Polskie brunatne złoto

SUROWCE ENERGETYCZNE
Polskie brunatne złoto
– paliwo przyszłości?
Węgiel brunatny pełni bardzo istotną rolę w rozwoju przemysłu energetycznego.
Polska dysponując relatywnie dużymi zasobami złóż węgla, ma szansę na racjonalne
wykorzystanie posiadanych zasobów do produkcji taniej energii.
Sławomir Rybkowski
S
pośród wszystkich paliw kopalnych węgiel brunatny jest paliwem, którego użytkowanie jest
ograniczone do tych krajów, które
posiadają i eksploatują jego zasoby.
Używany jest na rynkach lokalnych,
gdyż transport na większe odległości jest nieuzasadniony ekonomicznie,
ponieważ podczas transportu mokry,
kruchy i zapopielony węgiel pod wpływem wilgoci zbija się w masę trudną
do rozładowania, a w porze zimowej
masa ta zamarza. Skutkiem tego elektrownie opalane węglem brunatnym
najczęściej stawia się w pobliżu złóż.
Przedmiotem obrotu międzynarodowego jest jedynie wielkość odpowiadająca ok. 1% całości produkcji. Dla
porównania, odpowiednie wskaźniki
innych nośników energii: ropa naftowa − 58%, gaz ziemny − 22%, węgiel
kamienny − 17%.
Historia wydobycia węgla
w Polsce
Rzeczywistość powojenna, jaką tworzyły Ziemie Zachodnie i znajdujące
się tam poniemieckie kopalnie węgla
brunatnego, narzuciła konieczność
zmierzenia się z całkowicie nowym
doświadczeniem eksploatowania złóż
węgla brunatnego w skali przemysłowej. Dla tego celu już 1945 r. powołana zostaje dyrekcja Zjednoczenia
Przemysłu
Węgla
Brunatnego.
Przedmiotem zainteresowania powołanej jednostki staje się przejmowanie
poniemieckich obiektów kopalnianych
na obszarze rozmieszczonym od
Bogatyni poczynając, poprzez
Lubań, Węgliniec, Łęknicę, aż
po Smogóry i Sieniawę na Ziemi
Lubuskiej.
40
Geografia w szkole ] nr 4/2013
Tagebau Hambach koło Kolonii. Największa kopalnia węgla brunatnego
źródło: www.pce-forum.de
Pomimo rosnącego zapotrzebowania
na surowce energetyczne nie przewidywano jeszcze szerszego wykorzystania węgla brunatnego, a zaspokojenie
potrzeb energetycznych kraju wiązano wyłącznie z węglem kamiennym.
W pierwszej połowie lat 60. głównym
kierunkiem zbytu węgla brunatnego był
jego eksport z Turowa do dawnej NRD.
Opanowanie procesów prowadzenia
odkrywkowej eksploatacji złóż węgla
brunatnego w kopalni Turów miało niewątpliwie wpływ na późniejsze decyzje
o rozbudowie zdolności
wydobywczych
i utworzeniu
zespołu
paliwowo-energetycznego
w tym
regionie.
Zdobyte doświadczenie i podjęte wówczas decyzje położyły trwałe podwaliny
pod budowę obiektów kopalnianych
i elektrowni w zagłębiu konińsko-adamowskim i turoszowskim, a tym samym
rozwoju polskiej elektroenergetyki.
Od początku działalności w polskich
kopalniach węgla brunatnego wydobyto
około 2,309 mld ton węgla, zdejmując
łącznie ponad 9,056 mld m3 nadkładu,
nabyto ponad 33 tys. ha terenów pod
działalność górniczą oraz oddając lub
sprzedając w tym czasie ponad 13 tys.
ha terenów zrekultywowanych.
Znaczenie węgla brunatnego
Istotną cechą krajowych złóż węgla
brunatnego w Polsce jest ich korzystne
rozłożenie na znacznej przestrzeni kraju
w oddaleniu od złóż węgla kamiennego.
Umożliwia to budowę i równomierny
SUROWCE ENERGETYCZNE
Kopalnia
Początek wydobycia
węgla
Odkrywki
Rok zakończenia eksploatacji
Moc zasilanych elektrowni
Wydobycie węgla
(mln ton) w 2011 r.
rozkład obiektów wytwarzania energii
elektrycznej, co skraca drogę jej przesyłu
oraz zwiększa bezpieczeństwo dostaw.
Złoża węgla brunatnego w Polsce
są zlokalizowane w zachodniej i centralnej części kraju. Wydobycie węgla
brunatnego prowadzone jest obecnie
w czterech kopalniach w oparciu jedynie o 20% udokumentowanych zasobów złóż tego surowca (piąta kopalnia
Sieniawa eksploatuje znikome ilości
węgla na potrzeby lokalnych odbiorców), przy czym trzy z nich są kopalniami wieloodkrywkowymi (Adamów,
Bełchatów, Konin) a jedna (Turów) jest
kopalnią jednoodkrywkową.
Węgiel brunatny w polskiej energetyce pełni od lat rolę paliwa strategicznego, o czym świadczy ponad
9 000 MW mocy zainstalowanych
w elektrowniach opalanych węglem
brunatnym i roczna produkcja energii
elektrycznej tych elektrowni, która
przekracza 50 TWh. Stanowi to około
25% mocy w polskich elektrowniach
i około 35% wyprodukowanej energii
elektrycznej.
Większość wydobycia pochodzi ze
złoża Bełchatów − największego zagospodarowanego złoża w Polsce i stanowi ono 61,4% wydobycia krajowego.
Węgiel brunatny wydobyty w 2011 r.
z największych kopalń został prawie
w całości odstawiony do elektrowni.
Obecnie Polska jest ósmym co do wielkości na świecie producentem węgla
brunatnego z wydobyciem na poziomie
ok. 60 mln ton rocznie.
Niestety większość obecnie eksploatowanych złóż będzie się wyczerpywać
po 2020 roku. Dla krajowego bilansu
energetycznego konieczne jest co najmniej utrzymanie obecnego poziomu
produkcji energii elektrycznej z węgla
brunatnego w okresie I połowy XXI
wieku, ponieważ węgiel brunatny to
paliwo lokalne i najmniej podatne na
koniunkturalne, duże wahania cen.
Wszystkie scenariusze rozwoju gospodarczego Polski, formułowane przez
Rys. 1. Wydobycie węgla brunatnego w Polsce (1945-2011)
Źródło: oprac. własne na podstawie danych z www.ppwb.org.pl oraz http://geoportal.pgi.gov.pl
poszczególne rządy RP, przewidują
wydobycie węgla brunatnego na poziomie około 60 mln ton rocznie w 2030
roku. Nie określa się w nich jednak,
z jakich złóż i w jakich regionach to
wydobycie ma być realizowane.
Za utrzymaniem strategicznej roli
węgla brunatnego w krajowej produkcji
energii elektrycznej przemawia:
z konieczność zachowania bezpieczeństwa energetycznego kraju,
z posiadanie zasobnych złóż węgla
brunatnego,
z zdecydowana konkurencyjność ekonomiczna w porównaniu z innymi
nośnikami produkcji energii elektrycznej,
z opanowanie bezpiecznych, wydajnych i nowoczesnych technik
odkrywkowej eksploatacji złóż węgla
brunatnego.
Zagrożenia i skutki
Zagrożenia środowiska naturalnego
ze strony energetyki opartej na spalaniu
węgla brunatnego (wydobycie węgla
i produkcję energii elektrycznej należy
tu traktować łącznie) są istotne. Coraz
powszechniejsze stosowanie nowoczesnych technologii przy istniejących
surowych normach emisji zanieczyszczeń powoduje jednak, że uciążliwość
tego przemysłu dla środowiska znacznie zmalała.
Działalność ośrodków wydobywczych węgla brunatnego to nie tylko
zagrożenia, ale również skutki pozytywne.
Kopalnie i elektrownie oparte
na węglu brunatnym zlokalizowane w pierwotnie ubogich regionach
rolniczych i przygranicznych zmieniły oblicze cywilizacyjne tych terenów
w sposób niemal niewyobrażalny, przekształcając je w zamożne, żyjące na
wysokim poziomie obszary, dziś nawet
nieporównywalne z obszarami o pierwotnie podobnym standardzie. Tereny
po zakończonej eksploatacji zostały
zrekultywowane i często przekształcone w miejsca wypoczynku i rekreacji, ściągając dodatkowo turystów,
najlepszym przykładem jest Ośrodek
Sportu i Rekreacji Góra Kamieńsk koło
Bełchatowa.
