Pomimo wszelkich swoich zalet węgiel ma też swoje słabości. Spalanie węgla jest odpowiedzialne za 40% globalnej emisji dwutlenku węgla spowodowanego ludzką działalnością Dwutlenek węgla jest uważany za przyczynę zmian klimatycznych i dąży się do redukcji, a nawet do całkowitej eliminacji jego emisji. Ponadto podczas wytwarzania energii elektrycznej z węgla uwalniane są szkodliwe substancje, takie jak tlenki siarki, tlenki azotu oraz pyły.
W przypadku elektrowni o stopniu wydajności na poziomie 38% podczas spalania 1 tony węgla powstaje 2,4 tony CO2. Inaczej patrząc, produkcja 1 MWh prądu elektrycznego wiąże się z emisją ok. 0,9 t CO2. Najlepszą drogą do redukcji światowej emisji dwutlenku węgla jest zwiększenie poziomu efektywności spalania w elektrowniach. Dla przykładu, gdyby Chiny podniosły średni poziom wydajności swoich elektrowni z obecnego 23% na poziom Niemiec – 42 %, można by było ograniczyć emisję CO2 o 1,1 miliardów ton w skali rocznej, co odpowiada 4% rocznej światowej emisji. Coraz bardziej zaawansowana technologia oferuje rozwiązania w tym zakresie, np. poprzez ulepszone konstrukcje kotłów oraz przez zaawansowane systemy spalania.
Efficiency of Coal Power Plants
Źródło: Dr Lars Schernikau “Economics of the International Coal Trade. The Renaissance of Steam Coal”, Springer, 2010.
Znajdująca się w stadium rozwoju technologia CCS – Carbon Capture and Storage oferuje w przyszłości ogromny potencjał dla funkcjonowania elektrowni bezemisyjnych, które umożliwą wykorzystanie wszystkich zalet węgla chroniąc jednocześnie środowisko naturalne. Istnieją zasadniczo trzy procesy technologiczne które mogą zostać zastosowane do wychwytywania dwutlenku węgla:
- Oczyszczanie gazów spalinowych w konwencjonalnych elektrowniach węglowych
- Spalanie w czystym tlenie: Oxyfuel
- Ttechnologia bloku gazowo-parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa - IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle)
Problem kwaśnych deszczów został już przed laty rozwiązany za pomocą postępu technologicznego: coraz większa liczba elektrowni jest zaprojektowana na spalanie nisko zasiarczonego węgla (poniżej 1 % zawartości siarki) bądź też dokonuje mieszania węgli wysoko- i niskozasiarczonych w celu uzyskania pożądanej niskosiarkowej mieszanki. Ponadto tlenki siarki, azotu oraz pyły są w coraz większym stopniu wychwytywane przez instalacje filtrujące.
Ciekawym jest fakt, że Europejski system handlu emisjami, który w zamierzeniu ma sprzyjać środowisku naturalnemu, może mu w efekcie nawet szkodzić. Poprzez wysokie ceny CO2 węgiel jest „karany“ w stosunku do gazu, który nie powoduje tylu emisji. Na pierwszy rzut oka wydaje się to być sensowne. Niemniej jednak oznacza to, że kraje które nie są objęte tym systemem, takie jak Chiny czy Indie, posiadają zachętę do budowy stosunkowo większej ilości elektrowni opartych na węglu niż budowania instalacji spalających droższy gaz. W ten sposób w skali globalnej środowisko ulega jeszcze większemu obciążeniu. Aby wspierać gas, charakteryzujący się niższym stopniem emisji dwutlenku węgla, musiałoby dojść do zrównania się cen za jednostkę energii wytwarzaną z każdego z tych paliw.
Środki ochrony środowiska, które od dawna stosowane są w krajach rozwiniętych powinny za pomocą rozwiązań prawnych znaleźć swoje zastosowanie w krajach rozwijających się. Można przy tym oprzeć się na doświadczeniach krajów uprzemysłowionych aby długofalowo kształtować politykę energetyczną w sposób przyjazny dla środowiska.