Gancarson: Zgazowanie węgla z Japonii do Polski? (ANALIZA)

– W sytuacji wyjątkowo dużej zależności Polski od węgla warto pochylić się nad nowymi technologiami pozyskiwania energii z tego paliwa ograniczającymi emisje gazów cieplarnianych – pisze Jacek Gancarson, współpracownik BiznesAlert.pl.

Całkowicie akceptuję to, że Polska potrzebuje bliżej się przyjrzeć naszej propozycji Funduszu Sprawiedliwej Transformacji – mówiła po zakończeniu rozmów w grudniu 2019 szefowa KE Ursula von der Leyen. – Polska jest krajem, który musi dogonić resztę, potrzebuje więcej czasu, żeby przejść przez szczegóły, ale to nie zmieni harmonogramu Komisji – dodawała.

Polska energetyka jest oparta na węglu

• wytwarzanie ciepła –  w 74 procentach
• wytwarzanie energii elektrycznej:  w 49 procentach węgiel kamienny i 29 procentach węgiel brunatny

Jednocześnie zgodnie z danym ENSTO Polska ma najwyższą w UE emisyjność  CO2 na 1 Kwh wytworzonej energii elektrycznej  (rys. 1.)

Ze względu na fakt, że Europejski Zielony Ład zakłada osiągnięcie neutralności klimatycznej do roku 2050 niezbędne staje się opracowanie przez Polskę potężnych zsynchronizowanych procesów zmniejszenia emisji CO2. Jest dużo do zrobienia, gdyż realizacja tego celu wymaga ożywienia zajętej polityką administracji gospodarczej w kierunku inicjacji i wspierania procesów gospodarczych.

Zastępowanie węgla w polskiej energetyce zeroemisyjnymi źródłami energii jak elektrownie atomowe czy OZE może mieć miejsce jedynie stopniowo. Nie uda się też uniknąć (przejściowego) częściowego zastępowania węgla gazem ziemnym i ciekłym.

Jednak w sytuacji wyjątkowo dużej zależności Polski od węgla warto pochylić się nad nowymi technologiami pozyskiwania energii z wegla ograniczającymi emisje gazów cieplarnianych.

Problematykę zwiększania sprawności elektrowni węglowych z wykorzystaniem nowych technologii wytwarzania syngazów przy jednoczesnym obniżaniu emisji zanieczyszczeń i CO2 najlepiej przedstawia wykres na rys 2.

Najkrócej mówiąc celem i zaletą japońskiego gazyfikatora EAGLE jest możliwość rozszerzenia zakresu parametrów możliwego do zastosowania paliwa węglowego i temperatury spalania w kierunku dotychczas stosowanych w nowoczesnych elektrowniach węglowych i dalszego zwiększania sprawności.

Odpowiedni projekt badawczo-rozwojowy jest realizowany od 2012 roku pod patronatem Organizacji Rozwoju Nowych Technologii Energetycznych i Przemysłowych na wyspie Osakikamimija w Japonii. W pilotażowej elektrowni Osaki CoolGen Project są kolejno montowane i testowane nowe urządzenia instalacji. Cechą charakterystyczną jest zastosowanie dwóch turbin: gazowej i parowej, z pomocą których sprawność rośnie do 46 a docelowo 55 procent.

1. Projektowanie i konstrukcja (2012-16) oraz rozruch (2017-18) instalacji wspomaganego nadmuchem tlenowym Połączonego Cyklu Zintegrowanej Gazyfikacji Węgla (PCZG) ang. Integrated Coal Gasification Combined Cycle – IGCC.
2. Projektowanie i konstrukcja (2016-19) oraz rozruch (2019-20) instalacji wspomaganego nadmuchem tlenowym PCZG z wychwytywaniem CO2.
3. Projektowanie i konstrukcja (2018-21) oraz rozruch (2021-22) instalacji Zintegrowanej Gazyfikacji z Ogniwami Paliwowymi (ZGOP) ang. Integrated Coal Gasification Fuel Cell Combined Cycle.

Każda faza projektu ma wyznaczone cele wdrożeniowe i jest  oceniana na podstawie mierzalnych parametrów technicznych i ekonomicznych.

I tak faza pierwsza miała na celu opanowanie procesu gazyfikacji węgla różnej gradacji, przetwarzania syngazów, uzyskania odpowiednio niskiej emisji zanieczyszczeń powietrza oraz odpowiednio wysokiej sprawności cieplnej (powyżej 40%). Wszystkie założone cele zostały osiągnięte.

Faza druga polegała na zastosowaniu węgla o wyższej kaloryczności, uzyskaniu sprawności wytwarzania energii elektrycznej 40 procent, opanowaniu procesu wychwytywania CO2 na poziomie 90 procent i czystości 99 procent oraz oszacowaniu kosztów jednostkowych. Dane są w trakcie analiz.

Faza trzecia obejmuje dołączenie i rozruch wytwarzania energii elektrycznej przez ogniwa paliwowe oraz rozszerzenie zakresu stosowanego paliwa na niektóre typy węgla kamiennego. Docelowa sprawność elektrowni wynosi 56 procent. Docelowy koszt wychwytywania CO2 to mniej niż 30 $/T.  Polski węgiel nie był testowany w Osaki CoalGen Project, ale według uzyskanych tam informacji węgiel o podobnych do testowanego w elektrowni parametrach powinien występować również w naszym kraju. Projekt nie obejmuje składowania CO2.

Ab móc w Polsce wdrożyć skutecznie wychwytywanie CO2 z energetyki węglowej niezbędne jest wdrożenie technologii podziemnego magazynowania CO2. Komisja Europejska odmówiła w 2012 roku finansowania pilotowego projektu wychwytywania i składowania CO2 przygotowanego kosztem 150 mln PLN w Elektrowni Bełchatów.  Być może teraz Komisja pragnąca wprowadzić Europejski Zielony Ład mogłaby jednak przeprosić się z polskim przemysłem węglowym przynajmniej w sprawie wdrażania systemu magazynowania CO2 w solankach najlepiej nadających się do tego celu i najliczniej występujących w Polsce. Inaczej pozostanie do dyspozycji budowa innych źródeł energii, w tym nowych technologii energetyki jądrowej (tj. takich, które nie będą zagrożone groźbą zamknięcia z powodu wyczerpania się dostępnego paliwa).