nr 71
Piątek 10.09.2010 - Łukasza, Mikołaja, Pulcherii
szukaj na stronach > WEGIEL BRUNATNY
strona glowna

Dziesięć atutów branży węgla brunatnego w Polsce, czyli Węgiel brunatny optymalnym paliwem dla polskiej energetyki w I połowie XXI wieku

Streszczenie

Nasz kraj posiada doświadczenia zdobyte na przestrzeni ponad 60. lat w zakresie prac podstawowych i pomocniczych związanych m.in. z odwodnieniem górotworu, technologiami urabiania, transportu i zwałowania nadkładu oraz składowania węgla, jak również metodami rekultywacji terenów pogórniczych. Polska posiada bogate zasoby węgla brunatnego. Dzisiejsza wiedza oraz opanowanie "sztuki górniczej" eksploatacji węgla brunatnego plasują krajowe górnictwo odkrywkowe w światowej czołówce. Można śmiało powiedzieć, że powstała "polska szkoła górnictwa węgla brunatnego". Rolę węgla w utrzymywaniu bezpieczeństwa energetycznego doceniają również politycy Unii Europejskiej, a inicjatywy podejmowane dla opanowania technologii niskoemisyjnej produkcji energii elektrycznej Rada Europejska uznaje za kluczowe elementy programu przeciwdziałania zmianom klimatu. Przewiduje się, że nowe technologie zmienią sposoby wykorzystania oraz metody przetwarzania tego paliwa na jeszcze bardziej efektywne i przyjazne środowisku naturalnemu. Stworzy to szanse na zastosowanie tych technologii w zagospodarowaniu szeregu złóż perspektywicznych oraz utrzymaniu znaczącej roli węgla brunatnego w polskiej gospodarce w I połowie XXI wieku.

Wstęp

Górnictwo węgla brunatnego w Polsce ma bogate tradycje. Od zarania dziejów ludzkość wykorzystywała surowce leżące najczęściej na powierzchni ziemi. Wraz z rozwojem techniki i technologii górniczych zaczęto sięgać do głębszych warstw górotworu. Głębokość zalegania złóż decydowała o wyborze sposobu eksploatacji: podziemnej lub odkrywkowej. O kopalniach istniejących między Odrą i Wisłą dowiedzieć się można z zapisów pochodzących z XVIII wieku. W tym czasie najwięcej kopalń węgla brunatnego powstało na Łużycach i Ziemi Lubuskiej. Do roku 1945 na obecnych terenach Polski działały 352 kopalnie, wydobywające węgiel brunatny. Po zakończeniu II wojny światowej w granicach naszego kraju znalazły się kopalnie podziemne i odkrywkowe, z których część podjęła pracę zaraz po zakończeniu działań wojennych. W obecnym województwie lubuskim odnotowano ich w tym czasie aż 172, dalej w województwie dolnośląskim - 67 i śląskim - 39. Pojedyncze kopalnie działały także w województwie łódzkim i mazowieckim. Obecnie branża węgla brunatnego w Polsce składa się z pięciu odkrywkowych kopalń węgla brunatnego i pięciu elektrowni opalanych tym paliwem. Kopalnie te rozpoczęły zdejmowanie nadkładu i wydobycie węgla w następujących latach [1, 4]:

KWB "Adamów" - nadkład w 1959 roku, węgiel w 1964 roku,
PGE KWB Bełchatów - nadkład w 1977 roku, węgiel w 1980 roku,
KWB "Konin" - nadkład w 1945 roku, węgiel w 1947 roku,
PGE KWB Turów - nadkład w 1947 roku, węgiel w 1947 roku,
KWB "Sieniawa" - początek wydobycia węgla około 1853 roku.

Natomiast elektrownie opalane węglem brunatnym o łącznej obecnie mocy około 8.997 MW rozpoczęły pracę w następujących okresach:

Elektrownia "Konin" - 1958 rok, o mocy 600 MW, obecnie o 193 MW
Elektrownia "Adamów" - 1964 rok, o mocy 600 MW,
Elektrownia "Pątnów" - 1967 rok, o mocy 1.200 MW w Pątnów I, 2008 rok, o mocy 464 MW w Pątnów II,
Elektrownia Turów - 1962 rok, o mocy 2.100 MW,
Elektrownia Bełchatów - 1981 rok, obecnie o mocy 4.440 MW.

Od początku działalności w polskich kopalniach węgla brunatnego wydobyto około 2.369 mld Mg węgla, zdejmując łącznie ponad 9.300 mld m3 nadkładu. W 2008 roku wydobyto 59,8 mln Mg węgla i zdjęto 242,2 mln m3 nadkładu. Ilość wydobytego węgla, zdjętego nadkładu i wypompowanej wody oraz średnie wskaźniki N:W i zawodnienia w kopalniach od początku działalności przedstawiono w tabeli 1 [7, 9].

Tabela 1. Ilość wydobytego węgla, zdjętego nadkładu i wypompowanej wody oraz średnie wskaźniki N:W i zawodnienia w kopalniach od początku działalności do końca 2008 roku [9].

Kopalnia Węgiel
[mln Mg]
Nadkład
[mln m3]
Wskaźnik N:W
(objętościowy)
[m3/Mg]
Ilość wody wypompowanej
[mln m3]
Średni wskaźnik zawodnienia
[m3/Mg]
Adamów 177,9 1.170,4 6,58 2.911 16,36
Bełchatów 816,1 3.477,5 4,26 7.106 8,71
Konin 534,9 2.811,1 5,25 4.368 8,17
Turów 840,2 1.841,4 2,19 886 1,05
Łącznie 2.369,1 9.300,4 3,93 14.539 6,14

Przyszłość branży węgla brunatnego w Polsce

W Polsce węgiel brunatny jak i kamienny nie tylko pozostaje najtańszym źródłem energii, ale też jedynym, dzięki któremu jesteśmy jako kraj samowystarczalni pod względem energetycznym. Europa w 2030 roku będzie posiadała tylko 30% własnych surowców energetycznych i będzie uzależniona od dostawców zewnętrznych. Znawcy tematów gospodarczych przewidują, że surowce energetyczne będą "strategiczną bronią" XXI wieku. W tej sytuacji gospodarczej i energetycznej w XXI wieku bardzo ważnym zagadnieniem dla naszego kraju jest utrzymanie możliwości znacznego pokrycia potrzeb energetycznych z własnych surowców energetycznych. Możliwości energetyki wodnej czy wiatrowej są ograniczone. Zapowiadana energia atomowa to jeszcze daleka przyszłość. Obecnie około 95% energii elektrycznej produkowane jest z węgla brunatnego i kamiennego. Z powodów technicznych i ekonomicznych - wbrew niektórym opiniom - naszego kraju nie stać na szybką zmianę tego stanu. Węgiel w tej sytuacji jest i będzie przez wiele dekad XXI wieku dominującym paliwem dla naszych bloków energetycznych. Ta świadomość winna być strategicznym wyznacznikiem dla ekip rządzących i polityków. Światowe wydobycie węgla do 2030 roku wzrośnie ponad dwa razy. W tej sytuacji problem CO2 nie jest wyznacznikiem dla świata, a tym bardziej nie może być i dla naszego kraju. Przykładem są tutaj Niemcy. Wydobywają 180 mln Mg węgla brunatnego rocznie i taki poziom planują utrzymać do połowy XXI wieku. Obecne wydobycie naszego węgla stanowi ok. 2% wydobycia na naszym globie, a za ponad 20 lat będzie stanowić tylko 1%. Przeciwnicy energetyki węglowej głoszą, że węgiel jest naszym przekleństwem. Słysząc takie opinie warto sięgnąć pamięcią wstecz i przywołać kryzysy energetyczne z poprzednich dekad, które dotyczyły głównie ropy i gazu ziemnego. Powodowały one konflikty regionalne i gwałtowne skoki cen. Również ostatni zimowy kryzys gazowy nie przekonał zwolenników podobnych opinii, czym jest niezależność paliwowa! Polska posiada - jako jeden z nielicznych krajów na świecie - wszystkie najważniejsze atuty dla rozwoju branży węgla brunatnego. Nasz kraj winien te atuty wykorzystać. To jest podstawowa zasada gospodarcza na świecie. Najpierw opiera się energetykę na rodzimych surowcach energetycznych, a dopiero w drugim etapie uzależnia się od surowców importowanych.

Najważniejsze atuty, które wyróżniają polskie górnictwo węgla brunatnego na tle gospodarki krajowej i górnictwa europejskiego zestawiono w układzie 10 atrybutów:

Atut 1. Potrzeba zwiększenia produkcji energii elektrycznej w Polsce

Światowa i polska gospodarka potrzebuje energii, zarówno energii pierwotnej jak i energii elektrycznej. Potrzeby energetyczne mają tendencję ciągłego wzrostu. Prognozy dla świata przewidują wzrost zużycia energii pierwotnej o 25% co 10 lat. Natomiast wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną jest jeszcze większy i szacuje się go na ponad 30% co 10 lat. Prognozy różnych ośrodków badawczych w naszym kraju w latach 2005-2009 zakładały wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną Polski od 40% do 120% do 2030 roku. Opracowywane Polityki Energetyczne w tym okresie i Raporty różnią się w swoich prognozach o ponad 100%. Jedne z ostatnio podawanych prognoz, obarczone wpływem "kryzysu finansowo-gospodarczego", te przewidywania jeszcze obniżają. Zdaniem autorów niniejszego artykułu nie można sytuacji "kryzysu" przenosić jak "kalkę" i prognozować w ten sposób obniżenie zapotrzebowania na energię. Na tym tle każde opracowanie różni się na niekorzyść branży węgla brunatnego. Polityka Energetyczna z 2005 roku zakładała wydobycie węgla w 2030 roku na poziomie 66 mln Mg, a obecna Polityka, która jest aktualnie w zatwierdzaniu tylko 45,7 mln Mg w 2030 roku. Te zapisy powodują potrzebę zamykania kopalń węgla brunatnego, a nie ich rozwój. Prognozy powyższe budzą zaniepokojenie branży węgla brunatnego. Zaniepokojenie powyższe wynika z faktu niedoceniania możliwości produkcyjnych branży węgla brunatnego w XXI wieku w Polsce, a opierania produkcji energii elektrycznej w pewnym stopniu z importowanych surowców energetycznych.

