Pokojowy Nobel dla polskich chemików czyli polityka paraklimatyczna

Po ogłoszeniu AR4 w 2007 Unia Europejska postanowiła pochylić się nad projektami czystego węgla i dopomóc im ogłaszając konkurs DEMO-CCS na wykonanie 12 demonstracyjnych instalacji. Zaproponowano dla nich mechanizm finansowania oznaczony jako NER300, oparty na dochodach z handlu uprawnieniami do emisji CO2. Miał to być być największy na świecie programe wdrożeniowy dla CCS z rozszerzeniem na innowacyjne technologie OŹE.

Na efekt nie trzeba było długo czekać: w 2007 Zakłady Azotowe Kędzierzyn (ZAK) wraz Południowym Koncernem Energetycznym (później Tauron) przygotowali brawurowy projekt, który zaskoczył świat energetyczny, a najbardziej Unię. Projekt Kędzierzyn — budowa elektrowni poligeneracyjnej z systemem CCS, opartej na implementacji 19 nowatorskich technologii. Elektrociepłownia Blachownia w Kędzierzynie miała się stać pierwszym na świecie Zeroemisyjnym Kompleksem Energo-Karbochemicznym, mówiąc inaczej: elektrownią poligeneracyjna z turbiną wodorową i usuwaniem CO2 — o mocy elektrycznej 309 MW (2,4 TWh rocznie) i cieplnej 137 MW. ^{[ 4 ]}

Był to demonstracyjny, bardzo ambitny i obiecujący projekt, opierający sie na zgazowywaniu węgla w połączonych technikach IGCC-CCS. Dostawy węgla (ok. 1,6-2 tony rocznie) gwarantował Tauron ze swojej kopalni Janina. Zaplanowano dwa ciągi zgazowania węgla: dla produkcji energii elektrycznej i gazu syntezowego.

Planowana była nowatorska współpraca elektrowni z dużym zakładem zajmującym się Wielką Syntezą Chemiczną. Poligeneracyjność elektrowni wyrażać się miała w trzech zasadniczych produktach spalania węgla: energia elektryczna, ciepło i gaz syntezowy (syngaz), który następnie miał prowadzić do kolejnych produktów: wodór, amoniak, mocznik, metanol, OXO. A stąd już tylko krok do benzyny syntetycznej i takie też zamysły przedstawiała prezentacja projektu (Uliniarz 2009).

Redukcja dwutlenku węgla sięgać miała 90-92%, układ emitowałby na zewnątrz jedynie 8-10% dwutlenku węgla wytworzonego przy produkcji energii. Część wytworzonego dwutlenku węgla miała być składowana kilometr pod ziemią (2,3 mln t rocznie), a część (ok. 23-26%) przeznaczana do dalszych procesów (na 3,3 mln ton CO2, 770-960 tys. t miało być wykorzystane w procesie otrzymywania metanolu z syngazu). CO2 miał być także wykorzystywany dla wspomagania uprawy przy elektrowni, która miała dostarczać biomasy. Imponująco zestrojony system.

W przypadku tego projektu, poza najbardziej prymitywną odmianą sekwestracji dwutlenku węgla, polegającą na jego składowaniu w adekwatnych utworach geologicznych, przewidziano także sekwestrację chemiczną, którą można nazwać także recyklingiem CO2, czyli wykorzystaniem dwutlenku węgla przy produkcji w szczególności nawozów sztucznych, syngazu (i dalej metanolu itd). Zaprojektowane reaktory miały pozwolić na produkcję ok. 517 tys. ton metanolu rocznie. W prezentacji projektu wskazano, że dla ZAK inwestycja miała charakter pionierski, gdyż dobudowanie dodatkowego reaktora gazyfikacji węgla pozwoliłoby przedsiębiorstwu całkowicie uniezależnić się od importu gaz.

Poza węglem źródłem paliwa miała być także biomasa, która miała przy tym powstawać w ramach całego procesu, przy wykorzystaniu ok. 10% dwutlenku węgla jako nawozu. Odnotowano więc, że zastosowanie biomasy w recyklingu może doprowadzić do tego, że powstałaby elektrownia węglowa ...o ujemnym poziomie emisji CO2 od -2% do -5%! Magdalena Uliniarz z katowickiego Energoprojektu bilans CO2 przedstawiała następująco:

66% geologiczna sekwestracja + 26% chemiczna sekwestracja + 10% biomasy w spalaniu ~ -2% CO2. Generalnie chodziło o to, by 8% emisji wytworzonego CO2 zostało zniwelowane przez włączenie do całego procesu spalania biomasy w skali ok. 10%.

Koncepcja elektrowni węglowej o ujemnym bilansie CO2 nie była jakimś chwytem marketingowym polskich firm. Taką możliwość przewidywał już wspomniany na początku raport klimatyczny AR4, który był podstawą Pokojowego Nobla dla IPCC za 2007: "Application of CCS for biomass sources (such as when co-fired with coal) could result in the net removal of CO2 from the atmosphere." Skonkretyzowanie tej koncepcji w postaci projektu wdrożeniowego ZAK i PKE było efektem ścisłej współpracy mocnego sektora badawczego polskiej karbochemii z przemysłem.

Przed przedsiębiorstwami stanęła wielka szansa, oba bardzo by na czymś takim zyskały na wartości. Nie możemy też zapominać o pogłębiającym się problemie z dostępem do wody. Poligeneracja gwarantuje niższe o 40 proc. jej zużycie.

