„Pod określeniem zgazowania rozumie się zespół wielokierunkowych przemian termicznych i chemicznych jakie zachodzą w podwyższonej temperaturze głównie między częścią organiczną substancji węglowej, a takimi czynnikami jak tlen (O2), para wodna (H2O), dwutlenek węgla (CO2) lub dowolna ich mieszanina. Przemiany te prowadzą do wytworzenia gazu stanowiącego paliwo lub surowiec chemiczny”[1]

Projekty polegające na zgazowaniu węgla (IGCC – ang. integrated gasification combined cycle) określa się, jako tzw. Czyste Technologie Węglowe, które znacząco ograniczają wpływ na środowisko naturalne. Proces zgazowania węgla polega na zamianie tego paliwa w gaz. Naziemne zgazowanie jest przeprowadzane w instalacji, której głównym elementem jest reaktor. To właśnie w reaktorze, do którego dostarcza się powietrze lub tlen, następuje proces półspalania, i finalnie otrzymuje się tzw. gaz syntezowy (syngaz), który jest mieszaniną tlenku węgla i wodoru.

Paliwem poddawanym zgazowaniu może być chociażby węgiel niskiej jakości, czyli flotokoncentraty i część mułów, które zostały ostatnio wycofane z sektora komunalno- bytowego. Choć warto zauważyć, że im większa jest zawartość węgla to uzyskany gaz syntezowy będzie lepszej jakości.[2]

[1] J. Szuba, L. Michalik; Karbochemia – zarys rozwoju; Wyd. Śląska; 1983

[2] http://www.giph.com.pl/biuletyn-gorniczy/biuletyn-gorniczy-nr-4-6-272-274-kwiecien-maj-czerwiec-2018-r/zgazowanie-wegla-szansa-dla-gornictwa-246

Źródło: https://www.youtube.com/watch?v=psu-SIBcPYA

Źródło: Tomasz Chmielniak, Marek Ściążko, Centrum Energetyki AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie – Rola technologii węglowych z CCS w transformacji energetycznej Polski – zgazowanie węgla

Źródło: Tomasz Chmielniak, Marek Ściążko, Centrum Energetyki AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie – Rola technologii węglowych z CCS w transformacji energetycznej Polski – zgazowanie węgla

Na świecie co roku zgazowuje się 300-400 mln ton węgla w kilkuset reaktorach przemysłowych, głównie na potrzeby przemysłu chemicznego.

Źródło: Tomasz Chmielniak, Marek Ściążko, Centrum Energetyki AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie – Rola technologii węglowych z CCS w transformacji energetycznej Polski – zgazowanie węgla

„Programowanie procesu zgazowania węgla w Polsce. Przepisy UE – stan obecny:

  • Zgazowanie węgla dopuszczone do 2050 r. jako technologia przejściowa,
  • Dostępność programów dotacji dla syntezy H2 i CO2 do metanolu (FReSMe),
  • Produkcja energii z odpadów nie podlega systemowi opłat za emisje CO2.

Przepisy krajowe (Polska) – stan obecny:

  • Brak działań w kierunku klasyfikacji odpadu pogórniczego (węgiel na hałdach kamienia oraz muły i pofloty) jako odpadu (możliwość wyłączenia z systemu opłat za emisję CO2),
  • Brak krajowego systemu dotacji dla rozwoju technologii zgazowania węgla, mimo uwzględnienia rozwiązania w tzw. Umowie Społecznej,
  • Brak inwestycji mimo priorytetu produkcji „wodoru odpadowego” w Polskiej Strategii Wodorowej 2030.”[3]

Podziemne zgazowanie posiada następujące zalety:

  • brak konieczności całkowitego przekształcenia powierzchni złoża i związanych z tym skutków społecznych (np. przesiedlanie mieszkańców) i technologicznych (np. przekładanie odcinków rzek),
  • niski koszt i krótki czas udostępnienia złoża,
  • pozyskiwanie produktów nadających się do bezpośredniego wykorzystania jako substytutu gazu ziemnego lub do produkcji energii elektrycznej w warunkach niższej o około 25 % emisji CO2 niż w przypadku węgla,[4]
  • specyfika procesu umożliwia ograniczenie substancji szkodliwych, w tym CO2, przy wysokich sprawnościach i relatywnie niskich kosztach, co pozwala na rozwój tzw. energetyki zero-emisyjnej i energetyki rozproszonej,
  • małe zużycie wody w zastosowaniach energetycznych,
  • niższe zużycie wody nawet o 40%,
  • możliwość usuwania dwutlenku węgla, przy mniejszych stratach sprawności wytwarzania energii elektrycznej,
  • wydajne i proste usuwanie innych zanieczyszczeń, w tym rtęci,
  • proces sprawny i łatwo kontrolowany,
  • możliwość pozyskania gazu o wysokich walorach użytkowych, który jest przyjazny dla środowiska,
  • obniżenie emisji zanieczyszczeń,
  • umożliwia wytwarzanie lub kogenerację wodoru,
  • elastyczność w zakresie uzyskiwanych produktów,
  • łatwość przesyłu, dystrybucji i magazynowania,
  • czystość pozyskanego paliwa- nie powstają pyły, tlenki siarki.[5]
  • brak konieczności wydobywania oraz składowania skał płonnych w postaci odpadów na powierzchni terenu,
  • brak konieczności transportu węgla na powierzchnię.

Podziemne zgazowanie węgla ma również pewne wady, wśród których należy wymienić w szczególności:

  • brak pełnej kontroli procesu eksploatacji na poziomie podobnym jak
    w przypadku metod konwencjonalnych,
  • zanieczyszczenie warstw wodonośnych produktami spalania,
  • osiadanie powierzchni terenu,
  • własności wybuchowe powstałych substancji gazowych,
  • wahania stabilności procesu podziemnego zgazowania w czasie, które może powodować problemy w zachowaniu stałej jakości produktu końcowego.[6]

 

 

[3] https://orka.sejm.gov.pl/opinie9.nsf/nazwa/774_20230321/$file/774_20230321.pdf

[4] Jacek Robert Kasiński, Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Podziemne zgazowanie węgla brunatnego – nadzieje i ograniczenia

[5] Michał Kumor, AGH KRAKÓW, WYDZIAŁ ENERGETYKI I PALIW, Zgazowanie węgla- szansa na czyste jutro

[6] S. Hajdo, J. Klich, K. Polak, Uwarunkowania podziemnego zgazowania węgla – 100 lat metody, „Górnictwo i Geoinżynieria” 2010, s. 228

Artykuł przygotowano w ramach projektu: „Młodzi związkowcy jutra. Program podnoszenia świadomości w obszarach sprawiedliwej transformacji i rynku pracy”, realizowanego przy wsparciu Fundacji Orlen.