nr 4 37 2009 Eksploatacja złóż węgla brunatnego w subregionie legnickim

nr 4 37 2009 Eksploatacja złóż węgla brunatnego w subregionie legnickim Wrocław, listopad 2009

Szanowni Państwo! Przekazuję Państwu czwarty numer Studiów nad rozwojem Dolnego Śląska. Jest on poświęcony problematyce eksploatacji węgla brunatnego w subregionie legnickim. 22 września 2009 roku odbyło się na ten temat posiedzenie Komisji Rozwoju Regionalnego i Gospodarki Sejmiku Województwa Dolnośląskiego. W posiedzeniu uczestniczyli: pan Marek Łapiński, Marszałek Województwa Dolnośląskiego, radni Sejmiku Województwa Dolnośląskiego, przedstawiciele Ministerstwa Środowiska i Ministerstwa Gospodarki oraz eksperci reprezentujący środowiska naukowe zajmujące się tematyką wydobywczo-energetyczną i praktycy z tej dziedziny. W efekcie spotkania w ramach Komisji Rozwoju Regionalnego i Gospodarki Sejmiku Województwa Dolnośląskiego utworzona została podkomisja do spraw monitoringu działań podejmowanych w związku z eksploatacją węgla brunatnego w subregionie legnickim. Trwały i dynamiczny rozwój całego kraju, w tym Dolnego Śląska nie jest możliwy bez stabilnego zaopatrzenia w energię. Dlatego też zapewnienie bezpieczeństwa energetycznego regionu jest jednym z kluczowych celów strategicznych Zarządu Województwa Dolnośląskiego. Z tego względu Zarząd poświęca szczególną uwagę kwestii zagospodarowania złóż węgla brunatnego położonych w okolicach Legnicy, dążąc do ochrony tych złóż jako naszego bogactwa narodowego przed ich nieplanowym zagospodarowywaniem. W tym celu dokonuje się odpowiednich zapisów w planie zagospodarowania przestrzennego województwa. Mimo, iż decyzje w sprawie wydobycia węgla brunatnego leżą w gestii Rządu RP, Samorząd Dolnego Śląska uznał, iż w związku z prognozowanym w skali kraju i regionu wzrostem zapotrzebowania na energię należy rozpocząć dyskusję w sprawie możliwości eksploatacji tego surowca w województwie dolnośląskim. Podjęcie tak ważnych inwestycji energetycznych, choć planowanych w długiej perspektywie czasowej, będzie miało wieloraki i znaczący wpływ na wszystkie dziedziny życia mieszkańców naszego regionu. Tym istotniejsze jest, aby z odpowiednim wyprzedzeniem rozpoznać wszelkie aspekty ewentualnych decyzji w tak doniosłej dla przyszłości Dolnego Śląska kwestii. Mam nadzieję, iż analizy, które przedstawiamy Państwu w prezentowanym numerze Studiów nad rozwojem Dolnego Śląska, skłonią Państwa do refleksji w tej sprawie. Serdecznie zachęcam do lektury. Grzegorz Roman Członek Zarządu Województwa Dolnośląskiego WSTĘP 3

SPIS TREŚCI 1 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY... 5 2 DZIESIĘĆ ATUTÓW BRANŻY WĘGLA BRUNATNEGO W POLSCE... 26 STRESZCZENIE... 26 2.1 WSTĘP... 26 2.2 NAJWAŻNIEJSZE ATUTY BRANŻY WĘGLA BRUNATNEGO... 27 2.3 PODSUMOWANIE... 39 3 REKULTYWACJA W GÓRNICTWIE ODKRYWKOWYM WĘGLA BRUNATNEGO... 41 4 SPIS TREŚCI

Prof. J. Bednarczyk 1 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY Scenariusze technologii udostępnienia złóż i przetwórstwa węgla brunatnego w rejonie Legnicy opracowano w ramach projektu realizowanego przez Konsorcjum w składzie 7 jednostek naukowych i badawczo- rozwojowych (AGH, Politechnika Wrocławska, Państwowy Instytut Geologiczny (PGI), Instytut Automatyzacji Systemów Energetycznych (IASE), KGHM Cuprum Sp. z o.o., Główny Instytut Górnictwa (GIG) i Instytut Górnictwa Odkrywkowego Poltegor -Instytut, który był koordynatorem projektu. Współpracę w projekcie podjęło 5 jednostek przemysłowych (kopalnie Turów, Konin i Adamów, Zespół Elektrowni Pątnów, Adamów, Konin (ZE PAK) i Porozumienie Producentów Węgla Brunatnego). Opracowując Scenariusze Rozwoju Technologicznego Wydobycia i Przetwórstwa Węgla Brunatnego zmierzano do komplementarnego ujęcia celów gospodarczych, społecznych i ekologicznych. W badaniach podjęto następującą tematykę: Innowacyjne metody cyfrowego modelowania złóż i technologii odkrywkowej eksploatacji. Innowacyjne technologie udostępniania złóż poprzez wybór wkopów otwierających, kierunków rozwoju frontów eksploatacyjnych z zastosowaniem metod identyfikacji symulacji i dynamicznej optymalizacji adaptacyjnej. Technologie wielosurowcowej eksploatacji realizowane przez wydobycie złóż kruszyw naturalnych na przedpolu wyrobiska. Innowacyjne technologie oczyszczania węgla (Clean Coal Technology), w szczególności osuszenie węgla i usunięcie największego balastu, jaki w węglach brunatnych stanowi duża zawartość wody. Innowacyjne metody konwersji i dywersyfikacji węgla na energię elektryczną, gaz wodorowy i paliwa płynne. Technologie zeroemisyjne wytwarzania energii elektrycznej z węgla brunatnego. Technologie podziemnego zgazowania węgla brunatnego. Szerzej naświetlono wyniki osiągnięte w scenariuszach, które określają możliwości wyboru ścieżek strategicznych rozwoju przemysłu węgla brunatnego i jego udziału w zapewnieniu bezpieczeństwa energetycznego kraju oraz ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych. Znaczące badania wykonano dla scenariusze udostępnienia i wykorzystaniu złóż w Rejonie Legnica i Głogów. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 5

Rys. 1. Perspektywiczny region występowania węgla brunatnego Legnica- Ścinawa- Głogów. 6 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Do perspektywicznych rejonów węgla brunatnego należą złoża zalegające na obszarze Ścinawa- Głogów, które są tylko wstępnie rozpoznane. Szacuje się, że zalega tam około 33 mld Mg węgla brunatnego. Z tego spełniających kryterium bilansowości około 22,4 mld Mg rozpoznane w kat. D 2. Zasoby perspektywiczne zaliczono do prognostycznych. PGI określił je w 11 polach o zasobach 10,1 mld Mg. Ich wskaźniki zestawiono w tabeli 2. Tabela 1. Zasoby węgla brunatnego w rejonie perspektywicznym Ścinawa -Głogów. Kategoria zasobów Ilość zasobów (tys. Mg) 1 2 3 Zasoby prognostyczne D 2 10 151 604,0 Zasoby potencjalne D 2 12 333 326,4 Zasoby poza kryteriami bilansowości 10 992 443,2 Sumaryczne zasoby 33 477 373,6 Zasoby prognostyczne, wyznaczone na podstawie współczynnika N:W 12:1, obejmują 11 pól (rys.1). Zasoby potencjalne wyznaczone zostały dla obszarów, gdzie współczynnik N:W zawiera się między 12:1, a 20:1. Zasoby węgli występujących na głębokości poniżej 350 m zaliczono do zasobów poza kryteriami bilansowości. Tabela 2. Zasoby prognostyczne węgla brunatnego rejonu Ścinawa- Głogów. Numer pola Ilość otworów archiwalnych na polu Powierzchnia pola (km 2 ) Miąższość nadkładu i przerostów (m) Współczynnik N:W Pokłady bilansowe Sumaryczna miąższość (m) Zasoby prognostyczne (tys. Mg) 1 2 3 4 5 6 7 1 5 10,00 238,5 8,6 27,8 333 600,0 2 3 1,42 258,8 9,8 26,4 44 985,6 3 2 4,30 275,8 8,1 34,2 176 472,0 4 10 79,20 208,0 8,3 25,0 2 376 000,0 5 2 24,48 229,3 8,8 27,1 799 027,2 6 55 164,34 256,6 8,5 30,2 5 955 681,6 7 1 0,56 220,5 10,2 21,5 14 448,0 8 1 0,24 231,3 10,3 22,4 6 451,2 9 1 5,06 215,1 6,1 35,2 213 734,4 10 3 3,40 240,6 8,6 28,0 114 240,0 11 2 3,42 203,8 7,2 28,5 116 964,0 Razem 85 296,42 234,4 8,6 27,8 10 151 604,0 Najbardziej bogate w węgiel jest: pole nr 6 o zasobach około 6 mld Mg i stosunku N:W= 8,5 i pole 4 o zasobach około 2,4 mld Mg i stosunku N:W= 8,3. Pole nr 6 przylega do złoża Ścinawa. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 7

Rys. 2 Przekroje geologiczno -górnicze przez perspektywiczne złoże Ścinawa- Głogów. Przekrój D- D Przekrój C- C Rys. Przekroje geologiczno górnicze przez perspektywiczne złoże Ruja. Do złóż dokładnie udokumentowanych należy złoże Legnica i Ścinawa. Geologiczne zasoby bilansowe złoża Legnica i ich parametry z podziałem na Pola Zachód, Wschód i Północ oraz przylegającego złoża Ścinawa zestawiono w tabeli 3. Wynoszą one, łącznie ze złożem Ścinawa, według dokumentacji geologicznej 2728,3 mln Mg. W opracowanym przez Poltegor Instytut modelu geologiczno górniczym oraz przeliczeniu wykonanym przez PGI są one większe i wynoszą 3401,5 mln Mg. Złoża Legnica Północ wg Poltegoru i Ścinawa wg PGI, które udokumentowane są w kategorii C 2, wykazują największy przyrost zasobów. 8 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Tabela 3. Bilansowe zasoby geologiczne złoża Legnica i Ścinawa wg Bilansu Zasobów i obliczeń wykonanych przez PGI i IGO Poltegor Instytut. Złoże Złoże Legnica w tym: Udokumentowane geologiczne zasoby bilansowe wg Bilansu Zasobów wg IGO Poltegor Instytut i PGI Stosunek N:W (Nadkład : Węgiel) Średnia miąższość pokładu węgla Średnia głębokość zalegania spągu węgla Średnia wartość opałowa węgla Średnia zawartość siarki całkowitej w węglu mln Mg mln Mg m/m m m MJ/Mg S t d [%] 2 728,3 3 401,5 Pole Zachodnie 863,6 1 018,5 6,6 : 1 21,0 158,8 9 926 0,76 Pole Wschodnie 839,3 931,6 7,6 : 1 19,8 136,3 9 236 1,33 Pole Północne 1 025,4 1 451,4 8,1 : 1 23,0 193,2 9 060 1,58 Złoże Ścinawa 1 075,0 1 568,6 9,0 : 1 21,4 214,6 9 996 0,54 Rys. 3. Mapa okonturowania i rozkładu otworów wiertniczych złoża węgla brunatnego Legnica z propozycją rozmieszczenia otworów uzupełniających rozpoznanie złoża. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 9

Kategorie udokumentowania wraz z ilością odwierconych otworów i wykonanych analiz chemicznych węgla zestawiono w tabeli 4. Pola Zachód i Wschód złoża Legnica są od siebie oddzielone obszarem bezwęglowym. Łączna eksploatacja Pola Zachodniego i Wschodniego może być realizowana przez przejście frontów eksploatacyjnych przez Pole Północne albo oddzielne udostępnienie pola Zachodniego i Wschodniego (rys. 3). Tabela 4. Udokumentowanie i ilość odwierconych otworów. Złoże Legnica Ilość odwierconych otworów Ilość otworów z analizą węgla Pole Północ 124 w kat. C 2 +C 1 111 Pole Wschód Pole Zachód 622, z czego: 492 w kat. B, 130 w kat. C 1 346 346, z czego: 148 w kat. B, 198 w kat. C 1 119 Najlepiej udokumentowane jest Pole Wschodnie. Wykonano na nim 622 otwory, podczas gdy na Polu Zachodnim 346, w Polu Północnym tylko 124. Na rysunku 3 zaproponowano rozmieszczenie otworów uzupełniających dokumentacje złoża. W Polu Zachód zaproponowano wykonanie 11 otworów zlokalizowanych w rejonie planowanego wkopu udostępniającego w Scenariuszu Technologicznym I. Zaproponowano również wykonanie odwiertów uzupełniających do kat. C 1 w Polu Legnica Północ (41 odwiertów) oraz na obszarze pomiędzy Polem Wschodnim a Zachodnim (16 odwiertów). Na rysunku 3 przedstawiono przekrój geologiczny złoża Legnica Zachód. Scenariusze technologiczne udostępnienia i eksploatacji złoża Legnica Podstawowym problemem, który decyduje o udostępnieniu złoża jest wybór lokalizacji wkopu. Miejsce udostępnienia złóż i związana z nim budowa wkopu ma istotny wpływ na przebieg procesów technologicznych wydobycia w całym okresie eksploatacji. W złożu legnickim wybór miejsca udostępnienia jest możliwy w jednym z trzech Pól Zachodnim, Wschodnim lub Północnym, ale pod warunkiem, że umożliwią łączną szeregową eksploatację wszystkich trzech Pól oraz przejście na złoże Ścinawa. Budowa dwóch lub więcej wkopów udostępniających, z uwagi na bardzo duże dodatkowe nakłady inwestycyjne, nie ma ekonomicznego uzasadnienia. Lokalizacja wkopu udostępniającego złoża Legnica jest związana z następującymi kryteriami: odpowiednią wielkością obszaru umożliwiającego rozwinięcie z wkopu frontu eksploatacyjnego i osiągnięcie ekonomicznej wielkości wydobycia, płytkim zaleganiem pokładu węgla i jego dużą miąższością, co wpływa na skrócenie cyklu i wielkości robót ziemnych, związanych z budową wkopu bez wydobywania węgla, z obszarem najmniej zabudowanym, bez większych cieków wodnych i obiektów chronionych, w celu ograniczenia kosztów, w okresie udostępnienia węgla. Miejsce przeznaczone pod budowę wkopu powinno umożliwiać osiągnięcie najkrótszego cyklu jego budowy i okresu dojścia do wydobycia docelowego przy zminimalizowaniu nakładów inwestycyjnych. W świetle wymienionych kryteriów odstąpiono od wkopów usytuowanych przed laty w obszarze południowym na Polu Zachód i Wschód wymagających, przed ich budową, przełożenia koryt rzek Czarnej Wody, Brochotki i Skory na Polu Zachód i Kaczawy na Polu Wschód. Przyjęto zasadę, że budowa wkopu w wymienionych obszarach, które spełniają szereg kryteriów, może być realizowana pod warunkiem, że przełożenie rzek będzie wykonywane łącznie z budowę wkopu, aby nie wydłużyć cyklu jego realizacji. Po wszechstronnej analizie uwarunkowań stwierdzono możliwość budowy wkopów udostępniających przy wymienionych uwarunkowaniach w południowych obszarach na Polu Zachód i Wschód. 10 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Opracowanie wariantowe. Scenariusze technologiczne udostępniania złoża Po przeprowadzonej analizie rozmieszczenia kierunków zagłębiania się złoża, jakości węgla oraz gęstości zabudowy powierzchni wyłoniono pięć możliwych do realizacji scenariuszy technologicznych: dwa dla udostępnienia złoża od Pola Zachodniego dwa dla udostępnienia złoża od Pola Wschodniego jeden dla udostępnienia złoża od Pola Północnego Rys. 4. Lokalizacja wkopów udostępniających w opracowanych Scenariuszach Technologicznych. Scenariusz technologiczny I dla eksploatacji Pola Zachodniego Z wkopem otwierającym zlokalizowanym w Miłkowicach w pobliżu Legnicy na terenach zanieczyszczonych przez Hutę Legnica, naprzeciw małego jeziora Tatarak. W scenariuszu I rozpocznie się eksploatację od południowej krawędzi Pola Zachodniego. Po wyeksploatowaniu zasobów Pola Zachodniego wydobywa się węgiel z Pola Południowego, a następnie uruchamia się dwa fronty, jeden na Pole Wschodnie drugi na złoże Ścinawa. Istotną ujemną cechą Scenariusza jest konieczność budowy po 5 latach wkopu, przełożenie rzeki Czarna Woda na odcinku 11,7 km lub 8,9 km jeśli zdąży się przełożenie zrealizować w części po zwałowisku wewnętrznym. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 11

Rys. 5. Kierunki rozwoju eksploatacji w Scenariuszu Technologicznym I. Scenariusz Technologiczny IA stanowi alternatywne rozwiązanie do Scenariusza I dla eksploatacji od Pola Zachodniego z inną lokalizacją wkopu. Wkop w Scenariuszu IA jest zlokalizowany za miejscowością Rzeszotary. Istotną zaletą tego rozwiązania jest możliwość eksploatacji Pola Zachód bez przekładania rzeki Czarna Woda. Wadą jest dalsze ograniczenie wybierania zasobów przemysłowych z Pola Zachodniego z 511 mln Mg do 302 mln Mg, czyli o ponad 200 mln Mg. Rys. 6. Kierunki rozwoju eksploatacji w Scenariuszu Technologicznym IA. Scenariusz Technologiczny II przedstawia udostępnienie Pola Legnica Wschód z wkopem między jeziorami Kunickim i Jaśkowickim, w miejscowości Kunice. Pozwala on prowadzić przez kilka lat eksploatację złoża Legnica Wschód bez przekładania rzeki Kaczawy. Po dziesiątym roku eksploatacji zachodzi potrzeba poprowadzenia rzeki Kaczawa nowym korytem o długości 15 km lub 13,0 km, jeśli zdąży się przygotować nowe koryto na odcinku 2 km w zazwałowanym wyrobisku. 12 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Rys. 7. Kierunki rozwoju eksploatacji w Scenariuszu Technologicznym II. Kaczawa jest rzeką górską, a teren na którym będzie przygotowywane nowe koryto o zdolności przepustowej 83,3 m 3 /sek. jest górzysty, co łączy się z dużymi robotami ziemnymi i nakładami finansowymi. Rozpoczęcie eksploatacji złoża Legnica od Pola Wschodniego łączy się z wejściem w rejon bardzo zaburzony tektonicznie i w części objęty obszarem NATURA 2000. Scenariusz Technologiczny IIA, alternatywny do Scenariusza II z lokalizacją wkopu na północy Pola Wschodniego koło miejscowości Miłogostowice. Realizacja tego Scenariusza nie wymaga przekładania rzeki Kaczawy ale zmniejsza eksploatację zasobów przemysłowych z 645,4 mln Mg do 263,9 mln Mg w Polu Wschodnim. Rys. 8. Kierunki rozwoju eksploatacji w Scenariuszu Technologicznym IIA. Scenariusz Technologiczny III udostępnienia złoża Legnica od Pola Północnego Wymieniony Scenariusz nawiązuje do opracowanego przez Poltegor Projekt z tym, że zamiast przyjętej równoległej eksploatacji dwoma frontami przyjmuje jednofrontową eksploatację. W tym Scenariuszu zasadniczo się zmniejsza wykorzystanie zasobów Pola Wschodniego i eksploatacja rozpoczyna się w pobliżu Lubina, w terenach uzbrojonych. W tabeli 5 zestawiono harmonogramy zdejmowania nadkładu i wydobycia węgla dla opracowanych Scenariuszy udostępniania złoża Legnica. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 13

Tabela 5. Harmonogramy zdejmowania nadkładu i wydobycia węgla dla opracowanych Scenariuszy udostępniania złoża Legnica. Scenariusz I (Udostępnienie złoża od południowego okonturowania Pola Zachód, przejście przez Pole Północ do miejscowości Miłogostowice na Polu Wschód) Lata [rok] Nadkład [mln, m 3 ] 1 10 2 30 3 60 Węgiel [mln, Mg] N:W [m 3 /mln Mg] 4 89 1,2 5 112,2 4 28,1 6 128,1 9 14,2 7 141,5 17,4 8,1 8 149,8 24,1 6,2 9 156,9 24,1 6,5 10 156,9 24,1 6,5 11-30 3570,9 463,7 7,7 31-84 11953,6 1534,9 7,8 Razem 16 558,9 2 102,5 7,9 Scenariusz IA (Udostępnienie złoża od Pola Zachód od miejscowości Rzeszotary, przejście przez Pole Północ do miejscowości Miłogostowice na Polu Wschód) Lata [rok] Nadkład [mln, m 3 ] Węgiel [mln, Mg] N:W [m 3 /mln Mg] 1 10 2 30 3 60 4 90 5 115,5 1,2 96 6 131,6 7,2 18 7 145,1 16,1 9 8 153,3 22,9 6,7 9 160,4 22,9 7 10 166,2 23,2 7,2 11-30 4505,3 511,2 8,8 31-84 9837,2 1288,8 7,6 Razem 15 404,6 1 893,5 8 Scenariusz II (Udostępnienie złoża od południowego okonturowania Pola Wschód, przejście przez Pole Północ do miejscowości Rzeszotary na Polu Zachód) Lata [rok] Nadkład [mln, m 3 ] Węgiel [mln, Mg] N:W [m 3 /mln Mg] 1 10 2 30 3 60 4 90 5 126 1,2 100,5 6 135,2 4,6 29,4 7 144 18,7 7,7 8 153,7 22,6 6,8 9 171,8 24,2 7,1 10 171,8 24,2 7,1 11-30 3745,3 476,2 7,9 31-90 13885,1 1703,2 8,2 Razem 18722,9 2 274,9 8,2 Scenariusz IIA (Udostępnienie złoża od Pola Wschód od miejscowości Miłogostowice, przejście przez Pole Północ do miejscowości Rzeszotary na Polu Zachód) Lata [rok] Nadkład [mln, m 3 ] Węgiel [mln, Mg] N:W [m 3 /mln Mg] 1 14 2 30 3 60 4 90 5 120 6 154 3,6 43 7 163 7,2 23 8 176,2 16,2 11 9 179,9 27,1 6,6 10 195,9 28,3 6,9 11-30 4605,9 558,12 8,2 31-90 9605,7 1253 7,7 Razem 15404,6 1893,5 8 Warunki eksploatacji w Polu Legnica Zachód Wśród infrastruktury drogowej najważniejsza jest droga krajowa nr 3, która ma być przebudowana na ekspresową S3, a później na autostradę. Opis zagospodarowania terenu i środowiska przedstawiono na rysunku 9. 14 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Rys. 9. Warunki środowiskowe i infrastruktura w Polu Legnica Zachód - Scenariusz Technologiczny I. Warunki eksploatacji w polu Wschodnim wymagają przełożenia koryta rzeki Kaczawy na odcinku 15 km i zwiększenia, w stosunku do przełożenia rzeki Czarna Woda, nakładów finansowych na jej przebudowę o około 50% do 350 mln PLN. Gęstość zaludnienia na terenie złoża wynosi 35 osób/km 2. Na obszarze Pola Legnica Wschód zlokalizowano w 2007 roku obszar NATURA 2000 S00 - Pątnów Legnicki - 23,2 ha. Zasoby przemysłowe w polu Legnica Wschód są wyższe o 25% od zasobów w polu Legnica Zachód, ale ludności trzeba przemieścić prawie dwa razy więcej - 1920 osób. Zachodzi konieczność przełożenia także drogi krajowej nr 94. Złoże Legnica Wschód jest bardziej zaburzone, pokład rozszczepiony i stosunek N:W wyższy o około 1 m 3 /mln Mg. Węgiel ma wartość opałową niższą i wynosi ona średnio około 9 MJ/kg. Rys. 10. Warunki środowiskowe i infrastruktura w Polu Legnica Wschód - Scenariusz Technologiczny II. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 15

Tabela 6. Scenariusze udostępnienia zasobów węgla z poszczególnych pól. Lp 1 Scenariusze udostępnienia zasobów złoża Legnica Pole Legnica Zachód od południowego okonturowania złoża (podstawowy) Pole Legnica Zachód od miejscowości Rzeszotary (dodatkowy) Pole Legnica Północ - przedłużenie eksploatacji w każdym wariancie (podstawowy) Pow. [km 2 ] - wyrobisko: 31,7 - zwałowisko: 8,4 Łącznie: 40,0 - wyrobisko: 21,7 - zwałowisko: 9,2 Łącznie: 30,9 - wyrobisko: 63,5 Zasoby przemysłowe [mln Mg] 511,2 mln Mg - 27 lat eksploatacji 50,2% wykorzystania zasobów bilansowych 302,1 mln Mg - 18 lat eksploatacji 29,7% wykorzystania zasobów 1 327,4 mln Mg - 41-44 lat w zależności od wyboru wariantu otwarcia 91,0% wykorzystania zasobów Bariery Pole Legnica Zachód - przełożenie rzeki Czarna Woda - 11,7 km - przełożenie drogi krajowej Nr 3 Rzeszotary-Karczowiska (planowana S3) 6,0 km - przełożenie bocznicy towarowej (nr 296) - 4,3 km - przełożenie linii kolejowej (nr 289) Legnica-Lubin- 6,2 km - LNWN 110 kv (bud. 13,6 km, likwidacja 10,2 km) - przełożenie kolektora (500 m) - przełożenie gazociągu ø 200, PN 6.3 MPa 7 km - Główny Zbiornik Wód Podziemnych nr 316 subzbiornik Lubin 672,6 [ha] Wydzielone Pole Legnica Zachód - droga krajowa Nr 3 Rzeszotary-Karczowiska (planowana S3) 6,0 km - LNWN 110 kv (bud. 13,6 km, likwidacja 10,2 km) - przełożenie gazociągu ø 200, PN 6.3 MPa 2,1 km - Główny Zbiornik Wód Podziemnych nr 316 subzbiornik Lubin 672,6 [ha] - przełożenie drogi krajowej Nr 3 Karczowiska-Chróstnik (planowana S3) 5,7 km -przełożenie linii kolejowej (nr 289) Legnica-Lubin 5,8 km - Główny Zbiornik Wód Podziemnych nr 316 subzbiornik Lubin 3 731 [ha] - Główny Zbiornik Wód Podziemnych nr 319 subzbiornik Prochowice-Środa Śląska 458,9 ha Ilość budynków mieszkalne 250 gospodarcze 343 inne 21 mieszkalne 134 gospodarcze 169 inne 10 mieszkalne 785 gospodarcze 942 inne 25 Ludność Ludność na km 2 pow. 998 25 519 17 2361 37 16 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

2 3 Pole Legnica Wschód od południowego okonturowania złoża (podstawowy) Pole Legnica Wschód od miejscowości Miłogostowice (dodatkowy) Pole Legnica Północ - przedłużenie eksploatacji w każdym wariancie (podstawowy) - wyrobisko: 43,5 -zwałowisko: 11,5 Łącznie: 54,9 - wyrobisko: 15,2 - zwałowisko: 9,6 Łącznie: 24,8 - wyrobisko: 63,5 645,36 mln Mg - 30 lat eksploatacji 69,3% wykorzystania zasobów 263,9 mln Mg - 16 lat eksploatacji 28,3% wykorzystania zasobów 1 327,4 mln Mg - 41-44 lat w zależności od wyboru wariantu otwarcia 91,0% wykorzystania zasobów Pole Legnica Wschód - przełożenie rzeki Kaczawa na odcinku 15 km - przełożenie drogi krajowej Nr 94 Legnica-Prochowice na odcinku 5,7 km, - LNWN 110 kv (bud. 15,6 km, likwidacja 12,2 km - NATURA 2000 SOO Pątnów Legnicki 23,2 ha - Główny Zbiornik Wód Podziemnych nr 319 subzbiornik Prochowice-Środa Śląska 1184,5 ha Wydzielone Pole Legnica Wschód - przełożenie drogi krajowej Nr 94 Legnica-Prochowice 5,7 km, - LNWN 110 kv (bud. 7, 2 km, likwidacja 25,0 km) - NATURA 2000 SOO Pątnów Legnicki 312,8 ha - Główny Zbiornik Wód Podziemnych nr 319 subzbiornik Prochowice-Środa Śląska 360,6 Pole Legnica Północ - przełożenie drogi krajowej Nr 3 Karczowiska Chróstnik (planowana S3) 5,7 km - przełożenie linii kolejowej (nr 289) Legnica - Lubin 5,8 km - Główny Zbiornik Wód Podziemnych nr 316 subzbiornik Lubin 3 731 [ha] - Główny Zbiornik Wód Podziemnych nr 319 subzbiornik Prochowice-Środa Śląska 458,9 ha mieszkalne 372 gospodarcze 676 inne 32 mieszkalne 30 gospodarcze 47 inne 1 mieszkalne 785 gospodarcze 942 inne 25 1919 35 282 12 2361 37 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 17

Pole Północne jest udokumentowane tylko w C 2. Stosunek N:W jest w tym polu wyższy o 1,5 m 3 na 1 Mg węgla i jest ono położone głębiej od Pola Zachodniego i Wschodniego średnio o około 30 m do 40 m, a jego zasiedlenie jest wyższe i wynosi 37 osób/km 2. Rys. 11. Warunki środowiskowe i infrastruktura w Polu Legnica Północ. Charakterystykę wszystkich Scenariuszy w zakresie zasobów eksploatacyjnych, uzbrojenia terenów, zabudowy mieszkalnej i infrastruktury zestawiono w tabeli 6. Propozycja przełożenia trasy S 3 Jak wspomniano wcześniej, w konturze przemysłowym wyrobiska Legnica Zachód i Legnica Północ znajduje się droga krajowa nr 3 - E65 Lubin- Legnica, która zgodnie z planem Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad ma docelowo zostać przekształcona w drogą ekspresową S 3 relacji Świnoujście -Lubawka. Ze względu na eksploatację w Polu Legnica Zachód konieczna jest likwidacja ok 6 km drogi na odcinku Rzeszotary- Karczowiska, ze względu na eksploatację Pola Legnica Północ 5,7 km na odcinku Karczowiska-Chróstnik. W ramach wstępnej koncepcji zaproponowano dwie propozycje przełożenia tego odcinka drogi. Pierwsza z nich zakłada wybudowanie nowego odcinka drogi (o długości ok. 3,6 km) od obwodnicy Legnicy w okolicach miejscowości Lipce do połączenia z drogą krajową nr 94 poprowadzenie istniejącą drogą (o długości ok. 4,5 km) do miejscowości Studnica następnie wybudowanie odcinka drogi (o długości ok. 9,8 km) pomiędzy miejscowościami Goliszów i Niedźwiedzice do połączenia z drogą nr 335 na wysokości miejscowości Lisiec i poprowadzenie istniejącą drogą (o długości ok. 18,4 km) przez miejscowości Żabice, Chocianiec, Brunów, Krzeczyn Mały i Wielki aż do Lubina (rys. 12). Propozycja druga zakłada poprowadzenie trasy S 3 od Węzła Legnickiego po trasie autostrady A4 do Węzła Chojnów (ok. 22,8 km ) następnie wybudowanie odcinka drogi (ok. 3,6 km) do przecięcia drogi krajowej nr 94 z droga wojewódzką 335, dalej poprowadzenie istniejącą drogą (ok. 26 km) 335 przez Chojnów, Goliszów, Jaroszówkę i dalej jak w propozycji 1 (rys. 12). Rys. 12 Propozycja przełożenia trasy S 3. 18 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Ocena ekonomiczna budowy elektrowni Legnica Podstawą oceny wybranych parametrów ekonomicznych dla ustalonych wariantów budowy elektrowni Legnica były symulacje przepływów finansowych dla całego okresu eksploatacji elektrowni. Na tej podstawie możliwe było ustalenie minimalnej ceny energii dla każdego wariantu oraz koszty jednostkowe poszczególnych składników tych cen. Ceny minimalne to ceny zapewniające zwrot z inwestycji w okresie 30 lat eksploatacji elektrowni, tzn. są to ceny, dla których wartość wskaźnika NPV dyskontowanych przepływów finansowych w tym okresie jest dodatnia. Tabela 7. Zestawienie cen węgla w poszczególnych Scenariuszach Technologicznych oraz cen energii z elektrowni konwencjonalnych, konwencjonalnej z powietrznym spalaniem węgla (PC) oraz elektrowni z tlenowym spalaniem węgla, separacją i sekwestracją CO 2 (Oxyfuel). Scenariusz Technologiczny I IA II IIA Docelowe wydobycie kopalni [mlnmg/rok] 24.00 Nakłady inwestycyjne [mln PLN] 7 479,1 8 965,2 8 084,7 9 793,9 Prosty okres zwrotu [lata] 15 17 17 18 Cena węgla [PLN] 70 78 79 86 Moc zainstalowana w elektrowni 4x1150MW=4600 MW Nakłady w technologii PC [mln PLN] 18 216,0 18 216,0 18 216,0 18 216,0 Sprawność wytwarzania energii netto [%] 48,5 Produkcja [mln MWh] 1 106 1 071 1 018 1 042 Cena energii elektrycznej w technologii PC [PLN] 160 173 180 179 Moc zainstalowana w elektrowni 4x1150MW= 4600 MW Nakłady w technologii Oxyfuel 23 680,8 23 680,8 23 680,8 23 680,8 Sprawność wytwarzania energii netto [%] 40 Produkcja [TWh] 864 836 826 834 Cena energii elektrycznej w technologii Oxyfuel [PLN] 234 252 259 258 poziomy cen - 2007 rok Symulację wykonano w cenach stałych i zestawiono w tabeli 7. Wskaźniki ekonomiczne są najkorzystniejsze dla udostępnienia złoża węgla w Polu Legnica Zachód (Scenariusz Technologiczny I). Cena energii elektrycznej z zastosowaniem separacji i sekwestracji CO 2 w głębokich podziemnych strukturach geologicznych jest o około 50% wyższa. Obliczenia symulacyjne wykonano dla wariantów lokalizacji Legnica Zachód (Scenariusz Technologiczny I i Ia) oraz Legnica Wschód (Scenariusz Technologiczny II i IIa). Dla każdego z tych wariantów przeanalizowano możliwość zastosowania jednostek wytwórczych o mocy 1150 MWe brutto z wykorzystaniem dwóch technologii spalania przesuszonego węgla brunatnego: wysokosprawnej technologii klasycznej spalania węgla w kotłach pyłowych bez wychwytu CO 2, nazywana dalej jako technologia pyłowa (PC Pulverized Coal), technologii spalania w tlenie (oxyfuel) z separacją i sekwestracją CO 2 (CCS CO 2 Capture and Storage). Przewiduje się, że technologie oxyfuel z separacją i sekwestracją CO 2 (CCS) osiągną dojrzałość technologiczną w latach 2015-2025. Technologia PC jest traktowana jako technologia referencyjna, która również może być realizowana z CCS. Badania pilotowe tej technologii z zastosowaniem CCS są prowadzone w zagłębiu Bełchatów. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 19

Zatrudnienie w przygotowaniu, budowie i eksploatacji kopalni i elektrowni w Zagłębiu Górniczo -Energetycznym Legnica (udostępnienie od Pola Legnica Zachód, Scenariusz I) Budowa i eksploatacja kopalni i elektrowni na złożu Legnica wiąże się z dużymi nakładami finansowymi. Stanowi jednak wielką szansę dla lokalnej społeczności, ponieważ stworzy nowe miejsca pracy. W sumie, w trakcie realizacji inwestycji konieczne będzie zatrudnienie kilkunastu tysięcy osób. Docelowo szacuje się, że zatrudnienie w kopalni i elektrowni będzie wynosić ok. 4 700 osób (tab. 8). Tabela 8. Zatrudnienie w okresie budowy kopalni i elektrowni w Zagłębiu Górniczo -Energetycznym Legnica. Wyszczególnienie Lata realizacji inwestycji Prace przygotowawcze Budowa wkopu udostępniającego Dochodzenie do pełnego wydobycia Docelowe zatrudnienie w kopalni i elektrowni od -5 do -1 roku od 1 do 3 roku od 4 do 7 roku od 8 roku Kopalnia 800 > 4 020 4 470 > 5 590 5 860 > 4 770 3 500 Elektrownia 300 > 2 350 3 400 > 3 400 4 800 > 8 000 1 200 Kopalnia+Elektrownia 1 200 > 6 370 7 870 > 8 990 10 660 > 12 770 4 700 Wyprowadzenie mocy czynnej z elektrowni Legnica Zachód 4x1100MW Analizę związaną z możliwościami wyprowadzenia mocy z projektowanej elektrowni Legnica przeprowadzono w oparciu o obliczenia rozpływów mocy. Obliczenia te wykonano na zamodelowanej sieci przesyłowej Krajowego Systemu Elektroenergetycznego z uwzględnieniem przewidzianej rozbudowy sieci wysokiego napięcia o nowe linie w okresie do roku 2020, ze szczególnym uwzględnieniem obszaru dolnośląskiego. W obszarze dolnośląskim przyjęto budowę następujących linii: budowa nowej stacji 400 kv Wrocław Południe połączonej liniami 110kV ze stacjami Pasikurowice i Świebodzice oraz nowej stacji 110 kv Biskupice i stacji zasilającej zakłady LG, budowa linii 400 kv w relacji Mikułowa- Świebodzice- Ząbkowice -Dobrzeń po trasie istniejącej linii 220 kv (po roku 2015), przebudowa istniejącej linii o napięciu 220 kv na nową dwutorową linię 400 kv Mikułowa- Czarna- Pasikurowice -Trębaczew- Joachimów (po roku 2015), budowa linii 400 kv Wrocław Południe -Świebodzice po trasie istniejącej linii 220 kv Klecina- Świebodzice (2011 r.), budowa połączenia 400 kv pomiędzy stacjami 400/110 kv Czarna i 220/100 kv Polkowice (2015 r.), budowa linii 400 kv Mikułowa- Polkowice. Program sekwestracji w wybranych zbiornikach po eksploatacji gazu ziemnego W tabeli 9 zestawiono strop i miąższości kolektorów oraz pojemność składowania, która uwzględnia przestrzenie porowe kolektora gazonośnego. Przyjmuje się, iż w okresie zatłaczania CO 2 rozpuszczanie w wodach złożowych zwiększy pojemność sekwestracji o 10%. W strukturze antyklinarnej Niżu Polskiego obok horyzontów gazowych występują także poziomy wodonośno solankowe, które zwiększają pojemność składowisk w przybliżeniu o 30% (rys. 13). 20 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Tabela 9. Zestawienie wybranych zbiorników do lokowania CO2 w wyeksploatowanych złożach gazu ziemnego na Niżu Polskim. Nazwa złóż Forma geologiczna Strop kolektora Miąższość kolektora Pojemność składu Dodatkowa pojemność wód solankowych Łączna pojemność Struktury gazowe [m] [m] mln Mg CO 2 mln Mg CO 2 mln Mg CO 2 Program sekwestracji CO 2 nr 1 (najbliższe zbiorniki) 1. Załęcze Wiewierz P1 1.300 47,6 82.9 24,8 107,8 2. Żuchlów P1 1.300 54,4 91,9 27,6 119,5 3. Bogdaj-Ucichów P1, Ca1 1.470 42,4 53,5 16,0 70,9 Razem 1;2;3 228,3 68,5 296,8 Struktura w pstrym piaskowcu 4. Kliczków Tp2 1.665 30 219,0 21,9 240,9 Ogółem 1;2;3;4 537,7 Struktury mezozoiczne solankowe Program sekwestracji CO 2 nr 2 (odległe zbiorniki) 5. Strzelno Cr1 1.040 72,0 265,0 26,5 291,5 6. Trzesniew Cr1 800 30,0 110,0 11,0 121,0 Razem 5;6 375,0 37,5 412,5 Ogółem od 1 do 6 950,2 Rys. 13. Schemat składowania CO 2 w zbiorniku pogazowym i przylegającej do niego warstwie wodonośnej. Eksploatacja węgla brunatnego w Polu Legnica Zachód lub Wschód w okresie 25 lat obejmie około 500 mln Mg. Obecnie przy średniej sprawności (netto) przetworzenia węgla brunatnego wynoszącej w roku 2005 we wszystkich krajowych elektrowniach 33,43% osiągnięto poziom emisji CO2 w wysokości 1,071 Mg/MWh. W elektrowni Turów poprzez zbudowanie nowych bloków o sprawności netto około 39% osiągnięto w 2005 roku emisję CO 2 na poziomie 0,938 Mg/MWh. Zasilając elektrownie węglem podsuszonym o znacznie zmniejszonej wilgotności i podwyższonej wartości opałowej dla spalania w powietrzu przy spalaniu tlenowym zakłada się zmniejszenie emisji CO 2 do 0,7 Mg/MWh, czyli do wartości zbliżonej do emisji spalania węgla kamiennego. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 21

Rys. 14. Wpływ sprawności przetwarzania węgla na energię elektryczną oraz rodzaju użytego paliwa pierwotnego na emisję CO 2 w elektrowniach. Rys. 15. Emisja CO 2 w g/kwh z produkcji energii elektrycznej brutto dla elektrowni pracujących na węglu brunatnym Turów, PAK, Bełchatów łącznie, oraz dla produkcji energii elektrycznej z węgla kamiennego. Koszty eksploatacyjne sekwestracji CO 2 obejmą transport, przepompownie pośrednie, zatłaczanie, monitoring oraz utrzymanie sieci przesyłowej rozczłonkowanej na trzy gałęzie o długości 32 km, 30 km i 80 km (rys. 16). Można, w oparciu o dane literaturowe, przyjąć wskaźnikowo, że koszty eksploatacyjne sekwestracji CO 2 będą się mieściły w przedziale 4-6 zł/mg. Dla 20 mln Mg CO 2 lokowanego w roku wyniosą od 80 do 120 mln zł, w zależności od złożoności związanych z tym procesem uwarunkowań. Rys. 16. Trasy transportu i składowania CO2 z elektrowni i zakładów zgazowania węgla brunatnego ze złoża Legnica w wyeksploatowanych złożach węglowodorów na Niżu Polskim. 22 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Koncepcja instalacji wytwarzania wodoru z węgla brunatnego złoża Legnica opracowana przez Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla przy współpracy Poltegoru Wodór będzie paliwem bezodpadowym o wysokiej, ponad trzykrotnie wyższej kaloryczności od benzyny. Przewidywane jest następujące jego zastosowanie: w postaci paliwa w wysokoprężnych silnikach samochodowych, do elektrochemicznego spalania w ogniwach paliwowych, do produkcji energii elektrycznej w parowo gazowych układach energetycznych ICGC (Integrated Coal Gasification Cycle), do produkcji nawozów sztucznych i produktów chemicznych. Proces technologiczny wytwarzania wodoru będzie realizowany w układzie technologicznym w składzie: cztery przepływowe reaktory zgazowania z suchym dozowaniem paliwa (G), osiem ciągów kruszenia i suszenia węgla (D) dwie tlenownie z separacją kriogeniczną (ASU), cztery ciągi chłodzenia i dwustopniowej konwersji gazu CO (C), dwa ciągi dwustopniowego procesu absorpcji i usuwania H 2 S i CO 2 (S), dwa ciągi odzysku siarki Claus i Scot (SR), dwa ciągi separacji H2 z adsorpcją zmiennociśnieniową (PSA), jeden ciąg produkcji energii elektrycznej z turbiną parową skojarzoną z kotłem gazowym (ST+K). W opracowanej koncepcji przewidziano technologię produkcji wodoru przez zgazowanie węgla brunatnego w zintegrowanym systemie chemiczno energetycznym z zastosowaniem technologii przepływowej firmy Schell, z suchym przepływem paliwa o uziarnieniu < 0,1 mm. W tabeli 10 określono wydajność jednostkową węgla. Tabela 10. Jednostkowe wydajności ciągów technologicznych. Lp Nazwa Oznaczenie 1 Przygotowanie węgla (kruszenie i wstępne suszenie) Ilość układów / wydajność Wydajność jednostkowa D 8 / 12,5% 2820 Mg/dobę węgla surowego 2 Zgazowanie (mielenie i suszenie) G 4 / 25% 3066 Mg/dobę węgla suchego 3 Tlenownia ASU 2 / 50% 4200 Mg/dobę O 2 4 Chłodzenie i konwersja gazu C 4 / 25% 8354 Mg/dobę gazu 5 Usuwanie H 2 S i CO 2 S 2 / 50% 128 Mg/dobę H 2 S i CO 2 6 Odzysk siarki SR 2 / 50% 42 Mg/dobę siarki 7 Separacja H 2 PSA 2 / 50% 737 Mg/dobę H 2 8 Kocioł parowy K 1 / 100% 7814 Mg/dobę pary 9 Turbina parowa ST 1 / 100% 5521 MWh/dobę Sporządzona analiza ekonomiczna wykazała, że niezbędne nakłady inwestycyjne na budowę zakładu mieszczą się w przedziale od 4388,6 mln zł do 4619,9 mln zł. Wskaźniki efektywności produkcji wodoru przy przerobie węgla brunatnego 7 mln Mg/rok zestawiono w tabeli 11. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 23

Tabela 11. Wskaźniki efektywności ekonomicznej inwestycji. Wskaźnik Jednostka Wartość Minimalna cena sprzedaży zł/kg 3,55 Wartość zaktualizowana netto przepływów pieniężnych (NPV) mln zł 2307,27 Wewnętrzna stopa zwrotu inwestycji (IRR) % 13,43 Rentowność sprzedaży (stosunek zysku netto do wartości sprzedaży) % 9,31-27,38 Wskaźnik progu rentowności % 76 Prosty okres zwrotu całkowitych nakładów inwestycyjnych Lata 9,06 Koncepcja wytwarzania paliw płynnych z wytlewnego węgla brunatnego złoża Legnica Koncepcja została opracowana przez Główny Instytut Górnictwa w Katowicach. Przewiduje ona zastosowanie technologii bezpośredniego uwodornienia węgla brunatnego z wykorzystaniem wodoru, który będzie wytwarzany w przewidywanym do budowy zakładzie. Koncepcja oparta jest na procesie otrzymywania paliw ciekłych z węgla brunatnego ze złoża Legnica i polega na: bezpośrednim dwustopniowym uwodornieniu węgla pod średnim ciśnieniem, na zgazowaniu węgla brunatnego dla produkcji wodoru, na separacji ciężkiej pozostałości poreakcyjnej w procesie odpopielenia przy pomocy rozpuszczalnika (znanym pod nazwą Solvent de -ashing) dla odzyskania oleju zarobowego. Opracowanie koncepcji Zakładu Upłynniania Węgla Brunatnego (ZUWB) wiąże się z problemem doboru technologii dla łańcucha złożonych węzłów technologicznych celem przerobu węgla brunatnego na syntetyczną ropę węglową. W tabelach 12 i 13 przedstawiono prognozowaną wielkość nakładów inwestycyjnych niezbędnych do wybudowania zakładów produkujących węgiel, wodór i ropę, jak również minimalną cenę sprzedaży ropy w stosunku do cen jednostkowych węgla i wodoru. Tabela 12. Zestawienie nakładów inwestycyjnych dla budowy zakładów produkujących węgiel, wodór i ropę węglową ze złoża Legnica. Produkcja ropy [tys. Mg/rok] Ropa węglowa 4,0 mln Mg/rok Razem Wydobycie i zużycie węgla [mln Mg/rok] dla produkcji wodoru dla produkcji ropy węglowej Produkcja i zużycie wodoru [tys. Mg/ rok] Nakłady inwestycyjne na budowę [mln zł] kopalni Instalacje do produkcji wodoru ropy Razem 23-24 7,0 17,0 457 7 480 4 383 13260 25123 Tabela 13. Minimalna cena sprzedaży ropy węglowej przy cenach jedn. węgla i wodoru. Przedstawione koncepcje przetwórstwa węgla brunatnego na wodór i paliwa płynne cechują się znacznym ryzykiem, dlatego przewiduje się opłacalność ich produkcji przy cenie rynkowej ropy wynoszącej 100 USD za baryłkę. 24 SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY

Literatura 1. Scenariusze technologii udostępnienia złóż i przetwórstwa węgla brunatnego w rejonie Legnicy, Raport 1 pt: Technologia udostępniania i przetwarzania węgla, pod red. J. Bednarczyka, Górnictwo Odkrywkowe, Wrocław 2008; 2. Układy KTZ, Raport 2 pt: Maszyny podstawowe i taśmociągi, pod red. W. Kołkiewicza, Górnictwo Odkrywkowe, Wrocław 2008; 3. Raport i sprawozdanie końcowe z realizacji projektu, pod red. J. Bednarczyka, Górnictwo Odkrywkowe, Wrocław 2008; 4. Opracowania i publikacje wykonane w ramach projektu Foresight, pt.: Scenariusze rozwoju technologicznego przemysłu wydobycia i przetwórstwa węgla brunatnego, Archiwum Poltegor- Instytut. SCENARIUSZE TECHNOLOGII UDOSTĘPNIENIA ZŁÓŻ I PRZETWÓRSTWA WĘGLA BRUNATNEGO W REJONIE LEGNICY 25

Projekt: Dr hab. inż., prof. nadzw. AGH Zbigniew Kasztelewicz Mgr Miranda Ptak OUG Wrocław 2 DZIESIĘĆ ATUTÓW BRANŻY WĘGLA BRUNATNEGO W POLSCE STRESZCZENIE Artykuł przestawia atuty polskiego brunatnego złota - węgla brunatnego. Doświadczenia zdobyte na przestrzeni ponad 60 lat w zakresie prac podstawowych i pomocniczych, związanych m.in. z odwodnieniem górotworu, technologiami urabiania, transportu i zwałowania nadkładu oraz składowania węgla, metodami rekultywacji terenów pogórniczych stanowią dorobek, u podstaw którego leżą osiągnięcia i technologie z sąsiadujących z Polską Niemiec. Nasz kraj posiada bogate zasoby węgla brunatnego. Posiadana dzisiaj wiedza oraz opanowanie sztuki górniczej eksploatacji węgla brunatnego plasują krajowe górnictwo odkrywkowe w światowej czołówce. Można śmiało powiedzieć, że powstała polska szkoła górnictwa węgla brunatnego. Rolę węgla w utrzymywaniu bezpieczeństwa energetycznego doceniają również politycy Unii Europejskiej, a inicjatywy podejmowane dla opanowania technologii niskoemisyjnej energii elektrycznej Rada Europejska uznaje za kluczowe elementy programu przeciwdziałania zmianom klimatu. Przewiduje się, że nowe technologie zmienią sposoby wykorzystania oraz metody przetwarzania tego paliwa na bardziej efektywne i przyjazne środowisku naturalnemu. Stworzy to szanse na zastosowanie tych technologii w zagospodarowaniu szeregu złóż perspektywicznych oraz utrzymaniu znaczącej roli węgla brunatnego w polskiej gospodarce w I połowie XXI wieku. 2.1 WSTĘP Surowce energetyczne są i będą najważniejszymi atutami dla świata, Europy, a tym bardziej dla Polski w XXI wieku. Kraj który będzie posiadał własne surowce będzie niezależny energetycznie. Świat do połowy XXI wieku zwiększy zapotrzebowanie na samą energię elektryczną ponad dwukrotnie. Wzrost potrzeb energetycznych naszego kraju oceniany tylko do 2030 roku jest szacowany na 55 do 90%, a do 2050 roku prawdopodobnie znacznie przekroczy 100%. To zwiększone zapotrzebowanie wynika z prostej przyczyny: obecne zużycie energii elektrycznej w Polsce jest ponad dwukrotnie mniejsze od średniego zużycia w krajach UE. Podaż surowców energetycznych będzie ulegała różnym zmianom, tak ilościowym jak i ekonomicznym. Europa w 2030 roku będzie posiadała tylko 30% własnych surowców energetycznych i będzie uzależniona od dostawców zewnętrznych. Znawcy tematów gospodarczych przewidują, że surowce energetyczne będą strategiczną bronią XXI wieku. W tej sytuacji gospodarczej i energetycznej XXI wieku bardzo ważnym zagadnieniem dla naszego kraju jest utrzymanie możliwości znacznego pokrycia potrzeb energetycznych z własnych surowców energetycznych. Możliwości energetyki wodnej czy wiatrowej są ograniczone. Zapowiadana energia atomowa to jeszcze daleka przyszłość. Obecnie około 95% energii elektrycznej produkowane jest z węgla brunatnego i kamiennego. Naszego kraju nie stać z powodów technicznych i ekonomicznych na szybką zmianę tego stanu. Węgiel w tej sytuacji jest i będzie przez wiele dekad XXI wieku dominującym paliwem dla naszych bloków energetycznych. Ta świadomość winna być strategicznym wyznacznikiem dla ekip rządzących i polityków. Politykę energetyczną na następne dekady XXI wieku winno się kreować na podstawach realistycznych, a nie teoretycznych. Światowe wydobycie węgla do 2030 roku wzrośnie ponad 2,5 raza. W tej sytuacji problem CO 2 nie jest wyznacznikiem dla świata, a tym bardziej nie może być dla naszego kraju. Obecne wydobycie naszego węgla stanowi ok. 2% światowej produkcji, ale za ponad 20 lat 26 DZIESIĘĆ ATUTÓW BRANŻY WĘGLA BRUNATNEGO W POLSCE

będzie stanowić już tylko 1%. Opinii przeciwników energetyki węglowej, że węgiel jest naszym przekleństwem, a nie skarbem nie można traktować poważnie. Słysząc takie opinie warto sięgnąć pamięcią wstecz i przywołać kryzysy energetyczne z poprzednich dekad, które dotyczyły głównie ropy i gazu. Powodowały one konflikty regionalne i gwałtowne skoki cen. Również ostatni zimowy kryzys gazowy nie przekonał głosicieli podobnych opinii, czym jest niezależność paliwowa! Dlatego artykuł ma za cel zgrupować i wyartykułować główne atuty jednego ze strategicznych zasobów energetycznych naszego kraju - jakim jest węgiel brunatny. Polska posiada - jako jeden z nielicznych krajów na świecie - wszystkie najważniejsze atuty dla rozwoju branży węgla brunatnego. Nasz kraj winien te atuty wykorzystać. To jest normalna zasada gospodarcza na świecie. Najpierw opiera się energetykę na własnych rodzimych surowcach energetycznych a w drugim etapie uzależnia się od surowców importowanych. 2.2 NAJWAŻNIEJSZE ATUTY BRANŻY WĘGLA BRUNATNEGO W niniejszym rozdziale omówiono strategiczne atuty górnictwa i energetyki opartej na węglu brunatnym w Polsce. Najważniejsze atuty zestawiono w układzie 10 atutów, które wyróżniają polskie górnictwo węgla brunatnego na tle gospodarki krajowej i górnictwa europejskiego. Atut 1. Doświadczenia branży węgla brunatnego Polskie górnictwo posiada wszystkie niezbędne atrybuty dla właściwego perspektywicznego rozwoju zarówno dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju, jak i dostaw surowców mineralnych niezbędnych dla właściwej działalności wielu gałęzi gospodarczych. Górnictwo węgla brunatnego posiada ponad 60 lat doświadczeń zdobytych głównie podczas eksploatacji odkrywkowej. W początkowym okresie (w okresie powojennym) określone ilości węgla brunatnego wydobywano również metodą podziemną, która została zaniechana pod koniec lat 90-tych ubiegłego stulecia w KWB Sieniawa. Wspomniane doświadczenia obejmują różnorodne tematy związane z wydobyciem i przeróbką węgla brunatnego, w tym metod wydobycia, projektowania kopalń, sposobów odwadniania złoża, zdejmowania nadkładu i eksploatacji węgla, zasad doborów umaszynowienia i transportu, gospodarki remontowej, przeróbki brykietowania węgla, jak i też ochrony środowiska. Doświadczenia uzyskano w różnych warunkach geologicznych i górniczych oraz technologicznych w poszczególnych kopalniach i elektrowniach. Dotyczyło to tak kopalń jednoodrywkowych jak i kopalń wieloodkrywkowych. Tę wiedzę uzyskały zarówno załogi poszczególnych kopalń czy elektrowni, jak i projektanci oraz naukowcy w biurach projektowych i uczelniach. Solidnym bagażem doświadczeń pochwalić się również mogą projektanci i budowniczowie oraz eksploatatorzy różnych maszyn i urządzeń górniczych oraz elektrycznych. Dodatkowe informacje i doświadczenia zdobyte zostały podczas analizy przyczyn szeregu awarii i katastrof górniczych, które zaistniały w poszczególnych kopalniach. Te doświadczenia przyczyniły się do powstania bazy naukowo-technicznej służącej rozwojowi branży węgla brunatnego w I połowie XXI wieku w naszym kraju. Bez tego doświadczenia nie byłoby dziś możliwe kontynuowanie planowania i budowy nowych zakładów górniczo-energetycznych opartych na węglu brunatnym. Oceniając na podstawie powyższych przykładów osiągnięcia polskiego górnictwa węgla brunatnego należy stwierdzić bez żadnej przesady, że rozwój stosowanej w polskich kopalniach techniki i technologii górniczej należy do najszybszych na świecie, a stosowane rozwiązania stawiają nasze górnictwo w czołówce światowej. Obecnie w Polsce węgiel brunatny jest wydobywany w pięciu odkrywkowych kopalniach, a pięć elektrowni jest opalanych tym paliwem. 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. DZIESIĘĆ ATUTÓW BRANŻY WĘGLA BRUNATNEGO W POLSCE 27

Natomiast elektrownie opalane węglem brunatnym o łącznej obecnie mocy około 8 997 MW rozpoczęły pracę w następujących okresach: Elektrownia Konin - 1958 rok, o mocy 600 MW, obecnie o 193 MW, Elektrownia Adamów - 1964 rok, o mocy 600 MW, Elektrownia Pątnów - 1967 rok, o mocy 1200 MW w Pątnów I i 464 MW w Pątnów II, Elektrownia Turów - 1962 rok, o mocy 2100 MW, Elektrownia Bełchatów - 1981 rok, o mocy 4440 MW. Od początku działalności w polskich kopalniach węgla brunatnego wydobyto około 2,369 mld Mg węgla, zdejmując łącznie ponad 9,300 mld m 3 nadkładu. W 2008 roku wydobyto 59,8 mln ton węgla i zdjęto 242,2 mln m 3 nadkładu. Powyższe dane przedstawia tabela 1. Tabela 1. Ilość wydobytego węgla, zdjętego nadkładu i wypompowanej wody oraz średnie wskaźniki N:W i zawodnienia w kopalniach od początku działalności do końca 2008 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 177,9 1 170,4 6,58 2 911 16,36 Bełchatów 816,1 3 477,5 4,26 7106 8,71 Konin 534,9 2 811,1 5,25 4 368 8,17 Turów 840,2 1 841,4 2,19 886 1,05 Łącznie 2 369,1 9 300,4 3,93 14 539 6,14 Z powyższych danych wynika, że najwięcej węgla wydobyto w kopalni Turów - 840 mln Mg, najmniej w kopalni Adamów - 178 mln Mg. Najwięcej nadkładu zdjęto w kopalni Bełchatów - 3 478 mln m 3, a najmniej w kopalni Adamów - 1 170 mln m 3. Analizując wskaźnik N:W można dostrzec, że najkorzystniejszą wartość tego parametru posiada kopalnia Turów - 2,19:1, wyraźnie gorszą kopalnie Bełchatów i Konin, natomiast najmniej korzystny wskaźnik N:W posiada kopalnia Adamów - 6,58:1. Jest on ponad trzykrotnie gorszy niż w kopalni Turów. Pod względem ilości wypompowanej wody pierwsze miejsce zajmuje kopalnia Bełchatów, a ostatnie kopalnia Turów. Porównując wskaźniki zawodnienia można zauważyć, że najlepszym wskaźnikiem dysponuje kopalnia Turów, następnie kopalnia Konin, Bełchatów i Adamów. Wskaźnik zawodnienia w kopalni Adamów jest prawie 15 razy większy niż w kopalni Turów. Wydobycie węgla brunatnego w Polsce w poszczególnych latach zaprezentowano na rysunku 1, natomiast zdejmowania nadkładu na rysunku 2. Rysunek 1. Wydobycie węgla brunatnego w Polsce od początku działalności do 2008 roku. 28 DZIESIĘĆ ATUTÓW BRANŻY WĘGLA BRUNATNEGO W POLSCE