egyszerűen kizárta, hogy vissza lehessen térni a korábbi működési mechanizmusokhoz. Új szereplők, új termékkel „rondítottak bele” az addig jól kiszámítható termelő-szállító-kereskedő triumvirátus rendszerébe, megváltoztatva az erőviszonyokat és lehetőségeket is egyaránt. S miközben ilyen változások jelentek meg a világ gázkereskedelmi rendszerében, Európa követve addigi „öreg hölgy”-mentalitását, kissé csodálkozva bámult rá az újonnan megjelenő erőforrásokra, anélkül, hogy egy rövid időre is komolyan megfordult volna a fejében, az új potenciálban rejlő lehetőség arra, hogy megváltoztassa a korábban kialakult gázellátási status quo-t, s egyúttal lehetőséget teremtsen az európai gáztermelők megjelenésére az európai gazdaságok GDP-jének megerősítőjeként. Európa – mint oly sokszor a történelemben – tétlenül nézi, ahogy a lehetőségek elhúznak mellette, és leragad az eddig jól bevált közösségi piacszabályozási mechanizmusok megerősítésének gyakorlatánál, miközben Európán kívüli szereplők veszik át nem csupán a gázellátás feletti irányítás, komoly anyagi haszonnal kecsegtető karmester pálcáját, unikális lehetőséget teremtve a palagáz térhódításának.
Mielőtt a részletekbe vágnánk, szükséges, hogy néhány sztereotípiaként, hamisan rögzített tényt helyre tegyünk, ha már a palagázról értekezünk. Először is: a palagáz nem valami új termék, és nem rosszabb/drágább/szennyezőbb a hagyományos földgáznál, hanem pontosan ugyanaz.
1. ábra: A hagyományos és nem hagyományos földgáz jellemző előfordulásai
A helytelenül palagázzá egyszerűsített nem-hagyományos földgázok egyik előfordulási formája a köznyelvben palagázként nevezett, valójában – előfordulását tekintve a záró márgarétegben, a klasszikus csapdázódás nélkül a márgában megszorult – márgagáz, csupán egyike az ilyen gyűjtőnéven közkeletű nem-hagyományos szénhidrogéneknek, de közelről sem fedi le valamennyi, sőt! Ha a klasszikus ábrázolásban földgáz-piramisként jelzett rajzot vizsgáljuk, belátható, hogy a „palagáz” még csak nem is a legnagyobb természetben előforduló nem-hagyományos szénhidrogén, hiszen nagy készletek találhatók a kőszénbe ágyazott metángáz előfordulásokból, az erősen összetömődött kőzetekbe szorult ún. „tight gas”-ból és a legnagyobb potenciált a mélytengerek alján felhalmozódott gázhidrát előfordulások jelentik.
2. ábra: A szénhidrogén piramis jellemzői
Ugyancsak tévedés azt gondolni, hogy a palagáz kitermeléshez alkalmazott technológiák, új eddig még nem használt technológiák lennének. Hiszen a rétegkezelések, a hidraulikus rétegrepesztés több mint száz éve alkalmazott technológiák, a hagyományos kőolaj-, és földgáz előfordulások kihozatalának javítása, vagy éppen intenzifikálása érdekében, az olajbányászok már sokkal korábban rájöttek, hogy a kőzetek áteresztőképességének drasztikus javulása érhető el, tisztító vegyszerek, például savas készítmények alkalmazásával, illetve a mesterségesen létrehozott és fenntartott repedéshálózat kialakításával egyaránt. Az első szakirodalomban is rögzített hidraulikus rétegrepesztést 1947-ben, Kansas államban, a Hugoton földgázmezőben alkalmazták először a gázbeáramlás javítására, és elmondható az is, hogy a hazai olajipar sem maradt el sokkal ennek a technológiának a sikeres alkalmazásától, hiszen 1957-ben, Nagylengyel mezőben szintén beáramlás javítására már eredményesen alkalmazták a hidraulikus rétegrepesztést.
3. ábra: Hidraulikus rétegrepesztés a nagylengyeli mezőben (1957)
Megállapíthatjuk tehát, hogy minden, a palagáz megkutatásában és kitermelésében alkalmazott technika és technológia a hagyományos kőolaj-, és földgázkitermelésben alkalmazott technológiát jelent és nem valami újonnan bevezetett, „veszélyes” műveletet takar. És végezetül, a sztereotípiák között, a „hatalmas” gázkészletekről is ejtsünk szót. A hagyományos szénhidrogén kutatásban megszokott mértékegységekhez képest nagyságrendileg nagyobb értékekkel szembesülhetünk, amikor a nem-hagyományos előfordulásokban lévő potenciálok méreteit próbáljuk megbecsülni. Ezek a nagyságrendi ugrások olykor felfoghatatlanok azok számára, akik a hagyományos készletek számaihoz szoktak, de fogadjuk el, hogy a „nem-hagyományos” jelző nem csupán a keletkezés körülményeire, a megkutatás nehézségeire, vagy éppen a kitermelési technológiákra kell, hogy vonatkozzon, de igaz mindarra, amit ezt megelőzően a kőolaj-, és földgáztermelésről gondoltunk, beleértve az elérhető potenciálok méretét is. Ugyanakkor azt is látni kell, hogy a hagyományos előfordulásokhoz hasonlóan, a kitermelhető mennyiségnek nem a technikai megvalósíthatóság, hanem kizárólag annak gazdaságossága vet gátat.
A palagáz kitermelés kitartó ellenzői, valójában ellenezik a fosszilis energiahordozókra épülő energiahasznosítás minden formáját. Szilárdan hisznek abban, és harsányan ki is állnak amellett, hogy nincs szükség ennyi energiára, hogy a fosszilis energiahordozók egyik napról a másikra kiválthatók a világ energiafelhasználásának rendszeréből, majd beülnek a benzinüzemű autóikba, kihajtanak a szépen kivilágított, alapvetően szénalapú erőművekből „táplálkozó” repülőterekre, és felülnek - a kőolajból, vagy földgázból előállított - kerozin hajtotta repülőgépekre, hogy ezt az okosságot hintsék el a világ minden részében. Ám a valóság némileg árnyaltabb képet mutat.
4. ábra: A világ primer energia felhasználásának előrejelzése (Forrás: IEA)
A rendszeresen felmérésre kerülő energia felhasználási előrejelzések igyekeznek figyelembe venni a föld kormányai által jelenleg alkalmazott, illetve egy későbbi intézkedés csomaggal tervbe vett energiapolitikai intézkedések mellett, azokat a környezetvédelmi szempontból kidolgozott intézkedéseket tartalmazó energiapolitikai elképzeléseket is, melyek a megcélzott, a földi légkör CO2 tartalmának 450 ppm alatt tartására irányulnak. Megállapítható, hogy nem létezik jelenleg olyan, reálisan figyelembe vehető energiafelhasználási forgatókönyv, mely ne azzal számolna, hogy az elkövetkező 20-25 évben bizony nőni fog a világ primer energiafelhasználása. Természetesen a felhasználás növekedésének előrejelzése alapján, a világ országainak felhasználása eltérő mértékben változik, így a legdominánsabb növekedést, az úgy nevezett fejlődő gazdaságok fogják produkálni, amelyek nem tagjai az OECD országoknak, leginkább Kína, India, Brazília, illetve az öbölmenti Közel-Kelet országai. S habár korábban ezt a drasztikus növekedést mindig elintézték az előrejelzők azzal, hogy ennek oka a gazdasági teljesítmény növekedése mellett, leginkább abban keresendő, hogy ezek az országok sokkal nagyobb energiaintenzitással jellemezhetőek. Azaz egységnyi GDP-növekedésre jóval több energiát használnak fel, mint az OECD tagállamok, azaz energiapazarlóbbak, mint a fejlett országok.
