Górnictwo: czarne czy zielone?

 

Chiny są oczywiście niekwestionowanym liderem – w 2011 r. zdołały wydobyć 3,52 mld ton węgla, a w najbliższym czasie chcą przekroczyć poziom 4 mld ton. Z kolei inne światowe potęgi węglowe, takie jak USA, Indie, Australia czy Indonezja, nie zamierzają ograniczać wydobycia i wykorzystywania węgla, a wręcz będą zwiększać jego produkcję. Świat nie przejmuje się podejściem do węgla w Europie, gdzie wydobycie węgla systematycznie maleje. W 2011 r. kraje UE wyprodukowały 129,5 mln ton węgla kamiennego oraz 425,6 mln ton węgla brunatnego. Unijna polityka wobec węgla różni się od polityki światowej, a dokument „Energetyczna Mapa Drogowa 2050” wyraźnie wskazuje na odchodzenie od tego surowca. Niestety, wymogi środowiskowe UE, która ma ambicje bycia światowym liderem w walce z globalnym ociepleniem, stają się kluczową barierą dla rozwoju górnictwa węglowego w Unii. Tymczasem świat stawia na maksymalne wykorzystanie złóż węgla, modernizuje i rozwija górnictwo węglowe oraz nowoczesne technologie spalania i chemicznego wykorzystania węgla. Przykładowo kraje BRIC (Brazylia, Rosja, Indie, Chiny) już zawarły pewien alians w zakresie gospodarki surowcowej i dynamicznie się rozwijają.

Dzisiaj w Polsce mówi się o gospodarce niskoemisyjnej, a nie o niskowęglowej, i to jest prawidłowe. Priorytetem jest poprawa efektywności energetycznej, skutkująca funkcjonowaniem w naszym kraju właśnie niskoemisyjnej energetyki. Wyzwaniem dla Polski jest więc pokazanie, że węgiel dzięki czystym technologiom może być źródłem takiej energii. Czyste technologie węglowe są potrzebne nie tylko Polsce, ale także innym krajom UE – jest ona bowiem trzecim na świecie konsumentem paliwa węglowego, po Chinach i USA. Poprawa efektywności energetycznej jest możliwa, np. poprzez wzrost sprawności energetycznej bloków elektrowni. Budując nowoczesne elektrownie węglowe o wysokiej sprawności, będziemy mogli spełnić postulat gospodarki niskoemisyjnej, tym samym ograniczając emisję CO₂. Polska elektroenergetyka posiada w tym obszarze spore możliwości redukcji emisji CO₂, chociażby z uwagi na to, że wiele bloków jest przestarzałych i wymaga wymiany. Poprawa sprawności wytwarzania energii elektrycznej o 10% spowoduje, że emisja CO₂ zmniejszy się o blisko 20%. Z kolei wyraźnie wyższe limity redukcji, a szczególnie te, które sformułowała „Energetyczna Mapa Drogowa 2050”, są raczej niemożliwe do osiągnięcia. Czyste technologie węglowe to szeroki wachlarz rozwiązań technicznych i technologicznych, które poza wspomnianą poprawą sprawności energetycznej będą obniżały emisję gazową i pyłową, związaną ze stosowaniem paliwa węglowego.

 

Wdrażanie zaawansowanych technologii karboenergetycznych i karbochemicznych, a zwłaszcza rozwijanie wysoko sprawnych, niskoemisyjnych i czystych technologii wykorzystania węgla, ukierunkowanych na maksymalne pozyskanie jego energii chemicznej, jest procesem wieloletnim. Są to jednak działania niezbędne do utrzymania równowagi w polskiej gospodarce surowcowo-energetycznej. Wymaga to wielu prac badawczych, a potem wdrożeniowych. Ważna jest gradacja tych prac i koncentracja działań na tych rozwiązaniach, które mogą najszybciej przynieść konkretne efekty. Takie prace są obecnie realizowane w ramach strategicznego projektu badawczego pt. „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”, finansowanego przez Narodowe Centrum Badan i Rozwoju. Dzięki niemu rozwijane są różne technologie poprawiające sprawność energetyczną wykorzystania paliwa węglowego wraz z ograniczeniem emisji CO₂. Do takich należy np. technologia spalania w tlenie, tzw. oxy-spalanie. Ważny jest także rozwój zgazowania węgla, zarówno w wariancie powierzchniowym, jak i podziemnym.

 

Obecnie nie wynaleziono zeroemisyjnej technologii spalania węgla i raczej trudno powiedzieć, czy taka kiedykolwiek powstanie. Aktualnie jedną z rozwijanych koncepcji o wysokim potencjale obniżenia emisji CO₂ jest wspomniane już oxy-spalanie. W zabrzańskim Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla, z którym GIG wspólnie tworzy Centrum Czystych Technologii Węglowych, trwa obecnie budowa nowatorskiej instalacji, właśnie do badania procesów oxy-spalania i zgazowania paliw pod ciśnieniem do 1,5 MPa, opartego o reaktor fluidalny. Technologia ta ma szansę przyczynić się do wyraźnego spadku emisji CO₂ w procesach energetycznego wykorzystania węgla. W przyszłości w tym dążeniu do zeroemisyjności kluczowe będą prace nad użytecznym wykorzystaniem CO₂, powstającego w technologiach stosujących paliwo węglowe. Mam na myśli zarówno procesy chemiczne, jak i inne. Wówczas ich sprzężenie z technologiami energetycznymi może w istotny sposób przyczynić się do redukcji emisji CO₂ i zbliżyć nas do zeroemisyjnej energetyki węglowej.

 

Technologia CCS, tak jak inne nowoczesne rozwiązania, wiąże się z wysokimi kosztami. Nie mamy doświadczeń ze stosowania tej technologii w dużej, przemysłowej skali. Tymczasem mówi się, że proces magazynowania CO₂ w strukturach geologicznych jest sprawą oczywistą, a proces nie będzie powodował żadnych problemów technicznych, środowiskowych czy też społecznych. Należy mieć świadomość, że wychwyt CO₂ ze strumienia gazów odlotowych to w praktyce tworzenie swego rodzaju fabryki chemicznej, która do separacji CO₂ potrzebuje ok. 10% energii produkowanej przez blok energetyczny elektrowni. Z jednej strony CCS ma ograniczyć emisję CO₂, a z drugiej obniża sprawność bloku. Oznacza to, że do wyprodukowania określonej ilości energii elektrycznej będziemy zużywać więcej paliwa węglowego. To pewnego rodzaju paradoks. Drugim elementem technologii CCS jest transport CO₂ na miejsce jego składowania i zatłaczania. Na tym etapie również mogą pojawić się różnego rodzaju problemy. Z reguły rzadkie będą przypadki, kiedy miejsce składowania CO₂ znajdzie się blisko elektrowni. Raczej konieczne okaże się pokonywanie kilkudziesięciokilometrowych odległości, co może wymagać budowy rurociągu transportującego CO₂. Bez wątpienia kluczowy będzie czynnik społecznej akceptacji dla stosowania takiej technologii. Myślę, że tylko w niektórych miejscach, gdzie istnieją wyjątkowo korzystne warunki geologiczne, będzie możliwe bezpieczne składowanie większych ilości CO₂. Jeżeli mamy obniżać emisję dwutlenku węgla, to świat powinien bezwzględnie szukać innych dróg niż CCS.

