INFORMACJA O PERSPEKTYWACH POZYSKIWANIA WĘGLA BRUNATNEGO DLA ENERGETYKI

Transkrypt

1 KOMITET STERUJĄCY IM. PROFESORA ADAMA STEFANA TREMBECKIEGO DLA PRZYGOTOWANIA ZAGOSPODAROWANIA LEGNICKIEGO ZAGŁĘBIA GÓRNICZO-ENERGETYCZNEGO WĘGLA BRUNATNEGO PRZY AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ W KRAKOWIE INSTYTUT GÓRNICTWA ODKRYWKOWEGO WE WROCŁAWIU POLTEGOR-INSTYTUT INFORMACJA O PERSPEKTYWACH POZYSKIWANIA WĘGLA BRUNATNEGO DLA ENERGETYKI Kraków-Wrocław, czerwiec

2 PERSPEKTYWY ROZWOJU ENERGETYKI WYKORZYSTUJĄCEJ WĘGIEL BRUNATNY Zasoby perspektywiczne węgla brunatnego są skoncentrowane w czterech głównych Regionach: Dolnośląskim, Wielkopolskim, Łódzkim i Lubuskim. REGION DOLNOŚLĄSKI Zagłębie czynne w Turoszowie Złoże Turów-Radomierzyce o zasobach rzędu 0,5 mld ton eksploatowane będzie do 2045 roku z wydobyciem od 10 do 13 mln ton/rok i mocą elektrowni 2100 do 2400 MW. Nowo zainstalowane bloki fluidalne 1600 MW do wymiany trzy bloki 200 MW, razem 600 MW. Zagłębia perspektywiczne Złoże Legnica o przemysłowych zasobach 2,0 mld ton z koncepcją budowy kopalni o docelowym rocznym wydobyciu 24 mln ton i elektrowni o mocy zainstalowanej 4x1150 MW = 4600 MW z perspektywą podwojenia potencjału wydobycia i produkcji energii. W rejonie Dolnośląskim koło Lubina zalega udokumentowane złoże Ścinawa o zasobach około 1,5 mld ton węgla i dalej w stronę Głogowa 10 złóż prognostycznych o zasobach rzędu 10 mld ton. REGION WIELKOPOLSKI Zagłębie czynne Konińsko-Tureckie Zasoby udokumentowane przemysłowe około 400 mln ton z kopalniami Konin i Adamów o wydobyciu węgla 14 mln ton/rok i mocy zainstalowanej w blokach konwencjonalnych 1800 MW, nowy blok 460 MW. Perspektywy rozwoju względnie ograniczenia mocy w tym zagłębiu zostaną określone po wyborze inwestora strategicznego dla kopalni i elektrowni. Zagłębie perspektywiczne Czempin, Krzywin i Gostyń złoża w rowie Poznańskim (bez największego Mosina) o zasobach rzędu 3,5 mld ton umożliwiają ekonomiczne wydobycie 35 mln ton węgla w roku przez 100 lat. 2

3 REGION ŁÓDZKI Zagłębie czynne Bełchatów Eksploatuje złoża Bełchatów i Szczerców do 2034 roku z wydobyciem 34 mln ton węgla rocznie, spalanego w elektrowni o mocy zainstalowanej około 4400 MW. Trwa budowa zespołu 833 MW i przygotowanie złoża Złoczew na wydłużenie okresu funkcjonowania zagłębia. Złoże perspektywiczne w Regionie Łódzkim Opracowano koncepcję udostępnienia dwóch złóż perspektywicznych w rejonie Łódzkim. Złoże Złoczew o zasobach przemysłowych rzędu 400 mln ton, które przygotowuje się do przedłużenia eksploatacji elektrowni Bełchatów. Złoże Rogóźno o zasobach przemysłowych rzędu 700 mln ton, dla którego opracowano koncepcję eksploatacji w kierunku budowy dużej elektrociepłowni zasilającej w perspektywie w ciepło i energię elektryczną aglomerację łódzką. REGION LUBUSKI w którym eksploatowane jest złoże Sieniawa z małym wydobyciem kilkudziesięciu tys. ton węgla na miejscowe potrzeby. Perspektywy wykorzystania zasobów węgla w rejonie Lubuskim łączą się ze złożami Gubina. Cztery złoża pod nazwą Gubin dobrze udokumentowane o zasobach przemysłowych 771 mln ton pozwalają na budowę kopalń o wydobyciu średnim 20 mln ton na rok i elektrowni o mocy 3000 MW. Drugie złoże Gubin-Brody, którego zasoby szacuje się na ponad 2 mld ton wymaga udokumentowania ale perspektywy potwierdzenia tych zasobów są bardzo duże. Przedstawione możliwości zasobowe węgla brunatnego, które spełniają kryteria odkrywkowej eksploatacji wskazują, że możliwości rozwojowe energetyki na węglu brunatnym nie są ograniczone zasobami węgla. Rozwój innowacyjnych technologii wydobycia i przetwarzania węgla brunatnego W ramach projektu Foresight, który był wykonany przez Poltegor-Instytut we Wrocławiu z udziałem AGH, Politechniki Wrocławskiej, PIG, GIG, Cuprum, IASE oraz wspomagany finansowo i merytorycznie przez 6 kopalń i elektrowni opracowano technologie wydobycia i przetwarzania węgla brunatnego. 3

4 W opracowanym projekcie przedstawiono Scenariusze wydobycia i przetwórstwa dla wszystkich Regionów ale dokładnie dla złoża Legnica. W opracowanych scenariuszach przedstawiono innowacyjne metody i technologie obejmujące dokumentowanie zasobów, wykonywanie projektów zagospodarowania złóż i wykorzystania węgla. Prace skoncentrowano na następujących problemach: Strategii priorytetów udostępnienia złóż i rozwoju frontów wydobywczych i ciągów maszynowych. Opracowaniu scenariuszy technologicznych zagospodarowania złóż węgla brunatnego w poszczególnych zagłębiach. Opracowaniu nowych technologii przetwarzania węgla w energię w systemie IGCC i spalaniu tlenowym Oxy-fuell oraz produkcji wodoru i paliw płynnych z węgla w celu eliminowania emisji CO 2. Przeanalizowano technologie podziemnego zgazowania węgla brunatnego. Rozpoznano możliwości oczyszczania węgla przed spaleniem, głównie z zawartości wody. Technologie udostępnienia złóż opracowano wykorzystując modelowe techniki symulacyjne, które umożliwiają optymalizację przestrzenną, wykonanie wkopów udostępniających oraz rozwój frontów eksploatacyjnych. Zastosowanie tej metody było możliwe po zapisie cyfrowym parametrów geologicznych i chemicznych wszystkich rozpatrywanych złóż perspektywicznych. W technologii przetwórstwa węgla brunatnego dokonano analiz technologii zeroemisyjnych. Rozpatrzono głównie technologie gazowo parowe i tlenowe spalanie węgla. Analiza wskaźników ekonomicznych, zebranych z badań w Europie i na świecie wskazuje, że dla dużych elektrowni systemowych lepszymi wskaźnikami cechuje się technologia spalania węgla w tlenie. Technologia gazowo parowa, według autorów, mogłaby być stosowana w warunkach węgla silnie zanieczyszczonego lub dla produkcji wodoru. Poddano też analizie technologie spalania pyłowego i fluidalnego. Stwierdzono, że dla węgla brunatnego lepsze wskaźniki ma technologia spalania fluidalnego. Dotychczas ograniczenie w jej wykorzystaniu stanowiła mała moc jednostek. Obecnie w budowie jest kocioł fluidalny o mocy 800 MW. Wymienione technologie pyłowa i fluidalna są przystosowywane do spalania węgla w tlenie. W projekcie przeanalizowano technologie naziemne zgazowania węgla ze złożem przepływowym i fluidalnym oraz technologie zgazowania podziemnego węgla. Stwierdzono, 4

