V Čechách jsme nechtěli, v Polsku to těžařům vyšlo. Na dole Barbara nedaleko Katowic letos úspěšně skončily zkoušky metody, kterou Češi a české Ministerstvo životního prostředí u nás před třemi lety odmítli. Geologové ve spolupráci s dalšími odborníky do podzemí přivedli kyslík a zapálili část tamní podzemní uhelné sloje. V rámci hledání nového, čistšího způsobu získávání energie z uhlí tu možná bude stát velký provoz za zhruba 650 milionů eur (17,5 mld. korun). O jeho budoucnosti by podle agentury Reuters mělo být rozhodnuto příští rok.
Pokus v Polsku navazuje na poměrně dlouhou tradici. Postup zplyňování uhlí je známý už od 19. století a běžně se používá. Ovšem obvykle na povrchu, tedy ve speciálně připravených kotlech. Pod zem se přesunul až později a v malém měřítku. Nápad přesunout zplyňování pod zem vznikl zřejmě v různých hlavách, z nichž zmiňme alespoň některé známé, jako Dmitrije Mendělejeva. Ve Velké Británii se připravoval i zkušební provoz, který měl vést Nobelovou cenou ověnčený chemik William Ramsay.
Pokus překazila válka, ale stejně pomohl technologii k prvnímu praktickému užití. Článek o chystaném projektu si totiž přečetl ve svém švýcarském exilu jistý V. I. Lenin a nezapomněl na něj. Myšlenka s Leninem nezemřela a na začátku 30. let se Sověti pustili do experimentování s touto metodou. První úspěšný pokus proběhl v roce 1934, a v době po druhé světové válce bylo v SSSR v provozu pět podzemních „spaloven“. Po objevu velkých zásob zemního plynu byla většina z nich uzavřena.
V posledních letech ale zájem o technologii znovu ožívá. Do ověřovacích projektů se investovalo nejen v EU, ale také v Jižní Africe, Austrálii či Číně. Chystá se po desetiletích i projekt v USA. Co je na pohled na tak šíleném nápadu zajímavého?
Hodit sirku nestačí
V principu není proces vůbec složitý. Není k němu zapotřebí žádného speciálního vybavení, do vybraného ložiska se prostě udělají dva vrty: jeden do něj přivádí okysličovadlo, které umožňuje hoření sloje. Lze použít vzduch, ale z technologického hlediska je lepší používat třeba kyslík (hlavně v kombinaci s vodou), protože pak vzniká čistší výsledný produkt. Tím je plyn, který se odebírá z druhého zmiňovaného vrtu. Jde v podstatě o tzv. energoplyn, což je směs oxidu uhelnatého, uhličitého, vodní páry, vodíku, metanu a dalších uhlovodíků. Z energetického hlediska jsou zajímavé hlavně právě uhlovodíky. Plyn unikající z vrtu je nutné ještě zbavit nečistot (do jaké míry, to záleží na tom, jak a v jakém zařízení se má spalovat), a pak ho lze použít jako palivo například místo zemního plynu.
Jednoduché schéma zplynování uhlí pod zemí
Pro svou jednoduchost se zplyňování uhlí používá už od 19. století, ale za tu dobu technologie samozřejmě pokročila. Třeba vhodnou volbou místa a případně i způsobem navrtáním sloje lze zvýšit efektivitu hoření, a tím dosáhnout zvýšení efektivity i snížení množství zplodin ve vznikajícím plynu. Jak ukázaly pokusy prováděné v 90. letech ještě v Evropě, významně může pomoci například vytváření vhodných podzemích „kapes“ přímo v uhlí. Teplota spalování (spolu se složením uhlí) zase výrazně ovlivňuje to, které zplodiny během spalování vznikají a v jakém množství.
Mimochodem, stejné testy potvrdily i to, že při procesu vzniká poměrně velké množství vodíku, který byl donedávna považovaný za odpad. Což ale dnes už rozhodně neplatí: vodík je poměrně žádanou surovinou pro chemický průmysl a navíc se – třeba právě v západní Evropě – uvažuje o jeho využití ke skladování energie. Například k uložení přebytků výroby z větrných elektráren. Má to tu výhodu, že by se mohlo využít stávající infrastruktury: vodík by se mohl skladovat v plynovodech se zemním plynem. I proto je evropský projekt, který proběhl v Polsku, do značné míry zaměřený na studium získávání vodíku touto metodou.
Technologie se považuje v Evropě za „čisté spalování uhlí“. Pokud se plyn využívá k výrobě elektřiny, je podstatně méně znečišťující než klasická povrchová těžba a spalování plynu v průměrné dnešní elektrárně: podle pilotních projektů vzniká při zplyňování uhlí zhruba o čtvrtinu méně skleníkových plynů, o tři čtvrtiny méně oxidů dusíku a o 95 procent méně sirných sloučenin. Není to úplně korektní srovnání, protože zcela nové uhelné elektrárny jsou účinnější a méně znečišťují, ale zdá se, že technologie je v podstatě dosti šetrná a má potenciál úspory ještě zvýšit.
Když pomineme ekonomickou stránku věci, která závisí hlavně na místních cenách energie, nevýhodou může být zejména nebezpečí pro životní prostředí, tedy znečištění podzemních vod a případně i těsně podpovrchových vrstev půdy. Nejlepším řešením se zdá jednoduše přesun do větších hloubek, odkud se případné znečištění na povrch může dostat jen těžko, ideálně prý zhruba od 800 metrů níže.
Samozřejmě, nic není zadarmo a bez nevýhod. Provoz například vyžaduje vodu, a to v poměrně velkých objemech, takže je nevhodný pro oblasti, kde jí je nedostatek. Geologové musí soustavně sledovat kvalitu podzemní vody, její tlak v okolních horninách a tak dále, protože zplodiny z hoření a jiné znečišťující látky z uhlí se mohou při nevhodném zacházení šířit velmi snadno do geologického okolí spalovací komory. Riziko je tedy přítomné neustále, a nelze ho nikdy přestat brát na lehkou váhu.
Menším, protože dobře předvídatelným problémem by měl být i pokles půdy nad vypálenou slojí. Nasvědčují tomu i zkušenosti ze dvou malých a mělkých pokusných „podzemních generátorů“, které fungovaly v Čechách v 60. letech minulého století na lokalitách v severních Čechách (zpráva o výsledcích v PDF zde). Na nich se mimo jiné ukázalo, jak moc závisí efektivita hoření i vliv na prostředí na konkrétních geologických podmínkách, především na propustnosti hornin v okolí. První hořící sloj (Bořislav u Teplic) tak například na dva roky znehodnotila nedaleký pramen, ze druhé (Březno u Chomutova) dokonce kvůli vysoké propustnosti sloje plyn unikal do okolí.
Kdo ho bude chtít
Není divu, že u nás i ve vyspělých zemích jsou podobné pokusy mírně řečeno „kontroverzní“. Větší zkoušky s výhledem na přechod do plného provozu probíhají kromě Polska víceméně jen v řídce osídleném (rozhodně proti Evropě) australském Queenslandu. Běží podle provozovatelů poměrně úspěšně už od roku 2012 zkoušky na dvou lokalitách, ale tamní regionální vláda zatím odmítla schválit přechod pilotního provozu do komerčního kvůli údajnému úniku spalin do okolí.
Záležet bude zřejmě hlavně na dostupnosti energií v budoucnosti. Podzemní spalování by mělo podle názoru většiny geologů umožnit využít i zásoby uhlí, které se tradičním způsobem jednoduše využít nedají – což je drtivá většina všech známých uhelných slojí. Zhruba 85 procent z nich se tradičními technikami těžit nedá, ale podzemní zplyňování uhlí by mohlo zpřístupnit velkou část v nich skryté energie. Některé země jsou na tom lépe, některé hůře, ale u velkých zemí (Čína, Indie) se poměr využitelných a nevyužitelných zásob blíží světovému průměru. V Evropě by se pomocí zplyňování daly například využít ohromné zásoby uhlí skrývající se pod Severním mořem.
Zastánci technologie se však spíše domnívají, že by mohla uspět v rozvojových částech světa. V místech, kde je poměrně těžké sehnat investiční kapitál, se líbí jeho v principu poměrně nízké investiční náklady. Odpadá stavba samotného elektrárenského kotle, zapotřebí je „pouze“ na separaci zplodin z plynu a provoz na jeho spalování či distribuci do míst spotřeby.
Článek byl převzat z magazínu Svět plný energie a byl redakčně upraven. Originál najdete zde.
