Energetické suroviny v oblasti moravských Karpat

Energetické suroviny jsou nerosty, z nichž je možno získávat energii. Dělí se na skupinu kaustobiolitůradioaktivních surovin. V oblasti moravských Karpat je významná zejména skupina kaustobiolitů. Kaustobiolity (fosilní paliva) jsou hořlavé uhlovodíky, které vznikly nahromaděním odumřelé organické substance (nekromasy). Rozlišují se:

  • řada uhelná: rašelina, lignit, hnědé uhlí, černé uhlí, antracit
  • řada živičná: ropa, roponosné písky, roponosné břidlice, zemní plyn, hydráty metanu, ozokerit, minerální vosky, asfalt
Pozn.: Přírodní radioaktivní suroviny jsou uran, thoriumradium.

Těžba rašeliny

Rašelina je organická hydrofilní koloidní substance vytvořená rašeliněním, obsahující kolísavý podíl těl a částí vyšších rostlin do různého stupně rozložených rašeliněním, dále minerální příměs a více než 75 % vody. Prvkové složení rašeliny kolísá: C 50–60 %, O 33–40 %, H 4,5–6 %, N 0,9–3,5 %, S 0,1–2 %. Poměr H/C kolísá kolem 0,9. Rašelina může mít až 20 % bitumenu, až 40 % huminových látek, až 40 % ligninu a až 40 % látek kerogenové příslušnosti.

V současné sobě se na území moravských Karpat těžba rašeliny neprovádí. V minulosti bylo v provozu ložisko u Vracova. Mezi železniční tratí a lesem Doubrava bývalo unikátní slatinné rašeliniště o mocnosti až 8 metrů. Těžbou, která začala v roce 1962 bylo zcela vytěženo a dnes se zde rozkládá vodní plocha zvaná Rašelina, v mapách značená jako Vracovský rybník. Plocha rašeliniště má přes 19 ha. Podklad tvoří pannonské jíly, v nadloží jsou váté písky a sprašové hlíny. Vracovské rašeliniště je největší na již. Moravě.

Těžba lignitu

Lignit je nejmladší a nejméně karbonizovaná měkká xylitická forma hnědého uhlí, často se zachovanými kmeny a většími či menšími úlomky dřev. Chemicky se jedná především o makromolekulární komplex polyelektrolytů (např. huminových kyselin), polysacharidů, polyaromátů, uhlíkových řetězců se sirnými a dusíkatými skupinami a kyslíkatými články. Kromě uhlíku obsahuje velké množství příměsí — především různých popelovin a síry, obvykle také mnoho vody.

Významnější ložiska lignitu jsou v ČR pouze při sev. okraji vídeňské pánve, která z Rakouska zasahuje na již. Moravu. V nejmladších sedimentech panonského až pliocenního stáří se vyskytují dvě sloje. Jihomoravská lignitová pánev zaujímá plochu o celkové rozloze 320 km2 a člení se na Kyjovskou a Dubňanskou sloj. Obě souslojí mají mocnost až 4 m a nacházejí se v hloubce 0 až 260 m. Ložisko bylo otevřeno 220 hlavními a 45 ostatními důlními díly.

Zásoby sev. uložené kyjovské sloje jsou prakticky vydobyty, zásoby již. uložené dubňanské sloje těží v současné době důl Mír v Mikulčicích. Bilanční zásoby jsou vykazovány na šesti dalších ložiskových územích, avšak o jejich využívání se neuvažuje. Jihomoravský lignit je xylodetritický, místy s hojnými kmeny. Má vysoký obsah vody (45–49 %), průměrný obsah síry (1,5–2,2 %) a výhřevnost 8–10 MJ/kg. Využití lignitu je vázáno na elektrárnu v Hodoníně.

Historie těžby lignitu na území již. Moravy je popsán zde.

Těžba černého uhlí a antracitu

Významnou tektonickou strukturou (orlovská porucha) je česká část pánve rozdělena na záp., geologicky starší ostravskou část pánve s paralickým vývojem sedimentů i slojí, a vých. karvinskou část s limnickým vývojem sedimentů i slojí. Záp. část obsahuje několik desítek slabých slojí kvalitního koksovatelného uhlí, kdežto ve vých. části převažují středně mocné sloje s uhlím koksovatelným ve směsi nebo energetickým pálavým.

Koksovatelné uhlí se vyskytuje převážně v hornoslezské pánvi (cca 15 % zásob je v ČR a 85 % v Polsku).

