Evaluation of CO2 emission connected with mining,preparation and transport of coal - a potential raw material for hydrogen production

Among methods of hydrogen production which are important in Polish conditions one should mention hard and brown coal gasification as well as hydrogen recovery from industrial gas formed at coke plants. In the context of prevention of climate changes, which will have to take place in the near future, it is important to determine the impact of the above-mentioned technologies of hydrogen production and the kind of the coal raw material applied on the emission of carbon dioxide to the atmosphere. Establishing this impact requires an analysis of the complete cycle of hydrogen acquisition, from coal extraction for hydrogen production to processes of coal gasification/coking. The paper presents an evaluation of CO2 emission connected with the initial links of the chain of hydrogen life cycle, i.e. extraction and mechanical processing of various coal raw materials as well as their transport to the gasification/coking plant. The analysis concerns the following types of coal: brown coal acquired by open-cut mining and transported to the gasification plant by a belt conveyor flight, steam coal extracted in one of the Upper-Silesian coal mines transported to the gasification plant by rail, steam coal extracted in one of the Upper-Silesian coal mines transported to the gasification plant by a belt conveyor flight, coking coal extracted in the group of coking coal mines and transported to domestic coke plants by rail. The method applied by the authors for establishing the factors of CO2 emission connected with extracting, mechanical processing and transport both, for brown coal and hard coals involved gathering and analysing data and information concerning the net consumption of particular forms of energy in the above-mentioned operations. The knowledge of the CO2 emission factors connected with producing a unit of heat and electric energy enabled determination of CO2 emission factors in relation to 1 Mg of the coal raw material as well as to 1 GJ of energy contained in it. The relevant information and production data had been obtained from the domestic coal producers. The paper discusses the results of calculations aimed at determining the above-mentioned factors. It offers a comparison of their values for the examined cases of mining, cleaning and transport of coal, and presents the structure of CO2 emission connected with the examined operations.

METADATA IN OTHER LANGUAGES:

Polish

Oszacowanie emisji CO2 związanej z wydobyciem, wzbogacaniem i transportem węgli - potencjalnych surowców dla procesów wytwarzania wodoru

wodór, emisja CO2, zgazowanie i koksowanie węgla, wydobycie, przeróbka mechaniczna, transport węgla

Do metod wytwarzania wodoru o istotnymw warunkach polskich znaczeniu zaliczyć należy zgazowanie węgla kamiennego i brunatnego, jak również odzysk wodoru z gazu poprodukcyjnego powstającego w zakładach koksowniczych. W kontekście działań związanych z zapobieganiem zmianom klimatycznym, do podjęcia których zmuszeni będziemy w najbliższym czasie, ważnym zagadnieniem jest określenie wpływu wspomnianych technologii wytwarzania wodoru, a także rodzaju zastosowanego surowca węglowego na wielkość emisji ditlenku węgla do atmosfery. Ustalenie tego wpływu wymaga przeprowadzenia analizy pełnego cyklu drogi pozyskiwania wodoru, od procesów wydobycia surowca do jego wytwarzania (węgla) począwszy, na procesach zgazowania/odgazowania kończąc. Tematem artykułu jest ocena emisji CO2 związanej z początkowymi ogniwami łańcucha cyklu życia wodoru, tj. wydobyciem i przeróbką mechaniczną różnych surowców węglowych oraz ich transportem do zakładów zgazowania/koksowania węgla. Przedmiotem analizy są: węgiel brunatny wydobywany metodą odkrywkową i transportowany do zakładu zgazowania taśmociągiem, węgiel kamienny energetyczny wydobywany w jednej z kopalń górnośląskich transportowany do zakładu zgazowania koleją, węgiel kamienny energetyczny wydobywany w jednej z kopalń górnośląskich transportowany do zakładu zgazowania taśmociągiem, węgiel kamienny wydobywany w zespole kopalń węgla koksowego i transportowany do krajowych koksowni koleją. Zastosowana przez autorów metoda oszacowania wskaźników emisji CO2 związanej z pozyskiwaniem, przeróbką mechaniczną, jak też transportem zarówno dla węgla brunatnego jak i węgli kamiennych polegała na zebraniu oraz analizie danych i informacji dotyczących zużycia netto poszczególnych form energii w wymienionych operacjach. Na podstawie znajomości wskaźników emisji CO2 związanych z wyprodukowaniem jednostkowych ilości energii możliwe było wyznaczenie wskaźników emisji CO2 w odniesieniu do 1 Mg surowca węglowego, jak też 1 GJ energii w nim zawartej. Odpowiednie informacje i dane liczbowe uzyskano od krajowych producentów węgla. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń wspomnianych wskaźników, dokonano porównania ich wielkości dla rozpatrywanych przypadków pozyskiwania, wzbogacania i transportu węgla oraz scharakteryzowano strukturę emisji CO2 związanej z rozpatrywanymi operacjami.

REFERENCES (33)

BIAŁAS M., PASZCZA H., 2007 - Znaczenie tradycyjnych nośników energii dla polityki energetycznej Unii Europejskiej w kontekście zapobiegania zmianom klimatycznym. Polityka Energetyczna t. 10, z. spec. 1, s. 117-134.

eISSN:	2720-569X
ISSN:	1429-6675