Zadanie Badawcze nr 3: Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej

Transkrypt

1 Zadanie Badawcze nr 3: Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej dr hab. inż. Andrzej Strugała - prof. AGH Warszawa, 1 grudnia 2011 Zadanie badawcze Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach strategicznego programu badan naukowych i prac rozwojowych pt.: Zaawansowane technologie pozyskiwania energii.

2 Cel realizacji Zadania Badawczego nr 3 Wyniki prac winny określić priorytetowe kierunki rozwoju technologii węglowych i umożliwić podjęcie strategicznych decyzji pozwalających na kształtowanie polityki kraju w kierunku: Rozwoju czystych, węglowych technologii energetycznych, Dywersyfikacji bazy surowcowej dla przemysłu chemicznego, Zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego kraju poprzez wykorzystanie produktów powstających w procesach zgazowania węgla. Ogłoszenie Konkursowe NCBiR pkt.i

3 Oczekiwane rezultaty końcowe Zadania Badawczego nr 3 1. Opracowanie i weryfikacja w skali pilotowej procesów zgazowania powierzchniowego i podziemnego. 2. Opracowanie dla warunków krajowych strategicznych kierunków rozwoju czystych technologii węglowych wykorzystujących procesy zgazowania dla zastosowań w energetyce i chemii. 3. Opracowanie dokumentacji procesowej układów stanowiących podstawę do budowy krajowych instalacji demonstracyjnych obejmujących instalacje zgazowania powierzchniowego i podziemnego. Ogłoszenie Konkursowe NCBiR pkt.i

4 Ogólne informacje o Zadaniu Badawczym nr 3 Wykonawca: Konsorcjum Naukowo-Przemysłowe Zgazowanie węgla Czas trwania Projektu: 5 lat (maj 2010 kwiecień 2015) Budżet Projektu: 89,8 mln PLN w tym: 80,0 mln PLN wsparcie NCBiR 9,8 mln PLN udział partnerów przemysłowych

5 Konsorcjum Naukowo Przemysłowe: Zgazowanie węgla

6 Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej Tematyka Zadania Badawczego nr 3: 1. Krajowa baza surowcowa dla procesów naziemnego i podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego, 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego, 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego, 4. Strategia rozwoju zgazowania węgla w Polsce.

7 Podstawowe cele: 1. Krajowa baza surowcowa dla procesów naziemnego i podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego Określenie bazy surowcowej dla procesów naziemnego i podziemnego zgazowania węgla z uwzględnieniem: - kryteriów technologicznych tych procesów, - kosztów udostępnienia i pozyskiwania węgla oraz kosztów środowiskowych, - uwarunkowań wynikających z założeń strategii rozwoju krajowej energetyki, strategii surowcowej Polski, dyrektyw środowiskowych UE i krajowych przepisów, oraz dodatkowo w przypadku podziemnego zgazowania: - warunków geologiczno górniczych, - uwarunkowań geośrodowiskowych wyrażających się wpływem tego procesu na zmiany środowiskowe jak i generujących zagrożenia, - kosztów udostępnienia i przygotowania pokładów węgla do zgazowania podziemnego.

8 1. Krajowa baza surowcowa dla procesów naziemnego i podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego Podstawowe cele c.d.: Identyfikacja wzajemnych oddziaływań procesu podziemnego zgazowania węgla i środowiska w odniesieniu m.in. do: warunków geologiczno górniczych, środowiska wodnego, warunków hydrologicznych i hydrogeologicznych, fizykochemicznych właściwości utworów geologicznych w georeaktorze podziemnego zgazowania węgla i jego otoczeniu, morfologii powierzchni terenu, atmosfery gazowej na powierzchni terenu i wynikających stąd zagrożeń.

