Energia elektryczna z metanu

Jak argumentował ekspert Głównego Instytutu Górnictwa prof. Paweł Krzystolik, szersze niż dotąd zagospodarowanie metanu z pokładów węgla, choć kosztowne - jest opłacalne. Przyczynia się m.in. do poprawy bezpieczeństwa w kopalniach, ograniczenia skutków globalnego efektu cieplarnianego oraz osiągnięcia wymiernych korzyści ekonomicznych.

Państwa dysponujące złożami tego gazu zwiększają stopień jego gospodarczego wykorzystania, najczęściej tworząc prawne mechanizmy wsparcia - np. w Niemczech wykorzystanie metanu wzrosło niedawno trzykrotnie.

Eksperci przedstawili niemiecki model wspierania wykorzystania gazu kopalnianego. Ustawa, kwalifikująca go do odnawialnych źródeł energii, zapewnia m.in. priorytetowe przyłączanie instalacji wytwarzania z kopalnianego metanu energii elektrycznej do sieci i priorytetowy odbiór, przesył wraz z systemem wynagradzania za tę energię.

System ten, oceniany jako jeden z najlepszych w Europie, pozwolił na wzrost liczby instalacji jak i samej energii wyprodukowanej z metanu kopalnianego - z 48 instalacji o łącznej mocy 66 MWel(megawatów elektrycznych - PAP) w 2002 r. do 124 instalacji o łącznej mocy 166 MWel w 2006 r. Wykorzystano w nich ok. 250 mln m sześc. gazu, co odpowiada redukcji ponad 4 mln ton dwutlenku węgla.

Ocenia się, że zasoby metanu w polskich kopalniach węgla, których wydobycie byłoby dziś opłacalne i technicznie możliwe, to ok. 3,6 mld m sześc. W ub. roku podczas wydobycia uwolnionych zostało ok. 880 mln m sześc. tego gazu, z czego 70 proc. uszło do atmosfery w wentylacji, a 30 proc. wychwyciły stacje odmetanowania.

Stacje odmetanowania usuwają metan z górotworu, zanim na skutek eksploatacji górniczej zostaje uwolniony i dostanie się do wyrobisk górniczych. Gaz ten jest jednym z głównych kopalnianych zagrożeń - zmieszany z powietrzem wybucha w stężeniu od 5 do 15 proc.

Najwięcej metanu wydziela się w kopalniach Jastrzębskiej Spółki Węglowej (JSW): Pniówek, Zofiówka i Krupiński, a także Kompanii Węglowej - przede wszystkim Brzeszcze-Silesia i Sośnica-Makoszowy.

Wszystkie polskie kopalnie ujęły w 2007 r. ok. 270 mln m sześc. metanu, z których zagospodarowały ok. 60 proc., czyli ponad 160 mln m sześc. tego gazu. Reszta trafiła do atmosfery. Stosunkowo niewielkie wykorzystanie metanu skutkuje m.in. tym, że górnictwo, obok hodowli zwierząt, uważane jest za jedno z ważniejszych źródeł efektu cieplarnianego.

Metan - obok pary wodnej, dwutlenku węgla, freonów, ozonu i podtlenku azotu - jest jednym z gazów pośrednio powodujących długofalowy wzrost temperatury na powierzchni Ziemi. Spośród gazów cieplarnianych, zmniejszenie emisji do atmosfery właśnie metanu można najwydajniej powiązać z korzyściami z jego przemysłowego wykorzystania.

Jego pozyskiwanie z kopalń węgla jest natomiast stosunkowo najłatwiejsze technologicznie i najbardziej racjonalne ekonomicznie. Jak mówił wiceprezes JSW, z której kopalń w ub. roku uwolnionych zostało ok. 330 mln m sześc. metanu, Andrzej Tor, gaz ten ma większą wartość opałową i niższą emisję zanieczyszczeń niż węgiel.

We wszystkich kopalniach JSW, w ub. roku ujęto 126,2 mln m sześc. metanu, pozostała część trafia do atmosfery. Spółka wykorzystała 88,4 mln m sześc. metanu, czyli ok. 70 proc. ujętego gazu. To wielkość odpowiadająca 140 tys. tonom węgla.

Jak podkreślił Tor, JSW od lat stara się wykorzystywać fakt, że koszt produkcji jednego gigadżula energii w paliwie jest dla metanu o ok. 30 proc. niższy od węgla. Spółka inwestuje więc w należącą do niej Spółkę Energetyczną "Jastrzębie" (SEJ), która m.in. produkuje energię elektryczną oraz cieplną dla przemysłu oraz mieszkańców Jastrzębia Zdroju i okolic - z węgla i metanu.

Od 1997 r. JSW wraz z SEJ włożyły w inwestycje związane z ujęciem i wykorzystaniem metanu ok. 116 mln zł - były to silniki układów kogeneracyjnych, czyli wytwarzających ciepło i energię elektryczną w kopalniach "Krupiński" i "Pniówek", układ centralnej klimatyzacji w "Pniówku", a także m.in. kopalniane stacje odmetanowania i gazociągi.

W tym roku powstanie układ kogeneracyjny wytwarzający prąd i ciepło na potrzeby kopalni "Borynia". Strategia wykorzystania metanu w JSW do 2015 r. zakłada współpracę spółki m.in. z krakowską AGH pod kątem nowych metod ujęcia metanu, technologii jego skraplania i wzbogacania oraz wykorzystania w miejskiej gospodarce komunalnej.

Z badań wynika, że zmniejszenie produkcji węgla w ostatnich 10 latach nie spowodowało znaczącego spadku ilości metanu, wydzielającego się z węglowych pokładów. Przeciwnie, zwiększa się liczba kopalń, gdzie występuje zagrożenie metanowe, co wiąże się z eksploatowaniem coraz niżej położonych pokładów.

Źródło: naukawpolsce.pap.pl