Węgiel – czarne złoto czy czarna rozpacz?
W 2019 roku polska produkcja węgla kamiennego wyniosła 61,6 mln ton, a węgla brunatnego – 50,3 mln ton. Z kolei import węgla kamiennego wyniósł 16,7 mln ton, z czego 13,2 mln ton stanowił węgiel energetyczny, a 3,5 mln ton węgiel koksowy. 64% tego importu pochodziło z Rosji (10,8 mln t). Jak poinformowała Agencja Rozwoju Przemysłu, od stycznia do września 2020 roku do Polski sprowadzono niespełna 9 mln ton węgla – głównie energetycznego.
W 2019 roku w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSE) zainstalowanych było 46 799 MW różnych mocy. Największą część z nich (36 674 MW) stanowiły elektrownie zawodowe. Moce na węglu kamiennym wynosiły 23 159 MW, a na węglu brunatnym - 8482 MW.
Po dekadach korzystania pełnymi garściami z dobrodziejstw węgla, nastąpiła jednak istotna zmiana okoliczności. Surowiec ten zaczął coraz bardziej ciążyć polskiej gospodarce i energetyce – zamiast je napędzać hamował ich rozwój. Kluczową rolę odegrały tu regulacje wprowadzone do porządku prawnego Polski po jej akcesji do Unii Europejskiej, lecz nie mniej istotne okazały się czynniki geologiczne, społeczne i polityczne. Problemy górnictwa węglowego – często zamiatane pod dywan lub rozwiązywane prowizorycznie – narastały. W roku 2020 po raz pierwszy zaczęto toczyć rozmowy na linii rząd-górnicy w kwestii całkowitego zamknięcia kopalń Polskiej Grupy Górniczej, które stanowią trzon wydobycia węgla kamiennego w Polsce. Coraz więcej niepewności pojawia się też w kwestii przedłużania pracy odkrywek węgla brunatnego.
Rosnące górnicze problemy
Problemy związane z kondycją górnictwa węgla kamiennego zaczęły się już na początku lat 90. Odrodzona w 1989 roku demokratyczna Polska odziedziczyła po okresie komunistycznym ogromny sektor górniczy, który nie był przystosowany do działania w ramach gospodarki wolnorynkowej. Reformy ustrojowe pokazały, że polskie górnictwo potrzebuje głębokiej restrukturyzacji, dostosowującej kopalnie do realiów konkurencyjności. Hamulcem dla ambitnych działań w tym zakresie byli sami górnicy, którzy stanowili potężną grupę społeczną, bardzo dobrze zorganizowaną ze względu na powstające związki zawodowe. W 1990 roku w polskim górnictwie węgla kamiennego zatrudnionych było prawie 390 tysięcy osób (obecnie jest to ok. 85 tysięcy) – w połączeniu z ich rodzinami tworzyło to potężny elektorat, którego zdanie musiało być brane pod uwagę przez demokratycznie wybierane władze. Jednakże nie sposób było też uciec od problemów górnictwa, które wymagały cięć w zatrudnieniu i zamykania kopalń.
Rozplanowane, kompleksowe i długofalowe zmiany w sektorze jednak nie nastąpiły. Spośród ekip rządzących po 1989 roku jedynie jedna – rząd Jerzego Buzka – próbował szeroko zrestrukturyzować górnictwo. Pozostałe gabinety starały się raczej zachować status quo, czyli rozmiar sektora oraz przywileje jego pracowników, a także powiązanie segmentu wydobywczego z naturalnym klientem, czyli energetyką węglową. Problemy z rentownością kopalń były rozwiązywane doraźnie, marnowano okresy globalnej koniunktury, a rządy ulegały presji ze strony górniczych związkowców.
Problemy z zarządzaniem polskim sektorem górniczym dobrze opisuje raport Najwyższej Izby Kontroli za lata 2007-2015, który pokazuje m.in., że zyski wygenerowane przez kopalnie w latach globalnej koniunktury węglowej zostały wykorzystane na poczet bieżących wydatków, przez co zaniechano długofalowych inwestycji np. w innowacje lub modernizacje. W swoim raporcie NIK zaznaczyła, że okres dobrej koniunktury na węgiel kamienny trwający od 2003 do 2011 roku dawał szanse na dokończenie zapoczątkowanego na przełomie XX i XXI wieku procesu restrukturyzacji i efektywnej prywatyzacji górnictwa. Z szansy tej nie skorzystano. Zamiast tego, w następnych latach pogarszająca się sytuacja na światowym rynku tego surowca uderzyła w kondycję polskich spółek wydobywczych, pozbawiając ich możliwości prowadzenia rentownej działalności.
