Zagrożenia, ale też przede wszystkim szanse, wynikające z występowania w kopalnianych wyrobiskach metanu, wskazuje w rozmowie z portalem górniczym nettg.pl Piotr Woźniak, podsekretarz stanu w Ministerstwie Środowiska, Główny Geolog Kraju.
Odnosi się wrażenie, że Unia Europejska w polityce klimatycznej skupia się głównie na zagadnieniach związanych z emisją CO2. Niedawno w sejmie mówił Pan o tym, że znacznie większym zagrożeniem w negocjacjach z UE okazać może się - dla polskiego górnictwa - kwestia emisji metanu. Na czym polega to zagrożenie?
Emisja metanu jest problemem gospodarczym i jednocześnie stanowi zagrożenie dla bezpieczeństwa pracy w górnictwie węglowym. Ten gaz wydzielający się w czasie prowadzenia robót górniczych w kopalniach węgla kamiennego odprowadzany jest na powierzchnię w powietrzu wentylacyjnym lub po uprzednim ujęciu, za pomocą instalacji odmetanowania.
Metan jako kopalina podstawowa ma wartość energetyczną, czyli jego wychwytywanie i wykorzystanie jest ważne z przyczyn gospodarczych. Jest także wysokokalorycznym paliwem, którego wartość opałowa wynosi ok. 50,0 MJ/kg (dla węgla energetycznego ok. 21,5 MJ/kg).
Emisja zanieczyszczeń pochodzących ze spalania węgla i metanu (pyłu, CO2, NOx, i SO2) jest niższa na korzyść metanu. Do tego dochodzą jeszcze kwestie ekonomiczne - koszt uzyskania 1 GJ energii ze spalania metanu jest o ok. 30 proc. niższy niż z węgla.
W Polsce spalany metan coraz częściej wykorzystuje się w jednym cyklu technologicznym do produkcji kilku rodzajów energii - elektrycznej, cieplnej, a także chłodniczej. Sprawność ogólna przemiany energii w procesie skojarzonym jest dużo wyższa niż przy rozdzielonym wytwarzaniu energii.
Czy polityka unijna zakłada rozwój, dofinansowanie lub jakiekolwiek wsparcie dla inwestycji związanych z wychwytem metanu, czy raczej jest to problem, z którym będziemy musieli poradzić sobie sami?
Spółki węglowe wprowadzają technologię odmetanowania. W ciągu tylko jednego roku w kopalniach węgla kamiennego podczas eksploatacji złóż uwalnianych jest ponad 800 mln m3 metanu. Z tego zaledwie 30 proc. jest wychwytywane przez kopalnie systemem odmetanowania, a wykorzystywane około 60 proc.. To daje 160 mln m3 metanu wykorzystywanych gospodarczo z 800 mln m3 emisji tego gazu.
Metan towarzyszy nie tylko eksploatacji węgla, ale również soli kamiennej. Jest to szersze zagadnienie i nie należy go sprowadzać wyłącznie do poziomu kopalń, ponieważ byłoby to szkodliwe i ekonomicznie niezasadne. Możliwości i korzyści płynące z gospodarczego wykorzystania metanu są duże.
Uważam, że potrzebne jest, a nawet konieczne, większe wsparcie Państwa, a także Unii Europejskiej, w efektywnym ujmowaniu i zagospodarowaniu tego gazu. Chodzi tu przede wszystkim o zwiększenie nakładów finansowych między innymi dla środowisk naukowych, przedsiębiorców, a w dalszej kolejności konkretnych inwestycji związanych z wychwytem metanu.
Wydaje się, że wyłapywanie metanu jest jednak znacznie łatwiejsze niż wychwyt i składowanie CO2. Czy można zatem założyć, że łatwiej byłoby Polsce rozwiązać problem skutecznego odmetanowania kopalń niż rozwijać technologię CCS i rozwiązania niskoemisyjne?
Podstawowym zadaniem prowadzenia odmetanowania pokładów węgla jest zapewnienie bezpieczeństwa prowadzonych robót. Odmetanowanie polega na ujmowaniu z górotworu wysokoprocentowej mieszaniny powietrzno-metanowej w taki sposób, aby w głównych rurociągach metanowych oraz na stacji odmetanowania stężenie metanu nie było niższe niż 30 proc..
Gospodarcze wykorzystanie ujętego metanu stało się ważnym kierunkiem dla przedsiębiorców węglowych. Wiąże się to z możliwością uzyskania energii na zaspokojenie własnych potrzeb energetycznych oraz redukcją kosztów ponoszonych na prowadzenie procesu odmetanowania.
W wyniku prowadzonych robót górniczych, podczas ciągłego przewietrzania wyrobisk w kopalniach metanowych, w składzie powietrza, w zużytych prądach, znajdują się niewielkie ilości metanu, rzędu kilku dziesiątych procenta. Jednak biorąc pod uwagę ilość powietrza w szybie wydechowym, objętościowa zawartość metanu urasta do znacznych wielkości. Na przykład przy wydatku 20 000 m3/min powietrza o zawartości 0,2 proc. metanu otrzymujemy 40 m3/min tego gazu. Dla porównania w 2011 r. w polskich kopalniach przy pomocy urządzeń odmetanowania ujmowano średnio 25 m3CH4/min.
