A legtöbben palagázként ismerik az úgynevezett nem hagyományos szénhidrogéneket, és mostanában vita dúl arról, hagyjuk-e őket érintetlenül a föld alatt, vagy örüljünk, hogy van saját gázunk, és hozzuk föl, kerül, amibe kerül. Mielőtt rátérnénk a pro (ipari) és kontra (környezetvédelmi) érvekre, megkérdeztük a tudomány emberét, Dr. M. Tóth Tivadart, az MTA doktorát, a Szegedi Tudományegyetem Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszékének tanszékvezető egyetemi tanárát.
Mitől alakulnak ki szénhidrogén felhalmozódások, és mitől függ, hogy melyikből lesz hagyományos és melyikből nem hagyományos?
A szénhidrogén rendszer kialakulásához kell megfelelő anyakőzet, amelyben a szerves anyag optimális hőmérsékleten és nyomáson több millió év alatt lebomlik, átalakul. A hagyományos szénhidrogéneket az anyakőzettől távol találjuk meg, hiszen a szerves anyag minőségétől függően kőolajjá vagy földgázzá alakult fluidum a keletkezés helyéről elvándorol, migrál. Ott egy tároló kőzetben bezáródik, onnan termeljük ki. A szénhidrogén a keletkezés helyétől néhány tized, sőt, század milliméter átmérőjű pórusokon át vándorol el arra, amerre átjárható a pórustorok annyira, hogy a szénhidrogéneket alkotó molekulák átférjenek.
Miért vándorol el a szénhidrogén?
A nyomáskülönbség miatt a nagyobb nyomású helyről a kisebb nyomású felé igyekszik. Vannak viszont olyan anyakőzetek, amelyekben bár ott van a megfelelő mennyiségű és minőségű primer szerves anyag, és a megfelelő földtani közegben, hőmérsékleten és nyomáson megtörténik a szerves anyag érése, keletkezik szénhidrogén, de olyan picik a lyukak, illetve a lyukak közötti átjárható csatornák, hogy ott még egy szénhidrogén molekula se fér át. Ezért nincs migráció, és a nem hagyományos szénhidrogének ezekben a rendkívül rossz áteresztő képességű kőzetekben csapdázódnak.
Ezek szerint Magyarország területén nem hagyományos szénhidrogének után kutatni a legrosszabb áteresztő képességű kőzetek környékén érdemes?
Igen, ha van ott elég jó minőségű szerves anyag, és megfelelőek voltak az érés közbeni nyomási, hőmérsékleti viszonyok. Túl alacsony hőmérsékleten nem indul el az érés, ám ha túl magas a hőmérséklet, akkor degradálódnak a bonyolult szerves molekulák, és túlérik a szénhidrogén. Kőolaj és földgáz csak egy viszonylag szűk hőmérsékleti intervallumon belül tud kialakulni. Hogy az adott kőzetben jelen lehetnek-e, azt első lépésben különböző geofizikai módszerekkel lehet kutatni. A legfontosabb a szeizmikus mérés, melynek során mesterségesen keltett földrengések segítségével megvizsgálják, hogy a különböző sűrűségű kőzethatárok felületéről hogyan verődnek vissza a mechanikai hullámok. Az így kapott felszín alatti kép alapján megbecsüljük, hol érdemes belefúrni a kőzettestbe.
A kőolajkutatásnak megvan a földtani kockázata, de azt jó eséllyel meg lehet mondani, hogy van-e lent valamilyen folyadék vagy gáz. A hagyományos szénhidrogének a kisebb nyomású helyre igyekeznek, és a pici csatornácskákon átjutva sűrűség szerint differenciálódnak, legfelül lesz a gáz, alatta az olaj, az alatt a víz. Közöttük pedig van egy nagyon jól definiálható víz-olaj határ, mint a zsír a húslevesen, majd egy jól definiálható olaj-gáz határ, és ez alapján viszonylag nagy biztonsággal lehet a készletet is megbecsülni. A nem hagyományos szénhidrogének esetében nincs migráció, ezért a gáz az anyakőzetben csapdázódott. Ezeknek a telepeknek a határa diffúz, nem éles, így nyilván a mennyiségi becslés is problematikus. Ezzel együtt is azt lehet mondani, hogy a hazai nem hagyományos szénhidrogén vagyon ezer milliárd köbméter nagyságrendű, vagyis borzasztóan nagy érték.
