Czarny skarb

0
2

Węgiel brunatny jest wyjątkowym i absolutnie niedocenianym skarbem. Jak racjonalnie, ekonomicznie i ekologicznie go zagospodarować? Powstał on w trzeciorzędzie ze szczątków roślin obumarłych wskutek braku powietrza. Polska ma jego ogromne złoża, podobnie jak złoża węgla kamiennego, metanu i gazu oraz wiele innych skarbów, w tym tytanu.

Większość tych zasobów była niedostępna dla dotychczasowych technologii. Wszystkie tkwiły zbyt głęboko, były zawodnione, zametanowione czy zbyt cienkie lub za trudne do wydobycia, nie były więc uwzględniane w oficjalnych oszacowaniach Państwowego Instytutu Geologicznego (PIG) jako nieeksploatowalne. Nie oznacza to, że nie istniały i nie były rozpoznane.

Wydobycie węgla brunatnego w Polsce w 2008 r. wyniosło 59,5 mln t – w większości z kopalni w Adamowie, Bełchatowie, Koninie i Turowie – i było prawie o 2 mln t większe niż w roku 2007. Surowiec został odstawiony do elektrowni: Bełchatów (4,32 GW), Pątnów-Adamów-Konin oraz Turów I i Turów II. Spowodowało to emisję oprócz CO2, znacznych ilości tlenków, siarczków, pyłów oraz dioksyn. Tylko niespełna 1 mln t został wyeksportowany, a nieznaczna tego część zużyta na inne cele.

Węgiel brunatny bezwartościowy?

Węgiel brunatny ma 62–78-procentową zawartość węgla, niską kaloryczność (od 2 do 4 tys. kcal/kg), małą zwięzłość, dużą zawartość siarki na poziomie 3–4 proc. i wysoką popielność – do 40 proc. W związku z tym jego spalanie jest wyjątkowo niekorzystne dla środowiska naturalnego. Energia elektryczna z niego jest najbrudniejszą energią ze wszystkich masowo stosowanych technologii.

A w Polsce z węgla kamiennego i brunatnego uzyskuje się 97 proc. tej energii przy średniej światowej kształtującej się na poziomie 63 proc. Ponieważ węgiel brunatny jako surowiec energetyczny jest nisko ceniony, opłaca się go pozyskiwać wyłącznie z płytko położonych złóż metodą odkrywkową. Oczywiście jeśli nie uwzględniać kosztów środowiskowych i społecznych. Takie działanie niszczy nie tylko tereny samej kopalni, ale również przyległe. Powoduje zakłócenie układów wód gruntowych i głębszych na znacznym obszarze.

Wydobywanie węgla brunatnego w kopalniach odkrywkowych jest nie tylko szkodliwe dla środowiska, ale również irracjonalne ekonomicznie oraz świadczy o braku wiedzy na temat istniejących możliwości i technologii. Z węgla brunatnego można pozyskać większe korzyści niż z jego spalania. W dodatku z ogromną korzyścią dla środowiska i bez wydobywania go na powierzchnię.

Istnieje technologia, która w procesowaniu podziemnym pozwala
na pozyskanie kwasu huminowego z części miękkich węgla brunatnego. Bez żadnego niszczenia powierzchni i bez naruszania stabilności terenów.

„Urodzajne” kwasy w węglu

Aby ziemia była urodzajna, potrzebna jest próchnica, której najważniejszymi składnikami są kwasy humusowe. Należą do nich kwasy huminowe, kwasy ulminowe i fulwowe. Są to wielkocząsteczkowe związki organiczne o składzie zależnym od związków organicznych, z których powstają. Ich budowa, jako bardzo złożona i różnorodna, nie jest do końca poznana.

Kwasy huminowe są trudno rozpuszczalne w wodzie i najczęściej występują w postaci koloidów. Nadają glebie ciemny kolor. Ich rola w tworzeniu próchnicy jest nieoceniona. Nie tylko z powodu zawartości środków odżywczych dla roślin (azotu, magnezu, wapnia, fosforu, siarki i innych, które w miarę postępującej mineralizacji stają się dostępne dla roślin), ale także powodują sklejanie, łączenie cząstek glebowych w grudki i ziarenka, które są w znacznym stopniu odporne na wymywanie przez wodę, i do tego ją zatrzymują. Dzięki nim gleba jest pulchna i chłonna. Powoduje to kumulowanie składników pokarmowych i wilgoci, bez jednoczesnego utrudniania dostępu powietrza. Kwasy są wyjątkowo korzystne zarówno dla roślin, jak i niezbędnych drobnoustrojów.

Szansa dla pustyń

Zawartość kwasów huminowych nawet w urodzajnej glebie jest niewielka (liczy się ją w setnych częściach procenta), a wpływ na jej urodzajność mają one ogromny. Potrzeba ich niewiele, żeby z pustyni uczynić urodzajne tereny. Jak udowodniono na podstawie badań, zastosowanie kwasu huminowego z nawozami siarkowymi i uzupełnienie do właściwego poziomu trzech znanych
podstawowych składników nawozowych sprawiają, że plony są trzy, a nawet cztery razy wyższe. Dodatkowo kwas huminowy ma właściwości ochronne przed niektórymi pasożytami.

Wysiłki państw arabskich w kierunku nawadniania piasków, aby móc je obsadzać roślinami, są skazane na niepowodzenie, a kosztują już wiele miliardów. Zarówno woda, jak i środki odżywcze natychmiast wsiąkają i stają się niedostępne dla roślin. Bez kwasu huminowego, którego nawet niewielka ilość wiąże piaski w gruzełki i zatrzymuje wodę, niewiele w tym kierunku można osiągnąć. Właściwie dobrana jego ilość, nawet bez dodatkowego nawożenia, zapewnia natychmiastowy bujny wzrost roślin na pustyni przy pięciokrotnie mniejszym zapotrzebowaniu na wodę. Stąd ogromne zainteresowanie tych krajów jego zakupem. Na początek zgłosiły one zapotrzebowanie
na 5 mln t tej substancji!

Światowe szacunki

W USA istnieją zakłady przetwarzające wydobyty już na powierzchnię węgiel brunatny na kwas huminowy. Jego cena rynkowa wynosi 15 dol. za galon, czyli blisko 3 tys. dol. za tonę, a mimo to cieszy się powodzeniem wśród rolników, bo dzięki niemu plony są znacznie wyższe. Znacznie bardziej opłacalne od wytwarzania na powierzchni jest pozyskiwanie kwasu huminowego bezpośrednio z podziemnych pokładów. Bez szkody dla środowiska i bez naruszenia równowagi gruntowej.

Dla opłacalności tej technologii nie ma znaczenia miąższość pokładów, ich regularność, zawodnienie, zametanowienie czy głębokość. Dostępne i opłacalne stają się również praktycznie wszystkie zasoby uznawane za nieeksploatowalne. Koszt produkcji kwasu huminowego w tej technologii wynosi około 100 dol. za tonę. Różnica w opłacalności w porównaniu ze spalaniem jest absolutnie nieporównywalna. Nawet bez uwzględnienia kosztów środowiskowych i społecznych oraz kosztów wynikających z nakazów unijnych ograniczających emisję opłacalność jest  wyższa o tysiące procent.

Polak potrafi

Technologia ta pozwala na zamianę pod ziemią części miękkich węgla brunatnego na kwas huminowy. To, co jest utrapieniem i utrudnieniem przy spalaniu, jest zamieniane na czarny skarb. Pod ziemią pozostają pokłady praktycznie czystego węgla o dużej porowatości, z których można ewentualnie pozyskiwać gaz syntezowy i energię cieplną w procesowaniu bezpośrednio pod ziemią. Daje to znacznie tańszą energię niż ta uzyskana przy konwencjonalnym spalaniu oraz gaz syntezowy, który można przetworzyć na paliwo płynne. Poziom emisji kształtuje się na poziomie 250 kg CO2 na 1 MWh, co z nawiązką spełnia wymagania unijne w tym względzie.

Właścicielem technologii kompleksowej ekstrakcji kwasu huminowego w podziemnym procesowaniu węgla brunatnego i związanych z nią patentów jest prof. Bohdan Żakiewicz, nominowany do Nagrody Nobla w dwóch kategoriach w roku 2010. Metoda ta polega na wprowadzeniu przez sieć poziomych kanałów w złożu kultur bakterii przetwarzających miękkie jego części na kwas huminowy i metan. Pozwala to na pozyskiwanie z jednego otworu produkcyjnego 1 mln t kwasu rocznie. Jest to nowość na rynkach światowych. Amerykańska produkcja kwasu huminowego z już wydobytego i rozdrobnionego węgla brunatnego jest znacznie droższa, a jej moc przerobowa – dziesięciokrotnie mniejsza.

Proces ten pozwala również na otrzymywanie zamiennie olbrzymich ilości metanu kosztem zmniejszenia produkcji kwasu huminowego, i to w sposób kontrolowalny. Jest to bardzo opłacalne, ale nieporównywalnie mniej niż produkcja samego kwasu. Bardziej opłacalna jest podziemna ekstrakcja kwasu huminowego ze złóż węgla brunatnego w synergicznym połączeniu z innymi technologiami prof. Żakiewicza.

PIOTR WAYDEL

źródło: Eurogospodarka 3/2010

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here