 

Polski miks energetyczny jest określony w dokumencie rządowym „Polityka energetyczna Polski 2030” i aktualnie opiera się na modelu węglowo-gazowo-jądrowym. Jego struktura zmienia się w określonych horyzontach czasowych do 2030 r. Miks energetyczny nie jest pojęciem stabilnym i musi być weryfikowany oraz aktualizowany w odniesieniu do zmieniających się uwarunkowań krajowych i światowych. W polskim miksie energetycznym wiele może zmienić np. pozyskiwanie lub nie gazu z łupków. Do 2030 r. węgiel kamienny i brunatny odegrają główną rolę. Musimy mieć świadomość, że Polska posiada własne zasoby węgla kamiennego i szczególnie bogate zasoby węgla brunatnego. Są one zlokalizowane przede wszystkim na obszarach dzisiaj niezagospodarowanych górniczo. W przypadku korzystania tylko z zasobów węgla kamiennego znajdujących się na terenach zagospodarowanych górniczo, działalność wielu kopalń będzie w kolejnych dziesięcioleciach coraz bardziej utrudniona ze względu na wyczerpywanie się złoża, aż w końcu stanie się niemożliwa. Bez inwestycji w nowe pola górnicze w górnictwie węgla kamiennego działalność produkcyjna w 2050 r. może być ograniczona do pracy kilku kopalń w rejonie górnośląskim i lubelskim. Lepiej jest, jeśli chodzi o węgiel brunatny, ale warunkiem długoterminowego powodzenia są inwestycje oraz ochrona złóż w planach zagospodarowania powierzchni. Przewidywanie roli węgla w 2050 r. jest trudne dynamicznie zmieniającej się sytuacji na świecie. Nie wiemy, na ile środowiskowe wymagania będą restrykcyjne dla paliw kopalnych, jak rozwiną się i czy będą dostępne czyste technologie węglowe, jak zmieni się klimat, co stanie się z gazem z łupków itp. Dzisiaj odchodzenie od polskiego węgla – źródła taniej energii – bo tak robią lub chcą inni, byłoby działaniem wysoce nierozsądnym i niebezpiecznym dla polskiej gospodarki i społeczeństwa.

 

„Zielone górnictwo” to hasło, którym dzisiaj posługuje się bardzo często wiele górniczych krajów na świecie. Według mnie, to wyraża ono wolę ludzi zarządzających górniczymi firmami w zakresie troski i dbałości o środowisko naturalne, które pod wpływem działalności górniczej ulega w większym lub mniejszym stopniu określonym zmianom. Ma to przejawiać się w takim planowaniu i projektowaniu oraz realizacji działalności górniczej, aby jej negatywne skutki maksymalnie ograniczyć. Niemożliwe jest prowadzenie działalności górniczej, która nie będzie oddziaływać na środowisko. Dzisiaj „zielone górnictwo” to kluczowy element zrównoważonego rozwoju górnictwa, niezwykle ważny z punktu widzenia społecznej akceptacji działalności górniczej. „Zielone górnictwo” to dbałość o środowisko wodne, powietrze i powierzchnię w szerokim rozumieniu tego słowa. Przykładów „zielonej” działalności górnictwa węglowego jest dzisiaj wiele. Należą do nich m.in. pozyskiwanie i utylizacja metanu wyzwalającego się podczas eksploatacji. Jest on źródłem czystej energii, a zarazem gazem cieplarnianym ponad dwadzieścia razy bardziej aktywnym niż dwutlenek węgla. Inny przykład to zagospodarowanie odpadów górniczych i pogórniczych, polegające na rekultywacji i przywracaniu terenom pogórniczym nowych gospodarczych i turystycznych. Jest to szczególnie widoczne na obszarach zakończonej eksploatacji odkrywkowej złóż węgla brunatnego. Niezwykle ważny spośród problemów środowiskowych jest aspekt społeczny. Wszak to ludzie – mieszkańcy – oceniają, czy górnictwo jest „zielone”, czy też nadal „czarne”. Dzisiaj mieszkańcy terenów narażonych na wpływ działalności górniczej oczekują szybkiej reakcji ze strony przedsiębiorców górniczych w przypadku zaistnienia szkód, a także partnerskiej komunikacji w różnych kwestiach w ramach relacji kopalnia – mieszkańcy.