Promocja "czystego" węgla w działaniach Europejskiego Stowarzyszenia Węgla Kamiennego i Brunatnego (EURACOAL)

Wstęp

W 2006 roku minął czwarty rok działalności Europejskiego Stowarzyszenia Węgla Kamiennego i Brunatnego (EURACOAL), z siedzibą w Brukseli. EURACOAL będącego kontynuacją Europejskiego Stowarzyszenia Paliw Stałych (CECSO), a które zrzesza producentów oraz importerów i firmy zajmujące się obrotem węgla w Europie. Obecnie EURACOAL skupia 22 organizacje, z których każda grupuje przedsiębiorstwa związane z przemysłem paliw stałych z krajów Unii Europejskiej: Belgii, Bułgarii, Czech, Francji, Grecji, Hiszpanii, Niemiec, Polski, Rumunii, Węgier i Wielkiej Brytanii. Członkami o statusie obserwatora są również Bośnia i Serbia. W EURACOAL reprezentowane są dwie organizacje z Polski: Porozumienie Producentów Węgla Brunatnego (PPWB) oraz Związek Pracodawców Górnictwa Węgla Kamiennego (ZPGWK). Przedstawicielami PPWB w Komitecie Wykonawczym EURACOAL aktualnie są Prezes PPWB Stanisław Żuk i Wiceprezes PPWB Janusz Bojczuk.

Celem działalności EURACOAL było i jest wzmocnienie pozycji paliw stałych wobec konkurencji innych źródeł energii, a także reprezentowanie przemysłu węglowego na różnych forach europejskich. Główny nacisk w 2006 roku położony został na potrzebę sformułowania przez Unię Europejską własnej strategii na polu energii elektrycznej i polityki środowiska. Niezmiernie ważnymi były kwestie dotyczące zminimalizowania wpływu działalności górniczej oraz spalania węgla na środowisko. Jednym z najważniejszych działań prowadzonych już od kilku lat przez EURACOAL, jest promocja "Koncepcji czystego węgla", której celem jest głównie obniżenie emisji zanieczyszczeń pochodzących ze spalania węgla.

Obecna sytuacja węgla w Europie i na świecie

W ostatnich latach surowce energetyczne, w tym również węgiel znalazły się w centrum uwagi całego świata. Stało się tak ze względu na napiętą sytuację polityczną na Bliskim Wschodzie oraz wzrastające zapotrzebowanie na energię w najludniejszych i szybko rozwijających się krajach świata - Chinach i Indiach. Obie te tendencje nałożyły się na siebie, co w konsekwencji doprowadziło do szerokiej debaty politycznej dotyczącej polityki energetycznej w Unii Europejskiej. Przełożyło się to również na zmianę postrzegania roli węgla w Unii Europejskiej. Politycy zaczęli ponownie dostrzegać możliwości i korzyści wynikające ze stabilizującej roli tego paliwa na rynku energii elektrycznej.

W chwili obecnej Europa jest trzecim w świecie po Chinach i USA konsumentem węgla. Największymi producentami węgla kamiennego i brunatnego w Europie są Niemcy i Polska, w których wydobywa się 2/3 całości eksploatowanego w UE węgla (Rys. 1).

Jak widać na rysunku 1 w wielu krajach Unii Europejskiej węgiel ma istotne znaczenie dla gospodarki. Rynek energii elektrycznej zdominowany jest przez węgiel przede wszystkim w tych krajach, które posiadają największe rezerwy tego surowca. W Polsce ponad 95% energii elektrycznej pochodzi ze spalania węgla, w Grecji i Czechach około 60%, a w Niemczech i Bułgarii około 50%. Średnio w całej Unii Europejskiej 30% energii elektrycznej pozyskiwanej jest ze spalania węgla (Rys. 2). Należy przy tym podkreślić, że w dłuższym okresie czasu europejskie zasoby ropy i gazu będą się stopniowo wyczerpywać, co stwarza szansę dla węgla jako strategicznego paliwa dla sektora energetycznego, które również w przyszłości zapewni bezpieczeństwo zaopatrzenia w energię na naszym kontynencie.

