Možnosti zvýšenia energetickej bezpečnosti SR využitím podzemného splyňovania uhlia

Možnosti zvýšenia energetickej

bezpečnosti SR využitím podzemného splyňovania uhlia

Monika Blišťanová a Peter Blišťan

Košice

2012

OBSAH

2

OBSAH

3

OBSAH:

Úvod 9

1 Energetická bezpečnosť a zdroje energie 11

1.1 Energetická bezpečnosť 12

1.2 Spotreba a zdroje energie 14

1.3 Ropa 16

1.4 Zemný plyn 20

1.5 Uhlie 22

1.6 Uránová ruda 23

1.7 Obnoviteľné zdroje energie 24

1.8 Energetická bezpečnosť a politika EÚ 26

1.9 Energetická bezpečnosť SR 28

2 Zdroje energie na Slovensku 35

2.1 Zásoby energetických surovín, ich využiteľnosť a životnosť 37

2.1.1 Hnedé uhlie a lignit 37

2.1.2 Ropa a zemný plyn 42

2.1.3 Urán 48

2.1.4 Ostatné energetické suroviny 51

2.2 Potenciál a využívanie obnoviteľných zdrojov energie na Slovensku

52

2.2.1 Potenciál vodnej energie 53

2.2.2 Potenciál veternej energie 54

2.2.3 Potenciál geotermálnej energie 55

2.2.4 Potenciál slnečnej energie 57

2.2.5 Potenciál biomasy 58

2.3 Stručné zhodnotenie energetických zdrojov na Slovensku 61

3 Podzemné splyňovanie uhlia 67

3.1 História a súčasnosť 69

3.2 Princíp podzemného splyňovania uhlia 75

3.3 Metódy podzemného splyňovania uhlia 78

3.3.1 Najpoužívanejšie spôsoby podzemného splyňovania uhlia 79

3.4 Produkty podzemného splyňovania uhlia 81

3.5 Najdôležitejšie faktory ovplyvňujúce proces podzemného splyňovania

83

OBSAH

4

3.6 Geologické podmienky 85

3.6.1 Litológia ložiska 85

3.6.2 Úložné pomery 85

3.6.3 Hydrogeológia ložiska 87

3.6.4 Prítomnosti poklesov a nespojitostí sloja 88

3.6.5 Kvalita uhlia 88

3.6.6 Prítomnosť minerálnych súčastí 89

3.6.7 Prítomnosť plynov v sloji 89

4 Charakteristika slovenských ložísk uhlia 93

4.1 Slovenská časť Viedenskej panvy 94

4.1.1 Gbely 96

4.1.2 Kúty - Sekule 97

4.1.3 Štefanov 97

4.1.4 Lakšárska Nová Ves - Studienka 98

4.1.5 Výskyty 98

4.2 Podunajská panva 98

4.2.1 Obid 99

4.2.2 Beladice 100

4.2.3 Pukanec 100

4.2.4 Výskyty 101

4.3 Vnútorné kotliny 101

4.3.1 Handlovsko-novácke ložisko 101

4.3.2 Kosorín 105

4.3.3 Badín 106

4.3.4 Výskyty 107

4.4 Juhoslovenská panva 108

4.4.1 Modrý kameň - Horné Strháre 109

4.4.2 Žihľava - Vátovce 110

4.4.3 Ľuboriečka 111

4.4.4 Červeňany 112

4.4.5 Veľký Lom - Lešť 112

4.4.6 Výskyty 113

4.5 Východoslovenská panva 113

4.5.1 Hnojné 113

OBSAH

5

4.5.2 Vyšné Nemecké - Sejkov 115

4.5.3 Výskyty 115

5 Možnosti zvýšenia energetickej bezpečnosti SR využitím UCG na príklade ložiska Beladice

119

5.1 Posúdenie vhodnosti ložísk hnedého uhlia a lignitu v SR pre podzemné splyňovanie

120

5.1.1 Kritéria na výber ložísk vhodných pre UCG 120

5.1.2 Aplikácia kritérií v podmienkach Slovenska 139

5.2 Ložisko Beladice 123

5.2.1 Geologická stavba ložiska 124

5.2.2 Charakteristika slojov 129

5.2.3 Tektonické pomery 130

5.2.4 Hydrogeologické pomery 132

5.2.5 Kvalitatívna a technologická charakteristika suroviny 132

5.2.6 Množstvo a kvalita zásob 135

5.3 Prehodnotenie ložiska Beladice 137

5.3.1 Metodika práce 137

5.3.1.1 Metodika prehodnocovania ložiskových dát, výpočtu zásob a jej zdôvodnenie

137

5.3.1.2 Určenie základných parametrov výpočtu zásob 138

5.3.2 Spracovanie ložiskových dát podľa podmienok využiteľnosti pre klasickú ťažbu

143

5.3.3 Vytvorenie modelu ložiska podľa podmienok využiteľnosti pre klasickú ťažbu

144

5.3.4 Prehodnotenie a spracovanie ložiskových dát podľa kritérií pre UCG

147

5.3.5 Vytvorenie modelu ložiska podľa kritérií pre UCG 151

5.3.6 Porovnanie modelov a výsledkov výpočtu 152

5.3.7 Zhodnotenie možnosti splyňovania ložiska Beladice 155

Záver 159

OBSAH

6

POĎAKOVANIE

POĎAKOVANIE

8

Mimoriadnu vďaku za dlhoročné odborné vedenie, všestrannú pomoc

a cenné rady by sme chceli vyjadriť prof. Ing. Tiborovi Sasvárimu, CSc., ktorý

na Slovensku oživil myšlienku podzemného splyňovania uhlia. Vďaka parí aj

recenzentom prof. RNDr. Ivanovi Krausovi, DrSc. z Katedry ložiskovej

geológie Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave a Ing.

Petrovi Balážovi, PhD. zo Štátneho geologického ústavu Dionýza Štúra

v Spišskej Novej Vsi za čas strávený nad touto publikáciou ako aj za

pripomienky a rady, ktoré prispeli ku jej skvalitneniu.

Poďakovanie patrí aj Dr.h.c. prof. Ing. Mariánovi Mesárošovi, CSc.,

rektorovi VŠBM v Košiciach za podporu a možnosť, že táto monografia

mohla byť vydaná.

Túto monografiu by sme chceli venovať nášmu synovi Jakubovi za jeho

trpezlivosť.

ÚVOD

ÚVOD

10

Problematika získavania energií je v období posledných rokov často

diskutovaná téma. Európska únia ako celok je z viac ako 50% závislá

od dovozu primárnych energetických zdrojov, preto sa jej energetická politika

tak ako aj energetická politika Slovenskej republiky orientuje na zabezpečenie

dostatočného množstva vlastných zdrojov energie, na diverzifikáciu

energetických zdrojov a na využívanie environmentálne prijateľných

technológií. Vyše 70 % svetovej energie stále pochádza z fosílnych palív -

neobnoviteľných zdrojov energie, a keďže sa predpokladá ďalšie zvyšovanie

svetovej spotreby primárnych energetických zdrojov, kladie sa čoraz väčší

dôraz na ich efektívnejšie využívanie. Najvyužívanejším domácim zdrojom

energie v Európskej únií a aj v SR je uhlie, čo je dôvodom stáleho záujmu

o jeho výskum a zavádzanie nových technológií na úpravu ako aj ťažbu.

Využívanie slovenských ložísk hnedého uhlia zaisťuje čiastočnú domácu

energetickú sebestačnosť, vedie k stabilizácii národného hospodárstva

a znižuje vysokú závislosť na dovoze. Na Slovensku je celkovo evidovaných

19 ložísk hnedého uhlia a lignitu a z toho je ťažených iba 5 ložísk. Ostatné

ložiská nevyhovujú kritériám pre klasickú ťažbu z ekonomických alebo

technologických dôvodov. Nové alebo netradičné ťažobné metódy by mohli

pomôcť k ich využívaniu vo väčšej miere.

Myšlienka podzemného splyňovania uhlia je známa už viac ako 100

rokov a bola s rôznou úspešnosťou otestovaná na desiatkach svetových ložísk.

Experimenty prebiehali na ložiskách s rôznym typom uhlia, na slojoch rôznej

hrúbky a v rôznych hĺbkach. Výskumy ukázali, že táto metóda je použiteľná

na ložiskách, kde sú tradičné dobývacie technológie neúspešné, kde je ťažba

nerentabilná a na ložiskách, ktoré sa už považujú za doťažené. V súčasnosti

naďalej prebieha výskum a prevádzkové pokusy v Indii, Kanade, Južnej

Afrike a.i.. Niektoré krajiny ako USA, Austrália, Veľká Británia, Rusko a India

už prehodnotili svoje uhoľné ložiská z pohľadu využitia technológie

podzemného splyňovania ako alternatívnej metódy ťažby. Kritéria

na posudzovanie vhodnosti ložísk uhlia pre podzemné splyňovanie sa však

v jednotlivých krajinách výrazne líšia. Ich definovanie závisí predovšetkým

od dostupných zdrojov energetických surovín v každej krajine ale aj

od zvládnutia samotného procesu podzemného splyňovania.

KAPITOLA 1

ENERGETICKÁ BEZPEČNOSŤ A ZDROJE ENERGIE


12

Získavanie a využívanie energie je jednou z priorít každej krajiny

či rôznych nadnárodných združení. Už v roku 1923 bola založená svetová

energetická rada WEC (World Energy Council), ktorá zhromažďuje

a vyhodnocuje svetové informácie z oblasti energetiky (www1). Po ropnej kríze

v roku 1973 bola založená aj Medzinárodná energetická agentúra IEA

(International Energy Agency), ktorá sa zameriava na energetickú bezpečnosť,

energetickú efektívnosť, výskum a rozvoj technológii a podporu opatrení

súvisiacich s globálnym otepľovaním (www2). Tieto dve inštitúcie zostavujú

svetové štatistické ročenky energetiky a vypracovávajú prognózy jej ďalšieho

vývoja. Z ich prognóz vyplýva, že napriek snahám o diverzifikáciu zdrojov

budú mať fosílne palivá stále podstatné zastúpenie v budúcich energetických

mixoch, čo je najväčším problémom v energetickom sektore vzhľadom

na nerovnomerné rozmiestnenie ložísk ropy a zemného plynu vo svete. Prvé úvahy o energetickej bezpečnosti sa objavili v období ropnej krízy

v 70. rokoch (minulého storočia), ale reálne sa tejto problematike venovalo až

v súvislosti s environmentálnou bezpečnosťou. Ani v súčasnosti nie je

jednotný názor na zaradenie energetickej bezpečnosti. Podľa niektorých

autorov je súčasťou ekonomickej, environmentálnej či vojenskej bezpečnosti.

Faktom ale je, že vzájomná závislosť štátov na energetických zdrojoch ako aj

tranzite a bezpečnosti dodávok posúva problematiku energetickej bezpečnosti

na globálnu úroveň (Blišťan, Blišťanová, 2011).

1.1 Energetická bezpečnosť

Energetická bezpečnosť je špecifickou oblasťou bezpečnosti a spočíva

v zaistení energetických zdrojov nutných k fungovaniu spoločnosti. Negatívne

dôsledky na ekonomiku majú aj krátkodobé výpadky energie, čím sa táto

problematika stáva stále aktuálnejšou. Energetická bezpečnosť býva spájaná

s hrozbami ako (Prorok, 2008):

• rast cien strategicky dôležitých energetických surovín,

• nedostatočné dodávky vybraných surovín spojené s prírodnými katastrofami alebo

politickými motívmi,

• vyčerpanie tradičných zdrojov a oneskorené zavádzanie alternatívnych zdrojov.