Černé uhlí je jedním z produktů prouhelňování a bituminace sedimentů bohatých na organickou hmotu (rašelinného původu), následuje v uhelné řadě po hnědém uhlí. Skládá hlavně z uhlíku, v menším množství z vody, jílových hornin a sloučenin síry. Jedná se o hořlavou surovinu, jež se používá především jako palivo pro získávání tepla a energie.
V našich klasifikacích se podle stupně prouhelnění dělí černouhelné stadium na černouhelnou hemifázi, ortofázi a metafázi. Spodní hranice mezi hnědým a černým uhlím je kladena do hodnoty R 0,5 % střední odraznost vitrinitu. Za hranicí mezi černým uhlím a antracitem je považována hodnota střední odraznosti vitrinitu R 2,4 %.
Antracit je nejvyšší prouhelňovací stádium uhelné hmoty. Hmota je lesklá a homogenizovaná, je patrná silná aniztropie. Obsah uhlíku Cdaf je větší než 91 % a stoupá až na 97 %. Obsah prchavé hořlaviny klesá až na Vdaf 3 %. Hodnota odraznosti Rmax 6 % je hranicí mezi antracitem a metaantracitem, Rmax 10 % je hranicí mezi metaantracitem a grafitem.

Jako koksovatelné uhlí je definováno černé uhlí s kvalitou, která umožňuje výrobu koksu pro vysokopecní výrobu surového železa případně k otopovým účelům. Ostatní druhy černého uhlí jsou označovány jako uhlí energetické, které slouží k výrobě elektrické energie (40 % el. energie ve světě je vyráběno spalováním uhlí).

Dobývání v ostravské části pánve dosáhlo hloubek až 1000 m, což spolu se složitými báňsko–geologickými podmínkami enormně zvyšuje náklady na dobývání. Proto byly ostravské doly postupně uzavřeny. Většina dolů ve v. části má dostatek zásob, které je možné dobývat s podstatně nižšími náklady. Hodnotu tohoto uhlí však snižuje jeho nižší kvalita vzhledem ke koksovacím vlastnostem. V současnosti přes 92 % produkce pánve zajišťují 4 doly se 7 ložisky (dobývací prostory Darkov, Doubrava, Karviná—Doly III, Lazy, Louky, Stonava) v karvinské části pánve.

Poměrně velké zásoby uhlí byly ověřeny j. od klasické hornoslezské pánve, zvláště v okolí Frenštátu pod Radhoštěm, kde je uhlonosný karbon překryt miocénem a beskydskými příkrovy. Uhlí by zde bylo dobýváno za obtížných geologických podmínek z hloubek 800—1300 m. Toto ložisko je posledním strategicky významným černouhelným ložiskem na území státu a vyžaduje maximální ochranu. Uhelné sloje zjištěné vrtem Jablůnka 1 leží ve velké hloubce a nejsou v této době ekonomicky významné.

Historie těžby černého uhlí na území sev. Moravy je popsán zde.

Těžba ropy

Zdroje a ložiska ropy jsou soustředěna především na již. Moravě a jsou vázána na geologické jednotky Západních Karpat a jih.–vých. svahy Českého masivu. Ačkoliv domácí produkce ropy v posledních letech neustále roste, pokrývá jen zhruba 5 % tuzemské potřeby.

Pozn.: ropa je přírodní směs kapalných, tuhých a plynných sloučenin, převážně uhlovodíků. Její měrná hmotnost kolísá mezi 0,75 a 1 t/m3, průměrný obsah uhlíku mezi 80 a 87,5 %, vodíku mezi 10 a 15 % a výhřevnost mezi 38 a 42 MJ/kg. Zdrojem uhlovodíků je organická hmota vznikající subakvatickým biochemickým rozkladem nekromasy. Ke vzniku ropy dochází při teplotách 60–140 °C, v hloubkách 1 300—5 000 m v pelitických ropomatečných sedimentech. Odtud migruje a akumuluje se v propustných, porézních příp. rozpukaných kolektorových horninách. Těžená ropa se označuje jako surová ropa.
Ropa je klasifikována jako lehká, středně těžká nebo těžká podle její specifické hmotnosti naměřené ve stupních API. Při 60 °F (15,6 °C) lehká ropa má specifickou hmotnost pod 31,1 °API, středně těžká ropa má specifickou hmotnost mezi 22,3—31,1 °API, těžká pod 22,3 °API. Podle chemického složení se rozlišují 4 základní typy — ropa parafinická, naftenická, aromatická a asfaltická.
Ropa v ČR je převážně lehká, bezsirná, parafinická až parafinicko–naftenická. V roce 2007 byly v ČR těženy 3 druhy ropy s měrnou hmotností od 856 do 930 kg/m3 při 20 °C, což odpovídá 20 až 33 °API neboli 6,75—7,35 bbl/t, obsahy síry se v ropě pohybovaly v rozmezí 0,08 až 0,32 % hmotnostních.
Ropa je většinou upravována destilací (rafinací) tak, aby se oddělily její jednotlivé frakce: gazolin, benzín, petrolej, nafta, mazací olej, asfalt. Vyšší uhlovodíky (dlouhé uhlovodíkové řetězce) jsou upravovány (kráceny) v procesu krakování.

