Zgazowanie węgla szansą polskiej chemii

• Strona główna
• Artykuły
• Zgazowanie węgla szansą polskiej chemii

2017-10-26  / Autor: Dominik Wójcicki

Po pierwsze oznaczałaby możliwość dywersyfikacji źródeł surowcowych, po drugie pozwoliłaby na produkcję metanolu i amoniaku, po trzecie stanowiłaby powrót do chemii węgla, po czwarte należałoby ją rozpatrywać pod kątem wzrostu bezpieczeństwa energetycznego państwa. Mówiąc w skrócie – w grę wchodzi inwestycja, która jest w stanie nadać przemysłowi chemicznemu zupełnie nową jakość jakości.

Jeśli nie to łupki to gaz syntezowy

- Zgazowanie węgla jest technologią sprawdzoną i bezpieczną. Jest ona wykorzystywana w wielu państwach świata i nie rodzi zagrożenia dla życia i zdrowia mieszkańców, jak również dla środowiska naturalnego. Współczesne instalacje osiągają najwyższe normy pod względem emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Zgazowanie węgla jest jedną z preferowanych technologii mających zapewnić Polsce bezpieczeństwo energetyczne oraz rozwój gospodarczy poprzez oparcie naszej energetyki i sektora chemicznego na rodzimych surowcach energetycznych. Jest też jednym z istotnych perspektywicznych kierunków wykorzystania wydobywanego w Polsce węgla. Rentowność każdej z inwestycji musi zostać przeanalizowana, jednakże na podstawie dotychczasowej wiedzy zebranej przez pracowników Ministerstwa Energii można wskazać w Polsce projekty, które w obecnych oraz przewidywanych uwarunkowaniach rynkowych i regulacyjnych osiągają atrakcyjne z perspektywy podmiotów gospodarczych wyniki. Jednym z zadań Ministerstwa Energii jest prowadzenie wiarygodnej i stabilnej polityki wobec sektora wydobycia węgla kamiennego w Polsce. Wszelkie inicjatywy pozwalające osiągnąć ten cel są zatem pozytywnie postrzegane przez ME, szczególnie w zakresie przyjaznego dla ludzi i środowiska wykorzystania węgla, pozwalającego jednocześnie na budowę rodzimej bazy przemysłowej. Dlatego też projekty z obszaru zgazowania węgla leżą w polu zainteresowania i są wspierane przez resort przeznaczony sektorowi energii. Projekt zgazowania węgla do karbochemii opracowywany przez Grupę Azoty może potencjalnie zostać objęty wsparciem finansowym ze środków publicznych – tłumaczy Michał Kurtyka, podsekretarz stanu w Ministerstwie Energii, dając jednocześnie zielone światło ze strony władz państwa na rozwój programu zgazowania węgla w Polsce.

- Jesteśmy po bardzo nieudanym projekcie łupkowym. Sukces w zgazowaniu węgla byłby zatem pewnego rodzaju psychoterapią – dodaje prof. Janusz Jurczak z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego oraz Instytutu Chemii Organicznej PAN.

I faktycznie prace idące w kierunku rozwoju projektu nabrały w ostatnim znacznego przyspieszenia, choć prawdą jest też, że swoje początki miały już znacznie wcześniej. Tylko Grupa Azoty nad projektem zgazowania węgla pracuje od ponad siedmiu lat.

W kwietniu tego roku wraz z Tauronem podpisała Grupa Azoty list intencyjny, będący kolejnym krokiem na drodze wdrażania w życie przedsięwzięcia. Warto w tym miejscu bliżej zastanowić się, co może dać polskiej branży chemicznej przywoływana inwestycja oraz na czym polega istota zgazowania węgla.

Czym jest zgazowanie węgla?

Każdy kraj ma własną, charakterystyczną dla siebie bazę energetyczną. W przypadku Rosji jest to np. ropa naftowa i gaz ziemny; w przypadku Norwegii - hydroenergia; w przypadku Stanów Zjednoczonych w coraz większym zakresie gaz łupkowy. W odniesieniu do naszego kraju w dalszym ciągu w grę wchodzi przede wszystkim węgiel i ta sytuacja nie zmieni się przez następne dziesięciolecia.

Patrząc zresztą na strukturę źródeł energii pierwotnej w państwach UE i w Polsce widać ogromne różnice. W UE głównym źródłem energii pierwotnej jest energia jądrowa (przypada na nią 29% ogólnej energii) i wyprzedza ona pod tym względem energię odnawialną (27%), paliwa stałe (19%), gaz ziemny (14%), ropę naftową (9%). W Polsce natomiast w strukturze źródeł energii pierwotnej dominują paliwa stałe (80%), przed energią odnawialną (13%), gazem ziemnym (5%) oraz ropą naftową (1%). Nasz kraj, przy wciąż większej produkcji węgla w porównaniu z jego zużyciem, zmuszony jest stale poszukiwać nowych sposobów jego wykorzystania, czego przykładem próba stawiania na węgiel, jako surowiec w energetyce (poprzez spalanie powietrzne, spalanie tlenowe oraz zgazowanie) oraz w chemii (poprzez zgazowanie).

W przypadku chemii proces polega na tym, iż węgiel i tlen trafiają do reaktora celem zgazowania, tam następuje konwersja CO, następnie ma miejsce usuwanie CO₂ i siarki i na koniec poprzez odpowiednie reakcje synteza metanolu lub amoniaku. Powstały gaz syntezowy można użyć do produkcji amoniaku i w dalszej kolejności nawozów lub do produkcji metanolu i w dalszej kolejności kwasu octowego, węglanu dimetylu, eteru dimetylowego oraz etylenu.

Jest zatem zgazowanie wysokosprawnym, referencyjnym procesem produkcji gazu syntezowego dla potrzeb chemii i energetyki. Zastosowane technologie wychwytywania dwutlenku węgla umożliwiają jego utylizację, m.in. jako surowca w syntezach chemicznych, co w chemii daje możliwość powrotu do starej polskiej specjalności, tj. karbochemii z wykorzystaniem innowacyjnie powiązanych technologicznie łańcuchów przetwórczych, w oparciu o proces zgazowania dowolnego surowca organicznego, w tym w szczególności węgla.

Opłacalność projektu

Zgazowanie węgla jest technologią, która jest uważana za taką, która może podnieść bezpieczeństwo energetyczne Polski oraz przyczynić się do rozwoju gospodarczego kraju poprzez oparcie naszej energetyki i sektora chemicznego na rodzimych surowcach energetycznych. Nie tylko bowiem zagospodarowuje posiadany już przez nas węgiel, ale też gwarantuje jego opłacalne wykorzystanie. Z perspektywy technologicznej i ekonomicznej podstawowym surowcem wykorzystywanym w procesie zgazowania w Polsce byłby węgiel kamienny.

Wprawdzie w tej chwili trudno jeszcze dokładnie oszacować skalę wykorzystania węgla kamiennego przeznaczonego do zgazowania – wiadomo tylko, że procesy brane pod uwagę są wykonalne i referencyjne i bazują na najlepszych dostępnych technologiach opracowanych przez firmy o światowej renomie - ale nie jest tajemnicą, że średniej wielkości instalacja zgazowania węgla do celów karbochemicznych zużywa rocznie ok. 1 mln ton węgla kamiennego. Tymczasem produkcja węgla kamiennego w Polsce w 2016 r. wyniosła ok. 70,366 mln ton. Na pewno więc zabezpieczenie dostaw węgla o odpowiednich parametrach (m.in. kaloryczność, zawartość siarki, chloru) nie stanowi i nie będzie stanowić bariery w przewidywalnej perspektywie długości życia instalacji zgazowania węgla (30-40 lat). Dotyczy to zarówno regionu Górnego Śląska, jak też Zagłębia Lubelskiego – w obu tych regionach występują pokłady węgla spełniającego wymogi techniczne konieczne do użycia w instalacjach zgazowania.

Realizacja omawianej inwestycji w oczywisty sposób poprawiłaby też bezpieczeństwo dostaw gazu. Dla polskiego przemysłu chemicznego i energetycznego oznaczałoby to obniżenie kosztu pozyskania gazu ziemnego z importu, głównego surowca do produkcji karbochemicznej oraz generalne zmniejszenie zależności polskiego przemysłu chemicznego i energetycznego od importu gazu ziemnego, jako podstawowego surowca dla branży chemicznej. Korzyścią byłoby zatem uzyskanie własnej bazy surowcowej niezależnej od światowych wahań cen ropy i gazu.

Gdy zresztą mowa o opłacalności produkcji, to warto uwzględnić też następujące czynniki odnoszące się do gazu ziemnego i węgla kamiennego. Unia Europejska w skali całego świata dysponuje zaledwie 0,9% udokumentowanych zasobów gazu ziemnego. Najwięcej jest go w Rumunii, Norwegii i Holandii, ale i tak są to ilości niewielkie. Tylko w latach 2010–2011 poziom udokumentowanych zasobów gazu ziemnego na świecie zwiększył się o 6,3%, podczas gdy w przypadku UE obniżył się o ok. 22%. Wniosek jest jeden: bazowanie na gazie ziemnym w przypadku Polski i UE jest strategią kosztowną i obarczoną ryzykiem.

W przypadku węgla kamiennego sytuacja jest zgoła inna. Na samą tylko Polskę przypada ok. 4,5% światowych zasobów węgla kamiennego. W Europie jesteśmy pod tym względem potęgą. Nasze zasoby węgla kamiennego stanowią ponad połowę zasobów stałych paliw kopalnych Europy.

CAŁY ARTYKUŁ ZNAJDĄ PAŃSTWO W NR 5/2017 DWUMIESIĘCZNIKA "CHEMIA I BIZNES". ZAPRASZAMY.

przemysł chemicznyGrupa AzotyenergetykawęgielTauron