Gaz ziemny jest znakomitym nośnikiem energii nie tylko dlatego, że z dużą wydajnością potrafimy przekształcić wyzwalaną z cząsteczki metanu energię chemiczną w ciepło, a potem w energię elektryczną. Gaz można również magazynować, co w największym uproszczeniu pozwala zgromadzić zapasy energii na zimę.
Sieć gazociągów ma jedno podstawowe zadanie – dostarczyć odpowiednie ilości gazu odbiorcom. Każdy przecież chce mieć tyle gazu, ile zamówił, czy tyle, ile akurat potrzebuje. Zużycie gazu u odbiorców waha się, np. w zależności od pory roku, a w przemyśle – od tego, czy dzień jest roboczy, czy świąteczny. Jednak tam, skąd gaz ze złóż trafia do gazociągów, tempo jego produkcji jest mniej więcej stałe. Tak jest w przypadku krajowych złóż gazu, eksploatowanych przez PGNiG.
Mamy więc do czynienia z pewną nierównowagą. Biorąc pod uwagę odpowiednio dużą sieć gazową, ze złożami i konsumentami, zauważamy, że tempo dopływu gazu do sieci niekoniecznie odpowiada tempu jego pobierania. Tymczasem każda sieć gazowa działa poprawnie wtedy, gdy jest zbilansowana, czyli dopływ i odpływ gazu powinien być taki sam. Receptą jest umieszczenie pomiędzy źródłem a odbiorcami magazynu, który pomieści nadmiar gazu, gdy produkcja i import przekraczają konsumpcję. Natomiast w sytuacji, gdy zużycie staje się większe, magazyn oddaje błękitne paliwo do sieci. Magazyn zapewnia w ten sposób odbiorcom niezakłócone dostawy. Cykl ten jest powiązany z porami roku, ponieważ gazu powszechnie używamy do ogrzewania. Latem wydobycie przekracza zapotrzebowanie, a zimą to popyt jest większy niż produkcja.
Jak to wygląda w praktyce? – W okresie letnim pobieramy gaz z systemu przesyłowego, agregaty w instalacjach magazynowych sprężają go i jest zatłaczany do podziemnego magazynu. Zimą sprężarki raczej nie pracują, a gaz – dokładnie tym samym systemem rur – jest oddawany do sieci – tłumaczy kierownik KPMG (Kawernowego Podziemnego Magazynu Gazu) Kosakowo Marian Ceklarz.
Magazyny działające w cyklu lato-zima podłączone są do wszystkich dużych magistrali gazowych i węzłów sieci gazowej, a w Europie w szczególności wzdłuż tras przesyłu gazu ze Wschodu na Zachód. Jednym z największych systemów magazynowych dysponuje Ukraina. Szereg magazynów gazu posiada również Polska. Operatorem Systemu Magazynowania jest Gas Storage Poland, spółka z Grupy Kapitałowej PGNiG, która musi zapewnić uczestnikom rynku dostęp do usług magazynowych na równych zasadach. (tzw. zasada TPA – third-party-access).
W Polsce mamy 7 głównych magazynów gazu, w tym 4 na południowym wschodzie, na obecnej trasie przesyłu gazu z Ukrainy, a trzy pozostałe w pobliżu węzłów sieci w głębi kraju. Wszystkie razem mogą pomieścić ok. 3 mld m sześc. gazu. To ok. 18 proc. rocznego zużycia w Polsce, czyli zapas na niemal dwa miesiące. Ale to wartość całkowicie teoretyczna, bo trudno wyobrazić sobie jednoczesne odcięcie wszystkich źródeł gazu: krajowego wydobycia, kilku tras importu ze Wschodu, z Zachodu i przez terminal LNG. Magazyny muszą jedynie pokryć zwiększone zużycie w okresie zimowym i pozwolić przetrwać ewentualne, ale możliwe nieprzewidziane zakłócenia w dostawach.
Zobacz także: Skąd się bierze gaz ziemny?
Magazyny zdolne przechować ilości gazu idące w setki milionów metrów sześciennych dzielą się generalnie na dwa typy: złożowe i kawernowe.
Pięć wielkich magazynów leżących na południu Polski – Husów, Strachocina, Brzeźnica, Swarzów na Podkarpaciu i Wierzchowice na Dolnym Śląsku – to magazyny złożowe. Gaz przechowywany jest w wyeksploatowanych złożach. Magazyn złożowy ma bardzo długi cykl napełniania i opróżniania. Praktycznie przez pół roku gaz do niego się zatłacza, a przez drugie pół – odbiera. Procesów tych – z powodu właściwości geologicznych – nie można przyspieszyć, co najwyżej wstrzymać, chociaż powoduje to szereg komplikacji natury technologicznej. Tego typu magazyny są więc wpisane w roczny, naturalny cykl pracy całego systemu gazowego.
Zupełnie inaczej zbudowane są magazyny kawernowe. Znajdują się one w podziemnych, gigantycznych złożach soli, rozciągniętych na tysiące metrów w głąb ziemi. W odpowiednich miejscach tych formacji, setki metrów pod powierzchnią wypłukuje się za pomocą wody olbrzymie puste komory, czyli kawerny. Można w nich przechowywać ropę naftową, paliwa płynne, ale także gaz pod wysokim ciśnieniem.
W Polsce mamy dwa magazyny kawernowe do przechowywania gazu – Mogilno na Kujawach i Kosakowo nad Zatoką Gdańską. Ich zalety są niebagatelne. Przede wszystkim można do niech zatłaczać i wytłaczać gaz w dowolnej sekwencji i z regulowaną szybkością. Można zatem świadczyć np. usługi dla uczestników rynku gazu zawierających przeróżne transakcje, które czasami wymagają szybkiego odebrania lub dostarczenia gazu.
Zobacz także: W Polsce wciąż odkrywamy nowe zasoby gazu
Magazyn kawernowy doskonale sprawdza się też w sytuacjach awaryjnych. W czerwcu 2017 r. w gazie przesyłanym z Rosji gazociągiem jamalskim pojawiła się woda. Polski operator wstrzymał pobieranie gazu z tego gazociągu. Przez trzy dni nie odebrano ok. 35 mln m sześc. gazu, jednak polski system zupełnie tego nie odczuł. Natychmiast bowiem uruchomiono wytłaczanie gazu z kawerny Mogilno, która na czas przerwy zastąpiła gazociąg Jamał-Europa. Gdy gaz tłoczony gazociągiem odzyskał właściwą jakość, zasilanie polskiego systemu przełączono z magazynu na gazociąg jamalski. Niespodziewany ubytek w magazynie udało się uzupełnić przed zimą.
Tylko magazyn kawernowy jest zdolny do takiej reakcji na gwałtowne zdarzenia. – W przypadku Kosakowa maksymalne tempo opróżniania to 9,6 mln m sześc. na dobę, co można porównać do jednej czwartej średniego zużycia dobowego gazu w Polsce – podkreśla Marian Ceklarz.
Zobacz także: Hel – najcenniejsza domieszka w gazie ziemnym
Tego typu kryzysy to raczej sytuacje nadzwyczajne i krótkotrwałe. W normalnych warunkach magazyny złożowe doskonale spełniają swoją rolę. Bezpieczny system gazowy potrzebuje do pracy obu typów magazynów, a wraz ze wzrostem zużycia gazu w Polsce potrzeba będzie coraz większej pojemności magazynowej gazu.