Kérdés, hogy mennyire gazdaságosan termelhető ki onnan. Milyen mélységekből kell felhozni?
Igen, nem hagyományos szénhidrogéneket elsősorban az Alföld legmélyebb zónáiban érdemes keresni, klasszikusan ilyen terület a Makói-árok, a Békési-medence, a Derecskei-árok. Az Alföld területe a Pannon-medencerendszer legmélyebbre süllyedt része. Néhány millió év alatt alakult ki ez a helyenként 5-7 km mély medencerendszer, amelyet föltöltött a Pannon-tó, és ennek az üledékeiből keletkeztek a szénhidrogének, meglehetősen nagy mélységben. A Makó 7-es fúrás például több mint hét kilométer mély. A Békési-medencében és a Derecskei-árokban folytatott fúrások négy kilométernél mélyebbek. Mivel a hőmérséklet lefelé haladva kilométerenként földi átlagban 30 fokkal nő, 4 kilométeres mélységben átlagosan 120 fok lenne, azonban geológiai okokból minden medencében ennél jóval nagyobb a növekedés mértéke. A Makói-árokban 230 fok van az árok fenekén, és a 200 fokot meghaladja a hőmérséklet a Békési-medencében és Derecskén is. Az ilyen pokoli hőmérsékleteket a műszaki szerelvények már nehezen bírják. A hőmérséklet tehát nagyon belejátszik abba, hogy ott mit lehet találni és fölhozni.
Így gondolom, ezek határozzák meg a kitermelhetőség költségeit?
Így van. Ezért különböztetünk meg földtani vagyont, ipari készleteket és gazdaságosan kitermelhető készleteket. Az ipari az, amihez már van technikánk. Gazdaságos az, amit a mai világpiaci ár mellett az adott technikával érdemes kiszedni. Lehet ma gazdaságos az, ami esetleg holnap már nem az. Ezt a három szempontot egyszerre kell tekintetbe vennünk, mert ha az egyiket túlhangsúlyozzuk, akkor elbuktunk.
Azt, hogy “van technikánk”, úgy kell érteni, hogy Magyarországnak? A hazai kutatások főszereplői olyan konzorciumok, amelyekben vannak amerikai, kanadai vállalatok is. Amiatt, hogy nekik van képességük, pénzük, felszerelésük kitermelni?
Igen, hát ez bányajogi, vagy ha úgy tetszik, politikai kérdés, hogy a koncessziókat hogyan írják ki. Meghatározza a pályázók körét, hogy mennyi időre adják koncesszióba a területet, és hogy az adott feltételeknek ki képes megfelelni. A technológia sokkal bonyolultabb, mint a hagyományos szénhidrogének esetében. Egy hagyományos szénhidrogén telep esetén az történik, hogy belefúrok egy kutat a homokkőbe, amelyben egyébként századmilliméteres, tehát szabad szemmel nem látható pórusok vannak, de mégis ott a szénhidrogén. Ha elkezdem szivattyúzni, kialakul egy kisnyomású zóna a kútkörnyezetben, és ide kezd áramolni a folyadék és a gáz, ki tudom termelni. Ám ahol annyira kicsi a kőzet áteresztő képessége, hogy akár nagyon nagy nyomáskülönbség esetén sem tud odaszivárogni a gáz, mert nem fér át a lyukon, ott egyetlen megoldásom van: a tároló kőzetet áteresztővé kell tenni.
A repesztés a kritikák legfőbb célpontja. Hogyan zajlik?
Egy 20-30 méteres szakaszt kizárnak, ami azt jelenti, hogy leküldenek egy ballont négy kilométerre, egy másik ballont harminc méterrel följebb, és a kettő közé vizet eresztenek egyre nagyobb nyomással, egészen addig, amíg az megrepeszti a kőzetet. Úgy igyekeznek tervezni, hogy ne egy nagy törés legyen, hanem lehetőleg összefüggő, bonyolult mikrotörések hálózata járja át a kőzetet, amin keresztül már a folyadék vagy a gáz be tud áramolni a csőbe.
A vegyi anyag mihez kell?
A víznek kicsi a sűrűsége, és nem akar lemenni négy kilométer mélyre, ahol pokoli nagy a nyomás. Kell beletenni olyan anyagot, amelytől a folyadék nehezebb lesz. Emellett kellenek bele kis kerámia labdacsok, amik beáramlanak a keletkező kis repedésekbe, és azokat kitámasztják, hogy ne tudjanak bezáródni. Ezek mellett sokféle anyagot tesznek a fúróiszapba különböző célokkal, de a két legfontosabb szempont a sűrűségnövelés, és a törések kitámasztása.
Ez az anyag egy az egyben visszanyerhető?
Miután az iszap megrepesztette a kőzetet, már nincsen rá szükség, megtisztítják és újra fel lehet használni. Az apró kis kerámia golyócskák – vagyis a proppant – maradnak lent és támasztják ki a mikrotöréseket, ezáltal átjárhatóbbá téve a kőzetet. Ha sikerült egy összefüggő mikrotörés-hálózatot kialakítani, akkor ezen keresztül a gáz be tud áramolni a lyukba.
Ami lent marad, az szennyezi a környezetet?
Hézagkitöltésre leggyakrabban a korundot használják, ami tiszta alumínium-oxid, és nem csinál semmi rosszat odalent.
Akár színmagyar színekben is tündökölhetne egy ilyen kutatás és feltárás, vagy nincs megfelelő minőségű, mennyiségű magyar kapacitás?
Én geológusként a földtani kockázatokat tudom megítélni. Amit kérdez, annak a gazdasági kockázatokhoz van köze. Nyilván nem véletlen, hogy a legtöbb helyen a szénhidrogének kitermelését több cég együtt viszi, így lehet a gazdasági kockázatot csökkenteni – ami persze az egy cégre eső hasznot is csökkenti.
Kicsit olyannak tűnik nekem ez a palagáz-ügy, mint amikor a halászó-vadászó-gyűjtögető törzsekre ráköszönt a hét szűk esztendő, és ráfanyalodnak a jobb időkben ehetetlennek tartott bogyókra is. Megáll a hasonlat?
Inkább azt mondanám, hogy amíg kevesen voltak, elég volt hetente egyszer levadászni egy őzet. Aztán amikor már százszor annyian lettek, mást kellett kitalálni. Ugyanígy mi is most, miután a nem hagyományos szénhidrogén-telepek könnyen elérhető részét már nagyrészt letermeltük, a kevésbé gazdaságos projektek felé fordulunk. Mivel sokat fejlődött a technika, a korábban 65-70 %-osan kitermelt hagyományos földgázmezőkre is visszatérünk a maradék 30%-ért.
Tehát az, hogy a magyarországi ígéretesnek tűnő telepek kitermeléséből végül milyen gazdaságossági mutató jön ki, majd a végén fog kiderülni?
Ez egy nehezen tervezhető vállalkozás, aminek három lába van: milyen a földtani vagyon, hogyan állunk műszakilag, és milyen a világpiaci helyzet. Tehát lehet, hogy miután megköttetett az Irán-USA egyezség, tegnap más volt a válasz, mint holnap. Ha változik a piac, más a megtérülési ráta.
A világpiaci helyzet mostanában percenként változik, miközben ezek rettentő sokára megtérülő beruházások. Évek múlva lesz eredmény – ha lesz -, de a sok pénzt most kell beletenni. A döntésben ugyanakkor fontos szerepet kellene hogy kapjanak a környezeti szempontok. Nemrég számos civil szervezet kezdeményezte, hogy a technológia környezeti kockázatai miatt a kormány állítsa le újabb műveleti területek bevonását. Mit gondol erről?
Környezeti kockázat mindig van, amikor a természet és az emberi társadalom kölcsönhatásba kerül. Az emberiség mindenkor élt a Föld adta lehetőségekkel, és az mindig szükségképpen járt együtt különböző mértékű kockázattal. A kockázat ugyanis – definíciója szerint – valamilyen pozitív valószínűségű, a jövőben bekövetkező negatív hatású esemény. A környezet használatának mindig volt és lesz ilyen értelemben kockázata. Most az esetleges technikai hibákról ne beszéljünk, inkább arról az aggodalomról, hogy a repesztéshez használt fúróiszap esetleg nem a kőzetbe jut, hanem a néhány száz méter mélységben levő ivóvízbázisokat szennyezi el. Elvileg a kőzet mechanikai paraméterei ismeretében meg lehet becsülni, hogy ha nagy nyomású folyadékkal megnyomják, akkor hogyan fog repedni, de elvileg nem kizárható, hogy a kőzet a kútszerkezet mentén függőlegesen repedjen meg. De annak, hogy a repesztéshez használt víz 4 kilométerről feljusson az ivóvizet tartalmazó mélységbe, és azt elszennyezze, nagyon kicsi valószínűségét látom.
Ezt a gáz átszivárgásával kapcsolatosan is fel szokták vetni.
Igen, de átszivárgás természetes módon is előfordul. Szeged környékén például az algyői szénhidrogénmezőben sok természetes gáztelep tartalma átfejtődött ivóvizes rezervoárokba. Mert ha van olyan nyomáskülönbség és megvan a migrációt lehetővé tevő út, akkor a gáz odébb fog állni. Hasonló a válaszom a harmadik aggodalomra, ami a mikrorengésekhez kapcsolódik. Minden esetben, amikor a föld kérge eltörik, mechanikai hullámok indulnak el, és ezek energiát szabadítanak föl. A földrengéseket a felszabaduló energia nagysága alapján szokták osztályozni. A nyékpuszta környéki fúrásokat okolták amiatt, hogy tavaly Szarvas közelében földrengéseket észleltek. Mély meggyőződésem, hogy a kettőnek nincs köze egymáshoz. Pontosan tudjuk, hogy mely törésvonalak mentén pattannak ki természetes földrengések, pusztán azon okból, hogy a Föld kérge folyamatos mozgásban van, és a mozgás miatt felhalmozódó feszültség törésekben oldódik fel. Azok a földrengések, amiket a repesztések okoznak, az elképzelhető legkisebb természetes rengések energiatartományában maradnak. A felszínen semmilyen következménnyel nem jár az, hogy 3-4 kilométer mélyen hidraulikus repesztést végeztek.
Ha jól értem, azt mondja, hogy kockázata ugyan mindennek van, de ha nem követnek el technológiai bakit, akkor nagy kárt nem lehet okozni ezekkel a technikákkal?
A kockázat a definíciójából adódóan nem nulla, de olyan kicsinyek az említett valószínűségek, hogy nyugodtan lehet őket vállalni.
A metánfelszabadulásról nem beszéltünk még…
Amit kitermelünk, az maga a metán – a legegyszerűbb szénhidrogén. Az életet létrehozó bonyolult szerves molekulák bio-, majd geodegradációs folyamatok révén egyre kisebb molekulákra esnek szét. A geológiai környezetben folyton mélyebbre kerülnek, és amikor a molekulák még viszonylag nagyobbak, akkor kőolaj formájában tárolódnak, amikor már egészen picik a molekulák, akkor gáz halmazállapotúak: metán, etán, propán, bután, stb. A metán a lehető legegyszerűbb szénhidrogén: egy szén- és négy hidrogénatomból áll (CH4), és mint a legkisebb, a legszűkebb réseken is átfér. Ahol már nem, az a kőzet az összes többi molekulára is zárt. Ami pedig először tud kiszabadulni, az nyilván a metán lesz. Tehát a nem hagyományos gázokban, abban a mélységben, azon a hőmérsékleten, ahol már nagyon előrehaladott az érés, ott domináns módon a metán van jelen. Persze az nyilván nem cél, hogy a metán direktben kijusson az atmoszférába. Az pedig már egy másik történet, hogy hogyan jut el a kúttól a fogyasztóig, ha egyszer az az igény, hogy a téli fűtéshez legyen olcsó gáz, miközben az üvegházhatású gázok kibocsátását szeretnénk minél lejjebb csavarni. Ezeket az igényeket nehéz egyszerre megoldani.