Atut 2. Doświadczenia branży węgla brunatnego

Polskie górnictwo posiada wszystkie atrybuty niezbędne dla właściwego perspektywicznego rozwoju - zarówno dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju, jak i dostaw surowców mineralnych niezbędnych dla właściwej działalności wielu gałęzi gospodarczych. Górnictwo węgla brunatnego posiada ponad 60 lat doświadczeń zdobytych głównie podczas eksploatacji odkrywkowej. W początkowym okresie powojennym określone ilości węgla brunatnego wydobywano również metodą podziemną, która została zaniechana pod koniec lat 90. ubiegłego stulecia w KWB "Sieniawa". Wspomniane doświadczenia obejmują różnorodne tematy związane z wydobyciem i przeróbką węgla brunatnego, w tym metod wydobycia, projektowania kopalń, sposobów odwadniania złoża, zdejmowania nadkładu i eksploatacji węgla, zasad doborów umaszynowienia i transportu, gospodarki remontowej, przeróbki - brykietowania węgla, jak i też ochrony środowiska. Uzyskano je w różnych warunkach geologicznych i górniczych oraz technologicznych, w poszczególnych kopalniach i elektrowniach. Te doświadczenia są wielkim "skarbem" branży węgla brunatnego i stanowią bazę naukowo-techniczną dla projektowania i rozwoju branży w I połowie XXI wieku w naszym kraju. Bez tego doświadczenia nie byłoby dziś możliwe kontynuowanie planowania i budowy nowych zakładów górniczo-energetycznych opartych na węglu brunatnym. Oceniając na podstawie powyższych przykładów osiągnięcia polskiego górnictwa węgla brunatnego należy stwierdzić, że rozwój stosowanej w polskich kopalniach techniki i technologii górniczej należy do najszybszych na świecie, a stosowane rozwiązania stawiają nasze górnictwo w czołówce światowej [5].

Atut 3. Złoża węgla brunatnego

W naszym kraju rozpoznano ponad 150 złóż i obszarów węglonośnych. Udokumentowano ponad 14 mld Mg zasobów w złożach pewnych, ponad 60 mld Mg w zasobach oszacowanych, a możliwość występowania w obszarach potencjalnie węglonośnych ocenia się na ponad 140 mld Mg [3, 4]. W sumie w 8 rejonach występuje ponad 220 mld Mg "brunatnego złota" - udokumentowanych w różnych kategoriach. Wiele złóż wymaga jeszcze dodatkowych prac geologicznych. Wśród licznych polskich złóż węgla brunatnego za najbardziej predysponowane do zagospodarowania uważa się złoża węgla położone: w rejonie Legnicy - Ścinawy (14,5 mld Mg) i Gubina-Mosty (4,5 mld Mg) - zaliczane jako jedne z największych złóż węgla brunatnego na świecie oraz złoża Rogóźno, Złoczew, Radomierzyce, Koźmin, Grochowy-Siąszyce oraz Tomisławice, Ościsłowo, Piaski, Dęby Szlacheckie i Mąkoszyn-Grochowiska. Posiadając złoża o bardzo dużych zasobach i wysokiej jakości Polska winna te złoża optymalnie zagospodarować dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju. Docelowo, złoża te zastąpią obecnie eksploatowane pokłady węgla brunatnego w istniejących zagłębiach górniczo-energetycznych. W przyszłości, z uwagi na wielkość krajowych zasobów, możliwe jest udostępnianie oraz wydobywanie węgla brunatnego w innych, nie wymienionych wcześniej regionach kraju, w których zlokalizowane są duże zasoby tego surowca - rys. 1 i 2.


Rys. 1.
Miejsce występowania złóż legnickich i gubińskich oraz złoża Radomierzyce w rejonie złóż turoszowskich.


Rys. 2.
Złoża eksploatowane i perspektywiczne w rejonie KWB "Adamów", KWB "Konin" i PGE KWB Bełchatów.

