Proč si zapálit uhlí pod nohama

9.10.2015

TECHNOLOGIE - Spalovat uhlí ještě pod zemí se může zdát nesmyslné, ale ve skutečnosti nám může otevřít zcela nová ložiska paliv.

Zoom galleryV Čechách jsme nechtěli, v Polsku to těžařům vyšlo. Na dole Barbara nedaleko Katowic letos úspěšně skončily zkoušky metody, kterou Češi a české Ministerstvo životního prostředí u nás před třemi lety odmítli. Geologové ve spolupráci s dalšími odborníky do podzemí přivedli kyslík a zapálili část tamní podzemní uhelné sloje. V rámci hledání nového, čistšího způsobu získávání energie z uhlí.

Pokus v Polsku navazuje na poměrně dlouhou tradici. Postup zplyňování uhlí je známý už od 19. století a běžně se používá. Ovšem obvykle na povrchu, tedy ve speciálně připravených kotlech. Pod zem se přesunul až později a v malém měřítku. Nápad přesunout zplyňování pod zem vznikl zřejmě v různých hlavách, z nichž zmiňme alespoň některé známé, jako Dmitrije Mendělejeva. Ve Velké Británii se připravoval i zkušební provoz, který měl vést Nobelovou cenou ověnčený chemik William Ramsay.

Technologie se dostala do praxe do značné míry díky tomu, že si o ní Lenin přečetl v novinách.

Pokus překazila válka, ale stejně pomohl technologii k prvnímu praktickému užití. Článek o chystaném projektu si totiž přečetl ve svém švýcarském exilu jistý V. I. Lenin a nezapomněl na něj. Myšlenka s Leninem nezemřela a na začátku 30. let se Sověti pustili do experimentování s touto metodou. První úspěšný pokus proběhl v roce 1934, a v době po první světové válce bylo v SSSR v provozu pět podzemních „spaloven“. Po objevu velkých zásob zemního plynu byla většina z nich uzavřena.

V posledních letech ale zájem o technologii znovu ožívá. Do ověřovacích projektů se investovalo nejen v EU, ale také v Jižní Africe, Austrálii či Číně. Chystá se po desetiletích i projekt v USA. Co je na pohled na tak šíleném nápadu zajímavého?

Hodit sirku nestačí

V principu není proces vůbec složitý. Není k němu zapotřebí žádného speciálního vybavení, do vybraného ložiska se prostě udělají dva vrty: jeden do něj přivádí okysličovadlo, které umožňuje hoření sloje. Lze použít vzduch, ale z technologického hlediska je lepší používat třeba kyslík (hlavně v kombinaci s vodou), protože pak vzniká čistší výsledný produkt. Tím je plyn, který se odebírá z druhého zmiňovaného vrtu. Jde v podstatě o tzv. energoplyn, což je směs oxidu uhelnatého, uhličitého, vodní páry, vodíku, metanu a dalších uhlovodíků. Z energetického hlediska jsou zajímavé hlavně právě uhlovodíky. Plyn unikající z vrtu je nutné ještě zbavit nečistot (do jaké míry, to záleží na tom, jak a v jakém zařízení se má spalovat), a pak ho lze použít jako palivo například místo zemního plynu.

Při teplotách nad 400 °C se přímo do uhelných slojí přivádí okysličovadlo a odvádějí se vznikající plynyZoom gallery
Při teplotách nad 400 °C se přímo do uhelných slojí přivádí okysličovadlo a odvádějí se vznikající plyny

Základní postup je sice jednoduchý, a proto se zplyňování uhlí používá už od 19. století, ale zároveň to není všechno. Ďábel je skryt v detailech, třeba v důkladném geologickém poznání a monitorování daného ložiska, aby nedošlo k úniku plynů či spalin z ložiska do okolí (což je pak ohromný a těžko řešitelný problém), ke znečištění podzemních vod a tak podobně.

Což není nic jednoduchého, protože zplodiny z hoření a jiné znečišťující látky z uhlí se mohou při nevhodném zacházení šířit velmi snadno. Geologové musí soustavně sledovat kvalitu podzemní vody, její tlak v okolních horninách a tak dále. Za těchto předpokladů lze dosáhnout bezpečného provozu, jak nasvědčuje alespoň většina dosavadních zkušeností.

Dá se dělat chytře

Vrty ale nemusí být jen „díry kolmo do země“. Vhodnou volbou místa a případně i navrtáním sloje lze zvýšit efektivitu hoření, a tím dosáhnout zvýšení efektivity i snížení množství zplodin ve vznikajícím plynu. Jak ukázaly pokusy prováděné v 90. letech ještě v Evropě, významně může pomoci například vytváření vhodných podzemích „kapes“ přímo v uhlí. Teplota spalování (spolu se složením uhlí) zase výrazně ovlivňuje to, které zplodiny během spalování vznikají a v jakém množství.

