Metan to dominujące zagrożenie w polskich kopalniach, ale i cenne źródło energii – mówił w poniedziałek na konferencji Śląski Ład w Chorzowie dyrektor Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach prof. Stanisław Prusek.

Tegoroczna edycja konferencji Śląski Ład, której inicjatorką jest europosłanka Izabela Kloc, a organizatorem grupa Europejskich Konserwatystów i Reformatorów w PE (ECR), była poświęcona projektowi rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady ws. ograniczenia emisji metanu w sektorze energetycznym.

W konferencji uczestniczyli m.in. wiceminister klimatu Ireneusz Zyska, przedstawiciele instytucji naukowych oraz spółek górniczych i energetycznych. Sam projekt rozporządzenia w obecnym kształcie ma m.in. ustanowić restrykcyjne normy zawartości metanu w powietrzu wentylacyjnym odprowadzanym z kopalń. Europosłanka zapowiedziała zgłoszenie szeregu poprawek do projektu, uwzględniających realia polskiego górnictwa.

Jak przypomniał prof. Prusek, na konferencji klimatycznej COP26 w Glasgow 110 państw (bez Polski) przyjęło globalne zobowiązanie dot. metanu, mające zmierzać do redukcji globalnej emisji metanu antropogenicznego we wszystkich sektorach do 2030 r. o co najmniej o 30 proc., wobec 2020 r.

Obecnie procedowany projekt rozporządzenia PE i Rady dotyczy czynnych i zlikwidowanych kopalń węgla kamiennego (energetycznego i koksowego) oraz brunatnego. Projekt zakłada m.in., że od 1 stycznia 2027 r. zakazane będzie uwalnianie metanu do atmosfery z szybów kopalń węgla innego niż koksowy, emitujących ponad 0,5 tony metanu na 1 tys. ton wydobytego węgla.

Prof. Prusek zastrzegł tu, że projekt jest ciągle w fazie dyskusji: wobec pojawiających się uwag, także z Polski, pojawiły się sygnały o planach zwiększenia tego limitu do 3 ton metanu na 1 tys. ton wydobytego węgla. „Ale to absolutnie nie rozwiązuje nam sprawy” – zastrzegł szef GIG. „Nasz limit, który nas zadowala, to powyżej 10 ton, kilkanaście ton na 1 tys. ton wydobytego węgla” – uściślił.

Wskazał ponadto, że w przypadku wpisanego na listę surowców krytycznych węgla koksowego limit zostanie ustalony w ciągu trzech lat od wejścia w życie rozporządzenia, co również nie rozwiązuje problemu.

Jednocześnie obowiązkowy ma być monitoring uwalniania metanu podczas działań powydobywczych (transport, przetwarzanie, składowanie, przeładunek). „Ja nie wiem, jak to ma wyglądać w praktyce. To jest aboslutne science-fiction. Z pewnością będzie to praca polegająca na wypracowaniu metodyki badawczej, narzędzi itd., a więc potężne wyzwanie” – ocenił prof. Prusek.

„Kolejne duże wyzwanie: do roku musimy sporządzić wykaz zamkniętych kopalń i - może jeszcze większe – mamy półtora roku, aby na wszystkich ich miejscach, jak szyby wentylacyjne, wychodnie, spękane warstwy skalne, założyć odpowiednie przyrządy czy objąć je monitoringiem. To jest w mojej ocenie praca na kilka, jak nie więcej, lat i oczywiście olbrzymie nakłady” – zdiagnozował szef GIG.

Przypomniał, że w GIG od 2016 r. działa pod auspicjami jednej z komisji regionalnych ONZ Międzynarodowe Centrum Doskonałości ds. metanu z kopalń węgla, którego partnerami są PGNiG, PiG-BIB, INiG-PIB, a także spółki JSW i PGG oraz AGH.

Prusek przypomniał również, że roczne globalne emisje metanu, którego potencjał cieplarniany jest 28 razy silniejszy, niż dwutlenku węgla w okresie 100 lat, wynoszą ok. 580 mln ton, przy czym 60 proc. to emisje antropogeniczne, czyli związane z działalnością człowieka. Największym źródłem antropogenicznym jest rolnictwo (ok. 25 proc. całości emisji), a następnie energia (w tym ok. 42,9 mln ton emisji ma związek z ropą, 39,6 mln ton z gazem, a 43,6 mln ton z węglem).

W Polsce emisja metanu wyniosła w 2020 r. ok. 44,34 mln ton ekwiwalentu dwutlenku węgla, z czego blisko 33 proc. pochodziło z kopalń podziemnych. W 2021 r. polskie kopalnie wyemitowały 815 mln m sześc. metanu, co przy wydobyciu 55 mln ton węgla daje 14,8 m sześc. metanu na tonę węgla. W systemach odmetanowania ujęto 340,9 mln m sześc. metanu, z czego gospodarczo wykorzystano 214,2 mln m sześc. (efektywność wykorzystania 62,8 proc.).

GIG prowadzi lub współuczestniczy w szeregu projektów dotyczących ujmowania i zagospodarowania metanu z kopalń węgla kamiennego. „Metan to dominujące zagrożenie w polskich kopalniach, ale i cenne źródło energii” – akcentował naukowiec. „W silnikach gazowych produkujemy energię elektryczną, czy też w układach kogeneracyjnych energię elektryczną i cieplną” – wyjaśniał.

„Tutaj niezwykle ważne są systemy zachęt w inwestycje, w rozbudowę silników metanowych, które już pracują na naszych kopalniach, aby dalej inwestować, rozwijać te moce i wykorzystywać więcej metanu ujmowanego” – wskazał obrazując, że wub. roku z metanu w kopalniach wyprodukowano blisko 200 tys. megawatogodzin energii elektrycznej i blisko 370 tys. gigadżuli ciepła (sprzedano też 163 mln m sześc. metanu do podmiotów zewnętrznych).

„Problem z zagospodarowaniem metanu wentylacyjnego jest taki, że szybami wentylacyjnymi odprowadzane są potężne strumienie powietrza – wahające się od kilkunastu do blisko 30 tys. m sześc. na minutę. Stężenia metanu w tym strumieniu wynoszą średnio 0,2-0,3 proc., a maksymalny poziom dozwolony przepisami to 0,75 proc. Ten strumień jest też bardzo zanieczyszczony, jest tam też na ogół bardzo duża wilgotność, stąd wiążą się z tym kolejne wyzwania” – wyjaśnił Prusek.

Na świecie dominują dwie technologie wychwytywania metanu: utleniania w reaktorze przepływowo-rewersyjnym cieplnym (wymaga stężenia co najmniej 1 proc.), a także utleniania w reaktorze przepływowo-rewersyjnym katalitycznym. Druga z nich jest efektywniejsza (zaczyna pracować przy stężeniu 0,15 proc.), ale droższa i bardziej wrażliwa na zanieczyszczenia i wilgotność.

GIG koordynuje obecnie międzynarodowy, dofinansowany funduszami europejskimi projekt REM (Reduction od Methane Emissions) opracowania koncepcji i stworzenia instalacji pozyskiwania metanu ze zrobów (przestrzeni po eksploatacji węgla), aby nie wprowadzać tego metanu do powietrza wentylacyjnego. Współpracuje w nim z Jastrzębską Spółką Węglową.

Również we współpracy z JSW GIG uczestniczy w projekcie Horyzontu Europa dotyczącym budowy kopalni przyszłości, w którym koncentruje się na opracowaniu inteligentnej sieci wspomagającej optymalne odmetanowanie kopalń węgla kamiennego. Od kilku lat Instytut współpracuje też z firmą telemetrii satelitarnej GHGSAT, od której dostaje wyniki satelitarnych pomiarów emisji metanu.