Skarby polskiej ziemi (4): Słoneczny gaz przyszłości


30-10-2020 21:15:40

W 1977 r. ruszyła w Odolanowie instalacja oczyszczania i skraplania helu, co słusznie uznano za sukces i odpowiednio nagłośniono. Specjalista sprowadzony do nadzoru nad tym przedsięwzięciem z Ameryki nie był zainteresowany mieszkaniem w bloku. Sprowadzono więc z Kanady drewno teakowe i zbudowano mu willę nad jeziorem!

Nazwa pierwiastka pochodzi od Słońca, które emituje hel w dużych ilościach. Ten szlachetny i lekki gaz jest na Ziemi rzadkością. Do tego stopnia, że dopiero w 1895 r. dwa zespoły badaczy: sir Wiliam Ramsay oraz Abraham Langlet i Per Teodor Cleve odkryli hel na Ziemi, analizując klewit, radioaktywną rudę uranu. Jednak okazało się, że najwięcej tego pierwiastka bywa w gazie zimnym.

W klubie helowej elity

Polska nie jest dziś wielkim graczem na tym rynku, ale należy do elity zaledwie pięciu państw „helowych", obok USA (75 mln m3 rocznie), Kataru, Algierii, Rosji i Australii, posiadając jedyną w Unii Europejskiej instalację do wydzielania helu z gazu ziemnego. Najwięcej helu zawiera złoże w Kościanie. Do Odolanowa sprowadza się też koncentrat helowy z odazotowania gazu w Grodzisku Wielkopolskim.

Koszty wytworzenia skroplonego gazu są wysokie. W cenę trzeba wliczyć koszty przechowywania w zbiornikach. Sam koszt modernizacji instalacji w Odolanowie w 2012 r. wyniósł 28 mln zł. Jeśli doliczyć rosnące opłaty eksploatacyjne i zmienność cen na giełdach, łatwo zrozumieć wątpliwości kierownictwa PGNiG co do opłacalności dalszej eksploatacji. W 2018 r. prezes Piotr Woźniak zastanawiał się publicznie nad ograniczeniem wydobycia. Na szczęście w następnym roku cena wzrosła o 74%, zwłaszcza wskutek popytu w USA.

Przy obecnym wydobyciu i zużyciu helu, jego złóż starczy nam jeszcze na 30 lat. Wykorzystuje się go w przemyśle, kriogenice (np. do chłodzenia nadprzewodnikowych magnesów), w mieszankach oddechowych stosowanych przez nurków oraz – w bardzo dużych ilościach – w przemyśle spawalniczym. Bardzo istotnym zastosowaniem jest badanie szczelności urządzeń ciśnieniowych o najwyższych wymaganiach. W tym przypadku lepszy byłby wodór ze względu na najwyższą przenikalność, ale ma on kardynalną wadę: w przeciwieństwie do helu jest silnie wybuchowy, palny i reaktywny.

Gaz kosmiczny

Ciągle mowa tu o „zwyklym" helu: He-4. Po ataku terrorystycznym z 11 września 2001 r. rząd USA rozpoczął instalowanie na granicach detektorów neutronów, aby móc zabezpieczyć się przed przemytem materiałów jądrowych i radiologicznych. Wdrożenie tego programu spowodowało wzrost zapotrzebowania na He-3 – stabilny izotop helu, który w jądrze atomowym ma tylko jeden neutron zamiast dwóch. Stosunek helu-3 do helu-4 we Wszechświecie wynosi ok. 1:10 000, a na Ziemi jest ok. 100 razy niższy.

He-3 znajduje szerokie zastosowanie w technice, m.in. w monitorowaniu zagrożeń radiologicznych w materiałach jądrowych, detekcji neutronów w reaktorach jądrowych, w fizyce laserowej, w eksperymentalnych badaniach nad fuzją jądrową, w medycynie w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego. Jest wykorzystywany w przemyśle naftowym i gazowym do oceny wielkości nowych złóż ropy czy gazu. Przydaje się do osiągania bardzo niskich temperatur, nawet rzędu milikelwinów.

Być może w dalszej przyszłości hel-3 będzie wykorzystywany do produkcji czystej energii elektrycznej. Wydajność takiego procesu sięga 70% (elektrowni węglowej jest to ok. 45%, atomowych 37%). Ceny helu-3 są szacowane na ok. 2000 euro za litr. Zapotrzebowanie jest wyższe niż możliwości produkcyjne (nawet kilkadziesiąt tys. litrów rocznie, przy produkcji nie większej niż 10 tys. l). Duże złoża helu-3 odkryto na Księżycu i wiele państw, jak USA czy Chiny, a nawet Indie, zapowiada ich eksploatację.

Niewątpliwie nie oznacza to jednak spadku zainteresowania „zwykłym" helem. Doświadczenia, które Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo zebrało w ciągu ponad 40 lat dzięki jego wydobyciu i przetwarzaniu, nie da się przecenić.

jaz.

Hel występuje w wielu złożach gazu ziemnego na Niżu Polskim, gdzie jego zawartość w gazie waha się od 0,02 do 0,45%. Udokumentowano zasoby w 15 złożach, o koncentracji od 0,22% do 0,42%. Występują one w południowej części monokliny przedsudeckiej, w obszarze Zielona Góra – Rawicz – Odolanów. Ilość zasobów wydobywalnych w rozpoznanych złożach szacuje się na 26,28 mln m3. Opłaca się przetwarzać gaz ziemny o zawartości co najmniej 0,1% helu. w Polsce pozyskuje się ok. 3 mln m3 helu rocznie. Z tego 2,2–2,3 mln m3 trafia na eksport.

 

 

 

 

 

 

 

Ciśnieniowy detektor helowy do badania nieszczelności (firma BOSMAL)

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl