Adam Maksymowicz: Przyszłość węgla
Pozornie wydaje się, że węgiel nie ma przyszłości przynajmniej w Europie. Nałożono na niego restrykcyjne „podatki” w postaci ograniczenia odprowadzenia do atmosfery dwutlenku węgla. Powoduje to, że wszystkie dotychczasowe jego zastosowania pod względem ekonomicznym są pod poważnym znakiem zapytania. W ten sposób blisko dwieście lat podbijania przez węgiel gospodarczych i przemysłowych rynków świata zbliża się do granicy swoich możliwości. Możliwości te związane są jednak nie z samym węglem jako takim, lecz z metodami jego eksploatacji i wydobycia. Wszystko wskazuje na to, że wkrótce nastąpi renesans jego zastosowania w całkiem innych niż dotąd warunkach jego wykorzystania. Prace naukowe, badawcze, projektowe, techniczne i eksperymentalne są bardzo już w tym kierunku zaawansowane. Obecnie głoszony kryzys i możliwości likwidacji tej branży są mało uzasadnione i stanowczo przedwczesne.
Węglowy kryzys
Tym razem nie jest to kryzys przejściowy, związany z koniunkturą gospodarczą i spadkiem zapotrzebowania na węgiel kamienny i brunatny. Nie jest to też wbrew pozorom w ogóle kryzys zapotrzebowania na energię pochodzącą z węgla. Kryzys ten wynika z wielu innych przesłanek. Jedną z nich, może nie najważniejszą jest cywilizacyjny kryzys wydobywania węgla udoskonalonymi metodami z przed dwóch wieków. Dobrze streszcza to popularne powiedzenie: dusty, dirty, i danger, czyli pylasty, brudny i niebezpieczny. Jednak od węgla odejść się nie da. Światowe zasoby węgla kamiennego wystarczają na najbliższe 200 lat, a węgla brunatnego na 300 lat. Ponieważ są to wszystko tylko szacunki, być może, że granicą błędu jest tu jakieś sto lat do przodu, gdyż stale są odkrywane nowe złoża, ustalane nowe jego zasoby przy doskonalonych metodach jego eksploatacji.
Kryzys cywilizacyjny
Polska tradycja, szczególnie na Górnym Śląsku wysoko ceni zawód górnika. Stąd nie brak jest chętnych do pracy pod ziemią, w stałym zagrożeniu, w pełnym odizolowaniu od tego, co dzieje się na powierzchni. Tu organizacja, dyscyplina i kontrola oraz samokontrola na każdym stanowisku jest zjawiskiem powszechnym, wymaganym i przestrzeganym. Żadnego luzu, żadnego oderwania się od obowiązków, które muszą być wykonywane dokładnie, precyzyjnie i zgodnie z przepisami, przy pełnym napięciu uwagi, aby nie dać się zaskoczyć wypadkom, takim jak tąpnięcia, i zawały. Zagrożenie jest wszędzie. Najczęstsze wypadki powodują maszyny, taśmociągi i urządzenia do transportu urobku oraz ludzi. Wszystko to dzieje się na małej przestrzeni, gdzie trudno o swobodę ruchów w na ogół dusznej atmosferze, przy dużej wilgotności, własnym oświetleniu itp.
W zimie dochodzi do tego przeszywający na wylot prąd lodowatego powietrza przy szybach wdechowych, zjazdowych itp. Po szychcie i obowiązkowej kąpieli każdego górnika najczęściej dopada senność. Trudno, aby warunki takie nawet łagodzone przez wszystkie udogodnienia były atrakcyjne. Po prostu na ogół, brak innej pracy zmusza do podjęcia zawodu górnika. Jeżeli można dostać równorzędne zajęcie, gdzie indziej nikt nawet się nad tym nie zastanawia. Zasygnalizowane tu warunki w podziemnych kopalniach węgla kamiennego niewiele różnią się od tych, jakie panują w kopalniach węgla brunatnego. Tu dominuje przez trzy pory roku (jesień, zima i wiosna) wszechpotężne błoto. Duże odległości, a w lecie tumany pyłu. Zmienna temperatura, pogoda, burze, deszcze i powodzie są tu zjawiskiem nagminnym. Przy innych warunkach niż pod ziemią tutejsza praca górnika nie należy też do szczególnych atrakcji. Wszystko to powoduje, że wiele krajów woli wydobywać droższy gaz ziemny, lub nawet kupować go za granicą, niż wydobywać własny węgiel kamienny i węgiel brunatny. Z tym ostatnim wiążą się jeszcze daleko idące zmiany otoczenia i naruszenia środowiska naturalnego. Związane z tym protesty ludności znajdują na ogół dość powszechne zrozumienie i poparcie.
Kryzys efektywnościowy
Podziemna eksploatacja z natury rzeczy musi być ograniczona. Wszystkiego wydobyć się nie da. Ogromne zasoby geologiczne w najlepszym przypadku wykorzystuje się w granicach około 70 procent. Te pozostałe do dalszej dyspozycji to zasoby przemysłowe, które też wykorzystuje się w tej samej proporcji. Wynika to z technicznych możliwości eksploatacji, bezpieczeństwa ruchu i zatrudnionej załogi. Nie wszystko, co posiada parametry gwarantujące opłacalność wydobycia da się eksploatować. Pozostają zasoby operatywne, czyli te, które można bez poważnych zagrożeń wybierać. Nie jest to jeszcze wszystko, bo w trakcie prowadzenia robót górniczych powstają straty, które wynikają z konieczności pozostawiania filarów bezpieczeństwa, niedokładnością wybierania pokładu, załadunku urobku itp. W sumie w stosunku do pierwotnie ustalonych zasobów eksploatacji podlega zaledwie ich połowa. Jest to jawne marnotrawstwo, które niestety z powodów stosowanej technologii bardzo trudno jest ograniczyć. W odkrywkowym górnictwie węgla brunatnego jest pod tym względem nie wiele lepiej. Wybiera się pokłady, które nadają się do eksploatacji wielkogabarytowymi koparkami kołowymi. Wszystkie nie dostosowane do takiej techniki wybierania idą na zwałowisko.
Podziemne zgazowanie węgla (PZW)
Prymitywne metody zgazowania węgla na powierzchni znane są już prawie od dwóch wieków. W ten sposób po raz pierwszy uzyskano gaz do oświetlenia Londynu, a potem innych miast Europy i świata. W wyniku dalszych prac uzyskano z węgla paliwa, oleje i syntetyczną benzynę, za co urodzony we Wrocławiu chemik Friedrich Bergius w 1931 roku otrzymał Nagrodę Nobla. Pod koniec dwudziestego wieku podjęto intensywne badania nad podziemnym zgazowaniem węgla. W wielu krajach przeprowadzono mniej lub bardziej udane w tym zakresie eksperymenty. Do czołówki pod tym względem można zaliczyć USA, Australię, Wielką Brytanię, Hiszpanię i Belgię. Duże osiągnięcia mają w tym również dawne kraje ZSRR oraz Chiny i Kanada. Założeniem programu podziemnego zgazowania węgla jest jego zagospodarowanie w sytuacji, kiedy nie można go wydobyć klasycznymi metodami górniczymi. Ostatnio duże w tym zakresie osiągnięcia mają też Indie, które dla rozwoju swojej gospodarki pilnie potrzebują nowych źródeł energii.
Polskie badania
Są one jeszcze w sferze eksperymentalnej, ale są też już bardzo zaawansowane. Związane są one przede wszystkim z niedawno zakończonym programem HUGE (Hydrogen Underground Coal Gasification) realizowanym przez międzynarodowe konsorcjum pod kierownictwem Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach oraz Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie. Zakończone wstępnym sukcesem prace i doświadczenia były prowadzone w doświadczalnej kopalni „Barbara”. W projekcie tym były prowadzone badania podziemnego zgazowania węgla w dynamicznym georeaktorze w celu wytwarzania wodoru. Przeprowadzono też próbę podziemnego zgazowania węgla w skali półtechnicznej w pokładzie zalegającym na głębokości 30 m. Polscy naukowcy postulują rozszerzenie i intensyfikację tych badań. Z racji posiadanych zasobów oraz doświadczonej kadry inżynierskie mamy wszelkie przesłanki do tego, aby stać się liderem tego procesu przynajmniej w Europie. W tym zakresie wysuwane są pod adresem rządu konkretne propozycje. Dotyczą one powołania krajowego centrum wdrażania czystych technologii węglowych. W jego skład miały by wejść wszystkie zainteresowane krajowe jednostki naukowe, badawcze, wyższe uczelnie i koncerny paliwowo – energetyczne i chemiczne. Postuluje się powołanie w Ministerstwie Gospodarki odpowiedniej instytucji koordynującej tego rodzaju prace. Zgazowanie polskiego węgla zaczyna wychodzić z laboratoriów i studiów naukowych w kierunku ich wykorzystania w skali technicznej, gospodarczej i przemysłowej.
Skala możliwości
Polska posiada też alternatywę dla tego rodzaju poszukiwań i rozwiązań. Jest nią dostęp do złóż „gazu łupkowego”. Dostęp ten jest jednak dopiero perspektywiczny i nie zawsze możliwy. Zgazowanie węgla jest procesem dużo bardziej pewnym w zakresie osiągnięcia konkretnych rezultatów. Wystarczy tu wspomnieć, że australijskie doświadczenia wykazały, że z jednej tony węgla kamiennego można otrzymać około 2300 metrów sześciennych gazu. Polskie zapotrzebowanie na ten surowiec wynoszące maksymalnie w ciągu roku ok. 12 miliardów metrów sześciennych, powinno być zaspokojone po podziemnym zgazowaniu około sześciu milionów ton węgla kamiennego! Wystarczy zgazować mniej niż jedną dziesiątą obecnego jego wydobycia, aby otrzymać to, co importujemy teraz za ciężkie pieniądze. To jednak stanowczo za mało dla potrzeb energetyki, ciepłownictwa i innych branż. Wszystko jednak przed nami, byleby się nie zniechęcić i nie zaniechać tak obiecujących poszukiwań, prac i badań.