7. Energetyka na świecie

III. Globalna gospodarka

7. Energetyka na świecie

Przemysł paliwowo-energetyczny

to dział gospodarki zajmujący się wydobywaniem surowców energetycznych takich jak: węgiel kamienny i brunatny, ropa naftowa i gaz ziemny oraz przetwarzaniem ich w elektrowniach i rafineriach.

Gałęzie tego przemysłu to:

przemysł energetyczny:

zajmują się przetwarzaniem dostępnych form energii na postać łatwą do wykorzystania przy zasilaniu wszelkich procesów przemysłowych, a także napędzaniu maszyn i urządzeń używanych w życiu codziennym:

energia dostarczana jest jako energia elektryczna lub energia cieplna;

przemysł paliwowy, górnictwo.

Udział poszczególnych nośników energii w bilansie energetycznym świata zmieniał się w różnych okresach.

Najwcześniej stosowanym źródłem energii było spalanie drewna, tak było aż do rozpoczęcia I rewolucji przemysłowej.

XIX wiek to tzw. „era węgla”.

XX to „era ropy”,

po wielkim kryzysie energetycznym lat 70. – „era energetyki jądrowej”.

Wiek XXI będzie najprawdopodobniej „erą metanu”;

wzrastała też będzie rola źródeł alternatywnych,

czyli najprawdopodobniej będzie jednak „era metanu i źródeł alternatywnych”.

Zmiany w bilansie energetycznym świata w latach 1850-2010 oraz prognoza do 2050 r.

Wiek XXI to „era metanu i źródeł alternatywnych”.

Na początku XX wieku wśród powszechnie

wykorzystywanych surowców energetycznych pojawił się gaz ziemny (metan).

Do końca XX wieku zyskiwał on na popularności i obecnie dalej zyskuje, m.in. dzięki:

niskim kosztom wydobycia i transportu (gazociągami i w postaci skroplonej – LNG),

wysokiej kaloryczności (wartości opałowej),

stosunkowo niewielkiej szkodliwości dla środowiska w

porównaniu z innymi surowcami energetycznymi (szczególnie węglem kamiennym i brunatnym),

W analogicznym okresie na popularności zyskały także

alternatywne źródła energii, które mimo iż są mało wydajne oraz nie są tanie (szczególnie na etapie początkowym –

inwestycji), ale jednak są najmniej szkodliwe dla środowiska przyrodniczego.

Prognozy dla alternatywnych źródeł energii są takie same jak dla gazu ziemnego.

Oba źródła energii powinny dalej zyskiwać na popularności i już w latach 50. XXI wieku powinny łącznie stanowić główny składnik bilansu energetycznego świata, detronizując

dotychczasowych liderów – ropę naftową i węgiel.

ŹRÓDŁA ENERGII dzieli

się na:

ODNAWIALNE, NIEODNAWIALNE.

Nieodnawialne źródła energii

– wszystkie źródła energii, które nie odnawiają się w krótkim okresie.

Ich wykorzystanie jest znacznie szybsze niż uzupełnianie zasobów.

Źródłami nieodnawialnymi są przede wszystkim paliwa kopalne.

Minerały kopalne

Stałe: węgiel kamienny i brunatny, torf Płynne: ropa naftowa

Gazowe: gaz ziemny i łupkowy oraz metan kopalniany

Łupki i piaski bitumiczne

Minerały rozszczepialne:

uran i tor

Odnawialne źródła energii

– źródła energii, których zasób odnawia się w krótkim czasie.

Ich wykorzystanie nie powoduje ich wyczerpywania się.

Źródła organiczne

Siła mięśni ludzkich i zwierząt Paliwa zwierzęce: nawóz

Paliwa roślinne: drewno i odpady drzewne, ryżu, trzciny cukrowej i inne

Źródła nieorganiczne

Energia słoneczna

Energia wód lądowych

Energia geotermiczna Energia wiatru

Energia wód morskich

Coroczne wydobycie surowców

energetycznych stanowi łącznie około 75% łącznej wartości światowego górnictwa.

Surowce te poza zastosowaniem kluczowym w energetyce są także ważnymi surowcami dla przemysłu chemicznego.

Obecnie największe znaczenie wśród surowców energetycznych odgrywają:

ropa naftowa, gaz ziemny, węgle:

kamienny, brunatny,

pierwiastki promieniotwórcze:

uran, tor, torf,

łupki bitumiczne.

ROPA NAFTOWA

– kopalna, ciekła mieszanina węglowodorów, jest obecnie najważniejszym surowcem energetycznym (często określanym mianem surowca strategicznego), ze względu na:

wysoką wartość opałową (9500-11 500 kcal/kg;

40000-48 000 kJ/kg),

rosnące znaczenie dla przemysłu chemicznego:

w tym przede wszystkim produkcji paliw dla dynamicznie rozwijającej się motoryzacji, stosunkowo tanią i nieskomplikowaną

eksploatację złóż,

np. w porównaniu z węglem kamiennym, niezbyt kosztowny transport:

zwłaszcza rurociągami i tankowcami.

Światowe zasoby ropy naftowej w 2016 r. były szacowane na 1655,6 mld baryłek,

czyli około 263,2 mld ton ropy naftowej.

Baryłka

– jednostka objętości stosowana przede wszystkim w handlu ropą naftową.

1 baryłka ropy naftowej = około 158,99 litrów.

Beczki o pojemności jednej baryłki

Gwałtowny wzrost popytu na ropę naftową wystąpił na początku XX w., kiedy to uruchomiono masową produkcję silników spalinowych do samochodów i innych środków transportu.

Wydobycie ropy naftowej zapoczątkowane zostało w drugiej połowie XIX w. na terenie ówczesnej Galicji, Stanów Zjednoczonych (Pensylwania), Rumunii i Rosji (Baku).

W 1913 r. wyniosło ono w skali świata niewiele ponad 50 mln t:

Stany Zjednoczone – ok. 60%, Rosja – 17%, Meksyk – 7%.

