ciepłowniczy
3.5. Wydobycie węgla kamiennego w Polsce, jako podstawowego paliwa w ciepłownictwie podstawowego paliwa w ciepłownictwie
Polska posiada stosunkowo duże zasoby paliw stałych (węgiel kamienny i brunatny), niewielkie zasoby gazu ziemnego, znikome zasoby ropy naftowej (Pod red. Ney R. 1996), mały potencjał cieków wodnych oraz dość znaczne zasoby biomasy i energii wód geotermalnych.
Całkowitą ilość paliw w złożach traktuje się jako zasoby geologiczne, z których wydzielane są zasoby bilansowe i pozabilansowe. Zasoby bilansowe to takie, których eksploatacja jest możliwa przy obecnych warunkach technicznych i ekonomicznych.
Zasoby węgla kamiennego w Polsce są znaczne. Znajdują się w dwóch zagłębiach: Górnośląskim Zagłębiu Węglowym – około 79% zasobów oraz Lubelskim Zagłębiu Węglowym – 21%. Ponadto niewielkie zasoby węgla znajdują się w nieczynnym Zagłębiu Dolnośląskim, w którym zaniechano wydobycia z uwagi na jego nieopłacalność.
Według ocen Państwowego Instytutu Geologicznego zasoby węgla kamiennego według stanu na 31 grudnia 2009 roku wyniosły odpowiednio: zasoby bilansowe – 44,4 mld Mg, zasoby pozabilansowe 24,2 mld Mg. W zasobach bilansowych węgiel energetyczny stanowił 32,3 mld Mg (73%), a węgiel koksowy 11,6 mld Mg (27%). Warto zwrócić uwagę na olbrzymią rozpiętość między zasobami bilansowymi, a zasobami operatywnymi – zasoby nadające się do efektywnej eksploatacji, inaczej zasoby przemysłowe pomniejszone o straty powstające w toku eksploatacji. Zasoby operatywne to około 25% zasobów bilansowych (Piechota S. i inni 2009).
Klasyfikacja węgli to ich uporządkowanie według typów i klas w celu zhierarchizowania ich przydatności technologicznej (Ściążko M. 2010). Udział poszczególnych typów węgla w zasobach ma istotne znaczenie z punktu widzenia zapotrzebowania rynku. W całkowej ilości zasobów przemysłowych we wszystkich czynnych kopalniach węgla kamiennego, dominuje węgiel energetyczny typu 31–33. Stanowi ponad 50% zasobów udostępnionych. Pozostała część bazy zasobów przemysłowych to węgiel koksowy, głównie typu 34, wykorzystywany do
47 produkcji koksu przemysłowo-opałowego oraz jako składnik mieszanki koksowej. Węgiel koksowy najwyższej jakości, czyli ortokoksowy – typ 35, stosowany do produkcji wysokiej jakości koksu w procesie wielkopiecowym, stanowi jedynie 16% całkowitych zasobów przemysłowych. Pozostałe typy węgla (36–38) mają znaczenie marginalne, gdyż stanowią tylko 0,8% zasobów udostępnionych (Pod redakcją Turka M. 2008b).
Występowanie węgla kamiennego na terenach Dolnego i Górnego Śląska znane było od dawna. Już w XIV i XV wieku był wydobywany przez miejscową ludność metodami chałupniczymi. Za początek rozwoju wydobycia na skalę przemysłową można uznać wiek XVIII. W kolejnych latach znaczenie węgla systematycznie rosło i zwiększało się zapotrzebowanie rynku na ten surowiec. Po drugiej wojnie światowej, w latach 1945–1980 węgiel kamienny stanowił główne bogactwo naturalne Polski. Był podstawowym źródłem energii pierwotnej dla elektroenergetyki i przemysłu. Stanowił także liczącą się pozycję polskiego eksportu (Soliński J. 2012).
Jeszcze w roku 1989 Polska była bardzo ważnym światowym producentem węgla kamiennego, węgla brunatnego i koksu, jednak dla węgla kamiennego rozpoczął się wówczas trend spadkowy produkcji z poziomu 192–193 mln Mg/rok osiągniętego w latach 1985–1988. Czynnych było około 70 kopalń, w tym cztery w Dolnośląskim Zagłębiu Węglowym i jedna w Lubelskim Zagłębiu Węglowym. Produkcja węgla koksowego przekraczała 30 mln Mg/rok, a pozostałą część stanowił węgiel energetyczny. Początek lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku przyniósł systematyczne ograniczanie produkcji węgla kamiennego, która zmniejszyła się do 130,6 mln Mg w 1993 roku. Wiązało się to z malejącym zapotrzebowaniem krajowym i eksportem, niekorzystnymi warunkami ekonomicznymi (wysokie koszty, niskie ceny), ale także poprawą jakości wytwarzanego węgla. W rezultacie liczba czynnych kopalni zaczęła stopniowo maleć. Połowa lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku przyniosła stabilizację produkcji na poziomie 137–138 mln Mg/rok, jednak w latach 1998–2008 następował jej systematyczny spadek do około 78 mln Mg/rok w 2009 roku. Związane to było z decyzjami o zamykaniu kolejnych kopalń, głównie tych najbardziej nierentownych, a także wyczerpywaniem się zasobów niektórych z nich. Było to zarazem rezultatem wciąż malejącego popytu krajowego przy ograniczonych możliwościach rozwoju eksportu (Galos K. i inni 2010).
Celem strategii dla górnictwa w Polsce, przedstawionej przez Ministerstwo Gospodarki w 2007 roku, było dostosowanie wydobycia węgla do krajowego zapotrzebowania oraz ekonomicznie uzasadnionego jego eksportu, przy równoczesnej poprawie jakości węgla jako paliwa przyjaznego środowisku (Soliński J. 2012). Obecnie strategię tę należy zrewidować,
48 z powodu znacznego importu węgla, a więc dużej konkurencji ze strony dostawców zewnętrznych. Może się to niekorzystnie odbić na rentowności kopalń.
W 2010 roku wydobycie węgla kamiennego w Polsce wyniosło 76,7 mln Mg (Soliński J. 2012) (57% wydobycia w Europie (European Association for Coal and Lignite 2012)), w tym produkcja węgla koksowego wyniosła 11,7 mln Mg (Gawlik L. 2011), a 65,0 mln Mg stanowił węgiel energetyczny. Bilans zmian wydobycia węgla kamiennego został pokazany w tabeli 5.
Tabela 5. Bilans węgla kamiennego w latach 1950–2010, mln Mg
Wyszczególnienie 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Wydobycie 78,0 104,4 140,1 193,1 147,7 103,3 76,7 Import 0 0,8 1,1 1,0 0,6 1,4 13,6 Export 25,6 17,5 28,8 31,1 28,1 23,2 10,6 Zmiana zapasów -0,4 -0,6 0,1 -1,0 0,3 2,7 -4,9 Zużycie 51,8 88,3 112,3 164,0 119,9 84,1 84,6
Źródło: Soliński J., 2012 – Sektor energii świata i Polski. Początki, rozwój, stan obecny. Polski Komitet Światowej Rady Energetycznej, Warszawa
Węgiel pozostaje dominującym paliwem w produkcji energii elektrycznej w Polsce, bowiem pochodzi z niego około 95% produkowanej energii elektrycznej. W ogólnym bilansie produkcji energii elektrycznej 55% to produkcja energii z węgla kamiennego, a około 40% to produkcja z węgla brunatnego (Pod redakcją Turka M. 2008a).
Zgodnie z danymi Urzędu Regulacji Energetyki, dla źródeł objętych jurysdykcją urzędu, w źródłach ciepła podstawowym paliwem wykorzystywanym do produkcji ciepła był nadal węgiel kamienny i w 2010 roku wynosił on 76%. Zwiększa się natomiast udział ciepła uzyskiwanego w wyniku spalania biomasy – w 2010 roku wynosił on 5,7%. Pozostałe znaczące udziały paliw to gaz ziemny, olej opałowy i węgiel brunatny (URE 2012).
Struktura paliw zużywanych do produkcji ciepła była najbardziej zróżnicowana w grupie koncesjonowanych przedsiębiorstw spoza energetyki, a więc przedsiębiorstw należących do grup według Polskiej Klasyfikacji Działalności (PKD) innych niż 35.1 i 35.3. W przedsiębiorstwach należących do energetyki zawodowej (grupa PKD 35.1) nadal dominującym paliwem zużywanym do produkcji ciepła był węgiel kamienny – 76,3%, a w przedsiębiorstwach należących do grupy ciepłownictwa zawodowego (grupa PKD 35.3) udział węgla kamiennego był zdecydowanie największy i wynosił 92% (URE 2012).
49 Zróżnicowanie udziału poszczególnych paliw w wytwarzaniu ciepła jest także duże pod względem terytorialnym. W trzech województwach ponad 90% ciepła wytwarzane było z węgla kamiennego: w warmińsko-mazurskim (93,6%), świętokrzyskim (92,9%), opolskim (92,0%), natomiast w województwie lubuskim najmniej, bo tylko 26,7%. W województwie mazowieckim prawie 30% wytwarzanego ciepła pochodziło z oleju opałowego ciężkiego, natomiast w województwie lubuskim aż 66,3% ciepła wytworzone zostało z gazu ziemnego. Gaz ziemny w znaczących ilościach zużywany był do wytwarzania ciepła jeszcze w województwach: podkarpackim (28,0%) i lubelskim (13,0%). Najwięcej ciepła z biomasy wytwarzane było w województwach: kujawsko-pomorskim (23,7%), pomorskim (16,5%) oraz podlaskim (13,0%) (URE 2012).
Podobne wartości są publikowane przez Agencję Rynku Energii S.A., Statystyka Ciepłownictwa Polskiego, jednak występują częściowe różnice, z powodu innego zdefiniowania sektora ciepłowniczego.
W celu wyłącznie ogólnej prezentacji stopnia zmian zużycia węgla w ciepłownictwie został wydzielony teoretyczny „Współczynnik węgiel/ciepło”. Współczynnik mówi nam, że na 1 wyprodukowany GJ ciepła w Polsce przypada odpowiednia ilość energii chemicznej wyrażona w GJ i dostarczona w węglu. Z przedstawionych w tabeli 6 danych wyraźnie widać, że główny wpływ na spadek zużycia węgla w ciepłownictwie miało zmniejszenie podaży ciepła, a nie zastępowanie węgla innymi paliwami. Rzeczywiście, współczynnik wykorzystania węgla na 1 GJ ciepła się zmniejsza, co odnosi się do zwiększania udziału gazu ziemnego i biomasy w bilansie produkcji ciepła, ale ten trend wynika również z faktu podniesienia sprawności wytwarzania w kotłach węglowych.
50 Tabela 6. Produkcja ciepła w Polsce, TJ
Rok Przedsiębior-stwa energetyki zawodowej Elektrociepłownie przemysłowe Przedsiębior-stwa produkcyjno-dystrybucyjne (ciepłownie zawodowe) Ciepłownie niezawodowe Przedsiębior-stwa gospodarki mieszkanio-wej Suma produkowa-nego ciepła w Polsce** Zużycie węgla ogółem [tys.ton] Zużycie węgla ogółem w przeliczeniu na TJ *** Współczyn-nik węgiel / ciepło ogółem w tym komercyj-ne ogółem * w tym należące do dużych przedsię-biorstw w tym komercyjne 2010 232 394,20 126 659,40 15 322,00 81 805,90 118 789,40 77 997,60 8 886,20 brak danych 559 648,90 19 103,80 420 283,60 0,7509773 2009 212 604,30 115 306,30 11 961,90 76 068,70 109 059,60 70 996,00 8 166,00 brak danych 513 038,90 17 809,50 391 809,00 0,7637023 2008 211 975,50 118 831,50 11 679,20 77 906,90 117 988,50 68 287,00 5 822,30 brak danych 526 702,40 17 976,50 395 483,00 0,7508661 2007 189 342,40 136 117,60 29 161,90 91 863,40 96 624,00 70 133,80 5 718,80 brak danych 513 947,40 18 733,70 412 141,40 0,8019136 2006 189 938,50 145 866,80 42 340,50 97 712,70 95 359,20 75 388,40 6 253,20 brak danych 528 877,20 19 475,20 428 454,40 0,8101208 2005 196 384,80 146 297,80 34 685,60 97 880,10 96 623,60 80 159,00 6 864,60 brak danych 537 186,30 20 333,90 447 345,80 0,8327573 2004 197 736,80 148 828,30 42 717,30 100 876,00 124 606,50 86 201,40 7 859,00 brak danych 572 047,60 20 837,70 458 429,40 0,8013833 2003 194 028,00 172 992,60 52 264,80 107 947,70 130 965,10 88 827,50 9 357,20 brak danych 605 933,40 22 091,90 486 021,80 0,8021043 2002 191 543,10 173 210,30 36 876,60 109 518,30 125 055,30 85 655,70 9 569,40 brak danych 599 327,00 22 551,90 496 141,80 0,8278316 2001 202 335,70 174 168,60 32 426,60 120 920,40 132 179,18 94 826,10 11 095,20 brak danych 629 603,88 24 363,50 535 997,00 0,8513242 2000 187 090,00 174 292,00 30 740,20 108 238,90 143 112,33 102 669,60 11 644,50 brak danych 612 733,23 23 738,00 522 236,00 0,8523057 1999 201 524,20 179 328,30 33 088,20 121 533,90 136 572,65 97 978,00 12 132,50 brak danych 638 959,05 25 628,70 563 831,40 0,8824218 1998 217 648,80 194 456,20 32 319,30 122 187,30 169 423,80 121 545,60 15 905,30 brak danych 703 716,10 28 783,50 633 237,00 0,8998473
*Dane dla lat 1993–1995, oraz lat 1998–2001 nie były wykazane z publikacji dla tych lat i zostały określone na podstawie kolumny – „Ciepłownie niezawodowe należące do dużych przedsiębiorstw”. Dane policzone zostały na podstawie proporcji z pozostałych lat, a współczynnik jest średnią arytmetyczną stosunku wartości w obu kolumnach. **Pominięta została kolumna „Przedsiębiorstwa gospodarki mieszkaniowej”, ponieważ jest to wartość pojawiająca się jedynie w początkowych publikacjach. Nie ma danych za lata kolejne, a ponadto stanowi niewielką wartość w całości produkcji, czyli ma nieznaczny, tutaj pomijalny, wpływ na poszukiwany „Współczynnik węgiel / ciepło”. ***Ponieważ w publikacji nie ma danych na temat wartości opalowej węgla, do przeliczenia zastosowano wartość opałową 22 GJ/Mg, co według autora odpowiada średniej wartości opałowej dla standardowych węgli stosowanych w ciepłownictwie.
51