Próba oszacowania kosztów procesu podziemnego zgazowania węgla kamiennego

W świecie trwają intensywne badania nad podziemnym zgazowaniem węgla. Również polskie ośrodki naukowo-badawcze i przemysłowe uczestniczą w badaniach nad opracowaniem technologii podziemnego zgazowania węgla na skalę przemysłową. Kontynuowane są prace badawczo-rozwojowe realizowane przez Konsorcjum Naukowo-Przemysłowe „Zgazowanie węgla”, finansowane przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Brak jest jednak opracowań pooewięconych ekonomicznym aspektom podziemnego zgazowania węgla w warunkach krajowych złóż węgla kamiennego. Wykorzystując dostępne źródła z literatury swiatowej można podjąć próbę oszacowania kosztów procesu podziemnego zgazowania węgla w warunkach polskich złóż węglowych. W pracy podjęto taką próbę korzystając ze sposobu ujęcia problematyki kosztów podziemnego zgazowania węgla zaczerpniętego z literatury światowej i uwzględniając dane wejsciowe charakterystyczne dla polskich warunków. Scharakteryzowano dwa zasadnicze schematy technologii podziemnego zgazowania węgla (CRIP i UCG), które mogą być wykorzystane w przyszłooeci do podziemnego zgazowania węgla w warunkach geologiczno-górniczych polskich zagłębi węglowych. Przyjęto podstawowe założenia dla modelu podziemnego zgazowania węgla, z których najważniejsze to założenie o produkcji gazu syntezowego w ilości zabezpieczającej jego dostawy do produkcji energii elektrycznej przez elektrownię o mocy 250 MW w ciągu 18 lat oraz założenie, że powierzchnia obszaru górniczego i jego zasoby są wystarczające dla zabezpieczenia wymaganej ilości gazu syntezowego, a miąższość pokładu przeznaczonego do zgazowania zawiera się w przedziale od 1 do 5 m. Przygotowano odpowiedni zestaw danych wejsciowych do obliczeń. Przykładowe obliczenia wykonano dla technologii CRIP, przy czym rozpatrywano dwa różne warianty zastosowania środka zgazowującego: pierwszy – z użyciem powietrza, drugi – z użyciem tlenu. W obu przypadkach określono nakłady kapitałowe oraz koszty operacyjne i utrzymania jako funkcję miąższości pokładu. Wyniki obliczeń zestawiono tabelarycznie i zinterpretowano graficznie. Z analizy wyników obliczeń wynika, że koszty stałe związane z nakładami kapitałowymi są dużo niższe od kosztów operacyjnych i utrzymania, a model zakładający zgazowanie tlenem jest tańszy od modelu zgazowania powietrzem. Zaproponowany sposób ujęcia kosztów procesu podziemnego zgazowania węgla może stanowić punkt wyjścia do budowy bardziej złożonego modelu.

Intensive investigations focused on underground coal gasification are conducted world-wide. Similarly Polish scientific and research centers as well as industrial companies are engaged in the investigations connected with development of underground coal gasification method which can be used on the industrial scale. These investigations are conducted by the Scientific-Industrial Consortium named “Coal Gasification” which is financed by the National Centre for Research and Development. There is some lack of bibliography focused on the economic aspects of underground coal gasification in the conditions of Polish bituminous coal deposits. However it is possible to estimate these costs basing on the world-wide literature and using the domestic input data. In the paper an attempt of estimating the costs of underground bituminous coal gasification is briefly described. Two main variants of giving access to the coal seam are taken into account. These variants can be considered as prospective for the geologic and mining conditions of Polish bituminous coal basins. For the first variant the CRIP technology can be used, for the second one – technology UCG. Base-case assumptions of the UCG model were undertaken, and among others the assumptions that syngas will be sufficient to power an air-fired 250 MW UCG CC plant for 18 years life-time of the project, that mining area is sufficient to provide an appropriate amount of coal for UCG process, that thickness of coal seams is between 1 and 5meters. An appropriate set of input data was prepared. Calculations were made for the variant taking into account CRIP technology as well as two scenarios – one of the air-fired UCG model, the second one – of oxygen-fired UCG model. Capital expenditures as well as annual operating and maintenance costs were calculated as a function of seam thickness for the both scenarios. Results of the calculations are presented in Tables and shown in Figures. Generally, the fixed costs connected with capital expenditures are of little importance than operating and maintenance costs. The results of calculations show that the oxygen-fired UCG model is cheaper than the air-fired UCG model. The model developed can be widened to a more complex model in a case of need.