Zarzuty NIK dotyczyły głównie urzędowej strony nadzoru nad górnictwem.„Program rządowy, określający wytyczne działalności górnictwa w latach 2007-2015 oraz wskaźniki i mierniki realizacji przyjętych celów, został opracowany w sposób nierzetelny. Nie ustalał on szczegółowych działań restrukturyzacyjnych, lecz tylko wyznaczał kierunki działalności górnictwa, które powinny stanowić podstawę do budowy strategii przez poszczególne spółki węglowe. Tymczasem strategie działalności spółek węglowych zostały opracowane w sposób wskazujący, że ich przygotowanie traktowane było głównie jako realizacja wymogu formalnego, a nie jako potrzeba stworzenia rzeczywistego planu mającego zapewnić ich ekonomiczną efektywność (…) Nadzór Ministra Gospodarki nad realizacją Programu prowadzony był nierzetelnie i niezgodnie z założeniami. Minister Gospodarki nie ustosunkował się do większości strategii spółek węglowych ani nie monitorował stopnia ich realizacji (…). Pierwsze działania związane z radykalnym pogorszeniem się w 2012 r. sytuacji w górnictwie zostały zainicjowane przez Ministra Gospodarki dopiero w 2013 r. Jednak zdecydowane działania, których celem była próba rozwiązania rzeczywistych problemów górnictwa, zostały podjęte dopiero w 2015 r. przez Pełnomocnika Rządu ds. restrukturyzacji górnictwa węgla kamiennego i Ministra Skarbu Państwa” - wskazywała Izba. Takie podejście przyniosło głęboki kryzys polskiego górnictwa węgla kamiennego i konieczność przeorganizowania Kompanii Węglowej, którą przekształcono w Polską Grupę Górniczą.
Trzy główne problemy polskiego górnictwa
Do pierwszej kategorii zaliczyć trzeba fakt, że polskie kopalnie położone w tradycyjnym regionie górniczym, czyli na Śląsku, leżą na złożach silnie wyeksploatowanych. Przekłada się to na głębokość wydobycia, które obecnie sięga nawet 1300 metrów. To z kolei generuje większe koszty utrzymania i rozbudowy kopalni, wpływające bezpośrednio na cenę węgla. W dodatku, śląskie kopalnie są silnie zametanowione. Oznacza to konieczność nakładania ograniczeń na pokłady szczególnie zagrożone oraz instalowania odpowiednich systemów bezpieczeństwa. Co więcej, problemem jest też fakt, że zakłady są położone w terenie silnie zurbanizowanym. Przy wystąpieniu ewentualnych tąpnięć, szkody nimi spowodowane sięgać mogą setek milionów złotych.Sam wydobywany na Śląsku surowiec również pozostawia wiele do życzenia. Produkowany przez tamtejsze kopalnie węgiel energetyczny przegrywa z konkurencją ze względu na swoją słabą jakość. W porównaniu do surowca np. z Rosji, Kolumbii czy Australii, węgiel wydobywany na Śląsku ma wysoką zawartość popiołów (nawet do 40%), siarki (do 1,22%) i metali ciężkich. Rodzi to poważne problemy przy jego wykorzystaniu, polegające m.in. na zagrożeniu dla instalacji elektrowni czy konieczności wdrożenia dodatkowych systemów ochrony środowiska. Wszystko to przekłada się na koszty – te nie występują, gdy używa się węgla lepszej jakości. Polski węgiel ustępuje też konkurencji pod względem kaloryczności, czyli wartości opałowej – ta potrafi wynieść nawet zaledwie 14 MJ/kg, podczas gdy wartość opałowa węgla importowanego to średnio ok. 24 MJ/kg. Warto zaznaczyć, że większa kaloryczność to niższe emisje, a więc i niższe koszty – wyemitowanie dwutlenku węgla do atmosfery generuje bowiem konkretne wydatki w ramach unijnego systemu handlu emisjami EU ETS.
