ZEMNÍ PLYN

Exkurze do plynárenství

   Za datum vzniku průmyslového plynárenství se většinou považuje rok 1813, kdy začal být plynem osvětlován Westminsterský most v Londýně. Tehdy šlo o jedovatý a zapáchající svítiplyn, který se vyráběl karbonizací černého uhlí v plynárnách. Svítiplynu - jak ukazuje název - se zpočátku užívalo jen k osvětlování ulic, teprve později byl rozveden do domů a začal se užívat i jinak než ke svícení. Posléze jeho původní funkci přejala elektřina, ale název mu zůstal. Jeho stále vzrůstající spotřeba vedla asi po sto letech k zlevnění jeho výroby tlakovým zplyňováním hnědého uhlí a také přepracováním zemního plynu, který svítiplyn posléze nahradil.
   V Čechách byla první karbonizační plynárna uvedena do provozu v Karlíně roku 1847 - tehdy napájela svítiplynem jen asi 200 pouličních lamp. Za 2. světové války byla v Záluží u Mostu vybudována první moderní tlaková plynárna, od roku 1958 bylo v michelské plynárně v Praze započato s praktickým zapojováním zemního plynu do našeho plynárenství - zpočátku se využívalo jen plynu domácího původu a v přepracované formě.
   V roce 1967 byly do tehdejšího Československa zahájeny první dodávky zemního plynu z bývalého SSSR. V roce 1973 bylo u nás rozhodnuto o postupném přechodu na zemní plyn. Přechod byl definitivně ukončen v roce 1996. Výroba svítiplynu, snižovaná od roku 1978, je zastavena.
   Značné využití má u nás také populární propan-butan, získávaný při destilaci ropy v rafineriích. Spotřebitelům je dodáván zkapalněný v tlakových lahvích různé velikosti (lidově zvaných "bomby") a slouží hlavně tam, kam nedosahuje distribuční síť plynáren a elektráren - na chatách, ve stanech při turistice apod. Vhodný je k vaření i ke svícení. Stále více se rozšiřuje jeho využívání pro pohon spalovacích motorů. Provoz automobilů "na plyn" je levnější a ekologičtější.

          První plynárny v Praze - Karlíně.

Zemní plyn je v oblibě

Zemní plyn slouží hlavně jako zdroj tepelné energie. V moderní domácnosti se uplatňuje k vaření, ohřevu vody a topení, je nutné jej však doplňovat elektřinou - nejen k svícení, ale i kvůli možnosti zapojení přístrojů pracujících jen na elektřinu. Nahrazuje uhlí ve výtopnách, teplárnách a v elektrárnách, zkouší se jeho využití k pohonu aut a autobusů.
   Na rozdíl od svítiplynu je zemní plyn nejedovatý a bez pachu. Proto se jeho nekontrolovatelnému úniku brání tím, že je před vpuštěním do spotřebitelské sítě opatřován výrazně páchnoucí složkou.
   Rostoucí obliba používání plynu na úkor uhlí a elektřiny vyplývá z jeho předností: jako všechna fosilní paliva je prvotním zdrojem energie, a tak u něho odpadají ztráty, vznikající při výrobě elektřiny. Na rozdíl od pevných paliv nezanechává po spálení popel. Jako elektřinu ho lze rozvést až ke spotřebitelům, a to na rozdíl od ní téměř beze ztrát. Jeho výhody v regulovatelnosti přívodu, měřitelnosti spotřeby a pohodlnosti obsluhy jsou stejné, nebo jen o málo menší než u elektřiny, jeho tepelný účin je zato rychlejší a opět méně ztrátový. Jeho předností je také to, že po vyčištění a při správném spalování (správném mísení se vzduchem) zanechává ve vzduchu ve srovnání s uhlím a topnými oleji mnohem méně zplodin škodících životnímu prostředí - popílku, oxidu síry, oxidů dusíku, oxidu uhelnatého a uhličitého.
   Přestože je plynofikace i u nás na postupu, pro Českou republiku jsou výhody zemního plynu bohužel omezeny tím, že ho většinu musíme dovážet. Statistika praví, že k vaření ho nicméně u nás používá už více než polovina domácností, zatímco k ohřevu vody a k topení teprve asi pětina.

Výskyt zemního plynu

Fosilní paliva jsou si blízká z hlediska vzniku, původu a složení. Jejich ložiska se vyskytují samostatně, často však je ropa doprovázena zemním plynem či uhelné sloje metanem. Poměrně často se vyskytující společná ložiska ropy a zemního plynu vypadají obvykle tak, že nad podložím obsahujícím slanou mořskou vodu je třetihorní (řidčeji druhohorní nebo dokonce prvohorní) pórovitá usazenina nasáklá ropou a nad ni vrstva, jejíž póry vyplňuje stlačený zemní plyn. Jeho tlak někdy způsobuje, že při navrtání ložiska ropy z něho ropa samovolně tryská, alespoň po určitou dobu.
   Stejně jako ropná ložiska bývají i ložiska zemního plynu v různých hloubkách od 30 do 8 000 m, vrtaři si ale dovedou poradit i s většími hloubkami. U vrtných plošin na moři je nutno ještě připočíst vzdálenost mořského dna od hladiny moře (rekord pro ropu - 872 m).