13

Podľa názorov odbornej verejnosti by sa energetická bezpečnosť mala

zakladať na 4 princípoch (Baláž et al., 2009):

• diverzifikácia dodávok,

• elasticita dodávok,

• existencia globálneho trhu a podmienky integrácie,

• dôležitosť informácií.

Diverzifikácia dodávok energetických surovín je najdôležitejším

princípom energetickej bezpečnosti. Znížením závislosti na jednom

dodávateľovi je možné redukovať dopady z prerušenia dodávok. Dôležité je,

aby sa diverzifikácia netýkala len dodávateľov, ale aj transportu

a infraštruktúry.

Princíp elasticity je založený na vytváraní obrany proti šokom,

a napomáhaní obnove po krízach a prerušeniach dodávky prípadne ťažby.

Na dosiahnutie je potrebné mať vybudovaný systém strategických rezerv.

Súčasný trh s energetickými surovinami najmä ropou a zemným plynom

sa globalizuje, a funguje na základe pravidla vzájomnej závislosti. Odberatelia

plynu sú závislí od importu a producenti sa nezaobídu bez ich dopytu.

Vzájomná rovnováha oboch strán by mala viesť k stabilite systému.

Štvrtým princípom je dôležitosť spoľahlivých informácie. Najväčšou

hrozbou je nestabilita teda obrovské výkyvy, ktoré na jednej strane vedú

k nadprodukcii, tým sa poškodzujú producenti alebo vedie k nedostatku, čím

sú poškodzovaní spotrebitelia. Bez kvalitných informácii nie je možné mať

fungujúci trh (Baláž et al., 200; Dančák, 2007).

Vo všeobecnosti pod energetickou bezpečnosťou rozumieme spoľahlivú

dodávku energie, zabezpečenie prístupu k energetickým zdrojom a palivám

v požadovanom množstve a kvalite za primerané ceny. Vo všeobecnosti je

možné skonštatovať, že zdroje je možné zabezpečiť (Dančák, 2007):

• vlastnými zdrojmi,

• importom surovín za prijateľné ceny.


14

Zabezpečenie vlastnými zdrojmi je závislé od dostatočných zásob

energetických surovín ako aj vytváraním podmienok pre zavádzanie takých

zdrojov surovín, ktoré štát dokáže vyprodukovať.

Pri zabezpečení zdrojov importom sa dovoz zaisťuje dlhodobými

kontraktmi, politickým a hospodárskym vplyvom v produkčných oblastiach.

V prípade importu je dôležitá snaha o nekonfliktnú medzinárodnú klímu, ktorá

by mohla mať negatívny dopad na dodávku ako aj cenu suroviny.

1.2 Spotreba a zdroje energie

S rastom populácie ako aj s modernizáciou a industrializáciou spoločnosti

úzko súvisí aj každoročný nárast spotreby energie. Výrazný nárast spotreby

energie nastal uprostred 19. storočia, odkedy spotreba enormne stúpala a stále

stúpa. V roku 1980 dosahovala svetová spotreba energie hodnotu

282,6.1024 BTU, v 1990 to bolo 346,8.1024 BTU a v roku 2007 dosiahla

spotreba energie hodnotu 495,2.1024 BTU. Medziročná zmena spotreby

energie je od -1,6% do 5,37%. V scenároch vývoja energetického sektora EIA

do roku 2035 sa počíta s medziročným zvýšením spotreby energie o 1,4%,

kedy by mala hodnota spotreby energie dosiahnuť výšku 739.1024 BTU

(IEA, 2010).

Podiel jednotlivých zdrojov sa historicky menil. Prvým používaným

vyčerpateľným zdrojom bolo drevo, ktoré vystriedalo až do 60. rokov

minulého storočia uhlie. Ropa a zemný plyn vytlačili koncom 60. rokov

z dominantného postavenia uhlie a to z dôvodu vyššej výhrevnosti,

jednoduchšej prepravy a nízkej a nemennej ceny. Začiatkom 70. rokov však

ceny prudko stúpli a táto skutočnosť sa následne odzrkadlila aj znižovaním

podielu ropy na svetovej produkcii energie (Baláž, Londarev, 2006) a využívaním

iných zdrojov ako jadrová energia a obnoviteľné zdroje. Regionálne je rast

spotreby rôzny. V 80. rokoch bolo najväčším spotrebiteľom energie USA

s podielom cca 24% celkovej svetovej spotreby. Najvyšší nárast spotreby

energie bol zaznamenaný v Číne a Indii, kým v roku 1990 dosahoval 10%

celkovej svetovej spotreby, v roku 2007 už dosahoval 20%. Predpokladá sa,

že v týchto krajinách bude spotreba energie naďalej rásť a v roku 2035

dosiahne 30% (IEA, 2010).


15

Problematike nárastu spotreby energie a s tým súvisiacej vyčerpateľnosti

primárnych zdrojov energie sa venuje zvýšená pozornosť už od ropnej krízy.

Napriek zavádzaným opatreniam, efektívnejším technológiám ťažby ako aj

zvyšovaniu podielu obnoviteľných zdrojov energie sa stále zvyšuje spotreba

všetkých neobnoviteľných zdrojov energie. Životnosť svetových zásob ropy sa

odhaduje na 41 rokov, zásoby zemného plynu na 54 rokov a uhlia na 128

rokov (IEA, 2010). Uvedené životnosti zásob sú odhadované a závisia

od zdokonaľovania technológií ťažby, efektívnejšieho využívania ako aj

od objavovania nových nálezísk.

Je potrebné poznamenať, že aj získavanie zdrojov energie si vyžaduje

energiu. Energetická návratnosť ERoEI (Energy Return on Energy Invested)

je pomerom získanej ku spotrebovanej energii. V celkovej energetickej bilancii

by mala získaná energia prevyšovať vloženú. Tento ukazovateľ je dôležitým pri

Tab. 1.1. Spotreba energie v [1024 BTU] s výhľadom do roku 2035 (IEA, 2010).

Región 2007 2015 2020 2025 2030 2035

Priemerný percentuálny ročný nárast

2007-2035

OECD 245.7 246.0 254.2 263.2 271.4 280.7 0.5

Severná Amerika

123.7 124.3 129.4 134.9 140.2 146.3 0.6

Európa 82.3 82.0 83.0 85.0 86.5 88.2 0.2

Ázia 39.7 39.7 41.8 43.3 44.8 46.3 0.5

Mimo - OECD 249.5 297.5 336.3 375.5 415.2 458.0 2.2

Európa a Eurázia 51.5 52.4 54.2 56.2 57.8 60.2 0.6

Ázia 127.1 159.3 187.8 217.0 246.9 277.3 2.8

Stredný východ 25.1 32.9 36.5 39.1 41.8 45.7 2.2

Afrika 28.0 20.8 22.5 24.6 26.5 29.0 1.8

Stredná a Južná Amerika

17.8 32.1 35.5 38.7 42.2 45.7 1.8

Spolu svet 495.2 543.5 590.5 638.7 686.5 738.7 1.4


16

posudzovaní nových a nekonvenčných zdrojov energie (Cílek, Kašík, 2008).

Energetická návratnosť pre rôzne zdroje energie je v tabuľke 1.2.

Tab. 1.2. Energetická návratnosť pre rôzne druhy surovín (Cílek, Kašík, 2008).

Surovina Energetická návratnosť

Ropa v počiatkoch ťažby 100

Ropa v Texase okolo roku 1930 60

Ropa na Blízkom východe 30

Ostatná ropa 10 - 35

Zemný plyn 20

Kvalitné uhlie 10 - 20

Nekvalitné uhlie 4 - 10

Vodné elektrárne 10 - 40

Veterná energia 5 - 10

Solárna energia 2 - 5

Jadrová energetika 4 - 5

Ropné piesky max. 3

Bitumenózne bridlice max. 1,5

Biopalivá 0,9 - 4 (podľa plodiny)

1.3 Ropa

Ropa je nielen kľúčovým energetickým zdrojom, ale je základnou

surovinou pre množstvo výrobných odvetí. Približne 40% celosvetovej energie

pochádza z ropy, ale najvýznamnejšie 90% zastúpenie má ropa vo výrobe

pohonných hmôt. Zmeny ceny ropy sú považované za príčiny mnohých

ekonomických problémov. Jej cenu ovplyvňuje množstvo faktorov

a najvýznamnejšími z nich je zmena stavu zásob ropy. Ešte v roku 1990 bola

odhadovaná životnosť zásob na 41 rokov (Baláž, 2007). V súčasnosti je

odhadovaná životnosť zásob 42 rokov a celkové zásoby ropy k 1. 1. 2010 boli

vyčíslené na 1 353,7 miliárd bbl (IEA, 2010).

Dôvodov pre nárast svetových zásob je niekoľko:

• efektívnejšie metódy ťažby,

• znovuoživenie ložiska,


17

• objavenie nových ložísk,

• zavádzanie nekonvenčných zdrojov ropy.

Pod efektívnejším využitím ložiska sa rozumie použitie troch metód

ťažby. Primárna metóda je klasickou ťažbou, kedy ropa buď sama vyteká

alebo vlastnou váhou steká do vrtu, odkiaľ je odčerpávaná. Takýmto

spôsobom sa dá získať od 10 do 20% ropy z ťaženého ložiska. Sekundárne

metódy sú založené na injektáži vzduchu, vody alebo CO2 do ložiska

na udržanie ložiskového tlaku. Terciérne metódy sú založené na znížení

viskozity zostávajúcej ropy a to injektážou horúcej pary (Blažek, Rábl, 2006).

Použitím sekundárnych a terciérnych metód sa zvyšuje výťažnosť na 35%

(Cílek, Kašík, 2008).

Obr. 1.1. Rozloženie zásob primárnych surovín (Wowld Resources Inrtitute, 2009).

Znovuoživenie ložísk je súbor technologických opatrení, pomocou

ktorých je možné ťažiť ložiská, ktoré sa považujú za doťažené. Priemerná

výťažnosť ložísk bola v minulosti do 10%, v súčasnosti sa výťažnosť


18

pohybuje okolo 35%. Z tohto dôvodu bolo v Rusku opäť otvorených

niekoľko ložísk. Ťažba na týchto ložiskách je zaujímavá z dôvodu nižších

investícii ako aj existujúceho napojenia na ropovody (Cílek, Kašík, 2008).

Objavenie ložísk hlbokomorskej ropy znamenalo nárast svetových zásob

ropy. Zásoby ložísk s hĺbkou pod 3000 m tvorili v roku 2006 21% celkových

zásob. Ložiská s hĺbkou od 1000 do 3000 metrov tvorili 45% celkových zásob

(Sandrea, Sandrea, 2007). Hlbokomorská ťažba je charakteristická zložitými

podmienkami akými sú vysoký tlak, veľká hĺbka, silné prúdy (Baláž, 2007).

Najväčšie zásoby podmorskej ropy sú v Mexickom zálive, delte Mississippi,

neďaleko brehov Brazílie, Angoly, Indonézie a Nigérie. Prieskum a ťažba

z takýchto ložísk je drahá a môže mať negatívny vplyv na životné prostredie.