Tuż przed II wojną światową produkcja tego surowca wzrosła do 270 mln t, w 1960 r. osiągnęła 1 mld t,

w 2000 r. – 3,3 mld t.

Największy udział w światowej produkcji w 2001 r. miała Arabia Saudyjska (12%), następnie Stany Zjednoczone i Rosja (po więcej niż 9%).

w 2010 r. – 4,0 mld t.

w 2014 r. – 4,2 mld t.

LATA

WYDOBYCIE NA ŚWIECIE

W MLN T

1900 20

1913 52

1938 273

1950 523

1960 1 052

1970 2 275

1980 2 980

1990 2 970

2000 3 289

2009 3 928

2010 4 025

2011 4 031

2012 4 121

2013 4 113

2014 4 198

Większość obecnego wydobycia złóż ropy naftowej pochodzi z krajów Zatoki Perskiej, USA i Rosji.

Pierwsza polska kopalnia ropy powstała w 1854 r. z inicjatywy

pierwszy szyb naftowy wywiercono w 1859 r. w USA.

Pierwszy polski zakład destylacji ropy naftowej powstał w 1856 r. w Ulaszowicach koło Jasła (dzisiaj w granicach miasta).

Jedna z najstarszych rafinerii na świecie z 1884 znajduje się w Gorlicach.

Obecne złoża ropy naftowej są stosunkowo niewielkie,

wg danych U.S. Energy Information Administration – 153 mln baryłek (24,3 mln ton), czyli mniej więcej tyle ile wynosi nasze roczne zużycie.

szansą na przyszłość są potencjalne – jeszcze słabo poznane złoża ropy z łupków.

Wielkość zasobów i wydobycia ropy naftowej w Polsce w latach 1989-2015 wg danych PGI.

W Polsce w 2015 r. wydobyto 898,9 tys. t ropy naftowej;

stanowi to około 0,01% produkcji światowej;

W Polsce w 2013 r. wydobyto nieco więcej – 926,4 tys. t ropy naftowej.

Wydobycie ropy naftowej w Polsce jest od lat niewielkie i pokrywa jedynie około 3% zapotrzebowania.

Ropa naftowa jest prawie w całości zużywana na wsad przemian w rafineriach.

152,0 176,0

346,0

819,0

667,0

602,0

663,2

926,4 918,8 898,9

0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0 800,0 900,0 1000,0

1990 1995 2000 2005 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Wielkość wydobycia w mln ton

Lata

WYDOBYCIE ROPY NAFTOWEJ (DA NE WG. PGI)

Od wielu lat ponad połowa wydobytej ropy naftowej staje się przedmiotem wymiany międzynarodowej.

Tak znaczny eksport tego surowca jest związany z położeniem najbogatszych złóż roponośnych poza obszarami skoncentrowanej konsumpcji produktów naftowych, czyli poza KWR.

Ropa naftowa wywożona jest w stanie surowym.

Łatwiejszy i bardziej opłacalny jest bowiem transport jednego produktu niż wielu frakcji pochodnych, powstających w procesach jej rafinacji.

W znacznej mierze wynika to również z tego, że przetwórstwo ropy naftowej i lukratywną sprzedaż produktów naftowych opanowały koncerny naftowe, które nie dopuszczają obcej konkurencji na kontrolowane przez siebie rynki.

Niestety sytuacja na świecie ma wpływ na ceny ropy naftowej na świecie.

Kryzysy, strajki, wojny i katastrofy naturalne zwykle powodowały, że cena tego surowca szybko wzrastała.

Jeżeli kilka takich elementów na siebie się nakładało to efekt ten mógł być silniejszy.

Na cenę ropy naftowej dodatkowo duży wpływ ma także polityka, m.in. Państw OPEC.

Około

(w 2014 r.) przypadało na państwa zrzeszone w kartelu OPEC (Organization of the Petroleum Exporting Countries) – Organizacji Krajów Eksportujących Ropę Naftową.

Należą do niego:

Algieria, Angola,

Arabia Saudyjska, Ekwador,

Irak, Iran, Katar, Kuwejt, Libia, Nigeria, Wenezuela,

Zjednoczone Emiraty Arabskie, Gwinea Równikowa (od 2017 r.);

byłym członkiem jest Indonezja (była w OPEC w latach

1962-2008 i ponownie w 2016 r.).

W 2016 r. państwa OPEC posiadały 73,4% rezerw światowych ropy naftowej:

1214,9 mld baryłek ropy naftowej, czyli ponad 190 mld ton.

Mapa krajów należących do OPEC

Ukrytym celem tej organizacji jest wpływanie na światowe rynki – manipulowanie ceną ropy naftowej

(poprzez kontrolę ilości światowego wydobycia i deklaracji

rezerw tego surowca).

GAZ ZIEMNY

występuje w złożach samoistnych lub razem z ropą naftową.

Jest mieszaniną lotnych węglowodorów, głównie metanu, z domieszką dwutlenku węgla, siarkowodoru, azotu i in.

Surowiec ten występuje w postaci:

gazu ziemnego mokrego – zalega w postaci „czapy gazowej”, w miejscach, w których występuje także ropa naftowa,

występuje on powyżej ropy naftowej i poniżej skał nieprzepuszczalnych lub trudno przepuszczalnych, uniemożliwiających jego naturalną ucieczkę),

typ najczęstszy, w postaci największych i najbardziej wydajnych złóż;

gazu ziemnego suchego:

w sąsiedztwie innych złóż tj. łupki, węgiel kamienny, rudy żelaza, miedzi,

występując samoistnie – wypełniając przestrzenie międzyskalne i nie towarzysząc innym surowcom, np. w szczelinach skał magmowych.

W okresie międzywojennym jako pierwsi zainteresowali się gazem Amerykanie.

Na skalę światową zaczęto go wykorzystywać po II wojnie światowej.

W latach powojennych nastąpił szybki wzrost wydobycia tego surowca.

Obecnie udział gazu w światowym zużyciu energii wynosi ok. 1/4.

Produkcja gazu odbywa się nieco odmiennie w zależności czy wydobycie dotyczy gazu pozyskiwanego z odwiertu tradycyjnego lub odwiertu poziomego (służącego do wydobycia gazu z łupków.

