Strona główna » energia elektryczna » Jeśli bronimy polskiego węgla

Jeśli bronimy polskiego węgla

Archiwum

Załóżmy, że w planie inwestycji w Polsce mamy jedno wielkie ograniczenie- zużycie wegla w najbliższych latach nie może spadać. Emisje CO2 mogą spadać jedynie w celu spełnienia minimalnych wymagań Unii Europejskiej. Czy przy założeniach da się zrobić coś rozsądnego, zakładając, że mamy dzisiejszy poziom technologii? Spróbujmy.

Po pierwsze i najważniejsze. Wzrost wydajności energetycznej oznacza mniejsze zużycie energii na wykonaną pracę. Bez tego nie ma żadnych szans na wzrost konkurencyjności krajowych towarów, czyli wzrost potencjału eksportowego, czyli ogólny wzrost zamożności. W skrócie- bez wzrostu wydajności energetycznej niczego nie ma i na otwartym, światowym rynku niczego nie będzie. Nawet przy tych samych cenach, huta aluminium z tańszym prądem szybciej zakumuluje kapitał na nowe inwestycje. A najtańszy na świecie prąd dla przemysłu jest dziś w Niemczech, dzięki już wcześniej wydajnemu przemysłowi i Energewende. Pewnie dlatego Niemcy są jedym krajem na świecie, w którym w ubiegłym roku wyraźnie wzrosła produkcja stali, stosownie zapychając tańszą stalą rynek europejski. A potem sprawna dyplomacja zwaliła to na Chińczyków, których radośnie próbuje zwalczać beznadziejnie głupi rzad Camerona w związku z bankructwem huty Talbot Plant.

W Polsce z węgla wytwarza się około 90% elektryczności oraz jest dominującym paliwem w ogrzewaniu. Poza zelektryfikowanymi liniami kolejowymi, tramwajowymi i trolejbusowymi, węgiel nie ma praktycznie żadnego znaczenia w transporcie.

Stąd są trzy drogi dla zwiększenia zużycia węgla w Polsce

Pierwsza to wzrost energeochłonnego przemysłu, czyli hutnictwo aluminium, więcej obróbki stali etc.  To jest niemożliwe bez dotacji. Na  dziś lepszym pomysłem jest budowanie elektrowni wodnych w oddalonych od sieci miejscach i huty aluminium niż zasilanie prądem za najtańszą możliwą cenę z elektrowni węglowej. Przemysł energochłonny i wymagający sporo siły roboczej zostanie w Niemczech. W węglowej Polsce nigdy się nie pojawi, jeśli znaczenie ma cena prądu, to koszty płac są znacznie mniej istotne.

Tu większości czytelników należy przypomnieć, a członków rządu poinformować, że mamy rok 2016. Cywilizowany świat zdecydował, że klimat jest ważniejszy niż masowa konsumpcja. Z którą nikt nie będzie mieć żadnego problemu, dopóki nie będzie stwarzać zagrożenia dla całej planety. Plan rozwoju energetyki węglowej takie zagrożenie stwarza i jeśli nie będzie połączony z wiarygodną wizją ograniczenia emisji CO2 z innych źródeł, to perspektywy rozwoju Polski nie wyglądają blado. Ich po prostu nie ma.

Druga opcja to wzrost populacji. To w przypadku Polski nie brzmi zbyt wiarygodnie. Przyrost naturalny jest nadal ujemny, tak jak oficjalne saldo migracji, około miliona Ukraińców też niekoniecznie zostanie, bo sytuacja przemysłu w ich kraju zaczyna odbijać się od dna, innych imigrantów nikt w Polsce nie chce.

Trzecia droga to zmniejszanie zużycia gazu i ropy na rzecz węgla. Jedynie o tym możemy rozmawiać, pozostałe koncepcje są oderwane od rzeczywistości.

Ropa naftowa jest w Polce wykorzystywana praktycznie wyłącznie w transporcie, w niewielkim stopniu także do produkcji tworzyw sztucznych. Gaz ziemny do produkcji elektryczności, ogrzewania oraz syntezy chemicznej.

To oznacza, że aby jednocześnie utrzymać postęp techniczny i tempo modernizacji przemysłu równe ze światową czołówką oraz górnictwo węglowe Polska musi, nie ma innej możliwości, redukować zużycie ropy i gazu. Wobec tego, że cele środowiskowe są określone emisją CO2, a ropa i jeszcze bardziej gaz ziemny emitują go przy spalaniu znacznie mniej niż wegiel, to i tempo spadku energochłonności musi być szybsze niż procentowo wynikałoby to z samego zużycia węgla.

Realnie oznacza to, że utrzymując spalnie wegla i wzrost gospodarczy, zużycie gazu i ropy powinno spadać do zera w 2040 roku lub szybciej, i dopiero potem musi być ograniczane zużucie węgla. Oczywiście może sie to dziać wcześniej, ale jedynym warunkiem dla utrzymania wydobycia węgla nie dzisiejszą skalę i nie dopuszczenia do załamania gospodarki jest zaprzestanie importu ropy i gazu w ciągu maksymalnie około 25 lat.

Powiedzmy, że możemy mówić o pozostawieniu zużycia gazu w syntezie chemicznej i wydobyciu go z krajowych źródeł, pozostała część krajowego wydobycia może służyć jako paliwo w transporcie, to nie zmieni kalkulacji aż tak bardzo.

To pozwala nam sprowadzić cały problem do znacznie prostszego

Jeśli w Polsce ma być utrzymane wydobycie i zużycie węgla na poziomie zbliżonym do dzisiejszego, to do 2040 roku należy CAŁKOWICIE zaprzestać używania, a co najmniej importu ropy naftowej. Nawet jeśli zostanie uruchomiona elektrownia atomowa,  to i tak specjalnie nie zmieni tych szacunków.

To oznacza całkowite zaprzestanie używania gazu ziemnego w energetyce i dla ogrzewania oraz redukcję użycia pojazdów spalinowych o jakieś 70-80%. Dla pozostałej części wystarczy biopaliw. Drugą możliwością jest zastąpienie ropy naftowej czym innym. To jest całkowicie wykonalne, ale i bardzo ambitne. Problem polega nie tylko na skali wyzwania, ale również na czasie.   Do roku 2040 pozostało 24 lata. Mniej niż jedno pokolenie, co też oznacza, że aby taki plan zrealizować, potrzeba dokonać najtrudniejszej rzeczy- zmienić przyzwyczajenia ludzi, którzy już sa dorośli, mają określone miejsce i styl życia. Oraz ogranicza nas drugi czynnik- brak realnych alternatyw dla paliw płynnych dla używania sprzętu rolniczego, budowlanego i ciężkiego transportu. A pamiętajmy, że są to maszyny, które służą czasem i kilkadziesiąt lat.  Te dwie grupy w całości wyczerpią możliwości produkcji odnawialnych paliw płynnych i tym samym limity emisji CO2, jesli mamy pozostać przy wydobyciu węgla na pełną skalę.

To oznacza nas sprowadza do jeszcze prostszego opisu sytuacji:

Albo teraz, natychmiast, w 2016 roku rozpoczyna się realizacja na pełną skalę i szerokim frontem planu zaprzestania używania importowanej ropy i gazu, albo Polska nie ma żadnych szans spełnić zobowiązań klimatycznych po roku 2020, co prawdopodobnie spowoduje bojkot gospodarczy. Być może oficjalny, międzynarodowy, być może unijny, a na pewno jakiś organizowany przez organizacje pozarządowe. Jako, że Polska musi eksportować, aby przeżyć, to spowoduje to mniejsze lub większe perturbacje gospodarcze. Przy zniszczeniu nowoczesnej energetyki i trzymaniu się drogiego węgla i jeszcze droższego prądu z węgla, wynik będzie jednoznaczny- kompletne załamanie gospodarki.

Nie ma innych opcji.

A jak to zrobić tak aby miało ręce i nogi?

Absolutnie nie potrzeba wyważać otwartych drzwi. Energetyka w Danii opiera się prawie wyłącznie na elektrowniach wiatrowych oraz elektrociepłowniach. Z czego te ostatnie to sa klasyczne konstrukcje, opalane węglem lub biomasą turbiny parowe w największych miastach oraz małe elektrociepłownie, ogrzewające małe miejscowości.

Załóżmy, że własnie tak robimy. Wielkie elektrociepłownie już są, teraz na skalę całego kraju będą budowane małe. Na tyle małe, że wszędzie, gdzie jest skupienie budynków, którego łączne średnie zapotrzebowanie na ciepło przekroczy, powiedzmy 20 kW, tam powstanie cieć ciepłownicza i obowiązek korzystania z niej (lub co najmniej płacenia, tak jakby się korzystało…) To by objęło pewnie z 95% budynków. I dobrze. Rozwiązujemy problem niskiej emisji oraz spalania gazu w domowych piecach jednocześnie. Oraz oleju opałowego i przewałów na nim właściwie w całości. I jeszcze ograniczamy zużycie prądu do ogrzeania wody.

Te lokalne wytwórnie ciepła musza korzystać z węgla, takie mamy założenie. Ale przecież nie muszą to być zwykłe kotły węglowe. Takie rozwiązanie byłoby tylko trochę lepsze niż palenie w domach, a po co inwestować w całą sieć ciepłowniczą?

Odpowiedzią jest technologia, której nie da sie zastosować na domową skalę, czyli wytwarzanie prądu, a jedynie z ciepła odpadowego zasilanie sieci ciepłowniczej. Brawo, właśnie wymyśliłem generator prądotwórczy. Ale jak zasilać małej mocy generator węglem? Znów sięgamy do technologi z 19 w., węgiel zgazowywujemy, a gazem zasilamy silnik. Ciepło z układu chłodzenia i spalin ogrzewa wodę w sieci ciepłowniczej. W ten sposób poprawiamy efektywność wykorzystania węgla, i zmniejszamy zużycie gazu.

Zgazowywanie wgla, jak i każdego innego paliwa stałego, można prowadzić w różny sposób. Zależnie od tego, jakie produkty nas najbardziej interesują, tak dobieramy warunki procesu i otrzymujemy gaz, paliwo stałe i płynne w różnych proporcjach. Gaz składa się z tlenku węgla i wodoru, może powędrować prosto do silnika. Paliwo stałe to po prostu koks lub węgiel drzewny, zupełnie użyteczne rzeczy, które mogą powędrować prosto do większych elektrociepłowni opalanych paliwami stałymi.

Ale najbardziej nas interesują paliwa płynne. Płynne to jest raczej lekka przesada, mówimy tu o smole i oleju pirolitycznym. Stosowanie ich bezpośrednio w silnikach jest dość dużym zagrożeniem dla samych silników, ale stanowią one pod wzgldem składu chemicznego i możliwości przerobu ekwiwalent ciężkiej ropy naftowej/łupków bitumicznych. Tak się przyjemnie skłąda, że energia i temperatura spalin silnika tłokowego dość blisko odpowiada zapotrzebowaniu zgazowywarki zoptymalizowanej dla jak największej produkcji smoły i oleju. Jest to zależnie od mnóstwa innych czynników, ale możemy przyjąć średnią produkcję subsytutu ropy naftowej na poziomie 30-40% wkładu.

Teraz liczby. Zużycie węgla kamiennego w Polsce to powyżej 70 mln ton rocznie. Zużycie ropy naftowej to około 25 mln ton. Jeśli jednocześnie zapotrzebowanie na energię z węgla spada o 1/3, bo znika z ogrzewania, ale 1/3 magicznie zamienia się w ropę naftową, to efekt jest bardzo prosty. Wydobycie i zużycie węgla pozostaje na tym samym poziomie, za to znika import ropy naftowej.

Tak samo znika większość zużycia gazu w ogrzewaniu i energetyce. Pozostaje tylko węgiel. W czasie budowy nowej infrastrukury elektrociepłowniczej zupełnie nienaruszony. Dzięki zmniejszeniu zużucia ropy naftowej i gazu ziemnego udaje się spełnić cele ograniczania emisji zadeklarowane na rok 2030. Dopiero od tego czasu w ogóle jest potrzebne ograniczanie zużycia węgla. Jeśli najpierw całość paliw w transporcie bedzie pochodzić z węgla, bez zwiększania jego dzisiejszego wydobycia. Co jest całkowicie możliwe. O ile tylko taka decyzja zapadnie na właściwym szczeblu politycznym.

Założymy znacznie rozsądniejszy scenariusz, w którym nowe moce tworzy się w takich małych elektrociepłowniach i łaczna ich moc wystarczy do dostarczenia całości potrzebnego prądu, ale jednocześnie ich wykorzystanie nigdy nie będzie wysokie. Mówimy o tanich silnikach tłokowych, na poczatkowym etapie rozwoju i dla mniejszych sieci nawet zużyte silniki samochodowe spełnią swoje zadanie. Ponieważ najpierw jeszcze będą istnieć dzisiejsze elektrownie węglowe, stopniowo wyłączane w miarę zużywania się, a potem produkcja powinna być uzupełniane przez energetykę wiatrową i słoneczną. Dopiero na samym końcu, w okolicach 2040-2050 miałby jakikolwiek sens przestawianie tych małych elektrociepłowni na biomasę. Choć oczywiście zasilanie ich odpadami wszelkiego rodzaju powinno mieć miejsce jak najwcześniej.

Smoła drzewna, czy węglowa składem i konsystencją przypomina łupki bitumiczne, których wydobywa się wystarczająco dużo, aby można było kupić od ręki u dostawców gotowy sprzęt do przerobienia jej na ropę syntetyczną. Nie trzeba prowadzić żadnych wielkich badań, wystarczy wysłać maila z zamówieniem i zapłacić.. Do wytwarzania w ten sposób ropy sysntetycznej dodatkowo potrzeba sporych ilości wodoru, które można uzyskać, tak jak zwykle się dziś to robi- z gazu ziemnego, albo technologią dostosowaną do nadwyżek prądu w sieci, czyli elektrolizą z wody, lub też starą technologią- z węgla. Żaden, dokładnie, żaden element tego łańcucha nie jest problemem. Oczywiście, do wdrożenia na skalę wielkoprzemysłową i produkcji milionów ton rocznie, potrzeba umiejętnego wdrożenia i finansowania.

Ale cała, dokładnie cała technologia jest dziś dostępna.

I jeśli ktoś miałby rozmawiać w sposób powyżej opisany o problemie polskiego węgla, to jestem do dyspozycji, udzielam pełnego wsparcia, blogiem, wiedzą, i czym jeszcze potrzeba.

Dopóki plan „polskiego czarnego złota” ma polegać na budowie nowych, przestarzałych na starcie elektrowni i jednocześnie zwiększaniu zużycia ropy i gazu to ja bardzo dziekuję. Dla określenia autorów i promotorów takich pomysłów pozostawię sobie zestaw epitetów, które powinny być adresowane do ludzi, którzy wskutek swoich miałkich przymiotów intelektualnych pchają w błoto mój kraj.

 

Advertisements

11 komentarzy

  1. Migrant Worker pisze:

    Maczeto,

    A jak widzisz logistykę smoły i przegazowanego węgla? Przecież nie będzie się stawiać minirafinerii w każdej wiosce, ani tym bardziej większej elektrociepłowni.

    MigrantWorker

  2. A jaki problem? Z butelkami zwrotnymi sie da, to i z tym też. Pociąg, czy ciężarówka przywozi węgiel, czy cokolwiek, wywozi to co jest do wywiezienia. Sposób załadunku i konsystencja prawie takie same. Póżniej za pośrednictwem lokalnego składu lub bez, jedzie to do zakładu ulepszania, gdzie „koks” jest oddzielany, a reszta traktowana wodorem i przerabiana na ropę syntetyczną. A potem do rafinerii/petrochemii, prawdziwej skali, oczywiście. Zakład ulepszania może być też przy średniej wielkości elektrociepłowni, albo spokojnie w składzie węgla.
    Tak jest to robione z łupkami w Kanadzie, tak może być zrobione wszedzie.

  3. Migrant Worker pisze:

    Widzisz, ja myślałem że koks i smoła będą oddzielane od razu w minielektrociepłowni – koks co jakiś czas wygarniany przez palacza, a smoła pewnie skapująca na bieżąco do jakiegoś zbiornika. Przerzucenie rozdzielania na dalszy etap obróbki faktycznie upraszcza sprawę.

  4. Jedyne ograniczenie polega na tym, że masz podgrzewanie bez dostępu tlenu, albo z ograniczonym i precyzyjnie dawkowanym. Poza tym czy zrobi się w cyklu ciągłym, czy partiami, obsługa ręczna czy automatyczna, rozdzielanie produktów czy nie to są konkretne decyzje jak zrobić najbardziej efektywny i opłacalny model. W 19 w., kiedy gazownie miejskie były powszechne, obsługa musiała być ręczna. Dziś jest elektronika.
    Zresztą- mówimy prawie dokładnie o 19-wiecznej gazowni miejskiej.

  5. Jak zwykle głupoty propagandy starej energetyki. Nie „za dużo OZE”, bo OZE w każdej chwili można wyłączyć. Jedynie „za dużo niemożliwej do wyłaczenia mocy” A to nie jest opis OZE. To jest opis elektrowni atomowych i starych węglowych.

  6. pitbudowniczy pisze:

    ale czy to wszystko się opłaca, tzn jaki byłby, chociaż w przybliżeniu koszt uzyskania gotowych paliw z takich instalacji?, czy gdzieś na świecie działa taka instalacja?

    bo że kogeneracja jest opłacalna (praktycznie chyba w każdej konfiguracji o ile ma się odbiorców ciepła dostatecznie blisko), to wiadomo,
    ale po ile $ musiałaby być ropa, żeby smoła potraktowana wodorem była opłacalnym surowcem do produkcji paliw?
    czy bez wsparcia chociażby podatkowego takie biznes by się domykał finansowo, (a tu jest duże pole do manewru, bo podatków ostatecznej cenie paliwa jest na okrągła licząc połowa)

    jako domknięcie systemy OZE to wygląda dobrze, mamy małe elektrociepłownie, które mogą produkować prąd kiedy nie ma wiatru albo słońca, ograniczamy niską emisję, nadwyżki prądu „przerabiamy” na wodór, dalej na paliwa płynne, dodatkowo ograniczamy import ropy, i jeszcze ratujemy polskie górnictwo, nowe miejsca pracy, ale wracam do pytania z początku czy na dziś to się opłaca?

    pozdrawiam

  7. W sensie- dziś, według dzisiejszych reguł, inwestujemy i oczekujemy zwrotu? Nie, nie opłaca się. Kogeneracja też się nie opłaca, chyba, że dostaliśmy sieć ciepłowniczą w prezencie. Co jest prawdziwe w polskich sprywatyzowanych elektrociepłowniach.
    To mozna porównać do ropy z Alberty, gdzie cena wynosi do 30-40 dolarów za baryłkę mniej niż Brent. Czyli przy 40 USD za baryłke w ogóle się nie opłaca.
    Ale jeśli będzie polityka państwowa, nastawiona na realizację efektywności i niezależności energetycznej, to opłaca sie dla całego kraju. Kogeneracja opłaca się wszystkim, ale budowę sieci ciepłowniczej trzeba częściowo dotować, choćby ulgami podatkowymi.
    Paliwa z ropy ze smoły można zwolnić z akcyzy i już będzie się opłacać. Dla równowago podwyższyć akcyzę na paliwa z importowanych surowców i będzie opłacać się jeszcze bardziej.

  8. PI pisze:

    Raport francusko-niemiecki „Transformacja energetyczna i mechanizmy mocowe.
    Niemcy i Francja identyfikują konieczność zaprojektowania optymalnego modelu rynku energii, który będzie uwzględniał istnienie zależności pomiędzy inwestycjami w stabilne konwencjonalne źródła energii, źródła odnawialne i bezpieczeństwem dostaw, a kosztem energii dla odbiorcy. Analizę skutków implementacji różnych modeli rynków energii w obu krajach, w perspektywie do 2030 roku, przygotowały dwie największe organizacje sektora energii w Niemczech i Francji: BDEW (Niemieckie Stowarzyszenie Energetyki i Gospodarki Wodnej) oraz UFE (Francuskie Stowarzyszenie Energetyczne)

    http://www.cire.pl/pokaz-pdf-%252Fpliki%252F2%252Fraport_transformacja_en_mechanizmy_mocowe3.pdf

    Analiza techniczno – ekonomiczna pilotowej elektrociepłowni zasilanej gazem PZW i węglem
    Przedstawiono wyniki analizy techniczno – ekonomicznej współspalania węgla i gazu z procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW) w instalacji energetycznej z kotłem fluidalnym. Obliczenia przeprowadzono dla mocy instalacji około 21 MWel i 40 MWth. Wielkość analizowanego zakładu odpowiada instalacji demonstracyjnej. Omówiono strukturę instalacji i określono parametry energetyczne głównych jej węzłów, koszty urządzeń oraz wybrane wskaźniki rentowności wyznaczono metodami statycznymi.

    http://www.cire.pl/pokaz-pdf-%252Fpliki%252F2%252Fanalizapilotowejelektrownidwupaliwowejmocekstanczykv3cire.pdf

  9. Do pierwszego- nie szukałem dalej, ale po przejrzenu jestem 99%, że sponsorami tego opracowania są stare wielkie koncerny. typowe straszenie „brakiem mocy” i żebranie o forsę, co obecnie nazywa się „rynek mocy”. We Francji dostali, bo francuska energetyka generalnie bakrutuje, a elektrowni atomowych nie można zostawić bez forsy. Potem takie opracowania wysyłaja do trzeciego świata, gdzie też się da wyłudzić trochę forsy dla siebie. A czytelnikom polecam przyjrzenie się kto promuje te rozwiązania.

  10. A drugie to jest takie pseudonaukowe dno, że słabo mi się zrobiło. I niestety to jest obecny poziom dyskusji technicznej o polskim przemyśle. Dla oblicznania opłacalności przyjęli, że będzie jakiś gaz, aby było ładnie to napisali, że z podziemnego zgazowywania, choć dalej, że technologia jest eksperymentalna i dlatego nie wiedzą jakie będą jego koszty, przyjeli takie, aby się opłącało.
    Następnie w ładnej tabelce uznali, że sprzedadzą ciepło- gdzie, komu i czyja sieć ciepłownicza? Jeśli już jest gaz, to po co liczyć spalanie w kotłach fluidyzacyjnych, skoro można zrobić obieg parowo- gazowy, albo silnik tłokowy? Jedno i drugie dużo lepsze.
    W skrócie- jest poziom rozumienia techniki na tak dennym poziomie, że nie pusciłbym tego jako komentarza na tym blogu. Serio. I to jest poziom dyskusji technicznej w Polsce. Słabo mi.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

Follow rewolucja energetyczna on WordPress.com
%d blogerów lubi to: