Zgazowanie węgla – tak, ale za ile i kiedy?

Rok 2009 powinien być przełomowy dla polskiej energetyki, której filarem jest węgiel. Muszą zapaść decyzje dotyczące jej rozwoju. W ubiegłym roku lokalne (na razie) przerwy w dostawach energii uświadomiły Polakom, że skończyły się dawne rezerwy. Przez 20 lat restrukturyzacji gospodarki nie inwestowano w nowe moce. Nie było takiej potrzeby. Niestety, to się zmieniło i już w najbliższych pięciu latach zasobność Krajowego Systemu Elektroenergetycznego będzie o około sześć procent niższa od zapotrzebowania. Żeby ten deficyt nie pogłębiał się, konieczne są zdecydowane działania.

– Restrukturyzacja gospodarki przyniosła pozytywne efekty w trzykrotnym zmniejszeniu uciążliwości energetyki dla środowiska. Teraz, gdy trzeba inwestować w jej nowe moce, nie odejdziemy z dnia na dzień od węgla. Na nim przecież opiera się Krajowy System Energetyczny. Być może alternatywą dla konwencjonalnych elektrowni staną się technologie podziemnego i naziemnego zgazowania węgla oraz wykorzystanie metanu ze złóż – uważa prof. Maciej Nowicki, minister środowiska, który w ubiegłym tygodniu podczas krakowskiej konferencji poświęconej czystym technologiom węglowym zachęcał naukowców do prowadzenia intensywnych badań w tym zakresie.

Priorytety badawcze

Rozważania o kopalni XXI nabierają konkretów. Zdaniem prof. Zbigniewa Kasztelewicza z AGH, taka kopalnia ma być producentem surowca dla zeroemisyjnej produkcji energii, paliw i surowców chemicznych. Naukowcy Głównego Instytutu Górnictwa prowadzą zaawansowane badania nad zgazowaniem węgla w złożu. W kopalni „Janina” (PKE) prawdopodobnie zacznie funkcjonować pierwsza przemysłowa instalacja tej technologii.

Coraz trudniejsze warunki geologiczne wydobycia węgla na powierzchnię oraz rygory dotyczące ochrony klimatu przed emisją gazów cieplarnianych zmuszają do poszukiwania nowych rozwiązań w zakresie bezpieczeństwa energetycznego. Odpowiedzią na to wyzwanie mają być czyste technologie węglowe. Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego gwarantuje dla nich priorytety badawcze. Zgazowanie węgla może skorzystać z tego rządowego wsparcia, ale jego zastosowanie na przemysłową skalę zależy od współpracy nauki i przemysłu. Podobnie jak nie ma róż bez kolców, tak każda technologia ma swoje plusy i mankamenty.

Zalety i mankamenty

– Zaletą zgazowania węgla jest możliwość wykorzystania złóż, których eksploatacja tradycyjnymi metodami z różnych powodów nie będzie prowadzona. Jest to technologia relatywnie tania. Nie powoduje dużych zniekształceń na powierzchni. Jednym z jej mankamentów jest potencjalne zanieczyszczenie wód podziemnych, ich zasiarczenie i zasolenie. Ponadto nie może być zastosowana w złożach położonych blisko powierzchni, nadkład musi być 100–150-metrowy – wylicza prof. Jacek Kasiński z Państwowego Instytutu Geologicznego.

Zgazowanie węgla kamiennego i brunatnego może być prowadzone po wydobyciu kopaliny na powierzchnię oraz w złożu. Technologia tego pierwszego procesu jest w świecie znana od 100 lat. Dotychczas nikt tego nie zastosował na skalę przemysłową jako alternatywy tradycyjnej eksploatacji i konwencjonalnych elektrowni. Prof. Marek Nieć z Akademii Hutniczo-Górniczej wskazując na protesty społeczności lokalnej przeciwko wykorzystaniu Legnickiego Złoża oraz węgla kamiennego na Górnym Śląsku uważa, że bezpieczeństwo energetyczne Polski jest w rękach burmistrzów. Wiele zasobów będzie niedostępnych, jeżeli nie zmienią się uwarunkowania prawne geologicznej eksploatacji oraz przestrzennego zagospodarowania terenów. Czyste technologie węglowe potykają się nie tylko o bariery formalno-prawne czy finansowe.

Nie ma jednej metody

– Konieczne jest indywidualne podejście. Nie ma jednej metody an bloc, którą można zastosować w każdym złożu. Potrzebne będzie dofinansowanie badań i wdrożeń. Konieczne jest przebadanie złóż pod kątem prowadzenia w nich zgazowania – mówił prof. Maciej Nowicki, minister środowiska.

W ubiegłym tygodniu w Krakowie naukowcy z wiodących ośrodków badawczych dowodzili, że przetwarzanie węgla na paliwa samochodowe jest technologicznie możliwe, ale przy obecnych cenach benzyny nieopłacalne. Natomiast produkcja wodoru i metanolu z węgla mają już teraz walory biznesowe i mogą być szansą na poprawę bezpieczeństwa energetycznego Polski. Koszty inwestycyjne dla tych paliw są podobne – po około dwa miliardy zł. Instalacje przemysłowe są możliwe do uruchomienia w ciągu pięciu lat. Podczas konferencji w Akademii Górniczo-Hutniczej wykazywano, że zgazowanie węgla jest już stosowane w świecie nie tylko w skali eksperymentalnej. W Chinach i RPA ma zastosowanie przemysłowe. W mniejszym zakresie w Japonii, Belgii, Rosji, Holandii. Zaawansowane doświadczenia prowadzone są obecnie w Niemczech. Polska ma szansę stać się europejskim liderem w czystych technologiach węglowych. Prof. Antoni Tajduś, rektor AGH do polskich atutów w tym zakresie zalicza: doświadczenie w zakresie produkcji paliw z węgla z lat 60. XX wieku, potencjał intelektualny (kadrę naukową i inżynieryjną), ciekawe projekty, niezbędne surowce, zrozumienie przydatności tych technologii dla rozwoju energetyki oraz nadzieje na finansowanie badań i wdrożeń przemysłowych.

– Według obecnych światowych doświadczeń, można zgazowywać złoża spełniające określone wymagania i produkować energię w „małej lokalnej” energetyce o mocy 50–200 MW. Jeżeli będą nowe badania i wyniki, to będzie można to zastosowanie rozszerzać. Podziemne zgazowanie daje możliwości sięgnięcia po złoża dotychczas nieopłacalne do eksploatacji odkrywkowej, jak i podziemnej węgla brunatnego oraz kamiennego – podkreśla prof. Zbigniew Kasztelewicz z Komitetu Sterującego im. A. Trembeckiego dla Przygotowania Zagospodarowania Legnickiego Zagłębia Górniczo-Energetycznego Węgla Brunatnego.

Nadążanie za warunkami

Nadążanie za zmieniającymi się warunkami naturalnymi wymusza rozwój nowych technologii i wykorzystanie tych już znanych, ale wcześniej nie stosowanych z powodów ekonomicznych, gdyż tanich surowców było pod dostatkiem. Filarem wdrożenia zgazowania węgla w Polsce na przemysłową skalę musi być, zdaniem ekspertów, dokładne rozpoznanie złóż pod kątem możliwości zastosowania tej technologii. Potencjalnie jest to możliwe m.in. w regionach: Ścinawa-Głogów, Rogóźno, Bełchatów, Turów. Dotychczas nie prowadzono takich badań, a będą one niezbędne, ponieważ od dobrego rozpoznania zależy sprawność monitorowania i sterowania procesem zgazowania w złożu. W pokładach zalegających 40–60 metrów od powierzchni zbyt duże byłoby ryzyko erupcji i deformacji terenu (kilkumetrowych rowów). Dr inż. Jan Rogut z Głównego Instytutu Górnictwa uważa, że doświadczenia prowadzone w kopalni „Barbara” w zakresie zgazowania węgla zmienią w najbliższych kilku latach model polskiej kopalni.