Z dôvodu zníženia závislosti na rope ako aj nestabilite cien je prirodzené

hľadanie náhrad – nekonvenčných zdrojov, ktorých význam sa bude

v nasledujúcich rokoch zvyšovať (tab. 1.3.). K nekonvenčným zásobám ropy je

možné zaradiť:

• roponosné piesky,

• roponosné bridlice,

• priemyselná výroba ropy z iných zdrojov

Ropné piesky (označujú sa aj ako bituménové piesky) sú zvláštnym

druhom čiernych pieskov, ktoré obsahujú od 10 do 15% bitúmenu (ťažkej

ropy alebo extra ťažkej ropy), 5% vody a zvyšok je tvorený kremitými

pieskami s ílovou prímesou. Na produkciu 1 barelu ropy je potrebné cca 1,16

barelu bitúmenu. Ropné piesky boli popísané v 70 krajinách sveta, ale

významné akumulácie sú iba v Kanade v provincii Alberta a vo Venezuele

(Cílek, Kašík, 2008). Svetové geologické zásoby boli v roku 2008 vyčíslené

na 3 328,6 miliárd barelov bitúmenu v roponosných pieskoch a 2 149,9 miliárd

bbl veľmi ťažkej ropy. Najvýznamnejšie exploatované ložisko roponosných

pieskov je v Kanade ložisko Athabasca, kde ťažba v roku 2008 dosahovala

263 miliónov bbl (www3). Veľmi ťažká ropa je produkovaná vo Venezuele

v objeme 211 miliónov bbl (www3) a vo veľmi malých množstvách je ťažená aj

v Indonézii a Sýrii (Blažek, 2007).


19

Roponosné bridlice sú sedimentárne horniny obsahujúce kerogén,

z ktorého sa získavajú ropné uhľovodíky pri vysokých teplotách. Bolo

popísaných viac ako 600 ložísk roponosných bridlíc vo viac ako 30 krajinách

sveta. Svetové geologické zásoby boli vyčíslené na 4,8 miliárd bbl bitumenu.

72% zásob je v USA, nasleduje Brazília s 5,4%, ďalej Jordánsko, Maroko,

Austrália, Čína (www3). V roku 2002 bolo z bridlíc vyrobených 578 kt

syntetickej ropy. Hlavnými producentmi sú Estónsko, Brazília, Čína a Austrália

(Blažek, Rábl, 2006). Najväčším problémom získavania ropy z týchto bridlíc je

náročný technologický proces, ktorý si vyžaduje aj niekoľko ročné zahrievanie

hornín. V súčasnosti sa energetická návratnosť pohybuje iba na úrovni 1,5

a naviac je táto technológia ekologicky zaťažujúca (Cílek, Kašík, 2008).

Priemyselná výroba ropy má význam najmä v nahrádzaní ropy v prípade

výpadkov. Ropa sa vyrába pomocou technológií skvapalňovania uhlia CTL

(Coal to Liquid) a skvapalňovania plynu GTL (Gas to Liquid).

Na skvapaľňoavanie uhlia sa používa niekoľko rôznych technológii ako napr.

pyrolýza, priame alebo nepriame skvapaľňovanie uhlia zo syntézneho plynu.

Výroba ropy zo zemného plynu je podobná nepriamemu skvapalňovaniu uhlia,

zo zemného plynu sa najskôr vyrobí syntézny plyn, z ktorého sa následne

Fischer – Tropschovou syntézou vyrába syntetická ropa. Takýmto spôsobom

sa vyrába ropa v Juhoafrickej republike s ročnou kapacitou 2,1 Mt a v Malajzii

s kapacitou 0,7 Mt (Blažek, Rábl, 2006).

Biopalivá majú osobitné postavenie v rámci zdrojov ropy, keďže ich

zavádzanie je legislatívne aj finančne podporované vzhľadom k prijatým

opatreniam na zvyšovanie podielu obnoviteľných zdrojov energie. Princíp

výroby biopaliv je podobný ako v prípade skvapaľňovania uhlia. Biopalivá je

možné vyrábať z rôznych surovín. Ich hlavnou výhodou je okrem nižšej

produkcii emisií ich schopnosť miešať sa s konvenčnými palivami, čím sa

výrazne urýchľuje ich zavádzanie. Vážnym handicapom biopalív je ich vysoká

cena a bez dotačných opatrení nie sú schopné konkurovať fosílnym palivám

(Mikulec, Cvengoš, Varga, 2009).

Ropné piesky a roponosné bridlice sa javia do budúcnosti ako

perspektívne zdroje ropy. Zásoby ropy v roponosných pieskoch v Kanade

a Venezuele sú ekvivalentom polovice svetových zásob ropy a roponosné


20

bridlice by pokryli svetovú spotrebu na niekoľko desaťročí, ale faktom je,

že v súčasnosti je ich ťažba finančne náročná ako aj ekologicky zaťažujúca.

Ako je ale možné vidieť v tabuľke 1.3 s ich produkciou sa v prognózach počíta

a predpokladá sa zvyšovanie ich produkcie (Cílek, Kašík, 2008). Priemyselná

výroba z iných palív je tiež ekonomicky náročná a navyše si vyžaduje vstup

iných fosílnych palív. Napriek tomu sa predpokladá, že v roku 2035 bude

podiel ropy z nekonvenčných zdrojov tvoriť 11,66% z celkovej spotreby ropy.

1.4 Zemný plyn

Zemný plyn má významné postavenie v svetovom energetickom mixe.

V roku 2009 bol zastúpený 21% a predpokladá sa že v roku 2035 to bude 25%

(www2). Svetové zásoby zemného plynu k 1.1. 2010 boli vyčíslené na 187 146

miliárd m3. Prognózy životnosti zemného plynu sú v porovnaní s ropou

priaznivejšie - životnosť je odhadovaná na 60 rokov. Štvrtina zásob plynu sa

nachádza v Rusku, nasleduje Irán s 15,8%, Katar s 13,6%, Turkmenistan,

Saudská Arábia a USA. Najväčšími producentmi sú Rusko s 23% a USA

s 19,4% (obr. 1.1.) (IEA, 2010).

Tab. 1.3. Produkcia ropy v [ml barelov] pre jednotlivé zdroje ropy s výhľadom do roku 2035 (IEA, 2010).

Surovina 2007 2015 2020 2025 2030 2035

Priemerný percentuálny ročný nárast

2007-2035

Konvenčná ropa

81.4 82.6 84.5 88.5 93.1 97.7 0.7

Extra ťažká ropa

0.6 0.8 1.1 1.2 1.4 1.5 3.3

Bitumen 1.4 2.4 2.9 3.5 4.2 5.2 4.8

Roponosné bridlice

0.0 0.0 0.0 0.1 0.2 0.4 15.6

Skvapalňovanie uhlia 0.2 0.3 0.5 0.8 1.1 1.4 7.9

Skvapalňovanie plynu

0.1 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 7.3

Biopalivá 1.2 2.4 2.8 3.2 3.5 4.1 4.6

Spolu svet 84.8 88.7 92.1 97.6 103.9 110.6 1.0


21

Zemný plyn rovnako ako ropa je považovaný za strategickú surovinu,

pre ktorú je prirodzené zavádzanie nekonvenčných zdrojov. Medzi

nekonvenčné zásoby zemného plynu je možné zaradiť:

• plyn z uhoľných paniev CBM (coal bed methane),

• bridlicový plyn (shale gas),

• plyn z nízko priepustných pieskov (tight gas),

• hydráty metánu.

Najvýznamnejším z nekonvenčných zdrojov je CBM plyn, ktorý je už

v súčasnosti ťažený aj komerčne. Metán je prirodzenou súčasťou uhoľných

paniev a vzniká pri procese preuhoľňovania. V určitých koncentráciách

a kvalitách je považovaný za potenciálnu energetickú surovinu. Ťažba sa

realizuje prostredníctvom vrtov a je v princípe rovnaká ako ťažba tradičného

zemného plynu. V súčasnosti prebieha výskum na vtláčanie CO2 do uhoľného

sloja na zvýšenie produkcie metánu, čím sa táto technológia stane ešte

zaujímavejšou kvôli jej environmentálnym výhodám. Niektoré krajiny

napríklad USA už zásoby CBM plynu zaradili medzi zásoby konvenčného

zemného plynu, kde tvoria 12 % z celkových zásob plynu (Blišťanová, 2006).

61% krajín s ložiskami uhlia sa už problematike CBM venuje a to v oblasti

výskumu alebo ťažby. Komerčná ťažba prebieha v Autrálii, Číne, USA aj keď

sú náklady na ťažbu vyššie v porovnaní s ťažbou zemného plynu (tab. 1.4).

Celkové zásoby boli vyčíslené na 191 394 mld m3 (Johnston et al., 2009), z toho

vyťažiteľných je 7 249 mld m3.

Tab. 1.4. Zásoby zemného plynu (Johnston et al., 2009).

Surovina Vyťažiteľné

zásoby [mld m3]

Náklady na gigajoule (GJ)

[$]

Odhadované zásoby

[mld m3]

Zemný plyn 187 146 0,5 – 5,7

CBM 7 249 3,8 – 7,6 191 394

Bridlicový plyn 23 673 3,8 – 8,6 455 986

Plyn z piesku 6 229 2,6 – 7,6 209 715

Hydráty metánu 28 317 – 141 584 4,4 – 8,6


22

Bridlicový plyn sa získava predovšetkým z ílovej bridlice z hĺbky cca

1500 m. Koncentrácia plynu a priepustnosť hornín je nízka a ťažba je náročná,

ale zásoby sú väčšie ako v prípade ložísk tradičného plynu. Je známych 48

významných ložísk bridlicového plynu v 32 krajinách a medzi krajiny

s najväčšími zásobami patrí Čína, USA, Argentína a Mexiko (www6). Svetové

zásoby sa odhadujú na 455 986 mld m3 (Holditch, 2006) z toho 23 673 mld m3

je ťažiteľných pri súčasných cenách a dostupných technológiách (www5).

Ložiská plynu z pieskov (tight sand) sa vyznačujú veľmi nízkou

permeabilitou – pod 0,1 md, takže ťažba plynu si vyžaduje hydraulické

štiepenie vrstiev. Svetové zásoby sa odhadujú na 209 715 mld m3 (Holditch,

2006) z toho 6 229 mld m3 je v súčasnosti vyťažiteľných (www5).

Hydráty metánu sú pevnou substanciou podobnou snehu, ktorá je

tvorená 20% metánu a 80% vody. Predpokladá sa, že vznikli migráciou plynov

pozdĺž geologických zlomov a následnou kryštalizáciou pri nízkych teplotách

a pri vysokých tlakoch. Boli objavené v arktickej oblasti v relatívne malých

hĺbkach, v oceánoch v hĺbkach 300 m až 5 000 m, kde je teplota mora nízka

a ďalej v oceánskych sedimentoch. Tento významný zdroj je známy už dávno,

problémom je jeho ťažba ako aj jeho možné environmentálne dôsledky.

Hydráty metánu majú z nekonvenčných zdrojov potenciálne najvyššie zásoby

a ich výška sa odhaduje od 28 317 mld m3 do 141 584 mld m3 (www5), čo by

presahovalo súhrn zásob fosílnych palív.

Podľa konzervatívnych odhadov by mohol kombinovaný objem

klasického zemného plynu s nekonvenčnými vystačiť na 250 rokov (Hegyi,

2010). Napriek optimistickým množstvám zásob nekonvenčných zdrojov, je

ich použitie v súčasnosti obmedzené a to z dôvodu finančne náročnejšej ťažby

v porovnaní so zemným plynom (tab. 1.4) a ich nízkou energetickou

návratnosťou (tab. 1.2). Napriek týmto faktom sa v dokumente World energy

Outlook 2011 – Are we entering a golden age of gas uvádza, že do roku 2035 bude

nárast využívania nekonvenčných zdrojov až 40%.

