WĘGIEL KAMIENNY, JAKO

NOŚNIK ENERGII I JEGO

ROLA W POLSKIEJ

GOSPODARCE

Wykonanie:

Krzysztof

Pasterak

W Polsce węgiel kamienny jest szczególnie
wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej, ciepła
oraz koksu. Równocześnie od pewnego czasu, po
gwałtownym wzroście zapotrzebowania na gaz,

obserwuje

się powrót do spalania węgla u indywidualnych

odbiorców

(głównie na ogrzewanie domów). Spowodowane jest to
dwoma czynnikami:

• znacznie niższym kosztem wyprodukowania 1GJ

energii z węgla kamiennego aniżeli z gazu ziemnego

(blisko dwukrotnie niższy koszt), co przy dużym

zubożeniu społeczeństwa ma znaczenie,

• pojawieniem się na rynku polskim nowoczesnych

urządzeń grzewczych o wysokiej sprawności

(dochodzącej do 85%) w dużym stopniu

zautomatyzowanych (w niektórych dostarcza się

węgiel do spalania raz na tydzień).

Parametry jakościowe węgla:

Przeprowadzona analiza jakościowa węgla pozwala stwierdzić,
że najgorsze jakościowo zasoby operatywne posiadają kopalnie:
- Janina (27% zasobów o wartości opałowej poniżej 22 MJ/kg, 20,4%
Zasobów o zapopieleniu powyżej 20% i 33,4% zasobów o zasiarczeniu
powyżej 1,5%),
- ZGE Sobieski — Jaworzno III (odpowiednio: 25,4%, 9,6%, 24,7%),
- Ziemowit (7,1%, 6,5%, 4,1%),
- Halemba (3,6%, 14,4%, 0%),
- Silesia(2,3%,10,0%,0%).
Natomiast najlepsze węgle zalegają w złożach kopalń:
- Lubelski Węgiel „Bogdanka" (l 00% zasobów o wartości opałowej

powyżej

25 MJ/kg, 100% zasobów o zapopieleniu poniżej 10% i 0% zasobów o
zasiarczeniu poniżej 1%),
- Staszic (odpowiednio 100%, 84,4%, 100%),
- Szczygłowice (98,1%, 26,6%, 86,4%),
- Chwałowice (99,3%, 64,5%, 80,3%),
- Budryk (82,0%, 23,3%, 95,7%).

Efektywność pozyskiwania krajowych nośników energii pierwotnej

Aktualne koszty pozyskania 1 GJ energii dla różnych paliw w Polsce na

przełomie 1999/2000 zestawiono w

tabeli I.

Koszt wytwarzania energii w Polsce z różnych paliw

(w przeliczeniu na jednostkę energii)

Tabela I

To wszystko (nawet łącznie z pewnym wzrostem cen węgla kamiennego w

ubiegłym roku, ) spowodowało dalszy wzrost atrakcyjności węgla względem

innych paliw. Znajduje to potwierdzenie w zdroworozsądkowym zachowaniu

społeczeństwa, dla którego najbardziej pożądanym paliwem są najtańsze i

zazwyczaj (niestety) najbardziej zasiarczone miały węglowe.

Paliwo

Koszt pozyskania

PLN /GJ

Węgiel brunatny

4,16

Miał węglowy

7,41

Węgiel gruby

13,14

Gaz ziemny

24,55

Olej opałowy

35,50

Olej napędowy

59,76

Paliwo jądrowe

-

ZUŻYCIE WĘGLA
KAMIENNEGO W
KRAJU W LATACH
1996 – 2000
[mlnMg

]

 

Tabela II

Wyszczególnienie

1996

1997

1998

1999

2000

Zużycie węgla kamiennego

110.1

105.0

93.4

89.0

83.4

w

t

y

m

:

w. energetyczny

92.5

84.9

74.4

71.6

70.1

w. koksowy

17.6

20.0

19.0

17.4

13.3

Wytwarzanie energii elektrycznej i

ciepła

48.0

46.9

44.6

44.0

45.1

w

t

y

m

:

elektrownie cieplne

zawodowe

43.2

42.6

40.8

40.6

42.0

w

t

y

m

:

energia elektryczna

33.8

33.5

32.3

32.4

34.2

ciepłownictwo

9.4

9.1

8.6

8.2

7.8

elektrownie cieplne

przemysłowe

3.3

3.2

2.9

2.8

2.5

w

t

y

m

:

energia elektryczna

1.9

1.7

1.4

1.5

1.4

ciepłownictwo

1.4

1.5

1.5

1.4

1.1

ciepłownie niezawodowe

1.5

1.1

0.8

0.6

0.6

Zużycie węgla koksowego w

koksowniach

13.8

14.3

12.7

11.4

12.3

Zużycie w przemyśle, budownictwie,

transporcie

92.3

88.2

80.3

75.4

75.2

w

t

y

m

:

w. energetyczny

78.4

73.7

67.4

63.8

62.8

w. koksowy

13.9

14.5

12.9

11.6

12.5

w

t

y

m

:

Budownictwo

0.3

0.5

0.1

0.1

0.05

Transport

0.4

0.3

0.2

0.2

0.1

Górnictwo i kopalnictwo

3.0

3.0

2.7

2.2

1.9

Gospodarstwa domowe

13.6

12.0

9.3

10.0

7.5

Rolnictwo

2.6

2.3

2.0

2.2

1.5

Pozostali odbiorcy

0.5

0.5

0.4

0.5

0.4

Źródło: GUS „Gospodarka
Paliwowo–Energetyczna”

Tabela III
 

Produkcja węgla kamiennego
[mln t

]

1997

1998

1999

2000

2001

2002

ogółem

132.6

114.2

108.8

101.2

101.8

99.9

w.

energetycz

ny

106.1

92.5

88.8

84.0

84.8

84.2

w. koksowy

26.4

21.7

20.0

17.2

17.0

15.7

 

Tabela IV

Produkcja na kraj
węgla

energetycznego

[mln Mg]

1997

1998

1999

2000

2001

2002

88.5

74.5

72.9

66.3

67.2

65.2

 

Tabela V

Dostawy węgla
energetycznego do
energetyki zawodowej [mln
Mg]

1997

1998

1999

2000

2001

2002

45.1

41.1

37.2

36.9

36.9

33.4

 

Tabela VI

Dostawy do koksowni [mln
Mg]

1997

1998

1999

2000

2001

2002

13.1

11.8

10.3

11.4

11.9

11.7

 

Tabela VII

Eksport węgla kamiennego [mln Mg]

 

1997

1998

1999

2000

2001

2002

w.

energetyc

zny

17.6

18.0

16.0

17.6

17.6

19.0

w. koksowy

12.9

9.6

9.2

5.4

5.0

3.9

ENERGETYKA

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

142.7

142.8

142.8

142.1

145.2

145.6

144.1

na węglu kamiennym

79.7

80.0

79.2

78.4

83.7

82.3

81.3

55.9%

56.0%

55.5%

55.2%

57.6%

56.5%

56.4%

na węglu brunatnym

50.8

50.8

51.8

50.7

49.7

50.6

48.9

35.6%

35.6%

36.3%

35.7%

34.2%

34.8%

33.9%

Tabela VIII

Produkcja energii elektrycznej [TWh]

Źródło: Sytuacja w elektroenergetyce – ARE

Rysunek I

Struktura zużycia paliw w ciepłownictwie w 2002
r.

Rysunek II

Województwa według produkcji ciepła na węglu
kamiennym oraz emisji CO2 w 2002 r.

Cena jednoskładnikowa ciepła według rodzaju paliwa i formy prawnej w 2002 r.

Udział

Formy

prawnej

w

produk

cji

ciepła

(%)

Cena

jednoskładnikowa

w zł/GJ

Węgiel

kamienny

olej

opałowy

cieżki

gaz

Ziemny

Wysoko

metanowy

biomasa

Pozostałe

paliwa

Polska

100,0

22,53

21,28

32,72

26,87

23,59

Jednostki

Samorządu

terytorialnego

1,1

28,68

33,41

34,99

30,13

45,00

Spółki

akcyjne

67,4

21,30

20,28

32,37

20,51

18,59

Spółki z o.o.

28,9

24,20

27,89

32,25

31,90

30,28

Spółdzielnie

mieszkaniowe

0,5

31,80

-

41,00

-

40,15

Przedsiębiorst

wa

państwowe

1,5

27,27

-

34,86

40,30

44,11

Pozostałe

przedsiębiorst

wa

0,6

27,14

45,30

37,33

25,19

39,17

rozpatrzona przez Radę Ministrów w dniu 22 stycznia 2002r. styczeń 2002r
Opracowano:w Departamencie Energetyki Ministerstwa Gospodarki oraz Urzędzie Regulacji Energetyki

Tabela IX

ZAŁOŻENIA POLITYKI ENERGETYCZNEJ POLSKI DO 2020 ROKU
DOKUMENT PRZYJĘTY PRZEZ RM W DNIU 02.04.2002

1. kształtowanie zrównoważonej struktury rynku paliw pierwotnych, z
uwzględnieniem wykorzystania krajowej bazy surowców energetycznych,
2. wzrost efektywności użytkowania paliw i energii,
3. rozwój źródeł energii odnawialnej, w tym biopaliw,
4. obniżenie kosztów energetycznych funkcjonowania gospodarki krajowej w
celu poprawy jej konkurencyjności,
5. dostosowanie polskich regulacji prawnych i instytucjonalnych do rozwiązań
unijnych,
6. równoważenie interesów przedsiębiorstw energetycznych i odbiorców paliw i
energii.

Działania rządu i instytucji rządowych w ramach korekty .Założeń polityki
energetycznej Polski do 2020 roku., obejmą trzy przekroje funkcjonalne:

1. kreowanie polityki energetycznej,

2. polityka regulacyjna wobec energetyki,
3. polityka właścicielska w stosunku do części szeroko rozumianego
potencjału energetycznego gospodarki narodowej.

W okresie najbliższych kilkunastu lat nie
nastąpią żadne istotne zmiany w
strukturze zużycia paliw pierwotnych przez
energetykę systemową. Pozostanie ona energetyką
opartą na węglu.

Paliwa stałe (węgiel kamienny i węgiel brunatny)
nadal są podstawowymi nośnikamienergii w polskiej
gospodarce. Ich dominujący udział (ok. 64,2 % w
2000r) w krajowym bilansie paliw utrzymuje
bezpieczeństwo energetyczne na wysokim i
stabilnym poziomie.

Tabela X

Prognoza bilansu węgla kamiennego i gazu ziemnego w Polsce do roku
2020
(Ministerstwo Gospodarki .wersja z 09.1999)

Scenariusze 1-peryferyjny, II-bazowy, III-sukcesu W.K-węgiel kamienny, mln. t, G-gaz ziemny 10

9

m

3

Scenariusz

Składniki

1997

2005

2010

2015

2020

W.K

G

W.K

G

W.K

G

W.K

G

W.K

G

I

Wydobycie

131

3,2

101

4,3

90

4,2

85

3,8

80

3,6

Import

3

8,3

2

15,4

2

17,1

2

18,9

2

24,8

Eksport

29

-

17

-

10

-

3

-

1

-

Zużycie

105

11,5

86

19,7

82

21,3

84

22,7

81

28,4

II

Wydobycie

131

3,2

101

4,3

90

4,2

85

3,8

80

3,6

Import

3

8,3

3

16,5

2

20,5

2

25,5

2

29,3

Eksport

29

-

17

-

8

-

4

-

6

-

Zużycie

105

11,5

86

20,8

84

24,7

83

29,3

76

32,9

III

Wydobycie

131

3,2

101

4,3

90

4,2

85

3,8

80

3,6

Import

3

8,3

2

16,1

2

20,1

6

24,2

2

30,8

Eksport

29

-

21

-

5

-

0

-

1

-

Zużycie

105

11,5

81

20,4

87

24,3

91

28

81

34,4

PERSPEKTYWY

WYKORZYSTANIA

WĘGLA KAMIENNEGO W

POLSCE:

Metanol z węgla dla ogniw paliwowych

Proces produkcji metanolu

w

pierwszym etapie polega na produkcji

gazu

syntezowego z węgla, po oczyszczeniu wysokokaloryczny gaz

syntezowy kieruje się do spalania w turbinie gazowej. Część entalpii

spalin wylotowych z turbiny zostaje zużyta do wytwarzania pary w

kotle odzysknicowym.

Następnie para napędza turbinę parową z generatorem

Współspalanie węgla z biomasą

Wspołspalanie, może być realizowane przez
zastosowanie dwóch technologii:

- bezpośredniego współspalania — w tym procesie węgiel i biomasę
Wprowadza się do konwencjonalnego kotła w postaci mieszanki, lub
Oddzielnie (postać biomasy oraz sposób wprowadzenia do kotła

zależy od

Realizowanej techniki spalania — kotły z rusztem mechanicznym,

pyłowe,

fluidalne),

- pośredniego współspalania — w tej technologii biomasa jest

spalana w

przedpalenisku lub wstępnie zgazowywana i pirolizowana w

oddzielnym

reaktorze, a powstające gazy procesowe kierowane są do kotła

węglowego.

Współspalanie biomasy z węglem wg firmy SEFAKO (bez mieszania węgla z
biomasą) polega na: równoległym podawaniu biomasy i węgla przy pomocy
oddzielnego dla węgla i drewna dozownika kaskadowego, zasilanego
paliwem, sterowaniu procesem współspalania przy udziale recyrkulacji spalin
pod ruszt, wówczas mieszanina pary wodnej i dwutlenku węgla, zawarta w
recyrkulowanych spalinach, wywołuje reakcję zgazowania paliwa
znajdującego się na ruszcie.

Współspalanie węgla i biomasy w Polskich elektrowniach

• Współspalanie węgla i biomasy odbywa się w kotle fluidalnym o

mocy 35 MWt

w EC Ostrołęka, gdzie w roku 2003 wytworzono z biomasy 700 000 GJ

ciepła

• Współspalanie węgla i biomasy testowano w kotłach fluidalnych i

pyłowych

w Elektrowniach Systemowych El. Połaniec S.A., El. Stalowa Wola,
El.KozieniceS.A, PKE S.A w elektrowniach Siersza, Jaworzno i Katowice,

a

także w EC Tychy i EC Elbląg.
• Współspalanie węgla i biomasy odbywa się w kilkunastu

ciepłowniach w

Kotłach rusztowych typu WR. Stosowane są dwa systemy

współspalania

do 20% biomasy (energetycznie) z wykorzystaniem metody mieszania

w

specjalnym mieszalniku (Iława) i warstwowym rozkładaniu biomasy na
warstwie węgla (Lębork)

Przy opracowaniu powyższego tematu, korzystałem z stron internetowych:

- www.mpips.gov.pl
- www.ure.waw.pl
- www.cire.pl

- www.are.gov.pl