Adamów
Konin
Bełchatów
Turów
Sieniawa
1964
1947
1980
1947
1873
Władysławów, Koźmin,
Adamów
Pątnów III, Pątnów IV,
Drzewce, Tomisławice
Bełchatów, Szczerców
Turów
Sieniawa I
2023
2022
2038
2048
2030
Adamów 600 MW
Konin 248 MW,
Pątnów 1674 MW
Bełchatów 5342 MW
Turów 1900 MW
Lokalne ciepłownie
i lokalni odbiorcy
4,56
9,25
38,57
10,42
0,09
Geografia w szkole ] nr 4/2013
41
SUROWCE ENERGETYCZNE
Dowodem pośrednim na istnienie możliwości uczynienia węgla
brunatnego bardziej przyjaznym dla
środowiska jest fakt, że pozostaje on
istotnym surowcem energetycznym
w Niemczech, Stanach Zjednoczonych
czy Australii, choć przepisy dotyczące
ochrony środowiska są we wszystkich
tych państwach bardzo restrykcyjne.
Negatywne skutki
górnictwa
dla środowiska
● całkowite przekształcenie powierzchni
terenu w obrębie odkrywki,
42
Geografia w szkole ] nr 4/2013
● produkcja najtańszej energii elektrycz-
nej
● wykorzystywanie węgla brunatnego
● przekształcenia hydrologiczne i hydro-
Rekultywacja
Stosowane coraz powszechniej
nowoczesne technologie powodują
istotne zmniejszenie zagrożeń na niemal wszystkich wymienionych polach.
Nie jest możliwe uniknięcie całkowitego przekształcenia powierzchni terenu
w granicach odkrywki, jednak prawidłowo prowadzona rekultywacja pozwala
na uzyskanie pełnowartościowych terenów rolniczych, leśnych lub zbiorników wodnych, które po okresie 20-30
lat są zwracane gospodarce narodowej.
Często zdarza się, że kopalnia oddaje
gminie tereny rolnicze o znacznie wyższej klasie bonitacyjnej niż tereny, które
kiedyś zajmowała; taka sytuacja ma
na przykład miejsce w kopalni Konin.
Tereny pogórnicze stają się także atrakcyjnym miejscem wypoczynku, szczególnie w obszarach pozbawionych elementów naturalnych, jak to ma miejsce
w rejonie Kolonii w Niemczech.
Nie można także uniknąć przekształceń hydrologicznych i hydrogeologicznych, jednak ich uciążliwe skutki
można zmniejszać przez stosowanie
odpowiednich upraw oraz budowę
wodociągów wiejskich, a prawidłowa rekultywacja powoduje z czasem
przywrócenie prawidłowych stosunków
w górotworze.
Nowym elementem zagospodarowania wyrobisk poeksploatacyjnych
jest tworzenie dużych akwenów
wodnych służących dla celów rekreacyjnych, jak również stanowiących
rezerwuar słodkiej wody w Polsce i to
w okresie ujemnego bilansu wodnego
na dużym obszarze naszego kraju.
Łącznie w wyrobiskach poeksploatacyjnych obecnie czynnych kopalń
będzie zmagazynowanych ponad 5
mld m3 słodkiej wody. Będzie to wielki
skarb dla naszej gospodarki i ekosystemu. Deformacje geomechaniczne
i wstrząsy mają znacznie mniejszą
intensywność niż w górnictwie podziemnym, a prawidłowo zaprojektowane zbocza wyrobisk i zwałowisk
powinny zminimalizować ich natę-
Korzyści z działalności
górniczej
●
●
●
●
●
●
●
●
geologiczne związane z odwadnianiem odkrywki (obniżenie poziomu
wód gruntowych, przesuszenie gleb,
wpływ na wody powierzchniowe)
deformacje geomechaniczne na
przedpolu i zboczach odkrywki i zwałowiska (osiadanie i powstawanie osuwisk)
wstrząsy związane z odprężeniem
górotworu
zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego w wyniku emisji pyłu
podczas eksploatacji i zwałowania
nadkładu oraz gazów powstających
podczas pożarów węgla w odkrywce
w następstwie jego samozapłonu
zanieczyszczenie wód powierzchniowych (głównie w postaci zawiesiny)
emisja hałasu przez pracujące urządzenia
zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego w wyniku emisji pyłu i gazów
generowanych przy spalaniu węgla
zanieczyszczenie termiczne wód
powierzchniowych (rzek i jezior)
zanieczyszczenie chemiczne wód
podziemnych w wyniku ługowania
składowisk popiołów − emisja do
atmosfery znacznych ilości dwutlenku
węgla
żenie. Emisję pyłu w kopalni, która
z natury jest względnie niewielka,
ogranicza się stosując w czasie suszy
zraszanie, a emisję hałasu (ściśle ograniczoną normami) przez budowę ekranów akustycznych.