1.5 Uhlie

Uhlie je fosílnym palivom s najnižšou výhrevnosťou, ale s najväčším

regionálnym rozšírením. V roku 2007 bolo uhlie zastúpené v svetovom


23

energetickom mixe 27% a predpokladá sa, že v roku 2035 to bude 28%. 41%

elektrickej energie sveta pochádza z uhlia (IEA, 2010) a aj napriek zavedeniu

emisných limitov sa spotreba uhlia za posledné roky nezmenila.

Svetové zásoby uhlia sú 6 000 Bt, z čoho ale len cca 909 Bt je bilančných.

Z týchto údajov vyplýva, že iba 15% svetových zásob uhlia je ekonomicky

ťažiteľných pri súčasných cenách uhlia (European Commission, 2007).

Z celkových overených zásob uhlia - 909 Bt je 28,7% v USA, 19% v Rusku

a 13,88% v Číne. Najväčším spotrebiteľom uhlia je Čína s 48,3%, nasleduje

USA s 14% a India s 5,8% z celkovej svetovej spotreby uhlia (IEA, 2010).

Práve z dôvodu rozšírenia uhlia je uhlie surovinou, ktorá sa napriek

svojim negatívnym vplyvom na životné prostredie, bude používať aj

v budúcnosti a to najmä kvôli ľahkej dostupnosti. Pomocou inovatívnych

technológií je možné uhlie efektívnejšie využívať s minimálnymi vplyvmi

na životné prostredie. Ešte v roku 1951 podpísalo Belgicko, Francúzsko,

Taliansko, Luxembursko, Nemecko a Holandsko zmluvu o založení

Európskeho spoločenstva uhlia a ocele s cieľom posilniť vedecké

a technologické poznatky (Šafárová, 2010).

1.6 Uránová ruda

Význam jadrovej energie významne vzrástol prijatím Rámcového

dohovoru OSN o klimatických zmenách v roku 1992 (Baláž, 2007). Veľkou

výhodou jadrovej energie zostáva schopnosť vyrobiť obrovské množstvo

energie z relatívne malého množstva (objemu) paliva. Jedna tona jadrového

paliva vyrobí energiu zodpovedajúcu 2-3 miliónom ton jeho fosílnej alternatívy

(Baláž, 2007). Výhrevnosť 1kg uránu je 500 000 MJ (www7).

Vo svete je v súčasnosti v prevádzke 440 jadrových elektrárni s výkonom

376,44 GW a 158 reaktorov s výkonom 171,445 GW je plánovaných, z toho je

120 v Číne a 40 v Indii. Celkové svetové zásoby uránu v roku 2009 boli

vyčíslené na 5,404 mil. ton, z toho 31% zásob je v Austrálii, 12%

v Kazachstane, 9% v Kanade a Rusku. Ročná produkcia uránu stúpla

z 41 719 t v roku 2005 na 68 663 t v roku 2010. Najväčším producentom

v roku 2010 bol Kazachstan s 33% podielom na svetovej produkcii, za ktorým


24

nasleduje Kanada s 18% a Austrália s 11%. Životnosť zásob uránu sa

odhaduje na 80 rokov (www7).

V súčasnosti sa v jadrových reaktoroch využíva iba 235U. Za nekonvenčný

zdroj je možné považovať 238U, ktorý nie je možné využívať priamo. Vplyvom

radiácie 235U sa 238U v reaktore mení na plutónium, ktoré je už následne možné

využívať v reaktoroch. Zásoby 238U sa odhadujú na 14 000 rokov (Lomborg,

2006).

Aj napriek vysokej investičnej náročnosti súvisiacej najmä s technológiou

ukladania vyhoreného paliva, je urán významným zdrojom energie

pomáhajúcim riešiť energetickú bezpečnosť (Baláž, 2007).

1.7 Obnoviteľné zdroje energie

Použitie obnoviteľných zdrojov energie je známe už z dávnej minulosti,

ako príklad možno uviesť vodné a veterné mlyny. V súčasnosti sa alternatívne

zdroje využívajú najmä ako doplnkové zdroje a majú predovšetkým lokálny

význam. Obnoviteľné zdroje energie (OZE) sú také zdroje, ktorých zásoby sa

nedajú vyčerpať, príp. sa v pravidelných cykloch obnovujú. Medzi OZE patria

(Fedorková, Široký, 2009):

• biomasa,

• slnečná energia,

• veterná energia,

• vodná energia,

• geotermálna energia.

V roku 2006, bolo takmer 20% celkovej svetovej spotreby energie

z obnoviteľných zdrojov. Najväčšie zastúpenie má vodná energia s 87,1%

podielom, nasleduje biomasa so 7,1%, veterná energia s 3,7%, geotermálna

energia s 1,7% a solárna s 0,1%. Predpokladá sa, že podiel OZE bude

postupne narastať a v roku 2020 by mal dosahovať od 41 do 43% v závislosti

od budúcej spotreby energie (Resch et al., 2008).

V prípade obnoviteľných zdrojov je potrebné rozlišovať (tab. 1.5.):

teoretický potenciál, technický potenciál a využiteľný potenciál. Teoretický


25

potenciál, čo je množstvom energie určené na základe fyzikálnych vzťahov.

Technický potenciál je množstvom energie, ktoré je možné získať dostupnými

technickými prostrediami a využiteľný potenciál je časťou, ktorá je využiteľná

pri aktuálnych cenách, legislatíve a možnostiach (Resch et al., 2008).

Tab. 1.5. Potenciál obnoviteľných zdrojov energie (Resch et al., 2008).

Zdroj energie Teoretický potenciál

[EJ]

Technický potenciál

[EJ]

Využiteľný potenciál

[EJ]

Vodná energia 150 50 -

Energia biomasy 2 900 250 -

Geotermálna energia 140 000 000 5 000 2

Veterná energia 6 000 600 0,2

Slnečná energia 3 900 000 600 0,2

Najvyužívanejším alternatívnym zdrojom je vodná energia. Teoretický

potenciál vodnej energie je 150 EJ, pričom technický potenciál je jeho tretinou

– 50 EJ (Resch et al., 2008). Celková inštalovaná svetová kapacita vodných

elektrární v roku 2010 bola 723 GW a bolo vyprodukovaných 3 190 TWh

elektrickej energie. Nové vodné elektrárne sú plánované v Ázii, Afrike a Južnej

Amerike (www5).

Biomasou sa rozumie substancia biologického pôvodu, ktorá môže byť

zámerne získavaná ako výsledok výrobnej činnosti alebo ide o odpady z iných

druhov priemyslu (Musil, 2009). Teoretický potenciál biomasy je 2 900 EJ

a technický potenciál je 250 EJ. Najväčší potenciál má Čína a USA. V roku

2007 bolo vyprodukovaných 259 TWh energie a predpokladá sa, že v roku

2030 to bude 840 TWh (www5).

Geotermálna energia je prejavom tepelnej energie zeme, ktorá je

využiteľná priamym využívaním geotermálnych prameňov alebo

sprostredkovane cez horúce horniny (Fedorková, Široký, 2009). Geotermálna

energia má najvyšší teoretický potenciál a to 140 mil EJ. Potenciál geotermálnej

energie je obrovský, no technologicky, finančne aj časovo je veľmi náročný

na využitie. Jej využívanie má oproti ostatným druhom OZE výhodu v stabilite

je možné jej využitie nepretržite celých 24 hodín. Technický potenciál je


26

5 000 EJ, z čoho sa v súčasnosti využívajú 2 EJ (Resch et al., 2008). Súčasný

inštalovaný výkon geotermálnych elektrárni predstavuje 9GWe s produkciou

60 TWh, čo predstavuje 1% svetovej elektrickej energie (www5).

Veterná energia sa využíva najmä na výrobu elektrickej energie.

Teoretický potenciál veternej energie je 6 000 EJ, technický potenciál je 600 EJ

a využíva sa 0,2 EJ (Resch et al., 2008). Medzi 5 najväčších využívateľov veternej

energie, ktorých inštalovaná kapacita predstavuje 74,2%, patria Čína, USA,

Nemecko, Španielsko a India. Najväčší nárast vo využívaní od roku 2009 bol

zaznamenaný v Rumunsku, Turecku, Číne, Bulharsku, Brazílii a Belgicku.

V roku 2010 využívalo veternú energiu 83 krajín. (World Wind Energy

Association, 2011).

Teoretický potenciál slnečnej energie je druhým najvyšším a jeho výška je

3,9 mil. EJ. Technický potenciál bol vyčíslený na 600 EJ, z ktorého sa využíva

iba 0,2 EJ (Resch et al., 2008) a to z dôvodu vysokých investičných nákladov

a nízkej účinnosti.

Obnoviteľné energetické zdroje sa v súčasnosti využívajú vo svete

nerovnomerne a nedostatočne, hoci mnohé z nich sú dostupné vo veľkom

rozsahu.

1.8 Energetická bezpečnosť a politika EÚ

Zvyšujúca sa spotreba energie, množstvo zásob primárnych

energetických surovín ako aj ekologickejšie zmýšľanie spoločnosti boli

impulzmi pre prijatie energetických politík a strategických dokumentov

týkajúcich sa energetiky. Všeobecne je možné povedať, že neexistuje jednotná

energetická a surovinová politika. Každý štát prípadne zoskupenie štátov si

vytvára vlastnú energetickú politiku, ktorá je ovplyvnená rôznymi faktormi,

ale predovšetkým surovinovou sebestačnosťou.

Napríklad USA má v rámci energetickej bezpečnosti dve priority. Prvou

prioritou je zaistenie strategickej bezpečnosti pred nepredvídateľnými

udalosťami ako je napr. vojenský alebo teroristický útok, obchodná vojna,

politický tlak, a pod.. Druhou prioritou je nepretržitá podpora vedecko –

technického rozvoja pri využívaní surovín. Energetická a surovinová politika


27

rozvojových krajín je jednoduchá, keďže je ich prioritou zisk, ich cieľom je

ťažba a vývoz energetických surovín za takmer akúkoľvek cenu (Musil, 2009).

V rámci Európskej únie bola snaha riešiť energetickú situáciu už pri

začiatkoch formovania európskych spoločenstiev. V roku 1952 vzniklo

Európske spoločenstvo uhlia a ocele (ESUO) a v roku 1957 Európske

spoločenstvo pre atómovú energiu (EUROATOM) (Baláž et al., 2009). V roku

1991 bola prijatá Európska energetická charta, ktorej cieľom bol rozvoj

otvoreného a konkurenčného trhu a slobodný pohyb energetických materiálov

a výrobkov. Medzi najdôležitejšie strategické dokumenty v oblasti energetiky

EÚ patria (Baláž et al., 2009):

• Zelená kniha o bezpečnosti dodávok energie v EÚ.

• Nová Zelená kniha o „bezpečnej, konkurenčnej a udržateľnej energetickej

politike pre EÚ“.

• Biela kniha: Energia budúcnosti –obnoviteľné zdroje energie.

• Inteligentná energia pre Európu.

• Kampaň udržateľnej energie v Európe.

• Budúcnosť jadrovej energetiky v Európskej únii.

• Energia 2020 Stratégia pre konkurencieschopnú, udržateľnú a bezpečnú

energetiku.

Zelená kniha o bezpečnosti dodávok energie v Únii a Biela kniha

o energetickej budúcnosti predstavujú najdôležitejšie strategické dokumenty

v oblasti energetickej politiky EÚ.

V Zelenej knihe o bezpečnosti energetických dodávok z roku 2000 sa

predpokladá, že ak nebudú prijaté opatrenia bude energetická závislosť EÚ

ďalej narastať z 50% v roku 2000 na 70% v roku 2030. Z tohto dôvodu zelená

kniha navrhuje kontrolu rastu dopytu podnecovaním zmien v spotrebiteľskom

chovaní a zvyšovaním energetickej efektívnosti ako aj zvyšovanie podielu

obnoviteľných zdrojov energie (Cupalová, 2008).

Nový aktuálny dokument - Nová Energia 2020 - Stratégia pre

konkurencieschopnú, udržateľnú a bezpečnú energetiku sa sústreďuje na päť

priorít (www8):

• dosiahnutie energeticky efektívnej Európy,


28

• vybudovanie skutočného celoeurópskeho integrovaného trhu s energiou,

• posilnenie postavenia spotrebiteľov a dosiahnutie najvyššej úrovne bezpečnosti

a zabezpečenia,

• rozšírenie vedúceho postavenia Európy v oblasti energetických technológií

a inovácií,

• posilnenie vonkajšieho rozmeru EÚ s energiou.

EÚ nie je v súčasnosti schopná garantovať energetickú bezpečnosť

členských štátov. Naďalej zostáva v právomoci členských štátov stanovenie

energetickej politiky a predovšetkým určenie energetického mixu, čo vyplýva aj

z rozdielneho portfólia zdrojov jednotlivých členských štátov (MH SR, 2007a).

Základným cieľom energetických politík členských krajín EÚ je:

• zabezpečiť dostatočné množstvo zdrojov energie pri maximalizácii úspor energie

na strane spotreby,

• zabezpečiť bezpečné a plynulé dodávky energie pri vyváženej štruktúre jej

jednotlivých zložiek tak, aby v prípade výpadku jedného energetického zdroja

mohol byť tento výpadok nahradený iným zdrojom.

Členské krajiny EÚ pokrývajú takmer polovicu svojej spotreby energie

dovozom. Vzhľadom na očakávaný rast spotreby energie a surovinovú

základňu štátov EÚ možno predpokladať rast závislosti na dovoze. Z tohto

dôvodu je vo všetkých členských krajinách EÚ kľúčovou otázkou

diverzifikácia energetických zdrojov a to nielen podľa jednotlivých typov

energetických zdrojov, ale aj podľa oblastí ich geografického pôvodu a tranzitu

(MH SR, 2006).

1.9 Energetická bezpečnosť SR

Prvým strategickým dokumentom v sektore energetiky bola

Aktualizovaná energetická koncepcia pre SR do roku 2005 (MH SR, 1997)

prijatá dňa 30.9. 1997 uznesením vlády č. 684/97, na ktorú nadväzovala

Energetická politiky SR z roku 2000 (MH SR, 2000), ktorú neskôr nahradil

nový vládny dokument prijatý uznesením vlády SR č. 29/2006 (MH SR, 2006).


29

Táto politika je východiskom pre ďalšie smerovanie rozvoja elektroenergetiky,

tepelnej energetiky, plynárenstva, ťažby, spracovania a prepravy ropy, ťažby

uhlia a využívania obnoviteľných zdrojov energie. Je vypracovaná na obdobie

25 rokov (Blišťanová, 2008).

V súvislosti s Energetickou politikou boli vypracované a schválené

koncepcie zavádzania a využívania obnoviteľných zdrojov:

• Koncepcia využívania obnoviteľných zdrojov energie (MH SR,2003),

• Národný program rozvoja biopalív (MH SR, 2005),

• Stratégiu vyššieho využitia obnoviteľných zdrojov energie v SR (MH SR, 2007a),

• Akčný plán využívania biomasy na roky 2008 – 2013 (MP SR, 2008),

Jedným z najdôležitejších dokumentov v oblasti energetiky je Stratégia

energetickej bezpečnosti SR z roku 2007. Jej cieľom je dosiahnuť

konkurencieschopnú energetiku, zabezpečujúcu bezpečnú, spoľahlivú

a efektívnu dodávku všetkých foriem energie za prijateľné ceny s prihliadnutím

na ochranu odberateľa, ochranu životného prostredia, trvalo udržateľný

rozvoj, bezpečnosť zásobovania a technickú bezpečnosť. V rámci stratégie

boli sformulované nasledujúce priority (MH SR, 2007a):

• Spoľahlivé, environmentálne prijateľné a ekonomicky efektívne zásobovanie

energiou.

• Znižovanie závislosti od dovozu fosílnych palív.

• Zvyšovanie využívania obnoviteľných zdrojov energie, najmä vodných tokov,

biomasy, geotermálnej energie a slnečnej energie.

• Využívanie domácich primárnych energetických zdrojov na výrobu elektriny

a tepla na ekonomicky efektívnom princípe v súlade so surovinovou politikou -

uhlia a domácich zásob uránových rúd pre zníženie závislosti na dovoze energií.

• Podpora využívania zdrojov s kombinovanou výrobou elektriny a tepla.

• Zavádzanie nových technológií, inovácií a najlepších dostupných techník

v energetike.

• Znižovanie závislosti dodávok energie z rizikových oblastí a diverzifikácia

zdrojov, ako aj dopravných ciest.

• Bezpečné zásobovanie hospodárstva ropou, zemným plynom, teplom a elektrinou.


30

• Znižovanie energetickej a surovinovej náročnosti ekonomiky SR.

• Vypracovanie zodpovedajúcej legislatívy a zabezpečenie plnej implementácie

príslušných právnych predpisov EÚ so zohľadnením špecifík SR.

Na dosiahnutie týchto priorít boli spracované a schválené ďalšie

strategické dokumenty. V roku 2007 bola schválená aj Koncepcia

energetickej efektívnosti, ktorá predložila zámer zníženia energetickej

náročnosti na úroveň priemeru pôvodných členských krajín EÚ-15 (MH SR,

2007b). Akčný plán energetickej efektívnosti na roky 2008 – 2010,

schválený v októbri 2007, ako strategický programový dokument určuje

kvantifikované ciele, definuje už existujúce, ako aj novo navrhované

energeticky úsporné opatrenia a zároveň stanovuje mechanizmy

na zabezpečenie realizácie navrhnutých opatrení a na ich monitorovanie

(MH SR, 2007c). Základný legislatívny rámec pre energetickú efektívnosť tvorí

rámcový Zákon č. 476/2008 Z. z. o efektívnosti pri používaní energie.

Tento zákon predstavuje rámec pre racionálne používanie energie, stanovenie

požiadaviek na energetickú efektívnosť pri premene, prenose, preprave,

distribúcii a spotrebe energie, monitorovanie a podporovanie energetickej

efektívnosti. Jeho cieľom je zvýšiť účinnosť konečného využitia energie

a podporiť rozvoj energetických služieb. Medzi ďalšie zákony upravujúce

podmienky pre zvyšovanie energetickej efektívnosti v SR patria

(Blišťan, Blišťanová, 2011):

• Zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov,

• Zákon č. 17/2007 Z. z. o pravidelnej kontrole kotlov, vykurovacích sústav

a klimatizačných systémov,

• Zákon č. 665/2007 Z. z. o environmentálnom navrhovaní a používaní

výrobkov využívajúcich energiu (zákon o ekodizajne),

• Zákon č. 309/2009 Z. z. o podpore obnoviteľných zdrojov energie a vysoko

účinnej kombinovanej výroby.


31

Literatúra

Bajzík, J.: OZE a ich vplyv na okolie. idb journal, 3/2011, ISSN 1338-3379

Baláž, P.: Energia a jej vplyv na hospodársky rast vo svetovej ekonomike. Vydavateľstvo

SPRINT Bratislava, jún 2007, 275 str. ISBN: 978-80-89085-87-3.

Baláž, P., Londarev, A.: Ropa a jej postavenie v globalizácii svetového hospodárstva.

Politická ekonomie, č. 4, 2006. ISSN - 0032-3233

Baláž, P., Ružeková, V., Svobodová, V., Perényiová, A., Pullmanová, T.,

Gavaľová, V., Zábojník, S., Szokeová, S., Markovič, J.: Ekonomické

aspekty novej energetickej politiky EÚ a jej vplyv na strategické rozvojové zámery

SR s ohľadom na Lisabonskú agendu. Vydanie 1., vydavateľstvo

EKONÓM, 2009. 204 str. ISBN 978-80-225-2911-2

Blažek, J., Rábl, V. Základy zpracování a využití ropy. [online]. 2. vyd. Vysoká

škola chemicko-technologická v Praze, Praha 2006. ISBN 80-7080-619-

2

Blažek, J.: Těžba a zpracovaní bitumenů a extra těžké ropy. Chemické listy, 101,

2007. ISSN 1213 -7103

Blišťanová, M.: Optimalizácia výberu hnedouhoľných ložísk pre podzemné splyňovanie

uhlia. Dizertačná práca, Košice, 2008. 99 str.

Blišťan, P., Blišťanová, M.: Energetická bezpečnosť a legislatívna podpora využívania

domácich energetických zdrojov. MANAŽÉRSTVO BEZPEČNOSTI -

Zborník vedeckých prác, Vysoká škola bezpečnostného manažérstva

v Košiciach, Multiprint, s. r.o., Košice, 2011, s. 6 – 12. ISBN : 978-80-

89282-68-5

Blišťanová, M. in Sasvari, T., Blišťanová, M., Pinka, J., Kondela, J.,Vizi, L.,

Sidorová, M., Wittenberger, G., Škvareková, E.: Možnosti získavania

energetického plynu z uhoľných ložísk. Edičné stredisko, TU v Košiciach, F

BERG, vydanie prvé, Košice, 2007, s. 168, ISBN:978-80-8073-968-3

Cílek, V., Kašík, M.: Nejistý plamen. Vydavatelstvo Dokořán ,s.r.o., vydanie 2.,

Praha, 2008. 239 str. ISBN 978-80-7363-218-2

Cupalová, M.: Energetická bezpečnosť EU. In Energetická bezpečnost –

geopolitické souvislosti. Praha: Vysoká škola medzinárodních a verejných

vztahu Praha, 2008. ISBN 978-80-86946-91-7


32

Dančák, B.: Základní princípy a východiská energetickej bezpečnosti. In Energetická

bezpečnosť a zájmy České republiky. Brno: Masarykova univerzita,

2007. ISBN 978-80-210-4440-1

European Commission : Coal of the future- Supply prospects for thermal coal by 2030 -

2050. Office for Official Publications of the European Communities,

Luxemburg, February 2007.

Fedorková, B., Široký, P.: Obnoviteľné zdroje energie – hudba budúcnosti alebo reálna

a potrebná alternatíva? Výhody a nevýhody ich využitia nielen na Slovensku. O.z.

Za matku zem, 1. vydanie, Bratislava, 2009.

Hegyi, P.: Nekonvenčný zemný plyn. Stratégie a koncepcie, č.3, ročník 2010. ISSN

1335-3853

Holditch, S.: Tigh Gas Sand. JPT, 2006.

IEA: World energy Outlook 2011 – Are we entering a golden age of gas? Special report,

Intenational Energy Agency, OECD/EIA, 2011

IEA: International Energy Outlook, 2010. U.S. Energy Information Administrativ,

Office of Integrated Analysis and Forecasting, U.S. Department of

Energy. Report :DOE/EIA-0484, 2010

Johnston, A.,A.,S., Lambert, C., Bustos, O., Pashin, J., Wray, A.: Coalbed

Methane – Clean Energy for the World. Oilfield Review, no. 2.,

Schlumberger, Summer, 2009

Lomborg, B.: Skeptický ekolog. Vydavatelstvo Dokořán, 2006, 587 str. ISBN 80-

7363-059-1.

Mikulec, J., Cvengoš, J., Varga, M.: Biopalivá druhej generácie – stav a perspektívy.

Odpadové fórum, 2009. ISSN 1212-7779

Ministerstvo hospodárstva SR: Aktualizovaná energetická koncepcia pre SR do roku

2005. MH SR, Bratislava, 1997.

Ministerstvo hospodárstva SR: Energetická politika Slovenskej republiky. MH SR,

Bratislava, 2000.

Ministerstvo hospodárstva SR: Koncepcia využívania obnoviteľných zdrojov energie.

MH SR, Bratislava, 2003.

Ministerstvo hospodárstva SR: Národný program rozvoja biopalív. MH SR,

Bratislava, 2005.


33

Ministerstvo hospodárstva SR: Energetická politika Slovenskej republiky, MH SR,

Bratislava, 2006.

Ministerstvo hospodárstva SR: Stratégia energetickej bezpečnosti SR. MH SR,

Bratislava, 2007a.

Ministerstvo hospodárstva SR: Koncepcia energetickej efektívnosti. MH SR,

Bratislava, 2007b.

Ministerstvo hospodárstva SR: Akčný plán energetickej efektívnosti na roky 2008 –

2010. MH SR, Bratislava, 2007c.

Ministerstvo pôdohospodárstva a rozvoja vidieka SR: Akčný plán využívania

biomasy na roky 2008 – 2013. MP SR, Bratislava, 2008.

Musil, P.: Globálni energetický problém a hospodářská politika se zaměřením na

obnovitelné zdroje. vydanie1., Nakladatelství C.H. Beck v Prahe, 2009. 204

str. ISBN 978-80-7400-112-3.

Oznámenie komisie európskej rade a európskemu parlamentu energetická politika pre

Európu, Brusel 2007.

Prorok, V.: Energetická bezpečnost – pojetí a souvislosti. In Energetická bezpečnost

– geopolitické souvislosti. Praha: Vysoká škola medzinárodních

a verejných vztahu Praha, 2008. ISBN 978-80-86946-91-7

Sandrea, I., Sandrea, R.: Global Oil Reserves – Recovery Factors Leave Vast Target for

EOR Technologies. Oil & Gas Journal, 2007.

Slugeň, V., Mikloš, M., Kršjak, V., Hinca, R., Valovič, J., Klepáč, J.: Rozvoj

jadrovej energetiky a jej prijímanie verejnosťou. Slovenská nukleárna

spoločnosť, 2005. 150 str.

Resch, G., Held, A., Faber, T., Panzer, CH., Toro, F., Haas, R.: Potential and

prospects for renewable energies at global scale. Energy Policy, no. 36, 2008.

ISSN 0301-4215

Šafárová, M.: Výzkumný fond pro uhlí a ocel – příležitost pro české organizace. Paliva,

č.4, 2010. ISSN 1804-2058

Turčániová, Ľ.: Úprava uhlia Clean Coal Technology I. Vydalo Vydavatelstvo

Štráfek Košice, 2002, 230 str. ISBN 80-967636-0-1

Wowld Resources Inrtitute: Selected Proved Fossil Fuel Reserves and Fossil Fuel

Production, 2008. Wowld Resources Inrtitute, Washington, DC, 2009.


34

World Wind Energy Association: World Wind Energy Report 2010. World Wind

Energy Association WWEA, 2011.

Zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 476/2008 Z. z. o efektívnosti pri používaní

energie. In: Jednotný automatizovaný systém právnych informácií,

Ministerstvo spravodlivosti SR [online]. [citované 01.08.2011].

Dostupné z <http://jaspi.justice.gov.sk>.

Zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti

budov. In: Jednotný automatizovaný systém právnych informácií,

Ministerstvo spravodlivosti SR [online]. [citované 01.08.2011].

Dostupné z <http://jaspi.justice.gov.sk>.

Zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 17/2007 Z. z. o pravidelnej kontrole

kotlov, vykurovacích sústav a klimatizačných systémov. In: Jednotný

automatizovaný systém právnych informácií, Ministerstvo

spravodlivosti SR [online]. [citované 01.08.2011]. Dostupné

z <http://jaspi.justice.gov.sk>.

Zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 665/2007 Z. z. o environmentálnom

navrhovaní a používaní výrobkov využívajúcich energiu (zákon o ekodizajne). In:

Jednotný automatizovaný systém právnych informácií, Ministerstvo



Zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 309/2009 Z. z. o podpore obnoviteľných

zdrojov energie a vysoko účinnej kombinovanej výroby. In: Jednotný

automatizovaný systém právnych informácií, Ministerstvo



www1: www.wec.org

www2: www.iea.org

www3: www.geologie.vsb.cz

www4: www.euractiv.sk

www5: www.etsap.org

www6: www.geology.com

www7: www.world-nuclear.org

www8: www.enviroportal.sk

KAPITOLA 5

MOŽNOSTI ZVÝŠENIA ENERGETICKEJ

BEZPEČNOSTI SR VYUŽITÍM UCG

NA PRÍKLADE LOŽISKA BELADICE

MOŽNOSTI ZVÝŠENIA ENERGETICKEJ BEZPEČNOSTI SR VYUŽITÍM UCG NA PRÍKLADE LOŽISKA BELADICE

143

d) Množstvo zásob

Množstvo zásob bolo vypočítané podľa empirického vzťahu

(Blišťan, Kondela, 2001) ako násobok kubatúry a objemovej hmotnosti γ

Q = V . γ

kde: V - kubatúra bloku zásob

γ - objemová hmotnosť t/m3

e) Výpočet priemernej výhrevnosti Qir, popolnatosti Ad, obsahu vody W,

obsahu síry S

Výpočet týchto parametrov bol vykonaný taktiež metódou IDW

v prostredí ArcGIS v sieti 10x10 m.

5.3.2 Spracovanie ložiskových dát podľa podmienok využiteľnosti

pre klasickú ťažbu

Podkladom pre zostavenie modelu ložiska boli dáta zo 70 prieskumných

vrtov, z ktorých 50 bolo pozitívnych. Na základe údajov o litológii,

stratigrafii, ložiskových polohách a kvalite uhlia v pasportoch prieskumných

vrtov bol vytvorený základný dátový súbor ložiskových dát. Pre jednotlivé časti

vrtného jadrá (návrty) a vzorky odobraté z vrtného jadra boli podľa pozícií ústí

vrtov a priestorovej orientácie vrtov (azimut a úklon) vypočítané priestorové

súradnice ťažiska každého návrtu, resp. každej odobratej vzorky.

V rámci štatistickej analýzy boli vyhodnocované iba parametre bazálnych

slojov. Konečný dátový súbor, určený na štatistické spracovanie, obsahoval

cca 700 vzoriek s vypočítanými priestorovými súradnicami. Analyzovaných

bolo celkom 13 parametrov uhlia a to hrúbka sloja, celková voda, popol

pôvodný, popol v sušine, spalné teplo horľaviny, výhrevnosť pôvodná,

výhrevnosť v bezvodom stave, obsah prchavej zložky, obsah síry a arzénu

v sušine. Z analýzy výsledkov vrtného prieskumu vyplynulo, že najlepšie je

prieskumnými dielami zdokumentovaný sloj b1, pre ktorý je aj realizovaný

tento výpočet zásob. Pre porovnanie je v tabuľke 5.9 uvedený počet

vrtov, ktoré overili jednotlivé sloje b0, b1, b2, b3 a b4. Výsledky štatistickej

analýzy parametrov vzoriek odobratých zo sloja b1 sú v tabuľke 5.10.

Vymedzenie hraníc sloja pre potreby výpočtu zásob bolo urobené na základe


144

podmienok využiteľnosti, definovaných pre klasickú ťažbu podľa záverečnej

správy Šarkana et al. z roku 1993.

5.3.3 Vytvorenie modelu ložiska podľa podmienok využiteľnosti pre

klasickú ťažbu

Priestorový model ložiskového územia ako aj model samotného ložiska –

sloja b1 boli zostavované a vyzualizované v prostredí profesionálnych CAD

a GIS systémov. Pre vytvorenie oboch modelov boli zdigitalizované

topografické mapy záujmového územia v mierke 1:10 000, mapy prieskumných

prác v mierke 1:10 000, geologická mapa a geologické rezy v mierke 1:10 000.

Mapy boli zdigitalizované v prostredí CAD systému MicroStation

a lokalizované v reálnych 3D súradniciach v JTSK systéme s výškou určenou

podľa výškového systému Balt p.v.. Vytvorené CAD výkresy boli následne

Tab. 5.9. Počet vrtov v koľkých boli zaznamenané jednotlivé sloje.

Sloj Počet vrtov

b0 6

b1 49

b2 16

b3 10

b4 3

Tab. 5.10. Štatistické parametre sloja b1.

Štatistický parameter Hrúbka

[m]

Obsah vody

[%]

Obsah

popola [%]

Výhrevnosť

[MJ.kg-1]

Obsah Síry

[%]

Počet analýz 50 50 50 50 50

Minimum 1.00 24.49 14.15 6.39 1.35

Maximum 8.10 41.28 55.70 14.28 17.21

Aritmetický priemer 3.66 30.17 36.22 10.20 3.57

Smerodajná odchýlka 1.92 3.38 8.55 1.81 2.45

Šikmosť 0.70 1.08 -0.06 -0.24 3.82

Štíhlosť -0.55 1.70 0.22 -0.26 19.88

Koeficient variácie 0.27 0.48 1.22 0.26 0.35


145

importované do prostredia ArcGIS a tam vyzualizované ako 3D model územia

(obr. 5.10).

Obr. 5.10. 3D model ložiskového územia. Ružová predneogénne podložie, zelená – ivánske súvrstvie, sivá – beladické súvrstvie, čierna – uhoľné sloje

Obr. 5.11. 3D model bázy sloja b1 pri použití podmienok využiteľnosti pre klasickú ťažbu.

Modelovanie morfometrie ložiska a kvalitatívnych parametrov sloja b1

bolo realizované v prostredí ArcGIS. Modelovacími nástrojmi ArcGIS,

využívajúcimi interpolačnú metódu IDW s možnosťou zapojenia barier


146

(zlomov) do procesu interpolácie, boli zostavené modely: bázy sloja b1, hrúbky

sloja, popolnatosti a výhrevnosti. Pri modelovaní bázy sloja b1 boli zohľadnené

aj známe tektonické línie (obr. 5.15). Výsledné modely – model bázy sloja

(obr. 5.11), model hrúbky sloja (obr. 5.12), model obsahu popola (obr. 5.13)

a model výhrevnosti uhlia (obr. 5.14) sú prezentované v 3D zobrazení

v prostredí ArcGIS na nasledujúcich obrázkoch.

Obr. 5.12. 3D model hrúbky sloja b1 pri použití podmienok využiteľnosti pre klasickú ťažbu.

Obr. 5.13. 3D model obsahu popola v sloji b1 pri použití podmienok využiteľnosti pre klasickú ťažbu.


147

Obr. 5.14. 3D model výhrevnosti sloja b1 pri použití podmienok využiteľnosti pre klasickú ťažbu.

Obr. 5.15. 2D model záujmového územia s priestorovou pozíciou prehodnocovaných vrtov a tektonických línií (vytvorené v ArcGIS). Výraznou modrou sú zobrazené vrty, kde sa zmenila hrúbka bazálneho sloja b1.

5.3.4 Prehodnotenie a spracovanie ložiskových dát podľa kritérií

pre UCG

Pre potreby výpočtu zásob podľa kritérií bilančnosti pre UCG bolo

prehodnotených všetkých 50 pozitívnych vrtov a to spôsobom uvedeným

v kapitole 5.1. Na obrázku 5.15 je 2D model záujmovej oblasti so zvýraznením


148

Obr. 5.16. Časť prehodnocovaného pasportu vrtu VBE – 31 – 91.


149

Obr. 5.17. Časť prehodnocovaného pasportu vrtu VBE – 46 – 92.


150

vrtov, kde sa zmenili vertikálne hranice sloja b1 a došlo k nárastu bilančnej

hrúbky. Príklady prehodnotenia sloja vo vrtoch VBE–31–91 a VBE–46–92 sú

na obrázkoch 5.16 a 5.17. Na obrázkoch, ktoré predstavujú pasport vrtu, je

vyznačené vymedzenie sloja podľa podmienok využiteľnosti pre

klasickú ťažbu a zároveň aj vymedzenie sloja podľa podmienok využiteľnosti

pre podzemné splyňovanie. Po prehodnotení vrtov je možné skonštatovať,

že hranice sloja sa menili – posúvali z dôvodu:

• možného spojenia viacerých slojov do jedného sloja,

• rozšírenia hraníc sloja b1 o časť nadložia prípadne podložia.

K zmene hraníc sloja b1 došlo v 8 vrtoch, pričom v 6 prípadoch to bolo

z dôvodu spojenia slojov (VBE9, VBE20, VBE31, VBE46, VBE48, VBE49)

a v 2 prípadoch (VBE22, VBE36) išlo o rozšírenie sloja o nadložné uhoľné íly.

Porovnanie hrúbok sloja, určených podľa podmienok využiteľnosti ložiska

pre klasickú ťažbu, s hrúbkami určenými podľa podmienok využiteľnosti

ložiska pre UCG je v tabuľke 5.11. Hrúbka sloja v uvedených vrtoch vzrástla

o 0,45 m až 5,75 m.

Pre nové vymedzenie sloja b1 boli následne vypočítané základné

štatistické parametre jeho kvalitatívnych charakteristík. Výsledky štatistickej

analýzy pre preklasifikovaný sloj b1 sú v tabuľke 5.12.

Tab. 5.11. Zmeny hrúbky sloja b1 po prehodnotení polôh vo vrtoch podľa PVL pre UCG.

Číslo vrtu Hrúbka sloja b1

[m] Prehodnotená

hrúbka sloja b1 [m] Zmena hrúbky

sloja [m]

VBE09 2,45 6,35 + 3,90

VBE20 2,10 7,85 + 5,75

VBE22 4,35 4,95 + 0,60

VBE31 6,30 8,95 + 2,65

VBE36 3,15 3,60 + 0,45

VBE46 3,40 4,70 + 1,30

VBE48 2,90 4,30 + 1,40

VBE49 3,00 6,40 + 3,40


151

Tab. 5.12. Štatistické parametre preklasifikovaného sloja b1.

Štatistický parameter Hrúbka

[m] Obsah vody

[%]

Obsah popola

[%]

Výhrevnosť [MJ.kg-1]

Obsah Síry [%]

Počet analýz 50 50 50 50 50

Minimum 1 24.48 14.14 6.39 1.31

Maximum 8.95 41.28 55.70 14.27 18.40

Aritmetický priemer 4.06 30.04 36.93 10.00 3.84

Smerodajná odchýlka 2.14 3.38 8.47 1.76 3.23

Šikmosť 0.47 1.15 -0.21 -0.02 3.51

Štíhlosť -0.81 1.88 0.30 -0.18 13.67

Koeficient variácie 0.30 0.48 1.21 0.25 0.46

5.3.5 Vytvorenie modelu ložiska podľa kritérií pre UCG

Model ložiska pre podzemné splyňovanie uhlia bol vytvorený rovnakou

metodickou ako model pre klasickú ťažbu, ktorý je popísaný v kapitole 5.3.3.

Ako vstupné dáta boli použité prehodnotené dáta. Modelovanie morfometrie

ložiska a parametrov kvality sloja b1 bolo taktiež realizované v prostredí

ArcGIS. Zostavené boli modely: bázy sloja b1, hrúbky sloja, popolnatosti

a výhrevnosti. Pri modelovaní bázy sloja boli aj v tomto prípade zohľadnené

známe tektonické línie. Výsledné modely sú opäť prezentované v 2D resp. 3D

zobrazení v prostredí ArcGIS (obr. 5.18, 5.19 a 5.20).

Obr. 5.18. 3D model hrúbky sloja b1 podľa kritérií pre UCG.


152

Obr. 5.19. 3D model výhrevnosti sloja b1 podľa kritérií pre UCG.

Obr. 5.20. 3D model obsahu popola v sloji b1 podľa kritérií pre UCG.

5.3.6 Porovnanie modelov a výsledkov výpočtu

Na základe modelov kvalitatívnych parametrov sloja b1, prezentovaných

na obrázkoch 5.12 až 5.14 bol vytvorený 3D model bilančného vývoja sloja

pre klasickú ťažbu. Na obrázku 5.21 je 2D a 3D model záujmovej oblasti

s farebným zvýraznením časti ložiska (farba 2), kde je bazálny sloj b1

v bilančnom vývoji (s podmienkami: hrúbka sloja je väčšia ako 2 m

a výhrevnosť je väčšia ako 9,64 MJ/kg).


153

a)

b)

1 2

Obr. 5.21. 2D a 3D model územia s bilančným vývojom sloja b1 pre jednotlivé technológie, 1 - vhodné len pre UCG, 2 - vhodné pre klasickú ťažbu a UCG.

Pre vytvorenie modelu bilančného vývoja sloja pre UCG (obr. 5.21 -

farba 1) boli použité prehodnotené dáta. V 16 vrtoch boli na základe

zvolených kritérií prehodnotené nebilančné časti ložiska a zaradené

k bilančným. V prípade bazálneho sloja b1 ide o 8 vrtov a to: VBE4, VBE5,

VBE20, VBE21, VBE22, VBE23, VBE33, BV2. V tabuľke 5.13 sú počty vrtov


154

s bilančným vývojom slojov hodnotených podľa podmienok využiteľnosti

pre klasickú ťažbu lignitu a počty vrtov s bilančným vývojom slojov

hodnotených podľa podmienok využiteľnosti pre ťažbu podzemným

splyňovaním uhlia.

Pre vizuálne porovnanie plošného rozšírenia bilančnej časti sloja,

hodnoteného podľa podmienok pre klasickú ťažbu a plošného rozšírenia

bilančnej časti sloja hodnoteného podľa podmienok pre UCG je na obr. 5.21

2D a 3D model sloja b1, kde je farebne zvýraznený nárast bilančnej plochy

sloja v prospech podzemného splyňovania (farba 1).

V prípade klasickej ťažby s použitím kritérií podľa tabuľky č. 5.6 (Šarkan

et al.,1993) je objem vypočítaných geologických zásob sloja b1 149 185 kt

a v prípade ťažby metódou UCG s použitím prehodnotených dát v zmysle

podmienok využiteľnosti podľa tabuľky 5.8 je objem vypočítaných

geologických zásob 200 487 kt. Nárast zásob v prospech ťažby ložiska UCG

technológiou je 34% (tab. 5.14).

Tab. 5.13. Počet vrtov s bilančným vývojom hodnotených podľa PVL pre klasickú ťažbu a podľa PVL pre UCG.

Sloj Klasická ťažba Podzemné splyňovanie

b0 4 4

b1 30 38

b2 2 9

b3 0 0

b4 0 0

Tab. 5.14. Vyhodnotenie zmeny parametrov ložiska Beladice pre jednotlivé technológie ťažby.

Parameter ložiska Klasická ťažba UCG ťažba Zmena [%]

Priemerná hrúbka [m]

3,66 4,06 +10,9

Priemerný obsah popola [%] 36,22 36,93 +1,9

Priemerná výhrevnosť [MJ.kg-1]

10,20 10,00 -2,0

Zásoby [kt] 149 185 200 487 +34,4


155

5.3.7 Zhodnotenie možnosti splyňovania ložiska Beladice

Hodnoteniu kritických parametrov, ako sú hĺbka, hrúbka, minimálna

výhrevnosť a maximálna popolnatosť už boli venované predchádzajúce

kapitoly. Týmto kritériám ložisko vyhovuje. Pri detailnejšom posudzovaní

vhodnosti ložiska je však potrebné zamerať sa aj na ďalšie dôležité

charakteristiky. Na základe dostupných informácií zo záverečnej správy Šarkan

et al. (1993) by bolo možné stručne zhodnotiť aj niekoľko ďalších faktov

vyplývajúcich z uloženia sloja, a to: ukazovateľ pomeru hĺbky k hrúbke

sloja, možnosť splyňovania viacerých slojov súčasne, tektonické

a hydrogeologické pomery.

Výpočtom pomeru hĺbky a hrúbky sloja (ukazovateľ optimálneho

pomeru, popísaný v kapitole 3) sa preukázalo, že sloj takmer v celej ploche

(plocha bilančného vývoja podľa kritérií pre UCG - obr. 5.21) vyhovuje

kritickej podmienke – ukazovateľ je nad 60 (vypočítaný ukazovateľ sa

pohyboval v intervale od 30 do 252 s priemernou hodnotou 118,3, pričom

hodnota pod 60 bola vypočítaná iba v 4 vrtoch).

Problematika súčasného splyňovania viacerých slojov uložených tesne

nad sebou bola skúmaná aj v ČR (Valeš, Šafárová, 2006). Na základe výskumov

bolo preukázané, že je možné splyňovať aj niekoľko slojov nad sebou,

ak deliaca vrstva nepresahuje hrúbku 1,5 m a samostatné sloje majú minimálne

1,5 m (Valeš, Šafárová, 2006). Na základe vytvoreného modelu ložiska bolo

zistené, že hodnoty hrúbky deliacej vrstvy medzi slojom b1 a b2 sa pohybujú

v rozpätí od 0,65 m do 4,5 m - priemerne je to 1,92. Z uvedeného vyplýva,

že na ložisku Beladice sú úseky, kde by bolo možné splyňovanie viacerých

slojov nad sebou. Táto podmienka bola splnená v nasledujúcich vrtoch:

VBE0989, VBE2489, VBE3191, VBE34p91, VBE4592, VBE5092, VBE5592,

VBE5892, VBE6092. Pri splyňovaní viacerých slojov naraz nie je potrebné

navŕtať toľko vrtov, koľko by sme potrebovali na splyňovanie každého sloja

zvlášť. Na splynenie tej istej oblasti potom stačí celkovo menší počet vrtov

a celý proces sa takto stáva ekonomickejší.

Na základe dominantnej tektoniky je možné jednoznačne povedať,

že usporiadanie generátorov bude závisieť od pozície tektonických štruktúr.

Dá sa predpokladať, že v oblasti štruktúr môže dôjsť k únikom plynu


156

a kontaminácii prostredia. Od tektonických porúch závisia aj hydrogeologické

podmienky, keďže priepustné časti s puklinovou priepustnosťou sú len

v blízkosti tektonických porúch (Šarkan et al., 1993).

Z hľadiska hydrogeológie môžeme povedať, že ložisko má obtiažne

hydrogeologických pomery a s vysokou pravdepodobnosťou budú potrebné

odvodňovacie práce.