V oblasti vídeňské pánve (moravská část) jsou ložiska roztroušena do mnoha dílčích struktur a produktivních obzorů, ležících převážně v hloubkách do 2000 m. Nejproduktivnější jsou pískovce středního a svrchního badenu. Největším v této oblasti je ložisko Hrušky, jehož převážná část je již vytěžena. Průzkum v oblasti však stále pokračuje. Nové ložisko ropy s plynovou čepicí bylo objeveno a je těženo (celkový podíl kolem 6 %) v oblasti Poštorná.

Lokality těžby ropy na jižní Moravě.
Lokality těžby ropy na jižní Moravě.

Dosud nalezená ložiska v oblasti karpatské předhlubně a jih.–vých. svahů Českého masivu patří k největším ropným ložiskům na území ČR. Nejvýznamnější akumulace jsou vázány především na kolektory v miocénu, juře a na rozpukané a zvětralé partie krystalinika.

Největším a nejdůležitějším ložiskem ropy v současnosti zůstávají Dambořice. Soustavným průzkumem vedeným na základě interpretace 3D seismiky byla v okolí tohoto ložiska objevena další významná ložiska ŽarošiceUhřice—jih. Ropa je zde akumulována v jurských sedimentech autochtonního paleogénu v podloží karpatské předhlubně a příkrovů flyšového pásma Karpat — u ložiska Žarošice v tzv. vranovických vápencích a u ložiska Uhřice—jih v pískovcích Diváckých vrstev.

V současnosti jsou tato ložiska intenzivně těžena — podílejí se zhruba 88 % na celkové těžbě ropy v ČR. Za účelem dosažení co nejvyšší výtěžnosti se při těžbě využívá i technologie horizontálních vrtů. V případě ložisek Uhřice—jih a Dambořice se pro udržování ložiskového tlaku navíc vtláčí plyn do vrcholových partií ložisek. Na ložisku Žarošice je výrazným zdrojem tlaku plynová čepice i aktivní podestýlající voda, a proto není nasazení této metody zatím nutné.

Historie těžby ropy na území již. Moravy je popsán zde.

Těžba zemního plynu

Ložiska a zdroje zemního plynu jsou soustředěna na již. i sev. Moravě. Jsou vázána na geologické jednotky Západních Karpat a jih.-vých. svahy Českého masivu, kde jsou většinou spjata s ropou. Na sev. Moravě jsou vázána i na uhelné sloje hornoslezské pánve. Produkce zemního plynu v ČR je dlouhodobě poměrně stabilní a kryje zhruba 1 až 2 % domácí spotřeby. V roce 2005 těžba prudce vzrostla z důvodu jednorázového odtěžení vytěžitelných zásob zemního plynu z podušky podzemního zásobníku plynu Dolní Bojanovice (ložisko Poddvorov).

Ložiska zemního plynu, geneticky svázaná se vznikem ropy, jsou v moravské části vídeňské pánve. Ložiska ropy jsou soustředěna převážně do centrální části pánve, ložiska plynu převažují v oblastech okrajových. Jsou uložena v badenských sedimentech společně s ložisky ropy buď jako samostatná ložiska zemního plynu nebo jako plynové čepice ropných ložisek nebo plyn rozpuštěný v ropě. Nadložní sarmatské sedimenty obsahují téměř výhradně pouze ložiska zemního plynu.

Pozn.: existují dva typy zemního plynu: zemní plyn více méně spojený s ropou a zemní plyn z uhlí. Zemní plyn je směs plynných uhlovodíků, zejména metanu (CH4), a dalších plynů (vodík, dusík, oxid uhličitý, sirovodík a inertní plyny). Ve směsi z více než 50 % převažuje metan. V surové těžbě bývá určitá příměs ropy, vody a písku. V ČR jsou rozlišovány 3 základní druhy zemního plynu:
  • suchý plyn (s obsahem CH4 98–99 %),
  • vlhký plyn (85– 95 % CH4 a příměs uhlovodíků),
  • plyn se zvýšeným podílem inertních složek (50–65 % CH4, přes 10 % N2 a přes 20 % CO2).
Těžený plyn obsahuje CH4 od 87,2 do 98,8 % objemových, má výhřevnost 35,6 až 37,7 MJ/m3 (suchý plyn při 0 °C), měrnou hmotnost 0,72 až 0,85 kg/m3 (při 0 °C) a obsah H2S pod 1 mg/m3.

