2. NAKŁADY NA BUDOWĘ I KOSZTY EKSPLOATACJI PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW
2.1. NAKŁADY INWESTYCYJNE NA BUDOWĘ PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU
Nakłady inwestycyjne definiuje się jako sumę wartości środków trwałych (trwałe nakłady kapitałowe i przedprodukcyjne wydatki kapitałowe) oraz wartości kapitału obrotowego netto, gdzie przez środki trwałe rozumie się środki konieczne do zbudowania i wyposażenia obiektu inwestycyjnego, a przez kapitał obrotowy – środki potrzebne do eksploatacji obiektu w całości lub w części [Behrens W., Hawranek P.M., 1993].
Budowa magazynów jest przedsięwzięciem kosztownym. Publikowane w literaturze nakłady wahają się od 0,1 do 1 USD na 1 m3 pojemności czynnej. Zależą one w dużej mierze od trzech czynników [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]:
a) rodzaju magazynu,
b) warunków geologicznych a zwłaszcza głębokości magazynu c) pojemności czynnej magazynu.
Główne pozycje nakładów inwestycyjnych to [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]:
pozyskanie terenu pod budowę, wydatki na prace poszukiwawcze,
wiercenia odwiertów dla zatłaczania gazu i odwiertów wydobywczych,
w przypadku magazynów w kawernach solnych nakłady na urządzenia do ługowania i do zagospodarowania solanki,
adaptacja kawerny solnej,
instalacje i urządzenia powierzchniowe, takie jak wyposażenie odwiertów (głowice), tłocznia, instalacje do oczyszczania i do osuszania gazu, sieć gazociągów złożowych i kolektorowych, podłączenie do systemu przesyłowego, gaz buforowy;
koszty wyłączenia z eksploatacji magazynów, w tym przede wszystkim koszty likwidacji odwiertów i zabezpieczeń horyzontów wodnych, koszty demontażu instalacji powierzchniowych.
Zbiorniki magazynowe gazu są bardzo ważną częścią systemu gazowniczego, ale jednocześnie bardzo kapitałochłonną. Budowa podziemnego magazynu gazu dokonuje się w kilku fazach, z których należy wymienić: opracowanie studium opłacalności, planowanie, wiercenia, budowa i uruchomienie zbiornika. Jedynie etapy planowania i wierceń pokrywają się ze sobą i wzajemnie uzupełniają. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]
Konieczny do realizacji PMG czas zależy od rodzaju zbiornika magazynowego oraz od liczby etapów prac i zawarty jest w następujących granicach:
dla PMG w złożach sczerpanych - od 2 do 7 lat
dla PMG w warstwach wodonośnych - od 5 do 14 lat w zależności od pojemności zbiornika
dla PMG w kawernach solnych - od 5 do N lat w zależności od liczby kawern.
Obecnie rzeczywiste czasy realizacji projektów PMG mają tendencję do skracania się i należy przyjmować raczej podane krótsze terminy, co oczywiście ma wpływ na ogólne koszty inwestycyjne. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]
Uważa się, że najdroższa jest budowa magazynów kawernowych, natomiast nakłady na budowę magazynów w sczerpanych złożach i warstwach wodonośnych są zbliżone. Wzrost pojemności czynnej powoduje spadek kosztu jednostkowego, a większa głębokość struktury magazynującej jego wzrost. Przykład polskich magazynów potwierdza tę regułę. Najmniejsze jednostkowe nakłady inwestycyjne występują dla
obserwacyjnych,
do 20% kosztów inwestycyjnych stanowią koszty przeznaczone na sprężanie gazu, czyli budowę tłoczni.
Resztę nakładów, tj. od 20 do 30%, stanowią nakłady na budynki, drogi, rurociągi, instalacje osuszania gazu, instalacje pomocnicze i inne. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]
Przy podziale na nakłady na instalacje powierzchniowe i podziemne ich ogólny rozkład przedstawia się następująco:
dla PMG w złożach sczerpanych po 50% nakładów przypada na cześć naziemną i na część podziemną,
dla PMG w warstwach wodonośnych nakłady na część naziemną są niższe aniżeli w złożach sczerpanych i wynoszą 40%, zaś podziemnej części wyższe - 60%. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]
Nakłady na budowę magazynów gazu mogą być wyrażane w odniesieniu do pojemności czynnej magazynu, na przykład w przeliczeniu na 1 m3
pojemności czynnej. Jest to najprostszy i najczęściej stosowany sposób przedstawiania nakładów inwestycyjnych, niezbędnych do budowy podziemnych magazynów gazu.
Koszty poszukiwawcze stanowiące bardzo dużą część nakładów początkowych są niezwykle trudne do oszacowania, ponieważ ta faza rozwojowa podziemnego magazynu gazu ma miejsce znacznie wcześniej i często ma ona inny cel aniżeli znalezienie struktury magazynowej (znalezienie zasobów węglowodorów).
Koszty zezwoleń na wejście na teren lub wykup terenu i koszty budynków zmieniają się bardzo w zależności od konkretnej lokalizacji, powierzchni potrzebnej do prowadzenia eksploatacji, gęstości zaludnienia na obszarze sąsiadującym z instalacjami, lokalnych systemów podatkowych itd. [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]
Nie istnieją również proste metody określenia kosztów wierceń i odwiertów w zależności od głębokości zalegania horyzontu magazynowego, szczególnie w zakresie najczęściej spotykanych głębokości (od 300 do 2000 metrów), ponieważ koszty te zależą od wielu parametrów geologicznych, geograficznych i ekonomicznych.
System wydobywczy, wraz z gazociągami złożowymi i kolektorowymi, musi gwarantować odpowiednią jakość gazu pobieranego ze złoża, również w przypadkach
cienkich warstw wodonośnych oraz w początkowych cyklach zatłaczania i wydobywania gazu, kiedy gaz może być np. zasiarczony, co powoduje dodatkowe koszty. Podobnie, osuszanie gazu może powodować wytwarzanie dużych ilości zanieczyszczonej wody i w związku z tym znaczący wzrost kosztów.
Tłocznia jest wymagana dla zatłaczania i często dla poboru i przesłania gazu do systemu transportowego. Występuje tu wiele parametrów mających wpływ na koszty, takich jak maksymalne ciśnienie zbiornikowe, czas trwania cyklu zatłaczania, pojemność czynna gazu i ciśnienie dostawcze do gazociągu. Poziom kosztów zależy tutaj od wyboru jednej z następujących opcji w celu ułatwienia wydobycia i poprawienia wydajności PMG: dodatkowej mocy sprężania albo dodatkowej ilości gazu buforowego.
Koszt podłączenia PMG do sieci w wysokim stopniu zależy od jego odległości od tej sieci, jak również od warunków terenu, gęstości zaludnienia wzdłuż trasy i od średnicy gazociągu.
Koszt gazu buforowego jest jednym z największych składników nakładów inwestycyjnych. Zależny on jest w dużej mierze od ceny dostarczonego do zbiornika gazu ziemnego i od tego, czy w złożu sczerpanym pozostała wystarczająca dla poduszki ilość gazu. W celu obniżenia kosztów poduszki w PMG w warstwach wodonośnych zatłacza się często gaz obojętny, np. azot w ilości do 20%. Złoża z gazem zaazotowanym mogą oferować również tańszą poduszkę gazową. W USA niektórzy deweloperzy nie wliczają kosztu gazu buforowego do ogólnych nakładów inwestycyjnych, przewidując jego wykupienie przez klientów, operatorów i w ostatniej fazie eksploatacji przez odbiorców.[Zasady finansowania realizacji(…), 2003]
Rys. 2.1. Przykładowy rozkład nakładów dla magazynów budowanych w szczerpanych złożach oraz warstwach wodonośnych
Źródło: Stopa J. Kosowski P. 2006.
Tabela 2.1. Typowy rozkład nakładów dla PMG w sczerpanym złożu Wyszczególnienie Procent całkowitych nakładów
inwestycyjnych
koszty poszukiwań 5%
poduszka gazowa 35%
instalacje powierzchniowe 35%
instalacje podziemne 25%
Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003
Tabela 2.2. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m3 pojemności czynnej dla PMG w sczerpanym złożu.
Głębokość [m] Pojemność czynna [mln m3] Nakłady jednostkowe [USD/m3]
< 1000 100- 200 0,35 - 0,60
500-1000 0,14- 0,35
1000-2000 500-1000 0,10- 0,25
Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003
Poduszka gazowa; 27% Odwierty; 23% Tłocznia; 16% Instalacje do osuszania; 8% Instalacje pomocnicze; 7% Inne; 7%
Tabela 2.3. Typowy rozkład nakładów dla PMG w warstwie wodonośnej Wyszczególnienie Procent całkowitych nakładów
inwestycyjnych
koszty poszukiwań 15%
poduszka gazowa 30%
instalacje powierzchniowe 25%
instalacje podziemne 30%
Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003
Tabela 2.4. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m3 pojemności czynnej dla PMG w szczerpanym złożu.
Głębokość [m] Pojemność czynna [mln m3
] Nakłady jednostkowe [USD/m3 ]
< 1000 100- 200 0,35-0,60
500-1000 0,20-0,40
1000-2000 500-1000 0,15-0,30
Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003
PMG w kawernach mogą być realizowane w wysadach solnych lub w złożach solnych poprzez wyługowanie wodą rozpuszczalnych związków soli.