Eksploatacja gazu może być prowadzona w sposób samoczynny (np. w Polsce).

W celu zwiększenia efektywności pozyskania gazu pod ziemie wtłaczane są specjalne substancje (np. gaz azot – przyczyniający się do zwiększenia ciśnienia w złożu).

Światowe zasoby gazu ziemnego w 2016 r. były

szacowane na

197,5 bln m

.

Złoża gazu ziemnego na świecie wykazują dużą zbieżność z występowaniem ropy naftowej (surowce te tworzyły się często jednocześnie).

W 2014 r. światowe wydobycie gazu ziemnego wyniosło 3504,5 mld m³. Rosja i Stany Zjednoczone mały blisko 40% światowego wydobycia.

Największa produkcja prowadzona jest w krajach wysoko rozwiniętych gospodarczo i posiadających własne duże zasoby tego surowca (USA i Rosja oraz Wenezuela i kraje Zatoki Perskiej będące największymi eksporterami tego surowca).

Zużycie gazu będzie nadal szybko wzrastać ze względu na:

stosunkowo małe koszty wydobycia i transportu,

wysoką kaloryczność: 5-10 tys. kcal/m³, 20-40 tys. kJ/m³, szybkie uzyskiwanie efektów termicznych,

nieuciążliwe dla środowiska spalanie,

nowe możliwości eksploatacji ze złóż w których występuje tzw. gaz łupkowy, coraz większe zastosowanie w przemyśle chemicznym.

KRAJE (2014 R.)

PRODUKCJA (mld m³) UDZIAŁ W PRODUKCJI w 2014 r. (%)

1980 2000 2010 2014 ŚWIAT

USA Rosja Iran Katar Kanada Chiny Norwegia

Arabia Saudyjska Algieria

Turkmenistan Indonezja Holandia Malezja Australia Uzbekistan ZEA

Meksyk Egipt

Trynidad i Tobago Pakistan

Argentyna

Wielka Brytania Nigeria

Większość obecnego wydobycia gazu ziemnego pochodzi z USA (20,9%), Rosji (18,4%) i krajów Zatoki Perskiej

(15,4%).

W Polsce znajdują się dość niewielkie złożą gazu ziemnego.

W 2015 roku zasoby były szacowane na 122,8 mld m³ (nie uwzględniając gazu łupkowego).

Polskie wydobycie w 2015 r. wyniosło 5,21 mld m³ (w 2013 r. wyniosło 5,49 mld m³).

Własna produkcja nie zaspokaja zapotrzebowania na ten surowiec.

Corocznie, ok. 60%-70% gazu ziemnego Polska importuje, głównie z Rosji.

Szacuje się, że Polska i Francja mają w Europie duże złoża gazu łupkowego (być może i największe).

Zasoby pozostałych w kolejności państw są prawdopodobnie kilkukrotnie mniejsze, np. Norwegii, Szwecji, Ukrainy i Danii.

Ale czy Polska posiada jego aż tak dużo, jak to mogło wynikać z wypowiedzi polityków sprzed kilku lat:

wg danych amerykańskiej agencji EIA z 2011 r. złoża były szacowane na 5,3 bln m³; wg danych amerykańskiej służby geologicznej złoża wynoszą tylko 38 mld m³;

wg danych polskich z 2012 roku – Państwowego Instytutu Geologicznego nasze rodzime złoża gazu łupkowego wynoszą 346-768 mld m³.

Pozyskanie gazu z łupków

Eksploatacja gazu łupkowego (tzw. szczelinowania hydraulicznego) w polega na:

wykonaniu poziomego odwiertu w skale łupkowej,

wypełnieniu uzyskanej szczeliny mieszanką wody, piasku kwarcowego i dodatków chemicznych, która, powodując pęknięcia w skałach, pozwala na wydostanie się gazu.

Fazy poszukiwań i wydobycia gazu ziemnego lub łupkowego

Niestety eksploatacja gazu łupkowego nie jest obojętna dla środowiska.

Tak było m.in. W Stanach Zjednoczonych, gdzie znacząco wpłynął on na środowisko a same skutki zaczęły być widoczne po wielu latach prowadzonej eksploatacji.

Pocieszające jest to, że w Polsce zalega on o wiele głębiej niż w USA

Najprawdopodobniej więc (ale nie na pewno – nikt tego na dzień dzisiejszy nie może zagwarantować) jego wpływ na środowisko będzie znikomy – praktycznie zerowy.

Niestety ostatecznie trudno jest wydać dokładną ocenę wpływu na środowisko – ponieważ w Polsce nikt właściwie tego problemu jeszcze nie zbadał.

Zresztą jak mamy znać wpływ na środowisko nie znając wielu ważnych danych, w tym samej ilości gazu łupkowego – którego szacunki są bardzo rozbieżne.

8 września 2011 roku brytyjska firma 3Legs Resources, specjalizująca się w poszukiwaniach i eksploatacji gazu niekonwencjonalnego, odnotowała wypłynięcie gazu łupkowego w odwiercie w odwiercie LE-2H w okolicach Łebienia na Pomorzu.

Tym samym została potwierdzona obecność gazu łupkowego w Polsce.

Nie oznacza to oczywiście, że będzie tu prowadzona eksploatacja na skalę przemysłową.

Obecnie wiemy, że potencjał tego złoża nie jest duży – na eksploatację nie mamy tym samym co liczyć – przynajmniej TU.

Kolejne lata niestety nie przyniosły sukcesu i nie udało się odnaleźć takich złóż, które umożliwiłyby eksploatację na skalę przemysłową gazu łupkowego (przy założeniu, że ich eksploatacja byłaby rentowna).

Co więcej, w świetle obecnych danych bardzo prawdopodobne jest, że na eksploatację złóż gazu łupkowego w Polsce będziemy musieli jeszcze trochę poczekać…

Wydobycie gazu ziemnego

odbywa się w niewielu krajach świata.

Z reguły są to kraje rozwinięte, które mogą przeznaczyć odpowiednie kapitały nie tylko na samą eksploatację, lecz również na budowę sieci przesyłowych - gazociągów.

W krajach naftowych rejonu Zatoki Perskiej gaz pozyskiwany przy eksploatacji ropy był przez długi czas bezproduktywnie spalany.

Obecnie buduje się tutaj liczne zakłady skraplania gazu przeznaczonego w tej postaci na eksport.

W światowym handlu gazem ziemnym najważniejszą rolę odgrywają

Dlatego Rosja - największy eksporter gazu na świecie przesyła go dobrze rozbudowaną siecią gazociągów do Europy Środkowo-Wschodniej oraz Europy Zachodniej.

Saharyjskie złoża gazu ziemnego w Algierii zostały połączone gazociągami (pod dnem Morza Śródziemnego) z Włochami oraz przez Gibraltar z Hiszpanią i Portugalią.

Z systemu gazociągów korzystają również Kanada i Meksyk, eksportując gaz do Stanów Zjednoczonych.

Do Europy z Rosji i innych krajów b. ZSRR biegnie kilka gazociągów:

Gazociąg Północny (Nord Stream), Jamał (Jamał-Europa; Nothern Lihgts), Przyjaźń (Brotherhood; Drużba);

Błękitny Potok (Blue Stream);

Kilka następnych jest w planach lub w mnie lub bardziej zaawansowanej budowie (m.in.: Nabucco, Gazociąg Południowy i Nord Stream II).

Gazociągi Gazpromu w kierunku Europy

Cały system gazociągów jest dość skomplikowany.

Układ taki posiada kilka zalet – umożliwia transport gazu pomiędzy krajami w przypadku awarii jednej z „nitek”

układu.

Większość gazu przesyłanego jest do Europy (większość do krajów UE) z Rosji, Turkmenistanu, Kazachstanu, Uzbekistanu.

Obecnie Rosja zdecydowaną większość swojego gazu przesyła do Europy.

Jej budżet jest w znacznym stopniu zasilany z wpływów z podatków od wydobycia gazu ziemnego (oraz ropy naftowej).

Niskie ceny na rynkach światowych w latach 2015-2016 mocno ograniczyły wpływy do budżetu.

Dlatego też Rosjanie nie mają wyjścia i są zmuszone do sprzedaży – pytanie tylko czy my jesteśmy jedynymi chętnymi.

W 2014 roku Rosjanie dogadali się z Chinami – w planach mają budowę gazociągów.

Inwestycja ta ma zostać zakończona do końca 2020 r. – czyli do tego czasu mamy spokój.

Transport gazu w postaci tzw. LNG, czyli gazu skroplonego jest drugim sposobem na przesłanie surowca do innych krajów.

W takiej postaci gaz może być transportowany z bardzo dalekich miejsc eksploatacji.

Co więcej podczas skraplania redukuje się też znacznie jego objętość (ponad 600 razy).

W ten sposób zmniejsza się koszty późniejszego magazynowania oraz samego transportu.

W czasie tego procesu obniżana jest temperatura do około -160°C.

Wymogiem koniecznym jest także oczyszczenie gazu.

Uzyskany w ten sposób produkt jest dość ekologiczny.

Gaz w takiej postaci jest także coraz bardziej popularny jako paliwo w transporcie.

Porty przesyłowe gazu skroplonego

Na świecie w ciągu ostatnich lat silnie wzrosło znaczenie gazu skroplonego.

Jego udział w ogólnej produkcji gazu ziemnego wynosi obecnie ponad 25%.

Największym eksporterem w 2014 r. tego surowca był Katar (31,9%).

Największym odbiorcą w 2014 r. była – Japonia (36,9%; głównie z Malezji, Australii, Kataru, Rosji, Brunei i Indonezji).

Na drugim miejscu: Korea Południowa (15,8%; głównie z: Kataru, Indonezji, Malezji, Omanu i Rosji oraz Jemenu), Na trzecim miejscu: Chiny (8,3%).

Przewiduje się dalszy, szybki rozwój produkcji gazu skroplonego.

Jedyny w Polsce

z LNG, powstał w 2015 r. w Świnoujściu i już od połowy 2016 r. będzie przyjmował komercyjne dostawy.

Budowa gazoportu trwała przez wiele lat, ale w końcu się udało.

W grudniu 2015 roku do terminalu dotarł pierwszy testowy transport, zaś w lutym 2016 roku kolejny, potwierdzając wykonanie zadania (do stycznia 2017 roku dotarło łącznie 11 dostaw gazu LNG).

Z gazoportu w Świnoujściu gaz ten jest kierowany do krajowego systemu przesyłowego.

Inwestycja ta powinna w szybkim czasie umożliwić Polsce dywersyfikację dostaw i uniezależnienie się od niemal jedynego dotychczasowego dostawcy – Rosji (umowa z Gazpromem kończy się w 2022 r.).

Terminal planuje się aby corocznie posiadał moc do przyjęcia co najmniej 5 mld m³ surowca (docelowo do 7,5 mld m³).

Co więcej surowiec będzie mógł być przyjmowany niemal z każdego kraju na świecie.

W kwietniu 2017 roku podpisana została umowa na dostawę gazu ze Stanów Zjednoczonych – jest to pierwsza taka dostawa nie tylko do Polski, ale i do Europy Północnej i Europy Środkowo-Wschodniej.

Wydobycie

na skalę przemysłową zapoczątkowano w Europie w połowie XVII w.

Największy przyrost produkcji przypadł na XIX w. – okres rewolucji przemysłowej.

Po raz pierwszy ponad 1 mld t węgla wydobyto w 1910 r.

W ostatnich dziesięcioleciach węgiel kamienny stracił pozycję najważniejszego surowca energetycznego na rzecz ropy naftowej i gazu ziemnego, jednak nadal odgrywa ważną rolę w gospodarce światowej.

Znajduje on szerokie zastosowanie w produkcji energii elektrycznej, w karbochemii, hutnictwie, ogrzewaniu mieszkań, gospodarce komunalnej itp.