9 1. Krajowa baza surowcowa dla procesów naziemnego i podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego Oferowane produkty finalne tej części Projektu: kompleksowe kryteria weryfikacji złóż węgli pod kątem ich przydatności do procesu zgazowania, listy rankingowe złóż węgla kamiennego i węgla brunatnego nadających się do zgazowania naziemnego i podziemnego, karty złożowe dla wybranych złóż węgli z w/w list, zawierające szczegółową ich charakterystykę w zakresie przydatności do zgazowania, wyznaczenie rejonu złożowego do budowy instalacji demonstracyjnej zgazowania podziemnego węgla kamiennego, wyznaczenie rejonu złożowego do budowy instalacji pilotowej zgazowania podziemnego wg technologii otworowej na złożu węgla brunatnego.

10 1. Krajowa baza surowcowa dla procesów naziemnego i podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego Dotychczas prowadzone prace dotyczyły m.in.: Identyfikacji kryteriów technologicznych i środowiskowych dla oceny przydatności złóż węgla kamiennego i brunatnego dla procesów na- i podziemnego zgazowania, obejmującej: analizę warunków początkowych i brzegowych parametrów górotworu ulegających zmianie na skutek wysokiej temperatury oraz kalibrację programów komputerowych, które będą wykorzystywane do symulacji modelowych, opracowanie modelu górotworu uwzględniającego kryteria technologiczne i środowiskowe (dla węgla kamiennego), identyfikację uwarunkowań środowiska wodnego w oparciu o opracowane schematy hydrogeologiczne oraz wymagania prawodawstwa unijnego i krajowego w zakresie ochrony wód (dla węgla brunatnego), opracowanie wielokryterialnej metody dla wstępnej oceny przydatności do podziemnego zgazowania Złóż Legnickich oraz sformułowanie wymagań formalno-prawnych, jakie należy uwzględniać w trakcie ich przygotowania do tego procesu (wkład KGHM Polska Miedź S.A.).

11 1. Krajowa baza surowcowa dla procesów naziemnego i podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego Dotychczasowe prace c.d.: Oceny krajowej bazy surowcowej dla procesów na- i podziemnego zgazowania węgla kamiennego i brunatnego obejmującej: analizę możliwości wykorzystania dla potrzeb zgazowania konińskich złóż węgla brunatnego oraz pokładów węgla brunatnego ze złóż: Legnica, Ruja oraz Ścinawa (wkład KGHM Polska Miedź S.A.), systematyczną identyfikację uwarunkowań złożowych węgla kamiennego z Zagłębia Lubelskiego oraz udokumentowanych złóż węgla brunatnego (analizy dostępnych danych geologicznych i środowiskowych dot. poszczególnych pokładów, zestawienie wyników w/w analiz w postaci kart paszportowych węgla kamiennego oraz brunatnego), charakterystykę bazy zasobowej dla naziemnego zgazowania węgla kamiennego (w zakresie węgli handlowych z kopalń KHW S.A. i PKW S.A.).

12 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Podstawowe cele: Opracowanie i weryfikacja w skali pilotowej technologii zgazowania węgla w reaktorze z cyrkulującym złożem fluidalnym z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego, Opracowanie i weryfikacja w skali półtechnicznej nowych metod oczyszczania (H 2 S, NH 3, związki smołowe) i wzbogacania (H 2 ) gazów procesowych jak również usuwania z nich CO 2, Opracowanie i weryfikacja w skali wielkolaboratoryjnej nowych metod wzbogacania i oczyszczania węgla (usuwanie Hg) dla potrzeb jego zgazowania, Ocena oddziaływania odpadów stałych z procesu zgazowania na środowisko oraz określenie potencjalnych kierunków ich zagospodarowania.

13 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Podstawowe cele c.d.: Opracowanie modeli symulacyjnych ciśnieniowego reaktora zgazowania CFB, Opracowanie schematów procesowych i modeli obliczeniowych układów wytwarzania energii i substancji chemicznych zintegrowanych ze zgazowaniem węgla, Wykonanie dokumentacji procesowej (w zakresie umożliwiającym podjęcie decyzji inwestycyjnych) krajowej instalacji demonstracyjnej naziemnego zgazowania węgla dla wybranych zastosowań w energetyce i chemii.

14 gaz resztkowy para woda komin 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Zbiorniki gazów technicznych Przygotowanie paliwa Kruszarka walcowa/młotkowa Przesiewacze Suszenie wstepne Granulacja paliwa <3 mm CO 2 CO2 N2 O2 N 2 O 2 /N 2 /CO 2 Pojemność zbiornika: m 3 Ciśnienie robocze: 2-36 bar, woda Chłodnia wentylatorowa Instalacje bocznikowe Membranowe usuwanie CO 2 Adsorpcyjne usuwanie CO 2 powietrze węgiel surowy Przygotowanie paliwa mielenie suszenie węgiel O 2 ZGAZOWANIE WĘGLA Ciśnieniowy reaktor CFB gaz surowy Chłodzenie i oczyszczanie gazu gaz Komora spalania Wytwornica pary Wydajność pary: kg/h Ciśnienie pary: 3,1 MPa Temperatura: 239 o C Czynnik grzewczy: gaz ziemny Wytwornica pary woda Instalacje bocznikowe Konwersji smół Wysokotemperaturoweg o odsiarczania gazu Turbina gazowa spaliny Układ zgazowania Ciśnienie: 15 bar Temperatura: o C Wydajność: 100 kg/h Granulacja paliwa: < 3 mm Dozowanie paliwa: N 2, CO 2, syngaz Chłodzenie gazu: płaszcz wodny Układ oczyszczania Skruber wodny z wypełnieniem (900/160 o C) Wymiennik konwekcyjny (160/40 o C) Usuwanie CO 2 Turbina gazowa CO 2 Turbina gazowa Wymiennik ciepła Moc elektryczna: 30 kw Moc cieplna 80 kw Układ usuwania CO2 Adsorbcja/desorpcja Metyloaminy Wydajność: 20 Nm 3 /h

15 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego)

16 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Dlaczego CO 2 : obniżenie jednostkowego zużycia tlenu oraz węgla, utylizacja CO 2 z procesu zgazowania - obniżenie emisji CO 2 związanej z tym procesem, poprawa sprawności procesu. Dlaczego reaktor CFB: korzystniejsze warunki dla przebiegu reakcji zgazowania węgla za pomocą CO 2 (temperatura, czas kontaktu, koncentracja paliwa, dostępność aktywnej chemicznie powierzchni karbonizatu) mniej rygorystyczne wymagania co do zawartości popiołu i uziarnienia węgla większa elastyczność paliwowa (możliwość stosowania także węgli niskojakościowych) niższe koszty inwestycyjne i eksploatacyjne oraz wyższa niezawodność i dyspozycyjność instalacji (niższa temp. procesu, brak korozyjnego i erozyjnego efektu ciekłego żużla) możliwość zastosowania także dla układów średnioskalowych ( MW)

17 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Podstawowe parametry procesowe pilotowej instalacji zgazowania Oznaczenie/ Strumień Jedn. Węgiel Tlen Para wodna Gaz z reaktora Woda zimna Woda ciepła Gaz przed cyklonem Gaz przed skruberem Recykl Popiół wyjście Ilość kg/ h ,3 Temperatura o C Ciśnienie MPa 1,50 1,50 1,73 1,50 0,20 0,20 1,50 1,50 1,50 1,50

18 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Możliwości praktycznego wykorzystania wyników Projektu: Technologia zgazowania węgla w reaktorze CFB z wykorzystaniem CO 2 Układy przemysłowe średniej mocy dla : różnych opcji produkcji chemicznej (np. produkcji wodoru), systemów poligeneracyjnych, energetyki (produkcja energii elektrycznej i ciepła w układach kogeneracyjnych IGCC w elektrociepłowniach wykorzystujących ciepło odpadowe - układy o mocy el. brutto ok. 300 MW).