Do problemów instytucjonalnych polskiego górnictwa zaliczyć trzeba przede wszystkim archaiczny model pracy w kontrolowanych przez Skarb Państwa kopalniach. Warunki zatrudnienia w sektorze wydobywczym węgla kamiennego regulowane są m.in. przez Kartę górnika, czyli rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 30 grudnia 1981 roku. Dokument ten „wyrażając szczególne uznanie dla trudu górniczej pracy” przyznał przedstawicielom przemysłu wydobywczego szerokie i niespotykane w innych branżach przywileje. Zalicza się do nich m.in.: nagroda z okazji Dnia Górnika („Barbórka”), dodatek na pomoce naukowe dla dziecka („ołówkowe”), zmodyfikowany czas pracy, a nawet bezzwrotną pożyczkę dla młodych małżeństw. Świadczenia te są stałym punktem wyjściowym do negocjacji ze stroną rządową.Tymczasem, powyższe benefity generowały istotne koszty i zmniejszały urobek zakładów. Realny czas pracy górnika w państwowej kopalni skracał się, gdyż w czas trwania szychty wliczano pochłaniające nawet kilka godzin dojście do przodka. Z powyższych względów, prywatne kopalnie w Polsce osiągają wydajność na poziomie o 300 t/pracownika wyższym niż ich odpowiedniki będące pod kontrolą państwa. Do tego dochodzą też koszty dodatkowych górniczych pensji i rozmaitych nagród.
Taki model zatrudnienia w kopalniach tworzył systemowe patologie, rzutujące na rentowność poszczególnych zakładów. Niestety przez lata pozostawał niezmieniony – ogromną rolę w jego konserwacji odegrały górnicze związki zawodowe. Według ustawy z dnia 23 maja 1991 r. o związkach zawodowych, organizację taką może powołać już 10 osób. W sektorze wydobywczym nadużywano tej możliwości, czego efektem było stopień uzwiązkowienia przekraczający 100% - oznaczało to, że jeden pracownik należał do kilku związków zawodowych. W 2014 roku w Jastrzębskiej Spółce węglowej działało 45 związków zawodowych, które skupiały 26,4 tysiące osób. Oznacza to, że zarejestrowanych związkowców było więcej niż faktycznych pracowników. Uzwiązkowienie wynosiło tam 120%. W chylącej się ku upadkowi Kompanii Węglowej działało w 2014 roku aż 160 takich organizacji.
Silne i liczne organizacje związkowe stały się potężnym wehikułem politycznym dla rozmaitych roszczeń związanych z utrzymaniem obowiązującego modelu pracy. To właśnie związkowców należy w dużej mierze obarczać odpowiedzialnością za stagnację w polskim górnictwie, uniemożliwiającą obniżenie kosztów wydobycia węgla. Ostatnim pokazem wpływów górniczych związkowców na polską rzeczywistość gospodarczą był rok 2020, kiedy to w toku rozmów między rządem a stroną społeczną w sprawie wygaszania kopalń PGG uznano, że ostateczny kształt Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku, czyli dokumentu będącego mapą drogową transformacji energetycznej kraju, zostanie dopasowany do rezultatów tychże rozmów.
Co ciekawe, górnictwo jest prawdziwym ewenementem polskiej panoramy związków zawodowych. Polska ma jeden z najmniejszych stopni uzwiązkowienia w Unii Europejskiej. Do organizacji tego typu należy ok. 10% pracujących.
Problemem politycznym dla polskiego górnictwa węgla kamiennego jest natomiast przynależność Polski do Unii Europejskiej, z której wynika konieczność wdrażania regulacji z zakresu polityki klimatycznej. Dotykają one szczególnie sektora energetycznego, który jest ściśle powiązany z górnictwem. Energetyka zawodowa, będąca największym klientem polskich kopalń, istotnie wpływającym na kondycję finansową sektora wydobywczego, boryka się z coraz większymi ciężarami związanymi przede wszystkim z koniecznością wykupu pozwoleń na emisję dwutlenku węgla w ramach systemu EU ETS. Istotnym ciężarem są również regulacje tzw. pakietu zimowego oraz konkluzje BAT/BREF. Sytuacja ta sprawia, że bloki węglowe przegrywają np. ze źródłami gazowymi lub odnawialnymi. Pozycja energetyki węglowej jest tym gorsza, że większość pracujących w Polsce bloków to jednostki starsze, o ograniczonych możliwościach redukcji emisyjności. Coraz bardziej opłaca się też import energii elektrycznej zza granicy. Taki stan rzeczy coraz bardziej dotyka kopalń węgla kamiennego, które tracą ekonomiczne podstawy funkcjonowania.Od wspomnianych wyżej uwarunkowań są wyjątki. Jednym z najważniejszych z nich jest kopalnia Lubelski Węgiel Bogdanka. Kopalnia ta - dzięki swojemu położeniu w zagłębiu lubelskim - wolna jest od części problemów geologicznych, z którymi borykają się kopalnie na Śląsku, jest to też zakład młody. Wkomponowanie Bogdanki w schemat biznesowy grupy Enea (która jest jej właścicielem) zapewnia popyt na jej produkty, czyli przede wszystkim węgiel energetyczny. Kopalnia ta intensywnie inwestuje w innowacje i nowe wyrobiska – w 2019 roku Bogdanka przeznaczyła na ten cel prawie ¾ swoich wydatków inwestycyjnych (łącznie 295,4 mln złotych). Jednakże jest to wyjątek potwierdzający ogólną zasadę, według której polskie górnictwo węgla kamiennego znajduje się w fazie schyłkowej.
Jeśli zaś chodzi o górnictwo węgla brunatnego, to jego stan jest nierozerwalnie związany z energetyką opartą na tym paliwie. Bezpośrednie zatrudnienie w tej branży znajduje ok. 23 tysiące osób, a zasoby obecnie eksploatowanych złóż umożliwiają utrzymanie obecnego poziomu wydobycia do ok. 2030 roku. Większość z nich wyczerpie się całkowicie ok. roku 2037. Rząd rozważa obecnie zagospodarowanie trzech nowych złóż (Gubin 2, Złoczew, złoża konińskie) celem uzupełniania luki powstałej w miarę wyczerpywania się obecnie eksploatowanych pokładów.
Jednakże dalsze funkcjonowanie kopalni węgla brunatnego również stoi pod znakiem zapytania ze względu na obciążenie środowiskowe tworzone przez odkrywki. Dużą rolę odgrywa też fakt, że bloki na węglu brunatnym cechują się wysoką emisyjnością, nieprzystającą do warunków rynkowych kształtowanych przez system EU ETS i funkcjonujące w jego obrębie pozwolenia na emisje. To właśnie poziom tych cen kładzie największy znak zapytania na losy odkrywki Złoczew, która umożliwiłaby przedłużenie pracy elektrowni w Bełchatowie.
Potencjalne drogi rozwoju dla polskich kopalń węgla brunatnego
Górnictwo węgla brunatnego oznacza głęboką ingerencję w krajobraz polegającą na tworzeniu wielkoprzestrzennych kopalń odkrywkowych złożonych ze zwałowisk oraz wyrobisk sięgających w głąb ziemi nawet na 300 metrów. Podmioty eksploatujące takie kopalnie zobowiązane są do opracowania koncepcji rekultywacji wyrobisk i przyległych terenów.
Z polskich doświadczeń wynika, że najczęstszymi sposobami rekultywacji odkrywek są: tworzenie zbiorników wodnych w wyrobiskach (np. w Morzysławiu, Pątnowie i Niesłuszu), zalesianie (Góra Kamieńsk) oraz rolny (Kazimierz Południe). Do koncepcji tych zazwyczaj dodaje się komponent rekreacyjny w postaci infrastruktury do sportów wodnych czy wyciągi narciarskie.
Lokalizacje pokopalniane można też uwzględnić przy planach budowy nowych mocy w elektroenergetyce. Duże obszary pozbawione zabudowy można rekultywować poprzez nasadzenia roślinności oraz jednoczesną instalację np. źródeł odnawialnych – elektrowni wiatrowych lub fotowoltaicznych. Przykładem takiej rekultywacji terenów dawnych kopalń węgla brunatnego może być działalność Zespołu Elektrowni Pątnów Adamów Konin. Firma ta aktywnie działa na rzecz wykorzystania powierzchni odkrywki w Adamowie. Obecnie trwają prace nad budową farmy fotowoltaicznej, która ma być położona właśnie na terenie dawnej kopalni. Instalacja o mocy 70 MW ma zająć obszar nieco ponad 100 hektarów.
Warto też podkreślić, że tworzenie zbiorników w miejscach wydobycia węgla brunatnego może odgrywać rolę przy planach budowy elektrowni jądrowych, które wykorzystują wodę do procesu chłodzenia. Umożliwia to np. planowanie budowy jednostki jądrowej w Bełchatowie. Takie zagospodarowanie – choć długoterminowe – pozwala wykorzystać istniejącą infrastrukturę (np. przesyłową) do podłączenia nowych mocy w elektroenergetyce w miejsce wygaszanych elektrowni węglowych, lokowanych w niedalekiej odległości od kopalń.
Podczas analizowania możliwych scenariuszy zagospodarowania odkrywek w Polsce sięgnąć można po doświadczenia innych państw europejskich. Nad planami rekultywacji własnych kopalni węgla brunatnego pracują obecnie Niemcy (największy konsument tego surowca na świecie), którzy zobowiązali się zaprzestać wytwarzania energii elektrycznej z tego surowca najpóźniej do 2038 roku. Wzorce można czerpać też z już przeprowadzonych rekultywacji kopalń metali np. w hiszpańskiej Asturii.
Doświadczenia zagraniczne – zwłaszcza te z państw, które z sukcesem przeprowadziły rekultywację terenów pogórniczych – mają niebagatelne znaczenie w kwestii badań oraz środowiskowych dotyczących podnoszenia jakości gleby, zagospodarowywania cieków, zasobów oraz źródeł wodnych oraz planowania nasadzeń poszczególnych gatunków roślin.
Czyste technologie węglowe oraz metody ich aplikacji w warunkach polskich
Choć otoczenie ekonomiczne i regulacyjne nie jest sprzyjające dla rozwoju polskiego górnictwa węglowego, to część ekspertów postuluje, by posiadane złoża wykorzystywać w ramach tzw. czystych technologii węglowych (CTW). W literaturze zwykło się przyjmować, że CTW mogą być aplikowane w czterech obszarach związanych z gospodarką węglową:
Największe pole do popisu w zakresie innowacyjnych CTW znajduje się w trzecim obszarze, związanym z wykorzystaniem węgla. Podstawowym rozwiązaniem, które miałoby zostać zaaplikowane w Polsce jest tzw. zgazowanie węgla. Polega ono na przekształceniu tego paliwa w gaz, z którego następnie – w ramach syntezy chemicznej – można produkować komponenty paliwowe, paliwa silnikowe, wodór lub syntetyczny gaz ziemny, mający zastosowanie w energetyce.
Na świecie pracuje obecnie kilkaset tzw. reaktorów chemicznych, w których przeprowadzane są procesy zgazowania węgla. Zdecydowana większość z nich znajduje się w Chinach, gdzie zgazowuje się rocznie ok. 300 mln ton węgla.
Technologia zgazowania węgla ma wciąż niewielkie zastosowanie w energetyce. Obecnie działające jednostki wytwórcze korzystające z tego rozwiązania dysponują mocą rzędu 250 MW, podczas gdy ich koszty inwestycyjne są nawet o 1/3 wyższe w porównaniu do jednostek konwencjonalnych. Dlatego też ich wykorzystanie do produkcji energii elektrycznej w warunkach polskich jest obecnie mało realne.
Sektor węglowy wiąże sporo nadziei z tzw. technologiami CCS (Carbon Capture and Storage), umożliwiającymi wychwyt i składowanie wyprodukowanego podczas generacji energii dwutlenku węgla. Metody te polegają m.in. na podziemnym składowaniu CO2 (np. w geologicznych formacjach, z których wydobyto uprzednio kopaliny), karbonatyzacji mineralnej (czyli tworzeniu związków węglanowych, w których CO2 łączy się z mineralnym ciałem stałym) lub karbonatyzacji odpadowej (wiązanie dwutlenku węgla z odpadami, np. popiołami lotnymi czy odpadami azbestowymi). Potencjał technologii CCS jest wciąż ograniczony ze względu na duże koszty instalacji i procesu.
Instalacje do wychwytu i składowania dwutlenku węgla mogą jednak zostać szerzej wykorzystane dzięki rozpowszechnieniu techniki spalania w tlenie (oxy-combustion). Polega ona na doprowadzeniu do kotła tlenu oraz recyrkulowanych spalin, co powoduje, że w procesie spalania generowany jest głównie dwutlenek węgla oraz para wodna. Taki przebieg reakcji znacząco ułatwia absorpcję CO2 i ogranicza konieczność budowy skomplikowanych instalacji wychwytu, obniżając przy tym koszty oraz ilość emitowanych spalin. Dotychczas największa jednostka demonstracyjna tej technologii pracowała w Niemczech (Schwarze Pumpe). Została ona zamknięta po szeregu badań
Niejako równolegle z technologiami CCS rozwijane są również technologie CCU (Carbin Capture and Utilization), czyli metody wychwytu oraz utylizacji dwutlenku węgla. Mają one służyć do zagospodarowania CO2 jako materiału przemysłowego i użyciu go do produkcji innych substancji (np. plastików). Na ten moment badania nie przyniosły jednak satysfakcjonujących wyników w kwestii możliwej skali wychwytu dwutlenku węgla.
Autor: Jakub Wiech, zastępca redaktora naczelnego Energetyka24