Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés Hogy csökkentsük a széndioxid kibocsátást?

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés Hogy csökkentsük a széndioxid kibocsátást?"— Előadás másolata:

1 1/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés Hogy csökkentsük a széndioxid kibocsátást?

2 2/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Az energetika főbb 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!).

3 3/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Mi a fenntartható fejlődés? fejlődésfenntartható  a lehetőségek bővülése,  életminőség javulása,  jólét növekedése. gazdasági és természeti korlátok :  korlátozott források,  korlátozott nyelők. „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)

4 4/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék 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: 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 évre elegendőek (kitermelés 3.7 milliárd t/év, ár: USD/bbl) A készlet jelenleg nem kemény korlát !! Fogyasztási előrejelzés 2020-ra: 5…5,5 milliárd t/év

5 5/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék 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 (!?).

6 6/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék CO 2 kibocsátás jövője Emisszi ó = n é pess é g * GDP * energia ig é nyess é g * karbon intenzit á s [tC/év][fő] [USD/fő/ é v] [GJ/USD][tC/GJ] 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).

7 7/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Lehetséges hosszútávú kibontakozási irányok:  fosszilis tüzelőanyagok és a CO 2 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?)

8 8/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék CO 2 csökkentés költsége: szélerőmű Beruházási támogatás: 300 eFt/kW 30%-a: 90 eFt/kW – 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 CO 2 : 0,57kg/kWh (gáztüzelés, 36% (!) hatásfok) – 26 eFt/t CO 2 ( 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 : EUR/t 2015-re: EUR/t (CO 2 adótól és fosszilis energiák árától függően)

9 9/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Hőerőművek Szén helyett földgáz (hazai prognózis) : fajlagos költség: Ft/t CO 2 (24 EUR/t) Atomerőmű: költségmegtakarítás! fajlagos költség (?): -11 eFt/t CO 2 Biomassza (fatüzelés, energiaültetvény) : sem a költség, sem a széndioxid megtakarítás nem ismert, nem egyértelmű.

10 10/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Biomassza (fatüzelés, energiaültetvény) 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…)

11 11/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Széndioxid kivonás a füstgázból (post-combustion CO 2 capture) Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005 reagens reagens: etanol-amin oldat költség költség: 50…60 USD/t CO 2 utólag beépíthető megoldás Levegő Szén G Atmoszferikus égéstermék (1000 m 3 /s) Égéstermék GőzCO 2 Gőzturbin a Kazán Füstgáz- tisztítás CO 2 befogás További lépésekG: Generátor Szükséges fejlesztések:  Mosószerek/anyagok viselkedésüknek és környezetükre gyakorolt hatásuknak vizsgálata szén specifikus feltételek mellett.  Folyamattesztelés kísérleti és demonstrációs léptékben.

12 12/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005 Széndioxid kivonás elgázosítással (pre-combustion CO 2 capture) Szén G Füstgáz CO 2 Gáz- turbina Elgázosító Füstgáz- tisztítás CO 2 befogás További/változtatott lépések Szükséges fejlesztések: H 2 -ben gazdag tüzelőanyagú gázturbina, további egységek integrálása  A teljes IGCC technológia műszaki/gazdasági optimalizálása CO shift Nagynyomású füstgáz (10m 3 /s) A technológia hozzáférhető ipari méretekben, a H 2 hasznosító gázturbina kivételével. Az IGCC-k elterjedésének egyelőre gátat szab azok magas költsége. Gőz- turbina HK G O2O2 LSZ N2N2 G: Generátor LSZ: Levegő szeparátor HK: Hőhasznosító kazán Levegő CO shift: (H 2 O) gőz + CO = CO 2 + H 2

13 13/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Hatásfok csökkenés

14 14/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Oxi-fuel eljárás Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005 tüzelés oxigénnel égéstermék: H 2 O + CO 2 égéstermék recirkuláció kell vízgőz kondenzálás egyszerű levegő szétválasztás energiaigénye nagy Levegő G CO 2 O2O2 CO 2 / H 2 O Gőz- turbina LSZ Füstgáz- tisztítás Kondenzáció További/változtatott lépésekG: Generátor LSZ: Levegő szeparátor Szükséges fejlesztések és vizsgálatok: Kazántervezés az égéstermék recirkulációjával és O 2 /CO 2 égetésével  Égéstermék tisztítása, kondenzáció és vízkezelés  A folyamat elemeinek összehangolása Kazán H 2 O, SO 2 Szén Jelenleg Oxy-fuel folyamat csak elméleti modellként létezik, laboratóriumi méretekben. Megvalósíthatóságát most kell demonstrálni.

15 15/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Széndioxid szállítás költsége szállított mennyiség, Mt/év költség, USD/t szállítási távolság: 250 km

16 16/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Tárolási geológiai formációkban 1.kimerült olaj és gázmezők 2.olaj és gáztermelés intenzifikálása 3.mély sórétegekben 4.metán kitermelés szénrétegekből

17 17/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Óceáni elhelyezés

18 18/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Széndioxid kivonás füstgázból erőművi többletköltség (CO 2 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 (?!)

19 19/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Kibocsátási jog ára, EUR/t ( )

20 Kvótaár 2010 – /22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

21 Kvótaár 2011 közepétől 21/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék

22 22/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Reducing Greenhouse Gas Emission. The Potential of Coal. IEA - CIAB, 2005 bázis: jelenlegi 150 MW szubkritikus lignittüzelésű blokk (német adatok) CCS = Carbon Capture and Storage CCS Coal Industry Advisory Board Kibocsátás-csökkentés költsége (egy más megközelítés)


Letölteni ppt "1/22 Dr. Gács Iván, BME Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Klímaváltozás – fenntarthatóság - energiatermelés Hogy csökkentsük a széndioxid kibocsátást?"

Hasonló előadás


Google Hirdetések