19 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Technologia usuwania rtęci z węgla na drodze niskotemperaturowej pirolizy Charakterystyka: Wysokie sprawności usuwania rtęci z węgla: 60-90% Poprawa jakości paliwa: obniżenie zawartości wilgoci, wzrost kaloryczności Możliwość obniżenia kosztów w stosunku do metod wtórnych (wtrysk sorbentu). Coal Air Flue gases 1 - two-way damper 2 mill 3, 8, 15 - coal silos 4, 9, 13, 17, 21 - feeder 5, 11, 18 - mixing chamber 6, 14, 22 blower/fan Carrier gas combustion chamber 10 - fluid bed dryer 12, 20 - bag filter 16 gas divider 19 rotary kiln 23, 24 - cooler Water Flue gases (dry) Water (from coal) Flue gases (dry) Water (from coal) Hot water Mercury to separation system Clean coal

20 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Technologia usuwania smół z gazu z procesów pirolizy i zgazowania węgla wytyczne procesowe technologii, rozwiązanie aparaturowe i procesowe (zweryfikowane z wykorzystaniem gazu rzeczywistego z procesu zgazowania), opracowanie aktywnego, selektywnego i trwałego katalizatora formowanego.

21 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Technologia absorpcyjnego usuwania CO 2 z gazu ze zgazowania węgla i spalin przy zastosowaniu własnych kompozycji rozpuszczalników aminowych. wytyczne procesowe technologii dla zastosowań w energetyce i chemii, opracowanie nowej, oryginalnej kompozycji absorbentu AMDEA.

22 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Technologia adsorpcyjnego usuwania CO 2 z gazu ze zgazowania węgla i spalin przy zastosowaniu formowanych sorbentów ziarnistych wytyczne procesowe technologii dla zastosowań w energetyce i chemii, opracowanie nowej metody wytwarzania ziarnowych formowanych adsorbentów o podwyższonej w stosunku do handlowych węgli aktywnych selektywności oraz powierzchni magazynowej a także odpowiedniej wytrzymałości.

23 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Technologia usuwania CO 2 z gazu ze zgazowania węgla i spalin w pętli chemicznej przy wykorzystaniu sorbentów wapniowych założenia i wytyczne procesowe unikalnej w warunkach krajowych technologii wysokotemperaturowego usuwania CO 2

24 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Technologia wysokotemperaturowego usuwania H 2 S i NH 3 z gazów procesowych ze zgazowania węgla przy zastosowaniu sorbentów monolitycznych opracowanie technologii wytwarzania sorbentów monolitycznych, wytyczne procesowe technologii gorącego oczyszczania gazu ze zgazowania węgla.

25 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Dotychczas prowadzone prace obejmowały m.in.: 1. Przygotowanie infrastruktury badawczej obejmującej: specjalistyczną aparaturę laboratoryjną do badań kinetyki procesu zgazowania, usuwania zanieczyszczeń i CO 2 z gazu syntezowego, separacji wodoru itp., wielkolaboratoryjne i półtechniczne stanowiska do wzbogacania węgla do zgazowania, usuwania z niego rtęci, do usuwania zanieczyszczeń i CO 2, usuwania zanieczyszczeń i CO 2 oraz separacji wodoru z gazu syntezowego, pilotową instalację do ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFG, 2. Wstępne badania laboratoryjne i analizy dotyczące m.in. : wyznaczenia parametrów kinetycznych przewidywanych do zgazowania węgli kamiennych i brunatnych, oceny wpływu parametrów procesowych na efektywność usuwania Hg z węgla, absorpcji CO 2 w roztworach pochłaniających o zaproponowanej recepturze, wytwarzanie ziarnowych sorbentów węglowych do pochłaniania CO 2, wytwarzania wysokotemperaturowych formowanych adsorbentów H 2 S i NH 3,, separacji wodoru z modelowego syngazu za pomocą membrany poliimidowej, wytwarzania prototypowego katalizatora formowanego do katalitycznego rozkładu związków smołowych zawartych w produkowanym syngazie.

26 2. Technologia ciśnieniowego zgazowania węgla w reaktorze CFB (z wykorzystaniem CO 2 jako czynnika zgazowującego) Dotychczasowe prace cd.: 3. Przygotowanie modeli symulacyjnych dla projektowania i optymalizacji układów zgazowania naziemnego dla zastosowań w energetyce; w ramach tego punktu m.in. opracowano: wariantową koncepcję układu elektrociepłowni zintegrowanej ze zgazowaniem węgla wraz z modelem symulacyjnym takiego układu (na bazie modelowania termodynamicznego oraz programu Thermoflux).

27 Podstawowe cele: 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Budowa i eksploatacja pilotowej instalacji podziemnego zgazowania węgla usytuowanej w rzeczywistych warunkach złoża węgla kamiennego, Ocena efektywności procesowej, ekologicznej i ekonomicznej procesu podziemnego zgazowania węgla w oparciu o wyniki uzyskane w skali pilotowej, Weryfikacja szczegółowych procedur lokalizacji georeaktora, jego budowy i eksploatacji w oparciu o wyniki badań w skali pilotowej. Opracowanie modeli procesowych dla różnych sposobów zagospodarowania gazów z podziemnego zgazowania węgla oraz symulacja tych procesów dla różnych wariantów realizacji tego procesu. Analiza możliwości kondycjonowania gazów z procesów PZW z wykorzystaniem modeli symulacyjnych tych procesów.

28 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Informacje podstawowe o instalacji pilotowej: Badana technologia ma na celu umożliwienie wykorzystania pokładów (lub ich części) węgla kamiennego na terenach prowadzonej eksploatacji górniczej lub pozostałych po takiej eksploatacji, Dla udostępniania węgla do zgazowania wykorzystana zostanie metoda szybowa z wykorzystaniem istniejących wyrobisk, Czynnikiem zgazowującym będzie powietrze wzbogacone w tlen, Produkowany gaz niskokaloryczny wykorzystywany będzie dla celów energetycznych, Georeaktor usytuowany będzie w KWK Wieczorek (obecnie czynna kopalnia, po 2016 roku zostanie postawiona w stan likwidacji w związku z wyczerpaniem zasobów węgla), Obiektem zgazowania będzie wyznaczona partia węgla w pokładzie 501 (poziom 400m) o miąższości 5-5,5 m, Długotrwała próba zgazowania planowana jest w połowie 2013 r.

29 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Schemat ideowy instalacji pilotowej PZW spaliny woda gaz 11 powietrze 14 3 ścieki podsadzka woda tlen azot Legenda 1. Separator ścieków 8. Zbiornik i parownica tlenu 2. Pompa ścieków 9. Zbiornik i parownica azotu 3. Zbiornik ścieków 10. Sprężarka powietrza 4. Odsmalacz odśrodkowy 11. Skruber 5. Georeaktor 12. Wentylator (sprężarka wodokrężna, sprężarka Roots'a) 6. Układ podsadzki 13. Komora spalania z palnikiem 7. Pompy wody 14. Pompa wody obiegowej 5

30 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego w skale płonnej w węglu pokładu chodnik badawczy dla udostępnienia georeaktora 2,5 m otwory badawcze 5,5 m pokład 501 w skale płonnej ok...20m połączone otwory badawcze o średnicy 200 mm wykonane w kształcie litery V przekop wentylacyjny poz.400 m c hodnik badawczy chodnik badawczy 30 m węgiel pokładu 501

31 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Lokalizacja georeaktora: Georeaktor usytuowany będzie w rejonie szyby Wschodniego pokładu 501 KWK Wieczorek. Charakterystyka pokładu 501: Pokład 501 na poziomie 400 o miąższości od 2,6 do 6,0 m. Nachylenie pokładu nieznaczne, między 4 a 6 o. Pokład wyeksploatowany prawie w 90 %; pozostałe zasoby znajdują się głównie w filarach. Warunki rozpoznania górniczo geologicznego: wystarczające. Typ węgla: 32.1 Zaw. popiołu: 6 % Zaw. siarki: 0,9 % Wartośc opałowa: kj/kg Skłonnośc do samozapłonu: IV gr. Klasa stropu: III Klasa spągu: II Zagrożenie pyłowe: klasa B Zagrożenie wodne: I stopień Zagrożenie tąpaniami: niezagrożony Zagrożenie metanowe: III kategoria.

32 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Parametry procesowe instalacji pilotowej PZW: Czas trwania eksperymentu: ok. 3 miesiące, Wydajność zgazowania: ok. 600 kg węgla/godz., Łączna, przewidywania do zgazowania ilość węgla: ok Mg, Zużycie czynników zgazowujących: 1230 m 3 /godz. powietrza lub 800 m 3 /godz. powietrza wzbogaconego w tlen (do 60%), Produkcja gazu: 1680 m 3 /godz., Wartość opałowa gazu: ok. 4,5 MJ/m 3 (+/- 20%), Średni przewidywany skład gazu (% obj.): N 2 53% CO 2 16% CO 12% CH 4 3% H 2 15% O 2 1% Sposób wykorzystania gazu: lokalna kotłownia/ silnik małej mocy.

33 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Systemy monitoringu przebiegu procesu: Monitoring technologiczny: pomiary temperatur, ciśnień, przepływu i składu produkowanego gazu, śledzenie frontu z wykorzystaniem techniki georadarowej /laserowej/ termowizji, monitoring powietrza glebowego (określenie strat gazu). Monitoring bezpieczeństwa i warunków pracy czynnej kopalni: m.in. parametry wentylacyjne, skład atmosfery w wyrobiskach wentylacyjnych związanych z georeaktorem, pomiary różnicy potencjałów aerodynamicznych na tamach wentylacyjnych i przeciwpożarowych Monitoring oddziaływania na środowisko: m.in. analiza wód i ścieków, monitoring powietrza (zaw. CO).

34 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Dotychczas prowadzone prace dotyczyły m.in.: Wstępne badania i analizy: 1.Badań procesu zgazowania w reaktorze ex-situ symulującym geologiczne warunki zalegania złoża węgla mających m.in. na celu: wyznaczenie optymalnej konfiguracji kanałów ogniowych dla georeaktora, dobór średnicy otworów oraz optymalnej szybkości doprowadzenia do georeaktora mediów zgazowujących i odprowadzenia produktów, analizę rozwoju kawerny powstającej w pokładzie wskutek zgazowania. 2. Adaptacji modelowania numerycznego CFD dla potrzeb analizy zjawisk przebiegających w georeaktorze. 3. Opracowania modelu górotworu (faza wstępna) umożliwiającego: opis rozwoju kawerny zgazowania, bilans energii w przestrzeni zgazowania, identyfikację możliwych zakłóceń i ich oddziaływania na proces zgazowania w georeaktorze (dopływ wody do georeaktora, zassanie gazów przez szczeliny górotworu itp.),

35 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Dotychczasowe prace c.d.: Działania techniczne i prace przygotowawcze: 1. Szczegółowa analiza prawa pod kątem możliwości realizacji testu zgazowania, 2. Analiza geologiczna górotworu oraz warunków hydrologicznych w rejonie projektowanego georeaktora, 3. Wybór lokalizacji instalacji pilotowej oraz opracowanie założeń do budowy georeaktora wraz z niezbędną infrastrukturą 4. Analiza 5 wariantów udostępnienia wybranej parceli z czynnych wentylacyjnie wyrobisk kopalni i wybór optymalnego wariantu dla potrzeb budowy georeaktora, 5. Założenia do projektu technicznego chodnika technologicznego umożliwiającego dostęp do georeaktora, 6. Analiza ryzyka związanego z budową i eksploatacją georeaktora, 7. Analiza wymagań oraz przygotowanie projektu konstrukcji palnika na gaz z PZW 8. Weryfikacja oprogramowania do projektowania i symulacji układów kogeneracyjnych i produkcji energii elektrycznej na bazie gazu z PZW.

36 3. Technologia podziemnego zgazowania węgla kamiennego Możliwości praktycznego wykorzystania wyników Projektu: Zgazowanie pokładów węgla kamiennego lub ich części znajdujących się na terenach prowadzonej eksploatacji górniczej oraz pozostałych po takiej eksploatacji (zasoby po eksploatacji górniczej), Produkcja niskokalorycznego gazu dla zasilania instalacji energetycznych o mocy rzędu 50 MW pracujących dla potrzeb lokalnego rynku energii elektrycznej i ciepła sieciowego.

