Polska energetyka powinna opierać się na dwóch filarach: GAZ + OZE
W Polsce udokumentowane zasoby metanu w 58 złożach na dzień 31 grudnia 2014 r. wynosiły 86,8 mld m3 (spełniające kryteria bilansowości). Górnośląskie Zagłębie Węglowe (GZW) charakteryzuje się największym potencjałem złożowych koncentracji tzw. Metanu Pokładów Węgla (MTP) – pisze inż. Krzysztof Sabara z Centrum Energii Odnawialnej OZE GENESIS.
Geologiczne zasoby prognostyczne i perspektywiczne metanu pokładów węgla w GZW oceniane były na koniec 2009 r. na ok. 107 mld m3. Znacznie mniejsze perspektywy są w Lubelskim Zagłębiu Węglowym – zasoby perspektywiczne ok. 15 mld m3 oraz Dolnośląskim Zagłębiu Węglowym – zasoby perspektywiczne ok. 1,75 mld m3.
Wydobycie metanu w 2014 r. wyniosło 293 mln m3.
Dla przykładu, NR 1 – odbiorca gazu ziemnego w Polsce grupa Azoty – zużywa 2 mld m3.
Metan jest gazem pochodzenia organicznego, który stanowi ponad 90 proc. gazu ziemnego. W polskich złożach węgla występuje jako gaz prawie czysty.
W Polsce brakuje logicznego i strategicznego programu przemysłowego wydobycia metanu. Szybkie uruchomienie inwestycji zasadniczo zmieniłoby bilans energetyczny kraju poprzez dywersyfikację surowców energetycznych (miks w gazie).
Polska energetyka powinna opierać się na dwóch zasadniczych filarach: GAZ + OZE.
Powszechnie znane i stosowane w wielu krajach na świecie liczne metody i technologie odzysku metanu (nie będziemy ich szerzej omawiali) w celu wykorzystania tego gazu jako paliwa do zasilania turbin gazowych w Polsce mają charakter marginalny.
W jednej z metod wydzielania metanu z mieszaniny metanowo-powietrznej gaz z odmetanowania o stężeniu metanu 50 proc. zostaje poddany procesowi oczyszczania z powietrza. W efekcie tego otrzymuje się gaz o stężeniu metanu wynoszącym 96 proc., który ma parametry wymagane przez komunalne instalacje gazownicze i może być wprowadzany i sprzedawany do sieci PGNiG.
Pozyskany w ten sposób gaz charakteryzuje się dużą efektywnością ekonomiczną, co powinno stanowić alternatywne źródło zasilania elektrowni gazowych. W wyniku omówionego pobieżnie procesu, gaz uzyskuje jakość zbliżoną do wysokometanowego określoną normą GZ-50.
W praktyce oznacza to, że istniejące zasoby metanu stanowią stabilną, realną bazę surowcową, a co więcej bardzo dobrze rozpoznaną z precyzyjnymi danymi dotyczącymi lokalizacji złóż. Ponadto pozyskanie tych złóż jest zdecydowanie tańsze od metod pozyskiwania gazu łupkowego i od strony technologicznej nie stanowi najmniejszego problemu.
Podsumowując ten wątek należy stwierdzić, że polski metan może stać się silnym filarem i gwarantem bezpieczeństwa energetycznego kraju uniezależniając polską energetykę od dostaw gazu od największych monopoli.
Należy wskazać także na aspekt finansowy gdyż porównując planowane inwestycje w EJ proponowana technologia wydobycia metanu zaoszczędza w budżecie ok. 100 mld zł.
Koniecznym jest także uwypuklenie kwestii, iż przejście z węgla na paliwo gazowe pozwala w najnowocześniejszych technologiach na redukcje CO2 o 70 proc., a także dokonując porównania strat na przesyle, które w przypadku sieci energetycznych wynoszą 6- 7 proc. z 1-2 proc. utratą energii na przesyle gazu rurociągami stawia gaz (metan) wyraźnie w pozycji energetycznego lidera.
Natomiast, gdy dokonany pełnej analizy porównawczej zanieczyszczenia powietrza, to okaże się np. w pozycji pyłów, że ich emisja jest 12000 x mniejsza w przypadku elektrowni gazowych i wynosi 0,1 g/Gj w stosunku do 1203 g/Gj dla węgla. Pozostałe parametry dotyczące SO2, CO, NOx są równie spektakularne i nie pozostawiają pola do jakiejkolwiek dyskusji.
W praktyce proponuję wykorzystanie metanu do zasilania elektrowni turbin gazowych dla zbudowania nowego hybrydowego systemu energetycznego.
Wzór na polską hybrydę HOG102GW
- EW ( wiatr) + PV ( słońce) + SRMG (szybka rezerwa mocy w turbinach gazowych)
- Proponowany wariant HYBRYDY OZE + GAZ
- ETAP I 2016-2050
- Moc hybrydy: EW=34 GW + PV=34 GW + SRMG=34 GW.
- Orientacyjny koszt budowy HOG102 GW – 408 mld zł/34 lata=12 mld rocznie
- Rocznie budowa 3 GW/ 12 MLD
- ETAP II 2051-2100
- Moc hybrydy: EW=34 GW + PV=34 GW + SRMG=34 GW + ME ( magazyny energii)
Technologia TG(P)
Główną zaletą turbin gazowych jest duża elastyczność ruchowa – czas rozruchu 15 minut. Istotnym aspektem jest również to, że w układzie TGP turbiny gazowo-parowej (ogrzewanie) spaliny wykorzystywane są do wytworzenia pary, czego efektem jest 1,5 razy wyższa moc elektryczna i 1,5 razy wyższa sprawność.
W dotychczasowych analizach pracy TG zwracano uwagę na jedną wadę systemu, a mianowicie na wysokie koszty paliwa gazowego. W kontekście wykorzystania polskiego metanu argument ten znika i pozostają wyłącznie same zalety, z których najważniejsze to:
- Niskie koszty inwestycyjne
- Krótki czas realizacji inwestycji
- Wysoka sprawność do 61 proc.
- Pełna moc w ciągu 30 minut
- Szybka reakcja na zmianę napięcia w sieci
- Dostosowanie mocy wyjściowej o 35 MW w ciągu 1 minuty (PKN ORLEN)
- Małe gabaryty
- Niska awaryjność
Jako niepoprawny optymista zgłoszę postulat, by przy okazji rewolucji w energetyce, rozpocząć produkcję takich turbin w Polsce. Może czas na pierwszą polską światową markę ?
W rozważaniach nie jest uwzględniony węgiel, nieprzypadkowo, ponieważ jego wydobycie powinno zakończyć się w Polsce w 2050 r., a dalsze inwestowanie w węgiel uważam za skrajnie nieodpowiedzialne, niegospodarne, nieprzemyślane i prowadzące do zadłużania państwa.
Należy podkreślić, że istotą całego zamierzenia jest wykorzystywanie polskiego „darmowego” metanu do zasilania turbin gazowych, co znacząco poprawia ekonomikę kosztów wytwarzania energii, ponieważ polski gaz z metanu będzie ok. 50 proc. tańszy od kupowanego gazu.
Pojawia się tu także istotny aspekt społeczny, o którym jako inżynier mówię niechętnie, gdyż przemawiają do mnie wyłącznie argumenty merytoryczne, to jednak z uwagi na problemy branży górniczej, zbudowanie sektora metanu otwiera drogę do generowania przychodów ze sprzedaży tego cennego surowca, o którym wydaje się, że zarządy spółek węglowych zapomniały. Mając pod ziemią „złoto” (metan) – nie wydobywają go. Jest to całkowicie niezrozumiałe, a przecież na terenie kopalń powinny być budowane elektrownie gazowe.
I na koniec powiem coś nie merytorycznie, że nam polskim inżynierom łza kręci się w oku, gdy widzimy takie cudo klasy H.
Inż. Krzysztof Sabara, Centrum Energii Odnawialnej OZE GENESIS
