Druga noga górnictwa

Zgazowanie węgla to w najprostszych słowach proces, który polega na przekształceniu tego paliwa w gaz. Naziemne zgazowanie jest przeprowadzane w instalacji, której głównym elementem jest reaktor. To właśnie w reaktorze, do którego dostarczane jest powietrze lub tlen, następuje proces półspalania, a finalnym efektem jest tzw. gaz syntezowy, który jest mieszaniną tlenku węgla (potocznie zwanego czadem) i wodoru.

Zgazowaniu można też poddać węgiel w połączeniu z innym paliwem. W tym procesie można wykorzystać np. śmieci, a dokładniej palne frakcje wydzielone z odpadów komunalnych. Jednak im wyższa zawartość węgla w mieszance, tym lepiej, bo dopiero wtedy można uzyskać dobrej jakości gaz syntezowy. Co ważne, w reaktorze można zgazować węgiel niezbyt wysokiej jakości, czyli flotokoncentraty i część mułów, pod warunkiem, że minimalna wartość opałowa takiej mieszanki wynosi 14 MJ/kg.

- Jedna z podstawowych motywacji zgazowania paliw stałych, a przede wszystkim węgla, wynika z bilansu paliwowego danego kraju. Jeżeli jakiś kraj nie posiada wystarczających zasobów gazu ziemnego, to może otrzymać jego substytut poprzez zgazowanie węgla. Powstały w ten sposób gaz może z powodzeniem zastąpić gaz ziemny, który jest podstawą funkcjonowania przemysłu chemicznego. Obecnie zakłady chemiczne z gazu zimnego otrzymują tlenek węgla i wodór, które są następnie bazą do produkcji metanolu i amoniaku, a w dalszej kolejności nawozów, paliw, tworzyw sztucznych, kauczuków czy fenoli. Tlenek węgla i wodór to dwa podstawowe surowce dla przemysłu chemicznego, które równie dobrze można otrzymać z gazu syntezowego poprzez zgazowanie węgla – argumentuje prof. Marek Ściążko, sekretarz naukowy w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu.

- Polska jest krajem, który taką motywację ma bezwzględnie. Nasz bilans potrzeb i dostaw zużycia gazu jest niekorzystny, bo własne zasoby wystarczają nam jedynie na trochę ponad 30 proc. zapotrzebowania. W efekcie gaz ziemny jest u nas bardzo drogi. Jeśli chodzi o wytwarzanie gazu na potrzeby przemysłu chemicznego, to kluczową determinantą jest w tym wypadku koszt i efektywność ekonomiczna. W krajach, w których nie ma gazu, to się ekonomicznie opłaca. Takim przykładem są Chiny, gdzie na potrzeby „chemii” zgazowuje się ponad 200 mln t węgla rocznie, substytuując w ten sposób gaz ziemny, którego ten kraj nie posiada. U nas również zgazowanie węgla mogłoby być rozwiązaniem dla dostarczenia własnego gazu. W przypadku polskiego przemysłu chemicznego chodzi o 2,5 mld m sześc. gazu ziemnego, który mógłby zostać zastąpiony przez gaz syntezowy, powstały ze zgazowania ok. 5-7 mln t węgla – ocenia prof. Ściążko.

Zanim jednak wrócimy do chińskiego przykładu, warto przypomnieć, że pionierem w zgazowaniu węgla na skalę przemysłową była Republika Południowej Afryki. W tym przypadku taka konieczność również wynikała z ekonomii i braku własnych zasobów gazu. Na to wszystko nałożyła się dodatkowo izolacja i międzynarodowe embargo, które było odpowiedzią na politykę apartheidu. W rezultacie RPA została odcięta od dostaw gazu i ropy naftowej. Kraj ten, posiadający duże zasoby węgla, zdecydował się w latach 60. XX wieku na budowę ogromnych zakładów zgazowania węgla. W zakładach z gazu syntezowego były produkowane wszystkie rodzaje paliw – od paliwa lotniczego, przez olej napędowy, na benzynie kończąc - które zaopatrywały całą gospodarkę. Mimo upadku apertheidu, który przyniósł koniec blokady, zakład wciąż istnieje, choć już nie działa na taką skalę. Zmieniła się też struktura produkcji – zamiast paliw, przestawił się na produkcję metanolu, który przetwarza się na bardziej zaawansowane produkty - propyleny, kauczuki, tworzywa sztuczne czy fenole.

W przypadku Chin strategiczną decyzję o rozwijaniu zgazowania węgla podjęto pod koniec lat 90. XX w. W ciągu ostatnich 15 lat w Państwie Środka powstało wiele zakładów, w których gaz pochodzący ze zgazowania węgla stał się podstawą rodzimego przemysłu chemicznego.

- Chińczycy wybudowali cały szereg fabryk przy kopalniach, które produkują metanol, wodór lub komponenty paliwowe. Gaz jest również wykorzystywany w przemyśle hutniczym do ogrzewania pieców hutniczych albo taśm spiekalniczych. To są całe kompleksy przemysłowe, które ciągną się kilometrami. Przykładowo w jednym miejscu można spotkać 50 reaktorów, które łącznie przerabiają co najmniej 20 mln t węgla rocznie – wylicza prof. Ściążko.

Dlatego zdaniem prof. Ściążki przyszłością polskiego górnictwa powinny być sprawdzone i efektywne ekonomicznie projekty związane ze zgazowaniem węgla na potrzeby przemysłu chemicznego.

- Takie rozwiązanie postuluję już od lat 90. Po pierwsze, jest to efektywne nawet w przypadku gorszego węgla. Co ważne, przy korzystnej cenie jest to również rozwiązanie konkurencyjne w stosunku do gazu ziemnego. Moim zdaniem nie powinniśmy za wszelką cenę forsować energetyki węglowej. Nie ma się o co bić, bo dziś są już konkurencyjne technologie, które dają tańszą i czystszą energię. Tam, gdzie jest to uzasadnione ekonomicznie, węgiel oczywiście mógłby być kierowany do energetyki zawodowej, natomiast na bazie chemii górnictwo powinno zbudować „drugą nogę”. Uważam, że powinniśmy minimum 5 mln t węgla rocznie przeznaczać na zgazowanie na potrzeby przemysłu chemicznego. To nie tylko pozwoliłoby zmniejszyć zapotrzebowanie na importowany gaz i korzystnie wpłynąć na cały bilans energetyczny. To również byłby sposób na stworzenie rentownego i efektywnego górnictwa, którego finalnymi produktami byłyby również towary z wysoką wartością dodaną – przekonuje prof. Ściążko.