Ocena efektywności ekonomicznej wytwarzania wodoru na drodze zgazowania węgla brunatnego

Hydrogen as a raw material finds its main use and application on the Polish market in the chemical industry. Its potential applications for the production of energy in fuel cell systems or as a fuel for automobiles are widely analyzed and commented upon ever more frequently. At present, hydrogen is produced worldwide mainly from natural gas, using the SMR technology or via the electrolysis of water. Countries with high levels of coal resources are exceptional in that respect, as there the production of hydrogen is increasingly based on gasification processes. China is such an example. There some 68% of hydrogen is generated from coal. The paper discusses the economic efficiency of hydrogen production technologies employing lignite gasification, comparing it with steam reforming of natural gas technology (SMR). In present Polish conditions, this technology seems to be the most probable alternative for natural gas substitution. For the purpose of evaluating the economic efficiency, a model has been developed, in which a sensitivity analysis has been carried out. An example of the technological process of energy-chemical processing of lignite has been presented, based on the gasification process rooted in disperse systems, characteristics of the fuel has been discussed, as well as carbon dioxide emission issues. Subsequently, the assumed methodology of economic assessment has been described in detail, together with its key assumptions. Successively, based on the method of discounted cash flows, the unit of hydrogen generation has been determined, which was followed by a detailed sensitivity analysis, taking the main risk factors connected with lignite/coal and natural gas price relations, as well as the price of carbon credits (allowances for emission of CO2) into account.Wodór jako surowiec ma głównie zastosowanie na rynku Polskim w przemyśle chemicznym, jednak coraz częściej są szeroko analizowane i komentowane jego perspektywiczne zastosowania do produkcji energii w układach ogniw paliwowych czy jako paliwa samochodowego. W chwili obecnej na świecie wodór wytwarzany jest głównie z gazu ziemnego przy wykorzystaniu technologii reformingu parowego lub na drodze elektrolizy wody. Wyjątkiem są kraje dysponujące dużymi zasobami węgla, gdzie jego produkcja jest coraz częściej oparta na procesach zgazowania. Takim przykładem są Chiny, gdzie około 68% wodoru wytwarzane jest z węgla. Artykuł porusza tematykę oceny efektywności ekonomicznej technologii produkcji wodoru na drodze zgazowania węgla brunatnego odnosząc ją do technologii reformingu parowego gazu ziemnego (SMR). Aktualnie, w warunkach polskich technologia ta wydaje się być najbardziej prawdopodobną alternatywą substytucji gazu ziemnego. Na potrzeby oceny efektywności ekonomicznej zbudowano model, w którym przeprowadzono analizę wrażliwości, w szczególności zaprezentowano przykładowy proces technologiczny energo-chemicznego przetwarzania węgla brunatnego, bazujący na procesie zgazowania na podstawie układu dyspersyjnego, omówiono charakterystykę paliwa oraz kwestię emisji ditlenku węgla. Następnie szczegółowo opisano przyjętą metodykę oceny ekonomicznej oraz jej kluczowe założenia. Kolejno, bazując na metodzie zdyskontowanych przepływów pieniężnych, wyznaczono jednostkowy koszt wytworzenia wodoru, po czym dokonano szczegółowej analizy wrażliwości, uwzględniając główne czynniki ryzyka, związane z relacją cen węgla i gazu ziemnego oraz ceną pozwoleń na emisje CO2