__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Skleníkový efekt a energetika, snižování emisí CO, role obnovitelných zdrojů, atd. Pavel Noskievič

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Skleníkový efekt je přirozenou a pro život nezbytnou součástí Země Na skleníkovém efektu se podílí: vodní páracca dvěmi třetinami oxid uhličitý30 % ostatní plynyzbytek

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Uhlíkový cyklus atmosférou a pevninoucca 60 Gt/rok atmosférou a povrchem oceánucca 90 Gt/rok povrchem a hloubkou oceánucca 100 Gt/rok příspěvek z fosilních paliv do atmosférycca 5,5 Gt/rok Uhlíkové toky mezi:

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________

__________________________________________________________ Délka cyklu slunečních skvrn [r] délka cyklu slunečních skvrn teplota

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Možnosti snížení emisí CO 2 snížení spotřeby energie zvýšením účinnosti transformace a využití posílení role paliv s nízkým obsahem uhlíku posílení přirozených procesů vázajících CO 2 (lesy,půda,oceán) využívání energetických zdrojů neprodukujících CO 2 (jaderné a obnovitelné) separace CO 2 ze spalování fosilních paliv a jeho dlouholeté ukládání

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum 42-44% 42-44% 44-46% (USA) 44-46% 44% 46-48% 47%50% 48-50% 35-40%50%< Parní turbína FBC Zplyňování Přímá přeměna Podkritické parametry AFBC Superkritické parametry PFBC Topping PFBC LNG 1100°C G/T LNG 1300°C G/T LNG 1500°C G/T IGCC 1300°C G/T IGCC 1500°C G/T PAFCMCFCSOFC Nadkritické parametry IGFC Plynová turbína Zvyšování účinnosti el. bloků

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Fosilní paliva zabezpečují cca 85 % spotřeby energie složeníh + a + w = 1 složení hořlavinyC + H + S + N + O = 1 Produkty spalování 1 kg C3,7 kg CO 2 1 kg H 2 9 kg H 2 O 1 kg S2 kg SO 2

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Hodnocení paliv podle produkce CO 2 Emisní faktor uhlíku

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Měrné emise CO 2 z energetických zdrojů pro konkrétní palivo

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum 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)

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Odstraňování CO 2 po spalování

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Odstraňování CO2 před spalováním kyslíku

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Spalování s kyslíkem

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum

__________________________________________________________

__________________________________________________________ Technologie záchytu CO 2 vypírání spalin (MEA – monoetanolamin) kryogenní technologie separační membrány adsorpce jiné principy

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum KONDENZAČNÍ TURBÍNA PAROGENERÁTOR ČERPADLO H2H2 O2O2 H2OH2O

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Generátor směsi Generátor paroplynové směsi

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum ~ O2O2 CxHy Separační parogenerátor Parní generátor CO 2 H2OH2O mNmN m i2i2 i1i1 i3i3 i4i4 iKiK iSiS VTNT Kondenzátor El. generátor Systém CES

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Ukládání CO 2

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum - 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 CO 2 : vyčerpaná ropná ložiska125 Gt vyčerpaná ložiska zemního plynu800 Gt hlubinné salinické aquifery 400 – Gt netěžitelná uhelná ložiska150 Gt oceány> 10 6 Gt

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum 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)

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Nejistoty dlouhodobá spolehlivost podzemních uložišť odstraňování CO 2 zvýšenými energetickými nároky produkuje další CO 2 vliv CO 2 na mořský život (zvýšení kyselosti) kontrola uložišť

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Ukládání CO 2 jako součást obchodování s emisními povolenkami bude vyžadovat spolehlivé měření jeho množství. vhodné technologie jsou k dispozici náklady nebudou velké (zkušenosti s SO 2 ) monitorování potrubní dopravy je běžné geologický monitoring (seismické metody) umožní kontrolu v zásobnících

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Srovnání technologií (pro 500 MW) Proces Separace CO 2 ÚčinnostMěrné emise CO 2 A / N[%][%][g.kWh -1 ] NGCC Ne56370 Ano*47 – 4860 PC Ne46720 Ano*33150 IGCC Ne46710 Ano*38130 * včetně komprese CO 2 (110 bar)

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Zvýšení investičních nákladů NGCC2 x PC1,8 x IGCC1,5 x

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Zvýšení ceny elektřiny NGCC1,5 x PC1,7 x IGCC1,7 x

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Výrobní náklady

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Bílá kniha EU (1997) OZE mohou přispět ke snížení dovozové závislosti a zvýšení bezpečnosti dodávek energie. Přínosem bude také pozitivní vliv na produkci CO 2 a vytváření nových pracovních míst.

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Struktura primárních zdrojů EU a ČR EU

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Přehled technologií pro výrobu elektřiny z biomasy TechnologieÚčinnostVýkonStav vývoje Parní stroj10 – 12 % kWvyužívá se Parní turbína15 – 40 %0,5-240 MWvyužívá se Organický Rankinův cyklus10 – 12 % kWpřipraveno ke komerci Spalovací motor27 – 31 % kWdemonstrační jednotky IGCC40– 55 %› 10 MWdemonstrační jednotky Šroubový parní stroj10 – 12 % kWdemonstrační jednotky Stirlingův motor18 – 22 %0,5-100 kWdemonstrační jednotky Mikroturbína15 – 25 %5-100 kWvýzkum a vývoj Palivový článek25 – 40 % kWvýzkum a vývoj

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Jedná se o významnou perspektivní problematiku? prokáže se souvislost emisí CO 2 a oteplování – ANO neprokáže se – ANO, protože:

__________________________________________________________ VŠB - Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum Závěr souvislost obsahu CO 2 v ovzduší a teploty na zemském povrchu je prokázána vliv antropogenní produkce CO 2 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 CO 2 a jeho odstraňování technologický vývoj vede k čistým energetickým systémům energetiku čeká zajímavé období