Złoża węgli powstały z roślin drzewiastych, które uległy rozkładowi bez dostępu powietrza.

Najstarsze złoża pochodzą z ery paleozoicznej.

Im starsze złoża (karbon, perm), tym większa w nich zawartość pierwiastka węgla.

Antracyt – należy do najlepszych węgli kopalnych - zawiera 93-98% pierwiastka C i minimalną ilość wody (1-2%),

wartość opałowa wynosi do 7500 kcal/kg (30 000 kJ/kg).

Inne gatunki węgla kamiennego zawierają pierwiastek C w ilości 80-90% i do 10% wody, wartość opałowa sięga 5-6 tys. kcal/kg (20-25 tys. kJ/kg).

Wydobycie węgla kamiennego odbywa się za pomocą:

metoda głębinowa – pozwala ona na sięganie do złóż zlokalizowanych powyżej 0,5 kilometra pod powierzchnią Ziemi (nawet powyżej 1,5 km),

niestety w celu dotarcia do coraz większych głębokości szybko wzrastają koszty pozyskania surowca (konieczna jest budowa infrastruktury technicznej),

koszt pozyskania węgla to około 50-100 $/tonę,

pozytywne jest to, że surowiec może być pozyskiwany spod obszarów silnie zurbanizowanych (miast i aglomeracji miejsko-przemysłowych),

obecnie kopalnie tego typu występują w:

Azji: w Rosji, Chinach, Indiach, Indonezji i RPA;

Europie: w Polsce i na Ukrainie;

metoda odkrywkowa – pozwalająca na wydobywanie surowca jedynie ze stosunkowo niewielkich głębokości (do kilkuset metrów),

jest to metoda dużo tańsza od głębinowej:

koszt pozyskania węgla to około 5-10 $/tonę,

metodą tą wydobycie obecnie jest prowadzone w:

Australii,

Stanach Zjednoczonych.

Światowe zasoby

węgla kamiennego

w 2016 r. były

szacowane na

689,3 mld t.

Wśród państw dysponujących największymi złożami węgla kamiennego są:

Stany Zjednoczone, Rosja, Chiny, Indie, Australia, Ukraina, RPA i Indonezja.

Miejsce Państwa Zasoby w mld ton

Udział w zasobach światowych

Świat 689,3 100,00%

1 Stany Zjednoczone 205,9 29,9%

2 Rosja 146,6 21,3%

3 Chiny 95,9 13,9%

4 Indie 56,1 8,1%

5 Australia 39,2 5,7%

6 Ukraina 31,9 4,6%

7 RPA 30,2 4,4%

8 Indonezja 28,0 4,1%

9 Kazachstan 21,5 3,1%

10 Kolumbia 6,7 1,0%

11 Brazylia 6,6 1,0%

12 Kanada 4,3 0,6%

13 Polska 4,2 0,6%

14 Mongolia 1,2 0,2%

15 Meksyk 1,2 0,2%

16 Iran 1,1 0,2%

17 Korea Północna 0,6 0,1%

18 Argentyna 0,6 0,1%

19 Zimbabwe 0,5 0,1%

20 Hiszpania 0,5 0,1%

Większość obecnego wydobycia węgla kamiennego prowadzone jest w Chinach.

Stosunkowo dużo węgla pozyskują także: USA, Indie, Indonezja, Australia i Rosja.

W 2012 r. światowe wydobycie węgla kamiennego wyniosło ok. 6,8 mld t.

Najwięksi producenci to: Chiny, Stany Zjednoczone, Indie, Indonezja, Australia, Rosja i RPA.

Kraje

(2012 r.)

Produkcja (w mln t) Udział w produkcji

w 2012 r. (%)

1980 1990 2000 2010 2012

ŚWIAT 2901,4 3739,7 3764,1 6282,8 6788,0 100,0%

1. Chiny 595,8 1033,8 1335,8 3104,8 3444,1 50,7%

2. Stany Zjednoczone 709,9 853,6 896,3 912,7 850,5 12,5%

3. Indie 109,2 210,5 311,4 524,6 545,9 8,0%

4. Indonezja 0,6 10,5 76,6 325,0 442,8 6,5%

5. Australia 71,6 158,6 239,4 352,3 347,2 5,1%

6. Rosja bd. bd. 152,5 245,6 276,1 4,1%

7. RPA 119,7 175,3 225,8 254,5 259,3 3,8%

8. Kazachstan bd. bd. 74,9 103,6 120,5 1,8%

9. Kolumbia 4,1 20,5 38,1 74,3 89,5 1,3%

10. Polska 193,1 147,5 103,1 76,2 79,2 1,2%

11. Ukraina bd. bd. 61,6 55,0 64,6 1,0%

12. Kanada 30,7 58,9 58,0 57,6 57,0 0,8%

13. Wietnam 5,2 4,6 11,6 44,8 42,1 0,6%

14. Korea Północna 34,1 35,7 22,5 25,3 32,4 0,5%

15. Mongolia 0,4 0,6 0,1 16,8 23,6 0,3%

W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat w produkcji węgla kamiennego zaszły znaczące zmiany w różnych

regionach świata.

W ciągu około 25 lat, do roku 2013, znacząco wzrosła produkcja w Chinach (ponad trzy krotnie do roku 2013, od roku 2014 jest jednak spadek produkcji).

Wzrost produkcji nastąpił także w wielu szybko rozwijających się średnio rozwiniętych państwach świata, np.

Indonezji, Indiach.

Państwa te aby dogonić gospodarczo świat nie przejmują się względami ekonomicznymi i społecznymi – najważniejsza dla nich jest gospodarka wymagająca szczególnie surowców energetycznych, koniecznych do dalszego rozwoju różnych gałęzi przemysłu.

W ciągu ostatnich dwóch lat (2014 i 2015 roku) wydobycie węgla spada.

Jak widać największy producent węgla na świecie zaczyna się odwracać od tego surowca, stawiając na bardziej ekologiczne źródła: atom, gaz ziemny oraz przede wszystkim na OZE (odnawialne źródła energii).

Skutkiem tego procesu jest pojawiająca się na coraz większą skalę nadpodaż węgla.

W przeciągu kolejnych lat mają być likwidowane tysiące kopalni:

W 2015 roku zlikwidowano około 1 tys. kopalni, zaś w 2016 r. kolejnych tysiąc ma czekać ten sam los.

Niegdyś zwiększająca wydobycie gospodarka napędzała wzrost cen na rynkach światowych – obecnie Chiny już zmieniły swoją politykę, która kieruje się nowym mottem, słowami Nur Bekri, chińskiego szefa narodowego urzędu ds. energii:

„wszystko, tylko nie węgiel”.

W ciągu ostatnich 30-40 lat znacząco zmalała (w wielu przypadkach praktycznie do zera) produkcja w krajach najwyżej rozwiniętych gospodarczo:

wyjątkiem są jedynie USA i Australia – eksploatujące ten surowiec głównie metodą odkrywkową (umożliwia to bardzo tanie pozyskanie surowca),

Kraje te znaczącą część wydobytego surowca przeznaczają na eksport.

Spadek produkcji wynikał z kilku przesłanek:

względy środowiskowe – przy spalaniu węgla kamiennego (podobnie brunatnego) następuje duża emisja szkodliwych (wpływa to na zdrowie wszystkich ludzi!):

gazów cieplarnianych: dwutlenku siarki, tlenków azotu, dwutlenku węgla, pyłów,

niektórych metali ciężkich: ołów i kadm;

względy ekonomiczne – wydobycie musiałoby się odbywać na znacznych głębokościach,

względy społeczne – wydobycie jest bardzo niebezpieczne (giną często ludzie oraz mocno niszczy się ich zdrowie).

W Polsce także znacząco zmniejszyliśmy nasze krajowe wydobycie.

Zmusiły nas do tego przede wszystkim względy ekonomiczne – wydobycie prowadzone jest coraz głębiej i staje się całkowicie nieopłacalne.

W przyszłości prawdopodobnie wydobycie dalej będzie zmniejszało się.

Niestety redukcja wydobycia wiąże się z problemem zwolnień na kopalniach, ale co jest dla człowieka ważniejsze, życie i zdrowie, czy dalsze dążenie do prowadzenia wydobycia za wszelką cenę (mówienie dla społeczeństwa

„Polska węglem stoi”).

Wiele krajów wysoko rozwiniętych kiedyś miało podobny dylemat ale wybrano przyszłość, np. wprowadzająca niegdyś bolesne społecznie reformy w Wielkiej Brytanii, premier Margaret Thatcher, które po latach są zupełnie inaczej oceniane, także przez osoby z branży górniczej (wiele z takich osób dziś ocenia je pozytywnie).

Co my wymieramy – powtarzanie starej śpiewki „Polska węglem stoi” i niech nasi najbliżsi dalej umierają (albo w wypadkach górnicy albo nasi najbliżsi na raka).

„Polska gospodarka i polska energia, tak jak kiedyś stała na węglu, nadal będzie stała na węglu…” – wypowiedź byłego premiera Donalda Tuska z 2013 r.

„Polska węglem stoi, cały polski przemysł oparty jest na górnictwie…”– wypowiedź

lidera Kukiz’15 Pawła Kukiza z 2015 r.

„Polska węglem stoi i to się nie zmieni…”–

wypowiedź Ministera Obrony Narodowej Antoniego Macierewicza z 2016 r.

Polska na liście największych światowych producentów mocno spadła:

z czwartej pozycji w 1985 r. (wydobycie: 192 mln t),

na miejsce dziesiąte w 2012 r. (wydobycie: 79,8 mln t – czyli prawie 3 razy mniej).

Górnictwo węgla kamiennego w Polsce od początku lat 90. przechodziło silną restrukturyzację i modernizację, która do dnia dzisiejszego w zasadzie dalej trwa.

Zmniejszyło się zatrudnienie – wzrosła wydajność pracy.

Głównym celem trwającej reformy górnictwa węgla kamiennego w Polsce jest dążenie do uzyskania rentowności i utrzymanie konkurencyjności na rynkach światowych (niestety z tym jest różnie).

47,3

78,0

104,0

140,0

193,0 192,0

148,0

137,0

103,3 97,9

76,6 76,2 79,5 76,5 73,0 72,3 70,6

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0

1946 1950 1960 1970 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Wielkość wydobycia w mln ton

Lata

WYDOBYCIE WĘGLA KAMIENNEGO (DA NE WG. GUS)

Węgiel kamienny zalega w złożach położonych w trzech zagłębiach.

Górnośląskim Zagłębiu Węglowym (90% wydobycia)

Lubelskim Zagłębiu Węglowym (10% wydobycia) Dolnośląskim

Zagłębiu Węglowym (0% wydobycia

od 2000 roku)

Najczęściej spotykane złoża węgla brunatnego są złożami neogenicznymi,

więc dużo młodszymi geologicznie od węgla kamiennego.

Wartość energetyczna jest mała: 2000-4000 kcal/kg (8000-16000 kJ/kg).

Węgiel brunatny ponadto mało zwięzły, zawiera dużo wody i popiołu.

Ze względów ekonomicznych i z powodu kruchości nie opłaca się więc go transportować na duże odległości.

Opłacalna jest natomiast odkrywkowa eksploatacja złóż i spalanie węgla w pobliskich elektrowniach.

Węgiel brunatny jest także utwardzany (brykietowany) i stosowany jako opał w gospodarstwach domowych oraz w niektórych zakładach

przemysłowych.

Niewielkie ilości węgla brunatnego o większej zawartości substancji smolistych przeznacza się do przeróbki chemicznej.

Światowe zasoby

węgla brunatnego

w 2016 r. były

szacowane na

201,0 mld t.

Wśród państw dysponujących największymi złożami węgla brunatnego są:

Niemcy, Australia, Stany Zjednoczone, Chiny, Serbia, Kazachstan i Rosja.