Największe zmiany na korzyść środowiska zaszły jednak w technologii
spalania węgla. Nowoczesne bloki
spalające węgiel (na złożu fluidalnym)
w praktyce nie powodują zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego
(węgiel i produkty jego spalania cyrkulują w obiegu zamkniętym aż do całkowitego rozpadu); a do atmosfery emitowany jest jedynie CO2 i para wodna.
Zanieczyszczenie termiczne wód
powierzchniowych zachodziło jedynie w przypadku stosowania otwartego obiegu chłodniczego, jak to ma
●
●
●
●
●
●
jako taniego paliwa dla lokalnych kotłowni i palenisk domowych
stworzenie licznych miejsc pracy
w kopalniach i elektrowniach oraz firmach zaplecza projektowego, naukowego i technicznego
stwarzanie możliwości rozwoju wielu
firm z zaplecza technicznego z możliwością produkcji maszyn i urządzeń
na rynek krajowy i zagraniczny
uiszczanie płatności publiczno-prawnych przez kopalnie do sfery publicznej na szczeblu skarbu państwa
i jednostek samorządu terytorialnego
stwarzanie nowych możliwości zagospodarowania terenów pod względem
gospodarczym i turystyczno-rekreacyjnym
poprawa klas bonitacyjnych oddawanych terenów pogórniczych dzięki
selektywnemu zwałowaniu mas nadkładowych,
stworzenie polskiej szkoły wydobycia węgla brunatnego na światowym
poziomie
miejsce jeszcze dziś w elektrowniach
Konin i Pątnów; w nowo budowanych
elektrowniach zagrożenie to jest eliminowane przez stosowanie wyłącznie
obiegu zamkniętego (chłodnie kominowe). Problem przesączania zanieczyszczeń jest eliminowany poprzez
budowę ekranów uszczelniających
z materiałów o własnościach jonowymiennych (iły beidellitowo-smektytowe) oraz coraz powszechniejszą petryfikację (utwardzenie) masy odpadów
paleniskowych.
Przyszłość węgla brunatnego
W Polsce rozpoznane zasoby węgla
brunatnego zapewniają wystarczalność
w okresie ok. 250 lat, zwiększenie
wydobycia węgla brunatnego (czy choćby utrzymanie go na dotychczasowym
poziomie) przyczyniłoby się w sposób
istotny do zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego kraju, szczególnie
w przypadku prognozowanego wzrostu
zapotrzebowania na energię elektryczną. Ale jeśli nie zaczniemy inwestycji
SUROWCE ENERGETYCZNE
Autodrom Most w Czechach – przykład zagospodarowania terenu pogórniczego,
źródło: http://trackreviers.com
Wyciąg na Górze Kamieńsk. Efekt rekultywacji i zalesienia zwałowiska kopalni
Bełchatów. Jest to jednocześnie najwyższe wzniesienie w centralnej Polsce
źródło: http://lotniska.dlapilota.pl/sites/lotniska.dlapilota.pl/files/galeria/img_7344_kamiensk_-_panorama.jpg
Rodzaj paliwa
Koszt produkcji energii elektrycznej [zł/ MWh]
atom
powyżej 500 zł
źródła odnawialne
powyżej 400 zł
gaz
370 zł (koszt praw do emisji CO2- 87 zł)
węgiel kamienny
375 zł (139 zł)
węgiel brunatny
365 zł (165 zł)
w nowe złoża, to te udostępnione
wyczerpią się za 30-40 lat.
