Mimo rozwoju wielu nowych źródeł energii nie maleje przydatność węgla dla energetyki. Spalanie węgla stanowi źródło ponad 50% energii elektrycznej w wielu krajach świata, w tym USA, zaś jego cena jest o ponad połowę mniejsza niż innych paliw. Wykorzystanie węgla na tak wielką skalę budzi jednak zastrzeżenia natury nie - ekonomicznej, lecz ekologicznej.

Od 1970 r. Stany Zjednoczone potroiły zużycie węgla w energetyce zmniejszając jednocześnie emisję zanieczyszczeń o 30-50%. Najnowocześniejsze elektrownie węglowe emitują obecnie mniej zanieczyszczeń niż większość turbin gazowych w przeliczeniu na jednostkę produkcji. Mimo to w oczach społeczeństwa i kręgów decyzyjnych węgiel pozostaje "brudnym" paliwem. Jednak już w najbliższej przyszłości ten niekorzystny wizerunek węgla jako uciążliwego paliwa energetycznego może polepszyć się dzięki wdrażaniu nowych kotłów z cyrkulującym łożem fluidalnym. Kotły te umożliwiają bowiem spalanie różnych paliw niskiej jakości (a nawet odpadów) przy spełnieniu najbardziej rygorystycznych ograniczeń ochrony środowiska.
Dobiega końca realizacja najważniejszego amerykańskiego przedsięwzięcia w tym zakresie w elektrowni Northside na Florydzie. Z pomocą Departamentu Energetyki USA dwa przestarzałe bloki olejowo-gazowe zostaną zastąpione przez najnowocześniejsze kotły z cyrkulującym łożem fluidalnym. W ramach programu Technologii Czystego Węgla rząd amerykański sfinansował blisko 1 całkowitego kosztu (309 mln dolarów) modernizacji bloku węglowego nr 2. Dwa nowe kotły węglowe z cyrkulującym łożem fluidalnym na blokach 1, 2 będą obecnie największymi urządzeniami tego typu na świecie opalanymi wysoko zasiarczonym węglem lub koksem naftowym. Przy mocy znamionowej 297,5 MW, każdy z nich ma osiągnąć sprawność 34% spalając 105 ton węgla na godzinę. Chociaż nowe kotły dostarczone przez korporację energetyczną Foster Wheeler praktycznie nie odbiegają budową od podobnych jednostek opracowanych dotychczas przez tę firmę, to jednak w elektrowni Northside zastosowano kilka nowatorskich rozwiązań proekologicznych:
- Składowisko węgla zlokalizowano pod dwiema największymi na kontynencie kopułami aluminiowymi, każda o pojemności 60.000 ton. Zapewnią one utrzymanie paliwa w suchym stanie oraz będą zapobiegać wtórnemu pyleniu z hałd. Pobliskie morze powodowało dotychczas ciągłe zawilgocenie składowanego węgla obniżając sprawność spalania.
- W elektrowni zostanie uruchomiony pierwszy w kraju system ciągłego rozładunku i transportu węgla ze statków do składowiska. Uszczelniony układ przenośników wyeliminuje ewentualne zanieczyszczenie rzeki Św. Jana, przy której zlokalizowany jest port i elektrownia.
Zastosowanie kotłów z cyrkulującym łożem fluidalnym w elektrowni Northside przyczyni się do zdecydowanego zmniejszenia emisji zanieczyszczeń. Na szczególną uwagę zasługuje obniżenie przewidywanej emisji dwutlenku siarki nawet przy spalaniu koksu naftowego o zawartości aż 8% siarki. Tak wysoka sprawność eliminacji SO2 będzie możliwa dzięki zainstalowaniu skrubera za łożem fluidalnym. Unikalnym rozwiązaniem będzie wykorzystanie w skruberze - jako reagenta - popiołów o wysokiej zawartości wapnia, zawartych w strumieniu wylotowym z kotła. Układ ten ma zapewnić całkowitą sprawność odsiarczania spalin na poziomie 98%. Niska temperatura spalania w kotle fluidalnym przyczynia się samoistnie do obniżenia emisji tlenków azotu. Dodatkowo w modernizowanych blokach zostanie wdrożony system selektywnej niekatalitycznej redukcji (SCRR), w którym następuje iniekcja roztworu amoniaku do strumienia spalin. Do dalszych rozwiązań proekologicznych w tej elektrowni należy wykorzystanie oczyszczonych ścieków jako wody technologicznej (redukcja zużycia wody o 10%) oraz wykorzystanie odpadów paleniskowych do celów budowlanych. Pierwszy z modernizowanych bloków został oddany do eksploatacji w maju br.