Miejsce Państwa Zasoby w mld ton

Udział w zasobach światowych

Świat 201,0 100,00%

1 Niemcy 40,5 20,1%

2 Australia 37,2 18,5%

3 Stany Zjednoczone 30,2 15,0%

4 Chiny 18,6 9,3%

5 Serbia 13,4 6,7%

6 Kazachstan 12,1 6,0%

7 Rosja 10,5 5,2%

8 Turcja 8,4 4,2%

9 Indie 4,5 2,2%

10 Grecja 3,0 1,5%

11 Bośnia i Hercegowina 2,4 1,2%

12 Kanada 2,2 1,1%

13 Bułgaria 2,2 1,1%

14 Ukraina 1,9 1,0%

15 Pakistan 1,9 0,9%

16 Uzbekistan 1,9 0,9%

17 Mongolia 1,4 0,7%

18 Polska 1,3 0,6%

19 Tajlandia 1,2 0,6%

20 Węgry 1,2 0,6%

Większość obecnego wydobycia węgla kamiennego prowadzone jest w Chinach.

Dość dużo węgla pozyskują także: Niemcy, Rosja, Australia, USA, Turcja i Polska.

W 2013 r. światowe wydobycie węgla brunatnego wyniosło ok. 1,1 mld t.

Najwięksi producenci to: Chiny, Niemcy, Rosja, Australia, USA, Turcja i Polska.

Kraje

(2012 r.)

Produkcja (w mln t) Udział w produkcji

w 2013 r. (%)

1980 1990 2000 2010 2013

ŚWIAT 890,2 1109,1 896,7 974,2 1092,9 100,0%

1. Chiny 24,3 45,5 47,7 125,3 200,9 18,4%

2. Niemcy bd. bd. 167,7 169,4 185,4 17,0%

3. Rosja bd. bd. 87,8 76,1 77,9 7,1%

4. Australia 32,9 46,0 67,3 72,1 73,5 6,7%

5. USA 42,8 79,9 77,6 71,0 71,6 6,6%

6. Turcja 14,5 44,4 60,9 69,7 65,9 6,0%

7. Polska 36,9 67,6 59,5 56,5 64,3 5,9%

8. Grecja 23,2 51,9 63,9 56,5 61,8 5,7%

9. Czechy bd. bd. 50,3 43,8 43,5 4,0%

10. Indie 5,0 14,1 24,2 37,7 43,5 4,0%

11. Serbia bd. bd. bd. 38,0 38,0 3,5%

12. Rumunia 26,5 33,7 29,0 31,1 34,0 3,1%

13. Bułgaria 29,9 31,5 26,3 29,4 32,5 3,0%

14. Tajlandia 1,5 12,4 17,8 18,3 18,3 1,7%

15. Mongolia 4,4 6,6 5,1 8,5 10,0 0,9%

Polskie złoża węgla brunatnego należą do jednych z największych na świecie.

Zasoby geologiczne węgla brunatnego w 2015 r. zostały oszacowane na 23,5 mld ton.

Wielkość zasobów i wydobycia węgla brunatnego w Polsce w latach 1989-2015 wg danych PGI.

W 2012 r. Polska, z wydobyciem 64,3 mln t (w 2013 roku wydobycie nieznacznie wzrosło do 66,2 mln t), znalazła się na 8 miejscu światowych producentów.

Węgiel brunatny wydobywany w naszym kraju metodą odkrywkową, odznacza się małą kalorycznością (1800-2100 kcal/kg), zawiera dużo wody (50-70% wagi) i dlatego nie nadaje się do transportu na większe odległości i przeróbki chemicznej.

Jego udział w rodzimej produkcji energii elektrycznej wynosi około 35%.

Uważa się za uzasadnione kontynuowanie eksploatacji węgla brunatnego, gdyż daje najtańszą energię elektryczną (tańszą o 1/3 niż z kamiennego).

4,1 8,6

32,0 36,9

57,8

67,6 63,5

59,5 61,6

56,5

62,8 64,3 66,2 64,0 63,1

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0

1950 1960 1970 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Wielkość wydobycia w mln ton

Lata

WYDOBYCIE WĘGLA BRUNATNEGO (DA NE WG. GUS, PGI, INNE)

Duże zapotrzebowanie na energię w naszym kraju spowodowało powstanie kilku rejonów wydobycia węgla brunatnego:

rejon Bełchatowa (pole Bełchatów i Szczerców):

największego, dającego 66,7% krajowego wydobycia w 2015 r.,

węgiel brunatny zalega w najlepszych warunkach ze wszystkich kopalni,

działa tam największa w Polsce i Europie elektrownia „Bełchatów”, opalana węglem brunatnym,

rejon Turowa:

kopalnia Turów (Bogatynia) – 11,6%, rejon Konina:

kopalnia Pątnów– 8,8%, kopalnia Adamów– 5,0%, kopalnia Tomisławice– 3,8%, kopalnia Drzewce– 2,2%, kopalnia Koźmin – 1,8%, rejon Sieniawy:

kopalnia Sieniawa – 0,1%.

Kopalnia węgla brunatnego w Bełchatowie – eksploatacja prowadzona przez gigantyczną koparkę

Eksploatacja odkrywkowa niestety przyczynia się do bardzo niekorzystnego wpływu na środowisko przyrodnicze.

Wyrobisko po zakończonej eksploatacja musi zostać zrekultywowane.

Niestety – oznacza to, że kopalnia musi na ten fakt przeznaczyć znaczne środki finansowe.

W chwili obecnej mają one (oprócz pierwiastków promieniotwórczych) niewielkie znacznie.

Do najważniejszych (poza wcześniej prezentowanymi) należą:

łupki bitumiczne, torf,

pierwiastki promieniotwórcze:

uran, tor.

Uran Łupki Bitumiczne

Uranu

jest surowcem energetycznym, którego na świecie, mimo że występuje w niewielu miejscach, to jest pod dostatkiem.

Pierwiastek uran jest metalem ciężkim występującym powszechnie w przyrodzie.

Występuje w skałach, w wodzie, roślinach, zwierzętach a nawet w ciele człowieka.

Dla celów gospodarczych wykorzystuje się niemal jedynie bloki skalne z dużą zawartością minerałów uranowych.

Takich złóż jest jednak nie aż tak wiele.

Większość obecnego wydobycia uranu prowadzi Kazachstan i Kanada.

Dość dużo surowca tego pozyskują także: Australia, Namibia, Niger i Rosja.

Światowe zasoby uranu wynoszą 5,5 mln ton.

W 2013 r. światowe wydobycie rud uranu wyniosło 59,3 tys. t.

Najwięksi producenci 2013 roku to:

Kazachstan (38,1%),

bardzo duży wzrost wydobycia, Kanada (15,7%)

do niedawna lider światowy,

głównymi odbiorcami są Stany Zjednoczone, Japonia, Francja i Niemcy;

Australia (10,8%) – eksportująca głównie do Japonii, Namibia (7,3%),

Niger (7,1%), Rosja (5,3%),

Uzbekistan (4,0%), USA (3,0%),

Chiny (2,5%), Malawi (1,9%), Ukraina (1,6%),

RPA, Indie, Czechy, Brazylia, Rumunia, Niemcy i Pakistan.

Kraje (2013 r.)

Produkcja w 2005 r.

(w t)

Produkcja w 2010 r.

(w t)

Produkcja w 2013 r.

(w t)

Udział w produkcji w 2013 r. (%)

ŚWIAT 41719 53671 59300 100%

Kazachstan 4357 17803 22574 38,1%

Kanada 11628 9783 9331 15,7%

Australia 9516 5900 6432 10,8%

Namibia 3147 4496 4328 7,3%

Niger 3093 4198 4237 7,1%

Rosja 3431 3562 3135 5,3%

Uzbekistan 2300 2400 2400 4,0%

USA 1039 1660 1794 3,0%

Chiny 750 827 1500 2,5%

Malawi 670 1133 1,9%

Ukraina 800 850 922 1,6%

RPA 674 583 531 0,9%

Indie 230 400 400 0,7%

Czechy 408 254 232 0,4%

Brazylia 110 148 198 0,3%

Rumunia 90 77 77 0,1%

Pakistan 45 45 45 0,1%

Niemcy 94 8 27 0,05%

Ministerstwo Środowiska i Państwowy Instytut Geologiczny interesują się złożami uranu w Polsce północnej (niegdyś wydobywano go w Sudetach).

To co jeszcze niedawno wydawałoby się fantastyką, obecnie nabiera coraz bardziej konkretnych kształtów.

A wszystko przez atomowe plany rządu (decyzja zatwierdzająca została wydana w styczniu 2014 roku), który chce, by do 2024 roku powstała w Polsce pierwsza, zaś do 2035 roku druga elektrownia jądrowa.

Niewykluczone, że stanie ona w okolicach Żarnowca, a uran wydobywany będzie m.in. na Mierzei Wiślanej.

Kopalnia uranu położona jest w Masywie Śnieżnika.

Funkcjonował ona stosunkowo krótko w latach 1948-1953, wykorzystując m.in. kilka średniowiecznych sztolni, w których w przeszłości prowadzono wydobycie żelaza, srebra i miedzi.

W tym okresie łącznie wydobyto około 20 ton uranu.

Produkcja energii elektrycznej

Rozwój gospodarczy powoduje wzrost zapotrzebowania na energię.

Wytwarzaniem różnych jej form zajmuje się energetyka, powszechnie uważana za strategiczną gałąź gospodarki, ponieważ energia warunkuje rozwój każdego państwa.

Za najbardziej szlachetną formę energii uznaje się energię elektryczną,

wielkość jej produkcji oraz produkcję na 1 mieszkańca przyjęto jako mierniki rozwoju gospodarczego: im więcej kraj wytwarza energii – tym lepiej jest rozwinięty.

Elektrownie

– obiekty przemysłowe w których wytwarzana jest energia elektryczna, w zależności od typu źródła

dzielimy na:

elektrownie bazujące na energetyce konwencjonalnej (tradycyjnej), w obrębie których wyróżniamy:

elektrownie cieplne – oparte na spalaniu kopalin (np.

elektrownia węglowa lub gazowa),

elektrownie wodne – np. elektrownie przepływowe, zaporowe lub szczytowo pompowe,

elektrownie atomowe (jądrowe),

elektrownie bazujące na energetyce niekonwencjonalnej – alternatywnych źródłach energii, w tym odnawialnych

źródłach energii, wykorzystujące do produkcji energii, m.in.:

ciepło wnętrza Ziemi (elektrownie geotermiczne), energię wiatru (elektrownie wiatrowe),

energię pływów morskich (elektrownie pływowe), energię falowania i prądów morskich, (elektrownie maremotoryczne),

energię słoneczną (elektrownie słoneczne), biogaz i biomasę (elektrownie paliwowe).

W 2014 roku na świecie wytworzono 23 536 TWh;

Wartość ta nieustannie wzrasta.

Jest to ilość którą Ziemia uzyskuje w postaci energii słonecznej w ciągu kilku minut (około 10% energii słonecznej padającej na Ziemię w ciągu 1h).

23 536,5 TWh

0 5000 10000 15000 20000 25000

Wielkość produkcji TWh

Lata

PRODUKCJA ENERGII ELEKTRYCZNEJ NA ŚWIECIE W LATACH 1971-2014

Najszybciej w ciągu ostatnich kilkunastu lat produkcja energii elektrycznej wzrastała w Azji (głównie za sprawą Chin oraz w ostatnich latach także i Indii).

Niewielki wzrost nastąpił natomiast w krajach WNP oraz w Europie.

W wielu krajach UE w ostatnich latach nawet obserwuje się spadek produkcji.

0 5000 10000 15000 20000 25000

Wielkość produkcji w TWh

Lata

PRODUKCJA ENERGII ELEKTRYCZNEJ NA ŚWIECIE W LATACH 1990-2014

Europa WNP Ameryka Północna Ameryka Łacińska Azja Pacyfik Afryka Bliski Wschód