|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 04/2007
Węgiel i nowoczesne technologie
|
|
|
Autor: opr. red.
|
Data publikacji: 22.04.2007 13:07
|
|
O rozwoju nowych technologii węglowych i ich przyszłości mówi Rod Christie, szef GE Energy na Europę Środkową i Wschodnią, Rosję i kraje WNP. Pytania zadawał Wojciech Kwinta.
|
- Węgiel, podstawa polskiej energetyki, wciąż uchodzi za źródło energii przyczyniającej się do degradacji środowiska. Szansą na zmianę tej sytuacji są nowe technologie, m.in. zgazowania węgla. Jak takie rozwiązania mogą pogodzić konieczność produkcji energii i paliw z potrzebami ochrony środowiska?- W polskich realiach węgiel jest bardzo wydajnym źródłem energii. Jednak z punktu widzenia ekologii, jego eksploatacja zaczyna być problematyczna ze względu na zawartość siarki oraz wysoki poziom emisji dwutlenku węgla. Ale jeżeli węgiel zostanie poddany zgazowaniu, otrzyma się paliwo o parametrach czystości zbliżonych do gazu ziemnego. Dlatego tez decydenci, którzy rozważają możliwość inwestycji w konwencjonalne elektrownie, powinni zastanowić się nad przyszłymi sposobami zagospodarowania CO2 i regulacjami prawnymi mogącymi pojawić się w perspektywie kilku lat. Czystej energii nie należy postrzegać jedynie jako kosztu, ale powinniśmy rozpatrywać jej opłacalność, uwzględnić problemy, które mogą dzięki niej być rozwiązane oraz te, które zostaną nierozwiązane, jeśli zdecydujemy się na wybór innych opcji.
- Obiecującą technologią jest właśnie zgazowanie czarnego złota. Czy warto w nią inwestować?
- Zgazowanie węgla wydaje się być jednym z ciekawszych rozwiązań, jeśli patrzy się perspektywicznie i planuje dostosowanie do wymagań środowiskowych. Pamiętajmy, iż zasoby ropy występujące na świecie wystarczą na najbliższe 40 lat, gaz ziemny może zaspokajać nasze potrzeby przez 70, a węgiel przez 200 lat. Jeżeli dodatkowo rozpatrywać będziemy ograniczenia dotyczące emisji gazów i związane z nimi konsekwencje finansowe, to mamy kolejne czynniki wpływające na nasze decyzje.
- Proces zgazowywania węglowodorów znany jest od dawna, jednak dopiero współcześnie ma szansę na szersze zastosowanie. Jak rozwija się ten rynek?
- Od roku 1995, w rafineriach na całym świecie wykorzystano blisko 2500 megawatów pochodzących z zasobów IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) czerpiących z ciężkich frakcji ropy naftowej, z czego większość zaimplementowano w Europie. We Włoszech, na przykład, uruchomiono i oddano do użytku komercyjnego cztery instalacje IGCC, bazujące na procesach rafineryjnych i z zainstalowaną mocą elektryczną około 1600 MW. W innych krajach, takich jak Holandia, Hiszpania czy Niemcy uruchomiono kilka dużych projektów pilotażowych IGCC. Aktualnie na świecie działają 62 elektrownie wykorzystujące technologię zgazowania firmy GE, a 11 kolejnych jest na etapie projektu lub budowy.
- W Polsce bardziej istotna od zgazowywania ciężkich frakcji ropy naftowej jest kwestia zgazowania węgla. Na jakie korzyści można liczyć dzięki tej technologii w porównaniu do innych nowoczesnych, acz bardziej konwencjonalnych zastosowań węgla w energetyce?
- Zgazowanie węgla tworzy gaz syntezowy, zamiast bezpośredniego spalania węgla do produkcji energii, dlatego większość substancji tworzących emisje zanieczyszczenia jest skutecznie przechwytywana z gazu. Odbywa się to przy minimalnych kosztach w trakcie procesu zgazowania, a nie oczyszczania spalin, tak jak ma to miejsce w instalacjach zawierających kotły pyłowe w tym na nadkrytyczne parametry pary (Supercritical Pulverized Coal - SCPC). Strumień gazu syntezowego jest oczyszczany w warunkach wysokiego ciśnienia i dlatego znacznie mniejsza objętość gazu jest oczyszczana w porównaniu z objętością spalin z instalacji SCPC. Wykorzystywane są przy tym typowe dla przemysłu chemicznego instalacje procesowe bez potrzeby wykorzystywania drogich układów katalitycznych. Inną ważną korzyścią systemu IGCC jest możliwość takiej konfiguracji, która umożliwia usuwanie znacznej ilości dwutlenku węgla z gazu syntezowego przed jego spaleniem w turbinie gazowej. Dzisiejsze instalacje IGCC mogą być skonfigurowane w taki sposób aby usunąć do 90% CO2 z gazu syntezowego. Jest to szczególnie ważne tam gdzie emisja CO2 jest ograniczana ze względu na politykę ochrony środowiska, jak ma to miejsce szczególnie w krajach Unii Europejskiej. Instalacje IGCC w sposób prostszy technologicznie i bardziej ekonomiczny niż ma to miejsce w instalacjach SCPC pozwalają na usuwanie CO2. CO2 może być wówczas poddany składowaniu w formacjach geologicznych - sekwestracji, lub wykorzystywany do intensyfikacji wydobycia ropy naftowej poprzez jego zatłaczanie do złóż naftowych w końcowej fazie ich eksploatacji. Wychwyt CO2 w instalacji IGCC wymaga wykorzystania reaktora gazu wodnego, dodatkowego wymiennika ciepła, procesu wiązania chemicznego i usunięcia CO2, sprężarek oraz sprzętu do regeneracji reagentu wiążącego CO2.
- A ostatecznie i tak trzeba rozważyć skutki ekonomiczne. Jak efekty nowych rozwiązań przekładają się na pieniądze?
- Według raportu Banku Światowego z kwietnia 2006, zatytułowanego "Czysta energia i rozwój: w kierunku struktury inwestycji", ilość dolarów za tonę CO2, zaoszczędzonych w nowych instalacjach IGCC mogłaby mieścić się w zakresie 13 do 37 USD, podczas gdy koszty, których uniknięto by w nowych instalacjach SCPC mogłyby wynosić od 29 do 51 USD. GE analizuje opcje rożnych technologii służących do wychwytywania CO2, jak również bada wpływ zastosowania dodatkowej instalacji wychwytu CO2 na bilans energii netto oraz sprawność całej instalacji IGCC.
- Jaka jest perspektywa dla zgazowania węgla, czy produkcji paliw z tego surowca? Czy takie technologie jak IGCC mają szansę stać się standardowym rozwiązaniem przemysłowym?
- Można więc powiedzieć, że powoli tak się dzieje i że jest to dobry punkt wyjścia dla dalszego rozwoju tego typu technologii. Działania i wyniki finansowe GE są chyba najlepszym dowodem na to, iż można pogodzić ze sobą działania biznesowe firmy z dbałością o ochronę środowiska. Patrząc globalnie pewne operacje na rzecz upowszechniania czystej energii zostały już na różnych rynkach poczynione, chociaż większa cześć działań jest jeszcze ciągle przed nami. Mając na celu przyspieszenie tego procesu, w 2005 jako GE zainaugurowaliśmy strategię Ecomagination i do roku 2010 planujemy osiągnąć inwestycje na poziomie 1,25 miliarda euro w badania dotyczące technologii przyjaznych środowisku. Szczególne miejsce w tej strategii zajmuje pozyskiwanie czystej energii, co mam nadzieję przyczyni się zarówno do dalszego rozwoju technologii, jak i przyspieszy wprowadzanie w życie już istniejących rozwiązań.
Technologia IGCC
Proces IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle) wykorzystuje reakcję częściowego utleniania w procesie przemiany tanich węglowodorów - np. węgla - w wysokowartościowe paliwo zwane gazem syntezowym (syngas), które składa się głównie z wodoru i tlenku węgla. Gaz syntezowy zasila turbinę gazową pracującą w cyklu gazowo-parowym, produkującym energię elektryczną. Przewaga systemu IGCC nad blokami spalającymi węgiel w kotłach pyłowych wiąże się przede wszystkim z niższymi emisjami, włączając w to możliwości znacznej redukcji emitowanego dwutlenku węgla, większej elastyczności stosowanych paliw, oraz wynikających z tego możliwości lokalizacyjnych i udzielanych przez jednostki administracyjne zezwoleń.
Technologia zgazowania paliw stosowana jest od ponad wieku. Pierwszy patent na produkcję urządzenia do zgazowania otrzymała niemiecka firma LURGI w 1887 roku. W latach trzydziestych dwudziestego wieku rozpowszechnił się proces zgazowania węgla. W latach czterdziestych, zgazowanie węgla na skalę przemysłową, zabezpieczające dostawy gazu do oświetlenia ulic i użytku domowego stało się popularne zarówno w Europie, jak i w Stanach Zjednoczonych.
W latach siedemdziesiątych, Departament Energii Stanów Zjednoczonych sfinansował szereg badań mających na celu ocenę wykonalności i opłacalności zgazowania węgla i spalania gazu syntezowego w turbinach gazowych. Wykonane badania i analizy potwierdziły opłacalność przedsięwzięcia i w rezultacie podjęto decyzje finansowania projektu Cool Water na kalifornijskiej pustyni Mojave.
W 1996 roku została zbudowana elektrownia Polk Tampa na Florydzie i ponownie zastosowano tam zakupioną przez GE technologię zgazowania, oraz turbinę gazową GE pracującą w cyklu gazowo-parowym.
Ostatnie postępy osiągnięte w technologii turbin gazowych pozwoliły na zwiększenie zarówno ich sprawności, jak i wpłynęły na rozwój technologii ograniczających emisje.
Źródło: GE Energy
Ecoimagination to nie tylko węgiel
W Polsce czyste technologie węglowe budzą zainteresowanie z oczywistych względów: duże zasoby surowca i oparta o nie elektroenergetyka zapewniają energię elektryczną dla gospodarki i obywateli, przyczyniają się też do sporej niezależności od importu surowców energetycznych. Na świecie, tam gdzie sprzyja klimat rozwija się inne technologie, takie jak np. wykorzystanie energii słonecznej. Ogniwa fotowoltaiczne powoli zaczynają funkcjonować na większą skale niż w przeszłości. Niedawno uruchomiona w miejscowości Serpa w Portugalii elektrownia słoneczna należy do największych na świecie instalacji. Składa się z 52 tys. modułów fotowoltaicznych i zajmuje zbocze wzgórza o powierzchni 60 hektarów, czyli ponad 80 boisk futbolowych. moc elektrowni - 11 MW zapewnia dostawy energii elektrycznej 8 tysiącom gospodarstw domowych. Elektrownię zaprojektowała i zainstalowała firma PowerLight, moduły fotowoltaiczne wyprodukowały firmy SunPower, Sanyo, Sharp i Suntech. Projekt został sfinansowany przez jednostkę koncernu GE, GE Energy Financial Services. Spółka sfinansowała i zakupiła projekt w ramach transakcji o wartości ok. 75 mln USD. Inwestycja i realizacja projektu były częścią inicjatywy GE ecomagination, która ma pomóc klientom firmy sprostać wyzwaniom związanym z ochroną środowiska.
|
|
|
|