Eurobariery

W październiku 2008 Marek Ściążko, dyrektor Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu, jeden z twórców projektu elektrowni poligeneracyjnej, przekonywał na łamach prasy, że jest to najtańszy model technologii czystego węgla, przy którym starsze technologie tracą sens:

„Trzeba zacząć stawiać na takie inwestycje, które dają minimalne koszta usuwania CO2 i minimalną utratę sprawności i właśnie zgazowanie spełnia te kryteria. Elektrownia poligeneracyjna gwarantuje znacznie krótszy czas zwrotu inwestycji niż budowa tradycyjnych dziś jednostek. Na takiej elektrowni naprawdę da się zarobić i możemy to osiągnąć w Blachowni, bo jest odbiorca, który dobrze zapłaci za gaz syntezowy, za ciepło i za energię elektryczną… Jest szansa, aby PKE miał w ręku technologię, która pozwoli mu na budowanie zeroemisyjnych elektrowni tanio i efektywnie. Koncern naprawdę ma szansę wyznaczać trendy w energetyce przyszłości. Dobudowanie instalacji do przechwytywania CO2 do klasycznych bloków jest szalenie kosztowne, w świetle poligeneracji po prostu bezsensowne. Widziałem w Stanach Zjednoczonych kilka takich instalacji, które swoim rozmiarem kilkakrotnie przebijały wielkość samych elektrowni, przy których je wybudowano… Poligeneracja to pomost do zupełnie nowego obszaru energetycznego i obraz tego jak może wyglądać energetyka przyszłości".

Precyzyjne i całościowe obliczenia opłacalności projektu opublikowano w Archiwum Energetyki, które kończyły się wnioskiem: „Uzyskane wyniki wskazują na wysoką efektywność ekonomiczną projektu". ^{[ 5 ]}

W lutym 2009 przedstawiciele ZAK i PKE zaprezentowali swój projekt w Brukseli na spotkaniu z dziennikarzami. Prezes ZAK Krzysztof Jarosiński zachwalał wówczas „pierwszy tak zaawansowany technologicznie projekt tego rodzaju na świecie", który będzie realizowany bez wzgęldu na to, czy Unia go dofinansuje. Mówił w wywiadzie, że projekt wywołał burzę: "While the question of CO2 sequestration has existed in public debate before, I think that it is was our campaign which caused a storm."

"Jeżeli przyjrzymy się dokładnie dyrektywie UE ETS, to widać, że promuje ona technologię post-combustion. Jej zapisy jednoznacznie wskazują, że instalacja ma być gotowa na wychwytywanie dwutlenku węgla ze spalin, czy to jest słuszna droga? Skoro oxy-combustion i pre-combustion mają lepsze perspektywy rozwoju".

Do dziś Polska nie implementowała tej nieszczęsnej dyrektywy, za co oczywiście mamy już postępowanie karne, które skwapliwie zainicjował ekohamulcowy ClientEarth. Domagają się oni delegalizacji wszystkich projektów nowych bloków węglowych, zatwierdzanych po wydaniu dyrektywy. „Obrońcy Ziemi" ujawnili polski trik mający na celu obejść konieczność wdrażania tego bubla: projekt implementacji dyrektywy w polskim prawie geologicznym i górniczym uznał, że odnosi się ona wyłącznie do instalacji demonstracyjnych CCS. Zieloni nie pozwolili wymknąć się ekoreżimowi, domagając się traktowania dyrektywy jako całościowych regulacji technologii „czystego węgla".

Szczęśliwie nie jesteśmy tutaj osamotnieni, bo odkąd w Niemczech wykolejono energetykę atomową, nadszedł czas renesansu węgla. Analogiczny do Projektu Kędzierzyn projekt zaproponowało w Niemczech RWE. Niemniej zieloni wytrwale torpedują te projekty, jak i każdy projekt nowej elektrowni węglowej. Zatwierdzony w lipcu 2009 projekt elektrowni węglowej Neckarau (Mannheim) o mocy 911 MW został zaskarżony przez Friends of the Earth — Germany (BUND). Skargę odrzucono dopiero w lipcu 2011, czyli już mają duże opóźnienie, nieuchronny wzrost kosztów, a jeszcze WWF zaatakował poprzez Brukselę, usiłując wytoczyć w UE postępowanie przeciwko władzom Badenii-Wirtembergii za niestosowanie dyrektywy CCS.

[ 4 ] Magdalena Uliniarz, Polygeneration project with CCS at Kedzierzyn Chemical Plant — Polish answer for the challenges of the EU energetic and climatic policy, PKE/Energoprojekt-Katowice S.A., Prelekcja na konferencji Enlargement & Integration Workshop: Clean and Efficient Power Generation From Coal, 24-25 września 2009. Dr. Krzysztof Lampert, Kedzierzyn Project — Polygeneration Power Plant with CO2 capture and storage, Tauron Polska Energia. Janusz Tchórz, The world's first Zero-Emission Energo-Carbochemical Complex KEDZIERZYN. CCS Demonstration Programme, Tauron, 9.9.2010.

[ 5 ] T. Chmielniak, M. Ściążko, M. Ulinarz, Polygeneration power plant with CO2 capture, Archiwum Energetyki, Tom 38, nr 2, 2008, s. 45-54.

Polski hit: Zeroemisyjna elektrownia poligeneracyjna

Eurobariery