Zgazowanie węgla i wydobycie metanu można połączyć? Sprawdzimy to w Polsce

Zgazowanie węgla i wydobycie metanu można połączyć? Sprawdzimy to w Polsce
Fot. Adobe Stock. Data dodania: 20 września 2022

Naukowcy z Polski, Czech, Niemiec, Francji i Wielkiej Brytanii wspólnie zbadają potencjał pozyskiwania metanu z pokładów węgla z późniejszym podziemnym zgazowaniem tego surowca w złożu. Chodzi o sprawdzenie, na ile i w jakich warunkach taki proces jest możliwy i efektywny.

  • Do badań zostaną wykorzystane głęboko zalegające pokłady węgla.
  • Z pokładów metanowych pochodzą się cztery na pięć ton wydobytego w Polsce węgla.
  • Podziemne zgazowanie węgla to jeden z pomysłów zmierzających do tego, by spalanie tego surowca nie szkodziło środowisku i klimatowi.

Zainaugurowany w ostatnim czasie w Głównym Instytucie Górnictwa (GIG) w Katowicach projekt o akronimie MEGA+ dotyczy produkcji metanu z głęboko zalegających europejskich pokładów węgla w połączonych procesach odzysku tego gazu z węglowych pokładów oraz podziemnego zgazowania węgla.

Po raz pierwszy w swoich badaniach naukowcy postanowili połączyć obie technologie w jednym projekcie, aby zbadać, na ile można skutecznie powiązać ze sobą proces odzysku metanu z pokładów węgla z wysokociśnieniowym procesem podziemnego zgazowania, ukierunkowanym na produkcję substytutu gazu ziemnego - przy użyciu do obu zadań tej samej infrastruktury, zarówno podziemnej jak i naziemnej.

Przedsięwzięcie sfinansują środki europejskiego Funduszu Badawczego Węgla i Stali. Partnerami międzynarodowego konsorcjum, oprócz GIG i Polskiej Grupy Górniczej, są: firma TATA Steel UK, Uniwersytet Cardiff i Imperial College London z Wielkiej Brytanii, Instytut Podstawowych Procesów Chemicznych z Czech, Centrum Badawcze GFZ z Niemiec oraz instytut INERIS z Francji.

Przedmiotem badań będą głęboko zalegające pokłady węgla, powyżej 900 m pod ziemią. Przeprowadzone będą m.in. specjalistyczne badania nad wykorzystaniem katalitycznej aktywności składników popiołu z wysokociśnieniowego procesu podziemnego zgazowania w reakcjach metanizacji gazu syntezowego. Zaplanowano też próby podziemnego zgazowania węgli, w tym antracytów, na dużą skalę.

Eksperymenty będą prowadzone z wykorzystaniem infrastruktury badawczej działającego przy katowickim GIG Centrum Czystych Technologii Węglowych, w tym wysokociśnieniowej instalacji do badań procesu podziemnego zgazowania w warunkach laboratoryjnych. Ponadto dla wybranych trzech obszarów modelowych z Polski (Zagłębie Górnośląskie), Niemiec (Zagłębie Rury) i Wielkiej Brytanii określone zostaną warunki techniczne, ekonomiczne oraz środowiskowe jednoczesnej realizacji procesu odmetanowania i podziemnego zgazowania w głębokich pokładach.

Z pokładów metanowych pochodzą cztery na pięć ton wydobytego w Polsce węgla. Na każdą z nich przypada średnio o ponad połowę więcej tego gazu niż przed kilkunastu laty. Prawie połowa wydobycia pochodzi z miejsc zaliczanych do czwartej, najwyższej kategorii zagrożenia metanowego. W ostatnich latach w polskich kopalniach węgla kamiennego wydzielało się około 900 mln m sześc. metanu rocznie, czyli średnio ponad 1,6 tys. metrów sześciennych na minutę.

Podziemne zgazowanie węgla to jeden z pomysłów zmierzających do tego, by spalanie tego surowca nie szkodziło środowisku i klimatowi. Polscy naukowcy, we współpracy ze spółkami węglowymi, od kilkunastu lat badają, na ile możliwe i opłacalne jest, zamiast wydobywania węgla na powierzchnię, zgazowanie go w podziemnych georeaktorach; na powierzchni wydobyty gaz byłby używany do celów energetycznych.