Ide kapcsolódik a metán elfáklyázásának kérdése is. Miért kell elégetni a nagy nehezen kitermelt metánt?
Általában ott kerül fáklyára a metán, ahol a kőolaj kísérő gázaként van jelen és a mennyisége nem elegendő a gazdaságos csővezetékes szállításhoz. Ilyenkor célszerűbb elégetni, mint kiengedni a légkörbe, hiszen az így keletkező szén-dioxid közel két nagyságrenddel kevésbé hatásos üvegház gáz, mint a metán. Bár van próbálkozás a gazdaságosan nem szállítható metán helyben történő felhasználására pl. gázmotorokban, egyelőre nem ez az általános gyakorlat.
Arra is van válasza, hogy miként lehet közös nevezőre hozni a természetvédelmi illetve Natura 2000 területek védelmét a nem hagyományos szénhidrogének kinyerésével okozott kárral?
Azt gondolom, hogy a felszíni természetvédelmi területeket, nemzeti parkokat, Natura 2000 területeket minden olyan felszíni tevékenységből ki kell zárni, ami aránytalanul nagy kockázatot jelenthet a védendő ökoszisztéma számára. Akkor szabad vállalni a kockázatot, ha lehet úgy indítani a fúrást a felszínről, hogy a cél objektumot elérjük, de ne érintsük a felette levő területet. Évtizedekkel ezelőtt kidolgozták a ferde fúrások technológiáját, így ma már nem muszáj függőlegesen, pontosan a célobjektum fölött indítani a fúrást.
Politikai döntés kérdése, hogy inkább szénhidrogének kinyerésére költjük a pénzt, vagy inkább megújulókra – Ön mire költené?
Ez így nagyon rossz kérdés. Mert nem vagy, hanem is. Egyrészt azért, mert a pillanatnyi technológiai fejlettségünk mellett a megújulók nem tudják kiváltani a hagyományos energiaforrásokat. Másrészt külön kell választani az energiapiacon a hőt és az áramot, mert az áram szállítható, a hő viszont nem. Tehát ha egy adott helyen van geotermikus fűtési lehetőség, akkor ott a hőenergia-igény megoldható geotermikus energiával. Szegeden az elmúlt években 27 geotermikus kút mélyült, 9 termelő, 18 visszasajtoló. Reykjavík után Szeged a másik olyan európai város, amelynek a középületeit és lakótelepeit közel száz százalékban geotermikus energiával fűtjük. De mit csináljunk a geotermikus energiával az Alföld kellős közepén, ahol alig van település? Azt is jól tudjuk, hogy a meleg víz energiasűrűsége nem összevethető az uránércével. Tehát nincs annyi meleg víz a világon, amennyivel az atomerőművet ki lehet váltani. Érdemes tehát vitatkozni azon, hogy a hő- és áramtermelési energiamixen belül mennyi jusson az atomenergiának, mennyi a gázerőműnek, mennyi a kőolajnak, mennyi a megújulóknak. Az energiamix egyes szereplőinek a részarányát a hozzáférhetőség, a műszaki és a gazdasági viszonyok szempontjait mérlegelve kell finomhangolni.
A gyakorlatban inkább lobbialapon szoktak eldőlni ezek a kérdések.
A geológia tudománya abban tud szerepet vállalni, hogy feltárja, hogy áll az ország földtani vagyona. Aztán a műszaki tudományok és a közgazdászok véleményt mondanak arról, hogy a pillanatnyi műszaki felkészültség alapján ennek hány százalékát tudjuk kitermelni, és milyen áron. Az már politikai döntés lesz, hogy a büdzséből mire mennyit fordít a kormány: nem hagyományos szénhidrogének kitermelésére ad pénzt, vagy inkább a szakdolgozók bérének emelésére. Nem gondolom, hogy a homo sapiens egy gonosz faj, amely nincs tekintettel a természeti értékekre. A rézkorban azért szedték össze a követ, hogy abból a rezet kiolvasszák és kalapáljanak maguknak eszközöket. Ennek érdekében nyomot hagytak bizony a környezeten.
Nem hiszem, hogy a környezetvédők elvakultan néznének az emberiség természetalakító ténykedésére. Az viszont mérlegelés tárgya kell legyen, hogy jelen viszonyok között mi a nagyobb kockázat: az, hogy egyes folyamatosan növekvő energiaigényű emberi szükségletek kielégítetlenül maradnak, vagy hogy a bolygó amúgy is erősen leromlott ökológiai állapota illetve az élelemtermelés veszélybe kerül.
Én csak azt mondom, hogy rendszerben kell gondolkozni. Azt például mindenképpen érdemes átgondolni, hogy mondjuk a biogáz mennyire számít zöldenergiának, ha ezért a Bakony több mint száz éves bükköseit kell beáldozni.
A környezetvédők is rendszerben gondolkodnak, csak mások a szempontjaik.
Ha az energia témánál maradunk, én döntéshozói szerepben nem azon bíbelődnék, hogy hagyományos vagy nem hagyományos forrásból szerezzünk hőenergiát, hanem először energiahatékonységi támogatásokra fordítanék nagy összegeket. Minden házat leszigetelnék, hogy kevesebb energiára legyen szükség. Tanítok a környezetmérnök hallgatóknak környezeti földtant, és minden évfolyamon fölteszem a kérdést, hogy a bányászat jó-e vagy sem. Általában 80-90 százalékban az a válasz jön, hogy a bányászat rossz dolog. Miközben a mindenki zsebében ott lapuló mobiltelefonban mintegy 45 féle kémiai elem, s ezek hátterében 45 féle kibányászott ásványi nyersanyag van. A társadalmaknak eltérő a kockázatviselő hajlandóságuk, ezért érdemes beszélni ilyen kérdésekről, hogy mit áldoznánk be a kényelmünkért.
A világ annyira összetett, a fogyasztói társadalom keltette vágyak és a kielégítésükért fizetett árak összefüggései annyira bonyolultak, hogy az emberek nem látják tisztán a dilemmákat. Holott az erőforrások végessége miatt a kérdések egyre inkább leegyszerűsödnek: eszel vagy telefont használsz?
Én azt látom fő problémának, és ebben nagyjából egyetértek a zöldekkel, hogy a legtöbb döntéshozó egy paraméter szerint optimalizál: az olcsóbbat választja. Miközben jó algoritmusokkal akár tucatnyi paraméter közös optimumát tudjuk megtalálni.
Az a gond, hogy a környezeti kockázatok nincsenek beárazva.
Ma már azokat is kezelik az algoritmusok. Az extrém zöld törekvések ugyanúgy egy paraméterre optimalizálnak, és nem veszik figyelembe a rendszer többi szereplőjét, mint az, aki csak azt nézi, mi a legolcsóbb. A káros folyamatok előrejelzésekor valószínűséget vizsgálunk: van-e valamennyi esélye annak, hogy be fog következni. Mint amikor én biciklivel megyek haza, és igyekszem óvatosan menni, de azzal a tudattal ülök a nyeregbe, hogy tudom, nem kizárható, hogy elüt egy autó. Bármely olyan tevékenységnek, amelyik a földi környezettel interakcióba hozza az emberi társadalmat, ugyanezzel a tudattal kell nekiállnunk. A rossz kimenet bekövetkezését minimalizálni kell, de a kockázat sosem lesz nulla.
