Węgiel brunatny bez odkrywki

18 kwietnia br. w siedzibie KGHM Cuprum we Wrocławiu odbędzie się spotkanie poświęcone możliwościom realizacji projektu eksploatacji złóż węgla brunatnego z zastosowaniem technologii zgazowania termicznego UCG/ULG – underground coal/lignite gasification.

Do udziału w spotkaniu zaproszono przedstawiciele wyższych uczelni i instytutów naukowych z Politechniki Wrocławskiej, Uniwersytetu Wrocławskiego oraz Dolnośląskiego Centrum Zaawansowanych Technologii. W programie znalazła się m.in. prezentacja wyników projektów realizowanych w wielu krajach świata dotyczących technologii podziemnego zgazowania węgla w tym brunatnego, a także referat, poruszający kwestie bezpieczeństwa energetycznego w kontekście zasobów węgla brunatnego w Polsce i Europie.

 - Dolny Śląsk może stać się europejskim liderem na rzecz opracowania technologii efektywnego wykorzystania swoich zasobów węgla brunatnego i kamiennego do produkcji paliw syntetycznych i energii elektrycznej oraz odnawialnych źródeł energii, np. w ramach dolnośląskiego programu EIT+. Sądzę, że wiele krajów UE, posiadających zasoby tego węgla wsparłoby nasz projekt, gdyby uzyskał poparcie Komisji Europejskiej - dodaje Henryk Karaś, prezes KGHM Cuprum, a jednocześnie przewodniczący Europejskiej Platformy Technologicznej Zasobów Surowcowych.

Metoda ta swój początek zawdzięcza wielu badaniom i próbom w skali laboratoryjnej i półprzemysłowej prowadzonym od lat 30. XX wieku w dawnym Związku Radzieckim, w USA, Kanadzie, Australii, Chinach i Indiach. Badania w skali pilotowej były prowadzone również w Unii Europejskiej (1997r. – Hiszpania). Pomimo zachęcających wyników nie kontynuowano ich na szerszą skalę. Powodem tego był nadmierny optymizm Brukseli, co do utrzymania się niskich cen na rynku paliwowym oraz niedocenianie węgla jako istotnego nośnika energii, ważnego z punku widzenia bezpieczeństwa energetycznego wielu krajów UE w tym Polski.

Podziemna gazyfikacja węgla dzięki konsekwentnie prowadzonym badaniom w ciągu ostatnich lat uległa znacznemu udoskonaleniu. Obecny stan techniki pozwala bardziej optymistycznie patrzeć na możliwość jej zastosowana na skalę przemysłową w Polsce. Ostatnie przykłady zastosowań przemysłowych w takich krajach jak: Rosja, Australia, Kanada i RPA mogą dać impuls do przygotowania i realizacji podobnego projektu na Dolnym Śląsku w oparciu o leżące tu najbogatsze w Polsce złoża węgla brunatnego oraz kadrę polskich instytucji naukowo-badawczych.

Ideą projektu jest opracowanie koncepcji nowej technologii, pozwalającej na wykorzystanie złóż węgla brunatnego – polskich i europejskich – które z uwagi na uwarunkowania ekonomiczne nie mogą być eksploatowane tradycyjnymi metodami. Uwarunkowaniami takimi może być np. zbyt duża głębokość i położenie złoża, niekorzystna infrastruktura bądź znaczne zaludnienie na terenach zalegania złoża. Nowa metoda stwarza więc możliwość wykorzystania małych, czy też położonych w znacznych odległościach od elektrowni złóż, których eksploatacja tradycyjnymi metodami byłaby nieopłacalna.

Biogazyfikacja węgla brunatnego to innowacyjna technologia podziemnego przetwarzania węgla brunatnego w gaz przy pomocy specyficznych grup mikroorganizmów (bakterii). Idea projektu badawczego powstała w KGHM Cuprum, centrum badawczym, które jest liderem stworzonego w tym celu międzynarodowego konsorcjum. Pod koniec lutego br wniosek o dotację na realizację projektu został złożony w Brukseli. A jest o co powalczyć – liczymy na 4 mln euro dofinansowania z unijnego programu, dotyczącego nowoczesnych technologii w temacie Energia (7 Ramowy Program UE). Rozstrzygnięcie pierwszego etapu konkursu może nastąpić jeszcze w kwietniu/maju br.

Na większą skalę – poza skalą laboratoryjną - proces biogazyfikacji węgla nie jest jeszcze przetestowany. Przyczyną tego może być fakt, że biogazyfikacja węgla jest zjawiskiem trudnym, wymagającym współdziałania szeregu mikroorganizmów i ściśle określonych warunków. Firma Arctech Inc. z USA, która wchodzi w skład konsorcjum projektu, dowiodła, że jest w stanie osiągnąć dobre wydajności procesu biogazyfikacji węgla w laboratorium na powierzchni, a nawet poprzez dobór odpowiednich mikroorganizmów i warunków procesu, odpowiednio nim sterować, uzyskując pożądane produkty. Arctech poza produkcją gazu, doskonale wykorzystuje także półprodukty procesu biogazyfikacji do produkcji nawozów. Do rozkładu węgla brunatnego Arctech wykorzystuje mikroflorę wyizolowaną z…. jelit termitów.

Biologiczny rozkład węgla, prowadzący najpierw do bioupłynnienia materii organicznej, a potem do powstania biogazu jest procesem zachodzącym w warunkach bliskim warunkom otoczenia (np. temperatura), a także w warunkach beztlenowych - co nie jest bez znaczenia z punktu widzenia prowadzenia procesu pod ziemią. Główną siłą napędową jest działanie specyficznych grup mikroorganizmów, dla których rozkład złożonych związków węgla organicznego jest podstawowym źródłem energii. Poszukiwane w tym celu mikroorganizmy izolowano również z żołądków przeżuwaczy (np. krów), kompostów oraz wielu innych miejsc, w których zachodzą beztlenowe procesy rozkładu złożonych związków organicznych (osadniki nieczynnych kopalń węgla). Biogazyfikacja jest kilkuetapowym procesem rozkładu złożonej węglowej matrycy organicznej, poczynając od powstania złożonych związków organicznych, po związki bardziej proste, aż do powstania w ostatnim etapie biogazu o wysokiej zawartości metanu (mogącą wynosić nawet 70 -80%).

Liderem projektu jest KGHM Cuprum, ale nad jego przygotowaniem pracują także inni uczestnicy (dokładnie 12) specjalnie na tę okazję powołanego międzynarodowego konsorcjum: uczelnie i instytuty badawcze oraz partnerzy biznesowi z Polski (np. BOT Bełchatów), Czech, USA, Wielkiej Brytanii, Niemiec, Ukrainy i Szwecji, Holandii oraz Włoch.

Aktualnie projekt jest na etapie weryfikacji przez Komisję Europejską, jeśli zostanie zaakceptowany i przejdzie drugi etap oceny, koncepcja nowej technologii, oparta zarówno na wynikach badań laboratoryjnych, jak i testów w większej skali, przedstawiona zostanie za ok. 4 lata. W tym czasie przetestowane zostaną próbki węgli (brunatnego i bitumicznego) z pięciu krajów europejskich: Polski, Niemiec, Ukrainy, Czech i Włoch.