Kilka lat temu naukowcy z GIG pomyślnie zgazowali węgiel na małą skalę w Kopalni Doświadczalnej Barbara w Mikołowie. W 2014 r., w ramach projektu badawczego, kolejną udaną próbę przeprowadzono w katowickiej kopalni Wieczorek, gdzie zgazowano około 245 ton węgla, uzyskując około 1 mln m sześc. gazu. To jednak za mało, by uznać technologię za w pełni bezpieczną i opłacalną - aby to stwierdzić, potrzebna jest instalacja demonstracyjna. Dalsze badania i analiza ich wyników mogą posłużyć do decyzji o możliwości wdrożenia technologii na skalę przemysłową.

W swoim raporcie z 2016 r. Najwyższa Izba Kontroli oceniła, że wdrożenie technologii podziemnego zgazowania węgla na skalę przemysłową będzie możliwe nie wcześniej niż za 15 lat. Izba przyjrzała się wówczas postępom badań w tej dziedzinie, wyliczając, że w ostatnich latach wydano na nie w Polsce już ponad 96 mln zł.

Niezależnie od badań procesów zgazowania węgla, GIG uczestniczy też w projektach - także międzynarodowych - dotyczących pozyskiwania i wykorzystania towarzyszącego złożom węgla metanu. W ostatnim czasie podsumowano np. projekt o akronimie GASDRAIN, służący opracowaniu ulepszonych technik drenażu metanu poprzez stymulacje pokładów węgla. Celem tych działań jest zapobieganie zagrożeniom i zwiększenie możliwości wydobycia węgla. Partnerami koordynowanego przez GIG projektu, także realizowanego ze środków Funduszu Badawczego Węgla i Stali, byli: Jastrzębska Spółka Węglowa, Instytut Nafty i Gazu w Krakowie, Grupa Hunosa i Instytut Aitemin z Hiszpanii, Imperial College London z Wielkie Brytanii, RWTH z Niemiec oraz instytut INERIS z Francji.

W ramach projektu zbudowany został specjalnie zaprojektowany system do hydroslottingu, czyli techniki odprężania pokładu poprzez wycinanie strugą wody pod wysokim ciśnieniem dysków w caliźnie węglowej. Urządzenie testowano w Zakładzie Badań Dołowych i Utrzymania Powierzchni Kopalni Doświadczalnej Barbara, gdzie określono m.in. warunki bezpieczeństwa użytkowania systemu, efektywność i wydajność dysz urabiających oraz czas operacji hydrocięcia, potrzebny do wykonania stymulacji otworów drenażowych. Urządzenie pozwala na pracę w otworach do 100 m w głąb górotworu i cięcie węgla strugą wody o ciśnieniu tysiąca barów.

Naukowcy z GIG przypominają, że metan jest jednym z najgroźniejszych zagrożeń naturalnych w kopalniach węgla kamiennego. W ostatnich latach odnotowano wzrost emisji metanu na jedną tonę wydobytego węgla o około 63 proc., co wiąże się ze wzrostem głębokości oraz koncentracją eksploatacji węgla. Zwiększone uwalnianie metanu jest nie tylko groźne dla górników, ale także ogranicza eksploatację węgla. Wkrótce, w związku z polityką klimatyczną, stanie się też przyczyną wysokich opłat emisyjnych, podobnie jak w przypadku dwutlenku węgla.
×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu

Podaj poprawny adres e-mail
W związku z bezpłatną subskrypcją zgadzam się na otrzymywanie na podany adres email informacji handlowych.
Informujemy, że dane przekazane w związku z zamówieniem newslettera będą przetwarzane zgodnie z Polityką Prywatności PTWP Online Sp. z o.o.

Usługa zostanie uruchomiania po kliknięciu w link aktywacyjny przesłany na podany adres email.

W każdej chwili możesz zrezygnować z otrzymywania newslettera i innych informacji.
Musisz zaznaczyć wymaganą zgodę

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Zgazowanie węgla i wydobycie metanu można połączyć? Sprawdzimy to w Polsce

NEWSLETTER

Zamów newsletter z najciekawszymi i najlepszymi tekstami portalu.

Polityka prywatności portali Grupy PTWP

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!