Jak to začalo

Roku 1918 se v americkém Texasu podařilo navrtat ložisko se 4 miliardami m3 zemního plynu. Po dvanácti letech přivedl 3 000 km dlouhý plynovod texaský plyn do Chicaga a Amerika a vzápětí i ostatní svět začaly ve velkém využívat dosud opomíjený zdroj energie. Jeho dopravu zpočátku obstarávaly jen plynovody.
   Pravý boom čekal těžbu a využití zemního plynu až v 2. polovině 20. století - alespoň pokud jde o Evropu. Tento zájem dosud trvá a prognózy jsou pro plynaře více než příznivé. Obchod se zemním plynem nabyl mezikontinentálního charakteru.

Cisternová loď na přepravu zkapalněného plynu.

   Přes moře se zemní plyn začal přepravovat technicky obdivuhodnými podmořskými plynovody a ve zkapalněné formě speciálními tankery. Zkapalnění zemního plynu se v těchto případech provádí ještě před plněním do tankerů zchlazením na -161 až -169 ° C podle obsahu dusíku. Tím se umožní zmenšit objem plynu na 1/630. Tanker pak musí tuto "teplotu" plynu udržovat, a tak připomíná jakousi velkou plovoucí termosku. První takovou loď postavili Japonci roku 1973.
   Divy techniky představují také plynovody budované za nesmírně obtížných podmínek na Aljašce a na ruském severu.

Světová těžba a zásoby zemního plynu

Dnes se na světě těží ročně přes 2100 miliard m3 zemního plynu různého složení, ale vždy obsahujícího jako základní složku uhlovodík metan CH4 (obvykle 88 - 99,8 %). Čím více metanu obsahuje, tím je zemní plyn z hlediska energetiků kvalitnější.
   Ověřené těžitelné zásoby zemního plynu umožňují doufat, že při dnešním tempu těžby by došlo k jejich vyčerpání "až" roku 2057. Jisté naděje na prodloužení této lhůty skýtají ložiska zmrzlého zemního plynu, tzv. hydrátů, na Sibiři a na Aljašce. V 1 m3 hydrátu je skryto až 200 m3 zemního plynu. V rozporu s nebezpečím vyčerpání geologických zásob plynu signalizují prognózy dramatické zvyšování těžby, která má roku 2015 dosáhnout 3 700 mld m3.
   Největším bohatstvím zemního plynu oplývá Rusko; které se také stalo během posledních 30 let jeho největším těžařem a vývozcem, hlavně do západní a střední Evropy. Západní Evropa je zásobována také z významných nalezišť v Nizozemsku, v Severním moři a v severní Africe, hlavně v Alžíru. Import zemního plynu ze zemí kolem Perského zálivu do Evropy se zatím jeví jako nerentabilní a nevyužívá se ho, ačkoli např. Irán stojí na druhém místě světového žebříčku v množství geologických zásob a na dalších třech pak Katar, SAE a Saúdská Arábie.
   Průkopník těžby zemního plynu - USA - se musí dnes spokojit s druhým místem, přes rozsáhlá naleziště v Texasu, v Prudhoe Bay na Aljašce a jinde. Třetí místo na světě v těžbě zaujímá Kanada.

Evropská síť dálkových plynovodů. Žlutou barvou jsou vyznačeny rozestavěné trasy či terminály.

Doprava zemního plynu v Evropě a do Evropy

Je zajišťována především plynovody, jejichž celková délka překročila již 430 000 km, zatímco v roce 1950 čítala "pouhých" 20 000 km. Celosvětově je v provozu již více než 1250 000 km vysokotlakých plynovodů (údaje nezapočítávají regionální a městské středotlaké a nízkotlaké sítě).
   Největší část evropských vysokotlakých plynovodů - asi 215 000 km - vlastní Rusko. Nejdelší ruský, a také evropský plynovod -Tranzitní - přivádí plyn do střední a západní Evropy mimo jiné přes ČR, kterou tím strategicky zvýznamňuje. Zatím byl vstup do tohoto plynovodu nejdále doveden k obrovským ložiskům u severosibiřského Urengoje a ještě severněji u Jamburgu, další trasa se buduje k rozsáhlému ložisku na severosibiřském poloostrově Jamal, odkud má vést na jihozápad přes Polsko. To poněkud oslabí význam českého tranzitu, který nyní představuje přes 71,5 mld m3 ruského plynu ročně.
   Narůstající těžba v norském a britském sektoru Severního moře, postupující od známého Ekofisku dále na sever, si vynucuje stavbu stále nových podmořských plynovodů, vedoucích už nyní do Norska, Velké Británie, Dánska, německého Emdenu a belgického Zeebrugge.
   Jiný podmořský plynovod přivádí saharský zemní plyn přes Sicílii do Říma a Janova, další - nedávno dobudovaný - pak dodává týž plyn přes Maroko a Gibraltar do Španělska.
   Zkapalněný zemní plyn dovážejí přes moře tankery z Afriky do španělských přístavů Barcelona, Cartagena a dalších, do portugalského Lisabonu a jinam.

