Polska może być liderem w procesie przetwarzania węgla

Fotorzepa/Jerzy Dudek

Po kilkunastu tygodniach życia w swoistej symbiozie ze smogiem, gdy warunki atmosferyczne spowodowały, że przekroczenia krytycznych norm dopuszczalnych stężeń CO2 w powietrzu, lekko spadły i można z większą odwagą zaczerpnąć „świeżego powietrza”, warto na spokojnie rozważyć kwestię czystych technologii węglowych.

Z uwagi na to, że do tej pory moje energetyczne doświadczenia i kompetencje zawodowe koncentrowały się przede wszystkim w dwóch obszarach, tj. na gazie ziemnym i górnictwie, to żeby nie być posądzonym o stronniczość, chciałbym poświęcić ten tekst problematyce zgazowania węgla. Zaznaczam od razu, że nie będę skupiał się na kwestiach technologicznych, bo w tym temacie powstały liczne prace doktorskie oraz habilitacyjne i nie śmiałbym konkurować z wiedzą posiadaną przez ekspertów z instytutów naukowych czy akademii technicznych. Chciałbym wykazać, że poważne – a przez to rozumiem komercyjne – podjęcie kwestii zgazowania węgla, jest nie tylko szansą dla polskiej energetyki ale bezwzględną koniecznością, bez której obszar energetyki konwencjonalnej nie wydobędzie się z obecnych kłopotów strukturalnych, społecznych i gospodarczych.

Na wstępie należy w kilku słowach wyjaśnić czym w ogóle jest „zgazowanie węgla”? Najprościej rzecz ujmując jest to proces niepełnego spalania węgla, w trakcie którego węgiel zawarty we wsadzie surowcowym, w termodynamicznej reakcji z parą wodną, przy użyciu tlenu lub powietrza, zamienia się na gaz syntezowy, będący mieszaniną wodoru i tlenku węgla. Powstały produkt to tzw. syngaz, który jest surowcem do wytwarzania produktów chemicznych o wysokiej wartości rynkowej. Gaz syntezowy łatwo można przekształcić w metan, metanol lub eter dimetylowy, jak również – po dodatkowym procesie technologicznym – mieszać z gazem ziemnym i przesyłać go klientom wykorzystującym gaz do ogrzewania domów czy gotowania. Dodatkowo, a może przede wszystkim, produkty pozyskane w czystej technologii zgazowania węgla, mogą być doskonałym nośnikiem energii w układach kogeneracyjnych i poligeneracyjnych, gdzie oprócz energii elektrycznej, pozyskujemy ciepło lub chłód.

Gazyfikacja węgla kamiennego ma już długą historię i sama technologia nie jest nowa. Ze względu na fakt, że produkcja paliw na bazie węgla kamiennego przez długi czas była nieopłacalna (tanie źródła ropy naftowej), rozwijała się ona w szczególnych uwarunkowaniach. W czasie II wojny światowej powstało kilka dużych instalacji do produkcji paliw syntetycznych: zakład w Policach, który został uruchomiony w 1939 r. i w 1943 r. produkował 577 000 ton paliw rocznie oraz zakład w Monowicach, który produkował na bazie śląskiego węgla 75 000 ton benzyn rocznie. Za prawdziwie nowoczesny, produkujący paliwa i surowce chemiczne z węgla w technologii syntezy Fischera-Tropscha, uznaje się zakład przemysłowy Sasol 1, wybudowany w RPA w 1955 r. Obecnie na świecie – według danych DOE USA z czerwca 2016 r. – są zarejestrowane 284 komercyjne projekty wykorzystujące w różnej skali, technologię zgazowania, z czego na terenie Chin pracuje 187 a na terenie Stanów Zjednoczonych 59 zakładów przemysłowych. W funkcjonujących projektach zainstalowano ponad 550 instalacji zgazowania węgla, który obok biomasy oraz odpadów komunalnych, jest głównym surowcem do produkcji gazu syntezowego. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że tylko jedna z firm amerykańskich, zawarła obecnie kontrakty na budowę kolejnych 20 zakładów zgazowania węgla na terenie Chin. Rynek chiński stał się najbardziej dynamicznie rozwijającym się rynkiem w zakresie rozwoju czystych technologii węglowych. Projekty te mają być zrealizowane w okresie najbliższych 5 lat a każdy z nowo powstałych zakładów przemysłowych będzie posiadał od jednego do kilku systemów zgazowania węgla. Dodatkowo wielkie zainteresowane komercyjnym wykorzystaniem technologii zgazowania węgla wykazują takie kraje jak Indie, Australia czy Indonezja, więc należy oczekiwać, że w niedługim czasie będzie można usłyszeć o pierwszych realizacjach projektów i w tych krajach. Łączna wydajność instalacji zgazowania na świecie, w przeliczeniu na moc cieplną gazu syntezowego, wynosi ok. 300 tys. MWth, w tym zgazowujących węgiel ok. 250 tys. MWth. W Polsce – pomimo trwających już ponad kilkanaście lat dyskusji – nie zrealizowano żadnego przemysłowego projektu zgazowania węgla.

I tu dochodzimy do sedna problemu. Polska gospodarka węglem jest gospodarką rabunkową. Bardzo lubimy na różnych forach politycznych i gospodarczych powtarzać, że węgiel jest czarnym złotem, dobrem niemalże narodowym. Jeśli tak jest to szanujmy węgiel jak złoto a nie spalajmy go w niskiej jakości piecach, dopłacając jeszcze do jego wydobycia. Nie pozwólmy aby do kosztów wydobycia węgla, dokładały się koszty związane z ochroną środowiska, karami za zanieczyszczenie czy trudne wręcz do oszacowania koszty związane z opieką zdrowotną obywateli. Polski nie stać na dalsze marnotrawienie zasobów które posiada, nawet jeśli obecnie wydaje się że zasoby węgla pozwalają na w miarę stabilne zaspokajanie potrzeb energetycznych Kraju na najbliższe kilkadziesiąt lat. W polityce gospodarczej jednoznacznie powinniśmy postawić na przetwarzanie „stosunkowo” niedrogiego węgla w wysoko wartościowe produkty i półprodukty, które można sprzedać za bardzo przyzwoite pieniądze. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby Polska stała się europejskim liderem w procesie przetwarzania węgla – zwłaszcza tego niskiej jakości, odpadów węglowych czy zanieczyszczonych miałów – odchodząc jednocześnie od jego prymitywnego spalania. Transfer innowacyjnych technologii przemysłowych „czystego węgla” pozwoli na uruchomienie własnych prac badawczych na bazie pracujących instalacji i rozwijanie krajowego potencjału wytwórczego w zakresie chemicznej przeróbki węgla.

Nowoczesne technologie, w tym czyste technologie węglowe, dające możliwość produkcji paliw płynnych, to wielka szansa dla polskiej gospodarki. Ich sensowne wykorzystanie doprowadzi nie tylko do poprawy bezpieczeństwa energetycznego Kraju, poprzez wykorzystanie węgla jako surowca do produkcji paliw, co pozwoli na częściowe uniezależnienie się od importu, ale zwiększy też możliwości obronne państwa. Budowa dodatkowych, rozproszonych instalacji produkcji syntetycznych paliw, opartych na innych niż ropa naftowa surowcach, zwiększa bezpieczeństwo Kraju i będzie stanowiło strategiczne zapasy dla armii. W takim przypadku szczególną rolę będą odgrywały paliwa syntetyczne uzyskiwane w procesie Fischera-Tropscha, dla którego surowcem jest gaz syntezowy uzyskiwany ze zgazowania węgla.

Mając na względzie kwestie związane z bezpieczeństwem, w żadnym razie nie można pominąć korzyści gospodarczych wynikających z zastosowania czystych technologii węglowych. Tu przede wszystkim wskazałbym na kwestie związane z restrukturyzacją górnictwa, gdyż wykorzystanie materiałów węglowych do produkcji paliw syntetycznych otworzy nowy kierunek sprzedaży węgla, co wpłynie na poprawę efektywności zakładów górniczych. Ponadto, zagospodarowanie odpadów węglowych i węgli niskiej jakości zmniejszy wpływ działalności górniczej na środowisko a stosowanie paliw syntetycznych ograniczy emisje zanieczyszczeń występujących przy paliwach ropopochodnych.

W polskich warunkach, przy obecnym koszcie wydobycia węgla oraz mając na względzie, że węgiel nie jest wysokiej jakości, zgazowanie węgla wydaje się być bardzo dobrą alternatywą do jego spalania. Oczywiście zgazowanie węgla nie zastąpi spalania w klasycznych elektrowniach węglowych w celu zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego Kraju. Powinniśmy natomiast zacząć traktować węgiel a w szczególności jego niskokaloryczne odpady jako cenny surowiec, na bazie którego możemy zwiększyć bezpieczeństwo energetyczne poprzez produkcję paliw płynnych i gazowych (SNG) oraz wszelkiego rodzaju produktów i półproduktów chemicznych, które są albo importowane, albo produkowane na bazie surowców importowanych jak gaz naturalny i ropa naftowa. Jak mówi stare chińskie przysłowie : „Nawet dla pokonania najdłuższej drogi, trzeba wykonać pierwszy krok…”. Przywódcy Państwa Środka podjęli właśnie strategiczną decyzję o zamknięciu kilkuset niewydajnych elektrowni węglowych i wybudowaniu w ich miejsce tysięcy instalacji wykorzystujących nowoczesne technologie czystego węgla. Chcą na to przeznaczyć miliardy dolarów amerykańskich. Rozmach jest iście cesarski i robi globalne wrażenie… Ale może i Polska zrobi wreszcie swój „pierwszy krok” i zbuduje pierwszą, technologicznie zaawansowaną, instalację opartą na czystych technologiach węglowych i da dobry przykład – jeśli nie światu – to chociaż Europie … ?

– Jerzy Kurella, ekspert Instytutu Staszica

Mogą Ci się również spodobać

Ogrzewanie i chłodzenie z mniejszą emisją

Zużycie ciepła i chłodu to w UE około połowy energii konsumowanej, w 75 proc. ...

Niewykluczony partner branżowy do inwestycji Tauronu

Na przełomie tego i przyszłego roku Tauron może wyjść na rynek w poszukiwaniu kolejnego ...

Wstrzymany nabór do programu „Czyste powietrze”

Od 1 stycznia Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej tymczasowo wstrzymał nabór wniosków ...

Rosyjscy nafciarze bez pieniędzy

Koncerny wydobywcze nie mają już środków na bieżącą działalność. – Już dziś nafciarze nie ...

Rosja gotowa zwiększyć wydobycie ropy naftowej

Rosja ma wystarczające możliwości produkcyjne, by do rekordowego poziomu zwiększyć wydobycie ropy naftowej, ale ...

Uczynią ziemię wspaniałą czy usuną konkurentów

Ekologiczny świat można budować bez Ameryki, a nawet wbrew niej – uważa prezydent Francji ...