Czyste Technologie Węglowe - CTW to multi-dyscyplinarny obszar tematyczny obejmujący działania badawcze (badania podstawowe, stosowane, w tym w pełnej skali przemysłowej), techniczne (inwestycyjne), organizacyjno- prawne, edukacyjne, komunikacji społecznej, prowadzące do eko-efektywnej produkcji i wykorzystania węgla.

Pod względem merytorycznym CTW obejmuje tematy, które można ująć w cztery ogólne grupy. 

• wydobycie węgla, uwzględniające zrównoważoną gospodarkę zasobami wraz z przeróbką węgla, rozumianą jako proces przygotowania węgla do użytkowania, najczęściej jest to tzw. mechaniczna przeróbka węgla,

• transport, przygotowywanie mieszanek węgla i składowanie węgla,

• wykorzystanie węgla (w energetyce oraz w przetwórstwie węgla), z uwzględnieniem zmniejszania negatywnego wpływu wykorzystania węgla na różne elementy środowiska: powietrze, wody, glebę,

• zagospodarowanie „pozostałości” z produkcji i wykorzystania węgla, czyli różnego rodzaju odpadów i półproduktów.

W ostatnich latach na pierwszy plan wybijają się zagadnienia dotyczące zmniejszania emisji gazów cieplarnianych. Wychwytywanie i Składowanie CO₂ (CCS - Carbon Capture & Storage), czy też Wychwytywanie, Wykorzystanie i Składowanie CO₂ (CCUS - Carbon Capture Utilisation & Storage) nie tylko jest wydzielane z CTW, lecz traktowane często jako synonim CTW, co można rozumieć, że czyste technologie węglowe utożsamiane są tylko z technologiami dotyczącymi redukcji emisji gazów cieplarnianych. W klasycznym ujęciu redukcja emisji gazów cieplarnianych znajduje swoje miejsce zarówno na etapie wydobycia węgla (ujęcie i wykorzystanie metanu - ważnego gazu cieplarnianego - z pokładów węgla), jak i na etapie wykorzystania węgla (redukcja emisji CO₂), a także na etapie zagospodarowania produktów odpadowych z produkcji i wykorzystania węgla (np. redukcja emisji z aktywnych termicznie składowisk odpadów, itp.). Z kolei poprawa sprawności konwersji energii chemicznej węgla na inne użyteczne formy energii – czyli rozwój techniki i technologii w procesach wykorzystania węgla wspiera redukcję emisji gazów cieplarnianych.

Różnorodność tematyczną i wielorakie powiązania w „łańcuchu CTW” zobrazowano na poniższym rysunku:

 

  

 

W świecie podjęto i wciąż podejmuje się wiele inicjatyw (programów badawczych, działań koordynacyjnych i innych), mających na celu poprawę efektywności procesów wydobycia i wykorzystania węgla oraz zmniejszenie wpływów środowiskowych tych procesów:

• Clean Coal Technology Demonstration Programme - USA 

• Vision21 Program - USA

• Future Gen- USA 

• Canadian Clean Power Coalition - Kanada 

• COORETEC - Niemcy 

• COAL21 action plan - Australia 

• Europejska Platforma Technologiczna Zeroemisyjnego Wytwarzania Energii z Paliw Kopalnych (ETP-ZEP),

• Strategiczny Program Badawczy „Zaawansowane technologie pozyskiwania energii”- Polska

 

Technologie czystej produkcji węgla

 

Pojęcie czystej produkcji węgla z punktu widzenia zrównoważonego rozwoju ma dwa podstawowe wymiary:

• zasobowy,

• ekologiczny.

W pierwszym wymiarze na pierwszy plan wychodzą kwestie wykorzystania zasobów węgla w sposób maksymalnie efektywny, „oszczędny”, z myślą o korzystaniu z tych zasobów przez przyszłe pokolenia. Technologie, jakie wpisują się w ten wymiar, i jakie należy rozwijać, oprócz tych dojrzałych i ekonomicznie uzasadnionych, to technologie wydobycia węgla, np.:

• technologie eksploatacji cienkich pokładów węgla, np. od 0,8 m grubości,

• technologie podziemnego zgazowania węgla,

W wymiarze ekologicznym mamy do czynienia z potrzebą rozwoju wielu technologii, dotyczących samego paliwa, np.:

• zwiększanie zakresu wzbogacania węgla,

• produkcja kwalifikowanych paliw dla odbiorców indywidualnych,

• selektywne wybieranie pokładów węgla.

jak i dotyczących minimalizacji wpływów środowiskowych eksploatacji górniczej i produkcji węgla, dotyczące np.:

• skuteczniejszego wykorzystanie metanu towarzyszącego pokładom węgla,

• minimalizacji ilości wydzielanych odpadów górniczych i ze wzbogacania węgla w tym: eksploatacja węgla bez przybierki skał płonnych, gospodarcze wykorzystanie odpadów,

• minimalizacja degradacji terenu, zajętego przez inne produkty kopalń, które nie znajdują nabywcy, np. muły węglowe, 

• zagospodarowania wód dołowych i zmniejszenia zrzutów zasolonych wód do wód powierzchniowych, 

• ochrony powierzchni terenu i infrastruktury powierzchniowej przed wpływem podziemnej eksploatacji,

• minimalizacji zagrożeń radiacyjnych (rad), 

• minimalizacji zrzutu ścieków komunalnych i bytowych, minimalizacje emisji hałasu, pyłów i inne.