Na świecie istnieją rozwiązania umożliwiające wychwyt metanu z powietrza wentylacyjnego i jego utylizację

Jeżeli chcemy, by polska energetyka opierała się na polskim węglu, to trzeba będzie rozwiązać problem skutecznego odmetanowania kopalń - uważa dr Janusz Jureczka

Uchwalone z początkiem br. rozporządzenie metanowe wprowadza nowe wymogi wobec sektorów ropy, gazu i węgla w celu raportowania i weryfikowania emisji metanu. Zakłada m.in. wprowadzenie od 2027 r. limitu dotyczącego emisji metanu w kopalniach na poziomie 5 ton na każde 1000 ton wydobytego węgla. Czy spółki górnicze zdążą przygotować się do nowej rzeczywistości?

Zdaniem dr. Janusza Jureczki, dyrektora Oddziału Górnośląskiego Państwowego Instytutu Geologicznego – Państwowego Instytutu Badawczego, będzie to wymagać dużego wysiłku, ale jest jak najbardziej możliwe.

– Stężenie metanu w ujmowanym powietrzu kopalnianym kształtuje się na poziomie 30-50 proc. To wpływa na możliwości zagospodarowania tego gazu. Część trafia do atmosfery. Stacje odmetanowania w założeniu służą do prowadzenia bezpiecznego ruchu zakładu górniczego. Nasuwa się więc pytanie, czy zakłady górnicze zdążą tak je zmodernizować, żeby nie wypuszczały metanu do atmosfery? Czasu nie zostało wiele. Spalanie nadmiaru metanu będzie dozwolone, ale w bardzo efektywnych pochodniach. Żeby jego unieszkodliwienie nie było mniejsze niż 98 proc. – wyjaśnia.

Dla przykładu, w ruchu Halemba kopalni Ruda ujmowanie metanu odbywa się rurociągami pozostawionymi w zrobach, zza tam izolacyjnych oraz z otworów odmetanowania. Gaz przesyłany jest wyrobiskami dołowymi w rurociągach, a następnie przekazywany m.in. do silników gazowych wytwarzających energię elektryczną i cieplną. Istotne jest to, że dwa nowe silniki o mocy 2 MW każdy będą posiadać większy zakres pracy, w zależności od mieszanki metanowej ujmowanej rurociągiem z podziemnych wyrobisk do stacji odmetanowania. A to oznacza, że będą mogły pracować przy stężeniach nawet 40 proc. tego gazu w powietrzu. Obecnie za pomocą stacji odmetanowania ujmowanych jest od 10 do 15 m sześc. metanu na minutę, a stężenie tego gazu w rurociągu wynosi od 40 do 55 proc. Eksploatowane przez zakład ściany zaliczane są do różnych kategorii zagrożenia metanowego. Na te wszystkie możliwości silniki kogeneracyjne w ruchu Halemba będą w pełni przygotowane. Nie wszędzie jednak tak się dzieje.

Zdaniem Janusza Jureczki, niektórym kopalniom w Polskiej Grupie Górniczej trudno będzie zejść poniżej 5 t metanu na 1000 t wydobytego węgla od 2027 r., a od 2031 tylko 3 t metanu na 1000 t wydobytego węgla, m.in. ze względu na metan wentylacyjny, jego zagospodarowanie czy utylizację.

– Na świecie istnieją rozwiązania umożliwiające wychwyt metanu z powietrza wentylacyjnego i jego utylizację, lecz są one w fazie demonstracyjnej i na dodatek kosztowne. Pytanie, czy znajdą się na to środki – wskazuje dr Janusz Jureczka.

W kopalnianych stacjach odmetanowania ujmuje się mieszaninę powietrza dołowego z metanem w różnych proporcjach. Spółki górnicze mogą także inwestować w technologie redukujące emisje metanu z szybów wentylacyjnych poprzez utlenianie. Trudno bowiem tak niskie stężenia tego gazu wychwycić i zagospodarować. Nie tak dawno temu pojawił się pomysł eksploatacji metanu z pól dziewiczych, jeszcze przed eksploatacją węgla. Tego rodzaju doświadczenia prowadził w przeszłości Państwowy Instytut Geologiczny wraz z PGNiG na otworach w Gilowicach w gminie Miedźna. W końcu 2017 r. – po zastosowaniu szczelinowania – udało się tam uzyskać stabilny dopływ gazu o wysokich parametrach w ilości wystarczającej do zainstalowania silnika niewielkiej mocy, służącego do produkcji prądu. Celem projektu było zbadanie możliwości produkcji metanu z pokładów węgla przy użyciu techniki szczelinowania hydraulicznego. Trzy serie testów pozwoliły na wydobycie łącznie ponad 886,1 tys. m sześc. gazu. Po zastosowaniu szczelinowania uzyskano stabilny dopływ gazu o wysokich parametrach w ilości ok. 5,2-5,4 tys. m sześc. dziennie. W rekordowym dniu było to nawet 10 tys. m sześc.

– Projekt dotyczący przedeksploatacyjnego ujęcia metanu za pomocą otworów z powierzchni na obszarach, które będą przedmiotem eksploatacji za 5, 7 lub 10 lat, pozwoliłby na odmetanowanie pokładów i późniejszą eksploatację w znacznie korzystniejszych warunkach, także w zakresie bezpieczeństwa pracy. Przyczyniłby się do obniżenia kosztów wydobycia przy szybszym postępie ścian – zwraca uwagę Janusz Jureczka.

Niewątpliwie zaletą przedeksploatacyjnego odmetanowania jest pozyskiwanie niemal czystego metanu, podczas gdy obecnie, kiedy odmetanowanie prowadzi się w trakcie eksploatacji węgla, gaz jest zmieszany z powietrzem. Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy wyliczył, że bilansowe, czyli potencjalnie przeznaczone do wydobycia zasoby metanu w złożach węgla na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego wynoszą ok. 170 mld metrów sześc., a całe zasoby to nawet 230-250 mld m sześc. Oceniono, iż w perspektywie co najmniej 5-7 lat możliwe jest przemysłowe ujęcie metanu w granicach 1-1,5 mld m sześc. rocznie, co w stosunku do obecnego potencjału oznaczałoby zwiększenie krajowego wydobycia gazu ziemnego o ok. 30 proc. Projekt jednak porzucono. Być może w obliczu unijnej dyrektywy metanowej warto będzie do niego powrócić.