środa, 12 maj 2010 08:18

Zbigniew Wrzesiński: Geopolityczne znaczenie CO2 dla Polski

Oceń ten artykuł
(8 głosów)
alt  Zbigniew Wrzesiński   Czy dwutlenek węgla należy traktować, jako szkodliwy ekologicznie związek chemiczny, czy też wręcz odwrotnie — jako cenny surowiec? Jego prawidłowe i kontrolowane wykorzystanie w procesie pozyskiwania energii mogłoby mieć fundamentalne znaczenie dla Polski, znacząco poprawiając jej położenie na geopolitycznej szachownicy.
Pozycja Polski na rynku handlu emisją dwutlenku węgla, w skali Unii Europejskiej, obecnie i w najbliższej przyszłości nie wygląda obiecująco. Jesteśmy w Europie jednym z najbardziej uzależnionych od spalania węgla krajów w procesie produkcji energii elektrycznej. Jej 95% wytwarza się u nas w elektrowniach węglowych, co oczywiście łączy się nieuchronnie z produkcją CO2. Jeżeli uświadomimy sobie fakt, że ze spalania 1 kg węgla otrzymujemy ponad 2 kg CO2, to skala problemu staje się zupełnie oczywista. Oznacza to także, że w kategoriach ekonomicznych, przy dominacji określonego podejścia, należy jak najszybciej znaleźć rozwiązanie tego problemu. Chodzi o grożące nam nieuchronne kary finansowe za nadmierną emisję, związane z wysoce prawdopodobnym przekroczeniem przez Polskę w przyszłości limitów produkcji i emisji do atmosfery omawianego związku.
 
Pomysłów na rozwiązanie tego problemu jest wiele. Jednym z nich, który jest poważnie brany pod uwagę przez Unię Europejską, jest metoda CCS (Clear Carbon System). W uproszczeniu — technologia ta polega na wychwytywaniu CO2, produkowanego przez elektrownie węglowe, zagęszczaniu, a następnie transportowaniu rurociągami do zbiorników powstałych po wyrobiskach gazu ziemnego lub ropy naftowej i zatłaczaniu pod ziemię. Metoda posiada niestety sporo wad, do których należą olbrzymie koszty m.in. infrastrukturalne, co będzie bezpośrednio przekładało się na wysokość cen energii elektrycznej. W praktyce za jej wdrożenie będzie musiał zapłacić przeciętny Kowalski, w postaci wyższych rachunków za prąd. Nie przyczyni się to raczej do wzrostu popularności samej Unii w Polsce, nie mówiąc już o dalszych konsekwencjach. Ponadto kolejny ważkim argumentem przeciwko tej technologii jest groźba wjazdu naszego kraju na ślepy tor rozwoju technologicznego i to na wiele lat. Wdrożenie CCS uniemożliwiałoby bowiem wprowadzenia w Polsce innej technologii, ograniczającej emisję CO2 nie w sposób administracyjny, ale zgodnie z prawami rynku. Zgodnie z nią CO2 zostałby potraktowany, jako surowiec do dalszego przerobu na gazy węglowodorowe lub paliwa płynne, a nie jako szkodliwy ekologicznie związek mający podlegać neutralizacji.
 
Piszę tutaj o synergii węglowo-jądrowej, która umożliwia przemianę dwutlenku węgla w paliwa płynne lub gazy węglowodorowe. Jej istotą jest wykorzystanie energii cieplnej, uzyskanej z tzw. wysokotemperaturowego reaktora jądrowego IV generacji (High Temperature Reactor — HTR) do procesu reformingu węgla lub dwutlenku węgla. Dzięki temu Polska może zyskać pokaźne własne zasoby nośników energii w postaci gazu i produktów ropopochodnych.
 
Polska posiada znaczne, udokumentowane zasoby węgla, które zaspokajają w zupełności nasze potrzeby energetyczne. Stąd też tak promowana dotychczas idea budowy elektrowni atomowej (opartej w założeniach na tzw. reaktorach niskotemperaturowych) ma podłoże czysto polityczne i ideologiczne, i nie jest poparta żadną realną potrzebą rynkową. W tym kontekście pojawia się jednak innych problem, którym jest konieczność zapewnienia dostaw gazu i ropy naftowej do naszego kraju z zewnątrz.
 
Tymczasem wdrożenie technologii HTR nie tylko zapewniłoby pewność i stabilność zaopatrzenia Polski w paliwa płynne i gazowe, z uwagi na oparcie jej na własnych zasobach węgla i dwutlenku węgla do produkcji energii. W wymiarze praktycznym pozwoliłoby to wówczas na pełną niezależność i suwerenność energetyczną Polski. Jej uzyskanie będzie stanowiło kamień milowy na drodze do realnej i efektywnej budowy stabilnej pozycji naszego kraju na arenie międzynarodowej, dzięki uniezależnieniu się od źródeł importowych.
 
W polskich warunkach najlepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie do produkcji energii elektrycznej wysokotemperaturowego reaktora jądrowego, chłodzonego helem, o mocy cieplnej nie większej niż kilkaset MW. W okresie 5 lat planuje się uruchomienie pierwszych instalacji przemysłowych. Warto dodać, że reaktory wysokotemperaturowe charakteryzują się bardzo wysokim stopniem bezpieczeństwa eksploatacji. Uzasadnieniem użycia HTR w energetyce są stosowane obecnie technologie pozyskiwania paliw płynnych z węgla w klasyczny sposób, wiążące się z produkcją olbrzymich ilości dwutlenku węgla, który jest następnie emitowany do atmosfery. Technologie te nie są więc przydatne do zastosowania na obszarze UE. Bez rozwiązania problemu emisji CO2 do środowiska naturalnego nie jest możliwe rozwijanie technologii upłynniania węgla na powierzchni ziemi. Wykorzystując energię cieplną, produkowaną w generatorze jądrowym typu HTR można całkowicie wyeliminować emisję CO2 przy produkcji paliw płynnych z węgla, jak również radykalnie ograniczyć emisje dwutlenku węgla do środowiska naturalnego przy produkcji energii elektrycznej w elektrowni węglowej.
 
Reaktory HTR maj jeszcze inną dodatkową zaletę. Produktem ubocznym ich działania są spore ilości wodoru, który może być używany w przemyśle petrochemicznym, redukując znacząco zużycie gazu ziemnego. Ma to bezpośrednie przełożenie na obniżenie ceny nawozów sztucznych, a w szczególności azotowych, co z kolei ma wpływ na możliwości rozwoju energetyki odnawialnej. Jak wiadomo z hektara rzepaku można wyprodukować około 1,2 tony biopaliwa. Jednakże, aby uzyskać taki rezultat trzeba użyć do produkcji rzepaku nawozów sztucznych. Bez ich użycia wydajność rzepaku z hektara nie przekracza 1,5 tony. Planując produkcję biopaliwa na duża skalę, należy uwzględnić koszt nawożenia rzepaku, który sięga blisko 40% kosztów uprawy. Mając zapewnioną stabilną produkcję wodoru przy użyciu HTR, można oczekiwać stabilnych niższych cen nawozów azotowych, poprawiających znacznie opłacalność produkcji biodiesla. Analiza warunków produkcji innych rodzajów biopaliw pochodzących z uprawy zbóż lub ziemniaków daje zbliżone rezultaty.
 
HTR-y umożliwią również budowę małych, wydajnych elektrowni o mocy w granicach 200 MW. Ponieważ dzięki helowi, jako materiałowi chłodzącemu, reaktor osiąga wysoką temperaturę rzędu 900°C, sprawność takiej elektrowni przekroczy 45%, co jest wynikiem znacznie lepszym od sprawności osiąganych w niskotemperaturowych elektrowniach atomowych, nie przekraczającej 33%. Ponadto klasyczne elektrownie jądrowe osiągają znacznie większe moce, ponad 1000 MW oraz chłodzone są wodą, której potrzebują w znacznej ilości do odprowadzenia ciepła odpadowego. Ponieważ Polska należy do krajów niezbyt zasobnych w wodę, ten czynnik musi być poważnie rozważony w planach rozwoju naszej energetyki jądrowej. Kojarząc wyprodukowany przy użyciu rektora HTR z rozkładu wody wodór z elektrowni węglowej, można całkowicie wyeliminować emisję dwutlenku węgla do atmosfery, zaś wyprodukowany tlen zużyć do spalania węgla, eliminując emisję niezwykle szkodliwych tlenków azotu powstających przy spalaniu węgla w powietrzu.
 
Jeśli zatem potraktujemy dwutlenek węgla, jako cenny surowiec, wówczas zastosowanie technologii HTR daje olbrzymią i fundamentalną szansę rozwoju w Polsce energetyce jądrowej nowej generacji oraz otwiera zupełnie nowe możliwości w obszarze produkcji paliw płynnych i gazu, poprawiając radykalnie bezpieczeństwo energetyczne kraju. Ponadto umożliwia tanią, przemysłową produkcję wodoru, obniżającą koszty produkcji nawozów sztucznych, szczególnie azotowych, co z kolei może uczynić opłacalną produkcję krajowych biopaliw, aktywizując tym samym gospodarczo sektor rolniczy.
 
Reasumując, zastosowanie w przyszłości synergii węglowo-jądrowej w rozwoju polskiej energetyki jest optymalnym rozwiązaniem, umożliwiającym nam przeskoczenie całej epoki energetyki jądrowej niskotemperaturowej, która jest obecnie technologią przestarzałą i zupełnie nie przydatną dla  stających przed nami realnie problemami związanymi z emisją CO2 i produkcją energii elektrycznej z uwzględnieniem wymogów gospodarki rynkowej.
 
Aby móc efektywnie działać w obszarze technologii synergii węglowo-jądrowej, powinniśmy jak najszybciej dołączyć do dziesiątki państw UE, które skupiają ośrodki pracujące na rzecz HTR w programie RAPHAEL (ReActor for Process heat, Hydrogen And ELectricity generation). Jak dotąd, Polacy biorą udział w wielu międzynarodowych projektach, lecz w ośrodkach, których infrastruktura w istotny sposób współtworzona i finansowana przez Polskę, znajduje się poza naszym krajem. Należy ten stan rzeczy jak najszybciej zmienić i dążyć do tego, by HTR, który jest urządzeniem ważnym dla całej UE, a dla Polski superważnym, był zbudowany w Polsce i aby Polska stała się koordynatorem programu RAPHAEL. Problem ten powinien być priorytetem w działaniach polskich europosłów na forum Parlamentu Europejskiego, bowiem od jego pozytywnego dla nas rozwiązania zależeć może w istotny sposób przyszłość rozwoju gospodarczego i społecznego Polski, a także jej pozycji n światowej scenie.
Czytany 9600 razy Ostatnio zmieniany czwartek, 30 październik 2014 00:04