Výroba syntetického zemního plynu katalytickou methanizací

Prezentace na téma: "Výroba syntetického zemního plynu katalytickou methanizací"— Transkript prezentace:

1 Výroba syntetického zemního plynu katalytickou methanizací
Ing. Tomáš Hlinčík, Ph.D. Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

2 Úvod Výroba a spotřeba elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie (OZE) je závislá na vnějších faktorech (počasí, odběrové špičky). Dochází k nestabilní výrobě elektrické energie – potíže při řízení elektrické přenosové soustavy. V případě nedostatečné výroby musí být odběrové špičky kryty najížděním záložních zdrojů. Naopak v případě nadměrné výroby el. energie musí být některé zdroje odstavovány. Při nadměrné výrobě hrozí přetížení elektrické přenosové soustavy – výpadky elektrické energie – blackout. Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

3 Úvod Zdroj: Roční zpráva o provozu ES ČR 2017, ERÚ Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

4 Úvod Aby bylo možné obnovitelnými zdroji nahrazovat konvenční zdroje, je třeba zařadit do elektrické sítě systémy akumulace elektrické energie : stlačeného vzduchu (CAES); elektrochemických článků; přečerpávací elektrárny; setrvačníky; využití katalytické methanizace k výrobě syntetického zemního plynu v technologii Power-to-Gas. Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

5 Technologie Power – to - Gas
Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

6 V ČR není v provozu žádná technologie, Německo provozuje 36 projektů:
Technologie Power – to – Gas V ČR není v provozu žádná technologie, Německo provozuje 36 projektů: Zdroj: Delphi-Kurzstudie: Praxis und Potenzial von Power – to – Gas, Kurzstudie im Auftrag der Zukunft ERDGAS GmbH, 2017 Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

7 Katalytická methanizace
Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

8 Katalytická methanizace
Používané katalyzátory: Niklové katalyzátory – nejvyšší selektivita k methanu Kobaltové a molybdenové katalyzátory Vzácné kovy – Ru, Rh, Ir Katalytické aktivita katalyzátorů klesá v pořadí: Ru > Ir > Rh > Ni > Co > Os > Pt > Fe > Mo > Pa > Ag Nosiče katalyzátorů: γ-Al2O3, SiO2, ZrO2, TiO2, CeO2 Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

9 Vliv teploty na reakci:
Katalytická methanizace Vliv teploty na reakci: Zdroj: Gao, J.; a kol.: A thermodynamics analysis of methanation reactions of carbon oxides for the production of synthetic natural gas. RSC Advances 2012, 2, 2358–2368. Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

10 Vliv teploty a tlaku na reakci:
Katalytická methanizace Vliv teploty a tlaku na reakci: Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

11 Experimentální aparatura
Testování katalytické aktivity komerčních katalyzátorů a vyrobených katalyzátorů v našich laboratořích. Při použití katalyzátorů vyrobených v našich laboratořích dosahujeme konverze až 98 %. Testování reakčních podmínek a reakční kinetiky u vybraných katalyzátorů (nikl, molybden, kobalt). Studium vlivu sirných látek na (oxid siřičitý, sulfan, apod.) na katalytickou aktivitu. Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

12 Experimentální aparatura
Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

13 Projekty v rámci P2G Ve výzkumných aktivitách spolupracujeme s ÚJV Řež. Pilotní zařízení s propojením elektrolýzy vody s katalytickou methanizací. Projekty TAČR – Epsilon: Methanizace vodíku a oxidu uhličitého - ukončený projekt Methanizace oxidu uhličitého v bioplynu – běžící projekt V projektu je důraz na sledování vlivu nízkých koncentrací sulfanu jako možného inhibitoru katalytické reakce. Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

14 Katalytická methanizace bioplynu
Komerční katalyzátor NiO Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

15 Katalytická methanizace bioplynu
Katalyzátor VŠCHT - NiO Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

16 Využití SNG v podmínkách ČR
Využití v místě výroby, např. pro pohon vozidel. Vtláčení do plynárenské potrubní soustavy (distribuční). Slabá (žádná) legislativa. Technické pravidlo TPG (změna 2). Kvalitativní požadavky na přírodní plyny nebo biomethan – SNG v technickém pravidlu není uvedeno. Jeden z největších problémů při vtláčení do potrubní soustavy bude obsah vodíku v případě nízké konverze reakce. Zbytkový vodík v produkovaném plynu. Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

17 Využití SNG v podmínkách ČR
Obsah vodíku v syntetickém zemním plynu může mít různé vlivy na plynárenskou infrastrukturu nebo následné využití plynu: Vliv na spalné teplo (Wobbeho číslo). Vliv na těsnicí a měřicí systémy. Vliv na dopravní kapacity (10 % vodíku v zemním plynu sníží přepravní kapacitu o 5 – 6 %). Vliv na spotřebu u konečných zákazníků – vliv na spotřebiče. Vliv na automobily využívající CNG – vodík v zemním plynu snižuje methanové číslo (10 % vodíku o hodnotu 5 – 7). Vliv na podzemní zásobníky - výzkum probíhá. Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy

18 Děkuji za pozornost Tomas.Hlincik@vscht.cz
Česká republika – Perspektivy a potenciál využití CO2, 6. června 2018, Technopark VŠCHT Kralupy