Mapa Drogowa dla efektywnego wykorzystania krajowych zasobów węgla kamiennego i brunatnego przy minimalizacji emisji CO2

Schemat gospodarki obiegu zamkniętego bazującej na zgazowaniu

Zarówno węgiel, jak i odpady komunalne (w szczególności odpadowe tworzywa sztuczne, OTS), mogą stanowić cenne zasoby pierwiastka C, których odpowiednie wykorzystanie może wesprzeć krajowe działania, zmierzające do przekształcenia gospodarki liniowej do gospodarki o obiegu zamkniętym. Zarówno węgiel jak i odpady komunalne mogą być atrakcyjną alternatywą w stosunku do konwencjonalnych surowców kopalnych (ropa naftowa, gaz ziemny), importowanych na potrzeby wytwarzania produktów chemicznych.

Takie działanie może przyczynić się do wzrostu konkurencyjności polskiej gospodarki przy zachowaniu zasad zrównoważonego rozwoju w różnych gałęziach przemysłu. Jest to szczególnie istotne dla naszego kraju, ponieważ może zapewnić mu długoterminową perspektywę wzrostu gospodarczego i rozwoju przy uwzględnieniu globalnych trendów (np. Paryskie Porozumienie; Konferencja Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu, Paryż 2015) oraz legislacji Unii Europejskiej.

W dniu 23 kwietnia 2017 podczas targów w Hanowerze (Hannover Messe, 2017) Minister Nauki i Szkolnictwa Wyższego, oraz Minister Edukacji i Badań Naukowych strony niemieckiej, podpisali deklarację (Memorandum of Understending, MoU) o współpracy naukowej między krajami. Jednym z elementów współpracy wspieranych przez obu ministrów była realizacja wspólnego projektu ukierunkowanego na opracowanie założeń i mapy drogowej rozwoju krajach gospodarki o obiegu zamkniętym w obydwu krajach.

W konsekwencji z inicjatywy Ministerstwa Energii i Ministerstwa Rozwoju w dniach 3-4 lipca 2017 w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla odbyły się polsko-niemiecko-czeskie warsztaty pt. Integrated Technology Development For Effective Utilization Of Lignite And Coal Resources. Więcej o warsztatach można przeczytać tutaj. W efekcie IChPW rozpoczęło współpracę z Fraunhofer IMWS i IEC TU Bergakademie Freiberg w celu równoległej realizacji projektu „FUTURE COAL TECHNOLOGIES: Opracowanie Mapy Drogowej dla Efektywnego Wykorzystania Krajowych Zasobów Węgla Kamiennego i Brunatnego przy minimalizacji emisji CO2”. Wymiana wiedzy i doświadczeń w zakresie innowacyjnych rozwiązań na rzecz zrównoważonego wykorzystania węgla i zasobów odnawialnych opartej na zamkniętym cyklu gospodarki węglowej była kontynuowana w cyklicznie organizowanych warsztatach w Dreźnie 2018, Berlinie 2019 i Litvinovie 2020.

Zaproponowana przez IChPW Mapa Drogowa zawiera koncepcję zamknięcia cyklu węglowego w gospodarce poprzez wykorzystanie generowanych w Polsce odpadów komunalnych oraz krajowych węgli do produkcji gazu syntezowego otrzymywanego na drodze zgazowania węgla jako surowca dla przemysłu chemicznego.

W ramach projektu przeanalizowano dziewięć niezależnych scenariuszy:

- 5 przedstawiających gospodarkę linową w perspektywie krótkoterminowej (2030), obejmujących produkcję:

--metanolu: z gazu ziemnego (1), węgla kamiennego (2) i OTS (3),

--olefin: z gazu ziemnego (4) i węgla kamiennego (5),

- 4 scenariusze transformacji do gospodarki obiegu zamkniętego obejmujące produkcję olefin:

-- w perspektywie krótko- (2030) (6) i długoterminowej (2050) (7) bazując na węglu kamiennym i odpadowych tworzywach sztucznych,

-- w perspektywie długoterminowej (2050) bazując na węglu kamiennym, odpadowych tworzywach sztucznych oraz wodorze produkowanym ze źródeł odnawialnych (8),

-- w perspektywie długoterminowej (2050) bazując na gazie ziemnym, odpadowych tworzywach sztucznych oraz wodorze produkowanym ze źródeł odnawialnych (9).

Wyniki przeprowadzonych analiz wskazują, że już samo przejście na gospodarkę cyklu zamkniętego, bazując na zgazowaniu węgla i OTS bez integracji z „zielonym” wodorem, w perspektywie krótkoterminowej spowodowałoby obniżenie jednostkowej emisji CO2 na tonę produktu o 15 proc. Z kolei w horyzoncie czasowym do 2050 nawet o 40proc., zapewniając równocześnie pokrycie zapotrzebowania na polską produkcję olefin w wysokości ok. 4,53 mln t rocznie.

Opracowana mapa drogowa wskazuje na duży potencjał w zakresie redukcji emisji gazów cieplarnianych oraz ochrony i wykorzystania zasobów surowcowych naszego kraju, co ma istotne znaczenie gospodarcze. Jeżeli przedstawiony w mapie drogowej potencjał zrównoważonego rozwoju gospodarczego do 2050 miałby zostać wdrożony, to należałoby już teraz mieć na uwadze aby uruchomić prace nad dostosowaniem technologii  tak, aby technologie niezbędne do wdrożenia na szeroką skalę scenariuszy transformacji dla recyklingu chemicznego były dostępne na czas.

Projekt „Opracowanie Mapy Drogowej dla Efektywnego Wykorzystania Krajowych Zasobów Węgla Kamiennego i Brunatnego przy minimalizacji emisji CO2”  powstał w ramach finansowania ze środków  Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego oraz przy wsparciu Ministerstwa Energii.