Pokojowy Nobel dla polskich chemików czyli polityka paraklimatyczna

Pokojowy Nobel dla polskich chemików czyli polityka paraklimatyczna [1]

Pokojowa Nagroda Nobla za 2007 roku przypadła zaskakująco za działalność na rzecz popularyzacji globalnego ocieplenia. Otrzymali ją wówczas Al Gore wespół z IPCC czyli Międzyrządowym Zespołem ds. Zmian Klimatu. W komentarzach odzwierciedlano typowe spory o globalną politykę klimatyczną. Tymczasem decyzja komitetu noblowskiego wskazała fundamentalny, być może kluczowy wymiar owej polityki: pokój światowy. Odnawialne źródła energii są wprawdzie nieopłacalne i nieefektywne w porównaniu do źródeł tradycyjnych, niemniej stwarzają one szansę (a może tylko nadzieję?) na budowę świata bardziej niezależnego od kopalnych surowców energetycznych wokół których rozgrywała się wielka część konfliktów zbrojnych naszej cywilizacji. Dzięki odnawialnym źródło kraje ubogie w surowce kopalne mogą budować w mniejszym lub większym zakresie swoją niezależność od krajów w surowce bogatych. Bezpieczeństwo energetyczne nie musi się opłacać w kategoriach rynkowych.

IPCC to organizacja głównie ekspercka, powołana w 1988 przez dwie inne organizacje Narodów Zjednoczonych do oceny ryzyka związanego z wpływem człowieka na zmianę klimatu. Głównym dziełem IPCC są cztery obszerne raporty klimatyczne: 1990, 1995, 2001, 2007. Czwarty Raport IPCC (AR4) był zapewne podstawą do przyznania Pokojowej Nagrody Nobla. Trzecia jego część zatytułowana Ograniczanie zmian klimatycznych ogłoszona została 4 maja 2007. Zawiera ona szereg proponowanych rozwiązań pozwalających budować harmonijną politykę klimatyczną zarówno w odniesieniu do krajów ubogich, jak i bogatych w kopalne surowce energetyczne.

Polska należy do tych ostatnich, w którym jednak od lat prowadzi się politykę energetyczną właściwą dla krajów ubogich w surowce. Przyjęty przez Polskę u schyłku 2008 pakiet klimatyczny nałożył na nasz kraj ciężar redukcji 60% emisji CO2 w skali UE.

Polityka klimatyczna nie musi być wcale tak niedorzeczna, jak w UE. Kraj taki jak Polska nie powinien tłumić ekonomicznie energetyki węglowej, by jednocześnie stymulować budowę nieefektywnych i kłopotliwych wiatraków. Nasze zasoby powinny być ukierunkowane na rozwój czystych technologii węglowych, na które duży nacisk kładł właśnie AR4. Jeden z rozdziałów tego raportu poświęcony był perspektywom rozwoju technologii CCS, czyli wychwytu i składowania dwutlenku węgla. ^{[ 1 ]}

W UE forsuje się wąskie rozumienie sekwestracji dwutlenku węgla, ograniczone do wychwytu i składowania w utworach geologicznych. Technologia taka ma mocne atuty na unijne potrzeby: daje szansę na ocalenie przez jakiś czas energetyki węglowej, choć ten „czysty węgiel" jest na tyle drogi, że odnawialne źródła energii stają się dlań sensowną alternatywą. Elektrownie węglowe uzależniają się od dopłat unijnych, bez których będą zanikać. Torpedowanie ambitniejszych technologii czystego węgla jest całkowicie zrozumiałe: potenjalnie wydają się one na tyle atrakcyjne ekonomicznie, że mogą się stać bezkonkurencyjne wobec źródeł odnawialnych. Nie po to przez lata kraje Unii męczyły się z budową wiatraków i paneli słonecznych, by teraz rozwijać technologię, która dowiedzie ekonomicznej absurdalności tego kierunku.

Najbardziej atrakcyjną ekonomicznie technologią „czystego węgla" jest elektrownia poligeneracyjna, oparta na procesie gazyfikacji węgla, służącym do produkcji zeń wodoru. Elektrownia poligeneracyjna daje nie tylko energię elektryczną i cieplną, ale i tzw. gaz syntezowy, który jest bardzo cennym surowcem dla przemysłu chemicznego lub petrochemicznego (od syngazu można iść w kierunku tworzyw sztucznych bądź paliw syntetycznych). Tym samym przez swą wartość dodaną redukuje się koszt całej elektrowni.

AR4 proponuje bardzo szeroki rozwój technologii sekwestracji CO2, włącznie z najbardziej ambitnymi projektami. Sekwestracja CO2 postulowana jest nie tylko dla elektrowni węglowych, ale i gazowych oraz biomasowych, dla zakładów produkujących koks, cement, amoniak i żelazo. Jako sposoby składowania CO2 wskazano nie tylko utwory geologiczne (głębokie formacje solankowe, pokłady niekopalne węgla, gazu i ropy), ale i głębie oceanów. Pojemność poszczególnych rodzajów „podziemnych śmietnisk" dla CO2 ostrożnie szacowano na: 200 Gt dla pokładów węgla, 675-900 Gt dla pól ropnych i gazowych oraz ponad 1000 Gt dla podziemnych wód solankowych. Państwowy Instytut Geologiczny również ujmuje całe to spektrum podziemnych składowisk wskazując, że mamy duże możliwości składowiskowe. Z jednej bowiem strony jesteśmy dużym emitentem CO2 w Europie, z drugiej — w centralnej Polsce od Łodzi po Toruń, kilometr pod ziemią istnieją największe w Europie zasoby jurajskich i triasowych piaskowców z wodami słonymi potencjalnie stanowiące najlepsze warunki do składowania CO2. Od 2007 projektowano nawet centralny rurociąg CO2 biegnący od czeskiej Ostrawy do środkowej Polski (szacowana pojemność: 90 mld t)

Poza sekwestracją geologiczną i chemiczną, AR4 wskazuje także biosekwestrację z wykorzystaniem alg i bakterii jako technologie bardzo obiecujące: odnotowano wychwyt na poziomie 80% CO2 i 86% tlenków azotu, przy jednoczesnej produkcji 130 tys. litrów biodiesla oraz paszy dla zwierząt ^{[ 2 ]}.

W przygotowaniu raportu AR4 uczestniczyli także polscy naukowcy z Instytutu Inżynierii Chemicznej PAN w Gliwicach pod kierownictwem prof. Krzysztofa Warmuzińskiego, zajmującego się w szczególności czystymi technologiami węglowymi, toteż Rzeczpospolita słusznie zwróciła wówczas uwagę: Nobel dla naukowców z Gliwic.

W 2009 ukazały się pionierskie badania zorganizowane przez Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk dotyczące oddziaływania CO2 na podziemne skały zbiornikowe. Ministerstwo Środowiska uruchomiło natomiast program badawczy „Rozpoznanie formacji i struktur do bezpiecznego geologicznego składowania CO2 wraz z ich programem monitorowania". ^{[ 3 ]}

Dziś polska chemia dysponuje rozwiązaniami karbochemicznymi w których zamiana węgla na energię wiąże się z minimalnym lub żadnym problemem CO2. Rozwiązania te budzą podziw i zainteresowanie na świecie, w krajowej debacie publicznej — praktycznie głucho o nich. Wiąże się bowiem z nimi jeden poważny „problem": mogą skosić tradycyjną eko-energię, gdyż są wobec niej zbyt konkurencyjne. Po przedstawieniu tego projektu Unia Europejska opracowała dyrektywę, która ogranicza możliwości rozwoju czystych technologii węglowych.

Nasz konik

Karbochemia i technologie węglowe to swoiste „polskie koniki". Są to te dziedziny w których potrafimy być liderami.

Jeszcze u schyłku XX w. byliśmy uważani za światowych liderów we wdrażaniu najnowszych technologii w elektrowniach węglowych. W Trybunie Górniczej z 1999 czytamy, że polska firma Transition Technologies, która była wówczas jedną z 5 firm na świecie specjalizujących się w przemysłowym wykorzystaniu sieci neuronowych, w 1998 wygrała przetarg na modernizację elektrowni na Florydzie, a później także na modernizację kotła energetycznego 500 MW w elektrowni w stanie Iowa, gdzie sieci neuronowe stworzone przez polskich inżynierów mają sterować szybkością dostarczania do kotła węgla, powietrza i wody tak by wyeliminować niekontrolowane wahania temperatury pary, „których nie mogli ustabilizować amerykańscy inżynierowie". Chodziło o stworzenie „uczącego się" systemu sterowania kotłem. Znacznie obszerniej o polskich nowinkach energetycznych rozwodził się magazyn Power Engineering International w artykule 'A Time of Transition'.

W 2011 Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych oraz Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego poinformowały o wspólnym opracowaniu technologii pozyskiwania dużych fragmentów grafenu o najlepszej dotąd jakości. Jesteśmy krainą węglową. Możemy być także innowacyjną krainą węglową. I jeszcze moglibyśmy zarabiać na sprzedawaniu innym naszych technologii.

W lutym 2006 powstał Innowacyjny Śląski Klaster Czystych Technologii Węglowych, który współtworzyli: AGH, Politechnika Częstochowska, PKN Orlen, Górnicza Izba Przemysłowo-Handlowa, Główny instytut Górnictwa, Politechnika Śląska, Południowy Koncern Energetyczny, Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Kompania Węglowa, Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, Jastrzębska Spółka Węglowa, Katowicki Holding Węglowy, miasta: Gliwice, Jastrzębie, Katowice, Rybnik, Tychy, Zabrze, Jaworzno. Celem było nie tylko czyste przetwarzanie węgla ale i doskonalsze jego wydobywanie, uszlachetnianie, zmniejszenie uciążliwości szkód górniczych. Nadrzędnym celem Klastra miało być stworzenie Śląskiej Doliny Czystych Technologii Węglowych. Wedle tych zamysłów Polska miała realnie współkształtować unijną politykę, zaczynając od opracowania spójnej polityki energetycznej dla Polski i Unii.

[ 1 ] Climate Change 2007: Working Group III: Mitigation of Climate Change. 4.3.6 Carbon dioxide capture and storage (CCS)

[ 2 ] Greenfuels Technology Corp. announces first field results from MIT Cogeneration plant beta test site. CK Test report

[ 3 ] Radosław Tarkowski, Maciej Manecki (red.), Badania oddziaływania CO2 na mezozoiczne skały zbiornikowe w celu określenia ich przydatności do geologicznej sekwestracji dwutlenku węgla, Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków 2009. Anna Feldman-Olszewska, Teresa Adamczak-Biały, Anna Becker, Charakterystyka poziomów zbiornikowych i uszczelniających formacji Jury i Triasu Północnego Mazowsza pod kątem geologicznego składowania CO2 na podstawie danych z głębokich otworów wiertniczych, Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego 448: 27-46, 2012.