Atut 4. Rekultywacja i rewitalizacja terenów pogórniczych

Górnictwo węgla brunatnego w polskich kopalniach systematycznie i zgodnie z najwyższymi standardami środowiskowymi - dokonywało i dokonuje rekultywacji terenów pogórniczych. Od początku działalności w polskich kopalniach węgla brunatnego nabyto ponad 34.233 ha terenów pod działalność górniczą, jednocześnie oddając lub sprzedając ponad 16.916 ha, w tym ponad 11.066 ha terenów zrekultywowanych - tabela 2.

Tabela 2. Sprzedaż i przekazywanie gruntów przez kopalnie od początku działalności do końca 2008 roku [8].

Kopalnia Adamów Bełchatów Konin Turów Razem
Przekazano-sprzedano
ogółem [ha]
3.468 3.823 7.919 1.706 16.916
w tym: nieprzekształcone 1.224 2.249 2.125 252 5.850
zrekultywowane 2.243 1.574 5.794 1.454 11.066
Stan posiadania
na koniec 2008 roku
2.382 6.527 4.955 3.453 17.317

Wykonane prace rekultywacyjne w polskich kopalniach są bardzo wysoko oceniane przez specjalistów polskich i zagranicznych. Polska rekultywacja może - i powinna - być przykładem i wzorcem dla innych krajów europejskich, które prowadzą odkrywkową eksploatację złóż. Górnictwo odkrywkowe węgla brunatnego pozostawia po swojej działalności różne formy z grupy obiektów rolniczych, leśnych, turystyczno-rekreacyjnych i innych. Wyrobiska po wszystkich odkrywkach węgla brunatnego w Polsce za 30-40 lat zgromadzą ponad 5 mld m3 słodkiej wody, co przy narastającej suszy w naszym kraju będzie miało niebagatelne znaczenie. Mimo tych osiągnięć w krajowym obiegu informacyjnym kopalnie węgla brunatnego pokazywane są jako "zdewastowane tereny bez żadnej przyszłości na zagospodarowanie". Prawda jest całkiem inna! Polskie kopalnie systematycznie dokonują rekultywacji i zagospodarowania terenów "odzyskiwanych" w miarę przesuwania się frontów eksploatacyjnych [2, 6].

Atut 5. Zaplecze naukowe

Nasz kraj ma renomowane uczelnie techniczne kształcące na najwyższym, światowym poziomie kadry techniczne w różnych specjalnościach, umożliwiających kompleksową realizację całego procesu geologiczno-górniczego: od poszukiwań i dokumentowania złóż po projektowanie, budowę i eksploatację kopalń - podziemnych, otworowych i odkrywkowych. Do zaplecza naukowego należy zaliczyć między innymi: Akademię Górniczo-Hutniczą w Krakowie, Politechnikę Wrocławską we Wrocławiu, Politechnikę Śląską w Gliwicach oraz szereg uczelni technicznych kształcących kadrę techniczną dla kopalń, a także wiele placówek i instytutów naukowych pracujących na rzecz branży węgla brunatnego. Nasi specjaliści są bardzo cenieni na świecie i pracują w kopalniach i biurach projektowych oraz firmach zaplecza górnictwa na wszystkich kontynentach [7, 8]. Na zagranicznych rynkach również polskie firmy branży górniczej wciąż postrzegane są jako te o wielkim potencjale i specjalistycznej wiedzy. Posiadana dzisiaj wiedza oraz opanowanie "sztuki górniczej" eksploatacji węgla brunatnego plasują krajowe górnictwo odkrywkowe w światowej czołówce. Można śmiało powiedzieć, że powstała "polska szkoła górnictwa węgla brunatnego".

Atut 6. Zaplecze projektowo-techniczne

Patrząc na polskie górnictwo węgla brunatnego należy przyznać, że jego atutami - oprócz rozpoznanych złóż, doświadczonej kadry techniczno-inżynierskiej, menedżerów na europejskim poziomie, młodych i wykształconych pracowników - są również liczne instytuty badawczo-projektowe oraz przedsiębiorstwa pracujące na rzecz przemysłu wydobywczego. Jest to rzecz nie do przecenienia w dobie wdrażania nowych technologii. Do zaplecza projektowego w głównej mierze należy zaliczyć: Poltegor-Projekt i Poltegor-Instytut we Wrocławiu, SKW w Zgorzelcu oraz Główny Instytut Górnictwa w Katowicach i Państwowy Instytut Geologiczny w Warszawie. W zakresie budowy maszyn i urządzeń głównym zapleczem branży są: FUGO S.A. w Koninie, KOPEX-FAMAGO Sp. o.o. w Zgorzelcu, FAMAK S.A. w Kluczborku, SEMPERTRANS S.A. Bełchatów, Fabryka Taśm Transporterowych Stomil Wolbrom S.A., Huta Stalowa Wola S.A., MAAG GEAR ZAMECH, PGE KWB Bełchatów S.A. - Zakład Produkcyjno-Remontowy, ENERGOPROJEKT Warszawa i wiele innych firm produkujących urządzenia, ich części i podzespoły. O możliwościach projektowych i produkcyjnych polskiego zaplecza branży paliwowo-energetycznej opartej na węglu brunatnym świadczy fakt, że polscy projektanci i inżynierowie wybudowali jedną z największych w Europie kopalnię i elektrownię w Bełchatowie. Polska myśl projektowa i urządzenia są stosowane w wielu krajach świata. Przykładem może być obecnie Grecja, Bułgaria, Serbia czy Indie. Te osiągnięcia są gwarancją, że polska gospodarka sama może zbudować nowe zagłębie górniczo-energetyczne w Legnicy, Gubinie, Złoczewie czy Rogóźnie [3, 9, 10].

Atut 7. Strategia branży węgla brunatnego na I połowę XXI wieku

Branża, wykorzystując dotychczasowe doświadczenie, wiedzę o zasobach węgla brunatnego, zaplecza naukowe, projektowe oraz techniczne, tworzy i prezentuje realne plany kontynuacji wydobycia węgla, a nawet znacznego jego zwiększenia. Strategia zakłada jednocześnie, że w najbliższej przyszłości wdrożone zostaną technologie oraz wybudowane instalacje do produkcji energii elektrycznej w blokach o sprawności ok. 50%, umożliwiające sekwestrację dwutlenku węgla. Na rysunku 3 i w tabeli 3 przedstawiono łączne wydobycie węgla brunatnego w obecnie czynnych kopalniach (kolor niebieski), które bez uruchomienia eksploatacji na nowych złożach zacznie drastycznie spadać po 2030 roku. Pomiędzy rokiem 2030 a 2040 wydobycie spadnie aż o 84%. Dlatego też przygotowano scenariusz rozwoju wydobycia węgla dla produkcji energii elektrycznej i przeróbki chemicznej z wykorzystaniem dotychczasowych i perspektywicznych złóż w I połowie XXI wieku (kolor czerwony). Przy sukcesywnym udostępnianiu nowych złóż węgla brunatnego jego wydobycie może wzrosnąć nawet do 118 mln Mg na rok. Przy czym zakłada się wykorzystanie 10 mln Mg węgla rocznie dla przeróbki chemicznej do produkcji paliw płynnych i gazowych.


Rys. 3.
Wydobycie węgla brunatnego w I połowie XXI wieku (uwzględniając złoża obecnie eksploatowane i zagospodarowanie kolejnych złóż perspektywicznych) [9].

Tabela 3. Prognoza wydobycia węgla i produkcji energii elektrycznej z węgla brunatnego w I połowie XXI wieku (uwzględniając złoża obecnie eksploatowane i zagospodarowanie kolejnych złóż perspektywicznych) [9].

  Jedn. 2008 2010 2015 2020 2025 2030 2040 2050
Wydobycie węgla brunatnego łączne mln Mg 59,8 65,8 65,4 88,4 112,0 117,5 93,1 87,5
Wydobycie dla energetyki mln Mg 59,8 65,8 65,4 85,4 102,0 107,5 83,1 77,5
Wydobycie dla przeróbki chemicznej mln Mg - - - 3,0 10,0 10,0 10,0 10,0
Moc elektrowni MW 8.997 9.362 9.562 12.652 15.402 16.192 12.740 11.810
Produkcja energii elektrycznej TWh 53,0 58,2 57,5 82,7 103,7 110,5 87,6 82,5

Realizacja przedstawionej strategii rozwoju branży w I połowie XXI wieku przyczyni się do zapewnienia ok. 30% zapotrzebowania na energię elektryczną, tj. o parę procent mniej niż obecnie (34%), pozostawiając około 70% na produkcję energii elektrycznej z innych paliw.

Realizacja przedstawionej strategii rozwoju branży przyczyni się do zapewnienia ok. 30% zapotrzebowania na energię elektryczną w I połowie XXI wieku i pozwoli na stworzenie nowych tysięcy miejsc pracy w kopalniach, elektrowniach, placówkach zaplecza naukowo-projektowego, jak też w szeregu firm produkujących urządzenia i maszyny dla tej branży [5, 7].

Dziś branża zapewnia około 100 tys. miejsc pracy w sektorze i usługach. Budując kopalnie i elektrownie możemy wyraźnie wpłynąć na rozwój gospodarczy kraju w tych regionach.

Atut 8. Efektywność ekonomiczna produkcji energii elektrycznej z węgla brunatnego

Obecnie w Polsce, jak również na świecie, węgiel brunatny jest najtańszym paliwem do produkcji energii elektrycznej. Należy przewidywać, że tendencja ta utrzyma się dłużej, bowiem inne paliwa energetyczne w dotychczas rozpoznanych złożach wyczerpują się, pogarszają się warunki górniczo-geologiczne (np. rośnie głębokość wydobycia, zwiększają się zagrożenia). Polska obecnie produkuje około 34% energii elektrycznej w elektrowniach na węgiel brunatny o mocy około 9.000 MW. Rozpatrując kryteria konkurencyjności ekonomicznej należy stwierdzić, że węgiel brunatny jest dziś liderem w tej kategorii, bowiem koszty wytworzenia energii elektrycznej z węgla brunatnego są około 20% niższe niż te same koszty dla węgla kamiennego (tabela 4) i około dwa razy mniejsze niż gazu czy energii wiatrowej.

Tabela 4. Średnie ceny sprzedanej energii elektrycznej przez wytwórców, zł/MWh [11].

Wyszczególnienie Lata
Dynamika zmian w I półroczu
Razem, zł
Elektrownie
na węgiel brunatny
2007
2008
%
136,65
142,54
104,31
Elektrownie
na węgiel kamienny
2007
2008
%
148,46
160,49
108,10

Analizując szacunkowe koszty produkcji energii elektrycznej w dużych elektrowniach w perspektywie 2020 roku (Rys. 4) z trzech podstawowych kopalnych surowców energetycznych z uwzględnieniem różnych technologii wychwytywania CO2 (bez wychwytywania CO2, z wychwytywaniem przed procesem spalania, z wychwytywaniem po procesie spalania i spalania w czystym tlenie - bez kosztów transportu i składowania CO2) [2] zauważa się, że koszty produkcji energii elektrycznej z węgla brunatnego są w dalszym ciągu najniższe. Analiza dotyczyła okresu do roku 2007, a jeżeli uwzględni się duży wzrost cen gazu w 2007 roku, różnica ta będzie jeszcze korzystniejsza.

 
Rys. 4. Szacunkowe koszty produkcji energii elektrycznej w dużych elektrowniach w perspektywie 2020 roku (bez kosztów transportu i składowania CO2 ) [2].

Atut 9. Inwestycje i zaangażowanie branży węgla brunatnego w czyste technologie węglowe

Obecnie optymalnego wykorzystania zasobów węgla brunatnego nie można wyłącznie wiązać z tradycyjnymi technologiami jego pozyskiwania i przetwarzania. Czyste technologie węglowe zapewniają ograniczenie uciążliwości górnictwa i energetyki opartej na węglu dla środowiska naturalnego m.in. poprzez zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Sprawność elektrowni w Polsce to zaledwie 30-36%, podczas gdy na świecie wynosi ona 45-50%. To duża i istotna różnica. Wyższa sprawność, to mniejsza emisja CO2. Wybudowany w Polsce w 2008 roku blok 464 MW w Pątnowie II i budowany obecnie nowy blok 855 MW w Bełchatowie charakteryzują się już nadkrytycznymi parametrami pary, co umożliwi osiągnięcie około 41-42% sprawności netto, przy sprawności brutto około 45%. Należy wspierać i zwiększyć nakłady na prace badawcze nad rozwojem czystych technologii węglowych, w tym technologii wykorzystania węgla do produkcji paliw płynnych i gazowych, zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko procesów pozyskiwania energii z węgla oraz w zakresie węglowych ogniw paliwowych, czy spalania węgla w pełnej synergii z energią jądrową. Rozwój technologiczny oraz zmienna sytuacja na rynku nośników energii sprzyjają poszukiwaniu nowych możliwości wykorzystania krajowych zasobów węgla brunatnego [5, 6]. Jako perspektywiczne uznaje się kierunki związane z przetwórstwem wydobytego metodą odkrywkowej eksploatacji surowca zgazowaniem węgla brunatnego w złożu w celu uzyskania czystszego surowca dla potrzeb energetycznych lub chemicznych. Dotychczasowe prace nad zgazowaniem węgla brunatnego w złożu nie pozwalają na stwierdzenie, że jest już przemysłowa alternatywa dla metody odkrywkowej wydobycia węgla brunatnego. Wyniki ponad 100-letnich prac zagranicznych związanych z próbami z tą technologią rokują nadzieje na zgazowanie "specyficznych" złóż węgla brunatnego, tj. złóż o małej miąższości, złóż odizolowanych od zbiorników wodnych, powierzchni złóż nie zabudowanych i stropie nad węglem zbudowanym ze skał zwięzłych. W związku z tymi złożonymi uwarunkowaniami tej metody należy przeprowadzić liczne badania i próby z instalacjami pilotażowymi na krajowych złożach węgla brunatnego i dopiero wówczas będzie można stwierdzić, czy jest taka możliwość i ewentualnie które złoża węgla brunatnego w Polsce nadają się do tej metody wydobycia.

Dotychczasowe osiągnięcia polskiej energetyki opartej na węglu brunatnym w zakresie ograniczenia emisji siarki, tlenków azotu, a także pyłów należy ocenić pozytywnie [6]. Obecnie najważniejszym wyzwaniem jest - zgodnie z polityką ekologiczną Unii Europejskiej - ograniczenie emisji dwutlenku węgla. Jednym z możliwych rozwiązań tego problemu jest przechwytywanie i składowanie emitowanego przez przemysł CO2, czyli technologia CCS. Pilotażowy projekt instalacji CCS, tj. wychwytywanie i składowanie CO2 realizowany obecnie przez PGE Elektrownię Bełchatów S.A. jest tego najlepszym przykładem.

Atut 10. Miejsca pracy a rozwój branży węgla brunatnego

Węgiel brunatny to paliwo lokalne i najmniej podatne na koniunkturalne duże wahania cen, co ma istotne znaczenie dla stabilizacji dostaw energii elektrycznej oraz ciepła. Realizacja przedstawionej strategii rozwoju branży w I połowie XXI wieku przyczyni się do produkcji taniej, czystej i pewnej w dostawach energii elektrycznej. Pozwoli na stworzenie nowych tysięcy miejsc pracy w kopalniach, elektrowniach, placówkach zaplecza naukowo-projektowego, jak też w szeregu firmach produkujących urządzenia i maszyny dla tej branży. Dziś branża zapewnia około 100 tys. miejsc pracy w górnictwie i w gałęziach pokrewnych. Budując kopalnie i elektrownie możemy wyraźnie wpłynąć na rozwój gospodarczy kraju w tych regionach. Należy przypominać rządzącym i grupom społecznym, że w nowoczesnej gospodarce zachodzą ciągle zmiany. W wielu rejonach naszego kraju wciąż jest pamięć o likwidacji wielu firm i całych branż (kopanie siarki, kopalnie w regionie wałbrzyskim, stocznie itd.), a tym samym o likwidacji miejsc pracy. Z tych wydarzeń powinno się wyciągać wnioski. Wiadomo jest, że górnictwo odkrywkowe i energetyka powodują określone uciążliwości dla mieszkańców regionów, w których występują złoża węgla brunatnego. Ale złóż nie można przesunąć ani przebudować. Przykładem w ostatnim okresie są protesty mieszkańców i samorządów w rejonie Legnicy, Brodów czy Rogóźna. O ile można zrozumieć mieszkańców, którzy uczestniczą w protestach, to jednak poważne zdziwienie budzi fakt, że organizatorami protestów są samorządy [7]. Rola starostów, burmistrzów czy wójtów powinna polegać na kreowaniu rozwoju regionu poprzez wykorzystanie potencjału własnych gmin i tworzeniu nowych miejsc pracy. Zasoby naturalne leżące na ich terenie powinny być tego przykładem. Podobną rolę powinny odgrywać także władze wojewódzkie oraz resorty gospodarcze i polski parlament. Za bezpieczeństwo energetyczne kraju powinny być odpowiedzialne nie tylko firmy górniczo-energetyczne, ale przede wszystkim władze ustawodawcze. Dlatego też konieczne jest opracowanie optymalnej Polityki Energetycznej oraz Koncepcji Przestrzennego Zagospodarowania Kraju na następne dekady XXI wieku i poprawienie regulacji prawnych umożliwiającego "normalny" rozwój branży na wzór ustawy autostradowej czy ustaw inwestycji Euro 2012.

Podsumowanie

Branża węgla brunatnego produkuje obecnie około 34% najtańszej energii elektrycznej w Polsce. Niestety, większość eksploatowanych dzisiaj złóż zacznie się wyczerpywać po 2020 roku. Dla krajowego bilansu energetycznego konieczne jest więc co najmniej utrzymanie obecnego poziomu procentowego produkcji energii elektrycznej z węgla brunatnego. Polska posiada przecież bardzo bogate zasoby węgla brunatnego [1, 3 i 9]. Przedstawione w artykule atuty węgla brunatnego powinny stanowić strategiczne atrybuty w planowaniu krajowej polityki energetycznej dla Polski na I połowę XXI wieku. Omówione zalety węgla brunatnego i strategia stanowi wkład, jaki branża węgla brunatnego może wnieść dla zapewnienia stabilnych dostaw najtańszego paliwa dla krajowej energetyki. Produkowana energia będzie tzw. energią "czystą", z uwzględnieniem światowych osiągnięć w redukcji emisji CO2 w trakcie procesu wytwarzania energii oraz z zastosowaniem rozwiązań w zakresie składowania dwutlenku węgla, w tym m.in. instalacji CCS. Nowe elektrownie będą posiadały sprawność na poziomie 50%. Dodatkowe ilości wydobytego węgla umożliwią poddanie tego paliwa przeróbce chemicznej w celu rozpoczęcia produkcji w naszym kraju paliw płynnych i gazowych oraz wodoru. Zapewnienie w pierwszej kolejności produkcji energii elektrycznej z rodzimych surowców energetycznych jest podstawową zasadą stosowaną we wszystkich krajach na świecie, które posiadają własne zasoby tych surowców. Przykładem mogą być Niemcy, gdzie przez najbliższe 50 lat zaplanowano wydobycie węgla brunatnego na poziomie 180 mln Mg/rok - znacznie więcej niż przedstawione plany branży węgla brunatnego w naszym kraju. Wykorzystanie węgla brunatnego przez zagospodarowanie złóż perspektywicznych przyczyni się do zapewnienia tysięcy nowych miejsc pracy w kopalniach, elektrowniach, w placówkach zaplecza naukowo-projektowego, jak również w szeregu firm produkujących maszyny i urządzenia. Istotną cechą złóż węgla brunatnego w Polsce jest ich rozłożenie na znacznej przestrzeni, w oddaleniu od złóż węgla kamiennego, co umożliwia budowę kompleksów energetycznych i ich zrównoważony rozkład w skali całego kraju. Dzięki temu uzyska się zwiększone bezpieczeństwo dostaw energii elektrycznej.

dr hab. inż., prof. nadzw. AGH Zbigniew Kasztelewicz
AGH Kraków

prof. zw. dr hab. inż. Antoni Tajduś
AGH Kraków

Literatura

  • Bednarczyk J.: Perspektywiczne strategie technologii wykorzystania energetycznego węgla brunatnego w warunkach dużego ograniczenia emisji dwutlenku węgla. "Górnictwo Odkrywkowe", nr 5-6, 2007
  • Czaplicka-Kolorz K., Pyka J.: Miks energetyczny Unii Europejskiej do 2030 roku - rola paliw rodzimych, Materiały Konferencyjne AGH, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Kraków, 2007.
  • Kasiński J.R., Mazurek S., Piwocki M.: Waloryzacja i ranking złóż węgla brunatnego Polsce. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 2006.
  • Kasztelewicz Z.: Węgiel brunatny - optymalna oferta energetyczna dla Polski. Związek Pracodawców Porozumienie Producentów Węgla Brunatnego. Redakcja "Górnictwo Odkrywkowe", Bogatynia-Wrocław, 2007.
  • Kasztelewicz Z., Kozioł W., Kozioł K., Klich J.: Energetyka na węglu brunatnym - perspektywy rozwoju: Polski Kongres Górniczy - Polityka Energetyczna Tom 10, Zeszyt specjalny 1, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków, 2007.
  • Kasztelewicz Z., Polak K., Zajączkowski M.: Metody wydobycia i przetwórstwa węgla brunatnego w I połowie XXI wieku. "Węgiel Brunatny" nr 4 (65), Związek Pracodawców Porozumienie Producentów Węgla Brunatnego, Bogatynia, 2008.
  • Kasztelewicz Z., Ptak M.: Dziesięć postulatów branży węgla brunatnego w Polsce na tle aktualnych uwarunkowań. VI Międzynarodowy Kongres Górnictwo Węgla Brunatnego. Kwartalnik AGH "Górnictwo i Geoiżynieria". Rok 33. Zeszyt 2. Kraków, 2009.
  • Kasztelewicz Z., Kaczorowski J.: Rekultywacja i rewitalizacja kopalń węgla brunatnego na przykładzie Kopalni Bełchatów. VI Międzynarodowy Kongres Górnictwo Węgla Brunatnego. Kwartalnik AGH "Górnictwo i Geoiżynieria". Rok 33. Zeszyt 2. Kraków 2009.
  • Kasztelewicz Z., Kaczorowski Z., Mazurek S., Orlikowski D., Żuk S.: Stan obecny i strategia rozwoju branży węgla brunatnego w I połowie XXI wieku w Polsce. VI Międzynarodowy Kongres Górnictwo Węgla Brunatnego. Kwartalnik AGH "Górnictwo i Geoiżynieria". Rok 33. Zeszyt 2. Kraków, 2009.
  • Żuk S., Kaczorowski J., Kasztelewicz Z.: Założenia nowej Polityki Energetycznej Polski w odniesieniu do sektora węgla brunatnego w XXI wieku. "Węgiel Brunatny" nr 4(65), Związek Pracodawców Porozumienie Producentów Węgla Brunatnego, Bogatynia 2008.
  • Żuk S.: Analiza wyników produkcyjno-ekonomicznych branży węgla brunatnego roku 2008. VI Międzynarodowy Kongres Górnictwo Węgla Brunatnego. Kwartalnik AGH "Górnictwo i Geoiżynieria". Rok 33. Zeszyt 2. Kraków, 2008.

Powyższy artykuł został napisany na Konferencję "Bezpieczeństwo energetyczno-klimatyczne", która odbyła się na AGH w Krakowie w listopadzie 2009 roku.




copyrights PPWB 2010