kl mav ltoz s fenntarthat s g energiatermel s n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés PowerPoint Presentation
Download Presentation
Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 22

Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés - PowerPoint PPT Presentation


  • 109 Views
  • Uploaded on

Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés. Hogy csökkentsük a széndioxid kibocsátást?. Egyre több nemesített energiahordozó (villamosenergia, hőszolgáltatás), Átalakítási hatásfok javítása: gőzparaméterek növelése, kombinált ciklusok, kapcsolt energiatermelés

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés' - wyoming-reeves


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
kl mav ltoz s fenntarthat s g energiatermel s

Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés

Hogy csökkentsük a széndioxid kibocsátást?

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

az energetika f bb trendjei
Egyre több nemesített energiahordozó (villamosenergia, hőszolgáltatás),

Átalakítási hatásfok javítása:

gőzparaméterek növelése,

kombinált ciklusok,

kapcsolt energiatermelés

Meghatározó a fenntartható fejlődés (nem csak azóta, hogy kimondták!).

Az energetika főbb trendjei

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

mi a fenntarthat fejl d s
Mi a fenntartható fejlődés?

„a fenntartható fejlődés olyan fejlődés, amely kielégíti a jelen szükségleteit, anélkül, hogy veszélyeztetné a jövő nemzedékek esélyét arra, hogy ők is kielégíthessék szükségleteiket”. (Közös Jövőnk jelentés, 1987)

fenntartható

fejlődés

  • gazdasági és
  • természeti korlátok :
  • korlátozott források,
  • korlátozott nyelők.
  • a lehetőségek bővülése,
  • életminőség javulása,
  • jólét növekedése.

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

fenntarthat s g korl tai
Fenntarthatóság korlátai

Készletek végessége:

rossz interpretáció: hány évre elegendő a készlet

helyes értelmezés: a jelenleg biztosan ismert és gazdaságosan kitermelhetőnek tartott készlet aránya a jelenlegi kitermeléshez

Példa: kőolaj

1973: olajválság, mert már kevesebb, mint 30 évre elég az olajkészlet

(kitermelés 2.8 milliárd t/év, ár: 3 USD/bbl)

2003: a készletek már csak 35-40 évre elegendőek

(kitermelés 3.7 milliárd t/év, ár: 25 - 40 USD/bbl)

Fogyasztási előrejelzés 2020-ra: 5…5,5 milliárd t/év

A készlet jelenleg nem kemény korlát !!

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

fenntarthat s g korl tai1
Fenntarthatóság korlátai

Nyelők (befogadók) végessége

  • széndioxid légköri élettartama hosszú (15…100 év),
  • az energiafelhasználás 90%-a származik tüzelésből,
  • az antropogén széndioxid kibocsátás több mint 95%-a

a tüzelőanyag felhasználásból származik,

  • a légkör széndioxid koncentrációja folyamatosan nő

(jelenleg 35%-kal magasabb, mint a XIX. sz. előtt),

  • üvegház hatás (!?).

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

co 2 kibocs t s j v je
CO2 kibocsátás jövője

Karbon intenzitás csökkentése:

rövid távú lehetőségek:

  • szén helyett földgáz,
  • nukleáris energia,
  • vízenergia,
  • geotermikus energia,
  • biomassza alkalmazás (nem minden égetés jó!),
  • szélenergia.

korlátok:

  • korlátozott készletek,
  • földrajzi elhelyezkedés,
  • ellenérzések.
  • költségek !!
  • Energiaigényesség csökkentése:
  • végfelhasználási (ipari, fűtési, közlekedési stb.) technikák javítása,
  • átalakítási veszteségek csökkentése (hatásfok javítás).

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

lehets ges hossz t v kibontakoz si ir nyok
Lehetséges hosszútávú kibontakozási irányok:
  • fosszilis tüzelőanyagok és a CO2 eltüntetése,
  • fissziós erőművek, növelt biztonsággal,

jobb anyaghasznosítással (FBR),

  • fúziós nukleáris energiatermelés,
  • napenergia
      •   villamosenergia tárolással,
      •   hidrogén tárolással,
      •   környezeti hőmérsékletű szupravezetéssel,
      •   űrbeli elhelyezéssel,
  • vagy bármi más, ma még nem ismert megoldás.

Megoldás van, csak még nem ismerjük.

(1908-ban ki tudta megmondani, mit hoz a XX. század?)

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

co 2 cs kkent s k lts ge sz ler m
CO2 csökkentés költsége: szélerőmű
  • Beruházási támogatás: 300 eFt/kW 30%-a: 90 eFt/kW
    • 13 500 Ft/év/kW (15%/év annuitással)
    • 6,75 Ft/kWh (2000 h/év kihasználással)
    • átvételi felár: 8 Ft/kWh
    • összes támogatás: 14,75 Ft/kWh
    • kiváltott CO2: 0,57kg/kWh (gáztüzelés, 36% (!) hatásfok)
    • 26 eFt/t CO2 (kb. 100 EUR/t)
  • Ír tanulmány (2004): 138 EUR/t(figyelembe veszi a gyakori terhelésváltozás miatti hatásfokromlást a CCGT-knél)
  • Svéd tanulmány (T. Ackermann: Joined up thinking. Renewable Energy World July-August 2005.)jelenleg: 95-168EUR/t2015-re: 40-77EUR/t(CO2 adótól és fosszilis energiák árától függően)

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

h er m vek
Szén helyett földgáz (hazai prognózis):fajlagos költség: 6 200 Ft/t CO2(24 EUR/t)

Atomerőmű: költségmegtakarítás!fajlagos költség (?): -11 eFt/t CO2

Biomassza (fatüzelés, energiaültetvény):sem a költség, sem a széndioxid megtakarítás

nem ismert,

nem egyértelmű.

