370 likes | 540 Views
Skleníkový efekt a energetika, snižování emisí CO, role obnovitelných zdrojů, atd. Pavel Noskievič. Skleníkový efekt je přirozenou a pro život nezbytnou součástí Země. Na skleníkovém efektu se podílí:. vodní pára cca dvěmi třetinami oxid uhličitý 30 % ostatní plyny zbytek.
E N D
Skleníkový efekt a energetika, snižování emisí CO, role obnovitelných zdrojů, atd. Pavel Noskievič
Skleníkový efekt je přirozenou a pro život nezbytnou součástí Země Na skleníkovém efektu se podílí: vodní pára cca dvěmi třetinami oxid uhličitý 30 % ostatní plyny zbytek
Uhlíkový cyklus Uhlíkové toky mezi:
Délka cyklu slunečních skvrn [r] teplota délka cyklu slunečních skvrn
Možnosti snížení emisí CO2 • snížení spotřeby energie zvýšením účinnosti transformace a využití • posílení role paliv s nízkým obsahem uhlíku • posílení přirozených procesů vázajících CO2 (lesy,půda,oceán) • využívání energetických zdrojů neprodukujících CO2 (jaderné a • obnovitelné) • separace CO2 ze spalování fosilních paliv a jeho dlouholeté ukládání
42-44% Podkritické parametry Nadkritické parametry Superkritické parametry Parní turbína 42-44% 44-46% (USA) 44-46% Topping PFBC Topping PFBC AFBC PFBC FBC 44% 47% 50% LNG 1100°C G/T LNG 1300°C G/T LNG 1500°C G/T LNG 1500°C G/T Plynová turbína 46-48% 48-50% IGCC 1300°C G/T IGCC 1500°C G/T Zplyňování 35-40% 50%< 50%< 50%< PAFC MCFC SOFC IGFC Přímá přeměna Zvyšování účinnosti el. bloků
Fosilní paliva • zabezpečují cca 85 % spotřeby energie • složení h + a + w = 1 • složení hořlaviny C + H + S + N + O = 1 Produkty spalování 1 kg C 3,7 kg CO2 1 kg H2 9 kg H2O 1 kg S 2 kg SO2
Hodnocení paliv podle produkce CO2 Emisní faktor uhlíku
Měrné emise CO2 z energetických zdrojů pro konkrétní palivo
Technologie výroby elektřiny z fosilních paliv • spalování uhlí v práškových a fluidních kotlích (PC, FBC) • spalování zemního plynu v kombinovaném cyklu (NGCC) • integrovaný zplyňovací kombinovaný cyklus (IGCC)
kyslíku Odstraňování CO2 před spalováním
Technologie záchytu CO2 • vypírání spalin (MEA – monoetanolamin) • kryogenní technologie • separační membrány • adsorpce • jiné principy
H2 KONDENZAČNÍ TURBÍNA O2 PAROGENERÁTOR H2O ČERPADLO
CxHy m O2 Parní generátor i1 ~ mN VT NT CO2 i3 El. generátor i2 i4 iS H2O Kondenzátor Separační parogenerátor iK Systém CES
- Současná světová produkce oxidu uhličitého představuje cca 23 Gt ročně • Podle odhadů IEA (Greenhouse Gas R&D Programme) jsou k dispozici následující globální kapacity pro geologické ukládání CO2 : • vyčerpaná ropná ložiska 125 Gt • vyčerpaná ložiska zemního plynu 800 Gt • hlubinné salinické aquifery 400 – 10 000 Gt • netěžitelná uhelná ložiska 150 Gt • oceány > 106 Gt
Přednosti ukládání do vyčerpaných ložisek • nízké náklady na ukládání • ověřené zásobníky (sloužily miliony let) • dobře známé geologické podmínky • částečná možnost využití těžebních zařízení • zvýšení výtěžnosti (EOR, ECBM)
Nejistoty • dlouhodobá spolehlivost podzemních uložišť • odstraňování CO2 zvýšenými energetickými nároky produkuje další CO2 • vliv CO2 na mořský život (zvýšení kyselosti) • kontrola uložišť
Ukládání CO2 jako součást obchodování s emisními povolenkami bude vyžadovat spolehlivé měření jeho množství. • vhodné technologie jsou k dispozici • náklady nebudou velké (zkušenosti s SO2) • monitorování potrubní dopravy je běžné • geologický monitoring (seismické metody) umožní kontrolu v • zásobnících
Srovnání technologií (pro 500 MW) * včetně komprese CO2 (110 bar)
OZE mohou přispět ke snížení dovozové závislosti a zvýšení bezpečnosti dodávek energie. Přínosem bude také pozitivní vliv na produkci CO2 a vytváření nových pracovních míst. Bílá kniha EU (1997)
EU Struktura primárních zdrojů EU a ČR
Jedná se o významnou perspektivní problematiku? • prokáže se souvislost emisí CO2 a oteplování – ANO • neprokáže se – ANO , protože:
Závěr • souvislost obsahu CO2 v ovzduší a teploty na zemském povrchu je prokázána • vliv antropogenní produkce CO2 na globální klima je pravděpodobný • opatření, budou-li nutná, budou omezená a nákladná • racionálním opatřením je zlepšování účinnosti energetického systému a • snižování měrné spotřeby • růst spotřeby energie lze pouze zmírnit • je nutno odlišovat snižování měrné produkce CO2 a jeho odstraňování • technologický vývoj vede k čistým energetickým systémům • energetiku čeká zajímavé období