TAURON Wytwarzanie prowadzi zaawansowane prace nad budową pilotażowej instalacji przekształcającej dwutlenek węgla pochodzący z instalacji przemysłowych w gaz syntezowy. Do jego produkcji ma zostać także wykorzystana nadwyżka energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych.
W pilotażowej instalacji gaz syntezowy (SNG) będzie powstawał w wyniku reakcji dwutlenku węgla dostarczanego z procesów przemysłowych (np. ze spalania węgla) z wodorem pochodzącym z elektrolizy wody. Do przeprowadzenia procesu elektrolizy wykorzystana zostanie nadwyżka energii elektrycznej wygenerowanej przez odnawialne źródła energii – głównie w godzinach nocnych, gdy zapotrzebowanie na energię spada. Produktem ubocznym procesu będzie tlen, który dodatkowo może być wykorzystany w procesach zewnętrznych, np. spalania tlenowego lub zgazowania węgla.
– To projekt innowacyjny, przyszłościowy. Koncepcja konwersji dwutlenku węgla w gaz syntezowy łączy trzy rodzaje źródeł energii – węgiel, OZE i gaz ziemny w jeden uzupełniający się system. Projekt ma nie tylko wspierać ograniczenie emisji dwutlenku węgla do otoczenia, która z racji wprowadzania przez Unię Europejską restrykcyjnych przepisów staje się coraz trudniejsza dla wytwórców produkujących energię z paliw kopalnych, ale jednocześnie prowadzić do uzyskania użytecznego produktu – mówi Dariusz Lubera, prezes zarządu TAURON Polska Energia.
Na potrzeby procesu przewiduje się wykorzystanie dwutlenku węgla pochodzącego z pilotażowej instalacji. Projekty badawcze, których przedmiotem jest badanie usuwania CO2 ze spalin, prowadzone są już od kilku lat w elektrowniach TAURON Wytwarzanie.
Koncepcje rozwiązań technologicznych wychwytywania, transportu i składowania CO2 (CCS) jeszcze kilka lat temu miały rozwiązać problem emisji dwutlenku węgla do otoczenia, jednak ze względu na brak akceptacji społecznej dla wysokoprężnego transportu i podziemnego składowania CO2 zastosowanie całego łańcucha CCS jest aktualnie trudne. Projekt metanizacji CO2 realizuje postulat tzw. CCU, tj. wychwytu CO2 i – zamiast transportu i składowania – jego utylizacji, czyli przetworzenia w użyteczny produkt.
– Dążenie do dekarbonizacji gospodarek krajów unijnych prawdopodobnie spowoduje w przyszłości konieczność wychwytywania i wykorzystywania gospodarczo przynajmniej części powstałego w wyniku spalania paliw kopalnych dwutlenku węgla – mówi Stanisław Tokarski, wiceprezes zarządu TAURON Polska Energia ds. strategii i rozwoju. – Dlatego w obszarze naszego zainteresowania są prace badawcze mające na celu wykorzystywanie gospodarcze CO2, szczególnie te, które w przypadku komercjalizacji przedsięwzięcia pozwolą na zagospodarowanie znacznych jego ilości.
Wyprodukowany SNG (syntetyczny gaz ziemny) może być zatłaczany do istniejącej sieci gazu ziemnego w celu wykorzystania go w godzinach szczytu do produkcji energii np. w turbinie gazowej. Wdrożenie tej technologii przyczyni się więc do zwiększenia zdolności magazynowania energii w postaci metanu przy jednoczesnym wykorzystaniu CO2 do celów gospodarczych.
– Projekt jest pracą badawczą nakierowaną na sprawdzenie innowacyjnej technologii – wyjaśnia Albert Kępka, prezes zarządu TAURON Wytwarzanie. – Dopiero pozytywny wynik tej pracy – w tym również w zakresie techniczno-ekonomicznej oceny możliwości przeskalowania kompleksowego układu do wielkości opłacalnej dla komercyjnego zastosowania – może być podstawą do dalszych działań rozwojowych w kierunku skomercjalizowania rozwiązania.
Uruchomienie pilotażowej instalacji planowane jest na I kwartał 2017 r.
O instalacji
Ogólna zasada działania proponowanej instalacji polega na konwersji CO2 pochodzącego z obiektów przemysłowych (np. elektrowni węglowych, instalacji chemicznych, hut czy cementowni) na metan w reakcji z wodorem pochodzącym z elektrolizy zasilanej nadmiarową, czyli tanią energią elektryczną z sieci.
W ostatnich latach – z uwagi na politykę klimatyczną Unii Europejskiej – udział produkcji energii ze źródeł odnawialnych (w tym tych o niesterowalnych zdolnościach produkcyjnych, takich jak fotowoltaika i energetyka wiatrowa) systematycznie rośnie. Charakteryzują się one nieciągłością powodująca wahania produkcji w okresach godzinowych czy sezonowych. W związku z tym w systemie okresowo pojawiają się nadwyżki energii elektrycznej. Optymalnym rozwiązaniem byłaby możliwość kompensowania wahań wytwarzanej i potrzebnej mocy. Zgodnie z założeniami projektu, pojawiające się nadwyżki energii elektrycznej będą wykorzystywane do produkcji wodoru, który następnie w reaktorze do metanizacji posłuży wraz z dwutlenkiem węgla – wychwyconym ze strumienia spalin kotłowych – do produkcji syntetycznego metanu.
Projekt CO2-SNG ma na celu opracowanie zaawansowanego reaktora metanizacji oraz kompleksowej instalacji do wytwarzania metanu z CO2 i wodoru, o wysokiej sprawności przetwarzania i wysokiej elastyczności pracy, dostosowanej do magazynowania okresowych nadwyżek energii w postaci syntetycznego metanu. Instalacja CO2-SNG w skali pilotowej zostanie zaprojektowana i zbudowana w ramach projektu w jednej z elektrowni TAURON Wytwarzanie. Główna technologia dla reaktora metanizacji zostanie dostarczona przez francuskich partnerów projektu – tj. CEA i ATMOSTAT. Za dobór katalizatora do metanizacji odpowiada Akademia Górniczo-Hutnicza. West Technology & Trading Polska sporządzi projekt integracji reaktora metanizacji i urządzeń pomocniczych oraz dokumentację do zakupu tych urządzeń, natomiast RAFAKO wykona projekt wykonawczy integracji reaktora z pozostałymi urządzeniami oraz będzie sprawować nadzór nad dokumentacją urządzeń pomocniczych. Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla przygotuje instalację pilotową do usuwania CO2 ze spalin do współpracy z instalacją do metanizacji oraz przeprowadzi kampanie badawcze.
Partnerami projektu, prowadzonego w ramach KIC InnoEnergy, są: TAURON Wytwarzanie, French Alternatives Energies and Atomic Energy Commission (CEA), ATMOSTAT, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, RAFAKO oraz West Technology & Trading.
