Czy to koniec czy początek ery węgla?

Europa, w tym Polska odchodzi od węgla w celach energetycznych. Eksperci podkreślają, iż nie musi to być koniec wykorzystania tego surowca, wręcz przeciwnie może dać mu drugie życie poprzez zgazowanie i uwodornianie. Polska posiada najbogatsze złoża w Europie, co czyni ją potencjalnym liderem.

Węgiel kamienny i brunatny jako paliwo energetyczne przynajmniej w Europie odchodzi do historii. Przyczyną tego procesu jest negatywne jego oddziaływanie na środowisko i zdrowie człowieka, szczególni kiedy w jednym miejscu jest spalany w milionach ton. Coraz więcej ekspertów i naukowców w Polsce i na świecie twierdzi, iż energetyczne spalanie węgla, to czyste marnotrawstwo jego niezwykłych adekwatności, składników i otrzymywanych z niego składników.

Węgiel jest niedoceniany jednocześnie z tego powodu, iż jest stosunkowo łatwo dostępny i można go tanio wydobywać w dużych ilościach. Utrwalił się zwyczaj, iż nie szanuje się tego co ma się w wystarczającej ilości. Tym bardziej, o ile jego ilość znacząco przekracza nasze potrzeby. Dotyczy to zarówno krajowych zasobów węgla kamiennego i brunatnego, które przeznaczone są do prostego spalania w elektrowniach.

Nie przemijająca rola węgla

Technologia zgazowania węgla na szeroką skalę została zastosowana w przemyśle w minionym wieku. Już choćby z tego powodu jego spalanie stało się procesem nieopłacalnym, zanieczyszczającym atmosferę i mało efektywnym energetycznie. Już w XX wieku sięgnięto po nowe konkurujące z nim źródła energii jądrowej, a w tej chwili Odnawialnych Źródeł Energii (OZE).

W tej sytuacji węgiel dla celów energetycznych stał się niepotrzebny. Obrona jego poprzedniej roli ze względów czysto cywilizacyjnych jest skazana na porażkę. Historia znaczenia poszczególnych surowców potwierdza tezę, ze przemija ich najważniejsze znaczenie w danym okresie czasu, ale na zawsze zostają one wykorzystywane w rozwijającej się gospodarce. Przykładem mogą być kolejne epoki archeologiczne, kojarzone z przemijającymi surowcami, które do dziś utrzymały swoje znaczenie, choć w mniejszej niż poprzednio roli.

Nowa szansa

Dotyczy to również węgla kamiennego i brunatnego, których epoka wielkich kopalń prawdopodobnie już minęła i nie wróci, ale produkty pozyskiwane z węgla są przez cały czas pilnie poszukiwane na całym świecie. I to jest nowa szansa ekonomiczna dla górnictwa i przetwarzania węgla. Związane z tym dwa procesy zostały już zapoczątkowane w pierwszej połowie XX wieku. Potem o nich zapomniano, ze względu na dużo wygodniejsze surowce naturalne jak ropa naftowa i gaz ziemny, których wydobycie okazało się bardzo tanie.

Tak sytuacja wyglądała do końca minionego wieku, do kiedy dominowała epoka globalnego handlu, i wszystko można było na świecie kupić po konkurencyjnych cenach. Wraz z wejściem chińskiej gospodarki na światowy rynek i rozpoczęciem wojny na Ukrainie, epoka ta przeminęła na rzecz coraz bardziej dającego o sobie znać nacjonalizmu surowcowego. Szczególnie dotknął on kraje Europy, które ubogie są w surowce energetyczne.

Ograniczona rola OZE

Próby ich stuprocentowego zastąpienia węgla odnawialnymi źródłami energii teoretycznie są możliwe, ale w praktyce napotykają na przeszkody, których nie są w stanie ominąć. Do najważniejszej należy fakt, ze słońce nie zawsze świeci, a są okresy, kiedy też nie ma wiatru. Bywa też odwrotnie, iż przy sprzyjających okolicznościach chwilowe dostawy energii są tak duże, iż urządzenia te trzeba wyłączyć, aby sieć nie została zdewastowana. Na tym tle zarysowuje się nowa energetyczna i przemysłowa rola węgla kamiennego i brunatnego.

Uniwersalny surowiec

Państwowy Instytut Geologiczny (PIG) w Warszawie twierdzi, iż węgiel jest uniwersalnym surowcem wykorzystywanym w procesach chemicznych: wytlewania, uwodorniania i zgazowania węgla, w wyniku których otrzymuje się różnego rodzaju paliwa oraz produkty dla innych dziedzin przemysłu chemicznego (m.in. koks, gazy opałowe, paliwa silnikowe, benzol, smołę węglową i inne). Duże ilości węgla są zużywane w przemyśle metalurgicznym do opalania pieców hutniczych.

Węgiel kamienny jest także surowcem do produkcji kosmetyków, środków ochrony roślin, nawozów, materiałów wybuchowych, lekarstw, barwników do tkanin, środków zapachowych, a choćby ozdób jubilerskich. Jednocześnie polskie jego zasoby bilansowe wynoszą 64 miliardy ton, a przemysłowe nadające się do wydobycia wynoszą 4.0 mld ton. Zatem węgla dozgazowania starczy nam na setki, a może choćby na tysiące jeszcze lat, uwalniając nas od zawsze niepewnego importu zagranicznego gazu ziemnego.

Niemieckie odkrycie

Podczas drugiej wojny światowej niemiecki węgiel brunatny stał się podstawowym surowcem do produkcji benzyny i innych produktów ropopochodnych w ogromnych zakładach Leuna – Werke koło Merserburaga. Już w 1932 roku produkowały one 4 miliony ton „niemieckiej benzyny”.

Jeden z tego rodzaju zakładów przerabiających węgiel kamienny zbudowany został w Kędzierzynie – Blachowni na Śląsku Opolskim. Produkcja związana była z odkryciem uwodornienia węgla, którego autorem był wrocławski chemik Friedrich Bergius, za co w1931 roku otrzymał Nagrodę Nobla..

Zgazowanie naziemne

Drugą podobną technologią jest od XVIII wieku doskonalona metoda zgazowania węgla. Zastosowano dwie jej odmiany.: podziemnego i powierzchniowego zagazowania. Ta pierwsza w warunkach polskich tak ze względów środowiskowych, jak i ekonomicznych okazała się operacją mało wydajną. Przede wszystkim dlatego, iż górotwór węglowy jest zawodniony i spękany, aż do powierzchni ziemi i gaz może wydobywać się poza jego kontolą.

Pozostająnaziemne zgazowanie i jegopopularna wysokociśnieniowa technologia zintegrowanego cyklu zgazowania węgla (IGCC – Integrated Gasification Combined Cycle).. Polega ona na załadowaniu reaktora węglem i jego spalanie z dodawaniem czynników zgazowujących, takich jak powietrze, tlen. czy też para wodna. W zbliżonych do siebie proporcjach otrzymuje się gaz syntezowy składający się z metanu, tlenku węgla, dwutlenku węgla i wodoru. Zgazowanie węgla przy tej metodzie związanej jest z jednoczesna produkcją energii elektrycznej. Zainstalowane turbiny gazowo – parowe umożliwiają efektywne wykorzystanie gazu średniokalorycznego. Zintegrowane układy pozwalają osiągnąć wysokie sprawności termodynamiczne przy niskiej emisji zanieczyszczeń.

Naukowy promotor

Jednym z promotorów tej technologii jest Marek Sciążko, profesor Instytutu Chemii AGH w Krakowie. Z jego prac wynika, iż około 2,5 mld metrów sześciennych gazu ziemnego, można zastąpić przez gaz syntezowy, powstały ze zgazowania ok. 5 – 7 mln ton węgla. Twierdzi on, iż proces powierzchniowego zgazowania węgla jest dziś efektywny ekonomicznie,, był efektywny 10 lat temu i będzie również efektywny za 10 lat. Od trzydziestu paru lat na krajowych wyższych uczelniach opublikowano dziesiątki tego rodzaju prac i opinii naukowych, a wspierających ich medialnych promocji są setki. Niestety, jak dotychczas bez żadnych decyzji gospodarczych ze strony gospodarczej administracji.

Adam Maksymowicz