Błękitne paliwo nie tylko w energetyce. Co produkujemy z gazu?

Tworzył się z martwej materii organicznej, gównie z planktonu, na dnie mórz. To co powstało miliony lat temu, dziś jest przez cały czas niezbędne w wielu gałęziach przemysłu. Gaz ziemny, bo o nim tu mowa. Według Międzynarodowej Agencji Energii (MAE) w ubiegłym roku zapotrzebowanie na gaz wzrosło o 2,7 procent – o 115 miliardów metrów sześciennych.

Przemysł i energetyka odpowiadały za 75 procent tego wzrostu. Według raportu Forum Energii „Transformacja Energetyczna w Polsce. Edycja 2025” w 2024 roku zużycie gazu w Polsce wyniosło 19,4 miliardów metrów sześciennych ekwiwalentu gazu wysokometanowego.

– Zużycie gazu ziemnego wraca do czasów sprzed rozpoczęcia pełnoskalowej inwazji na Ukrainę i odcięcia się od importu z Rosji. Gaz zużywano głównie na potrzeby przemysłu, jednak dużą i wciąż rosnącą rolę odgrywają też gospodarstwa domowe. Wzrost zużycia gazu ziemnego jest głównie widoczny w energetyce zawodowej oraz przemysłowej – pisze Forum Energii.

Przemysł w 2023 roku odpowiadał za 31 procent zużycia gazu, będąc największym konsumentem.

Źródło: Forum Energii na podstawie: ARE, GUS i ENTSOG

Od gazu do opakowania

Gaz ziemny to mieszanina gazów, a nie pojedynczy związek chemiczny. Jego głównym składnikiem jest metan – CH₄ (zwykle 70–98 procent). Oprócz metanu zawiera m.in.:

• etan (C₂H₆)
• propan (C₃H₈)
• butan (C₄H₁₀)
• azot (N₂)
• dwutlenek węgla (CO₂)
• śladowe ilości siarkowodoru (H₂S) i helu (He)

I tu zaczyna się historia petrochemii i produktów, które wytwarza. Ze składników gazu powstaje najpierw etylen (z etanu), propylen (z propanu) i butadien (z butanu). To baza do produkcji przemysłowej dosłownie wszystkiego, co kojarzy się potocznie z plastikiem. Ale nie tylko.

W skrócie wygląda to tak. W pierwszej kolejności z gazu ziemnego usuwane są zanieczyszczenia: para wodna, siarkowodór, dwutlenek węgla i cięższe węglowodory. Następnie oddzielane są ciekłe gazy ziemne (NGL), czyli etan oraz propan.

Kolejny krok to proces krakingu parowego – w atmosferze pary wodnej o temperaturze 750–950°C gazy NGL ulegają termicznemu rozkładowi. Dzięki temu powstają – wspomniane etylen, propylen i butadien.

Co wytwarza się z gazu

Kolokwialnie można powiedzieć, iż prawie wszystko. Przede wszystkim wspomniane etylen, propylen i butadien są wykorzystywane do produkcji tworzyw sztucznych. Z ich pochodną spotykamy się biorąc do ręki telefon czy pracując na laptopie – ich obudowy powstają z wykorzystaniem węglowodorów. Co więcej etylen służy do produkcji także półprzewodników.

Sportowcy i osoby lubiące wędrówki zawdzięczają tym związkom chemicznym odzież sportową i trekkingową. Umożliwiają wytwarzanie włókien syntetycznych, które są wytrzymałe i hydrofobowe (odporne na wilgoć). Tworzywa sztuczne powstałe dzięki gazowi wykorzystywane są w produkcji folii i opakowań itp.

Oddzielnie warto też wspomnieć, iż produkty pochodzących z gazu sprzyjają także transformacji energetycznej, bo znajdziemy je zarówno w turbinach wiatrowych, jak i modułach fotowoltaicznych.

Wodór, jeszcze nie zielony

Wodór, który może nam kojarzyć się, chociażby z elektromobilnością, na ten moment nie jest zupełnie niskoemisyjny. Jest produkowany głównie z paliw kopalnych, w tym gazu.

Globalna produkcja wodoru wynosi 70 milionów ton rocznie. Czołowym producentem w Europie są Niemcy, które w 2024 roku wyprodukowały 2014 kiloton wodoru. Na drugim miejscu znajduje się Holandia z 1503 kilotonami, a podium zamyka Polska z 1125 kilotonami.

Międzynarodowa Agencja Energii wskazuje, iż wodór powstaje głównie z paliw kopalnych, a wodór niskoemisyjny odgrywa marginalną rolę. W 2024 roku zapotrzebowanie na wodór sięgnęło 100 Mt. Udział wodoru niskoemisyjnego wzrósł o 10 procent w stosunku do 2023 roku, jednak nie przekraczając 1 Mt.

Najpopularniejszą metodą pozyskiwania wodoru z gazu ziemnego jest reforming metanu (SMR, steam methane reforming), jest to również opcja najtańsza. Wykorzystuje się w nim parę wodną, którą razem z gazem się podgrzewa. Na skutek reakcji obu składników, w obecności katalizatora, dochodzi do rozkładu metanu na tlenek węgla (CO) i wodór (H2). Oba produkty są następnie oddzielane, a woda i dwutlenek węgla usuwane. Innymi metodami jest częściowe utlenianie POX (poddanie metanu częściowemu utlenianiu, w obecności tlenu lub pary wodnej) czy reforming autotermiczny ATR, który łączy reforming parowy z spalaniem, co umożliwia wytworzenie i wodoru i energii.

Gaz może być wydobywany na lądzie lub na morzu. Na zdjęciu morska platforma wiertnicza na terenie Norweskiego Szelfu Kontynentalnego. Fot.: Materiały prasowe Orlenu

Produkcja potrzebuje gazu

Błękitne paliwo jest wykorzystywane nie tylko do produkcji związków chemicznych. Wraz z wodorem wykorzystywany jest w krakingu ropy. Czyli rozkładu cięższych frakcji ropy naftowej na lżejsze produkty: benzynę i olej napędowy. Do cięższych frakcji należy bitum, wykorzystywany przy produkcji asfaltu, pap czy lepików, służących do uszczelniania i naprawy pokryć dachowych.

Kolejnym sektorem, który nie istniałby bez gazu, jest produkcja nawozów. Jest wykorzystywany do syntezy amoniaku, który jest podstawowym produktem nawozów azotowych. Proces, w którym jest wykorzystywany odpowiada za około 70 procent światowej produkcji amoniaku. Jego alternatywą jest wodór, jednak po pierwsze generuje to większe koszty produkcji. Po drugie zielony wodór odpowiada za mniej niż procent produkcji.

Wiele z sektorów produkcji (np. hutnictwo) potrzebuje w procesie ciepła, które najłatwiej wytworzyć dzięki gazowi. Tym samym przyczynia się on do produkcji szkła, stali, cementu, cegły, ceramiki czy papieru.

Gaz ziemny jest również wykorzystywany w przemyśle spożywczym. Bierze udział w procesie pasteryzacji i suszenia żywności.

Polskie wydobycie gazu

W Polsce wydobywany jest gaz ziemny i ropa naftowa, co więcej – Orlen wydobywa te surowce także w Norwegii. Aktywa Orlenu w kraju i za granicą w ostatnich latach zapewniały niemal połowę krajowego zapotrzebowania na błękitne paliwo.

Według strategii koncernu do 2035 roku produkcja zostanie zwiększona do 12 miliardów metrów sześciennych (obecna wynosi 8,6 miliarda). Dodatkowo gaz trafia do Polski z importu, głównie dzięki terminalowi LNG w Świnoujściu i gazociągowi Baltic Pipe.

Orlen posiada zakontraktowane dostawy gazu, które w zależności od rynkowych potrzeb w kraju mogą być zwiększone do 15 miliardów metrów sześciennych. Celem spółki jest zoptymalizowanie i dalsza dywersyfikacja międzynarodowego i krajowego portfela Upstream & Supply, który w perspektywie objętej strategią Orlen 2035 zapewni dostawy sięgające rocznie choćby 27 miliardów metrów sześciennych gazu w zależności od zintegrowanego popytu przemysłu, energetyki oraz gospodarstw domowych.

Marcin Karwowski