Literatúra

Blaško, D., Gembalová, M., Macik, A.: Záverečná správa úlohy Netradičné využitie

hnedého uhlia a lignitu. Manuscript Ministerstvo Životného prostredia Sr

a Geologická prieskum, n.p., Spišská Nová Ves, 1989.

Blišťan, P.: Matematická štatistika v geológii. In: Acta Montanistica Slovaca. roč. 4,

č. 2, 1999, s.

Blišťan, P., Kondela, J: Základy banskej geológie a výpočtu zásob. 1. vyd.. Košice : Elfa, 2001. 103 s.

Blišťanová, M.: Optimalizácia výberu hnedouhoľných ložísk pre podzemné splyňovanie

uhlia. Dizertačná práca, Košice, 2008. 99 str.

Blišťanová, M., Blišťan, P.: Prehodnotenie ukazovateľov využiteľnosti ložísk uhlia

na aplikáciu podzemného splyňovania (UCG) na príklade ložiska Beladice

(Podunajská nížina). Mineralia Slovaca, roč. 41, č. 3, 2009, s. 253-266.

Boyd, R. M., Fischer, D. D., Humphrey; A. E., King, S. B., Whitman; D. L.:

US Patent - Method for in situ coal gasification operations. December 1981.

Brodňan, M., Kováč, J., Sámal, J., Lukáň, J., Francisky, I., Matiaško, J., Líška,

J.: Prehodnotenie zásob Vátovce – hnedé uhlie. Uhoľné a lignitové bane,

Prievidza, 1979.

Burton, E., Friedmann, J., Upadhye, R: Best Practices in Underground coal

gasification. Lawrence Livermore National Laboratory, 2006. p 119

Csiro: Grondwater&surface ompacts. Presentation on Meeting of Indo-US

Working group on Coal, Kolkata, India, 2001.

Fazekaš, J.: Záverečná správa s výpočtom zásob – Výhradné ložisko Handlová – dobývací

priestor Baňa Cigeľ. Hornonitrianske Bane, jún 1994.


157

Halmo, J., Verbich, F., Haššová, N., Toma, S., Beláček, J., Lalúch, I., Matúš,

V., Uhlár, T.: Záverečná správas výpočtom zásob výhradné ložisko Nováky – DP

Nováky I, stav k 1.1. 1994. Hornonitrianske bane š.p., Prievidza, máj,

1994.

Klubert, J., Juriš, F., Lukaj, M., Valko, P.: Záverečná správa a výpočet zásob Modrý

Kameň – H. Strháre, stav k 1.7. 1984. Manuscript Geologický prieskum

n.p., Spišská Nová Ves, 1984.

Lacko, L., Juriš, F., Lukaj, M., Bondarenková, A.: Čiastková správa prehodnotenia

výpočtov zásob uhlia v SSR –Štúrovo. Manuskript Geologický prieskum,

š.p., Spišská Nová Ves, archív Štátny geologický ústav Dionýza Štúra,

Bratislava, 1980.

Lafférs, F., Blaško, D., Gembalová, M., Lukaj, M., Tupý, F.: Záverečná správa

úlohy Ľuboriečka-Červeňany, stav k 31.7.1990. Geologický prieskum, š.p.

Sp. Nová Ves, geologická oblasť banská Bystrica, 1990.

Lamb, G.: Underground coal gasification. Energy Technology review no. 14, New

Jersey, USA, 1977. ISBN 0-8155-0670-8. p.255

Mihálik, F.: Hnojné – lignit, výpočet zásob z vyhľadávacieho prieskumu, preklasifikácia

zásob, stav k 30. 9. 1995. Manuscript, Bratislava, 1995.

Ministerstvo hospodárstva SR: Stratégia enegretickej bezpečnosti SR. MH SR,

Bratislava, 2007.

Senko, D., Beňáková, E., Holienčin, R., Kadlec, J., Caunerová, D.: Záverečná

správa a výpočet zásob ložisko Gbely, stav k 1.1.1997. Baňa Záhorie a.s.,

Holíč, 1997.

Staněk, F.: Tvorba modelu ložiska uhlí a způsoby jeho hodnocení. Sborník vědeckých prací. VŠB-TU Ostrava. LI (2005), Monografie 14, 2005.

Staněk, F., Kajzar, V.: Vliv typu statistické distribude ložiskových údajú na model ložiska nerostných surovin. Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava Řada hornicko-geologická. Volume LI (2005), No.2, p. 79-88, ISSN 0474-8476

Staněk, F., Honěk, J., Hoňková, K.: Jihomoravský lignitový revír a postup tvorby jeho digitálního modelu. In: Acta Montanistica Slovana, roč. 12 (2007), č. 3, s. 255-264

Šarkan J., Brullova, M., Jezný, M., Vondráček, L., Bondarenková, A.: Záverečná

správa Beladice – lignit. Stav k 31.8.1993. Manuscript Geologický

prieskum Sp. Nová Ves, 1993.


158

Tréger, M., Mihalík, F., Záviš, V., Procházková, M., Šesták, P.: Čiastková

záverečná správa Aplikácia medzinárodnej klasifikácie OSN na ložiskách

Beladice, Jelšava - Dúbravský masív, Chrasť nad Hornádom. Manuskript,

ŠGÚDŠ, 1999.

Valeš, J., Šafárová, M.: Zplyňovaní uhlí, odborná rešerše. Výskumný ústav pro

Hnede uhli, Most, 2006.

Walker, L.: Underground coal gasification: A clean coal technology ready for development.

The Australien coal review, October 1999.

Zuberec, J., Tréger, M., Lexa, J., Baláž, P.: Nerastné suroviny Slovenska.

Monografia Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Bratislava, 2005.

ISBN 80-88974-77-1

www1: www.esri.com

ZÁVER

ZÁVER

160

Potreba zabezpečenia štátu spoľahlivými dodávkami energií sa priamo

dotýka nielen rozvoja štátu, ale aj jeho národnej bezpečnosti. Z toho dôvodu

má zabezpečenie energetickej bezpečnosti strategický význam pre fungovanie

každého štátu ale aj spoločenstva štátov. Významnú úlohu v tomto procese

zohráva výskum a posúvanie možností v získavaní a využívaní zdrojov energie.

Hnedé uhlie je najvýznamnejším využívaným domácim primárnym

zdrojom energie na Slovensku. Z celkových bilancovaných zásob uhlia je

možné klasickými exploatačnými metódami využiť iba 10% zásob. V rámci

svetových zásob uhlia sa predpokladá vyťažiteľnosť na úrovni cca 15%. Tento

fakt primäl svetových vedcov k myšlienke prehodnotiť efektívnosť súčasných

ťažobných metód a pristúpiť k vývoju a zavádzaniu nových netradičných ale

efektívnejších metód. S vývojom nových metód ťažby však úzko súvisí

potreba prehodnotenia parametrov ložísk z pohľadu požiadaviek nových

metód na kvalitatívne a kvantitatívne parametre uhlia ako aj bansko-technické

podmienky pre ich úspešné používanie v praxi. Špecifické požiadavky

na parametre ložiska má aj metóda podzemného splyňovania uhlia.

Na základe kritérií, používaných pre orientačné hodnotenie vhodnosti

ložísk pre UCG vo svete, bolo prehodnotených 18 registrovaných ložísk uhlia

a z nich je možné potenciálne využívať 10 ložísk. Výskumom realizovaným

v rámci grantových úloh agentúry VEGA – „Analýza a modelovanie geologicko-

technologických parametrov nebilančných hnedouhoľných ložísk a overenie možnosti ich

využitia pre podzemné splyňovanie“ a „Geodetické metódy pre zber priestorových údajov

a modelovanie objemov geologických zásob za účelom monitorovania stavu a úbytku zásob

s cieľom efektívne využívať nerastné suroviny SR“, ktorého výsledky sú publikované aj

v tejto monografii, bolo preukázané, že využitím UCG by sa zvýšilo množstvo

využiteľných zásob uhlia o cca 30%. Zvýšenie množstva využiteľných zásob

uhlia by pomohlo Slovensku pri zvyšovaní stupňa zabezpečenia energetickej

sebestačnosti, ktorá je nevyhnutná pre ekonomickú prosperitu a stabilitu

krajiny.

Vzhľadom na kvalitu nášho uhlia ako aj komplikované bansko–

technologické podmienky dobývania je ťažba uhlia podporovaná legislatívne

a aj finančne zo strany štátu. Otestovaním a zavedením nových efektívnejších

ťažobných metód, medzi ktoré bezpochyby patrí aj podzemné splyňovanie by

ZÁVER

161

sa v neposlednom rade znížila ekonomická zaťaženosť štátu pri podpore

uhoľného baníctva.

Netreba zabudnúť aj na to, že významné postavenie medzi strategickými

energetickými surovinami by mohol v blízkej dobe získať aj urán - jadrové

palivo, ktorého kvalita je vyhovujúca pre ťažbu a množstvo zásob

nachádzajúcich sa na našom území je schopné pokryť významnú časť

spotreby energií na Slovensku. Z obnoviteľných zdrojov sú

najperspektívnejšími biomasa a slnečná energia, ktorých podpora využívania je

legislatívne a ekonomický riešená na úrovni EÚ ako aj na úrovni SR v podobe

rôznych vládnych dokumentov.

Využitie domácich zdrojov energie je jednou z možností ako zvýšiť

energetickú bezpečnosť každého štátu. Ďalším významným opatrením na

zvýšenie energetickej bezpečnosti by malo byť znižovanie energetickej

náročnosti hospodárstva a s tým spojené zvyšovanie energetickej efektívnosti

procesov, strojov, zariadení, budov a pod.. Legislatívna podpora tohto procesu

zatiaľ nie je na takej úrovni, aby vysoké investície do týchto technológií

a zariadení dostatočne motivovali ľudí k zmene zmýšľania.

POĎAKOVANIE:

Vedecké výsledky publikované v tejto monografii boli získané s finančnou podporou

agentúry VEGA v rámci riešenia grantových úloh č. 1/2166/05 – „Analýza a modelovanie

geologicko-technologických parametrov nebilančných hnedouhoľných ložísk a overenie možnosti

ich využitia pre podzemné splyňovanie“ a grant č. 1/0887/11 – „Geodetické metódy pre zber

priestorových údajov a modelovanie objemov geologických zásob za účelom monitorovania stavu a

úbytku zásob s cieľom efektívne využívať nerastné suroviny SR“.

ZÁVER

162

ZÁVER

163

Autori: Ing. Monika Blišťanová, PhD doc. Ing. Peter Blišťan, PhD.

Názov: MOŽNOSTI ZVÝŠENIA ENERGETICKEJ BEZPEČNOSTI SR

VYUŽITÍM PODZEMNÉHO SPLYŇOVANIA UHLIA Recenzia: prof. RNDr. Ivan Kraus, DrSc. - Katedra ložiskovej geológie

Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave

Ing. Peter Baláž, PhD. - Štátny geologický ústavu Dionýza Štúra

regionálne centrum Spišská Nová Ves Vydala: Vysoká škola bezpečnostného manažérstva v Košiciach

Kukučínova 17, Košice

Tlač: Multiprint s.r.o., Košice

Druh publikácie: Monografia

Vydanie: Prvé

Počet strán: 161

Náklad: 50 ks

Copyright: Ing. Monika Blišťanová, PhD. a doc. Ing. Peter Blišťan, PhD.

Všetky práva vyhradené. Jazyková úprava: Monografia neprešla jazykovou úpravou.

ISBN: 978-80-89282-75-3

EAN: 9788089282753

ZÁVER

164

Documents

Možnosti zvýšenia energetickej bezpečnosti SR využitím podzemného splyňovania uhlia