„Błękitny Węgiel” - polskie „czyste” paliwo XXI wieku?

Prowadzone na dużą skalę badania wdrożeniowe niskoemisyjnego paliwa węglowego, tzw. Błękitnego Węgla, kończy Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla z Zabrza. To paliwo, choć nieco droższe od zwykłego węgla, może być stosunkowo czysto spalane nawet w najprostszych paleniskach.

Jak poinformował PAP dyrektor Centrum Badań Technologicznych IChPW dr inż. Sławomir Stelmach, projekt mający potwierdzić właściwości Błękitnego Węgla zakończy się w kwietniu 2016 r.

"Jeśli zostanie potwierdzony korzystny efekt emisyjny tego paliwa, kolejnym krokiem mogłoby być już uruchomienie produkcji na dużą skalę" - wskazał naukowiec.

Stelmach zaznaczył, że ze względu na koszt - wyższy od ceny surowca, jakim jest zwykły krajowy węgiel energetyczny, wobec potrzeby jego przetworzenia - Błękitny Węgiel musiałby zostać objęty systemem wsparcia. Trwające badania potwierdziły już jednak wstępnie, że stosując to paliwo bez przygotowań w istniejącym systemie infrastruktury, można znacznie zredukować praktycznie wszystkie emitowane zanieczyszczenia.

W ostatnich latach głównym problemem jakości powietrza w dużych aglomeracjach - m.in. katowickiej czy krakowskiej - stała się tzw. niska emisja. To termin określający emisję pyłów i gazów ze źródeł bliskich powierzchni ziemi (paleniska gospodarstw domowych, lokalne kotłownie, transport). Zanieczyszczenia te zawierają m.in. drobinki węgla (sadzy) i szkodliwe gazy.

W polskich warunkach niska emisja staje się najbardziej dotkliwa zimą, przy niskich temperaturach - wiążąc się głównie ze spalaniem w prymitywnych, domowych piecach paliw niskiej jakości, np. mułów węglowych czy odpadów.

Proces spalania (suszenie węgla, częściowe odgazowanie, spalanie i dopalanie produktów rozkładu) zwykle nie jest tam pełny. Wydzielające się szkodliwe gazy i substancje - przede wszystkim substancje smoliste - nie trafiają lub nie znajdują się odpowiednio długo w strefie wysokich temperatur, by nastąpił ich rozkład. Wraz ze spalinami trafiają do otoczenia.

Jakości spalin sprzyja stosowanie "czystych paliw" w odpowiednich dla nich instalacjach, przy czym z reguły - im czystsze paliwo, tym wyższa jego cena. Spalając dostępny węgiel (dobrej jakości) w warunkach domowych można uzyskać czyste spaliny - pod warunkiem zastosowania nowoczesnego kotła retortowego (koszt takich, często dotowanych do 50 proc. urządzeń to przeciętnie 8-10 tys. zł).

Aby zachować względną czystość spalin w procesie spalania w najprostszych paleniskach, naukowcy z zabrzańskiego IChPW opracowali paliwo węglowe wcześniej określane m.in. jako "kawałkowe paliwo bezdymne", a teraz - po nadaniu nazwy marketingowej - też jako "Błękitny węgiel".

Technologia jego wytwarzania jest prosta, stosunkowo tania i nieco podobna do produkcji koksu. W uproszczeniu polega na częściowym kontrolowanym odgazowaniu, czyli wstępnym termicznym przekształceniu w specjalnych przemysłowych układach. Emitowane tam spaliny są oczyszczane do poziomu określanego standardami emisyjnymi, a odbiorca otrzymuje schłodzone, przesiane i spakowane paliwo.

„Błękitny węgiel” produkowany jest ze zwykłego węgla energetycznego (typu 31 lub 32) – przy zachowaniu kilkuprocentowej zawartości części lotnych, dzięki czemu łatwo się rozpala. Dzięki wcześniejszemu odgazowaniu, podczas spalania w klasycznych, prostych paleniskach emituje – w zależności od cech poszczególnych układów czy umiejętności ich obsługi - średnio co najmniej kilkakrotnie mniej pyłu czy lotnych związków organicznych niż węgiel typu groszek. Jednocześnie ma od niego wyższą wartość opałową.

Do niedawna naukowcy z IChPW dysponowali tylko pierwszymi wynikami badań czystości spalania tego paliwa w warunkach pozalaboratoryjnych. Przeprowadzono je podczas poprzedniego sezonu grzewczego u kilkunastu mieszkańców zabrzańskiej dzielnicy Zandka. Wówczas chodziło o wstępne przetestowanie poza laboratorium partii 12 ton tego paliwa.

"Te korzystne efekty - jeśli chodzi o emisje - zostały potwierdzone zarówno u nas, jak i w tamtym zeszłorocznym teście. Ostatnią fazę projektu, który zakończy się pod koniec kwietnia 2016 r., wewnętrznie nazywamy +dużym pilotażem+. To są już duże testy obejmujące spalenie 2 tys. ton tego paliwa w pięciu różnych lokalizacjach" - wyjaśnił Stelmach.

W dwóch z tych miejscowości dwutygodniowe testy już się zakończyły: w Roszkowie (w gminie Krzyżanowice nieopodal Raciborza) oraz w Jedlinie-Zdrój pod Wałbrzychem. W połowie grudnia rozpoczęły się kolejne pomiary: w Zabrzu oraz w krakowskim osiedlu uzdrowiskowym Swoszowice. Ostatnią lokalizacją ma być miasto Żywiec.

W każdym takim miejscu naukowcy wybierają spośród 300-400 uczestników testów kilku- kilkunastu, których układy spalania są opomiarowane indywidualnie. Prócz tego ustawiane są tam stacje pomiarowe imisji, które na objętym testem obszarze mierzą poziom zanieczyszczenia powietrza przed wprowadzeniem do urządzeń grzewczych paliwa niskoemisyjnego i w trakcie jego stosowania.

"Porównujemy efekty przed i po wprowadzeniu paliwa niskoemisyjnego do użytkowania. Procedura oceny jest dość trudna, próbek jest wiele, a analizy jeszcze trochę potrwają. Jednak gdy potwierdzimy te dobre efekty - a możemy przypuszczać, że tak się stanie już na podstawie wizualnej oceny stanu atmosfery w wybranych lokalizacjach, w których przeprowadzono testy - będzie to podstawą do wypracowywania polityki wsparcia dla tego paliwa" - wskazał naukowiec.

Według wstępnych szacunków specjalistów Instytutu koszt nowego paliwa może być wyższy o ok. 10-20 proc. w porównaniu do węgla typu ekogroszek - przeznaczonego do znacznie droższych kotłów.

"Sprawa będzie więc opierała się na znalezieniu mechanizmu dofinansowania albo produkcji albo produktu - aby mógł być on sprzedawany po cenie tradycyjnego, nieprzetworzonego węgla, oferowanego na rynku. Jednak ochrona stanu atmosfery, a tym samym naszego zdrowia jest z pewnością tego warta" - podkreślił Stelmach.

IChPW pracuje nad Błękitnym węglem w ramach programu "Gekon - Generator Koncepcji Ekologicznych", czyli wspólnej inicjatywy Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej oraz Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. W produkcji niskoemisyjnego paliwa Instytut współpracuje z partnerem przemysłowym - zainteresowanym produkcją tego paliwa w przyszłości.

PAP, sek