Pár zajímavostí o zemním plynu

Ti považují za samozřejmé, že mohou zemní plyn využívat podle vlastní potřeby 24 hodin denně 365 dní v roce.

Málokdo ale zná celou cestu, kterou musí zemní plyn urazit, než se dostane z naleziště až ke konečnému zákazníkovi. Česká republika nemá vlastní významné zdroje zemního plynu, a proto musí zemní plyn nakupovat u zahraničních producentů. Naleziště, ve kterých se zemní plyn pro Českou republiku těží, jsou od naší republiky vzdálená několik tisíc kilometrů.

Těžba a úprava zemního plynu

Zemní plyn naftový je zpravidla uložen v pórovitých horninách ohraničených nepropustnými vrstvami a vodou, kde se jako specificky lehčí látka nahromadil v průběhu tisíců let nad vrstvami ropy nebo vody. Zemní plyn se těží vrty vedenými přímo do pórovitých vrstev ložisek, která se nacházejí většinou v hloubce do 3 km pod povrchem země. Plyn se však těží i z daleko větších hloubek až kolem 8 km. Zemní plyn se těží jak z ložisek na pevnině (Rusko, Alžírsko, Nizozemsko), tak z ložisek, které se nacházejí pod mořským dnem (např. v Severním moři).

Zemní plyn karbonský vznikal v průběhu dlouhodobé přeměny prvohorních rostlin na černé uhlí a vyskytuje se v ložiscích černého uhlí. Při těžbě uhlí se uvolňuje a je z bezpečnostních důvodů odsáván jako tzv. degazační plyn. Těží se však i přímo vrty z uhelných slojí. Ve vybraných lokalitách je možné karbonský plyn dlouhodobě těžit. Tomu musí předcházet průzkum vlastností ložiska a uhlí a pro dosažení větší výtěžnosti pravděpodobně i umělé zvýšení plynoprostupnosti uhelných slojí.

Vytěžený zemní plyn je nutno před jeho dálkovou dopravou upravit na takovou kvalitu, aby ho bylo možné bez dalších úprav komerčně využívat. Technologie čištění je závislá na složení plynu. Zemní plyn se často těží z ložisek společně s ropou, takže obsahuje vysoké podíly vyšších uhlovodíků.

Dále zemní plyn zpravidla obsahuje látky, které by mohly negativně působit na distribuční systémy. Jsou to v prvé řadě voda a sirné látky, které by mohly způsobovat korozi zařízení. Vysoký obsah vlhkosti může být příčinou ucpávání plynovodů, protože s metanem může voda za určitého tlaku a teploty tvořit pevné hydráty. Vytěžený zemní plyn dále obsahuje prach, který by mohl být příčinou poruch kompresorových nebo regulačních stanic. Každý zemní plyn se po těžbě suší a zbavuje pevných částic (prachu), případně se odstraňují vyšší uhlovodíky a sirné látky, pokud jsou přítomny.

Dálková přeprava

Dálková přeprava je díky vzdálenostem, na které se dnes zemní plyn přepravuje, nejnáročnějším článkem řetězce cesty zemního plynu od ložiska k zákazníkovi. Upravený zemní plyn je možné přepravovat potrubím nebo ve zkapalněném stavu tankery.

• přeprava potrubím - Evropa je dnes protkána
  hustou sítí dálkových plynovodů. Provozní tlaky v nejnovějších potrubních systémech dosahují až 10 MPa a průměry plynovodů často přesahují jeden metr (např. v ČR je téměř 400 km o průměru 1400 mm). Plynovody jsou vedeny nejen po souši, ale mohou být také položeny na mořském dně. Tímto způsobem se např. do Evropy dopravuje zemní plyn z nalezišť v Severním moři nebo Africe.

• přeprava tankery - je využívána pro přepravu přes moře na velké vzdálenosti - např. do Evropy je takto dodáván stlačený zemní plyn (CNG, PNG) a zkapalněný zemní plyn (LNG) z Alžírska, Nigérie nebo Austrálie. Zemní plyn se na pobřeží stlačí nebo zkapalní (zkapalněním zmenší zemní plyn svůj objem cca 600x) a přečerpá do tankeru. V cílovém terminálu se přečerpá do zásobníků, postupně se odpařuje a dodává do plynovodních systémů.

Obchod se zemním plynem ve světě

Zásoby plynu a centra spotřeby jsou však vzdálená tisíce kilometrů, v cestě mnohdy stojí moře i oceány. Mezi oblastmi těžby a spotřeby bylo přepraveno v roce 2000 559,7 mld. m³ zemního plynu, jak to dokládá následující tabulka.

Čísla nezohledňují obchod mezi stály bývalého SSSR.

mapa světového obchodu zemním plynem
(pro zvětšení klikni)

Mapy světových plynovodů a obchodu se zemním plynem 

Zásobování Evropy

Z pohledu zásobování Evropy jsou vedle zásob na území Ruska důležité zásoby v kontinentálním šelfu Severního moře. Zde se nachází cca 80 % evropských zásob zemního plynu (kromě ložisek na území bývalého Sovětského svazu). Z těchto ložisek byla zahájena těžba v šedesátých letech minulého století a v současné době je zde těženo cca 200 mld. m³ zemního plynu ročně.

Potrubní přeprava zemního plynu v Evropě a ve střední Evropě

Zásobování Evropy zemním plynem - podrobná mapa (pro zvětšení klikni).

Plynovod Nabucco

pro zvětšení klikni

Pro vývoj zásobování Evropy byla významná první polovina sedmdesátých let minulého století, kdy byla zahájena výstavba dálkových plynovodů z tehdejšího Sovětského svazu do zemí západní Evropy. Přes území Československa tak začal proudit ruský zemní plyn nejprve do Rakouska (v roce 1972) a následně i do SRN (v roce 1973).

Rusko
Zemní plyn je těžený v západosibiřských oblastech Ruska (nejznámější naleziště jsou v Urengojské a Jumburské oblasti) a do Evropy proudí plynovody přes území Polska a Slovenské a České republiky. V České republice je zemní plyn z Ruska označován jako tranzitní zemní plyn. Podle složení patří tranzitní zemní plyn mezi plyny typu H.

Norsko
Zemní plyn těžený v norském sektoru Severního moře proudí na pevninu soustavou podmořských plynovodů, které vedou na území Německa. To je také největším odběratelem norského plynu. Tento plyn patří mezi plyny typu H a na rozdíl od ruského zemního plynu má větší podíl vyšších uhlovodíků a tím i vyšší spalné teplo.

Alžírsko
Alžírsko je největším producentem zemního plynu na africkém kontinentu. Do Evropy se zemní plyn dodává buď systémem podzemních plynovodů do Španělska a Itálie nebo ve zkapalněné formě zejména do Španělska, Francie a Itálie. Zemní plyn dodávaný z Alžírska patří mezi plyny typu H.

Nizozemí
Nizozemí je nejvýznamnějším západoevropským dodavatelem zemního plynu. Plyn z ložiska Groningen patří mezi plyny typu L, tedy mezi plyny s nižším spalným teplem.

Zásobování České republiky

Česká republika nemá žádná významná ložiska zemního plynu. Těžba na jižní Moravě se pohybuje pod 100 mil. m³ plynu ročně a podílí se tak na celkové spotřebě necelým jedním procentem. Vytěžený plyn patří mezi plyny typu H a je spotřebován zcela odběrateli Jihomoravské plynárenské, a. s.

Hlavními dodavateli zemního plynu do České republiky jsou Rusko a Norsko. S producenty zemního plynu v těchto zemích byly ve druhé polovině minulého desetiletí podepsány dlouhodobé kontrakty na dodávky zemního plynu.

Dodávky zemního plynu z Ruska proudí na naše území přes Slovensko a na naše území vstupují přes předávací stanici v Lanžhotě. Naproti tomu dodávky norského zemního plynu vstupují na naše území přes předávací stanici Hora Sv. Kateřiny. V současné době se složení zemních plynů dodávaných od obou hlavních dodavatelů prakticky neliší.

Ze systému dálkové přepravy se dostává zemní plyn přes předávací stanice vnitrostátní soustavy. V předávací stanici se nejen měří množství plynu odebraného z dálkového systému, ale také upravuje tlak plynu na hodnotu obvyklou v dané vnitrostátní síti.

Vnitrostátní síti je zemní plyn dopravován jednotlivým přímým odběratelům, většinou průmyslovým podnikům, a do měst a obcí.

Podzemní uskladňování

Důležitou součástí plynárenského systém jsou podzemní zásobníky plynu. Dodávky zemního plynu od producentů totiž v průběhu roku jen nepatrně kolísají, neboť dálkové plynovody jsou dimenzovány tak, aby byly z ekonomických důvodů vytíženy rovnoměrně po celý rok. Jelikož je zemní plyn využíván hlavně pro vytápění, je jeho spotřeba v zimě podstatně vyšší než v létě.

Nejschůdnější a také nejlevnější variantou řešení této disproporce je podzemní uskladňování plynu v létě, kdy je ho přebytek, pro zimní zvýšené potřeby. Plynárenská společnost může také nakupovat od producentů vyšší množství plynu v zimě, ale s pravděpodobně s výrazně vyšší cenou a pouze do určitého objemu podle přepravní kapacity dálkových plynovodů.

Podzemní zásobníky lze rozdělit podle způsobu jejich využívání do dvou skupin:

• sezónní zásobníky - jsou zásobníky, které se v průběhu léta plní a ze kterých je v zimním období plyn dodáván do sítě. Tyto zásobníky mají velkou uskladňovací kapacitu, ale menší denní výkon. Pro výstavbu těchto zásobníků se využívají hlavně vytěžená plynová nebo ropná ložiska,výjimečně i tzv. aquifery. V obou případech se jedná o podzemní porézní horninové vrstvy s dostatečnou propustností, v prvním případě byly tyto vrstvy původně zaplněny plynem nebo ropou, v druhém případě vodou.

• špičkové zásobníky - slouží ke krytí spotřeby zemního plynu v krátkých obdobích, kdy je nutné do sítě dodat velké množství plynu v krátkém časovém období. Na rozdíl od sezónních zásobníků lze tyto zásobníky během zimního období znovu doplnit na maximální kapacitu. Ve světě se tyto zásobníky zřizují nejčastěji v solných kavernách (dutinách), které vzniknou vyloužením části solného ložiska vodou, méně často se k tomuto účelu využívají jiné podzemní dutiny jako jsou opuštěné uhelné nebo rudné doly nebo uměle vyrubaná kaverna.
  

Distribuce plynu ve městech

Systémem vysokotlakých plynovodů je zemní plyn dopravován do jednotlivých plynofikovaných obcí, kde je nejprve nutné v regulačních stanicích upravit tlak plynu. Rozvody mohou být buď nízkotlaké (tlak plynu vyhovuje podmínkám provozu plynových spotřebičů a nemusí se dále upravovat) nebo středotlaké. V případě připojení na středotlaký rozvod si musí odběratel zajistit vlastní regulátor, kterým se upravuje tlak plynu na hodnotu nutnou pro bezproblémový provoz spotřebičů. Výhodou středotlakých rozvodů je vyšší kapacita a pružnost sítě.

Organizace zásobování České republiky

Plynárenství České republiky bylo po dlouhá léta budováno jako jeden celek. K 1. lednu 1994 došlo k rozdělení Českého plynárenského podniku na Transgas a regionální distribuční společnosti.

• RWE Transgas, a.s. - zajišťuje přepravu zemního plynu přes území České republiky a nákup zemního plynu pro potřeby České republiky, zásobování jednotlivých regionů dálkovodním systémem provozovaným s tlakem nad 4 MPa a podzemní uskladňování zemního plynu. Transgas provozuje celkem 6 podzemních zásobníků. Pět z těchto zásobníků jsou sezónní zásobníky v podzemních porézních vrstvách, z toho jsou čtyři vybudované na vytěžených ložiscích zemního plynu a jeden aquiferový. Špičkový kavernový zásobník vybudovaný v Hájích u Příbrami je světový unikát - byl vybudován vyrubáním chodeb hornickým způsobem ve skalním masívu v hloubce cca 1000 m.

  
  schéma plynárenské soustavy firmy RWE Transgas, a. s.

• regionální distribuční společnosti - provozují navazující dálkovodní sítě s tlakem pod 4 MPa a místní sítě v jednotlivých plynofikovaných obcích provozované pod tlakem do 0,3 MPa (středotlaké sítě) a do 2 kPa (nízkotlaké sítě).

  Přeprava zemního plynu v ČR

Spotřeba zemního plynu v České republice

Díky masivní podpoře plynofikace v první polovině minulého desetiletí se zvýšila spotřeba zemního plynu z cca 6 mld. m³ na 9,5 mld. m³. Na této úrovni se spotřeba zemního plynu pohybuje posledních 5 let. Svým odběrem se tak Česká republika podílí na celosvětové spotřebě zemního plynu 0,4%.

Zemní plyn v ČR nezaujímá v bilanci energetických zdrojů tak významnou pozici jako v zemích EU. Česká energetika je postavena na využívání vlastních zdrojů uhlí, které se na spotřebě podílí přibližně z 50 %. Energetika zemí EU se dnes zaměřuje na ekologicky příznivé primární zdroje a obnovitelné zdroje právě na úkor uhlí.

Podíl primárních energetických zdrojů v ČR

Spotřeba plynu loni kvůli počasí a úsporám opět klesla

Spotřeba zemního plynu v České republice se loni snížila o 6,7 procenta na 8,644 miliardy metrů krychlových. Jde již o čtvrtý pokles v řadě. ČTK dnes převzala výsledky z webu Bilančního centra ČR, které toky plynu sleduje. Hlavními důvody propadu byly především teplé počasí na počátku roku, které snížilo zejména odběry domácností, a úsporná opatření.
Pokles odběrů se projevil již v prvních měsících roku, kdy bývá spotřeba nejvyšší. Loni v lednu byla průměrná naměřená teplota 3,6 stupně Celsia, zatímco o rok dříve byl v průměru šestistupňový mráz. I díky tomu nebyl leden měsícem s nejvyšší spotřebou, jak tomu obvykle bývá. Předstihl ho nejen prosinec, kdy lidé a firmy odebrali 1,281 miliardy metrů krychlových, ale i listopad.
Loňská spotřeba plynu nicméně klesla o 2,7 procenta i po očistění od vlivu teplejšího počasí. "K příčinám poklesu spotřeby patří zcela nesporně dlouhodobý mírný růst venkovních teplot. Další příčinou je realizace různých opatření zaměřených na dosahování úspor ve spotřebě," řekl generální sekretář České plynárenské unie Josef Kastl. Domácnosti loni odebraly 2,494 miliardy m3 zemního plynu, tedy o 10,8 procenta méně než v roce 2006. Na celkové spotřebě v Česku se podílejí 29 procenty. Těžba zemního plynu v Česku pokryla zhruba procento domácí spotřeby. Loni se v Česku vytěžilo 96 milionů metrů krychlových plynu. Země je tak závislá na plynu ze zahraničí; zhruba tři čtvrtiny dodávek proudí z Ruska, zbytek pak severní cestou z Norska. Zemní plyn se na celkové spotřebě primárních energetických zdrojů podílí nyní zhruba 17 procenty, v roce 2000 to bylo 20 procent. Podle Kastla se ale bude podíl plynu v budoucnu zvyšovat.

Spotřeba zemního plynu v ČR:

Zdroj: www.zemniplyn.cz