Nové zdroje zemního plynu byly vyhledány zejména v oblasti Prušánek většinou pomocí 3D seismiky. Další průzkum po těchto pozitivních výsledcích se soustředí na analogické typy ložiskových struktur. Největší vytěžená ložiska zemního plynu z těžebních polí HruškyPoddvorov byla využita jako podzemní zásobníky plynu TvrdoniceDolní Bojanovice.

Za perspektivní oblast je považována oblast karpatské předhlubně a jih.-vých. svahů Českého masivu. Mezi dosud největší nalezená ložiska náleží Dolní Dunajovice, UhřiceHorní Žukov (plynová ložiska konvergovaná na podzemní zásobníky) a Lubná—Kostelany (dnes téměř vytěžené).

Nejdůležitější akumulace jsou vázány především na kolektory v miocénu, juře a v rozpukaných a zvětralých partiích krystalinika. Z nejhlubšího využívaného ložiska Karlín byl zemní plyn (a plynokondenzát) těžen z hloubky přes 3900 m. Tato ložiska plynu mají velmi variabilní složení. Na ložisku Dolní Dunajovice tvoří metan 98 %, naproti tomu na ložisku Kostelany—západ je to jen 70 % metanu s průmyslově využitelnými koncentracemi He a Ar. Nemalé zásoby jsou vázány v plynových čepicích ložisek s těžkou ropou Ždánice—miocén a Kloboučky.

Průzkumem (především použitím technologie 3D seismiky) byly objeveny nové zdroje zemního plynu především v oblasti Poštorné.

Na sev. Moravě, mezi Příborem a Českým Těšínem, se vyskytují plynová ložiska vázaná většinou na zvětralý a tektonicky porušený reliéf karbonu, či na přímo nasedající klastika miocénu. Původ plynu těchto ložisek, tvořících se při vrcholech morfologických elevací karbonu, není dosud jednoznačně objasněn (zda se jedná o plyn vznikající při prouhelňování ložisek uhlí či plyn spojený se vznikem ropy). Jde zvláště o ložiska BruzovicePříbor. Část ložiska Příbor nebo již vytěžené ložisko, Žukov slouží jako podzemní zásobník plynu.

Prokazatelně karbonský plyn se získává tzv. degazací (těžbou z již uzavřených hlubinných dolů) uhelných slojí české části hornoslezské uhelné pánve. Při tomto procesu dochází k ředění důlních plynů přisáváním ovzduší a výsledná koncentrace takto získaných plynů se pohybuje okolo 50–55 % CH4, dále jsou zastoupeny O2, N2, CO a CO2. Jeho kvalita je závislá na způsobech a technických možnostech této degazace, a je proto velmi kolísavá. Obsah CH4 v neředěném karbonském plynu je 94 až 95 %. Plyn z jednotlivých lokalit je pomocí více než 100 km dlouhé sítě plynovodů dodáván ke spotřebě místním odběratelům (např. Mittal Steel). Na současné celkové produkci v ČR se zemní plyn sorbovaný na uhelné sloje podílí již téměř 23 %, ale z hlediska vytěžitelných zásob jeho podíl dosahuje téměř 88 % z celkových zhruba 28  ld. m3. Zemní plyn z dolů Dukla, Lazy a Doubrava je dopravován 22 km dlouhým plynovodem do ocelárny Nová Huť v Ostravě.

Četné výskyty přírodních uhlovodíků jak na povrchu terénu tak ve vrtech byly zjištěny v oblasti příkrovů karpatského flyše. V minulosti probíhala omezená těžba z několika ložisek (např. Hluk).

V České republice jsou je celkem osm podzemních zásobníků zemního plynu, které provozují tři společnosti. Celková kapacita podzemních zásobníků reprezentuje zhruba třetinu roční spotřeby zemního plynu v ČR. Společnost RWE Transgas, a.s. (dceřinná společnost německé společnosti RWE AG), má na území České republiky prostřednictvím dceřinné společnosti RWE Gas Storage s.r.o. šest podzemních zásobníků (Dolní Dunajovice, Tvrdonice, Štramberk, Lobodice, Háje u Příbrami a Třanovice) s celkovou kapacitou cca 2,321 mld. m3. Společnost plánuje v letech 2007—2012 rozšířit kapacitu zásobníků o dalších 0,77 mld. m3.

Společnost Moravské naftové doly a.s. provozuje podzemní zásobník plynu Uhřice s kapacitou 180 mil. m3, který byl zprovozněn v roce 2001. Projekt dalšího zásobníku o kapacitě 300 až 350 mil. m3 společnost uvažuje vybudovat spolu s firmou VEMEX. Společnost SPP Bohemia a.s. je vlastníkem a provozovatelem podzemního zásobníku Dolní Bojanovice s kapacitou 570 mil. m3. Tento podzemní zásobník plynu je však využívaný pouze pro potřeby Slovenské republiky.

Přečtěte si také

Napsat komentář