Świrski: Czyste technologie węglowe. Mała nutka sceptycyzmu
– Technologie CCS, a właściwie teraz przekształcające się w CCU (Carpon Capture Utilization), przedstawiane są jako nadzieja na kontynuację eksploatacji elektrowni węglowych w zmieniającym się świecie nowych trendów energetyczno-klimatycznych. Zwykle oznaczających dekarbonizację i wysokie ceny emisji CO2 – pisze Prof. nzw. dr. hab. inż Konrad Świrski z Politechniki Warszawskiej i firmy Transition Technologies S.A.
Niestety do tej pory komercyjne instalacje CCS/CCU nie spełniały oczekiwań. O ile sama technologia separacji CO2 ze spalin jest już opanowana (jest to proces chemiczny z wykorzystaniem amin), to problemem staje się, co zrobić z oddzielonym CO2 – jak go transportować i następnie gdzie składować (albo zużyć). Problemem CCS/CCU nie jest więc „jak” ale „co dalej” ? Sprężenie oddzielonego CO2 i transport wymaga bardzo dużych ilości energii bo samego CO2 jest po prostu bardzo dużo (ok 13 proc. objętościowo w spalinach z kotłów energetycznych). Jeśli więc dobudować instalację CCS do klasycznego bloku energetycznego, to tracimy około 8 proc. sprawności – a wiec tak naprawdę cofamy się w rozwoju technologicznym do poziomu bloków z lat 60-tych ubiegłego wieku.
Instalacja Petra Nova jest szczególna – to nie zwykłe konwencjonalne, CCS ale połączenie separacji CO2 z komercyjnym wykorzystaniem dla zatłaczania w okoliczne złoża ropy naftowej. Instalacja zabudowana jest na części odprowadzenia spalin z bloku węglowego o mocy 610 MW (samo CCS odpowiada ilości spalin z generacji na poziomie 240 MW) i wykorzystuje już sprawdzoną komercyjnie technologię KM-CDR Process (Mitsubishi Heavy Industry). Aby oddzielić CO2 potrzebna jest także para procesowa wiec instalacja skłąda się nie tylko z układów chemicznych (absorber, regerenator) ale i dodatkowo wybudowanej elektrociepłowni (która nadwyżki energii i ciepła sprzedaje do miasta) – tu szczegóły http://www.nrg.com/generation/projects/petra-nova.
Kluczowe jest następnie przesłanie otrzymanego wolumenu1,4 mln ton CO2 rocznie ponad 130 kilometrowym rurociągiem do złoża w Jackson County i wpompowania na głębokość od 1600 do 2000 m , co finalnie podnosi wydajność wydobycia ropy z 300 do 3.000 (a wg niektórych źródeł nawet do 15.000) baryłek dziennie.
Budowa Petra Nova jest więc kombinacją kilku czynników. Oczywiście grantu rządowego Departamentu Energii (190 mln dol. – mniej więcej 20 proc.), ale połączenia inwestora (po części jest to także firma wydobywająca ropę) jak i efektywnego wykorzystania CO2 (w wydobyciu) i posiadania samego miejsca do składowania CO2. W ten sposób zmienia się ekonomika projektu (składowanie CO2 nie jest kosztem a może być zaliczone do przychodów, bo generuje zyski z wydobycia ropy). Ocenia się, że cały projekt Petra Nova będzie opłacalny przy poziomie cen ropy naftowej powyżej 55 dol. za baryłkę. Całość jest dość skomplikowana z punktu widzenia analizy zyskowności, bo w przychody zaliczane na pewno są też zyski ze zwiększonego wydobycia ropy, jak i dodatkowej produkcji energii i ciepła dla miasta jak i sama eliminacja CO2. Trudno więc to powtórzyć dla innych obiektów, a zwłaszcza dla samej elektrowni konwencjonalnej w warunkach europejskich Nie ma więc (przynajmniej na dziś) łatwo dostępnych danych o kosztach i szczegółowej analizy opłacalności.
Co wynika na przyszłość? Technologia ta jest obwieszczana jako ratunek dla węgla, ale powszechnie w USA ocenia się ją jako „too late, too little”. Pierwsza tak duża instalacja w czasie, kiedy strategiczny kierunek zmian w USA to powolne zamykanie elektrowni węglowych i zmiana wytwarzania na gaz wobec spadku cen surowca gazowego. Instalacje jak Petra Nova oczywiście mogą być interesujące i powtarzane, ale jak widać wyłącznie w przypadku połączenia CCS z wykorzystaniem otrzymanego CO2 do zatłaczania w złoża ropy naftowej (być może w przyszłości w inne podziemne zbiorniki). Widać, że problem, co zrobić z CO2 jest kluczowy i zbudować CCS można jeśli wokół są złoża ropy (lub gazu), gdzie CO2 można wykorzystać do procesu wydobycia. W warunkach polskich – jak sami widzimy raczej wątpliwe, a wyniki opłacalności działania Petra Nova w elektrowni Parish, trudno bezpośrednio przenosić na nasze krajowe podwórko.
