Unijny przemysł oraz cele klimatyczne zależą od... węgla koksowego

Czym innym jest węgiel brunatny, a czym innym węgiel kamienny. Z kolei wśród węgla kamiennego wyróżniamy dwa podstawowe rodzaje – energetyczny i koksowy. Nazewnictwo odzwierciedla sferę zastosowania tych węgli – energetyczny stosowany jest przede wszystkim w energetyce (elektrownie i elektrociepłownie) oraz w indywidualnych kotłowniach, zaś koksowy w hutnictwie żelaza i stali (koksownie). W dobie szczególnej dbałości o ekologię i osiąganie celów klimatycznych, przyszłość węgla brunatnego wydaje się przesądzona, tak jak przesądzony wydaje się być los zasilanych nim elektrowni. Podobnie – nomen omen – w czarnych barwach rysuje się przyszłość węgla energetycznego, którego wydobycie w Polsce jest sukcesywnie ograniczane. Ten los z kolei nie grozi węglowi koksowemu, który od lat znajduje się na unijnej liście surowców strategicznych. Wciąż jednak wrzuca się go do jednego worka z innymi rodzajami węgla. Wynika to albo z niewiedzy, albo też ze złej woli.

Surowiec krytycznie ważny dla gospodarki

Węgiel koksowy jest surowcem strategicznie ważnym dla przemysłu i całej gospodarki. Dlatego też Komisja Europejska, która od 2011 roku publikuje Listę Surowców Krytycznych (CRM – Critical Raw Materials) dla Unii Europejskiej, umieściła na niej właśnie węgiel koksowy. „Surowce krytyczne są niezbędne w szeregu sektorów strategicznych, w tym przemysłu o zerowej emisji netto, przemysłu cyfrowego, lotniczego i kosmicznego oraz sektora obronnego” – zaznaczyła w komunikacie prasowym Komisja Europejska, po tym jak w pierwszym kwartale tego roku ponownie wpisała węgiel koksowy na Listę Surowców Krytycznych. Lista aktualizowana jest co 4 lata.

Ale dlaczego właściwie węgiel koksowy jest tak niezbędny?

Węgiel koksowy jest tak ważny dla gospodarki i przemysłu, bo jest niezbędny do produkcji koksu. Z kolei koks jest niezbędnym składnikiem procesu wielkopiecowego w hutnictwie, tj. w produkcji żelaza i stali. Koks jest paliwem stałym, który ma wyjątkową wartość opałową wynoszącą około 30 MJ/kg. Powstaje w wyniku procesu termicznej przeróbki węgla koksowego, nazywanego procesem koksowania. Koksowanie polega na wysokotemperaturowym (ponad 1000 stopni C) odgazowaniu węgla kamiennego bez dostępu powietrza. Powstały dzięki temu procesowi koks zawiera ponad 95% czystego węgla i znacznie mniej zanieczyszczeń niż węgiel kamienny. A to ma ogromne znacznie właśnie w hutnictwie i metalurgii. Koks w hucie jest bowiem nie tylko paliwem, które rozgrzewa wielki piec, tj. wytwarzającym ciepło niezbędne do odpowiedniego nagrzania materiałów wsadowych. Koks jest również, a w zasadzie przede wszystkim, reduktorem związków zawartych w rudzie żelaza, takich jak magnetyt, hematyt, limonit, piryt i syderyt. Co więcej, nie są to jedyne zadania koksu w procesie wielkopiecowego wytopu żelaza i stali. Dodatkowo zapewnia on materiałom wsadowym odpowiednią przepuszczalność gazów w różnych partiach wielkiego pieca. A także nawęgla on surówkę. Przyjmuje się, że do produkcji 1 tony żelaza – z którego powstaje następnie stal – w zasadowym piecu tlenowym potrzeba co najmniej 560 kg węgla koksowego, czyli około 400 kg koksu.

Popyt na stal nie maleje

Tymczasem popyt na stal jest ogromny. Jej produkcja w 2021 r. wyniosła 2 mld ton! Ponad połowa globalnej produkcji przypada na Chiny, które wyprodukowały nieco ponad 1 mld ton stali. Drugim z kolei producentem stali jest Unia Europejska, która wyprodukowała 152 mln ton. Podium zamykają Indie z roczną produkcją na poziomie 118 mln ton. Prawda, że część stali wytapiana jest w elektrycznych piecach łukowych ze zużyciem złomu stalowego. Niewielka część. Obecne uwarunkowania technologiczne powodują, że w ten sposób wyrabiane jest jedynie 28 procent światowej produkcji stali. Reszta, a więc 72 procent, powstaje w procesie wielkopiecowym z użyciem koksu wyprodukowanego z węgla koksowego. Należy przy tym zauważyć, że zdecydowana większość całej światowej produkcji stali przypada na stal węglową o różnych zawartościach węgla. Czym wyższa zawartość węgla, tym stal jest twardsza, ale też bardziej krucha i trudniejsza w obróbce. Stal niskowęglowa wykorzystywana jest do produkcji m.in. blach płaskich czy belek konstrukcyjnych. Stal o średniej zawartości węgla jest trudniejsza do formowania, spawania i cięcia niż stal miękka. Ten gatunek zapewnia dobrą odporność na zużycie. Stosuje się ją m.in. do produkcji dużych części, kucia i produkcji części samochodowych. Stal o dużej zawartości węgla jest bardzo trudną do cięcia, gięcia i spawania, jest też bardzo twarda i krucha. Za to jest to stal bardzo mocna, która jest stosowana np. do produkcji sprężyn, mieczy i drutów o wysokiej wytrzymałości. Stal o ultra wysokiej zawartości węgla może być hartowana do bardzo wysokiej twardości i jest stosowana do specjalnych celów, takich jak noże nieprzemysłowe, osie czy stemple. W Unii Europejskiej stal jest podstawą dla transformacji energetycznej, bowiem wykorzystywana jest w turbinach wiatrowych, panelach słonecznych czy w rozwoju przemysłu kolejowego. Bez niej nie uda się osiągnąć założeń klimatycznych.

Odpowiedzialne zadanie największego unijnego producenta węgla koksowego

Zdając sobie sprawę z szerokiego zastosowania stali w naszym codziennym życiu, a także z tego, że stal nie powstanie bez koksu, a koks bez węgla koksowego, łatwiej zrozumieć dlaczego ten konkretny rodzaj węgla ma tak ważne, strategiczne znaczenie. To również uzmysławia jak ważną rolę dla całej unijnej gospodarki odgrywają kopalnie należące do Jastrzębskiej Spółki Węglowej SA oraz koksownie JSW KOKS SA. W pięciu kopalniach – KWK Borynia-Zofiówka-Bzie, KWK Budryk, KWK Knurów-Szczygłowice i KWK Pniówek – w ubiegłym roku wydobyto prawie 11 mln ton węgla koksowego, co stawia jastrzębską Spółkę w roli największego producenta tego typu węgla w Unii Europejskiej. Z kolei w należącej do Grupy JSW SA koksowniach spółki JSW KOKS – Przyjaźń, Radlin i Jadwiga – wyprodukowano 3,2 mln ton koksu. Tym samym JSW SA, która stale stara się zwiększać poziom wydobycia węgla koksowego, dokłada swoją, niemałą, cegiełkę do rozwoju europejskiej gospodarki i jej transformacji energetycznej.

(RT)