Mimochodem, stejné testy potvrdily i to, že při procesu vzniká poměrně velké množství vodíku, který byl donedávna považovaný za odpad. Což ale dnes už rozhodně neplatí: vodík je poměrně žádanou surovinou pro chemický průmysl a navíc se – třeba právě v západní Evropě – reálně uvažuje o jeho využití ke skladování energie. Například k uložení přebytků výroby z větrných elektráren. Má to tu výhodu, že by se mohlo využít stávající infrastruktury: vodík by se mohl skladovat v plynovodech se zemním plynem. I proto je evropský projekt, který proběhl v Polsku, do značné míry zaměřený na studium získávání vodíku touto metodou.

Technologie se považuje za „čisté spalování uhlí“. Pokud se plyn využívá k výrobě elektřiny, je podstatně méně znečišťující než klasická povrchová těžba a spalování plynu v průměrné dnešní elektrárně: podle pilotních projektů vzniká při zplyňování uhlí zhruba o čtvrtinu méně skleníkových plynů, o tři čtvrtiny méně oxidů dusíku a o 95 procent méně sirných sloučenin. Není to úplně korektní srovnání, protože zcela nové uhelné elektrárny jsou účinnější a méně znečišťují, ale důležité je, že technologie je v podstatě dosti šetrná a má potenciál úspory ještě zvýšit.

Když pomineme ekonomickou stránku věci, která závisí hlavně na místních cenách energie, nevýhodou může být zejména nebezpečí pro životní prostředí, tedy znečištění podzemních vod a případně i těsně podpovrchových vrstev půdy. Nejlepším řešením se zdá jednoduše přesun do větších hloubek, odkud se případné znečištění na povrch může dostat jen těžko.

800 m a níže jsou zhruba hloubky, ve kterých se podle odborníků dá provádět podzemní spalování uhlí s velmi vysokou mírou bezpečnosti.

Nevýhodou je, že provoz vyžaduje vodu, a to v poměrně velkých objemech, takže je nevhodný pro oblasti, kde jí je nedostatek.

Kdo ho bude chtít

Ve vyspělých zemích, a to nejen u nás v Karviné či na Kladensku, občané pokusy či přímo provozy s podzemním zplyňováním uhlí poměrně jednoznačně odmítají. V australském Queenslandu tamní regionální vláda odmítla schválit přechod pilotního provozu do plně komerčního, protože při zplyňování došlo k úniku zplodin do půdy nad slojí, která ležela méně než sto metrů pod povrchem. (Tady zřejmě došlo k chybě na straně provozovatele a toto riziko je dalším důvodem, proč technologii používat hlavně ve větších hloubkách.)

Jak jsme viděli na polském příkladu, odmítání není jednoznačné. Hlavní důvod je ten, že postup dokáže (zatím jen hypoteticky) využít i zásoby uhlí, které se tradičním způsobem jednoduše využít nedají – což je drtivá většina všech známých uhelných slojí. Zhruba 85 procent z nich se tradičními technikami těžit nedá, ale podzemní zplyňování uhlí by mohlo zpřístupnit velkou část v nich skryté energie. Některé země jsou na tom lépe, některé hůře, ale u velkých zemí (Čína, Indie) se poměr využitelných a nevyužitelných zásob blíží světovému průměru. V Evropě by se pomocí zplyňování daly například využít ohromné zásoby uhlí skrývající se pod Severním mořem.

Zastánci technologie se však spíše domnívají, že by mohla uspět v rozvojových částech světa. V místech, kde je poměrně těžké sehnat investiční kapitál, je například možné ocenit, že může jít v podstatě o poměrně jednoduchý postup. Odpadá stavba samotného elektrárenského kotle, zapotřebí je „jen“ na separaci zplodin z plynu a provoz na jeho spalování či distribuci do míst spotřeby.

(spe)

(Fotografie v úvodu je z hořícího povrchového australského lomu Hazelwood z roku 2014. Dává představu o tom, kolik energie se může uvolnit zapálením podzemní sloje. 

Svět plný energie > Témata > Proč si zapálit uhlí pod nohama

Aktuality
16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt:

Aktuality
16.7.2019 Emisních povolenek znovu ubude

AKTUALITY - Přebytek emisních povolenek na trhu je podle dat Evropské komise pro 2019 stejný jako v loňském roce. celý článek

13.5.2019 Uranová kostka z válečného Německa

AKTUALITY - Fyziky z univerzity v Marylandu překvapila nečekaná anonymní zásilka, ze které se vyklubala palivová kostka z nacistického jaderného reaktoru. celý článek

15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt: