Obiecujący wodór
Autor: red. 2008-02-08
Produkcja gazu bogatego w wodór na drodze podziemnego zgazowania węgla stanowić będzie technologię kluczową dla przyszłości górnictwa węglowego.
Produkcja gazu bogatego w wodór metodą podziemnego zgazowania węgla połączona z sekwestracją CO2 może być dobrą alternatywą dla tradycyjnych metod uzyskiwania energii ze spalania węgla kopalnego.
Wzrost cen ropy naftowej i gazu ziemnego, wyczerpywanie się ich zasobów, a także zaostrzenie przepisów dotyczących limitów poziomów emisji gazów cieplarnianych zmusiły rządy wielu krajów do poszukiwania nowego, przyjaznego środowisku i konkurencyjnego ekonomicznie nośnika energii. Duże szanse w tym zakresie wiązane są z wodorem i dlatego też wiele prac badawczych ukierunkowanych jest na opracowanie zintegrowanych technologii produkcji wodoru i energii elektrycznej, a w szczególności technologii produkcji wodoru z gazu syntezowego, otrzymanego w procesie zgazowania węgla, połączonej z separacją powstającego w procesie dwutlenku węgla. Redukcja emisji dwutlenku węgla, postrzeganego jako głównego sprawcę efektu cieplarnianego, jest jednym z priorytetów działań Unii Europejskiej, wyraźnie wskazujących, że produkcja energii z węgla jest możliwa jedynie pod warunkiem redukcji, a docelowo, całkowitej eliminacji emisji CO2.
HUGE ratunkiem?
Problem ten jest niezwykle istotny dla Polski – kraju, w którym zlokalizowane są największe złoża węgla kamiennego całej UE, a około 95% produkcji energii elektrycznej pochodzi ze spalania tego surowca (w tym 55% z węgla kamiennego i 40% z węgla brunatnego). Dlatego też istotne znaczenie dla Polski ma opracowanie bezpiecznych, przyjaznych środowisku oraz charakteryzujących się wysoką sprawnością energetyczną i efektywnością ekonomiczną metod wykorzystania potencjału zasobów węgla, w tym metod wykorzystujących węgiel jako surowiec do produkcji wodoru na potrzeby energetyki, transportu i przemysłu chemicznego.
Projekt podziemnego zgazowania, ukierunkowanego na produkcję gazu bogatego w wodór - HUGE (ang. Hydrogen Oriented Underground Coal Gasification for Europe) ma na celu opracowanie modelu funkcjonowania kopalni przyszłości, w której węgiel będzie zgazowywany pod ziemią natomiast na powierzchnię doprowadzany będzie nośnik energetyczny w postaci gazu bogatego w wodór. Wraz z czynnikiem zgazowującym, do złoża węgla dostarczany będzie również tlenek wapnia, w celu wiązania CO2. Dzięki temu na powierzchnię płynąć będzie gaz bogaty w wodór, natomiast odpowiedzialny za efekt cieplarniany CO2 będzie składowany w kawernach powstałych w miejscu zgazowanego węgla. Badania prowadzone w ramach projektu HUGE stanowią szansę na wykorzystanie w przyszłości węgli z pokładów, nie eksploatowanych z uwagi na zbyt wysokie koszty spowodowane niekorzystnymi warunkami geologicznymi.
Wszystkie nici w naszym ręku
Projekt HUGE jest trzyletnim projektem badawczym współfinansowanym przez Komisję Europejską w ramach Funduszu Badawczego Węgla i Stali. Koordynatorem projektu jest Główny Instytut Górnictwa (GIG). W ramach projektu, w należącej do GIG Kopalni Doświadczalnej „Barbara”, zbudowana zostanie pilotażowa instalacja do podziemnego zgazowania węgla oraz przeprowadzony zostanie eksperyment zgazowania węgla w geo-reaktorze, zlokalizowanym kilkadziesiąt metrów pod ziemią. Dokładna lokalizacja instalacji zostanie wybrana na podstawie wyników modelowania i symulacji komputerowych. Ponadto ocenie poddany zostanie również wpływ technologii na stan powietrza, wody i stabilności warstw geologicznych.
Badania nad podziemnym zgazowaniem nie są podejmowane po raz pierwszy. Prace w tym obszarze prowadzone były jeszcze przed II wojną światową w Związku Radzieckim. W późniejszym okresie instalacje podziemnego zgazowania eksploatowane były na Ukrainie i w Uzbekistanie, w którym taka instalacja działa do dnia dzisiejszego. Innowacja projektu HUGE polega na ukierunkowaniu podziemnego zgazowania węgla na produkcję gazu bogatego w wodór, przy jednoczesnej eliminacji CO2 poprzez jego trwałe związanie w postaci CaCO3 i składowanie pod ziemią. Produkcja gazu bogatego w wodór na drodze podziemnego zgazowania węgla stanowić będzie technologię kluczową dla przyszłości górnictwa węglowego, zaspokajając jednocześnie zapotrzebowania na energię, surowiec dla przemysłu chemicznego i paliwo dla środków transportu w Polsce i innych krajach europejskich.