Czy łupki bitumiczne to energia odnawialna czy nieodnawialna?

Łupki bitumiczne jednoznacznie klasyfikowane są jako źródło energii nieodnawialnej, gdyż powstały ze szczątków organicznych miliony lat temu i nie odnawiają się w skali czasowej dostępnej dla człowieka [1][5][7]. Już na wstępie warto wyjaśnić, że mimo rosnącego zainteresowania technologiami ich przetwarzania, łupki – podobnie jak węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny – należą do grupy paliw kopalnych [1][7].

Czym są łupki bitumiczne i jak powstają?

Łupki bitumiczne to skały osadowe z wysoką zawartością substancji organicznych: kerogenu i bituminów [1][5][7]. Kerogen jest mieszaniną związków organicznych o pochodzeniu roślinnym i zwierzęcym, których przemiany chemiczne w skorupie ziemskiej prowadziły do powstania tych złóż [1][5].

Powstawanie złóż łupków trwało miliony lat, dlatego zasoby te są skończone i zużywane znacznie szybciej niż mogą się odnawiać, co potwierdza ich nieodnawialny charakter [1][7]. Wydobycie prowadzane jest w kopalniach odkrywkowych oraz głębinowych, po czym surowiec poddawany jest rozdrabnianiu i dalszej obróbce technologicznej [1][2][5].

Jak wykorzystuje się łupki bitumiczne?

Łupki bitumiczne stosuje się głównie do produkcji energii elektrycznej i pozyskiwania substancji ropopochodnych [2][7]. Cały proces można przeprowadzić dwiema głównymi metodami.

Pierwszy sposób polega na bezpośrednim spalaniu w specjalnych kotłach fluidalnych, gdzie do atmosfery emitowane są spaliny, a energia zamieniana na elektryczność [1][5]. Druga metoda to piroliza, której przykładem jest technologia Enefit 280: surowiec rozkłada się w wysokiej temperaturze bez dostępu powietrza, uzyskując olej łupkowy i gaz syntetyczny [2][5].

Parametry użytkowe są zbliżone do innych paliw kopalnych; z 1 tony łupków uzyskuje się 850 kWh energii elektrycznej przy spalaniu lub 125 kg ropy łupkowej oraz 35 Nm³ gazu syntetycznego przy pirolizie [2].

Emisyjność i efektywność łupków bitumicznych

Istotną kwestią jest ekologia. Spalanie łupków bitumicznych w nowoczesnych instalacjach pozwala znacząco ograniczyć emisję tlenków siarki (SO2 o 95%), tlenków azotu (NOx o 55%), pyłów (o 97%) oraz CO2 (o 23%) w porównaniu do tradycyjnych metod [1][2][5].

Mimo tych postępów, emisyjność CO2 przy produkcji energii elektrycznej z łupków to około 300 g/kWh – mniej niż w przypadku węgla (900 g/kWh), ale więcej niż przy spalaniu gazu ziemnego (400 g/kWh) [3]. Nowoczesne technologie umożliwiają także wzrost sprawności bloków energetycznych do 36,5% oraz oszczędność paliwa powyżej 20% [1][2][5].

Łupki cechują się wartością opałową około 8,2 MJ/kg, zawierają do 40 litrów materiałów naftowych w jednej tonie oraz około 46% popiołu i 0,2% chloru [1][5][7].

Łupki bitumiczne a odnawialność energii

Kluczowy podział w energetyce zachodzi między źródłami odnawialnymi (wiatr, słońce, biomasa, hydroenergia) i źródłami nieodnawialnymi (węgiel, ropa, gaz, łupki bitumiczne) [1][3][5].

Mimo wysokiej dostępności złóż łupków i ich znaczącej roli w energetyce krajów takich jak Estonia, która uzyskuje 80% energii elektrycznej z tego źródła, łupki bitumiczne pozostają paliwem kopalnym – ich zasoby nie odnawiają się w tempie pozwalającym na uznanie ich za OZE [1][2][7].

Istnieją co prawda pilotażowe rozwiązania współspalania łupków z biomasą, ale mimo tego, sama podstawa energetyczna płynie z paliwa nieodnawialnego [1][5].

W przeciwieństwie do OZE, korzystanie z łupków generuje wyższą emisję dwutlenku węgla na jednostkę wyprodukowanej energii oraz wiąże się z eksploatacją złóż o ograniczonych zasobach [3][5][7].

Znaczenie łupków bitumicznych – bezpieczeństwo energetyczne

Duże rezerwy łupków zapewniają suwerenność energetyczną oraz uniezależnienie się od importu gazu czy ropy, czego przykładem jest Estonia eksportująca aż 45% wytwarzanych w ten sposób produktów [2][3].

Z ekonomicznego punktu widzenia łupki stanowią cenne uzupełnienie dla innych paliw kopalnych, jednak nie spełniają kryteriów odnawialności z punktu widzenia polityki klimatycznej UE i światowych trendów energetyki [1][3][7].

Podsumowanie: czy łupki bitumiczne to energia odnawialna?

Analizując skład, sposób powstawania i eksploatacji łupków bitumicznych należy jasno stwierdzić, że są to klasyczne źródła energii nieodnawialnej [1][5][7]. Ich wydobycie oraz spalanie przypomina procesy charakterystyczne dla innych paliw kopalnych.

Choć nowoczesne technologie pozwalają zredukować niektóre emisje i poprawić sprawność energetyczną, podstawowe ograniczenie pozostaje: łupki nie odnawiają się w tempie pozwalającym na ich zrównanie z OZE. W światowej klasyfikacji energetycznej są i pozostaną paliwem kopalnym o ograniczonych zasobach [1][3][7].

Z tych względów stosowanie łupków bitumicznych traktuje się jako element polityki energetycznej zabezpieczający niezależność krajów dysponujących złożami, lecz nie wpisuje się w długoterminowe strategie niskoemisyjne i transformację w stronę energetyki odnawialnej [3][5][7].

Źródła:

• [1] https://www.ogrzewnictwo.pl/artykuly/paliwa/paliwa-przyszlosci/zamiast-wegla-ropy-i-gazu-energia-z-lupkow-bitumicznych
• [2] https://www.enefit.pl/pl/-/aktualnosci/Energia-elektryczna-i-ropa-z-lupkow-bitumicznych-technologia-dla-wybranych
• [3] https://www.sklad-hetman.pl/czym-sa-lupki-bitumiczne-i-dlaczego-sa-wazne
• [5] https://www.cire.pl/pliki/2/lupki_bitumiczne.pdf
• [7] https://pl.wikipedia.org/wiki/%C5%81upki_bitumiczne