Znaczenie przedeksploatacyjnego ujęcia metanu z pokładów węgla w świetle objęcia emisji metanu systemem EU ETS

Transkrypt

1 III KONFERENCJA METAN KOPALNIANY Energia-Ekologia-Ekonomia Katowice, 15 lutego 2018 r. Janusz Jureczka Znaczenie przedeksploatacyjnego ujęcia metanu z pokładów węgla w świetle objęcia emisji metanu systemem EU ETS

2 Plan prezentacji Metan i metanowość kopalń w GZW Europejski System Handlu Emisjami EU ETS Metan w EU ETS Przedeksploatacyjne ujęcie metanu - czynnik ograniczający emisję Program badawczy Geo-Metan: założenia, kamienie milowe etap I Gilowice wyniki prac Podsumowanie

3 Metan z pokładów węgla wysokometanowy gaz akumulowany w węglu w skali światowej jedno z podstawowych alternatywnych źródeł energii Podział ze względu na miejsce i sposób pozyskiwania: Z górotworu nieobjętego podziemną eksploatacją węgla złoża niezagospodarowane, obszary poza złożami, nieeksploatowane partie złóż ujęcie gaz wysokometanowy (CH4: 90 98%) eksploatacja otworami z powierzchni (możliwa również otworami dołowymi) zastosowanie ujętego gazu analogiczne jak gazu ziemnego Z górotworu objętego podziemną eksploatacją węgla eksploatowane lub zaniechane złoża węgla (kopalnie czynne i zamknięte) ujęcie mieszanina metanu i powietrza (CH4: śr %, w zrobach maks. do 80%) różne technologie ujęcia gazu: - w kopalniach czynnych (inst. odmetanowania) - z kopań zamkniętych (gł. otwory z powierzchni) zastosowanie urządzenia kogeneracyjne produkcja energii cieplnej i elektrycznej metan w powietrzu wentylacyjnym (CH4: do 1%) emisja metanu do atmosfery

4 Metan i metanowość kopalń w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym Postrzeganie metanu: - Zagrożenie! - Odpad? - Gaz cieplarniany (!) - Cenny surowiec! Emisja, wydobycie i wykorzystanie metanu w 2016 r. [mln m 3 ] Metan uwolniony ujęty zagosp. Emisja do atmosfery 933,8 342,1 195,0 738,8 Zasoby bilansowe 170 mld m 3, potencjał zasobowy ok mld m 3 (wg PIG-PIB)

5 Metanowość kopalń, efektywność odmetanowania oraz emisja metanu w 2016 r. (wg danych WUG) Spółka/zakład górniczy Wydobycie węgla [mln ton] Metanowość bezwzględna [mln m 3 CH 4 ] Metanowość względna [m 3 CH 4 /tonę] ujętego [mln m 3 ] Ilość metanu zagospod. [mln m 3 ] odmetan. [%] Efektywność zagospod. [%] Emisja metanu do atmosfery [mln m 3 ] Górnośląskie Zagłębie Węglowe ob. PGG SA (KW + KHW) 33,74 325,85 9,66 85,98 48,61 26,39 56,53 277,24 JSW SA 16,84 482,93 28,69 210,24 114,91 43,53 54,66 368,02 Tauron Wydobycie SA 6,37 86,88 13,65 27,68 27,66 31,86 99,93 59,22 Węglokoks Kraj Sp. z o.o. 2, KWK Silesia 1,79 38,1 21,26 18,18 3,82 47,72 21,01 34,28 ZG Eko-Plus 0, ZG Siltech 0, RAZEM GZW 61,33 933,76 15,23 342,08 195,00 36,63 57,00 738,76 Lubelskie Zagłębie Węglowe LW Bogdanka SA RAZEM GZW + LZW 9, ,37 933,76 13,27 342,08 195,00 36,63 57,00 738,76 Metanowość bezwzględna rejestrowana ilość metanu uwolnionego w czasie eksploatacji węgla Metanowość względna ilość metanu zarejestrowanego w przeliczeniu na 1 tonę wydobytego węgla

6 Wydobycie węgla Metanowość bezwzględna Emisja metanu do atmosfery 1000 % / m 3 CH 4 /tonę Efektywność odmetanowania Efektywność zagospodar. Metanowość wzgl. 70 mln ton / mln m Metanowość kopalń, efektywność odmetanowania oraz emisja metanu (wg danych WUG) Rok Wydobycie węgla Metanowość bezwzględna Metanowość względna ujętego Ilość metanu zagospod. odmetan. Efektywność zagospod. Emisja metanu do atmosfery [mln ton] [mln m 3 CH 4 ] [m 3 CH 4 /tonę] [mln m 3 ] [mln m 3 ] [%] [%] [mln m 3 ] ,2 748,0 5,5 197,5 137,1 26,4 69,4 610, ,5 746,9 7,3 216,1 124,0 28,9 57,4 622, ,1 851,1 8,7 255,3 144,8 30,0 56,7 706, ,1 834,9 11,0 255,9 161,1 30,7 63,0 673, ,2 933,0 12,9 339,0 197,1 36,3 58,1 735,9

7 Konieczne działania zmierzające do kompleksowego, systemowego rozwiązania lub przynajmniej znaczącego ograniczenia problemu metanowości kopalń. W świetle planowanej polityki energetycznej Polski węgiel kamienny z krajowych zasobów będzie nadal przez wiele lat głównym paliwem dla elektroenergetyki. Istotne znaczenie ma również zmiana optyki widzenia metanu, szczególnie w sektorze górnictwa węglowego: z niebezpiecznego odpadu do tzw. utylizacji, na cenny surowiec energetyczny Długofalowe rozwiązanie problemu metanowości części kopalń GZW PRZEDEKSPOLATACYJNE UJĘCIE METANU Z POKŁADÓW WĘGLA wyprzedzające odmetanowanie pokładów węgla na kilka-kilkanaście lat przed ich eksploatacją: ujęcie cennego surowca energetycznego wysokometanowego gazu (możliwe przemysłowe ujęcie 1,0 1,5 mld m 3 rocznie, zwiększenie krajowego wydobycia gazu ziemnego o 30%) eksploatacja węgla w korzystniejszych warunkach górniczych i ekonomicznych (zmniejszenie zagrożenia metanowego, poprawa bezpieczeństwa pracy, znaczące obniżenie kosztów wydobycia) zmniejszenie emisji metanu do atmosfery (ograniczanie skutków efektu cieplarnianego, obniżenie kosztów opłat emisyjnych, zwłaszcza w systemie EU ETS)

8 Europejski System Handlu Emisjami EU ETS European Union Emissions Trading System System handlu uprawnieniami do emisji: wprowadzony w 2005 r., w celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych obejmuje 28 krajów UE, Islandię, Liechtenstein i Norwegię dotyczy: dwutlenku węgla (CO 2 ), podtlenku azotu (N 2 O), perfluorowęglowodorów (PFCs) w Polsce rejestr uprawnień do emisji prowadzi Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami podlegający Ministrowi Środowiska regulacja prawna Ustawa z dnia 12 czerwca 2015 r. o systemie handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych. Emisja metanu: do tej pory emisja metanu nie podlega opłatom w systemie EU ETS ujęcie metanu w EU ETS dzięki staraniom m.in. polskich agend rządowych zawieszono do 1 stycznia 2021 r. obecnie opłata za emisję tony metanu w Polsce wynosi 29 groszy (przy emisji rzędu mln m 3 daje to kwotę tys. zł rocznie) w 2008 r. próbowano drastycznie podnieść opłatę za emisję metanu z obowiązującej wówczas kwoty 0,23 zł do 4,83 złotych za tonę, czyli 21-krotnie przelicznik 21 wynikał z przyjmowanego w 2008 r. wskaźnika GWP; pod naciskiem środowisk górniczych Rząd wycofał się z tej podwyżki.

9 Wskaźnik GWP Global Warming Potential Przelicznik CH4 do CO2: wskaźnik GWP określa potencjał cieplarniany metanu w stosunku do dwutlenku węgla w 2013 r. amerykańska Agencja Ochrony Środowiska EPA wskaźnik GWP (w przeliczeniu na 100 lat) podwyższyła z 21 na 25 są też podawane wyższe wartości, np. od 28 do 34 wg organizacji IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). istotne znaczenie ma czas trwania metanu w atmosferze ok lat (wg EPA 12 lat), co powoduje przeliczanie GWP dla metanu na krótsze okresy czasu, najczęściej na 20 lat. wg IPCC (2013 r.) GWP dla metanu w skali 20 lat jest 84-krotnie wyższy niż dwutlenku węgla, przy GWP dla 100 lat wynoszącym 28 obecny wskaźnik GWP w USA i UE: 20 lat 72 razy, 100 lat 25 razy

10 2021 r. Metan w EU ETS? I co dalej? Możliwe scenariusze??? Założenia to co wiemy i czego nie wiemy: 1. Stan obecny opłata za emisję tony metanu w Polsce w przeliczeniu na euro ok. 7 eurocentów, opłata za emisję tony dwutlenku węgla w EU ETS ok. 5 euro. 2. Założenie podstawowe w przypadku objęcia emisji metanu systemem EU ETS opłaty za jego emisję z pewnością znacząco wzrosną i raczej będą wyższe niż za dwutlenek węgla. 3. Podstawowe pytania czy opłata będzie proporcjonalna do przyjmowanej szkodliwości dla klimatu, czyli 25 razy większa niż dla CO 2, a jeżeli mniejsza to o ile i na jakiej podstawie? 4. Przyjęte rozwiązanie złożona funkcja ujmująca aspekty formalne, ekonomiczne (w tym dozwolone limity na emisję metanu i rozkład ich ograniczania), społeczne (w tym relacje pro-środowiskowe), ale także i działania polityczne. Proste scenariusze dla emisji metanu rzędu mln m 3 : Wariant minimalny opłata za emisję CH4 równa opłacie za emisję CO2 10,5 12,0 mln zł rocznie Wariant maksymalny opłata za emisję CH4 uwzględniałaby GWP w wysokości ,5 300,0 mln zł rocznie

11 Przedeksploatacyjne ujęcie metanu z pokładów węgla vs. Emisja metanu w systemie EU ETS Objęcie emisji metanu systemem EU ETS wprowadzi znaczące podwyższenie kosztów wydobycia węgla kamiennego. Konieczne działania zmniejszające emisję metanu, lec nie kosztem ograniczania wydobycia węgla kamiennego. W skali światowej metan z pokładów węgla coraz częściej zaczyna być postrzegany, jako niedowartościowane źródło energii, mogące odegrać istotną rolę w procesie transformacji przemysłu węglowego. W przypadku Polski jest to szczególnie ważne w kontekście szeroko ujmowanej dekarbonizacji, rozumianej jako eliminacja węgla z sektora energetycznego. Ten niekorzystny dla polskiej gospodarki trend negatywnego postrzegania górnictwa węgla może złagodzić rozwój przemysłowego ujęcia i wykorzystania metanu, w tym ujęcia przedeksploatacyjnego, ograniczający jego emisję do atmosfery.

12 Założenia programu badawczego GEO-METAN Przedeksploatacyjne ujęcie metanu z pokładów węgla otworami powierzchniowymi Cel strategiczny: Wsparcie rozwoju technologii eksploatacji metanu z pokładów węgla, w połączeniu z odmetanowaniem kopalń: - zwiększenie potencjału wydobywczego gazu w Polsce - wzmocnienie górnictwa węgla kamiennego poprzez systemowe rozwiązanie problemu metanowości kopalń - ograniczenie emisji metanu do atmosfery Kamienie milowe: 1. Określenie kryteriów brzegowych ujęcia metanu z pokładów węgla w warunkach geologiczno-górniczych GZW. 2. Dostosowanie do warunków GZW technologii wierceń kierunkowych oraz metod intensyfikacji produktywności metanu. 3. Szczegółowa analiza ekonomiczna zastosowania przedeksploatacyjnego ujęcia metanu z pokładów węgla w górnictwie, z porównaniem do kosztów odmetanowania podziemnego. 4. Testowe zastosowanie o charakterze demonstracyjnym, a następnie wdrożeniowym, na wybranym obszarze. Etapy prac: Etap I badawczo-pilotażowy (Gilowice) Etap II badawczo-demonstracyjny Etap III wdrożeniowy (eksploatacyjny)

13 Otwory Gilowice 1 i Gilowice 2H Zabiegi intensyfikacyjne (październik listopad 2016 r.) Przekrój geologiczny i trajektorie wierceń Gilowice ,95 Gilowice-2H śr. metanonośność 11 m 3 CH 4 /t Szczelinowanie w pokładzie 510 (4000 m, 5 sekcji), m³ płynu zabiegowego i 405 t propantu. szczelinowanie pokład m 3 CH 4 /t Testy dopływu metanu (styczeń listopad 2017 r.) Otwory Gilowice 1 i 2H zostały odwiercone przez firmę Dart Energy (Poland). Po zakończeniu prac wiertniczych, wykonaniu badań i testów otwory zostały przekazane do PIG-PIB celem prowadzenia dalszych prac badawczych. Realizowane obecnie prace badawcze wykonuje konsorcjum PGNiG oraz PIG-PIB, czas realizacji: r. 3 serie testów, łącznie wydobyto Państwowy Instytut mgeologiczny 3 gazu, max m 3 /dzień ustabil m 3 /dzień

14 Podsumowanie 1. Sytuacja górnictwa węgla kamiennego w GZW wymaga systemowego rozwiązania problemu metanowości kopalń, zasadne jest także przemysłowe zagospodarowanie bazy zasobowej metanu z pokładów węgla oraz ograniczenie emisji metanu do atmosfery. 2. Przedekspolatacyjne ujęcie metanu z pokładów węgla, na kilka-kilkanaście lat przed ich eksploatacją, łączy powyższe kierunki działań i jest główną ideą Programu Geo-Metan. 3. Objęcie emisji metanu systemem EU ETS wprowadzi znaczące, wielomilionowe podwyższenie kosztów wydobycia węgla kamiennego w Polsce. 4. Cel Programu Geo-Metan rozwój technologii eksploatacji metanu z pokładów węgla, w połączeniu z odmetanowaniem kopalń, a w konsekwencji: zwiększenie potencjału wydobywczego gazu w Polsce poprawa rentowności kopalń i bezpieczeństwa pracy ograniczenie emisji metanu do atmosfery. 5. Pilotażowy etap Programu Geo-Metan prace badawcze w Gilowicach, optymistyczne wyniki uzasadniają dalsze prace badawcze, demonstracyjne oraz wdrożeniowe. 6. Konieczne działania promocyjne w Polsce i na arenie międzynarodowej tworzenie przyjaznego klimatu dla wydobycia metanu, w tym technologii szczelinowania węgla.

15 III KONFERENCJA METAN KOPALNIANY Energia-Ekologia-Ekonomia Katowice, 15 lutego 2018 r. Dziękuję za uwagę Otwór Gilowice 1, kwiecień 2017 r.