5 że zgazowanie podziemne węgla, z uwagi na małą dyspozycyjność i występujące przerwy w procesie zgazowania w dużych złożach związane z uskokami pokładów węgla oraz duże osiadanie terenu, które może osiągnąć w złożu Legnica wartości od 1,5 do 7,5 m, a także możliwe zanieczyszczenie wód pitnych, które występują w trzeciorzędzie, nie może być obecnie brane pod uwagę przy wykorzystaniu złóż dużych przeznaczonych dla zasilania elektrowni systemowych. W Raporcie Poltegor - Instytut przedstawił wstępny wniosek, który zamierza zgłosić do programu strategicznego razem z wyższymi uczelniami, na budowę instalacji pilotowej podziemnego zgazowania węgla w małym złożu. W projekcie opracowano Scenariusze technologiczne dla udostępnienia i zagospodarowania złóż w trzech następujących grupach: złoża o zasobach kilku miliardów ton, obejmujące złoże Legnica, złoża w Rowie Poznańskim i złoża w rejonie Gubina, złoża o zasobach poniżej miliarda ton Rogóźno, Złoczew, Cybinka Torzym i Trzcianka złoża o zasobach około 100 milionów ton Dęby Szlacheckie w Zagłębiu Konin i Radomierzyce w rejonie Turowa. Najbardziej dokładnie opracowano Scenariusze dla złoża Legnica, z uwagi na jego dokładne udokumentowanie. Zagospodarowanie tego złoża przedstawiono w oddzielnych raportach 1,2 i 3. Przewidziano kilka scenariuszy otwarcia złoża Legnica, każdy o wielkości docelowego wydobycia 24 mln ton w roku. Z uwagi na dobrą jakość węgla o wartości opałowej powyżej 10 MJ/kg i wysoką sprawność przyszłych elektrowni, docelowa ilość produkowanej energii elektrycznej w elektrowni o mocy 4400 MW wyniosłaby w technologii spalania konwencjonalnego powietrzem ponad 30TWh/rok więcej niż w Bełchatowie. Przy spalaniu tlenowym i lokowaniu CO 2 pod ziemią, sprawność netto elektrowni obniży się z 48,5 do 39-40% a produkcja energii zmniejszy się z tej samej ilości węgla o 20%. Przewidywana w Scenariuszach wielkość docelowa wydobycia węgla 35 mln ton/rok w złożach Rowu Poznańskiego pozwala na 100-letnią eksploatację występujących w tym Rowie 3 złóż Czempiń, Krzywiń, Gostyń o zasobach rzędu 3,5 mld ton. Największe złoże Mosina, zalegające w Rowie Poznańskim, o najniższym stosunku nadkładu do węgla 5,4 : 1 oraz zasobach około 2 mld ton zalega na terenach chronionych i nie może być eksploatowane. Złoże Rowu Poznańskiego są udokumentowane w kategorii C 2. Opracowane scenariusze dla złóż zalegających w rejonie Gubina wskazują na możliwości zrealizowania w tym rejonie kopalni o docelowym wydobyciu rocznym 5

6 20 24 mln ton węgla jeśli zostaną udokumentowane spodziewane duże zasoby w złożu Gubin Brody. Obszary, na których zalegają złoża w rejonie Gubina nie są zabudowane. Natomiast duże nakłady trzeba będzie ponieść na wykonanie ekranu izolującego wyrobisko od Nysy Łużyckiej. Na budowę ekranu długości około 20 km przy kosztach budowy 40 mln zł/km - nakłady wyniosą około 800 mln zł. Złoża w rejonie Gubina zalegają płycej niż w Legnicy. Węgiel złoża Gubin zalega na głębokości 80 m, a w Gubinie Brody na 150 m. Miąższość węgla jest znacznie cieńsza niż w Legnicy i wynosi około 80 m dla złoża Gubin i 16,3 m dla złoża Gubin Brody. Węgiel jest w złożu Gubin przedzielony przerostem o grubości od 2 3 m, co w istotny sposób utrudni jego eksploatację i będzie łączyć się ze stratami. Opracowane Scenariusze dla złóż Rogóźno i Złoczewa wskazują na możliwości wydłużenia eksploatacji elektrowni Bełchatów i elektrowni w Adamowie. Rozpatrzono bowiem w projekcie dowóz węgla z Rogóźna do Adamowa długim ciągiem taśmociągów na odległość 65 km. Jednostkowa cena przewozu węgla oceniona została na około 7,5 zł/tonę. Złoże Złoczew o zasobach około 485 mln ton można wykorzystać do przedłużenia okresu eksploatacji elektrowni w rejonie Bełchatowa, gdyż zasoby węgla z pobliskich złóż Bełchatowa i Szczerkowa zostaną wyczerpane do 2030 lub 2035 roku. Złoże Radomierzyce może być wykorzystane dla przedłużenia funkcjonowania elektrowni Turów, w której według sporządzonych analiz powinno się wybudować nowy zespół energetyczny o mocy 500 do 800 MW, który zastąpi 3 zespoły po 200 MW znajdujące się w końcowych terminach zamortyzowania. Wykonana przez Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu i Poltegor Instytut koncepcja produkcji wodoru z węgla brunatnego przewiduje: wykorzystanie 7 mln ton węgla na roku produkcję wodoru w ilości 457 tys. ton/rok minimalną cenę sprzedaży 3,75 zł/kg przy cenie rynkowej 4 zł/kg nakłady inwestycyjne na budowę zakładu produkcji wodoru- 4388,6 mln zł. rentowność sprzedaży (zysk netto do wartości sprzedaży)- 5,8% do 22,9% Wykonana przez GIG Katowice koncepcja produkcji paliw płynnych w technologii bezpośredniego uwodornienia węgla z wykorzystaniem produkcji wodoru przewiduje: produkcję syntetycznej ropy z 10 mln ton węgla w ilości 2,4 mln ton/rok, przy nakładach inwestycyjnych rzędu 3,1 mld USD, cenie węgla 70 zł/tona i wodoru 3,75zł/kg, minimalna cena ropy wynosiłaby około 65,5 USD/bbl. 6

7 ZAGOSPODAROWANIE ZŁOŻA LEGNICA I PRZETWARZANIE WĘGLA NA ENERGIĘ Z czterech Scenariuszy Zagospodarowania złoża Legnica najlepszym w świetle wskaźników ekonomicznych i ekologicznych jest Scenariusz I z udostępnieniem węgla w Polu Zachodnim. Wskazują na to: zanieczyszczona powierzchnia Pola Zachodniego metalami ciężkimi przez Hutę Legnica najmniejsza kubatura wkopu udostępniającego w stosunku do wkopów zlokalizowanych na Polu Wschodnim i Północnym najmniejsza zabudowa powierzchni pod którą zalega węgiel najwyższa wartość opałowa węgla. Opracowana koncepcja zagospodarowania złoża przewiduje: wydobycie docelowe 24 mln ton/rok budowę elektrowni o mocy 4 x 1150 = 4600 MW lub 3 x 1150 = 3450 MW i zakład produkcji wodoru w ilości ok. 500 ton/rok. W elektrowni przewidziano zabudowę alternatywnie następujących zespołów: pyłowych konwencjonalnych PC o mocy 1150 MW ze spalaniem powietrznym i sprawnością netto 48,5% pyłowych ze spalaniem tlenem Qxy-fuel ze sprawnością netto 39% i składowaniem CO 2 w zbiornikach po wyeksploatowanym gazie ziemnym na Niżu Polskim w odległości od elektrowni 80 do 120 km. Węgiel wsadowy zarówno dostarczany do zespołów ze spalaniem powietrznym jak i tlenowym przewiduje się wprowadzić wysuszony o kaloryczności 100% wyższej w stosunku do surowego. Z elektrowni Legnica przewiduje się zasilanie odbiorców energii aglomeracji Legnica-Lubin- Głogów w ilości: energia elektryczna około 750 MWe ciepło w ilości około 370 MWe Wykonane analizy i badania pozwoliły na wstępne określenie cyklu budowy, licząc od podjęcia decyzji o zagospodarowaniu złoża i ustalenia inwestora strategicznego. 7

8 5 lat przygotowanie budowy (uzupełniające badania geologiczne, opracowanie dokumentacji, zagospodarowanie terenu, wstępne odwodnienie) 4 lata budowa wkopu udostępniającego z dojściem do węgla 3 lata rozwój do docelowego wydobycia węgla. Razem cykl przygotowania i budowy- 12 lat. Opracowane analizy ekonomiczne przewidują następujące wskaźniki zagospodarowania złoża Legnica. Nakłady inwestycyjne na zagospodarowanie złoża Legnica kopalnia według Scenariusza I mln zł. Elektrownia - ze spalaniem w powietrzu mln zł - ze spalaniem w tlenie mln zł Cena węgla brunatnego dla realizacji Scenariusza I - 70 zł/tona Cena energii elektrycznej przy cenie węgla 70 zł/tona ze spalaniem w powietrzu zł/mwh ze spalaniem w tlenie i lokowaniem CO 2 pod ziemią zł/mwh Wrażliwość cen energii przy zmianach cen węgla przy cenie węgla 80 zł/tona - cena energii elektrycznej w spalaniu powietrznym zł/mwh - cena energii elektrycznej w spalaniu tlenowym zł/mwh Przy wzroście cen węgla o 15 %, z 70 do 80 zł/tona, cena energii wzrośnie o 5% w spalaniu powietrznym i o 4,3% w spalaniu tlenowym. Przedstawiając występujące w Polsce złoża i zasoby węgla brunatnego, ekonomiczne jego udostępnianie oraz technologie przetwarzania na energię chcemy zasygnalizować możliwości jakie ten surowiec stwarza dla perspektywicznego rozwoju krajowej energetyki. Wykorzystanie węgla brunatnego nawet z zastosowaniem technologii zerowej emisji CO 2, zwiększy cenę energii o około 50%, ale na pewno nie spowoduje utraty jego konkurencyjności. Istotną cechą krajowych złóż węgla brunatnego w Polsce jest ich rozłożenie na znacznej przestrzeni kraju w oddaleniu od złóż węgla kamiennego, co umożliwia budowę i rozkład obiektów wytwarzania energii, i skraca drogę jej transportu oraz zwiększa bezpieczeństwo dostaw. 8