Sekwestracja CO2 w Polsce nie ma sensu?!

• Autorzy: Such Piotr

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2020.12.04

Warianty tytułu

EN

CO2 sequestration in Poland does not make sense?!

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Europejski Zielony Ład 2050 to dojście do neutralności klimatycznej wszystkich krajów zrzeszonych w UE. Jedną z opcji jest sekwestracja CO2, czyli magazynowanie wytworzonego przez elektrownie dwutlenku węgla w podziemnych składowiskach gazu, budowanych w strukturach geologicznych. Sekwestracja mogłaby obniżyć emisję CO2 o 20% w skali świata. Sekwestracja CO2 obok niewątpliwych zalet ma niestety również szereg ograniczeń. Należą do nich wysokie koszty oraz ograniczona liczba obiektów, w których można sekwestrować CO2. Sekwestrację można podzielić na trzy grupy: sekwestrację w wyeksploatowanych złożach węglowodorów, sekwestrację w głęboko zalegających poziomach wodonośnych oraz sekwestrację połączoną z intensyfikacją wydobycia oraz geotermią. Aby zasekwestrować znaczącą część emitowanego w Polsce dwutlenku węgla, potrzebne są: separacja CO2 na terenie szeregu elektrowni, adaptacja odpowiednich obiektów geologicznych, kompleks badań związanych z eksploatacją i bezpieczeństwem, budowa lub uzupełnienie odpowiedniej infrastruktury, budowa rurociągów do przesyłania CO2 z elektrowni na składowisko. Jakie elementy wpływają na koszt sekwestracji? Przede wszystkim separacja dwutlenku węgla – wymagająca dużych ilości energii i obniżająca wydajność elektrowni nawet o 10%. Następnie gaz ten należy sprężyć i doprowadzić do stanu ciekłego w warunkach ciśnienia nadkrytycznego oraz wybudować sieć gazociągów. Jeśli sekwestracja ma miejsce w wyeksploatowanych złożach węglowodorów, to wiadomo, że struktura jest szczelna i na powierzchni istnieje gotowa infrastruktura. Dla poziomów wodonośnych należy przeprowadzić pełny komplet badań, wywiercić odpowiednią liczbę otworów i wybudować infrastrukturę na powierzchni. Jeśli Polska chce wypełnić zadania związane z Zielonym Ładem w energetyce, to konieczne są ogromne inwestycje. W analizie kosztów należy wziąć pod uwagę takie elementy jak długość koniecznych do budowy gazociągów, istniejące linie przesyłowe energii elektrycznej, trzeba zsynchronizować działanie nakierowane na ewentualną sekwestrację z działaniami związanymi z gospodarką wodorową. Trzeba też uwzględnić niewymierne koszty społeczne związane z protestami ludzi przeciwko projektom sekwestracyjnym. Poza tym dochodzi jeszcze „drobiazg”: wszystkie elektrownie powinny zostać zmodernizowane albo zburzone i wybudowane od nowa. OZE nie mogą istnieć same dla siebie, bo muszą zapewniać stałe dostawy energii. To można osiągnąć miksem energetycznym, w którym zabezpieczono miejsce na gospodarkę wodorową. Podstawą miksu energetycznego powinny być elektrownie jądrowe zbudowane na miejscu największych emitentów, dzięki temu można będzie wykorzystać istniejące sieci przesyłowe. OZE sprzężone z gospodarką wodorową powinny dać drugi co do wielkości wkład w produkcję energii. Tu będą potrzebne również wyeksploatowane złoża gazu jako PMG dla mieszanek metanowo-wodorowych lub wodoru. Elektrownie węglowe, które pozostaną, powinny zostać głęboko zmodernizowane. Wchodzi tutaj w grę hybrydyzacja (biomasa lub elektrownie parowo-gazowe). To powinno zmniejszyć ich emisję o 30–40%. Udział sekwestracji w ograniczeniu emisji CO2 będzie śladowy i powiązany z geotermią.