Na nakłady inwestycyjne oraz na rozkład nakładów PMG w kawernach solnych wpływa bardzo duża liczba czynników, takich jak struktury geologiczne (wysad lub złoże solne), źródło wody do ługowania, sposób wykorzystania solanki, lokalizacja PMG itd. Przez analogię z PMG w formacjach porowatych można rozdzielić nakłady całkowite na nakłady na instalacje powierzchniowych i instalacje podziemne. Podział jest następujący; 59% przypada na część podziemną, a 41% na naziemną. Głównymi ich elementami są koszty ługowania (składnik podziemny) i koszty urządzeń do sprężania gazu (składnik naziemny). [Zasady finansowania realizacji(…), 2003]
Rys. 2.2. Rozkład nakładów dla magazynów budowanych w kawernach solnych Źródło: Stopa J. Kosowski P. 2006.
Tabela 2.5. Typowy rozkład nakładów dla PMG w kawernach solnych Wyszczególnienie Procent całkowitych nakładów
inwestycyjnych
koszty poszukiwań 5%
poduszka gazowa 20%
instalacje powierzchniowe 30%
instalacje podziemne 45%
Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003
Tabela 2.6. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m3 pojemności czynnej dla PMG w kawernach solnych.
Głębokość [m] Pojemność czynna [mln m3
] Nakłady jednostkowe [USD/m3 ]
< 1000 ok. 100 0,70- 1,00
<500 0,50-0,75
1000-2000 500-1000 0,35-0,52
Źródło: Zasady finansowania realizacji(…), 2003
Na jednostkowe nakłady inwestycyjne PMG mogą wpływać następujące czynniki: pojemność zbiornika magazynowego; zazwyczaj przy większej pojemności
PMG uzyskuje się efekt skali, co w efekcie obniża jednostkowe nakłady inwestycyjne, Ługowanie; 32% Poduszka gazowa; 18% Odwierty; 15% Tłocznia; 12% Instalacje do osuszania; 8%
Budynki i drogi; 6% Rurociągi; 4% Instalacje
posadowienie, przepuszczalność i struktura formacji geologicznej; te parametry wpływają na otaczające ciśnienie złożowe i na wydajność zbiornika, a zatem na liczbę wymaganych odwiertów wydobywczych oraz na relację objętości poduszki do pojemności roboczej. Dla PMG w kawernach solnych posadowienie formacji solnych ma bezpośredni wpływ na koszty wiercenia, podczas gdy struktura i wielkość formacji geologicznej określa możliwości uzyskania kawerny o żądanych rozmiarach. Nowa technologia horyzontalnego ługowania pozwala na realizację kawern w cienkich horyzontach złóż solnych,
rodzaj gazu buforowego, czyli poduszki; na koszt tej poduszki, która stanowi dużą część początkowych kosztów, ma wpływ rodzaj gazu; i tak np. gaz zaazotowany o mniejszej wartości pieniężnej wpływa na zmniejszenie tych kosztów,
lokalizacja PMG; usytuowanie względem głównych gazociągów
przesyłowych ma oczywisty wpływ na koszty podłączenia PMG. W przypadku zbiorników w kawernach solnych wymagane są duże ilości wody do ługowania oraz wytwarzane są bardzo duże ilości solanki. Dlatego lokalizacja PMG blisko źródła wody lub potencjalnego użytkownika solanki (np. zakłady petrochemiczne) może mieć bardzo duży wpływ na koszty kapitałowe,
maksymalna wielkość poboru gazu; jednostkowe nakłady inwestycyjne rosną wraz ze wzrostem mocy poboru gazu. Dla danej struktury geologicznej i dla danej pojemności roboczej gazu większa moc poboru powoduje po pierwsze, zwiększenie liczby odwiertów, po drugie, w przypadku PMG w warstwach wodonośnych większy stosunek gazu buforowego do pojemności roboczej gazu potrzebny do przeciwdziałania przedostawania się wody do
solnych, przygotowanych na zatłaczanie i pobór bardzo dużych ilości gazu w krótkim czasie, a więc mogących przeprowadzić kilka cykli rocznie,
początkowy harmonogram zatłaczania dla nowych zbiorników magazynowych; nowe zbiorniki mogą być napełniane bardzo szybko w granicach dopuszczalnych maksymalnych ciśnień i mocy tłoczni gazu lub mogą być zatłaczane w ciągu kilku lat (przypadek bardziej realistyczny). A zatem różne możliwe scenariusze mają wpływ na koszty realizacji PMG,
dla zbiorników w kawernach solnych największe znaczenie mają: budowa geologiczna i miąższość formacji solnej, zawartość minerałów nierozpuszczalnych oraz rozpiętość horyzontalna złoża lub wysadu solnego. Jeżeli grubość formacji solnej jest duża, to możliwe jest wyługowanie kawern o dużej pojemności wodnej (czasem powyżej 400 000 nr1
), co prowadzi do zmniejszenia kosztów jednostkowych. Im mniejsza jest zawartość nierozpuszczalnych minerałów w soli dla danej miąższości, tym większa może być kawerna. Rozpiętość horyzontalna formacji solnej określa liczbę kawern o danej objętości, które mogą zostać wyługowane w danym miejscu. [Zasady finansowania (…), 2003]