Plynovody pro Českou republiku

Pouze asi 1,5 % zemního plynu, který je u nás ročně spotřebován, je kryto vlastní těžbou z ložisek na Hodonínsku. Ostatní zemní plyn dovážíme, zatím téměř výhradně z Ruska. První zemní plyn k nám začal proudit z Ukrajiny 540 km dlouhým plynovodem Bratrství v roce 1967.
   Od roku 1972 začal fungovat Tranzitní plynovod, kterým přes naše území proudí ruský plyn do západní Evropy. Plynovod Bratrství zůstal tehdy nadále v provozu. Tranzitní plynovod se pak stále rozrůstal spolu s nárůstem dodávek ruského plynu. Postupně byly položeny 3 - 4 souběžné linky přes tehdejší Československo (4 pro jižní Moravu, 3 odtud dále na západ). Plynovod překračuje hranice Slovenska v mezinárodní předávací stanici ve Velkých Kapušanech a předává štafetový kolík Rakousku v Baumgartenu u slovenských hranic, Německu ve Waidhausu proti českému Rozvadovu a v Hoře sv. Kateřiny v Krušných horách. Brzy po zprovoznění československého úseku plynovodu z něho začala odebírat plyn i naše země.

Přepravní systém Transgasu.

   V roce 1979 byl uveden do provozu 2 744 km dlouhý plynovod Sojuz od ložisek u ruského města Orenburgu. Sojuz, zvaný lidově "Orenburg", navázal na našem území na Tranzitní plynovod. Jednotlivé úseky od města Orenburgu až po východní hranice se Slovenskem budovaly tehdejší satelitní komunistické země východní Evropy - Polsko, Československo, Maďarsko, NDR a Bulharsko. Po rozdělení Československa v roce 1993 byl rozdělen i československý úsek plynovodu. Českou část spravuje firma Transgas, slovenskou Slovtransgas, předávací stanice je v moravském Lanžhotě.
   Stejně jako u dovozu ropy snaží se ČR po roce 1989 vymanit z jednostranné závislosti na dovozu zemního plynu z Ruska tzv. diverzifikací, tj. rozložením dovozů na více dovozců. Zatím jde o menší krátkodobé dodávky z Německa, dlouhodobě a ve větším množství by bylo možné v budoucnosti zajistit dodávky norského plynu ze Severního moře pomocí německých plynovodů. Uvažuje se rovněž o odběru alžírského plynu, který bychom museli zajistit výstavbou odpařovacího terminálu na ostrově Krk, kam by zkapalněný plyn dovážely tankery, a vybudováním plynovodu z Chorvatska.

Cesty zemního plynu ke spotřebitelům

Dnem i nocí ženou kompresory, soustředěné ve stanicích podél tras plynovodů, zemní plyn rychlostí až 80 km/h potrubím různé velikosti, počínaje hlavními tepnami o světlosti 122 cm.
   Stejně jako ostatní fosilní paliva ani zemní plyn se nepoužívá v tom stavu, v jakém byl vytěžen. Po přivedení plynovodem se musí nejprve čistit, tj. zbavit složek, které nejsou plynnými uhlovodíky (propan, butan a etan, zastoupený event. v některých druzích zemního plynu, se v něm ponechává). Čištění se provádí v různých objektech a odloučené složky se pokud možno zužitkovávají jako vedlejší produkty. Odlučuje se voda, síra, dusík, kapalné uhlovodíky, event. helium aj. - podle druhu zemního plynu.

Tranzitní plynovod ve výstavbě.

Vyčištěný zemní plyn se pak uskladňuje. Buď se vhání do podzemních zásobníků, nebo do speciálních nádrží, zapuštěných částečně do země. V nádržích se přechovává ve zkapalněné podobě. U nás se nádrže na zemní plyn nepoužívají.
   Podzemních zásobníků je u nás zatím pět, s celkovou kapacitou 1,7 mld m3 zemního plynu. Největší zásobník je pod sedmi moravskými obcemi u Hrušek na Břeclavsku. Všech pět dosavadních zásobníků je vybudováno na principu napodobení původních ložisek zemního plynu - plyn je vtlačován do porézní horniny obklopené ze všech stran nepropustnými vrstvami. U Příbrami se připravuje šestý zásobník, tzv. kavernového typu, což znamená, že bude využito volného prostoru pod zemí (zde šachty opuštěného uranového dolu).
   Zásobníky i nádrže slouží k vyrovnávání nepravidelného odběru.

Fosilní paliva budou ještě dlouhou dobu sloužit lidstvu jako důležitý primární zdroj energie, postupně však bude nutno nahradit je jinými zdroji. U ropy a zemního plynu je to úkol - zdá se - velmi aktuální, úkol na příští století.