Nr 11 - 12 (173 - 174) Listopad - Grudzień 2009 r.

CENTRUM CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH
CZYSTY WĘGIEL? TO MOŻLIWE!

Rozmowa z prof. dr hab. inż. KRYSTYNĄ CZAPLICKĄ-KOLARZ
– Zastępcą Naczelnego Dyrektora
ds. Strategii i Rozwoju Głównego Instytutu Górnictwa.

- Już niemal na starcie, GIG - wespół z Instytutem Chemicznej Przeróbki Węgla – za wspólne przedsięwzięcie związane z uruchomieniem Centrum Czystych Technologii Węglowych zajął I miejsce w Konkursie „Śląskie na 5” w kategorii ekologia. Ranga tego przedsięwzięcia – największego projektu inwestycyjnego w infrastrukturę badawczą na Śląsku – jest nie do przecenienia. Stawia też zapewne przed Pani Instytutem nowe wyzwania. Czy nie będzie przesadą stwierdzenie, iż od wyników waszych naukowo-badawczych zmagań zależeć będzie przyszłość polskiego węgla, a tym samym utrzymanie niezależności polskiej energetyki, która „stoi” na węglu? Zgodzi się Pani Profesor, iż dla naszego kraju, z tak dużymi zasobami tego surowca, ma to znaczenie fundamentalne. 

- Inwestycja w infrastrukturę badawczą jest z pewnością nie do przecenienia ze względu na wieloletnie zaległości w tym zakresie. Są one pochodną z małego udziału wydatków na naukę tak w budżecie centralnym, jak i wydatkach wielu przedsiębiorstw w branżach górniczej, energetycznej i innych, w jakimś stopniu aktywnych w obszarze CTW. Pomimo imponującej skali przedsięwzięcia, nie jest to z pewnością inwestycja wyrównująca wszystkie identyfikowane braki w zakresie „nauki węglowej”. I należy zdawać sobie z tego sprawę. Nie można uważać Centrum CTW za panaceum na wszystkie bolączki i zaległości dotyczące rozwoju, demonstracji i wdrażania własnych - polskich CTW. Ze względu na obszerność tematyczną terminu „czyste technologie węglowe” jest też rzeczą niemożliwą skoncentrowanie w jednym miejscu prac nad wszystkimi technologiami pasującymi do tego terminu. I nie jest to naszym celem, czemu zresztą daliśmy wyraz w dokumentach, które należało przygotować wraz z wnioskiem na sfinansowanie ze środków unijnych - strukturalnych - projektów indywidualnych wcześniej nazywanych kluczowymi w ramach POIG. Projekt budowa Centrum Czystych Technologii Węglowych - to jeden z takich projektów. Należy też docenić wysiłki wielu uczelni, innych jbr-ów, przedsiębiorstw i innych instytucji zajmujących się różnymi tematami z obszaru CTW. Dopiero połączenie tych wszystkich wysiłków może wpłynąć na przyszłość „polskiego węgla”. 

Inwestycja rzeczywiście stawia przed oboma instytutami duże wyzwania. I są to wyzwania różnej natury, z czego nawet nie każdy zajmujący się na co dzień badaniami zdaje sobie sprawę. Wyzwaniem jest sama organizacja procesu realizacji inwestycji. Właśnie inwestycji. Należy przypomnieć, że projekt Centrum Czystych Technologii Węglowych to projekt inwestycyjny i w ramach tego projektu nie może być mowy o żadnych pracach naukowych, badawczych itp. I tu pojawiają się kolejne wyzwania. Wybudowanie nowych stanowisk badawczych, doposażenie istniejących laboratoriów to będzie dopiero pierwszy, ważny, ale niewystarczający krok do osiągnięcia rozwoju CTW w Polsce. Za tym musi iść w pierwszej kolejności „inwestycja” w zasoby ludzkie obu instytutów, kadry, które będą umiały posługiwać się „produktami” projektu inwestycyjnego i tworzyć atrakcyjną i konkurencyjną ofertę prac badawczo - naukowych i usługowych. Stworzenie nowych miejsc pracy i zatrudnienie, w domyśle na atrakcyjnych dla kandydatów na te stanowiska warunkach, nowych pracowników to jeden ze wskaźników rezultatu dla projektu - ważnego elementu jego oceny. Utrzymanie tych zasobów ludzkich to drugie wielkie wyzwanie, wiążące się z zabezpieczeniem dopływu do obu instytutów środków na projekty już naukowe, badawcze, usługowe i inne. Pozyskanie tych środków ma wspierać, raz - potencjał techniczny instytutów, rozbudowany dzięki projektowi Centrum CTW, dwa - kadry naukowe i pomocnicze obu instytutów. Los „polskiego węgla”, to czy polska energetyka będzie „stała” na węglu, i czy będzie to surowiec krajowy zależy od wielu czynników, z których samo posiadanie własnych złóż węgla jest tylko jednym z nich. Jest to czynnik konieczny, ale niewystarczający. Stwierdzenie o fundamentalnym znaczeniu węgla dla niezależności polskiej energetyki należałoby chyba nieco złagodzić. To, że w Polsce posiadamy bogate zasoby węgla nie oznacza, że powinniśmy je szybko wyeksploatować, wykorzystać, a nawet sprzedać. Węgiel należy raczej traktować, jako jeden z wielu równoprawnych składników „miksu” energetycznego kraju. Wyniki naszych badań naukowych mają natomiast mieć na celu stworzenie podstaw dla pozyskiwania i wykorzystania węgla w sposób akceptowalny społecznie, „politycznie”, ekonomicznie, „ekologicznie”. Wówczas w najbliższych dekadach węgiel powinien w dużym stopniu gwarantować bezpieczeństwo energetyczne kraju, a pośrednio też naszych unijnych partnerów. Ale by tak było, nie można skupiać się wyłącznie na węglu, ale mieć na uwadze zrównoważony rozwój polskiej elektroenergetyki i całej gospodarki w oparciu o różne dostępne i konkurencyjne nośniki energii.