Bardzo pilnym i strategicznym
zadaniem jest przygotowanie do eksploatacji nowych zagłębi górniczo-energetycznych, które w przyszłości
zastąpiłyby produkcję energii elektrycznej z dotychczas eksploatowanych rejonów. Węgiel brunatny należy
uznać za surowiec strategiczny wraz
z określeniem głównych obszarów
jego wydobycia, a podstawowa zasada gospodarcza na świecie brzmi:
„Najpierw opiera się energetykę na
własnych rodzimych surowcach energetycznych, a dopiero w drugim etapie
uzależnia się od surowców importowanych”.
Aby zbudować nowe zagłębie górniczo-energetyczne, potrzebny jest
czas, minimum 15-20 lat. Z analizy
waloryzacji ekonomicznej i wykonanego rankingu złóż wynika, że na
czele klasyfikacji polskich złóż węgla
brunatnego do zagospodarowania
w pierwszej kolejności są dwa strategiczne rejony: Legnica (zasoby ok.
14,5 mld t) oraz Gubin (zasoby ok.
4,25 mld t).
Jednak za najbardziej predysponowane należy uznać złoża węgla brunatnego położone w rejonie Legnicy,
jedne z największych złóż tego surowca
w Europie jak i na świecie. O ich szczególnych walorach decydują zarówno
olbrzymia zasobność, przekraczająca dwukrotnie zasobność wszystkich
eksploatowanych złóż, jak również
specyfika uprzemysłowionego regionu, w którym się znajdują. W regionie tym bowiem należy się liczyć ze
stopniowym ograniczaniem wydobycia
rud miedzi, co może za sobą pociągnąć groźbę ogromnego bezrobocia.
Produkcja opartej na tych złożach energii elektrycznej, stanowiłaby alternatywę dla wydobycia złóż miedzi.
Niestety wnoszone postulaty o zmianę stanu uregulowania własności obu
złóż, nie znalazły do tej pory zrozumienia w kręgach parlamentarnych, mimo
ogromnej wagi tego zagadnienia.
W 2005 roku Urząd Regulacji Energetyki ocenił, że w Polsce
wytworzenie 1 GJ ciepła z węgla brunatnego kosztuje 17,07 zł, z węgla
kamiennego − 22,61 zł, z gazu ziemnego − 32,99 zł, a z oleju opałowego
− 53,08 zł.
Konkurencyjność energii elektrycznej z węgla brunatnego powinna być w przyszłości dalej utrzymana, nawet w kontekście obłożenia
jej największymi opłatami za emisję
CO2. Dzięki czynionym obecnie pracom badawczo-rozwojowym i stosowaniu nowoczesnych technologii
emisyjność elektrowni jest znacznie
ograniczana.
Niedoceniany węgiel brunatny,
z zasobami światowymi ocenianymi
na 500 mld ton, daje dzisiejszej gospodarce światowej, a w tym i polskiej,
największe gwarancje bezpieczeństwa
energetycznego. Zasoby te są rozmieszczone w miarę równomiernie na
wszystkich kontynentach. Dzięki nim
można utrzymywać dotychczasowy
poziom wydobycia do 500 lat.
LITERATURA
❚ Galos K., Ney R., Smakowski T. red., 2011, Bilans gospodarki surowcami mineralnymi Polski i świata 2009,
Kraków
❚ Górnictwo węgla brunatnego, Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej nr 98, 2002,
Wrocław
❚ http://geoportal.pgi.gov.pl
❚ Leszczyki S., Lijewski T. red., 1974, Geografia przemysłu Polski, Warszawa
❚ Ney R. red., 1996, Surowce mineralne Polski, Kraków
❚ Tajduś A., Czaja P., Kasztelewicz Z., 2010, Stan obecny i strategia rozwoju branży węgla brunatnego w I połowie XXI wieku w Polsce, Górnictwo i geologia, tom 5, zeszyt 3, Kraków
❚ Wrzosek A., 1977, Geografia energetyki świata, Warszawa
❚ www.ppwb.org.pl
❚ www.teberia.pl
Geografia w szkole ] nr 4/2013
43