Ciekłe paliwa z węgla (Światowa konferencja World CTL 2008 w Paryżu)

Kiedy drastycznie zwyżkuje cena ropy naftowej, a w perspektywie rysuje się całkowite wyczerpanie jej zasobów, wzrasta zainteresowanie uzyskiwaniem paliw płynnych węgla kamiennego. Znane od dawna i wciąż doskonalone w laboratoriach technologie CTL (Coal to Liquid - upłynnianie węgla) nie były dotąd wdrażane na szerszą skalę, ponieważ paliwa silnikowe wyprodukowane tą metodą były znacznie droższe niż paliwa ropopochodne. Sytuacja ta dziś zaczyna się zmieniać.

W RPA 0% zużywanych paliw płynnych pochodzi już z węgla, którego zasoby należą tam do największych na świecie, a wydobycie jest bardzo tanie. Zajmujący się tym kombinat Sasol osiągnął zdolność przerobową 40 mln ton węgla na rok, a produkcja syntetycznych paliw silnikowych wynosi 5 mln ton. Stany Zjednoczone, przygotowując się do funkcjonowania w świecie bez ropy, niezależnie od eksperymentowania z napędem wodorowym w samochodach, przeprowadzają próby z zastosowaniem w lotnictwie benzyny pochodzącej z licznych w Ameryce pilotażowych instalacji upłynniania węgla. Niedawno zakończono testy w locie samolotu B 52, a do końca 2011 r. takimi testami zostanie objęta cała flota powietrzna USA. Z kolei w Chinach tamtejszy koncern węglowo-energetyczny Shenhua Group zapowiada uruchomienie jeszcze w 2008 r. pierwszego bloku CTL o zdolności wytwórczej odpowiadającej 20 tys. baryłek ropy naftowej na dobę. W 2010 r. ma to już być produkcja rzędu 5 mln ton. Testowe instalacje pojawiają się także w wielu innych krajach. W Polsce badania nad uwodornianiem węgla prowadzone są od 197 r. W Głównym Instytucie Górnictwa w Katowicach został nawet opracowany projekt zakładu pilotażowego o przerobie 200 ton węgla na dobę, jednak jak dotąd nie podjęto jego wdrożenia.

Wymiana doświadczeń pilnie potrzebna

Paryska Konferencja World CTL 2008 będzie pierwszym na skalę światową spotkaniem na temat teraźniejszości i przyszłości paliw ciekłych uzyskiwanych w procesie chemicznej przeróbki węgla. Zgromadzi ona zarówno konsumentów paliw silnikowych, więc głównie przedstawicieli branż samochodowej, lotniczej i żeglugowej, jak i pionierów produkcji syntetycznego paliwa i dostawców urządzeń dla instalacji CTL oraz ekspertów z ośrodków naukowo-badawczych. Technologie upłynniania węgla osiągnęły już poziom rozwoju pozwalający na ich stosowanie w skali przemysłowej. Stawia to poważne problemy i wyzwania przed tą nową gałęzią energetyki, tak technologiczne, jak i środowiskowe oraz ekonomiczne. Podczas trwających już blisko 100 lat prac badawczych nad uwodornieniem węgla wypracowano wiele metod uzyskiwania płynnego paliwa z tego obficie występującego na naszej planecie surowca energetycznego. Można je podzielić na trzy grupy:

1. Bezpośrednie upłynnianie węgla. Technologia opracowana w 1913 r. w Niemczech już po siedmiu latach została wdrożona w IG Farben, a w latach II wojny światowej rozwinięta na skalę przemysłową (m.in. w zakładach w Blachowni, Oświęcimiu, Policach).

2. Pośrednie upłynnianie węgla polegające na jego zgazowaniu, a następnie uzyskiwaniu produktów ciekłych z gazu syntezowego (metoda Fischera-Tropscha - 1925 r.).

3. Proces hybrydowy, integrujący obie metody. Obecnie wyznacza on kierunek, ku któremu zmierza technologia CTL.

Wymienione metody doczekały się wielu wariantów rozwijanych w coraz liczniejszych laboratoriach i pierwszych instalacjach przemysłowych. Konferencja World CTL 2008 siłą faktu musi się stać miejscem konfrontacji między różnymi metodami wytwarzania, ale będzie też szerokim forum wymiany doświadczeń. Przyczyni się też z pewnością do upowszechnienia najbardziej efektywnych rozwiązań.

Kłopotliwy CO2

„Upłynniony węgiel" jest niewątpliwie paliwem bardziej przyjaznym dla środowiska niż węgiel naturalny spalany w kotłach elektrowni i ciepłowni czy domowych piecach. Technologia CTL wpisuje się w paletę przedsięwzięć ujętych w programie ekologicznym Czysty Węgiel. Jednakże podczas samego procesu uwodornienia wyzwalają się znaczne ilości dwutlenku węgla, który - jak wiadomo - obwiniany jest o przyczynianie się do ocieplenia klimatu. Tyle tylko, że w instalacji CTL gaz ten łatwiej wychwycić niż w kominie elektrowni czy układzie wydechowym samochodu. Problemem natomiast pozostaje, co dalej robić z odseparowanym CO2? W kilku ośrodkach trwają próby sekwestracji (magazynowania) dwutlenku węgla pod ziemią. M.in. GIG w Katowicach od szeregu lat prowadzi tego rodzaju badania. Zaowocowały one m.in. wybudowaniem w Kaniowie na polu rezerwowym KWK Silesia pierwszej w Europie instalacji pilotażowej do zatłaczania CO2 w pokładach węgla kamiennego nieprzewidzianych do eksploatacji. Wspomniana tematyka znajdzie również swoje odzwierciedlenie w referatach przygotowanych na paryską Konferencję, podobnie jak propozycja powiązania technologii CTL z wykorzystaniem energetycznych surowców odnawialnych. Chodzi tutaj o zastępowanie węgla biomasą w instalacjach, które wtedy będą się już nazywać BTL (Biomass To Liquid), co podwoi efekt ekologiczny. Sprawa jest na czasie. Właśnie Komisja Europejska ustaliła obowiązujący udział odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym UE na 20% do 2020 r. i redukcję emisji CO2 do atmosfery również na 20%. Technologia BTL mogłaby być pomocna w realizacji tego wyśrubowanego pułapu.

Ewidentne korzyści gospodarcze

Na Konferencji znajdzie się też czas na omówienie korzyści ekonomicznych, które przynieść może szersze zastosowanie technologii upłynniania węgla. Stanowi ona obiecujące rozwiązanie dla krajów nieposiadających wcale lub w wystarczającej ilości surowców petrochemicznych, ale bogatych w węgiel kamienny. Np. dla Polski byłaby to szansa na zmniejszenie zależności energetycznej od zewnętrznych dostawców ropy i gazu ziemnego oraz uzyskania upragnionej dywersyfikacji źródeł zaopatrzenia w energię. Wdrożenie CTL umożliwi też lepsze wykorzystanie potencjału wydobywczego kopalń i gospodarcze ożywienie górniczych regionów. Podobnie, forsowanie produkcji bioenergii może przyczynić się do rozwoju rolnictwa. Zdaniem prof. J. Popczyka z Politechniki Śląskiej, stawiając na energię z biomasy mamy okazję do zagospodarowania ogromnych zasobów niewykorzystanej w Polsce ziemi uprawnej. Możemy też jednocześnie sprostać czekającemu nas niedługo obowiązkowi dolewania 10% biopaliwa do benzyny i oleju napędowego. Będzie to głównie etanol i olej otrzymywany z rzepaku, ale zapewne także paliwa pozyskiwane w procesie BTL. Rozwijając energetykę odnawialną w oparciu o własny potencjał użytków rolnych i fundusze unijne bez trudu powinniśmy wypełnić, a nawet przekroczyć unijne wymogi.

MM Magazyn Przemysłowy 4/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę