Metan z kopalń węgla, czyli jak zagrożenie zamienić w korzyści

Ujęta w ten sposób mieszanka metanowo-powietrzna może być wykorzystywana do produkcji energii elektrycznej, ciepła i chłodu.

Wśród 6 celów Polityki energetycznej Polski do 2030 r. jest wzrost bezpieczeństwa dostaw paliw i energii. Jako jeden ze sposobów realizacji tego celu w Polityce... wskazano maksymalne zagospodarowanie metanu uwalnianego przy eksploatacji węgla w kopalniach.

W ślad za tym zapisem w ustawie - Prawo energetyczne wprowadzono system wsparcia dla energii elektrycznej wytwarzanej w wysokosprawnej kogeneracji w źródłach spalających metan uwalniany i ujmowany przy dołowych robotach górniczych w czynnych, likwidowanych i zlikwidowanych kopalniach węgla kamiennego. W uzasadnieniu tej decyzji podkreślono, że wyodrębnienie wsparcia dla wykorzystania metanu wynika z jednej strony z konieczności unikania niekorzystnych konsekwencji wypuszczania go do atmosfery lub jego wykorzystywania w sposób mniej efektywny w kotłowniach i ciepłowniach, z drugiej natomiast z odmienności technologii oraz kosztów paliwa w porównaniu z jednostkami opalanymi gazem ziemnym lub węglem.

Zdaniem rządu, rozwój wysokosprawnej kogeneracji w Polsce stymulowany jest w sposób znaczący przez bardzo korzystną sytuację prawną. Stworzenie takiej samej sytuacji źródłom opartym o metan uwalniany i ujmowany w kopalniach węgla kamiennego pozwoli na zwiększenie bezpieczeństwa pracowników w kopalniach, jak również na potencjalne uniknięcie emisji ok. 340 mln m sześć. metanu do atmosfery rocznie.

W polskim górnictwie węgla kamiennego wyprowadzanych jest rocznie na powierzchnię około 810 mln m sześc. metanu, w tym około 560 mln m sześc. na drodze wentylacyjnej oraz około 250 mln m sześc. poprzez instalacje odmetanowania kopalń. Metan usunięty z wyrobisk górniczych na drodze wentylacyjnej jest w całości wypuszczany do atmosfery.

Metan jest gazem cieplarnianym, którego potencjał cieplarniany jest 21 razy większy niż dwutlenku węgla. Przedsiębiorstwa górnicze podejmują wysiłki techniczne i ekonomiczne dla zwiększenia wykorzystania uwalnianego i ujmowanego metanu. Realizowane w tym względzie inwestycje są jednak kapitałochłonne, co skutkuje ograniczonym stopniem gospodarczego wykorzystania metanu ujętego w stacjach odmetanowania kopalń oraz usuniętego z wyrobisk górniczych na drodze wentylacyjnej.

Polskim liderem w wykorzystywaniu metanu ujmowanego w kopalniach jest Jastrzębska Spółka Węglowa (JSW).

W roku 2010 w trakcie robót górniczych w grupie JSW ujęto ok. 132 mln m sześc. metanu, z czego 70 proc., (prawie 93 mln m sześć.) wykorzystano do celów wytwarzania energii. W roku 2010, z ujętego metanu w JSW wyprodukowano 204 tys. MWh energii elektrycznej i 771 tys. GJ ciepła, co stanowi odpowiednio 22 proc. i 79 proc. zużycia tych mediów przez Spółkę.

W okresie najbliższych trzech, czterech lat grupa JSW zamierza zwiększyć do 95 proc. wykorzystanie ujętego metanu do produkcji energii elektrycznej, również z zastosowaniem technologii CNG i LNG. Dodatkowo, grupa zamierza kontynuować współpracę z instytutami naukowo-badawczymi w zakresie opracowania i wdrożenia technologii ujmowania metanu o niskiej koncentracji (0,1 proc. - 0,35 proc.) z powietrza wentylacyjnego w szybach wentylacyjnych, w celu jego gospodarczego wykorzystania.

Metan wykorzystywany jest także w Kompanii Węglowej (KW), gdzie pracują obecnie 4 silniki gazowe zasilane metanem. W kopalniach Halemba - Wirek oraz Bielszowice pracują dwa agregaty prądotwórcze o mocy elektrycznej 543 kW i mocy cieplnej 703 kW każdy, a w kopalniach Knurów - Szczygłowice i Sośnica - Makoszowy pracują agregaty o mocy elektrycznej 1946 kW i mocy cieplnej 1937 kW każdy.

Zespoły prądotwórcze zasilane metanem w roku 2010 wyprodukowały 23 579 MWh energii elektrycznej. Uniknięte przez KW koszty zakupu energii elektrycznej i usług dystrybucji wyniosły 5,7 mln zł.

Ilość uwolnionego metanu w kopalniach Kompanii Węglowej roku 2010 wyniosła ok. 355 mln m sześc. W 2010 roku ujęto na powierzchnię w stacjach odmetanowania 75,33 mln m sześc. metanu (21,2 proc. metanu wydzielonego w procesie eksploatacji złoża). Z 75,33 mln m sześc. ujętego metanu zagospodarowano w 2010 roku 57,91 mln m sześc. tego gazu (76,9 proc. ujętego metanu). KW także część metanu sprzedaje odbiorcom zewnętrznym.

Również Katowicki Holding Węglowy wykorzystuje metan - w kopalni Mysłowice-Wesoła uruchomiono instalację kogeneracyjną opalaną metanem.

Andrzej Jaworski