Obecne prognozy wskazują, że do 2030 roku nastąpi w Europie ponad 50% wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną. Udział odnawialnych źródeł energii winien zwiększyć się w tym czasie z 13% do 19%, a gazu z 20% do 24%. W tym samym okresie przewiduje się bardzo niewielkie obniżenie udziału węgla z 29% do 28%, co oznacza istotny wzrost w liczbach bezwzględnych. Przeprowadzone analizy dotyczące przyszłości węgla wskazują także, że węgiel nadal będzie odgrywał kluczową rolę w światowej strukturze źródeł energii. Konkurencja ze strony gazu ziemnego może ograniczyć udział węgla w rynku niektórych państw, ale jest mało prawdopodobne, aby udział węgla w produkcji energii elektrycznej uległ w następnych 25. latach gwałtownemu obniżeniu. Można się więc spodziewać, że nawet w długim okresie czasu pozycja węgla jako paliwa stosowanego do produkcji energii elektrycznej pozostanie ustabilizowana.

Według "Długoterminowej prognozy rozwoju gospodarki paliwami i energią" do 2025 roku, również w Polsce przewidywany jest istotny wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną. Jej zużycie brutto wzrośnie od 141,5 TWh w roku 2003 do 274,1 TWh w roku 2025, tj. o 93%. W tym okresie przewiduje się wzrost zapotrzebowania na węgiel brunatny o około 10% (z 60,9 mln Mg w 2003 r. do około 67-70 mln Mg w 2025 roku).

Działalność EURACOAL dla promocji "czystego" węgla

Zapotrzebowanie na węgiel w krajach Unii Europejskiej będzie w wysokim stopniu zależne od polityki w zakresie ochrony środowiska, przede wszystkim dotyczącej zmian klimatycznych. Z tego też względu w 2004 roku EURACOAL przedstawił trzy-stopniową "Koncepcję Czystego Węgla" ("Clean Coal Concept"). Celem tego programu jest zapewnienie przyszłości dla przemysłu węglowego poprzez ciągły rozwój technologii umożliwiających "czyste" pozyskiwanie i spalanie węgla, a w konsekwencji szeroką społeczną akceptację węgla, jako ważnego paliwa. Zdefiniowane przez EURACOAL kolejne fazy realizacji tego programu są następujące (Rys. 3):

• faza I - redukcja emisji spalin SO₂, NO_x i pyłów z istniejących zakładów,
• faza II - poprawa efektywności spalania w nowych i istniejących zakładach,
• faza III - długookresowa wizja redukcji emisji spalin z elektrowni opalanych węglem poprzez przechwytywanie CO₂ i jego składowanie.

Celem wszystkich kolejno proponowanych faz jest zminimalizowanie wpływu spalania węgla na klimat oraz środowisko.

Duża redukcja "klasycznych" emisji (faza I) została już wprowadzona w życie w wielu państwach członkowskich UE; zbudowane zostały niezbędne instalacje, a w wielu innych są one planowane. Technologie te wdrażane są zgodnie z przepisami Wspólnoty.

Na podstawie dzisiejszych rozwiązań technologicznych uzasadnione jest oczekiwanie, że do 2020 roku nastąpi poprawa sprawności elektrowni opalanych węglem do powyżej 50% (faza II), a przez rozwinięcie innych technologii następować będzie dalsze poprawianie procesu oczyszczania gazów spalinowych. W ten sposób można będzie osiągnąć znaczącą redukcję wszystkich emisji, w stosunku do emisji ze starych instalacji, które wymagają nowych inwestycji.

Trzeci priorytet (faza III) zakłada wprowadzenie i rozwinięcie nowych technologii dla przechwytywania i składowania CO₂ (CCS), emitowanego z elektrowni opalanych węglem. Zgodnie z europejskimi i międzynarodowymi programami badawczymi gotowe do wdrożenia technologie przechwytywania i składowania CO₂ będą ekonomicznie uzasadnione od 2020 roku.

W celu przeprowadzenia prac badawczych i wdrożeniowych w tej dziedzinie powstała Platforma Technologiczna Zero emisji spalin z elektrowni pracujących na paliwach kopalnych (TP ZEP). Przewodniczącym Rady Doradczej Platformy jest profesor Kurt Häge z Niemieckiego Stowarzyszenia Przemysłu Węgla Brunatnego (DEBRIV), członek Komitetu Wykonawczego EURACOAL. W skład Platformy wchodzą m.in. przedstawiciele producentów energii elektrycznej (Vattenfall AB, E.ON Energie AG, Endesa Generation, RWE Power AG, ENEL, ENERGIE E2 A/S), dostawców urządzeń dla energetyki (ALSTOM, Foster Wheeler, Mitsui Babcock, Siemens AG, Air Liquide, Ansaldo Energia SpA), przemysłu naftowego i gazu, instytucji badawczych (IFP, CIRCE, GEUS, GIG, DGS) oraz instytucji pozarządowych. Przedstawicielem Polski jest dyrektor Głównego Instytutu Górniczego pan Józef Dubiński.

Prace Platformy obejmują m.in. ocenę nowych technologii oraz ocenę różnych alternatyw dla składowania CO₂. Planuje się by najpierw technologie te zostały sprawdzone w instalacjach badawczych. Do 2015 roku planuje się budowę dwunastu dużej skali zakładów demonstracyjnych wyposażonych w technologie do przechwytywania i składowania CO₂ (CCS). Swoje plany budowy zakładów pilotażowych i demonstracyjnych zapowiedziały Vattenfall i RWE. Na podstawie projektów pilotażowych i demonstracyjnych muszą zostać wybrane technologie, które zostaną zastosowane dla budowy instalacji na skalę przemysłową.

Obecne projekty zakładają składowanie CO₂ np. w podziemnych zbiornikach po ropie naftowej lub gazie. Wydaje się, że nie należy również wykluczać debaty dotyczącej mineralizacji CO₂ lub innego jego wykorzystania.

Problemy składowania CO₂ są zagadnieniami całkowicie nowymi, wymagającymi także regulacji prawnych zarówno na szczeblu europejskim jak i w poszczególnych państwach członkowskich. Dyskutując więc nad problemem składowania CO₂ należy przygotować i zaproponować niezbędne zapisy prawne.

Podsumowanie

Promocja "Koncepcji czystego węgla" ma na celu zapewnienie przyszłości dla przemysłu paliw stałych poprzez ciągły rozwój technologii umożliwiających "czyste" pozyskiwanie i spalanie węgla, a w konsekwencji szeroką społeczną akceptację węgla, jako ważnego i "czystego" paliwa. Zaproponowane przez EURACOAL kolejne fazy realizacji tej koncepcji mają na celu zminimalizowanie wpływu spalania węgla na klimat oraz środowisko.

Wstępne prace prowadzone w ramach Platformy Technologicznej wykazały, że w dziedzinie przechwytywania CO₂ i nade wszystko jego składowania, wymagane są znaczne wysiłki badawcze. Muszą być one wprowadzane stopniowo i w długim okresie czasu. Obejmują ocenę nowych technologii spalania, rozwój zintegrowanej koncepcji dla elektrowni, jak również ocenę różnych alternatyw dla składowania CO₂. Na podstawie zdobytej wiedzy zostaną wybrane technologie, które znajdą zastosowanie dla budowy instalacji pokazowych. Z dzisiejszej perspektywy można przyjąć, że komercyjne instalacje będą dostępne dopiero po 2020 roku. Dodatkowo, oprócz celu długookresowego, znaczącą redukcję CO₂ można uzyskać w międzyczasie, poprawiając sprawność spalania węgla w nowych, bardziej wydajnych instalacjach. Służyłoby to bezpiecznemu, zrównoważonemu i konkurencyjnemu zaopatrzeniu w energię, jak również spełnieniu wielu priorytetów przedstawionych w Zielonej Księdze. Ponadto stanowiłoby "most" umożliwiający przejście do przyszłości z przechwytywaniem i składowaniem CO₂.

Zwiększona sprawność wykorzystania węgla i w dłuższym okresie wizja przechwytywania i składowania CO₂, a więc bardzo niskiej albo nawet zerowej emisji z elektrowni przyczyni się do zrównoważonego zaopatrzenia w energię przy wykorzystaniu węgla.