Innym wielkim przedsięwzięciem wdrożenia kotłów fluidalnych w Stanach Zjednoczonych będzie rozpoczęta w roku 2001 budowa bloku o mocy 520 MW w elektrowni Seward w Indiana County. Elektrownia ta wykorzysta technologię cyrkulującego łoża fluidalnego dla spalania węgli odpadowych nagromadzonych wokół licznych kopalni w stanie Pensylwania. Podobnie jak w elektrowni Northside, kotły fluidalne w Indiana County zastąpią przestarzałą, liczącą 80 lat elektrownię węglową o mocy 200 MW, przewidzianą do zamknięcia w roku 2003. Podstawowe urządzenia dla elektrowni dostarczy koncern Alstom. Wprowadzenie technologii kotłów z łożem fluidalnym w elektrowni Seward umożliwi utylizację węgli odpadowych gromadzonych na okolicznych hałdach od ponad 100 lat do chwili wejścia w życie przepisów regulujących gospodarkę tymi paliwami. Pomijając problemy estetyczne i krajobrazowe, na hałdach dochodzi do samozapłonów węgla z wydzielaniem zanieczyszczeń i produktów spalania. Planuje się, że elektrownia Seward zużyje ponad 40 mln ton węgli odpadowych w ciągu najbliższych 15 lat. Natomiast w ciągu całego prognozowanego okresu pracy, elektrownia zużyje ponad 100 mln t tego paliwa. Likwidacja hałd nie tylko przywróci piękno krajobrazu, lecz także usunie poważne źródło skażenia wód w zlewiskach okolicznych rzek. Unikalną zaletą opracowanego rozwiązania jest wykorzystanie popiołów z elektrowni do wypełnienia pozostałości po hałdach w celu neutralizacji kwasowości gleby. Równie imponujące będą wskaźniki w zakresie ochrony środowiska: Np. przewiduje się, że emisja dwutlenku siarki spadnie co najmniej siedmiokrotnie. Dla sfinansowania przedsięwzięcia władze stanowe w Pensylwanii udzielą pożyczki 400 mln dolarów. Spłata pożyczki rozpocznie się po 3 latach z zysków osiągniętych przez elektrownię, która zostanie uruchomiona w 2004 r.
Wdrażanie kotłów fluidalnych czyni szybkie postępy również poza kontynentem amerykańskim. W wielu krajach świata doceniono zalety tej nowej technologii dla bloków energetycznych o mocach 100-250 MW. Na czoło wdrażanych modernizacji wysuwa się, zdaniem "Power Magazine", wymiana kotłów w elektrowni Turów. Po zakończeniu instalacji kotłów fluidalnych na blokach 1 do 6 elektrownia ta stanie się największym źródłem mocy na świecie (1500 MW) opartym na tej technologii.
Energetyka światowa zgromadziła na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat bogate doświadczenia w zakresie eksploatacji kotłów fluidalnych. W wyniku realizacji projektów sponsorowanych przez amerykański Departament Energetyki i liczne niezależne firmy, kotły fluidalne przeszły od końca lat 80. przez stadium badań i wdrożeń eksperymentalnych do zastosowania przemysłowego na wielką skalę.
Dotychczasowe sukcesy we wdrażaniu kotłów fluidalnych skłoniły światowych liderów na tym polu do rozpoczęcia prac nad budową jednostek o mocy 600 MW. Prace projektowe nad urządzeniami takiej wielkości prowadzą obecnie Foster Wheeler i Alstom.

Na podstawie: R. Peltier "CFB technology returns coal to the new capacity mix", Power Magazine 3-4/2002 opracował Piotr Olszowiec