CZYSTE TECHNOLOGIE WĘGLOWE. TECHNICZNE I EKONOMICZNE UWARUNKOWANIA WDROŻENIA W POLSCE PALIW CIEKŁYCH I GAZOWYCH Z WĘGLA KAMIENNEGO Warszawa 2009 Dr inż. Marek Ściążko, Dr inż. Krzysztof Dreszer

Cel studium wykonalności Warianty technologiczne i scenariusze Motywacja rynkowa Potencjalne lokalizacje Stan rozwoju technologii zgazowania węgla Warianty technologiczne Schemat technologiczny instalacji - paliwa ciekłe Zużycie surowców i produkcja - paliwa ciekłe Metodologia obliczeń masowych i energetycznych Schemat technologiczny instalacji – wodór Zużycie surowców i produkcja – wodór Schemat technologiczny instalacji - metanol Spis treści Zużycie surowców i produkcja - metanol Harmonogram realizacji inwestycji - paliwa ciekłe Harmonogram realizacji inwestycji - wodór lub metanol Analizy finansowe i ekonomiczne Struktura nakładów inwestycyjnych Struktura kosztów wytwarzania Mierniki efektywności finansowej Rentowność produkcji paliw płynnych Rentowność produkcji wodoru Rentowność produkcji metanolu Wnioski Plansza końcowa

Analiza uwarunkowań: - technicznych, - technologicznych, - energetycznych, - ekonomicznych, - ekologicznych, - lokalizacyjnych i formalno-prawnych; Cel studium wykonalności dla oceny budowy i eksploatacji w warunkach krajowych instalacji do produkcji: - paliw ciekłych - wariant I, - wodoru - wariant II, - metanolu - wariant III, na drodze zgazowania węgla.

scenariusz 1 – przewiduje funkcjonowanie projektu w aktualnych uwarunkowaniach i regulacjach w zakresie CO 2 (bez konieczności zakupu uprawnień do emisji) scenariusz 2 – przewiduje zakup 100% uprawnień do emisji CO 2 scenariusz 3 – przewiduje nakłady na budowę instalacji transportu Warianty technologiczne i scenariusze Wariant 1 – instalacja do produkcji paliw ciekłych Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Wariant 2 – instalacja do produkcji wodoru Wariant 3 – instalacja do produkcji metanolu

Analiza Motywacja rynkowa Prognozy krajowego bilansu oleju napędowego i benzyn [ tys ton ] Krajowa produkcja i zużycie wodoru [ mld m 3 ] Prognoza wzrostu cen węgla i gazu ziemnego ( poziom odniesienia r.)

Potencjalne lokalizacje

Analiza uwarunkowań: - technicznych, - technologicznych, - energetycznych, - ekonomicznych, - ekologicznych, - lokalizacyjnych i formalno-prawnych; Cel studuium wykonalności dla oceny budowy i eksploatacji w warunkach krajowych instalacji do produkcji: - paliw ciekłych - wariant I, - wodoru - wariant II, - metanolu - wariant III, na drodze zgazowania węgla. Stan rozwoju technologii zgazowania węgla Dyspersyjny reaktor zgazowania

Warianty technologiczne instalacji – produkty syntezy FT

Warianty technologiczne instalacji – wodór

Warianty technologiczne instalacji - metanol

Analiza uwarunkowań: - technicznych, - technologicznych, - energetycznych, - ekonomicznych, - ekologicznych, - lokalizacyjnych i formalno-prawnych; Cel studuium wykonalności dla oceny budowy i eksploatacji w warunkach krajowych instalacji do produkcji: - paliw ciekłych - wariant I, - wodoru - wariant II, - metanolu - wariant III, na drodze zgazowania węgla. Schemat technologiczny instalacji - paliwa ciekłe

Zużycie surowców i produkcja - paliwa ciekłe Wielkości zużycia surowców i produkcji dla instalacji produkcji paliw płynnych z węgla – wariant I

Metodologia obliczeń masowych i energetycznych Bilanse masowe i energetyczne wyznaczono na podstawie obliczeń wykonanych z wykorzystaniem programu ChemCAD v dla stanów ustalonych poszczególnych procesów.

Schemat technologiczny instalacji - wodór

Zużycie surowców i produkcja - wodór Wielkości zużycia surowców i produkcji dla instalacji produkcji wodoru – wariant II

Schemat technologiczny instalacji - metanol

Zużycie surowców i produkcja - metanol Wielkości zużycia surowców i produkcji dla instalacji produkcji metanolu z węgla – wariant III

Harmonogram realizacji inwestycji - paliwa ciekłe Propozycja harmonogramu realizacji inwestycji Propozycja lokalizacji instalacji do produkcji paliw silnikowych na terenie Zakładów Chemicznych w Oświęcimiu (około 75 ha)

Harmonogram realizacji inwestycji – wodór lub metanol Propozycja harmonogramu realizacji inwestycji Propozycja lokalizacji instalacji do produkcji wodoru lub metanolu na terenie ZA Kędzierzyn SA (około 10 ha)

Analizy finansowe i ekonomiczne Założenia ekonomiczne przyjęto dla cen i kosztów obowiązujących w r. Z tego powodu koszty inwestycyjne są wyższe o ok % od nakładów inwestycyjnych dla obecnie budowanych instalacji przetwórstwa węgla.

Struktura nakładów inwestycyjnych dla scenariusza 1 WARIANT II produkcja wodoru 12%7% 58% 23% 5% WARIANT III produkcja metanolu 12%7% 58%23% 6% produkcja paliw płynnych WARIANT I 12%8% 58%4% 20% Transport i przygotowanie węgla Blok energetyczny Obiekty pomocnicze Blok zgazowania i oczyszczania gazu Blok syntezy FT Transport i przygotowanie węgla Blok energetyczny Obiekty pomocnicze Blok zgazowania i oczyszczania gazu Blok separacji wodoru Transport i przygotowanie węgla Blok energetyczny Obiekty pomocnicze Blok zgazowania i oczyszczania gazu Blok syntezy MeOH

Struktura kosztów wytwarzania dla scenariusza 3 7% 8% 37% 23% 11% 6% 3% WARIANT II produkcja wodoru Węgiel Amortyzacja Zakup CO2 Koszty finansowe Pozostałe zmienne Remonty Pozostałe koszty stałe Węgiel Amortyzacja Zakup CO2 Koszty finansowe Pozostałe zmienne Remonty Pozostałe koszty stałe Węgiel Amortyzacja Zakup CO2 Koszty finansowe Pozostałe zmienne Remonty Pozostałe koszty stałe 3%2% 6% 7% 49% 24% 9% WARIANT I produkcja paliw płynnych 9%7% 1% 23% 7% 39% 3% WARIANT III produkcja metanolu

Mierniki efektywności finansowej Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) – roczna stopa zwrotu (dochód albo zysk w sensie finansowym) zainwestowanego kapitału. Jeżeli IRR jest wyższa od wymaganej przez inwestora minimalnej stopy rentowności – okreslonej w studium na podstawie analizy zwrotu z kapitałów bankowych na 6,4 % - to inwestycja jest opłacalna. Scenariusz 1 – z posiadanymi uprawnieniami do emisji CO 2 – bez opłat Scenariusz 2 – z nakładami na zakup 100% uprawnień do emisji CO 2 (39 EUR/t) Scenariusz 3 – z nakładami na zakup i montaż instalacji do transportu i składowania CO 2

Rentowność produkcji - paliwa ciekłe Uzasadniona ekonomicznie przy drogiej ropie naftowej Scenariusz 1 – z posiadanymi uprawnieniami do emisji CO 2 – bez opłat Scenariusz 2 – z nakładami na zakup 100% uprawnień do emisji CO 2 (39 EUR/t) Scenariusz 3 – z nakładami na zakup i montaż instalacji do transportu i składowania CO 2 Równoważna cena baryłki ropy naftowej w USD

Zużycie surowców i produkcja - paliwa ciekłeRentowność produkcji - wodór Równoważna cena gazu ziemnego w zł/ 1000 m 3 Uniezależniająca przemysł chemiczny od niepewności dostaw i cen gazu ziemnego Scenariusz 1 – z posiadanymi uprawnieniami do emisji CO 2 – bez opłat Scenariusz 2 – z nakładami na zakup 100% uprawnień do emisji CO 2 (39 EUR/t) Scenariusz 3 – z nakładami na zakup i montaż instalacji do transportu i składowania CO 2

Rentowność produkcji - metanol Scenariusz 1 – z posiadanymi uprawnieniami do emisji CO 2 – bez opłat Scenariusz 2 – z nakładami na zakup 100% uprawnień do emisji CO 2 (39 EUR/t) Scenariusz 3 – z nakładami na zakup i montaż instalacji do transportu i składowania CO 2 Opłacalna dla wszystkich przyjętych scenariuszy Równoważna cena gazu ziemnego w zł / 1000m 3

Wnioski - efektywność ekonomiczna instalacji do produkcji paliw gazowych i płynnych z węgla kamiennego wykazuje małą wrażliwość na zmiany ceny węgla. - najkorzystniejszą opłacalnością produkcji charakteryzuje się instalacja wytwarzania metanolu. - atrakcyjność ekonomiczna produkcji wodoru jest uzależniona od cen gazu ziemnego, przy aktualnych krajowych cenach gazu ziemnego produkcja wodoru poprzez zgazowanie węgla jest opłacalna - atrakcyjność ekonomiczna przetwarzania węgla na paliwa ciekłe jest uzależniona od cen ropy naftowej - przy cenach ropy naftowej przekraczających 87 USD za baryłkę produkcja paliw ciekłych wykazuje opłacalność ekonomiczną - zaproponowane rozwiązania technologiczne wpisują się w ogólnoświatowe tendencje ograniczania emisji gazów cieplarnianych do atmosfery poprzez możliwość separacji i trwałego deponowania dwutlenku węgla w strukturach geologicznych - dojrzałość przedstawionych technologii zgazowania i syntezy chemicznej, szczególnie w kierunku metanolu i wodoru pozwala na ich natychmiastowe wdrożenie

Przygotowano na podstawie Studium wykonalności projektu instalacji do produkcji paliw gazowych i płynnych z węgla kamiennego wykonanego dla Ministerstwa Gospodarki (nr umowy 1/DGA/10001/2008) przez Konsorcjum: