Smok podziemny

Ten pożar strażacy z chińskiej prowincji Sinkiang gasili przez ostatnie trzy lata. Akcja kosztowała kilkanaście milionów dolarów i pochłonęła niezliczone ilości wody. Ale dwa tygodnie temu w końcu się udało. Podziemne ognisko w kopalni Terak, które tliło się od lat 50. XX wieku, zostało zalane wodą, przysypane ziemią i przyklepane łopatą. Gdyby Chińczycy chcieli w ten sposób ugasić wszystkie podziemne pożary w swoim kraju, mogłoby im zabraknąć wody. Dziś w Chinach płonie ponad 60 podziemnych pokładów węgla o łącznej powierzchni 720 kilometrów kwadratowych. Rocznie pochłaniają one nawet do 200 milionów ton czarnego złota, a wydalają do atmosfery więcej dwutlenku węgla niż wszystkie samochody w USA. Podziemne pożary chińskiego węgla są odpowiedzialne za emisję trzech procent wszystkich gazów cieplarnianych na świecie. Dlatego Pekin, który zaczyna się przejmować wizerunkiem największego truciciela, rozpoczyna wielką akcję gaszenia podziemnych pożarów. To prostsze niż zamykanie kombinatów hutniczych.

W średniowiecznych Chinach powstała legenda, że dym wydobywający się spod ziemi to znak, że pod spodem podąża ognisty smok. W XIV‑wiecznej relacji z Chin Marco Polo pisał, że podróżując Jedwabnym Szlakiem, kilkakrotnie widział „płonące góry”. Do XX wieku, gdy węgiel stał się podstawowym surowcem energetycznym, nikt nie zainteresował się naukowo podziemnymi pożarami, bo ich skala była znikoma. – To przemysłowe wydobycie węgla wywołało plagę pożarów – mówi „Przekrojowi” profesor Anupma Prakash, specjalista od podziemnych pożarów węgla z University of Alaska.

Działalność człowieka to tylko katalizator w procesie, który rozpoczyna się sam. Węgiel w naturalny sposób reaguje z powietrzem. Jeśli jest ubity i znajduje się głęboko pod ziemią, to powietrze do niego nie dochodzi. Ale wystarczy niewielka szpara w glebie. Reakcja między węglem a powietrzem wywołuje ciepło. Jeśli panuje odpowiednie ciśnienie i temperatura osiągnie 40 stopni Celsjusza, węgiel zaczyna się tlić.

Rozpoczęte spalanie napędza się samo. Temperatura może osiągnąć nawet tysiąc stopni, a pożar rozprzestrzenia się z prędkością kilkunastu metrów na miesiąc. Co ciekawe, ogień szybciej wędruje w dół niż wszerz. Wypalony węgiel zamienia się w mający znacznie mniejszą objętość popiół. W tak powstałe puste przestrzenie wchodzi powietrze, które jeszcze przyspiesza spalanie. Jednak taki proces na dużą skalę w naturze zachodzi bardzo rzadko. Nie dość, że gleba musi być wyjątkowo popękana i niezbita, to w dodatku potrzebny jest impuls, na przykład piorun. Powolne nagrzewanie się pokładów węgla może trwać dziesięciolecia, a jednorazowe wyładowanie energetyczne może zadziałać jak iskra.

W XX wieku to ludzie stworzyli warunki do rozprzestrzeniania się podziemnych pożarów. Dla wielu biednych Chińczyków głównym sposobem na zarobek jest sprzedawanie węgla z biedaszybów. Te minikopalnie mają krótki żywot, bo górnicy amatorzy nie są w stanie kopać głębiej niż kilka metrów pod powierzchnią. Dlatego porzucają wyeksploatowane szyby i kopią następne. W centralnych Chinach takich minikopalni są miliony. To idealny system wentylacyjny dla tlących się pod ziemią pożarów. Ludziom udało się również zastąpić pioruny innym impulsem. Aby przyspieszyć wydobycie, w ogromnych kopalniach odkrywkowych coraz częściej używa się ładunków wybuchowych. Ciepło wyzwalane podczas takich eksplozji często powoduje zapalenie się jeszcze „nienapoczętych” pokładów węgla.

Jest jeszcze jedna niespotykana w naturze ludzka praktyka. Opuszczone kopalnie wykorzystuje się jako wysypiska śmieci. Daje to taki sam efekt jak podkładanie gazet pod ognisko. Na początku 2006 roku doszło w Chinach do całej serii pożarów na wysypiskach. Wszystkie udało się ugasić, ale od palących się śmieci zajęły się pokłady węgla, które tlą się do dziś.

"Biedaszyby, eksplozje w kopalniach odkrywkowych i wysypiska śmieci w kopalnianych wyrobiskach są na całym świecie, ale Chiny w ostatniej dekadzie stały się liderem w tych 'dyscyplinach'" – mówi Prakash. Głównie ze względu na gigantyczny popyt na węgiel. Dziś z czarnego złota Chiny produkują 75% zużywanej przez siebie energii. Konsumują go najwięcej na świecie – niemal dwa miliardy ton rocznie. Dlatego skutkami pożarów węgla nikt się dotychczas nie przejmował. – Dzisiaj skala podziemnych pożarów w Chinach jest już tak duża, że do ich gaszenia nie wystarczy żadna ilość wody, a sukces w kopalni Terak ma charakter propagandowy – przekonuje Prakash. Specjaliści od górnictwa od lat 70. przekonują, że zalanie podziemnego pożaru wodą jest nieskuteczne, bo ta wyparowuje, zanim dotrze do wszystkich zakamarków. Amerykanie w latach 90. próbowali podziemne pożary zacementować. Robiono głębokie na kilkadziesiąt metrów odwierty i wlewano do nich cement. Również ten sposób okazał się nieskuteczny. Przy temperaturach rzędu
tysiąca stopni Celsjusza cement pękał na drobne kawałki, a odwierty doprowadzały świeże powietrze do płonącego ognia.

Przełomowa może okazać się nowa technologia testowana właśnie przez norweską firmę Sargas. To idea niemal na miarę perpetuum mobile. Urządzenie pochłania wydostający się na powierzchnię produkt podziemnego pożaru – dwutlenek węgla – i wtłacza go z powrotem pod ziemię. Dwutlenek węgla blokuje dopływ powietrza i dusi pożar. Skala eksperymentu jest na razie niewielka, ale ta technologia może okazać się skuteczniejsza, a już na pewno ekonomiczniejsza niż chińska taktyka trzyletniego podlewania podziemnego smoka zimną wodą.

Łukasz Wójcik