Niemcy zamierzają do roku 2050 oprzeć swoją energetykę w 50% na relatywnie drogich, odnawialnych nośnikach energii. Tymczasem tamtejszy koncern RWE-Power dokumentuje działaniami badawczo-wdrożeniowymi, że elektrownie na bazie rodzimego węgla brunatnego są nie tylko najtańszymi w eksploatacji, ale w dodatku coraz efektywniej dostosowują się do wymogów ochrony.

Elektrownia, zasilana węglem brunatnym, z optymalną techniką aparaturową – określoną skrótem BoA – w miejscowości Niederaussem koło Kolonii dowodzi, że również po roku 2050 będzie ta technologia znaczącą bazą wytwarzania taniej energii elektrycznej w Niemczech.

Koncern RWE-Power dysponuje 34 blokami energetycznymi, zasilanymi węglem brunatnym, w miejscowościach: Frimmersdorf, Neurath, Niederaussem oraz Weisweiler o globalnej mocy 10.000 MW. Te elektrownie spalają rocznie 85 mln ton węgla brunatnego z kopalń odkrywkowych w: Hambach, Garzweiler oraz Inden. Z tej masy paliwa wytwarza się rocznie 70 mld kWh energii elektrycznej. Stanowi to 14% rocznego zapotrzebowania Niemiec.

Celem RWE-Power jest długoterminowe wytwarzanie energii elektrycznej bez jakichkolwiek subwencji i w warunkach pełnej konkurencyjności, aby tą drogą zapewnić Nadreńskiemu Zagłębiu Węgla Brunatnego trwałą w czasie, wysoce opłacalną eksploatację. Tak sformułowana strategia długoterminowego funkcjonowania koncernu RWE-Power jest powiązana z systematyczną modernizacją posiadanego parku elektrowni. Pierwszym krokiem w tej dziedzinie było oddanie w 2002 roku bloku energetycznego z optymalną techniką aparaturową BoA – o mocy 1000 MW.

Piętnaście kilometrów na północny-zachód od Kolonii jest miejscowość Niederaussem, gdzie przetwarza się od 1963 roku węgiel brunatny do energii elektrycznej (rys. 1). Jesienią 2002 roku przekazano do eksploatacji najnowszy i najefektywniejszy w świecie blok energetyczny BoA na bazie węgla brunatnego o mocy netto 965 MW do sieci krajowej. Blok ten zaopatruje 4,7 mln mieszkańców RFN w ten dziś podstawowy nośnik energii. Budynek kotłowni sięga wysokości 167,5 metra, a chłodnia kominowa jest 200-metrowa. Na jej zbudowanie zużyto 17.500 m sześc. betonu. Turbina waży 1.850 ton, a elektrogenerator jest o podobnej masie.

Podczas pełnego ruchu bloku zużywa się 20.000 ton/dobę węgla brunatnego, wytwarzając 63.000 ton pary wodnej. Koszty budowy tego obiektu wyniosły 1,2 mld euro, przy czym wskaźnikami techniczno-ekonomicznymi blok przewyższa wszystkie dotychczas zbudowane na Ziemi. Zbudowane w latach 90. minionego wieku elektrownie w Lippendorf oraz w Schwarze-Pumpe w RFN osiągają sprawności 42%, a BoA – jak podano wcześniej – powyżej 43%. Te różnice owocują nie tylko niższym przepałem węgla, ale również mniejszą emisją CO2 i SO2 do atmosfery w przeliczeniu na każdy kW mocy.

Optymalizacja
Aby uzyskać najwyższą w świecie sprawność wśród pracujących elektrowni węgla brunatnego, trzeba było uefektywnić każdy jej fragment aparaturowo-maszynowy, co ilustrują rys. 2 i 3. Jednocześnie przeanalizowano koszty inwestycyjne, jak i eksploatacyjne. Znaczącym ich elementem jest moc bloku energetycznego, co dokładnie uwidacznia różnica w stosunku do dwóch mniejszych bloków, każdego o mocy 500 MW. Nowy blok zatrudnia tylko 100 pracowników, a koszty płacowe – jak wiadomo – stanowią pokaźną pozycję w bilansie bieżących wydatków. Roczny czas eksploatacji bloku BoA wynosi 7.500 godzin z produkcją 7,2 ThW energii elektrycznej.

Dla podkreślenia tej efektywności warto przytoczyć porównanie, wg którego cztery takie bloki mogą przekazać do sieci energetycznej RFN więcej energii elektrycznej, niż wszystkie – znacznie dotowane – instalacje energetyczne na bazie odnawialnych nośników energii, eksploatowane na przestrzeni 2003 roku. Elektrownie wiatrowe pracują rocznie w Niemczech na poziomie mocy projektowych przez 1300 godzin, ogniwa fotowoltaiczne przez 650 godzin, biogazownie przez 5800 godzin, podczas gdy blok BoA Niederaussem aż 7500 h/rok.

Uwzględniając w dodatku niskie sprawności elektrowni na bazie odnawialnych nośników energii, relatywnie krótkie roczne cykle eksploatacyjne na poziomie mocy projektowych oraz koszty dowozu biomasy do biogazowni - ma się wystarczające umotywowanie relatywnie bardzo niskich kosztów wytwarzania energii elektrycznej z węgla brunatnego i to nie tylko w RFN.

Rozwój
Koncern RWE-Power kontynuuje badania nad dalszym uefektywnianiem bloków BoA. Kolejna podwyżka wskaźnika sprawności zostanie wypracowana poprzez wzrost parametrów pary wodnej, kierowanej na turbinę, jak i poprzez suszenie węgla wsadowego.

Z kolei VATTENFALL EUROPE opracowuje blok energetyczny zasilany węglem brunatnym z eliminacją emisji CO2 do atmosfery. Pilotowa elektrownia tej generacji winna podjąć działania w 2013 roku, a przemysłowa będzie oddana do eksploatacji w roku 2025.

Dziś wytwarza się w Niemczech 27% energii elektrycznej z węgla brunatnego. Jest to najtańsza energia, zapewniająca wysoką konkurencyjność wszystkich gałęzi gospodarki RFN w stosunku do podobnych za jej granicami.

Polska również dysponuje pokaźnymi pokładami węgla brunatnego, czekającymi na znacznie większą niż obecnie eksploatację – być może - najefektywniej w kooperacji z RWE-Power?
Obok dziś eksploatowanych pokładów węgla brunatnego w Bełchatowie, Koninie, Turowie czy Adamowie, na nowe elektrownie wciąż jeszcze czekają największe pola, do których zaliczają się: Opolsko-Legnickie, Rów Poznański, Gubin i Rzepin.

Nasze udokumentowane zasoby węgla brunatnego w wysokości 11 mld ton są ogromne nawet w zestawieniu z udokumentowanymi 29 mld ton węgla kamiennego. To prawdopodobnie one (węgiel brunatny) będą stanowić bazę rozwoju naszej gospodarki w okresie kilku najbliższych stuleci.

Dokończenie znajdziesz w wydaniu papierowym. Zamów prenumeratę miesięcznika ENERGIA GIGAWAT w cenie 108 zł za cały rok, 54 zł - za pół roku lub 27 zł - za kwartał. Możesz skorzystać z formularza, który znajdziesz tutaj

Zamów prenumeratę