5. ábra: az energia igény és az energiaintenzitás alakulása (Forrás: IEA)
Ám ez a kép is sokat fog változni az előrejelzések alapján. Az energia felhasználás növekedése mellett, egyre jobbak lesznek az energiaintenzitási mutatók is ezekben fejlődő országokban, azaz, abszolút értékben a fejlődésükhöz felhasznált primer energia felhasználásának aránya javul, de ez nem töri meg az egyenletes felhasználás növekedésének mértékét sem. Ez alapján könnyen belátható, hogy az világ energia felhasználásának képe sokkal másabb képet fog mutatni, mint akárcsak 5 évvel ezelőtt is. India energia felhasználása 2040-re eléri, sőt meg is haladja az EU jelenlegi energiafogyasztását, míg Kína energia felhasználása az európai energiafogyasztás 2,5-szeresére növekszik majd. Miközben ezekre a most ismert és előre jelezhető fejlődő országokra nézünk, ne felejtkezzünk el az elmaradott afrikai országok gazdaságairól, ahol a társadalmi viszonyok előbb-utóbb elkerülhetetlen normalizálódását követően, az eddigieknél elképzelt növekedési ütemek még inkább felgyorsulhatnak, és energia felhasználásuk megsokszorozódhat az elkövetkező negyedszázadban.
6. ábra: Az energiaigény alakulása az energiamix szerint (Forrás: IEA)
Az energiafelhasználás előrejelzéseinek vizsgálata során, külön érdemes elemezni a különféle energiahordozók energiamixen belüli változásának előrejelzését is. A jelenlegi tendenciák alapján látható, hogy a fosszilis energiahordozók dominanciája még hosszú időn át megmarad. A szén felhasználásának új reneszánsza (mely leginkább a kínai energiaigény szignifikáns növekedésének kielégítését szolgálja) és a megújuló energia részarányának megállíthatatlan erősödése mellett, a földgáz felhasználás erőteljes növekedése a szembetűnő. Valóban igazolódni látszik az az IEA (Nemzetközi Energia Ügynökség) által hangoztatott tétel, hogy a földgáz aranykora kezdődött a földön. S miközben korábban rendszeresen azzal riogatták a tisztelt közérdeműt a fosszilis energia ádáz ellenfelei, hogy azért kell más energiahordozó után néznünk, mert a fosszilis készletek kifogyóban vannak, és éveken belül elfogynak a Föld készletei, a jelenleg ismert készletbecslések alapján megállapítható, hogy ez a veszély nem valós, a fosszilis készletek a jelenlegi és becsülten növekvő felhasználási ütem mellett is több száz évre elegendőek. De, ahogy mondani szokták, a „kőkorszaknak sem az vetett véget, hogy elfogyott a kő”, így nagy valószínűséggel a fosszilis energiahordozók dominanciájának megszűnését sem azok készleteinek kimerülése fogja eredményezni. Sokkal inkább a ma még nem is ismert energiatermelési technológiák fejlődése, a környezeti hatások erőteljes csökkentésére irányuló korszerű energiatermelő megoldások térnyerése és az emberiség bölcsebb belátása arra vonatkozóan, hogy az egyre növekvő népesség energiaéhségének kielégítése nem okozhatja, az ember földi életterének teljes ellehetetlenítését, azaz az ipari, technológiai és környezettudatos fejlődés egész egyszerűen meg fogja haladni, napjaink megkerülhetetlen energiahordozóinak alkalmazását.
7. ábra: A fosszilis energiahordozók készleteinek előrejelzése (Forrás: IEA)
De ez jelen pillanatban még elég távoli jövőnek tűnik, így a fosszilis energiahordozók birtoklása, és elosztási-kereskedelmi potenciáljának képessége továbbra is világhatalmi tényező, az országok egymáshoz való viszonyának fontos indikátora, a gazdasági fejlődés irányait alapjaiban befolyásoló, adekvát eszköz a politikai erők kezében. A birtokolt potenciál egyenlőtlen elosztásának eredményeképpen, az USA kívüli OECD tagországok, valamint Kína és India energia kitettsége egyre nagyobb, miközben a klasszikus termelő országok (Közel-Kelet, Oroszország, Kaszpi-térség és Észak-Afrika) pozíciója érdemben nem változik. Talán csak Brazília megjelenése a termelő országok csoportjában okoz némi átrendeződést.
8. ábra: Nettó olaj-, és gázimport/export mátrix (Forrás: IEA)
Az USA kitettségi pozíciójának javulása egyértelműen a palagáz forradalomnak köszönhető, ma már egyértelműen kedvező helyzete a nem-hagyományos szénhidrogének tömeges kitermeléséből származó, viszonylagos gázbőség nem csupán korábban kiszolgáltatott kereskedelmi helyzetének megváltoztatását eredményezte, de lehetővé vált az USA-beli olcsó energiaforrások megjelenésével, a helyi gazdaság megerősödése, és a versenyelőny készpénzre váltása is, akár a távol-keleti gazdaságok, akár az európai gazdasággal szemben. S miközben a globális földgázigény egyértelműen és folyamatosan növekszik, Európa újonnan felfedezett, saját források hiányában vergődik, kitettsége egyértelműen erősödik. Szemmel láthatóan Európa belenyugodott abba, hogy tartósan nem lesz képes saját igényeinek ellátásában termelőként is részt venni. Az EU bürokratái kizárólag a piaci és kereskedelmi körülmények kidolgozásában és kontrolljában képesek gondolkozni!
9. ábra: Nem-hagyományos készletek előfordulása a világban (Forrás: IEA)
Holott távolról sem igaz, hogy ilyen jelentős nem-hagyományos készletekkel csak Észak-Amerika rendelkezik. A jelenleg ismert geológiai becslések alapján megállapítható, hogy komoly ásványvagyon előfordulások találhatók Dél-Amerika egyes országaiban (Argentína, Brazília), az afrikai kontinens mindkét pólusán (Algéria, Dél-Afrikai Köztársaság), de igencsak méretes palagáz előfordulásokat jeleznek a kínai becslések, sőt Oroszországban is jelentős szénbeágyazott metán (CBM) elfordulásokkal számolhatunk. És nem marad ki ebből a sorból az „öreg hölgy”, azaz Európa sem, hiszen a jelenleg ismert, és természetesen kockázatokkal terhelt becslések alapján 21 billió (!) köbméter nem-hagyományos előfordulás becsülhető az európai kontinensen. Ez a világ jelenleg ismert ilyen típusú előfordulásának (~331 billió m3) csupán alig 6 %-a, ám az európai gázellátás jelenlegi 400-450 milliárdos éves felhasználásában még így is jelentős forrás bevonás lehetne, amennyiben nem néznénk tétlenül, hogy kizárólag mások hasznosítsák a nem-hagyományos készletek kiaknázásában rejlő lehetőségeket.
A kitermelés és a felhasználás előrejelzése alapján, az Egyesült Államok 2035-re már teljes gáztermelésének több mint 80 %-át nem-hagyományos készletekből fogja kitermelni, és földgázhoz hasonlóan a kőolajtermelésben is egyre nagyobb teret hódít az USA palaolaj (ez nem azonos az olajpalával, ami jellemzően Kanadában fordul elő) termelése is. Ugyanez az érték a mostani szándékok és szabályozás alapján 2035-ben Európában még az 5 %-ot sem fogja elérni, holott ahogyan említettem korábban, az előfordulások mérete és mennyisége lehetővé tenné ennél nagyobb mértékű bevonását is au európai palagáz készleteknek, a földrész ellátás biztonságának növelésére. Európa földgázellátásának diverzifikálása, a hazai és import földgázforrások közötti egészségesebb egyensúly megteremtésében egyre növekvő szerepe kellene legyen, a nem-hagyományos készletekből származó termelésnek, hogy a saját forrásokból származó termelés fedezhesse az egyre jobban növekvő földgáz iránti kereslet, akár több, mint 60 százalékát, 2040-re.
10. ábra:Az európai nem-hagyományos forrás előfordulásai (Forrás: ENTSOG)
Természetesen tisztában vagyunk azzal, hogy az Európára jellemző bonyolultabb földtani viszonyok (sokkal nagyobb mélység, magas hőmérséklet és hatalmas rétegnyomás) egyértelműen drágítják az európai palagáz kitermelést, és több más infrastrukturális megoldandó probléma is felmerül az európai kutatás-termelés kapcsán. Hiszen komoly kihívást jelent az európai palagáztermelőknek az európai lakott területek sűrűsége, illetve a földtulajdonhoz való viszony különbözősége is az USA-val való összevetésben, nem is beszélve arról, hogy az európai bányászati szabályozás és a bányászathoz való hozzáállás is sokkal komolyabb annál, mintsem földművelők (amerikai farmerok) sportot űzhessenek abból, hogy ki tud hamarabb kőolaj, vagy gázkészletet találni a földjén, csak azért, mert akárki belevághat egy fúrótorony működtetésébe a saját területén. Ez természetesen együtt is járt azzal, hogy a sok kóklerkedés közepette bizony, rendszeresen előfordultak olyan balesetek, rétegek közötti átfejtődések, kitörések, a felszín alatti vízbázisokat elszennyező és elgázosító műveletek, amire joggal hivatkozhatott azután a palagáztermelés, vagy legalább is a hidraulikus rétegrepesztés betiltását követelő környezetvédő szervezetek.
Néhány szó essék most a sokat kárhoztatott mumusról, a hidraulikus rétegrepesztésről is. A nem-hagyományos szénhidrogének kitermelésének, környezetvédelmi és alkalmi „vádlói” rendszeresen emlegetik a rétegrepesztést, mint mumust, ami minden bajok okozója!
11. ábra: A hidraulikus rétegrepesztés sémája
Ahogyan azt korábban is említettük, a réteg repesztése, mint beáramlást stimuláló eszköz már igen régen (több évtizede!) alkalmazzák a kőolaj-, és földgázbányászatban, tehát egyáltalán nem újdonságról, valamilyen új és különösen veszélyes tevékenységről van szó. A repesztés során lehetővé tesszük, hogy a rossz áteresztőképességű kőzetek pórusai között jobb, hatékonyabb legyen a kommunikáció, azaz mesterséges csatornákat hozunk létre a kút és a szénhidrogént tartalmazó rétegek között. Ehhez vízbázisú, úgy nevezett repesztő folyadék benyomásával megrepesztjük a több kilométer mélységben lévő réteget (és csak azt!), majd a korábban szivattyúkkal benyomott folyadék visszanyerését követően, egy szintén mesterségesen készített műhomokkal (proppant) töltjük ki a repedést, nehogy összezáródjanak ezek a kis csatornácskák! Itt természetesen nem méteres kiterjedésű repedésekről van szó, hanem egészen kis átmérőjű, néhány centiméteres/milliméteres repedésrendszerekről, amelyek áteresztő képessége természetesen sokkal jobb az áramlás szempontjából, mint a kőzet eredeti áteresztőképessége. Fontos tudni: a repesztésre szolgáló folyadékot (víz és repesztőanyag) teljes egészében visszatermeljük a kútból, mely tisztítás után ismét ugyanolyan víz lesz, mint korábban volt, azaz nem helytálló az a környezetvédői riogatás sem, hogy iszonyatos mennyiségű vizet pocsékolnak el a repesztések során, ezzel is környezetvédelmi kárt okozva! Való igaz, egy ilyen művelethez igen sok, olykor több tízezer köbméter vízre is szükség lehet. Ám jól látható, hogy az csak eszközként lesz felhasználva, majd ezt követően ismét hasznosítható, akár egy újabb repesztéshez is felhasználható. A mai technikai színvonal lehetővé teszi, hogy a repesztés során alkalmazott folyadék rendszerek teljesen zárt technológiában működjenek, így a repesztő folyadék sem a kútban lévő egyéb vízadó rétegeket, sem pedig a felszíni környezetet nem szennyezi. A kút mélyítése során átfúrt, vizet tartalmazó rétegek védelmét szolgálja a kutak kialakítása során alkalmazott cementezési technológia is – azaz szó sincs róla, hogy az átfúrt víztartó rétegek a művelet során károsodnának
A nem-hagyományos szénhidrogének esetén a kőzet áteresztőképessége igen rossz, gyakorlatilag nulla, így repesztés nélkül a kőolaj, vagy földgáz képtelen eljutni a kútba, illetve azon keresztül a felszínre, mert a saját pórusai (amelyekben ott a bezáródott kőolaj, vagy földgáz) között semmilyen, vagy nagyon erősen korlátozott kommunikáció létezik. Mivel a rétegrepesztésekkel ezekben az igen kemény és nagy szilárdságú kőzetekben nagyon nehéz repedésrendszereket létrehozni, így egy-egy repesztés hossza jó esetben is csupán 100-150 méter lehet. Ez viszont azzal jár, hogy ilyen kutakból sokkal többet kell fúrni ahhoz, hogy a rétegekben lévő szénhidrogént a lehető legnagyobb mértékben kitermelhessük. Tehát a leglátványosabb különbség a hagyományos és nem-hagyományos szénhidrogén termelésbe állítása között, hogy nagyságrendekkel több kútra van szükség, mint normál esetben.
12. ábra: A hidraulikus repesztés jellemző tagállami engedélyezése
Az európai engedélyezés rendszere egyáltalán nem harmonizált, országonként különbözik, de az egységes értelmezést célzó, 2014-ben kiadott EU-direktíva, a korábbi merev elutasítással szemben ma már inkább támogatónak, mintsem ellenségesnek mondható. A kiadott direktíva egyértelműen a felhasznált víz mennyisége alapján tesz különbséget a hidraulikus rétegrepesztő technológiák között, így megkülönbözteti a masszív rétegrepesztést (10.000 m3-nél nagyobb mennyiségű víz felhasználás) és a sima rétegrepesztést egymástól. Az EU környezetvédelmi biztosának kezdeményezésére, nem régiben elindult egy olyan referencia dokumentum (BREF) kidolgozását célzó közös ipari és környezetvédelmi egyeztetés, mely az elérhető legbiztonságosabb és leghatékonyabb kitermelő technológia alkalmazását szorgalmazza a tagállami tiltások helyett. Ennek egyértelmű indítéka az, hogy az Európai Bizottság is megállapította, a palagáz és más nem-hagyományos gázforrások potenciálisan fontos új ellátási forrásokká válhatnak Európa-szerte, amely valóban és ténylegesen csökkentheti az EU gázimport függőségét, lehetővé teszi az európai palagáz potenciálban rejlő gazdasági növekedési potenciál Európában tartása mellett, a piaci-kereskedelmi kitettség és alkupozíció eddigi kiszolgáltatottságának mérséklését is. Ugyanakkor a mai napig jelentős különbség tapasztalható a tagállami szabályozások között, a teljes és kíméletlen tiltás (Franciaország, Bulgária, Románia) épp úgy jellemző, mint a teljes állami, kormányzati és politikai megfontolásokon alapuló támogatás (Anglia, Lengyelország és Magyarország), de van példa a megengedve tiltó gyakorlatra is (Németország). S habár a tiltások és engedélyezések szinte kivétel nélkül a környezetvédelmi aggályok és a technológia veszélytelenségét bizonygató műszaki-geológiai érvelések mentén kerülnek felszínre, azért könnyen belátható, hogy az ellenzők és támogatók mögött is komoly érdeksérelmeket elkerülni szándékozó, nem egyszer Európán kívüli gazdasági szereplők, piacbefolyásoló lobbi tevékenysége érthető tetten, akármelyik oldalról hoznánk is példát.
Egy biztos, a nem-konvencionális földgáz és a részben ezen a forráson alapuló, egyre nagyobb jelentőségű LNG termelés már mostanra is jelentős világkereskedelmi átrendeződést eredményezett a földgázpiacon, megállapítható, hogy szinte mindenki (Oroszország, Közel-Kelet, USA, Afrika, Dél-Amerika, Ausztrália, Dél-Kelet Ázsia) exportál, míg az EU, Kína, Dél-Korea és Japán is egyre többet importál.
A jelenlegi állás szerint, tényszerűen megállapíthatjuk, hogy napjainkban egyértelműen Európa a legnagyobb vesztese a piaci átrendeződésnek, mert „csupán” fogyasztóként profitálhat az egyre olcsóbb gázforrások megjelenéséből, de a nem-hagyományos készletek kitermeléséből elérhető gazdasági növekedésből már nem részesedik.
Felhasznált irodalom:
1. Energy Outlook 2012, 2013, 2014 – Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA)
2. Holoda Attila: Palagázról közérthetően – nem csak környezetvédőknek
http://osztommagam.blog.hu/2013/02/15/palagazrol_kozerthetoen
Bányászati és Kohászati Lapok, Bányászat 2013/4. szám (2013.09.16)
