Klub NFOŚiGW 29 maja 2009 r. Źródła ciepła energetycznego i minimalizacja emisji przy jego pozyskiwaniu. Podziemne przetwarzanie węgla ze zwrotnym zatłaczniem CO2 . Głęboka sucha geotermia. Dywagacje ze Stanford University, Doliny Krzemowej i z polsko-amerykańskich opracowań dra Bohdana Żakiewicza Piotr D. Moncarz, Ph.D., P.E., SCPM, F.ASCE Consulting Professor, Stanford University Corporate Vice President, Exponent moncarz@exponent.com

Tezy o Innowacyjności Technologie przełomowe (burzące, radykalne) niezbędnym elementem budowy innowacyjnej i harmonijnej ze środowiskiem gospodarki Węgiel jednym z najważniejszych źródeł ciepła dla energetyki elektrycznej i surowców dla carbo-chemii Innowacyjność organizacyjna (zarządzanie procesem badawczo-rozwojowym i produkcyjnym, inżynieria finansowa) konieczna dla wdrażania innowacyjnych technologii

Transport (62%) Energy Information Administration

Przyszłość transportu samochodowego Samochód osobowy silnik elektryczna Transport ciężarowy gaz / diesel Ogniwa paliwowe, silniki wodorowe?

Tesla – Palo Alto, Kalifornia 100km/h/3.2 sec. 300 km między ładowaniami (ok. 4 godz.)

Wiek: pary, samochodu spalinowego, transportu lotniczego, … samochodu elektrycznego Osobowy samochód elektryczny jest już faktem dokonanym, a prędkość zastąpienia nim obecnych 800 mln. samochodów spalinowych jest już tylko kwestią ekonomii świata Zużycie ropy naftowej jako paliwa transportu osobowego będzie spadało Producenci i dystrybutorzy prądu elektrycznego stają przed nowym zadaniem: prąd dla transportu osobowego

Samochód spalinowy vs. elektryczny Combustion Vehicle 251 million passenger vehicles 12,000 miles/year/car 19.7 miles/gallon 251,000,000 x 12,000 / 19.7 / 19.5 = 7,840,687,332 barrels of oil per year Electric Vehicle 0.4 kWh/mile 251,000,000 x 12,000 x 0.4 / 1,000,000 = 1,204,800 TWh (140,000 MWe)

A zatem z czego ten prąd?

Odnawialne Zasoby Energetyczne Polski Potencjał energetyczny Udział procentowy Zasoby energii odnawialnej 1 Energia geotermalna 625 000 PJ/rok 26% (!) Biomasa 407 PJ/rok 2 0,03 % 3 Energia słoneczna 280 PJ/rok Energia wiatru 140 PJ/rok 4 5 Energia wodna 43 PJ/rok 6 Energia Geotermiczna 1 800 000 PJ/rok 74% Razem 2 425 870 PJ/rok 100% Ekwiwalent 390,565,070,000 baryłek ropy/rok 1 PJ = 161,000 baryłek ropy/rok

The Earth Crust Mantle Outer core Inner core Heat flows outward from Earth's interior. The crust insulates us from Earth's interior heat. The mantle is semi-molten, the outer core is liquid and the inner core is solid.

Temperatures in the Earth in Fahrenheit Depth in miles 1,250 2,500 4,000 9,000˚ 7,200˚ The deeper you go, the hotter it gets (in Fahrenheit and miles).

Subsurface Rock Temperatures 400 to 500 deg F 4 miles Subsurface Rock Temperatures 6 miles 600 to 700 deg F The Future of Geothermal Energy, MIT 2006,

Heat Harvesting Jet Stingers Super Daisy Shaft Heat Harvesting Jet Stingers Elektrownia ~1 km ~6 km Geothermic Solution Technology ~1 km

Geothermic’s Energy Solution Harvesting the Earth’s heat – an inexhaustible energy supply addressing: Energy independence and security Escalating energy costs Climate change concerns Geothermic Solution’s proprietary heat harvesting technology will make this a reality: Existing and pending patents Off-the-shelf drilling and generation technologies Applicable at virtually every location on Earth Geothermic Solution is poised to implement: Qualified management, technical, and operating team Optimal site in Western US being secured Attractive, near-term investment results

Geothermic’s Energy Solution Pierwszy zakład energetyczny w przygotowaniu do budowy w Nevadzie (250 MWe, ok. 500 mln USD) Koszt zainstalowanej mocy podobny do kosztu elektrowni konwencjonalnych Bezpaliwowa, ekologicznie obojętna produkcja energii elektrycznej przez dziesiątki lat Następne zakłady również planowane w USA z planami międzynarodowymi w oparciu o kapitał własny wygenerowany z 1-ych zakładów

Struktura światowych zasobów paliw kopalnych [%] po przeliczeniu na tonę

Produkcja energii elektrycznej w Polsce Energia odnawialna: słoneczna, bio-masa, wiatrowa itd. jeszcze długo będzie dużo kosztowniejsza niż węglowa Elektrownie jądrowe nie dla każdego kraju są optymalnym źródłem energii ca. 92% polskiego prądu elektr. z węgla w tym 56% z węgla kamiennego Wymagania umów klimatycznych będą podrażały cenę energii elektrycznej produkowanej z węgla metodami tradycyjnymi

Produkcja Elektryczności w USA Energy Information Administration

Coal in US Electrical Energy Production Bradshaw & Dance, 2005

Problem wystarczalności światowych zasobów podstawowych nośników energii pierwotnej 60 200 300 Lata

Ile węgla ma Polska? Główny Instytut Górnictwa (Dr. Krzysztof Stańczyk, „Czyste technologie użytkowania węgla”, Katowice 2008), zasoby Polski są (mld ton): Bilansowe, około: 15 Przemysłowe, czyli nadających się do wydobycia: 6 Operacyjne, czyli opłacalnych w danym momencie: 3.8 w złożach zagospodar. górniczo do głęb.1100m: 2.5 w złożach nie zagospodarowanych, czyli wątpliwych: 1.3 Geolodzy złóż, zasoby geologiczne (mld ton) w złożach zagospodarowanych górniczo: 26 w złożach nie zagospodarownych górniczo: 40 razem: 66 Wydobycie roczne Polski: 84 mln t (70 do 280 lat)

Kompleksowe Przetwarzanie Węgla Proces technologiczny: Podziemne przetwarzanie z produktem gaz syntetyczny i ciepło Naziemne przetwarzanie z produktem prąd elektryczny, gazy i paliwa syntetyczne, wodór Cel: Wykorzystanie złóż niedostępnych Maksymalne wykorzystanie złóż Zwiększenie bezpieczeństwa człowieka i zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska Obniżenie kosztu energii elektrycznej i carbo-chemii

Nowoczesne i czyste użycie węgla Presja lobby klimatycznego Presja ekonomii wydobycia i zużycia Presja potrzeb obniżnienia uzależnienia od ropy Presja znalezienia rozwiązań dla złóż ekonomicznie nieeksploatowalnych. Zadania: Finansowanie prac badawczo-rozwojowych i wdrożeniowych. Rozwiązania technologiczne zapewniające niezawodność metody Kompleksowy zakład pilotażowy

Podziemne Przetwarzanie Węgla: Czy to aby nie fanaberia naukowców? Komisarz UE Andris Piebalgs: muszą być wprowadzane nowoczesne technologie wykorzystywania węgla GIG rozpoczął doświadczenia ws. zgazowania węgla Główny Instytut Górnictwa 14 maja br. rozpoczął doświadczenie na testowym georeaktorze w ramach Projektu Huge - podziemne zgazowanie węgla. W Polsce do podziemnego zgazowania być może nada się nawet kilkanaście mld ton węgla. Training Course on Underground Coal Gasification by UCG Partnership in association with Imperial College London Course No 1/09 - UCG Basic Course

Coal Seam Depth and Thickness Experience LLNL Best Practice in UCG after Perkins

UCG Trials as Function of Coal Seam Depth Burton, et al., 2004

Traditional UCG Facility UCG Engineering, 2006

UCProcessing : The Żakiewicz Method SuperDaisyShaft Jet Stingers Processed Coal Seam

The Processing Plant and SDS Drilling Operation

Seven Rock Mining, Ltd.

Super Daisy Shaft and Small Diameter Jet Stingers

Jet Stinger Installation

Jet Stinger Installation

Jet Stinger Installation Seven Rock Mining, Ltd.

Lowering of Propellant into the Jet-Stingers

Seven Rock Mining, Ltd.

Preparation to Production Stage

Seven Rock Mining, Ltd.

Production Stage

Seven Rock Mining, Ltd.

Underground Coal Processing

Hydrogenium Suprematio Project POLISH LABORATORY OF RADICAL TECHNOLOGIES Hydrogenium Suprematio Project Author: Bohdan M. Zakiewicz All commercial and intelectual rights-reserved E CO2 O2 CO+CO2+CH4+SO2+H2+H2O COMPRESSOR COMPRESSOR Criogenic Plant E 1e N2 Electric Generators Driven by turbines Heat Stream Binary Heat Exchanger Slurried: Sand-clay, Bio-masses, Wastes With Catalytic Components High Temp. STEAM H2 E 2e Electric Generators Driven by turbines HEPHEASTUS H2 REACTOR High Temp. STEAM COMPRESSOR Binary Heat Exchanger Heat Stream Electric Generators Driven by turbines H20 G1e E 3e Set of combustion motors and electric generators operated with synthesis gas (As alternative to turbine drivers) CO2 CO2 Sequestration Catalytic - PROCESSING WALL Chamber Crude Oil Recovery System Slurried Back filling

Szansa na „Polską Nokię”: Radykalne technologie węglowe Polska winna stać się liderem technologii kompleksowego wykorzystywania złóż węgla aby: Zaspokoić własne potrzeby niezależności energetycznej w oparciu o czyste źródła własnej energii Stać się światowym liderem przetwarzanią węgla na czystą energię lub nośniki energii Partnerem Polski firmy i technologie USA : nano-technologiczne katalizatory, reaktory mikro-kanalikowe wejście na rynek amerykański ogromny potencjał połączenia wydobycia ropy EOR z PPW

Strategia Wdrożenia Polskiej Metody Kompleksowego Przetwarzania Węgla Mikro-centra podziemnego przetwarzania węgla w oparciu o technologie PLRT Rozproszona produkcja energii elektrycznej i paliw syntetycznych Podziemne procesowanie Energia elektryczna Carbo-Chemia Górnictwo otworowe Ekologia i klimat

Proponowany plan działania Przygotowanie projektu technologicznego zakładu prototypowego Budowa zakładu prototypowego w oparciu o technologie PLRT we współpracy z GIG i AGH Koszt Harmonogram Oczekiwany efekt

Zróbmy to, a będą nam wdzięczni Dziękuję za uwagę Zróbmy to, a będą nam wdzięczni moncarz@exponent.com