Opis projektu
Transformacja energetyczna Polski i Europy wymaga nie tylko zwiększania udziału odnawialnych źródeł energii, ale także wdrażania technologii umożliwiających ich efektywne wykorzystanie. Jednym z kluczowych wyzwań pozostaje zmienność produkcji energii z OZE – wiatru i słońca – która powoduje okresowe nadwyżki energii oraz problemy z bilansowaniem systemu elektroenergetycznego. Odpowiedzią na to wyzwanie jest rozwój technologii magazynowania energii oraz integracji sektorów energetyki, gazownictwa i przemysłu. Projekt CO₂ SNG realizowany przez TAURON w latach 2015–2019 na terenie Elektrowni Łaziska stanowi przykład przełomowego rozwiązania wpisującego się w te cele, łączącego dekarbonizację z budową nowego rynku paliw syntetycznych. Już od 2010 roku spółka rozwijała kompetencje w zakresie wychwytu dwutlenku węgla ze spalin, prowadząc prace nad technologiami zmiennociśnieniowymi wychwytu CO₂ oraz absorpcji aminowej integrując instalację CCS z blokami energetycznymi. Te wczesne inicjatywy nie były jedynie eksperymentami laboratoryjnymi – stanowiły świadomy element strategii przygotowania do przyszłej transformacji energetycznej, w której redukcja emisji CO₂ będzie ściśle powiązana z jego przemysłowym wykorzystaniem. Zdobyta w tym okresie wiedza operacyjna, doświadczenie w pracy z rzeczywistym strumieniem spalin oraz rozwinięta infrastruktura pilotażowa pozwoliły TAURON przejść do kolejnego etapu – transformacji CO₂ z problemu środowiskowego w pełnoprawny surowiec energetyczny. Prawdziwy przełom nastąpił w 2015 roku, kiedy powołano międzynarodowe konsorcjum projektowe CO₂ SNG i rozpoczęto realizację jednego z najbardziej zaawansowanych w Europie projektów integrujących wychwyt CO₂ z jego wykorzystaniem w technologii Power to Gas.
Projekt CO₂ SNG, realizowany w latach 2015–2019 na terenie Elektrowni Łaziska, miał na celu rozwiązanie dwóch kluczowych wyzwań transformacji energetycznej: efektywnego zagospodarowania emisji dwutlenku węgla oraz magazynowania energii z odnawialnych źródeł. W centrum technologii znajduje się proces metanizacji, w którym CO₂ wychwycony ze spalin łączy się z wodorem produkowanym w elektrolizerze, tworząc syntetyczny gaz ziemny (SNG). Wodór powstaje w wyniku elektrolizy wody, wykorzystującej energię elektryczną – docelowo pochodzącą z OZE – a następnie reaguje z CO₂ w reaktorze katalitycznym, w warunkach podwyższonej temperatury i ciśnienia. Efektem jest wysokiej jakości metan syntetyczny, który może być bezpośrednio wykorzystywany w istniejącej infrastrukturze gazowej, magazynowany w systemie gazowym lub przetwarzany do postaci CNG jako paliwo dla transportu. Tym samym projekt stanowi praktyczne wdrożenie koncepcji Power to Gas, umożliwiającej konwersję energii elektrycznej w nośnik chemiczny o wysokiej gęstości energetycznej i szerokich możliwościach zastosowania.
Kluczową siłą projektu było międzynarodowe konsorcjum, które połączyło kompetencje naukowe, inżynieryjne i przemysłowe. Oprócz TAURON Wytwarzanie S.A. – lidera projektu – w jego skład weszli: Francuska Komisja Energii Alternatywnych i Energii Atomowej (CEA), francuska firma ATMOSTAT, Akademia Górniczo Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie (AGH), Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla (IChPW), RAFAKO S.A., West Technology & Trading Sp. z o.o. (WTT Polska) oraz Exergon Sp. z o.o. Każdy z partnerów wnosił unikatowy wkład – od badań nad kinetyką reakcji i katalizatorami, przez projektowanie i budowę reaktorów, modelowanie termodynamiczne i integrację cieplną, aż po przygotowanie dokumentacji technicznej i analiz biznesowych. Dzięki temu projekt CO₂ SNG był prowadzony kompleksowo – od poziomu badań podstawowych, przez demonstrację w skali pilotowej, aż po przygotowanie do wdrożenia przemysłowego. Budowa instalacji demonstracyjnej, jej integracja z systemem wychwytu CO₂ oraz przeprowadzenie długoterminowych testów operacyjnych stanowiły istotny krok w kierunku komercjalizacji technologii.
Jednym z najważniejszych aspektów projektu CO₂ SNG jest jego silne zakorzenienie w koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ). W tradycyjnym modelu energetycznym CO₂ jest odpadem powstającym w wyniku spalania paliw kopalnych. W modelu wdrażanym przez TAURON zostaje on przekształcony w pełnowartościowy surowiec, który wraca do obiegu gospodarczego w postaci paliwa syntetycznego. Oznacza to, że atomy węgla zawarte w CO₂ nie są emitowane do atmosfery, lecz pozostają w cyklu technologicznym, gdzie mogą być wielokrotnie wykorzystywane. Co więcej, integracja procesu metanizacji z odnawialnymi źródłami energii pozwala na efektywne magazynowanie nadwyżek energii w postaci gazu, który może być przechowywany sezonowo, transportowany na duże odległości i wykorzystany w różnych sektorach gospodarki. To podejście wpisuje się w szerszy trend sektor coupling, łączący energetykę, gazownictwo i przemysł, oraz tworzący nowe ścieżki dekarbonizacji dla sektorów trudnych do elektryfikacji. Dodatkowym atutem technologii jest możliwość wykorzystania istniejącej infrastruktury gazowej, co znacząco obniża koszty wdrożeń i przyspiesza skalowanie rozwiązań.
Projekt CO₂ SNG to nie tylko demonstracja technologii, ale również platforma budowania kompetencji i doświadczenia w obszarze nowej energetyki. Testy przeprowadzone w Elektrowni Łaziska pozwoliły zweryfikować działanie instalacji w rzeczywistych warunkach przemysłowych, potwierdzić jej elastyczność pracy w zakresie zmiennych obciążeń oraz ocenić efektywność energetyczną całego układu. Zdobyta wiedza stanowi bezpośrednią podstawę do dalszego rozwoju projektów Power to X i technologii opartych na wodorze. To właśnie na bazie doświadczeń z projektów badawczo rozwojowych, w tym CO₂ SNG, TAURON rozwija obecnie Program Inwestycyjny „Śląska Dolina Zielonych Paliw”. W jego ramach realizowane są projekty HP HRS oraz SILVANUS, rozwijane przez TAURON H2, które kontynuują ideę wykorzystania wodoru i odnawialnych źródeł energii do budowy nowoczesnego, niskoemisyjnego systemu energetycznego.
Pobierz folder