W dniu 24 maja 2023 roku miała miejsce kolejna prezentacja prof. Marka Ściążko z Akademii Górniczo-Hutniczej dotycząca projektu wychwytywania i magazynowania dwutlenku węgla z procesu technologicznego (CCS).
W pierwszej części prezentacji prof. Ściążko omówił działania dotychczas podjęte w Hucie Cynku „Miasteczko Śląskie” S.A., m.in. badania nad wykorzystaniem gazu poredukcyjnego i ciepła odpadowego oraz racjonalizowanie gospodarki sprężonym powietrzem.
Kolejnym etapem prac przygotowawczych jest m.in. budowa farmy fotowoltaicznej o mocy 5 MW.
Głównym tematem prezentacji było omówienie opracowania strategii aktywnej dekarbonizacji.
Konieczność wdrożenia technologii wychwytu CO2 wynika głównie z trzech aspektów.
Pierwszym aspektem są wymogi prawne oraz wynikające z nich rosnące koszty zakupu jednostek emisji. Redukcja emisji dwutlenku węgla z energetyki użytkowej jest jednym z celów, do realizacji których zobowiązuje nas przyjęty przez Parlament Europejski w grudniu 2008 r. pakiet energetyczno-klimatyczny. Zmniejszenie ilości jednostek CO2 do atmosfery powinno pozytywnie przełożyć się na wyniki finansowe przedsiębiorstwa w dłuższym okresie czasu.
Kolejnym aspektem jest bezpośredni wpływ na środowisko i lokalne otoczenie Huty Cynku „Miasteczko Śląskie” S.A. Ograniczenie emisji CO2 jest jednym z działań w ramach Obszaru: Ochrona Środowiska w przyjętej na lata 2022-2026 Strategii społecznej odpowiedzialności biznesu CSR.
Trzecim aspektem jest konieczność dostosowania się do wymogów Klientów. Coraz więcej kontrahentów przykłada dużą wagę nie tylko do jakości produktów, ale również do odpowiedzialnej gospodarki surowcami oraz odpadami prowadzonej przez producentów a także chęci zakupu produktów z jak najmniejszym tzw. „śladem węglowym”.
Podstawowymi czynnikami energetycznymi w HCM SA jest koks wielkopiecowy oraz gaz ziemny i to te dwa paliwa są największymi źródłami dwutlenku węgla. Średnia emisyjność CO2 wynosi 4,2 tony na wyprodukowanie 1 t Zn i 1 t Pb, przy zużyciu ponad 1150 GWh energii (gdzie koks i gaz ziemny stanowią ponad 1000 GWh).
Koks wielkopiecowy i ponad 70% gazu ziemnego zużywane jest na wydziale Pieca Szybowego (w celu podgrzewania kolumn rektyfikacyjnych oraz nagrzewnic gorącego dmuchu dla pieca szybowego). Wydział Pieca Szybowego jest w związku z tym największym emiterem zarówno dwutlenku węgla, ale również gazów poredukcyjnych, które mogą być wykorzystane w procesie produkcyjnym..
Ze względu na niską wartość kaloryczną gazu poredukcyjnego wymagane jest wymieszanie go z gazem ziemnym. Moc użyteczna, wartość opałowa a tym samym ekwiwalent energetyczny gazu poredukcyjnego powoduje, iż jego udział powinien się kształtować w okolicach 30% w stosunku do gazu ziemnego. Zastosowanie takiej mieszanki spowoduje znaczne zużycie gazu ziemnego oraz polepszenie parametrów pracy kolumn rektyfikacyjnych (m.in. równomierny rozkład temperatury na całej wysokości kolumny).
Kluczowym tematem prelekcji była jednakże integracja technologii wychwytu CO2 z procesem technologicznym.
Projekt zakłada skierowanie dwutlenku węgla z trzech największych emiterów do kotła odzysknicowego a dalej do instalacji wychwytu bazującej na aminowej metodzie usuwania CO2.
Podstawową korzyścią wynikającą z działania instalacji CCS jest redukcja opłat ETS (europejski system handlu uprawnieniami do emisji CO2).
Efekt ekonomiczny jaki Huta może osiągnąć eliminując opłaty ETS musi być pomniejszony o koszty wychwytu (amortyzacja oraz bieżące działanie instalacji) oraz opłatę operacyjną wnoszoną na rzecz operatora rurociągów i składowisk).
Szacowane nakłady inwestycyjne (CAPEX) związane z instalacją CCS w Hucie Cynku „Miasteczko Śląskie” S.A. wynoszą ok 250 mln zł. Natomiast wydatki operacyjne (OPEX) powinny wynieść ok. 68 mln zł. Koszt wychwytu szacuje się na 384 zł za tonę.
Dla zaproponowanego wariantu technologicznego istnieje techniczna możliwość zabudowy instalacji do wychwytu i przygotowania do transportu CO2 wraz z instalacjami pomocniczymi.
Biorąc pod uwagę strumień CO2 jak i jego stężenie w spalinach oraz możliwości techniczne wyodrębnienia z procesu technologicznego proponuje się skierować do wychwytu spaliny, które uzyskuje się po skolektorowaniu:
– spalin z układu kolumn rektyfikacyjnych opalanych gazem mieszanym,
– spalin z nagrzewnic dmuchu,
– spalin z silnika gazowego.
Pozwala to wychwycić rocznie ok. 210 000 ton CO2, przy założeniu, że instalacja pracuje 7 200 h, czyli w okresie czasu, w którym dostępny jest gaz poredukcyjny.
Analiza ekonomiczna wskazuje, że koszt wychwytu przy przyjętych założeniach wynosi ok. 82 EUR/tonę CO2.
Pozwala to osiągnąć zwrot poniesionych nakładów w okresie 15 lat w przypadku kiedy koszt uprawnień ETS będzie wynosił średnio 180 EUR/tonę w okresie 2023 – 2050. Taki scenariusz można uważać za wysoce prawdopodobny.