- Polska podobnie jak Wielka Brytania, Holandia, Niemcy i Hiszpania, otrzymała znaczne finansowe wsparcie na badania dotyczące czystych technologii węglowych. Ta dotacja została nam przyznana li tylko dlatego, że posiadamy tak bogate zasoby węgla, czy także dlatego, iż posiadamy takie instytuty, jak GIG i IChPW, które w tych dziedzinach mają już wieloletnie doświadczenia? 

- Doceniamy komplementowanie obu instytucji i słowa uznania dla ich dotychczasowego dorobku w zakresie CTW. Ale wsparcie, o którym mowa dotyczy de facto pomocy finansowej Komisji Europejskiej dla kilku rodzajów projektów planowanych w krajach UE w obszarze energii, w tym dotyczących CCS. I nie jest to dotacja stricte na badania, aczkolwiek i pewne prace tego typu mogą być przez beneficjentów tego wsparcia sfinansowane. Wsparcie w zakresie CCS dotyczy budowy instalacji demonstracyjnych CCS. Z polskich, najbardziej zaawansowanych propozycji projektów CCS (czyli dla Elektrowni Bełchatów i wspólnego projektu PKE z ZAK S.A.) wsparcie przyznano tylko projektowi z Bełchatowa. O wyborze dofinansowanych projektów CCS z pewnością nie decydowały same zasoby węgla w Polsce. Mogło natomiast decydować uzależnienie polskiej elektroenergetyki i ciepłownictwa, i w ogólne całej gospodarki, od węgla. Z tego uzależnienia wynikają specyficzne wyzwania dla polskiej gospodarki związane z ograniczaniem emisji gazów cieplarnianych, głównie CO₂ Mogło też decydować dobre przygotowanie projektu, wymienianego w tzw. Flagship Programie Unii Europejskiej, dotyczącym CCS. Projekty powinny zademonstrować dojrzałość tych technologii i możliwość rozpowszechnienia na dalsze liczne instalacje energetyczne w celu przybliżenia się do zeroemisyjnego, w odniesieniu do gazów cieplarnianych, wytwarzania energii z węgla. I tu już można mówić o niemałym współudziale obu instytutów w przygotowanie obu projektów. Dla potrzeb obu projektów wykonano w obu instytutach wiele prac zarówno dotyczących doboru technologii wychwytu CO₂, jego transportu i wreszcie identyfikacji i lokalizacji miejsc jego bezpiecznego składowania. Oczywiście należy podkreślić fakt, że nie byliśmy i nie jesteśmy jedynymi krajowymi instytucjami współpracującymi z ww. podmiotami w tematach projektów CCS. Jest też rzeczą oczywistą, że nie należy bezpośrednio łączyć finansowania inwestycji Centrum CTW z ww. projektami CCS, nawet pomimo udziału w nich GIG i IChPW. Są to tematy niezależne. Natomiast należy podkreślić, że wśród planowanych stanowisk badawczych są i takie, które posłużą do realizacji prac, badań związanych bezpośrednio z wieloma elementami technologii CCS. Można by się jeszcze pokusić o komentarz czy CCS to jeszcze CTW, czy, choćby z uwagi na ogrom tematu, już nowy obszar badawczy. My traktujemy CCS jako element łańcucha technologicznego CTW. Oczywiście dopóty, dopóki CO₂ wydzielane jest podczas spalania węgla. Nie zmienia to jednak faktu, że tego typu technologie mogą być przydatne również w wypadku ograniczania emisji tego gazu cieplarnianego z innych jego źródeł. 

- Szyld CCTW jest nowy, ale przecież GIG, np. już od września 2007 r. realizuje, wraz z innymi partnerami, projekt badawczy podziemnego zgazowania węgla. Co będzie nowego w Centrum? 

- Centrum Czystych Technologii Węglowych jest wspólnym zamierzeniem Głównego Instytutu Górnictwa i Instytutu Chemicznej Przeróbki Węgla, a więc jednostek badawczych, które od wielu lat zajmują się czystymi technologiami węglowymi, lecz w różniących się obszarach. GIG największe osiągnięcia posiada w procesach związanych z eksploatacją węgla i jego wzbogacaniem, uwodornienia węgla do produktów płynnych, podziemnym zgazowaniem węgla. Natomiast zainteresowanie IChPW ukierunkowane jest na procesy pirolizy i zgazowania węgla. Utworzenie CCTW pozwoli na realizację badań nad kompleksowymi sposobami czystego wykorzystania węgla, w tym technologiami dotychczas nieznajdującymi się w centrum zainteresowania jednostek – np. spalaniem w tlenie. Planowana infrastruktura pozwoli na badania od podstawowych, poprzez laboratoryjne do skali pilotowej zarówno procesów jednostkowych, jak i kompletnych technologii - od przygotowania surowca, poprzez jego rozkład i wykorzystanie produktów. Szczególny nacisk położony będzie na aspekty środowiskowe i zmniejszenie uciążliwości dla środowiska szeroko pojętej gospodarki węglowej. 

W GIG obecnie jest realizowany jeden projekt dotyczący podziemnego zgazowania węgla (zresztą jedyny również w Europie, a współfinansowany przez Fundusz Badawczy Węgla i Stali) ale jego realizacja nie rozwiąże wszystkich problemów dotyczących tej niezmiernie trudnej technologii. W realizowanym projekcie o akronimie HUGE (Hydrogen Oriented Underground Coal Gasification for Europe) staramy się w procesie zgazowania węgla uzyskać jak największą ilość wodoru. W kolejnych badaniach, które zamierzamy prowadzić, w utworzonym w ramach Centrum poligonie badawczym, będziemy testować różne koncepcje technologiczne prowadzenia procesu (jak na przykład udostępnienie węgla z istniejących wyrobisk, udostępnianie złoża poprzez odwierty z powierzchni). Będziemy tam też badać aspekty środowiskowe technologii zgazowania czy aspekty bezpieczeństwa. Uruchomiony poligon pozwoli na przeprowadzenie około 10 prób podziemnych i wyjaśnienie wielu niewiadomych dotyczących podziemnego zgazowania węgla. 

- Najprościej rzecz ujmując, cel podjętego przez GIG i IChPW nowego przedsięwzięcia jest oczywisty: sprawić, by - urzeczywistniając idee Pakietu Klimatycznego - wykorzystywanie węgla nie było dla środowiska szkodliwe. Za tym niby prostym stwierdzeniem kryje się jednak ogrom problemów. Które z nich należałoby rozwikłać w pierwszej kolejności? Innymi słowy: czy już dziś można wskazać technologię preferencyjną? 

- Wypada złagodzić nieco wymowę tego pytania. Idee pakietu klimatycznego, aczkolwiek ważne i dotykające kwestii o skali i skutkach globalnych - zmian klimatu, wpływu tzw. gazów cieplarnianych na te zmiany oraz możliwości powstrzymania tych zmian, stanowią ważny, ale tylko jeden z celów podjętego przez GIG i IChPW przedsięwzięcia. I wypada jeszcze raz podkreślić, że projekt sam w sobie nie wpłynie na wykorzystanie węgla. Dopiero dalsze projekty badawcze, prace usługowe i inne, pozyskane i zrealizowane dzięki zbudowaniu Centrum CTW, wyposażonemu w nowoczesną i unikalną aparaturę badawczą, w którym zatrudnione będą dobrze przygotowane do realizacji tych projektów kadry naukowe, będą kształtować wykorzystanie węgla i jego wpływ na środowisko. Wracając do zmian klimatu i potrzeby ograniczania emisji gazów cieplarnianych nie popełniamy błędu nie koncentrując się wyłącznie na tych tematach. Proszę zwrócić uwagę na ostatnie scenariusze energetyczne Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA). W prognozie, w jaki sposób uzyska się, oceniane jako konieczne, zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, tak aby nie wystąpiły daleko idące zmiany klimatu na Ziemi, działaniom typu wdrożenie w skali przemysłowej, technologii CCS przypisuje się tylko 3% udziału w ograniczaniu emisji tych gazów w 2020 roku i 10% w 2030. Jednocześnie działania polegające na oszczędności energii mają przynieść ograniczenie emisji gazów cieplarnianych odpowiednio o 65% i 57%, a sama poprawa sprawności konwersji, odpowiednio o 6% i 5%. Tak więc nie ma zadania sztandarowego, ale na pewno mamy do czynienia z ogromem problemów. Trudno dzisiaj wskazać technologię preferencyjną. Nawet nie wiem, jakimi argumentami można poprzeć wybór i zanegować każdy inny. My, przygotowując projekt CCTW, opracowaliśmy program badawczy, którego realizację ma ułatwić wyposażenie centrum. Program składa się z ponad 20 tematów badawczych. Z pewnością są wśród nich mniej lub bardziej priorytetowe, ale rozwijać należy każdy, gdyż tak do końca, na dzień dzisiejszy, nie umiemy, nie tylko my, dokonać hierarchizacji ważności działań ograniczających szkodliwe wpływy pozyskiwania i wykorzystania węgla na środowisko i klimat Ziemi. 

- Nie brak opinii, iż dzięki CCTW powstaje w Polsce wiodący europejski ośrodek badawczy, w którym będą opracowywane nowe "węglowe" technologie. W czym objawiać się będzie unikalność w skali Unii Europejskiej infrastruktury badawczej CCTW? 

- Pomimo faktu, że w ostatnich latach w Europie nie ma „mody na węgiel”, działa wiele ośrodków prowadzących prace badawczo-rozwojowe w zakresie jego czystego wykorzystania. Ośrodki te z reguły zajmują się wyłącznie określonymi kierunkami technologicznymi. Unikalność CCTW polega na utworzeniu ośrodka, w którym możliwe będzie prowadzenie badań kompleksowych, kojarzących różne procesy w pełny zakres technologiczny. Badania elementów procesu w instalacjach i na stanowiskach badawczych dostarczą danych dla komórki obliczeniowej, w której przy pomocy specjalistycznego oprogramowania dokonywane będą analizy i optymalizacja całego procesu. Przykładem może być potencjalny proces składający się z podziemnego zgazowania węgla, oczyszczania i rozdziału gazów reakcyjnych, z których strumień gazu bogatego w wodór może zostać użyty do bezpośredniego uwodorniania węgla, dwutlenek węgla – do zgazowania, a metan do spalenia w silniku gazowym. 

- Oprócz licznego grona entuzjastów, nie brak równie licznego grona sceptyków, wskazujących m.in. na to, że czyste technologie węglowe mogą wejść do powszechnego użytkowania w perspektywie kilkunastu lat, obarczone są wysokimi kosztami itd., itp. Jakich argumentów można użyć by i ich przekonać, że przyszłość węgla nie musi się rysować w czarnych kolorach? 

- Na to pytanie częściowo już padła odpowiedź. Czyste technologie są drogie, ale wciąż to węgiel daje nam najwięcej energii w skali świata. Badania, planowane również na bazie inwestycji w infrastrukturę badawczą pn. Centrum CTW, mają na celu zmniejszenie tych kosztów. Między innymi w tym celu prowadzi się różnego rodzaju prace badawcze. To ciekawe jak łatwo wyobrazić sobie odejście od drogich technologii węglowych i szkodliwego węgla, a trudno zrezygnować z ropy naftowej, chociaż jej ceny przeżywały znacznie większe fluktuacje i skoki cenowe niż węgiel. A mimo to nie zrezygnowaliśmy z samochodów. Dla współczesnego człowieka trudno będzie też zrezygnować z dostępu do energii elektrycznej nawet, jeżeli będzie droższa. Należy mieć nadzieję, że gdzieś w laboratoriach pracuje się nad rozwiązaniami, które zabezpieczą zaspokojenie zapotrzebowania przyszłych pokoleń na energię bez węgla i innych paliw kopalnych - ropy i gazu. Ale na dzień dzisiejszy należy podejmować maksymalne wysiłki - i to robimy - w celu zracjonalizowania i obniżenia kosztów technologii pozyskania i wykorzystania węgla i mających na celu zmniejszenie szkodliwości jego pozyskania i wykorzystania. Jesteśmy członkami UE, której jednym ze strategicznych celów jest zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego. Posiadamy zasoby węgla i na ich bazie, ale wraz z rozwojem wykorzystania innych źródeł energii, budujmy własne bezpieczeństwo, które w sumie ogólnej wpłynie też na bezpieczeństwo energetycznej UE. Jeżeli mamy wątpliwości wobec węgla to przyjrzyjmy się temu, co robią nasi partnerzy z UE: Niemcy, Hiszpanie, Duńczycy i inni. Tam nikt nie skreśla węgla. Nikt nie obraża się na węgiel - może nie występują tam przesłanki „historyczne” ku temu - ale racjonalnie ocenia się jego rolę i potrzeby w zakresie utrzymania tej roli dla bezpieczeństwa energetycznego. 

- Dziękuję za udzielenie wywiadu.

Rozmawiał: J.M.