37 4. Strategia rozwoju zgazowania węgla w Polsce Podstawowe cele: Stworzenie bazy danych dot. procesów zgazowania i ich operacji jednostkowych dla zastosowań chemicznych oraz energetycznych, Opracowanie mapy rozwiązań technologicznych sporządzenie listy rankingowej technologii zgazowania węgla dla zastosowań w energetyce i chemii. Kompleksowa ocena porównawcza efektywności ekologicznej, technicznej i ekonomicznej badanych technologii zgazowania, technologii referencyjnych oraz technologii odniesienia. Strategiczna ocena technologii naziemnego i podziemnego zgazowania węgla określenie priorytetowych kierunków rozwoju tych technologii umożliwiających podjęcie strategicznych decyzji inwestycyjnych w tym zakresie.

38 4. Strategia rozwoju zgazowania węgla w Polsce Oferowane produkty finalne tej części Projektu: Atlas rozwiązań technologicznych procesów zgazowania węgla oraz ich operacji jednostkowych, Lista rankingowa technologii zgazowania węgla dla zastosowań w energetyce i chemii, Kompleksowa ocena porównawcza efektywności ekologicznej, technicznej i ekonomicznej dla badanych technologii zgazowania, referencyjnych technologii zgazowania oraz technologii odniesienia, Priorytetowe kierunki rozwoju technologii zgazowania węgla - strategia rozwoju tych technologii w Polsce, Zidentyfikowane mechanizmy wsparcia finansowego przedsięwzięć inwestycyjnych o wysokim poziomie ryzyka.

39 4. Strategia rozwoju zgazowania węgla w Polsce Dotychczas prowadzone prace dotyczyły m.in.: 1.Opracowania bazy danych do obliczeń efektywności technicznej, ekologicznej i kosztowej dla dostępnych oraz perspektywicznych technologii w podziale na 14 głównych grup, obejmujących: przygotowanie węgla do zgazowania, zgazowanie węgla, wytwarzanie mediów zgazowujących, usuwanie smół, amoniaku, składników kwaśnych oraz odpylanie gazu ze zgazowania węgla, separację rtęci, separację wodoru, konwersję CO z parą wodną i hydrolizę COS, utylizację gazów odpadowych, oczyszczanie ścieków z zakładów zgazowania węgla, utylizację stałych produktów odpadowych, turbiny gazowe. 2.Przygotowania kart technologicznych wybranych technologii i procesów jednostkowych zgazowania węgla (54 Karty w zakresie informa-cji bazowych oraz 34 Karty w zakresie informacji szczegółowych).

40 4. Strategia rozwoju zgazowania węgla w Polsce Dotychczasowe prace c.d.: 2. Opracowania i weryfikacji metodyki oceny technicznej, ekologicznej, ekonomicznej i kosztowej badanych i referencyjnych i technologii zgazowania węgla oraz tzw. technologii odniesienia, obejmującej m.in.: miary, standardy oraz procedury oceny efektywności technicznej, ekologicznej i kosztowej technologii na- i podziemnego zgazowania węgla oraz czynniki je determinujące, zdefiniowanie granic analizowanych systemów naziemnego i podziemnego zgazowania węgla oraz wybór jednostek funkcjonalnych oraz elementów technologicznych układów zgazowania węgla dla faz: wytwarzania, użytkowania i likwidacji, identyfikację struktury oraz istotnych składników dla: nakładów inwestycyjnych, przychodów i kosztów operacyjnych w zakresie wybranych technologii pod- i naziemnego zgazowania węgla, wytyczne identyfikacji elastyczności decyzyjnej (menedżerskiej) technologii pod- i naziemnego zgazowania węgla, opracowanie koncepcji rachunku efektywności ekonomicznej odpowiednio dla technologii referencyjnych oraz odniesienia, identyfikację i analizę czynników mikroekonomicznych determinujących realizację przyszłych projektów zgazowania węgla w Polsce.

41 Dziękuje za uwagę. Zadanie Badawcze nr 3 p.t.: Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej, finansowane jest przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Strategicznego Programu Badań Naukowych i Prac Rozwojowych pt.: Zaawansowane technologie pozyskiwania energii.