BranŜa węgla brunatnego w Polsce

BranŜa węgla brunatnego w Polsce 1 Autor: dr hab. inŝ. Zbigniew Kasztelewicz, prof. nadzw. AGH Wydział Górnictwa i GeoinŜynierii Akademii Górniczo-Hutniczej ( Nowa Energia nr 1/2008) Artykuł jest pierwszym z cyklu materiałów przedstawiających problematykę górnictwa i energetyki na węglu brunatnym w Polsce. Omówione zostaną podstawowe dane z zakresu parametrów eksploatacyjnych, ochrony środowiska, zasobów w czynnych i perspektywicznych rejonach. Opisane teŝ będą problemy polskich elektrowni opalanych węglem brunatnym oraz plany perspektywiczne branŝy na następne 50 lat. Węgiel brunatny jest obecnie najtańszym nośnikiem energii pierwotnej, stosowanym do wytwarzania energii elektrycznej w polskiej elektroenergetyce. Wszystkie scenariusze rozwoju gospodarczego Polski, formułowane przez poszczególne rządy RP, przewidują wydobycie węgla brunatnego do około 65 mln Mg rocznie. Obecny poziom wydobycia będzie trwał przez ok. 20 lat, a później zacznie spadać, jeŝeli nie zostanie uruchomione wydobycie na nowych perspektywicznych złoŝach Legnica-Ścinawa czy Gubin-Mosty. PoniewaŜ energia elektryczna wytwarzana z węgla brunatnego jest w aktualnych warunkach najtańsza, to racjonalne i optymalne gospodarowanie zasobami tej kopaliny jest jednym z waŝniejszych zadań w nadchodzącym okresie. Patrząc na polskie górnictwo węgla brunatnego musimy przyznać, Ŝe naszymi atutami są: rozpoznane złoŝa, doświadczona kadra techniczno-inŝynierska, menadŝerowie na europejskim poziomie, młodzi i wykształceni pracownicy na stanowiskach robotniczych oraz rzecz nie do przecenienia w dobie wdraŝania nowych technologii zaplecze naukowo-techniczne w postaci wyŝszych uczelni współpracujących ściśle z przemysłem i liczne instytuty badawczo-projektowe czy przedsiębiorstwa pracujące na rzecz przemysłu wydobywczego. W rankingu państw wydobywczych potentatów Polska zajmuje siódme miejsce za Niemcami, Rosją i Stanami Zjednoczonymi. Jednocześnie, ze swoim prawie 35% udziałem węgla brunatnego w produkcji energii elektrycznej, zajmujemy jeszcze wyŝszą, piątą pozycję w świecie tabela 1. Tab. 1. Wydobycie węgla brunatnego i udział procentowy energii elektrycznej wyprodukowanej na jego bazie w niektórych krajach w 2006 roku Lp. Kraj Wydobycie, mln Mg Udział w krajowej produkcji energii elektrycznej, % 1. Niemcy 176,3 26,4 2. Rosja (2001 r.) 79,0 7 3. USA (2001 r.) 72,0 2 4. Grecja 63,8 59,2 5. Australia (2001 r.) 66,0 27 6. Turcja 67,0 28 7. POLSKA (2007 r.) 57,8 34 8. Republika Czeska 48,4 69 9. Chiny 45,0 3 10. Kanada 36,0 10 11. Serbia i Czarnogóra 33,9 68,6 12. Rumunia 31,6 17,0 13. Bułgaria 23,7 35,8

2 14. Indie (2001 r.) 24,0 4 15. Tajlandia (2001 r.) 19,0 17 16. Węgry 11,8 24,7 17. Hiszpania 8,2 2,0 18. Macedonia (2001 r.) 8,0 78 19. Słowenia 4,8 25,0 20 Słowacja 3,0 5,7 21. Bośnia 4,1 47,0 Razem około 900,0 Ustalając źródła pokrycia polskich potrzeb energetycznych, nadrzędnymi kryteriami powinny być te ekonomiczne, powiązane z maksymalnym wykorzystaniem własnych źródeł surowców. Właściwe podejście do rozwiązywania tego tematu pozwoliłoby na utrzymanie aktywności zawodowej tysięcy ludzi związanych z wydobyciem i przetwarzaniem krajowych surowców energetycznych na energię elektryczną. Rozpatrując kryteria konkurencyjności ekonomicznej naleŝy stwierdzić, Ŝe węgiel brunatny jest dziś liderem w tej kategorii, bowiem koszty wytworzenia energii elektrycznej z węgla brunatnego są około 30% niŝsze niŝ te same koszty na węglu kamiennym, natomiast ceny energii sprzedanej z elektrowni opalanych węglem brunatnym o ok. 40% niŝsze od cen energii z elektrowni na węgiel kamienny. W Polsce węgiel brunatny jak i kamienny nie tylko pozostaje najtańszym źródłem energii, ale teŝ jedynym, dzięki któremu jesteśmy jako kraj samowystarczalni pod względem energetycznym. BranŜa węgla brunatnego w Polsce składa się z pięciu odkrywkowych kopalń węgla brunatnego i pięciu elektrowni opalanych tym paliwem rysunek 1 i 2. Poszczególne kopalnie węgla brunatnego rozpoczęły zdejmowanie nadkładu i wydobycie węgla w następujących latach: KWB Adamów nadkład w 1959 roku, węgiel w 1964 roku, KWB Bełchatów nadkład w 1977 roku, węgiel w 1980 roku, KWB Konin nadkład w 1945 roku, węgiel w 1947 roku, KWB Turów nadkład w 1947 roku, węgiel w 1947 roku, KWB Sieniawa początek wydobycia węgla około 1853 roku. Elektrownie opalane węglem brunatnym, o łącznej obecnie mocy około 8917 MW, rozpoczęły pracę w następujących okresach: Elektrownia Konin 1958 rok, o mocy 600 MW, obecnie 193 MW, Elektrownia Adamów 1964 rok, o mocy 600 MW, Elektrownia Pątnów 1967 rok, o mocy 1 200 MW; obecnie uruchamiany jest najnowocześniejszy blok energetyczny w Polsce o sprawności 43% i o mocy 464 MW (wymienione zakłady tworzą Zespół Elektrowni Pątnów Adamów Konin, w skrócie ZE PAK) Elektrownia Turów 1962 rok, o mocy 2 100 MW, Elektrownia Bełchatów 1981 rok, o mocy 4 360 MW.

3 Rys. 1. Zagłębia eksploatacji węgla brunatnego w Polsce Zagłębie bełchatowskie Zagłębie turoszowskie BOT KWB Bełchatów S.A. BOT KWB Turów S.A. 100% 100% BOT Górnictwo i Energetyka S.A. 85% 15% Polska Grupa Energetyczna akcje pracownicze Zagłębie adamowskie KWB Adamów S.A. 100% Skarb Państwa Zagłębie konińskie KWB Konin w Kleczewie S.A. 100% Skarb Państwa Rys. 2. Struktura własności przedsiębiorstw górniczych w Polsce Kopalnie węgla brunatnego są bardzo skomplikowanymi organizmami. Ich pracę moŝna opisać wieloma parametrami. Dla przedstawienia stanu branŝy opisano tylko wybrane parametry, takie jak wydobycie węgla, zdejmowanie nadkładu, ilość pompowanej wody, wskaźnik N do W, zatrudnienie czy wydajność pracy tabela 2, 3, 4, 5 i 6 oraz rysunki 3 do 10. W opisie pominięto kopalnię Sieniawa, z powodu małego wydobycia węgla około 80 tys. Mg za 2006 rok. Tab. 2. Porównanie polskich kopalń węgla brunatnego Dane za rok 2007 J.m. KWB Adamów KWB Bełchatów KWB Konin KWB Turów Łącznie /średnio Średnie zatrudnienie [osoby] 1 853 8 193 4 688 4 150 18 884 Ilość czynnych odkrywek [szt.] 3 2 4 1 10

4 Stosunek N:W [m 3 /Mg] 5,2 4,4 6,2 2,7 4,5 Wskaźnik ilości pompowanej wody Wskaźnik zużycia energii elektrycznej [m 3 /Mg] 19,3 8,5 8,7 1,6 8,1 [kwh/m 3 ] 4,2 5,8 4,6 6,7 5,4 Zdolność wydobywcza [mln Mg/rok] 4,5 38,5 15 15 73 Roczne wydobycie węgla [mln Mg] 4,9 33,0 10,7 11,0 59,6 Ilość zdejmowanego nadkładu [mln m 3 ] 25,4 144,9 66,5 30,0 66,8 Koparki [szt.] 9 13 17 15 54 Zwałowarki [szt.] 3 6 5 5 19 Zasoby operatywne [mln Mg] 74 980 480 387 1921 Wartość opałowa węgla [kj/kg] 8385 8089 9426 10368 8767 Zawartość popiołu [%] 9,8 8,9 8,3 14,9 10,0 Zawartość siarki [%] 0,32 0,57 0,92 0,35 0,57 Od początku działalności, w polskich kopalniach węgla brunatnego wydobyto około 2,309 mld Mg węgla, zdejmując łącznie ponad 9,056 mld m 3 nadkładu. Nabyto ponad 33 000 ha terenów pod działalność górniczą oraz oddano lub sprzedano ponad 13 000 ha obszarów zrekultywowanych. Tab. 3. Ilość wydobytego węgla, zdjętego nadkładu i wypompowanej wody oraz średnie wskaźniki N:W i zawodnienia w kopalniach od początku działalności do końca 2007 roku Kopalnia Węgiel Nadkład Wskaźnik N:W (objętościowy) Ilość wody wypompowanej Średni wskaźnik zawodnienia [mln Mg] [mln m 3 ] [m 3 /Mg] [mln m 3 ] [m 3 /Mg] Adamów 173,5 1138,8 6,56 2693 16,42 Bełchatów 783,2 3363,2 4,29 6278 8,73 Konin 524,6 2744,9 5,23 4055 8,05 Turów 828,0 1809,4 2,18 1034 1,28 Łącznie 2309,3 9056,3 3,92 14060 6,41

350 300 250 200 150 100 [mln m 3 ] 81 92 94 108 121 127 116 106 115 128 152 146 165 182 213 248 288 270 274 275 291 278 236 241 245 247 253 271 245 270 275 279 281 253 279 298 281 279 267 261 5 50 0 2 2 2 3 3 3 3 5 6 6 8 10 14 16 24 33 42 54 62 66 71 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 TURÓW KONIN ADAMÓW BEŁCHATÓW Lata Rys. 3. Zdejmowanie nadkładu w polskich kopalniach węgla brunatnego Rys. 4. Ilość nadkładu zdjęta od początku działalności kopalń do końca 2007 roku

80 70 60 50 40 30 20 10 [mln Mg] 4,3 4,4 3,8 4,1 4,2 4,4 4,9 5,2 5,4 5,5 5,2 6,78,5 8,6 9,6 10,5 14,719,6 21,7 23,7 23,1 26,0 30,0 32,0 33,7 37,6 38,8 39,7 39,7 39,1 40,6 40,8 37,9 36,7 35,4 37,4 42,3 50,2 57,6 67,1 73,0 73,3 71,7 67,5 69,2 66,7 68,0 66,7 63,4 63,8 63,1 62,8 60,8 59,5 59,5 58,2 60,9 61,1 61,6 59,6 57,9 6 0 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 TURÓW KONIN ADAMÓW BEŁCHATÓW Lata Rys. 5. Wydobycie węgla brunatnego od początku działalności w polskich kopalniach węgla brunatnego Rys. 6. Ilość węgla wydobytego od początku działalności kopalń do końca 2007 roku Rys. 7. Średni wskaźnik N:W dla poszczególnych kopalń za cały okres ich działalności do końca 2007 roku

7 [mln m 3 ] 7 000 6 000 5 000 6 278 4 000 3 000 2 000 2 693 4 055 1 000 0 1 034 Adamów Bełchatów Konin Turów Rys. 8. Ilość wypompowanej wody w poszczególnych kopalniach od początku ich działalności do końca 2006 roku [m 3 /Mg] 20 15 10 5 0 16,42 8,73 8,05 1,28 Adamów Bełchatów Konin Turów Rys. 9. Średni wskaźnik zawodnienia dla poszczególnych kopalń od początku ich działalność do końca 2006 roku Z powyŝszych danych wynika, Ŝe w kopalniach Konin i Turów wydobycie węgla trwa juŝ 61 lat, w kopalni Adamów 45 lat, a w kopalni Bełchatów 29 lat. Najwięcej węgla wydobyto w kopalni Turów 828 mln Mg, najmniej w kopalni Adamów 173,5 mln Mg. Najwięcej nadkładu zdjęto w kopalni Bełchatów 3 363 mln m 3, a najmniej w kopalni Adamów 1 138 mln m 3. Analizując wskaźnik N:W moŝna dostrzec, Ŝe najkorzystniejszą wartość tego parametru posiada kopalnia Turów 2,18:1, wyraźnie gorszą kopalnie: Bełchatów i Konin, natomiast najgorszym wskaźnikiem N:W cechuje się Adamów 6,56:1. Jest on ponadtrzykrotnie gorszy niŝ w kopalni Turów tabela 3 i rysunek 3 do 7. Pod względem ilości wypompowanej wody pierwsze miejsce zajmuje kopalnia Bełchatów, a ostatnie Turów. Porównując wskaźniki zawodnienia moŝna zauwaŝyć, Ŝe najlepszym wskaźnikiem dysponuje kopalnia Turów, następnie Konin, Bełchatów i Adamów. Wskaźnik zawodnienia w kopalni Adamów jest prawie 13 razy większy niŝ w kopalni Turów rysunek 8 i 9. Największe zatrudnienie w branŝy węgla brunatnego zanotowano w 1988 roku, gdy liczba pracowników przekraczała 30 000. Od roku 1988 następuje ciągły spadek liczby osób pracujących

w kopalniach. W 1993 roku było to 27 485 osób, w 1998 26 003, a na koniec 2007 roku juŝ tylko 17 687. 8 35000 30000 25000 20000 15000 [osób] 13 226 14 117 13 762 13 529 13 553 14 127 13 736 14 296 15 249 15 105 14 846 15 828 17 162 18 135 18 931 20 566 21 936 23 496 24 816 26 454 27 583 28 964 29 996 30 354 30 424 29 393 28 753 27 179 27 249 27 485 27 364 27 497 27 304 26 825 26 003 25 209 24 639 24 020 23 232 22 508 21 558 20 608 18 884 17 687 10000 5000 0 931 1 675 1 750 1 686 1 669 1 547 1 878 2 301 2 394 3 494 4 099 4 206 4 626 5 007 5 678 6 108 7 613 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 TURÓW KONIN ADAMÓW BEŁCHATÓW Lata Rys. 10. Zatrudnienie w polskich kopalniach węgla brunatnego Tab. 4. Spadek zatrudnienia w stosunku do najwyŝszego osiągniętego w danej kopalni Kopalnia Maksymalne zatrudnienie Zatrudnienie w 2007 r. w roku ilość osób ilość osób Spadek zatrudnienia Adamów 1988 3 299 1 770 46% Bełchatów 1987 12 448 7 773 37% Konin 1989 8 335 4 156 50% Turów 1995 6 551 3 988 39% Z danych przedstawionych w tabeli 4 i rysunku 10 wynika, Ŝe trzy kopalnie osiągnęły maksymalny pułap zatrudnienia w podobnym okresie. Kopalnia Adamów w 1988 roku, Bełchatów w 1987, kopalnia Konin w 1989 roku. W kopalni Turów stan ten miał miejsce około 10 lat później niŝ w pozostałych trzech zakładach. Przyglądając się spadkowi procentowemu zatrudnienia w poszczególnych kopalniach zauwaŝamy, Ŝe w kopalni Konin wyniósł on około 50%, w kopalni Adamów 46%, w kopalni Turów ponad 39% i najmniej w kopalni Bełchatów około 37%.

W liczbach bezwzględnych największe zatrudnienie w historii kopalń węgla brunatnego ponad 12 000 pracowników wystąpiło w kopalni Bełchatów w latach 1986-1988. Od tego czasu widać wyraźny spadek zatrudnienia, do 7 773 osób. W rozpatrywanym okresie stan zatrudnienia zmniejszył się o 4 675 osób. Drugą pod względem wielkości zatrudnienia była kopalnia Konin. W okresie od najwyŝszej liczby zatrudnionych w roku 1989 do 2007 roku zatrudnienie zmniejszyło się o 4 179 osób. Trzeci jest tu Turów, gdzie od największego zatrudnienia w 1995 roku, wynoszącego 6 551 pracowników, do roku 2007 zatrudnienie zmniejszyło się o 2 663 osób. Natomiast w kopalni Adamów, od największego zatrudnienia w 1988 roku, wynoszącego 3 299 pracowników, do roku 2007 zatrudnienie zmniejszyło się o 1 529 osób. Analizując wydajność pracy za ostatnie 22 lata na 1 tys. Mg wydobytego węgla w poszczególnych kopalniach moŝna zauwaŝyć, w kopalniach Adamów i Bełchatów, stały wzrost tego parametru. W kopalni Turów, w omawianych okresach, obserwujemy spadek wydajności i od 2000 roku wzrost. W kopalni Konin następuje nieznaczne zwiększenie się tego parametru. Cała branŝa w ostatnich 22 latach poprawiła wydajność pracy na jednego zatrudnionego (w tys. Mg wydobytego węgla) o około 64% tabela 5. 9 Tab. 5. Wydajność pracy na jednego zatrudnionego w tys. Mg wydobytego węgla Kopalnia w 1985 r. w 1990 r. w 1995 r. w 2000 r. w 2007 r. tys. Mg/osobę tys. Mg/osobę tys. Mg/osobę tys. Mg/osobę tys. Mg/osobę Adamów 1,35 1,29 1,77 1,64 2,80 Bełchatów 1,59 2,97 3,03 3,37 3,97 Konin 1,70 1,65 1,86 1,73 2,45 Turów 3,38 2,62 1,83 1,75 2,93 Branża 1,987 2,348 2,307 2,413 3,26 Analizując wydajność pracy za ostatnie 22 lata na 1 zatrudnionego, w tysiącach m 3 wydobytego urobku, moŝna zauwaŝyć stałą tendencję wzrostu we wszystkich kopalniach. Cała branŝa w ostatnich 22 latach zwiększyła wydajność pracy na jednego zatrudnionego (w tys. m 3 wydobytego urobku) o 70 % tabela 6. Tab. 6. Wydajność pracy na jednego zatrudnionego w tys. m 3 wydobytego urobku Kopalnia w 1985 r. w 1990 r. w 1995 r. w 2000 r. w 2007 r. tys. m 3 /osobę tys. m 3 /osobę tys. m 3 /osobę tys. m 3 /osobę tys. m 3 /osobę Adamów 11,03 9,43 15,06 14,92 19,92 Bełchatów 11,30 12,59 12,64 14,92 21,77 Konin 11,87 8,24 11,57 13,74 19,11 Turów 9,32 8,56 9,27 9,87 11,64 Branża 10,995 10,182 11,784 13,430 18,680 Oznaczenie: Urobek w m 3 = nadkład w m 3 + węgiel w Mg /1,2 Mg/m 3 1,2 Mg/m 3 cięŝar właściwy węgla brunatnego

10 Dane dotyczące wydajności pracy wskazują na zauwaŝalny efekt ograniczenia zatrudnienia w osiągniętych wynikach w wydajności, tak na wydobyty węgiel brunatny jak na urobek, tj. liczony łącznie wydobyty węgiel i zdjęty nadkład. Podsumowanie Podsumowując przedstawiony temat moŝna sformułować kilka generalnych wniosków, pokazujących moŝliwości dalszego dynamicznego rozwoju branŝy węgla brunatnego w Polsce: 1. Wieloletnie dotychczasowe osiągnięcia eksploatacyjne i ekonomiczne w zakresie wykorzystania węgla brunatnego w polskiej energetyce udowodniły, Ŝe jest to paliwo strategiczne, mające znaczący udział w pokrywaniu potrzeb energetycznych kraju. 2. Względy ekonomiczne przemawiają za maksymalnym wykorzystaniem zasobów we wszystkich czynnych rejonach eksploatacyjnych. 3. Za utrzymaniem strategicznej roli węgla brunatnego w krajowej produkcji energii elektrycznej przemawia: konieczność zachowania bezpieczeństwa energetycznego państwa, posiadanie zasobnych złóŝ węgla brunatnego, zdecydowana konkurencyjność ekonomiczna w porównaniu z innymi nośnikami produkcji energii elektrycznej, opanowanie bezpiecznych, wydajnych i nowoczesnych technik odkrywkowej eksploatacji złóŝ węgla brunatnego. 4. Warunkiem wypełnienia planów rozwojowych energetyki bazującej na węglu brunatnym jest ich akceptacja i stworzenie form organizacyjnych do ich realizacji ze strony rządowej oraz wprowadzenie zasad gospodarki rynkowej w odniesieniu do wszystkich nośników energii. 5. Dodatkowo konieczna jest implementacja technologii CCS (Carbon Capture and Sequestration), umoŝliwiająca znaczną redukcję emisji CO 2 w elektrowniach opalanych węglem brunatnym. Literatura: 1. Kasiński J.,R., Piwocki M., Mazurek S.: Waloryzacja i ranking złóŝ węgla brunatnego Polsce. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 2006, 2. Kasztelewicz Z.: Polskie górnictwo węgla brunatnego. Związek Pracodawców Porozumienie Producentów Węgla Brunatnego. Redakcja Górnictwo Odkrywkowe Bełchatów-Wrocław 2004, 3. Kasztelewicz Z.: Węgiel brunatny optymalna oferta energetyczna dla Polski. Związek Pracodawców Porozumienie Producentów Węgla Brunatnego. Redakcja Górnictwo Odkrywkowe, Bogatynia Wrocław 2007, 4. Kasztelewicz Z., Kozioł W., Zajączkowski M.: Rola węgla brunatnego jako bezpiecznego i taniego źródła zaopatrzenia w energię pierwotną w Polsce i Unii Europejskiej. Górnictwo Odkrywkowe 5-6/2007, Wrocław 2007.