• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy: podziemne zgazowanie węgla możliwe; wymaga dalszych badań

    25.06.2010. 06:18
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Podziemne zgazowanie węgla, także to służące pozyskaniu wodoru, jest możliwe i sterowalne; jego wdrożenie do praktyki przemysłowej wymaga jednak dalszych szczegółowych badań - oceniają naukowcy, którzy przez ostatnie trzy lata zajmowali się tym zagadnieniem. 24 czerwca w Głównym Instytucie Górnictwa (GIG) w Katowicach podsumowano realizację trwającego od 2007 r. międzynarodowego projektu badawczego HUGE (Hydrogen Oriented Underground Coal Gasification for Europe), w ramach którego badano perspektywy zgazowania węgla i pozyskiwania w tym procesie wodoru.

    Najważniejszym punktem projektu była przeprowadzona wiosną tego roku w należącej do GIG Kopalni Doświadczalnej "Barbara" w Mikołowie pilotażowa próba podziemnego zgazowania. Trwający dwa tygodnie eksperyment zakończył się sukcesem. Wkrótce instytut rozpocznie kolejny projekt badawczy, realizowany w warunkach czynnej, a nie jedynie doświadczalnej kopalni.

    "Będzie to projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, w którym zamierzamy przeprowadzić próbę w większej skali, w wybranej części kopalni. Oczywiście będzie to wybrany, tak odseparowany pokład, by nie było możliwości przeniknięcia powstałych gazów do miejsc, gdzie będą pracowali ludzie" - wyjaśniła w czwartek rzeczniczka GIG, Sylwia Jarosławska-Sobór.

    Eksperyment ma być realizowany w jednej z kopalń Katowickiego Holdingu Węglowego. "Który to będzie pokład węgla i w której kopalni, tego jeszcze nie wiemy" - dodała rzeczniczka. Według wcześniejszych przymiarek, projekt ma być realizowany 400 m pod ziemią i kosztować ok. 30 mln zł.

    Naukowcy wskazują, że projekt HUGE był eksperymentem badawczym, który - choć udany - nie przesądza ani o możliwości przemysłowego zastosowania tej technologii, ani o jej opłacalności. Naukowcy nie analizowali procesu zgazowania pod kątem jego kosztów, a jedynie pod kątem naukowym - badano, jak bezpiecznie sterować takim procesem, jak dobierać media zgazowujące; oceniono też, na ile da się wpływać na jakość uzyskanego produktu, czyli gazu.

    Eksperyment przeprowadzono w podziemnym georeaktorze, czyli odizolowanym od wyrobisk pokładzie węgla wielkości ok. 5 na 15 metrów i grubości ok. 1,5 m. Doprowadzano tam mieszaninę gazów: powietrza, tlenu i pary wodnej. W ciągu dwóch tygodni zgazowano ok. 12-15 ton węgla z prędkością ok. 40 kg na godzinę.

    Efektem spalania były tzw. gazy odlotowe, wyprowadzane na powierzchnię i spalane w specjalnej pochodni. To tlenek i dwutlenek węgla, metan i wodór. Eksperyment był ukierunkowany właśnie na zbadanie możliwości pozyskania tego ostatniego gazu, który w przyszłości mógłby znaleźć zastosowanie jako paliwo w ogniwach paliwowych do produkcji energii elektrycznej. Uzyskane w takim procesie gazy mogłyby być wykorzystane nie tylko w energetyce, ale także w przemyśle chemicznym.

    Pierwszą podziemną próbę zgazowania węgla poprzedziły dwuletnie badania w reaktorze powierzchniowym. Dzięki nim można było prawidłowo zaprojektować reaktor podziemny i zaplanować eksperyment w warunkach rzeczywistych.

    Wart ponad 3,1 mln euro projekt HUGE był współfinansowany ze środków Funduszu Badawczego Węgla i Stali oraz Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Oprócz GIG, pełniącego w projekcie rolę koordynatora, uczestniczyli w nim także partnerzy z Holandii, Wielkiej Brytanii, Niemiec, Czech, Belgii, Ukrainy oraz inne polskie podmioty. Partnerzy przygotowywali m.in. modele procesu zgazowania, analizowali też kwestię transportu gazów.

    Podziemne zgazowanie węgla, którego koncepcja powstała na początku ubiegłego wieku w Anglii, jest metodą pozyskiwania energii z węgla bezpośrednio w miejscu jego zalegania. Dokonuje się to poprzez doprowadzenie do zapalonego złoża czynnika zgazowującego (np. powietrza, tlenu, pary) i odbiór wytworzonego gazu na powierzchni. W ocenie ekspertów, w porównaniu do metod powierzchniowych podziemne zgazowanie jest procesem dużo bardziej złożonym i trudnym w realizacji.

    Skala możliwych zastosowań produktów podziemnego zgazowania węgla jest szeroka. Gaz o wysokiej zawartości wodoru i tlenku węgla (tzw. gaz syntezowy) może być surowcem dla przemysłu chemicznego, np. do produkcji paliw płynnych czy metanolu; może też zastępować gaz ziemny. Rodzaj zastosowania zależy głównie od składu chemicznego uzyskanych gazów, a ten wynika przede wszystkim z rodzaju czynnika zgazowującego.

    Naukowcy wskazują, że mimo wielu lat doświadczeń w różnych częściach świata, technologia podziemnego zgazowania węgla nie dojrzała jeszcze w pełni do zastosowania przemysłowego, choć są już pierwsze projekty w tym zakresie - w Australii, RPA. Indiach i Kanadzie.

    W Australii firma Linc Energy zamierza zgazowywać węgiel pod ziemią na potrzeby produkcji gazu syntezowego i wytwarzania paliw ciekłych. Realizacja projektu jest obecnie na etapie wyboru miejsca i projektowania instalacji przemysłowej o wydajności 20 tys. baryłek na dobę. W Kanadzie firma Alberta Energy Technologies realizuje pilotażowy projekt podziemnego zgazowania węgla w złożu na głębokości 1400 m. Rozpoczęty sześć lat temu projekt w Indiach jest na etapie zaawansowanego projektowania inżynierskiego i uzyskiwania stosownych pozwoleń. W RPA firma African Carbon Energy zakłada stworzenie instalacji na przemysłową skalę w latach 2011-13.

    Główny Instytut Górnictwa zamierza kontynuować badania nad podziemnym zgazowaniem węgla, uważając, że technologia ta może być w przyszłości interesująca dla przemysłu wydobywczego. Badania będą prowadzone w Centrum Czystych Technologii Węglowych, tworzonym z unijnych środków przez GIG oraz Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu. MAB

    PAP - Nauka w Polsce

    abe/ bk/bsz

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Gaz generatorowy – palny gaz powstały w wyniku zgazowania paliwa stałego, np. węgla, drewna (gaz drzewny) lub innego rodzaju biomasy. W zależności od składu paliwa, składu czynnika zgazowującego oraz konstrukcji gazogeneratora, skład gazu generatorowego może być różny, przy czym praktycznie zawsze składa się on z wodoru, tlenku węgla, metanu, pary wodnej, dwutlenku węgla i azotu. Czynnik zgazowujący to gaz dostarczany w procesie zgazowania do gazogeneratora. Jest on nośnikiem tlenu służącego w procesie zgazowania do zamiany pierwiastka węgla zawartego w paliwach stałych do gazowej postaci (tlenek węgla) w gazie generatorowym. Gazogenerator (czadnica, zgazowarka, generator gazu drzewnego) – urządzenie służące do produkcji gazu generatorowego (drzewnego) w procesie zgazowania.

    Ludwig Mond (7 marca 1839 Kassel - 11 grudnia 1909 Londyn) – angielski przemysłowiec i chemik, pochodzenia niemieckiego (pochodził z rodziny niemieckich Żydów). W 1883 roku opracował metodę zgazowania węgla powietrzem. Mond uzyskał karbonylek niklu, który następnie wykorzystał do otrzymywania niklu na skalę przemysłową. Był członkiem Royal Society w Londynie. Projekt celowy – projekt w wyniku którego powstaje nowy bądź zmodernizowany wyrób lub wdrożona nowoczesna technologia. Głównym celem programu jest stworzenie systemu umożliwiającego finansowanie badań naukowych, rozwinięcie zaplecza naukowo-badawczego oraz poszerzenie współpracy z podmiotami gospodarczymi. Projekty celowe kierowane są do małych i średnich przedsiębiorstw. Program został uruchomiony w 2001 roku na wniosek ówczesnego Ministra Nauki i Informatyzacji (obecne Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego), a realizacja działań została powierzona organizacji pozarządowej.

    Gaz drzewny, holzgas jest gazem generatorowym produkowanym w procesie zgazowania z drewna w urządzeniu zwanym gazogeneratorem. Projekt Proteus – projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007–2013. Proteus to ultranowoczesny, zintegrowany system przeznaczony do działań antyterrorystycznych i antykryzysowych realizowany przez konsorcjum wiodących ośrodków naukowo-badawczych w Polsce. Działania służb mają wspomagać m.in. trzy wielofunkcyjne roboty, samolot bezzałogowy oraz mobilne centrum dowodzenia. System ma być w całości zintegrowany, co jest innowacją w skali światowej i stanowi poważne wyzwanie dla inżynierów pracujących przy projekcie. Realizacja projektu rozpoczęła się w 2009 roku, a jego zakończenie planowane jest na rok 2013.

    Zbiornik gazu jest to zbiornik ciśnieniowy, w którym magazynuje się paliwo w stanie ciekłym, może być naziemny lub podziemny. Jest wykonany z wysokiej jakości stali odpornej na warunki atmosferyczne oraz uszkodzenia mechaniczne. Ogólnodostępne są dwa kształty zbiornika: torusa i cylindra. Montowany jest na betonowej płycie. Aby zbiornik mógł być w ciągłej eksploatacji musi posiadać certyfikat, który gwarantuje szczelność oraz bezpieczeństwo używania. Certyfikat jest wystawiany na okres 10 lat. Urządzenie to wymaga oddzielnego pozwolenia na budowę oraz projektu, który wykonuje projektant z uprawnieniami budowlanymi w zakresie projektowania sieci i instalacji gazowych. Zbiornik powinien być zamontowany w bezpiecznych odległościach od: Mars-500 – rosyjski eksperyment, który rozpoczął się w marcu 2009 roku i ma za zadanie przygotować ludzi do lotu na Marsa. Polega on na przetrzymywaniu przez ponad 500 dni (stąd nazwa) 6 ochotników w zamknięciu, by zbadać ich psychikę. Najpierw jednak ochotnicy spędzili w odosobnieniu 105 dni. 3 czerwca 2010 rozpoczął się właściwy etap eksperymentu - symulacja pełnego, trwającego 520 dni lotu na Marsa. Izolacja skończy się 5 listopada 2011. Projekt jest realizowany w moskiewskim instytucie biologiczno-medycznym.

    Wirtualne Muzea Małopolski - projekt, którego celem jest digitalizacja zbiorów muzealnych, utworzenie Regionalnej Pracowni Digitalizacji oraz portalu prezentującego 700 eksponatów z kolekcji 35 muzeów z terenu Małopolski. WMM to projekt, realizowany przez Departament Rozwoju Gospodarczego Urzędu Marszałkowskiego Województwa Małopolskiego – Lidera projektu, w partnerstwie z Małopolskim Instytutem Kultury – Partnerem i głównym realizatorem projektu, w porozumieniu z 35 małopolskimi muzeami.

    Eksperyment pedagogiczny (łac. experimentum – doświadczenie, badanie) – metoda badań pedagogicznych oparta głównie na technice obserwacji (przy czym nie każda obserwacja jest eksperymentem, za to każdy eksperyment ma związek z obserwacją, sam będąc od niej bardziej złożony), szczególny rodzaj eksperymentu naturalnego, który znajduje swoje zastosowanie w oświacie, dydaktyce oraz wychowaniu.

    IGCC (ang. integrated gasification combined cycle) - technologia bloku gazowo-parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa lub też kompleks zgazowania pozostałości rafineryjnych - jest to technologia umożliwiająca budowanie elektrowni, o znacznie większej sprawności - 45-55 %, w porównaniu do konwencjonalnych elektrowni węglowych, dla których sprawność wynosi 25-35 %. Dodatkowo, elektrownie IGCC są o wiele bardziej ekologiczne - zużycie wody ok. połowy w porównaniu do konwencjonalnych technologii, emisja NOX, dwutlenku siarki i dwutlenku węgla spełnia wszelkie normy EU, a stosunek związania węgla sięga nawet 99,7 %. Projekt architektoniczny - projekt, którego celem jest opracowanie planów niezbędnych do uruchomienia procesu budowlanego którym jest budowa, przebudowa lub remont obiektu budowlanego a także planów niezbędnych do jego prawidłowego zakończenia. Projekt architektoniczny może być poprzedzony projektem rozbiórki istniejącego obiektu budowlanego. Często jest wykonywany na podstawie koncepcji osoby, którą nazywa się projektantem a później architektem.

    Przechowywanie wodoru – dział techniki poświęcony metodom przechowywania wodoru, głównie jako paliwa o bardzo wysokiej wartości energetycznej. Przechowywanie wodoru jest przedmiotem badań licznych, zarówno cywilnych jak i wojskowych, ośrodków naukowych, szczególnie w kontekście zwiększonego zainteresowania bezpieczeństwem energetycznym i polityką ochrony środowiska naturalnego przed szkodliwymi skutkami użytkowania paliw kopalnych. Atrakcyjność wodoru jako źródła energii wynika z tego, że można go stosunkowo łatwo pozyskiwać z gazu ziemnego oraz wody, która jest też jedynym produktem jego spalania lub utleniania tlenem. Gazy prochowe - produkty spalania ładunku miotającego (prochu czarnego lub bezdymnego) w lufie. W momencie powstawania temperatura gazów prochowych (powstałych z prochu bezdymnego) sięga 2500-3500 K, w chwili opuszczenia lufy przez pocisk jest już niższa i wynosi ok. 2000 K. Ciśnienie gazów prochowych zależy od żywości i charakterystyki prochu. Skład gazów prochowych zależy od rodzaju prochu. W przypadku prochów bezdymnych głównymi składnikiami są: tlenek węgla, wodór, azot, para wodna, a także niewielkie ilości tlenu, metanu, i amoniaku. Energia gazów prochowych jest wykorzystywana do nadania prędkości pociskowi (praca główna gazów prochowych). Część energii gazów prochowych jest zużywana do wykonania prac ubocznych (szkodliwych) (zjawisko odrzutu broni, nagrzewanie się broni).

    Projekt zagospodarowania złoża (w skrócie: PZZ) - dokument określający wymagania w zakresie racjonalnej gospodarki złożem oraz technologii eksploatacji sporządzany dla zakładu górniczego przez podmiot ubiegający się o przyznanie koncesji na eksploatację złoża kopaliny. Stanowi obligatoryjny załącznik do wniosku o udzielenie koncesji wydobywczej, z wyłączeniem jednak wniosków kierowanych do starosty powiatu (o tzw. koncesje starostowskie). Technologia eksploatacji danego złoża winna uwzględniać racjonalną i kompleksową eksploatację z użyciem technik minimalizujących niekorzystny wpływ na środowisko. Podstawą sporządzenia PZZ jest dokumentacja geologiczna, przy czym przepisy nie stanowią minimalnej kategorii rozpoznania złoża, w której sporządzana jest dokumentacja. Sporządzenie PZZ nie wymaga posiadania stwierdzonych kwalifikacji w zakresie geologii lub górnictwa. Projekt zagospodarowania złoża nie podlega formalnemu zatwierdzeniu, choć przyjmuje się, że - jako załącznik do wniosku o koncesję, jest zatwierdzany poprzez wydanie koncesji. PZZ może być przez przedsiębiorcę zmieniony, co powinno następować w formie dodatku do projektu. Zmiana PZZ nie może sprzeciwiać się warunkom określonym w koncesji. Instytut Technik Innowacyjnych EMAG jest instytutem badawczym zajmującym się kompleksowym opracowywaniem a także wdrażaniem nowoczesnych urządzeń, systemów oraz technologii. Realizator prac naukowych, badawczo-rozwojowych, konstrukcyjnych i ekspertyz w zakresie elektrotechniki, automatyki przemysłowej, telekomunikacji, systemów monitorowania i urządzeń bezpieczeństwa, systemów sterowania procesami, informatyki technicznej, sieciowych systemów informacyjnych, racjonalnego użytkowania paliw i energii oraz ochrony środowiska. Ofertę EMAG-u uzupełniają: badania specjalistyczne, atestacyjne i certyfikacyjne przeprowadzane w Centrum Badań i Certyfikacji (m.in. w unikatowej Pracowni Badań Kompatybilności Elektromagnetycznej) posiadającym akredytacje PCA, małoseryjna produkcja aparatury i urządzeń oraz usługi serwisowe. EMAG posiada własny ośrodek szkolenia oraz wydaje własne czasopismo naukowo-techniczne "Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa", poradniki, instrukcje i monografie. EMAG to lider wielu segmentów rynku - m.in. w zakresie aparatury i systemów bezpieczeństwa i monitorowania zagrożeń naturalnych, systemów automatyki kontroli parametrów jakościowych węgla. Misją i głównym celem Instytutu EMAG jest opracowywanie nowych innowacyjnych rozwiązań oraz doskonalenie istniejących urządzeń, technologii i systemów przyczyniających się do poprawy efektywności procesów produkcyjnych, wzrostu bezpieczeństwa pracy i jakości życia. Siedziba Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG mieści się w Katowicach.

    Misja New Worlds – projekt planujący budowę dużego okultera w przestrzeni kosmicznej stworzony do blokowania światła w pobliżu gwiazd, w celu obserwowania na ich orbitach planet. Obserwacje mogłyby być podjęte z istniejącego teleskopu kosmicznego, prawdopodobnie z użyciem Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, który jest w fazie projektu i budowy, lub specjalnie stworzonego do tego celu teleskopu światła widzialnego, mającego na celu tylko znajdowanie planet. Program w latach 2004-2008 finansowany był przez NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC), i kierowany przez dr. Webstera Casha z University of Colorado w Boulder, we współpracy z Ball Aerospace & Technologies Corp., Northrop Grumman, Southwest Research Institute i innymi. W 2010 r. projekt szukał wsparcia finansowego w NASA i w innych źródłach w wysokości 3 mld dolarów, wskutek czego rozpoczęcie projektu mogłoby być możliwe w 2011 r. (projekt został wymieniony przez NASA w planach strategicznych na rok 2011), a teleskop mógłby zostać uruchomiony w 2019 r., a starshade w 2020 r., natomiast rozpoczęcie badań naukowych nastąpiłoby w 2020 r.

    Dodano: 25.06.2010. 06:18  


    Najnowsze