Z kolei technologia CCS jest w dalszym ciągu niesprawdzona i jej rozwój wiąże się z bardzo dużymi nakładami inwestycyjnymi.
Reasumując, podnoszenie efektywności podziemnego odmetanowania, prowadzonego zarówno przez wyspecjalizowane firmy, jak i spółki węglowe ma duże znaczenie. Ważne jest także wykorzystanie metanu emitowanego w powietrzu kopalnianym jako źródła energii przy równoczesnej eliminacji emisji gazu do atmosfery.
Metan to chyba problem głównie kopalń, a CO2 dotyczy większej liczby gałęzi przemysłu takich jak choćby energetyka, czyż nie?
Metan w górnictwie węgla kamiennego jest w ostatnich latach największym zagrożeniem dla bezpieczeństwa pracy w kopalniach. Z danych Wyższego Urzędu Górniczego wynika, że w ciągu ostatnich 20 lat, wszystkie największe katastrofy w całym polskim przemyśle wydobywczym miały związek z wybuchem lub zapaleniem metanu. Przy eksploatacji pokładów na coraz większych głębokościach coraz więcej metanu uwalniane jest z górotworu. Gaz ten towarzyszy nie tylko eksploatacji węgla, ale także soli kamiennej. Jednak na te kwestie trzeba spojrzeć nie tylko jak na problem ale także jak na szansę. Tak jak już wspomniałem, metan może i powinien być wykorzystywany gospodarczo.
Istniejące w naszych kopalniach stacje odmetanowania są w stanie wychwycić znaczne ilości gazu i wykorzystać go przemysłowo, jako źródło energii, czy zatem przy odpowiednim nakładzie inwestycji, który umożliwi wychwyt jego znacznych ilości. może okazać się, że metan zamiast nieść zagrożenie, stanie się dla nas ważnym źródłem energii?
Wskaźnik gospodarczego wykorzystania ujętego metanu w polskich kopalniach w 2011 r. wynosił ok. 70 proc.. W celu jego zwiększenia, zainteresowane spółki węglowe lub podmioty produkujące energię, musiałyby ponieść określone inwestycje. Wiązałoby się to z ogromnymi wydatkami finansowymi, bez których dalsze funkcjonowanie kopalń stałoby pod wielkim znakiem zapytania. Inwestycje, a także rozwiązania zwiększające ilość ujmowanego metanu, stanowią podstawę prowadzenia działalności górniczej. W niektórych rejonach prowadzenie eksploatacji nie byłoby możliwe bez zastosowania odmetanowania.
Odmetanowanie pokładów węgla w Polsce prowadzone jest na światowym poziomie, w oparciu o technologie i urządzenia najwyższej klasy. Nie można się jednak łudzić, że metan przestanie być zagrożeniem przy eksploatacji węgla. Ten problem nie zniknie, ponieważ jest związany między innymi z warunkami geologicznymi zalegania pokładów oraz właściwościami samego węgla.
W ramach strategicznego projektu badawczego "Poprawa bezpieczeństwa pracy w kopalniach", prowadzonego z inicjatywy i na wniosek Prezesa Wyższego Urzędu Górniczego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, jednym z tematów jest poprawa efektywności odmetanowania górotworu w warunkach dużej koncentracji wydobycia w podziemnych zakładach górniczych wydobywających węgiel kamienny. Prace w tym zakresie powinny być zakończone w 2013 r.
Dodatkowo w Ministerstwie Środowiska zainicjowaliśmy projekt pn. "Przedeksploatacyjne odmetanowanie pokładów węgla otworami powierzchniowymi - ocena zastosowania w warunkach złożowych i górniczych Górnośląskiego Zagłębia Węglowego wraz z odwierceniem otworu badawczego", którego wdrożeniem zajmie się Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy.
Zasadniczym celem tego przedsięwzięcia będzie określenie warunków przedeksploatacyjnego pozyskiwania metanu za pomocą powierzchniowych otworów wiertniczych w rejonach czynnych kopalń tzw. metanowych, z analizą możliwości zastosowania hydraulicznego szczelinowania pokładów węgla.
Planowane przedsięwzięcie ma w Polsce charakter nowatorski i nie było dotąd przedmiotem badań w polskich zagłębiach węglowych. Pozytywne wyniki tego projektu mogą być podstawą do wdrożenia w skali przemysłowej przedeksploatacyjnego ujmowania metanu za pomocą otworów wierconych z powierzchni, co w znaczący sposób zmniejszy emisje tego gazu do atmosfery, jak i poprawi warunki bezpieczeństwa pracy w kopalniach.
Jeżeli chcesz codziennie otrzymywać informacje o aktualnych publikacjach ukazujących się na portalu netTG.pl Gospodarka i Ludzie, zapisz się do newslettera.