EN

The main goal of European Green Deal is for all EU member states to become climate-neutral by 2050. One option is CO2 sequestration. It means underground CO2 storage in geological structures. Theoretically, such sequestration could lower CO2 emissions by about 20%. This process has also, however, a number of disadvantages, such as high costs and restricted volume of appropriate geological objects. Sequestration processes can be divided into three groups: sequestration in depleted hydrocarbon deposits, sequestration in aquifers and sequestration coupled with EOR and geothermal energy capture. To sequestrate a significant part of emitted CO2, it is necessary to separate CO2 in power plants, to adapt appropriate geological objects, to investigate such objects and to build infrastructure and pipelines. What elements affect the cost of sequestration? First of all, separation of CO2 requiring large amount of energy (about 10% of energy produced in power plant). Next, gas must be compressed and rendered to supercritical/liquid phase. In the case of depleted hydrocarbon reservoirs, we know that the structure is tight and there is an infrastructure on the surface. When it comes to aquifers, it is necessary to carry out a full set of investigations, drill holes and build an infrastructure. If Poland wants to fulfill all tasks of Green Deal, huge investments are needed. The cost analysis should take into account such elements as the length of pipelines to be constructed and existing power grids. Any probable sequestration must be correlated with hydrogen projects. RES cannot work alone because they are not able to provide a constant supply of energy. It can be achieved with energy mix. Such a mix should be based on nuclear plants built in place of the greatest coal plants, which will make it possible to use the existing power grids. RES coupled with hydrogen economy should result in the second largest contribution to energy mix. All coal power plants must be modernized. Hybridization must be taken into account here (biomass or steam and gas power plants). This should reduce their emissions by about 30–40%. The share of sequestration will be very small and associated with geothermal energy.

Słowa kluczowe

PL

sekwestracja; emisja CO2; koszty; horyzont czasowy

EN

sequestration; emission of CO2; costs; time horizon

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 76, nr 12
• Strony: 913--918
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz.

Twórcy

autor

Such Piotr

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Bartela Ł., Gładysz P., Plis M., 2018. Analiza techniczna możliwości redukcji emisji dwutlenku węgla z elektrowni Bełchatów. Wskaźnikowa analiza energetyczna, środowiskowa i ekonomiczna trzech ścieżek redukcji emisji dwutlenku węgla z elektrowni Bełchatów. <https://www.documents.clientearth.org/wp-content/uploads/library/2019-08-27-analiza-techniczna-mozliwosci-redukcji-emisjidwutlenku-wegla-z-elektrowni-belchatow-ext-pl.pdf> (dostęp: 10.2019).
• Birol F., 2019. A Bright future. Europejski Bank Rozwoju. ISBN: 978-92-861-4290-1 (PDF/EN). DOI: 10.2867/67846.
• Dubiński J., Wachowicz J., Koteras A., 2010. Podziemne składowanie dwutlenku węgla – możliwości wykorzystania technologii CCS w polskich warunkach. Górnictwo i Geologia, 5(1): 5–19.
• Gaurina-Međimurec N., Novak-Mavar K., 2019. Carbon Capture and Storage (CCS): Geological Sequestration of CO2. Intech Open. DOI:10.5772/intechopen.84428.
• Green Projects, 2019. Emisje CO2w Europie. <http://green-projects.pl> (dostęp: 10.2020).
• Habera Ł., 2016. Aspekty termodynamiczne zatłaczania dwutlenku węgla w procesach intensyfikacji wydobycia ropy naftowej i gazu ziemnego (EOR/EGR). Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, 210: 1–169. DOI:10.18668/PN2016.210.
• IPCC, 2005. IPCC Special Report on Carbon Dioxide Capture and Storage. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, USA.
• Komisja Europejska, 2019. Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady Europejskiej, Europejskiego Komitetu EkonomicznoSpołecznego i Komitetu Regionów: Europejski Zielony Ład. Bruksela, COM(2019) 640 final.
• Kotowicz J., Janusz K., 2007. Sposoby redukcji emisji CO2 z procesów energetycznych. Rynek Energii, 1: 10–18.
• Labus K., 2009. Modeling hydrochemical effects of carbon dioxide sequestration in saline aquifers of the Upper Silesian Coal Basin. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• Labus K., Bujok P., Leśniak G., Klempa M., 2011. Badania reakcji w systemie woda–skała–gaz dla celów sekwestracji CO2 w poziomach wodonośnych. Górnictwo i Geologia, 7(2): 249–257.
• Lubaś J., Szott W., Wójcicki A., 2015. Wspomaganie wydobycia ropy naftowej i gazu ziemnego z polskich złóż z wykorzystaniem CO2 i jego równoczesną sekwestracją. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 465: 45–56.
• Lublańska Z., Grudniewski T., Chodyka M., Nitychoruk J., 2016. Rodzaje metod sekwestracji CO2. Budownictwo i Inżynieria Środowiska, 33(63): 239–246. DOI: 10.7862/rb.2016.206.
• Ministerstwo Klimatu, 2020. Krajowy Raport Inwentaryzacyjny 2020: Inwentaryzacja gazów cieplarnianych dla lat 1988–2018. Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE) w Instytucie Ochrony Środowiska – Państwowym Instytucie Badawczym, Warszawa.
• Piekacz J., Gąsiorowska E., Ściążko M., Wójcicki A., 2009. Technologia wychwytywania i geologicznego składowania dwutlenku węgla (CCS) sposobem na złagodzenie zmian klimatu. Raport Polskiej Konfederacji Pracodawców Prywatnych Lewiatan przy wsparciu funduszu Brytyjskiego Ministerstwa Spraw Zagranicznych (Foreign & Commonwealth Office).
• Riahi A., Moncarz P., Kolbe W., Damjanac B., 2017. Innovative Closed-Loop Geothermal Well Designs Using Water and Super Critical
• Carbon Dioxide as Working Fluids. 41st Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California.
• Ringrose P.S., Meckel T.A., 2019. Maturing global CO2 storage resources on offshore continental margins to achieve 2DS emissions reductions. Scientific Reports, 9(17944). DOI: 10.1038/s41598-019-54363-z.
• Stańczyk K., Bieniecki M., 2007. Możliwości redukcji emisji CO2 i jej wpływ na efektywność oraz koszty wytwarzania energii z węgla. Górnictwo i Geoinżynieria, 31(2): 575–586.
• Suchodolska K., 2012. Bezpieczeństwo geologicznej sekwestracji CO2 – zagrożenia i prewencja. Górnictwo i Geologia, 7(2): 249–257.
• Szuflita S., 2016. Badania laboratoryjne oddziaływania gazów kwaśnych na skałę zbiornikową w procesach sekwestracji CO2. Nafta-Gaz, 7: 520–527. DOI: 10.18668/NG.2016.07.04.
• Tarkowski R., Uliasz-Misiak B., 2007. Podziemne składowanie – sposób na dwutlenek węgla. Przegląd Geologiczny, 55: 655–660.
• Uliasz-Misiak B., Tarkowski R., 2009. Koszty geologicznego składowania CO2. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energii Polskiej Akademii Nauk, 75.
• Van Horn A.J., 2016. An Innovative Carbon-free Geothermal Power Technology. Technical Workshop on Clean Energy Across the Border, Holtville, California. DOI: 10.13140/RG.2.1.1940.6485.
• wGospodarce.pl, 2018. Koszt budowy elektrowni atomowej to 40-70 mld zł. <http://wGospodarce.pl> (dostęp: 10.2020).
• Wójcicki A., 2007. Wychwytywanie i składowanie CO2 pochodzącego ze spalania paliw kopalnych. Projekt CO2NETEAST (prezentacja). <http://www.geology.cz/geocapacity/publications/aw-CO2_Lviv.pdf> (dostęp: 10.2020).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).