Hőerőművek

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

biomassza fat zel s energia ltetv ny
Költségek bizonytalanságai

technológiák alakulnak

nincs élettartam tapasztalat

mezőgazdasági stb. támogatások nem teszik áttekinthetővé a költségeket

Széndioxid csökkenés bizonytalanságai

erdőirtás? – dupla kár

ültetvény és természetes vegetáció

ültetvény, betakarítás stb. energiaigénye (gázolaj)

ipari technológia energiaigénye (aprítás, feldolgozás, biogáz-, alkoholtermelés…)

Biomassza (fatüzelés, energiaültetvény)

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

sz ndioxid kivon s a f stg zb l post combustion co 2 capture

Kazán

Füstgáz-tisztítás

CO2 befogás

Levegő

Égéstermék

Szén

Atmoszferikus égéstermék (1000 m3/s)

Gőzturbina

G

Gőz

CO2

További lépések G: Generátor

  • Szükséges fejlesztések:
    • Mosószerek/anyagok viselkedésüknek és környezetükre gyakorolt hatásuknak vizsgálata szén specifikus feltételek mellett.
  • Folyamattesztelés kísérleti és demonstrációs léptékben.
Széndioxid kivonás a füstgázból(post-combustion CO2 capture)

reagens: etanol-amin oldat

költség: 50…60 USD/t CO2

utólag beépíthető megoldás

Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

sz ndioxid kivon s elg zos t ssal p re combustion co 2 capture

LSZ

G: Generátor

LSZ: Levegő szeparátor

HK: Hőhasznosító kazán

Levegő

N2

Nagynyomású füstgáz (10m3/s)

O2

Gáz-turbina

HK

Elgázosító

Füstgáz-tisztítás

CO shift

CO2 befogás

Füstgáz

Szén

Gőz-turbina

G

G

CO2

További/változtatott lépések

CO shift: (H2O)gőz + CO = CO2 + H2

  • Szükséges fejlesztések:
  • H2-ben gazdag tüzelőanyagú gázturbina, további egységek integrálása
  • A teljes IGCC technológia műszaki/gazdasági optimalizálása

A technológia hozzáférhető ipari méretekben, a H2 hasznosító gázturbina kivételével.

Az IGCC-k elterjedésének egyelőre gátat szab azok magas költsége.

Széndioxid kivonás elgázosítással(pre-combustion CO2 capture)

Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

hat sfok cs kken s
Hatásfok csökkenés

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

oxi fuel elj r s

Szén

LSZ

Kazán

Füstgáz-tisztítás

CO2/H2O

Kondenzáció

CO2

Levegő

O2

Gőz-turbina

H2O, SO2

G

További/változtatott lépések G: Generátor LSZ: Levegő szeparátor

  • Szükséges fejlesztések és vizsgálatok:
  • Kazántervezés az égéstermék recirkulációjával és O2/CO2 égetésével
  • Égéstermék tisztítása, kondenzáció és vízkezelés
  • A folyamat elemeinek összehangolása

Jelenleg Oxy-fuel folyamat csak elméleti modellként létezik, laboratóriumi méretekben. Megvalósíthatóságát most kell demonstrálni.

Oxi-fuel eljárás

tüzelés oxigénnel

égéstermék: H2O + CO2

égéstermék recirkuláció kell

vízgőz kondenzálás egyszerű

levegő szétválasztás energiaigénye nagy

Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

sz ndioxid sz ll t s k lts ge
Széndioxid szállítás költsége

szállítási távolság: 250 km

költség, USD/t

szállított mennyiség, Mt/év

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

slide16

Tárolási geológiai formációkban

  • kimerült olaj és gázmezők
  • olaj és gáztermelés intenzifikálása
  • mély sórétegekben
  • metán kitermelés szénrétegekből

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

ce ni elhelyez s
Óceáni elhelyezés

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

sz ndioxid kivon s f stg zb l
erőművi többletköltség (CO2 kivonás) 20…30 EUR/t

szállítás 1…10 EUR/t (erősen távolságfüggő)

elhelyezés 5…50 EUR/t

Összesen: 30…90 EUR/t

Felhasználás: olaj- és gázkitermelés segítése

10…50 EUR/t nyereség is lehet (?!)

Széndioxid kivonás füstgázból

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

kibocs t si jog ra eur t 2006 2009
Kibocsátási jog ára, EUR/t (2006-2009)

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

kv ta r 2010 2011
Kvótaár 2010 – 2011

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

kv ta r 2011 k zep t l
Kvótaár 2011 közepétől

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

kibocs t s cs kkent s k lts ge egy m s megk zel t s
Kibocsátás-csökkentés költsége (egy más megközelítés)

bázis: jelenlegi 150 MW szubkritikus lignittüzelésű blokk

(német adatok)

CCS = Carbon Capture and Storage

CCS

CCS

CCS

Coal Industry Advisory Board

Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005

Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék