Vysoká škola chemicko - technologická v Praze Ústav plynárenství, koksochemie a ochrany ovzduší Technická 5, Praha 6 Obhajoba semestrálního projektu Odstraňování CO 2 z plynů Kateřina Bodnárová Školitel: Doc. Ing. Karel Ciahotný, CSc. Praha, 16. dubna 2009

Cíl práce Vypracovat přehled technických postupů vyvíjených pro odstraňování CO 2 z plynů a přehled postupů pro ukládání či zneškodňování odloučeného CO 2 Pokusit se zjistit ekonomickou náročnost těchto nabízených technologií a spotřebu energií na jejich provoz

Úvod Oxid uhličitý je nejvýznamnějším skleníkovým plynem, proto se vyspělé země snaží omezit jeho emise do ovzduší. Nejvýznamnějším zdrojem emisí CO 2 jsou procesy spalování fosilních paliv. Jsou vyvíjeny vhodné technologie, které umožňují odstraňování CO 2 ze spalin a jiných odpadních plynů a jeho bezpečné ukládání či jiné zneškodňování. Aplikace těchto technologií však snižuje účinnost výroby elektřiny a tepla a zároveň negativně ovlivňuje ekonomiku celého procesu výroby energií.

Techniky odstraňování CO 2 Absorpce Adsorpce Kryogenní technika Separace membránou

Absorpce 3 typy systémů absorpce: chemická, fyzikální a hybridní systémy při chemické absorpci reaguje CO 2 s rozpouštědly na slabě vázané meziprodukty, které se rozkládají vlivem tepla za regenerace původního rozpouštědla a vytváří se proud CO 2 obvyklá rozpouštědla jsou MEA, DEA, čpavek a horký uhličitan draselný CO 2 lze také absorbovat do rozpouštědla fyzikální cestou a potom použít k regeneraci tepla a/nebo snížení tlaku běžnými procesy jsou Selexol (dimetyleter polyetylen glykol) a Rectisol (studený metanol) hybridní rozpouštědla jsou spojením jak chemických, tak fyzikálních rozpouštědel

Adsorpce adsorpce na pevných materiálech využívá fyzikální vazby mezi plynem a aktivními centry adsorbentu chemisorpce na pevných materiálech využívá k zachycení CO 2 chemické reakce jako adsorbenty se používají oxid hlinitý a molekulární zeolitová síta

Kryogenní technika kryogenní separace zahrnuje chlazení plynů na velmi nízkou teplotu tak, že se může oddělit zmrazený CO 2 výhodou postupu je možnost přímého zneškodnění ledu CO 2 a vysoká čistota odděleného plynu nevýhodou je potřeba vysokého energetického příkonu k dosažení kryogenní teploty

Separace membránou jsou možné 2 membránové pochody: –separace plynu póry membrány –absorpce plynu do kapalného filmu na druhé straně membrány nejlepší možností volby je kombinace MEA a membrán

Zachycování a ukládání CO 2 Celý řetězec CCS se skládá ze tří samostatných částí: oddělení CO 2 → transport CO 2 → uložení CO 2 do podzemí

Separace CO 2 K zachytávání CO 2 ze spalovacích procesů jsou navrhovány tři základní technologické postupy: –zachycování CO 2 po procesu spalování (post - combustion capture) –zachycování CO 2 před procesem spalování (pre - combustion capture) –technologie oxyfuel, kde spalovací proces probíhá pouze s O 2 bez přítomnosti N 2

Separace CO 2

Ekonomické aspekty technologie zachycování CO 2 Z provedených studií pro nové bloky vyplývá: měrné investiční náklady (USD/kW) o 44 až 87 % měrné náklady na výrobu elektrické energie (USD/MWh) o 42 až 81 % při účinnosti zachycování 80 – 90 %, v absolutních hodnotách to znamená zvýšení ceny elektrické energie v důsledku zachycování CO 2 o 18 až 38 USD/MWh spotřeba paliva na vyrobenou MWh je o 24 – 42 % měrné náklady na zachycení CO 2 se pohybují v rozsahu 29 – 51 USD/t CO 2 více než polovina z celkové energie pro systém zachycování CO 2 je spotřebována na regeneraci prací kapaliny a téměř jedna třetina je určena pro sušení a stlačení CO 2

Uložení CO 2 po svém zachycení může být CO 2 buď uložen, nebo znovu využit CO 2 může být uložen do geologických formací: – vytěžená ložiska ropy a zemního plynu – hluboké slané akvifery –netěžitelné uhelné sloje CO 2 může být rovněž uložen ve velkých hloubkách v oceánu

Závěr Závěrem lze konstatovat, že žádná z technologií využitelných pro zachycování CO 2 v a jeho ukládání není zatím dovedena do stavu uplatnění v energetice na komerční bázi. Výzkum a vývoj uvedených technologií pro potřeby energetiky je doveden do stadia výstavby demonstračních zařízení a přípravy pilotních projektů. Mimoto zařazení dosud známých technologií zachycování CO 2 významně zhorší ekonomické ukazatele bloku.

Děkuji za pozornost