Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

6.6. témakör Környezetbarát villamosenergia-termelés.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "6.6. témakör Környezetbarát villamosenergia-termelés."— Előadás másolata:

1 6.6. témakör Környezetbarát villamosenergia-termelés

2 Villamosenergia-termelés Szén Előnyök: –széleskörű hozzáférhetőség, –jelentős készletek számos országban, –biztonságos ellátás, –alacsony ár, –felhasználásra érett technológiák. Hátrányok: –környezeti (CO 2 ) és egészségi hatások. Földgáz Előnyök: –kisebb környezeti szennyező hatás (hamu, S, N, Hg hiánya), –kisebb karbon-tartalom, –alkalmas nagy hatásfokú kombinált gáz-gőz erőműre. Hátrányok: –korlátozott biztonságú ellátás, –magas, változó ár.

3 Lehetőségek η KE növelése → a kibocsátások csökkentésének leghatékonyabb módja. Tüzelőanyag-megtakarítás, a füstgáz-kezelő berendezések kisebb mérete és energiafelhasználása ellensúlyozza a nagyobb hatásfokú berendezések drágább beruházási költségét. CO 2 kivonása és geológiai tárolása (CCS – Carbon Capture and Storage) technológia várhatóan 2020 körül kerül nagy erőművi kereskedelmi alkalmazásra. CO 2 kibocsátást csökkentő technológiák CCS nélkül és CCS-el.

4 1. CO 2 kibocsátást csökkentő technológiák CCS nélkül –Szénpor-tüzelés nagy hatásfokú gőzerőműben; –Földgáz-tüzelés kombinált gáz-gőz erőműben; –Szénelgázosító gáz-gőz erőmű (IGCC).

5 Szénpor-tüzelés nagy hatásfokú gőzerőműben szuperkritikus gőzturbina + generátor gőz tápvíz levegőszénpor hamu DeNOx Elektro- sztatikus filter Kéntelenítő GK Tisztított füstgáz

6 Hatásfok-javítási lehetőségek [Schilling VGB]

7 A hatásfok-javítás hatása p 1 /tη KE Meglévő erőművek átlagához mért kibocsátás Meglévő erőművek átlaga32 %0 Érett technológia245 bar/3x565 o C38,5 %-17 % Jelenleg üzemben [Európa, Japán] 315 bar/3x593 o C43,3 %-26 % 2015 után [THERMIE EU]380 bar/3x700 o C46,4 %-31 % 2020 után [DOE EPRI USA]385 bar/3x760 o C48 %-33 %

8 Anyagminőség-fejlesztési tervek ultra szuperkritikus kazánokhoz

9 A kombinált gáz-gőz körfolyamat hatásfoka a gázturbinába lépő füstgáz-hőmérséklet függvényében GT-K közbenső levegő hűtés és HHGK megfelelő összekapcsolása. Gázturbina újrahevítés szakaszos tüzeléssel.

10 Szénelgázosító gáz-gőz erőmű (IGCC) Cseppfolyós O 2 H2OH2O szén Quench elgázosító Részecske leválasztó Gáz hűtő Hg le- választó Kén- eltávolító Tiszta kén salak szintézisgáz GT HH GK gt füstgáz gőz

11 Szénelgázosító gáz-gőz erőmű („reklám”)

12 Shankey energiafolyam-ábra ü (szén) ELGÁZOSÍTÓELGÁZOSÍTÓ 75% szintézisgáz 20% 5% veszteség (sugárzás, salak, karbon) 30% 45% GT HH GK Gázhűtő 6% Pε P gt 20% 30% füstgáz 2

13 Szénelgázosító gáz-gőz erőmű IGCC hatásfoka a jelenlegi 37 %-ról 48 %-ra növekedhet 2020-ig: –A gázturbinába lépő füstgáz nagyobb belépő hőmérsékletével; –A részfolyamatok szorosabb integrálásával: nagy hőmérsékletű gáztisztítással, száraz szénadagolással, recirkuláltatott folyékony CO 2 -vel, csökkentett energiaigényű oxigénnel, légbefúvásos elgázosító technológiával.

14 2. Szénerőművi technológiák CCS-el CO 2 -leválasztás tüzelés után: –szénportüzeléses ultra-szuperkritikus gőzerőmű, CO 2 -leválasztás tüzelés előtt: –oxi-szénportüzeléses ultra-szuperkritikus gőzerőmű, –oxi-cirkuláció fluidágyas szuperkritikus gőzerőmű, –szénelgázosító kombinált gáz-gőz erőmű. CO 2 -leválasztás „ára” az erőműből kiadott villamos energia hatásfokának csökkenése.

15 Tervezett CCS technológiák Tüzelés után Tüzelés előtt O 2 /CO 2 recirkuláció oxyfuel tüzelés GK levegő szén szeparáció N2N2 N2N2 levegő O2O2 Erőmű CO 2 (H 2 O) CO 2 (H 2 O) recirkuláció H 2 O szén O 2 CO 2 - leválasztás N 2, O 2, H 2 O Elgázosítás + CO 2 leválasztás Erőmű N 2, O 2, H 2 O H2H2 levegő CO 2 CO 2 víztelenítés komprimálás, szállítás tárolás

16 CO 2 -mosás (BASF-Linde) Deszorber Fűtőgőz CO 2 Hőcserélő Abszorber N2N2 mosóoldat Mosóoldat + CO 2 Füstgáz N 2 +CO 2

17 Future conventional Power Plant with Post-Combustion Technology Low-CO 2 gas Flue gas Cooling tower or stack additional srubbing facilities PCC-Absorber Desulphurisation Precipitator PCC-Heat Exchanger PCC-Desorber CO 2 -Compressor PCC-Consumable tanks CO 2

18 O 2 /CO 2 recirkulációs (oxyfuel) tüzelés GT P GK szeparáció N2N2 levegő energia O2O2 szén Részecske eltávolítás hamu CO 2, H 2 O recirkuláció Füstgáz tisztítás SO x, NO x, O 2, részecskék H2OH2O Kis hőmérsékletű hő CO 2 kompresszió CO 2 szállítás és tárolás CO 2 Kis hőmérsékletű hő Mechanikai energia

19 IGCC-CCS Project Results of the concept phase  El. capacity:450 MW gross, 330 MW net  Net efficiency:35 % (incl. CO 2 transport and storage)  CO 2 storage:2.6 mill. t/a in deep saline formations  Investment cost:€ 1.7 bn (real 2007, incl. pipeline and storage)  Energy Source:Lignite preferred WTA-Coal drying Gasification CCPP Gas conditioning, CO 2 -capture Air separation Pipeline Storage region Power plant

20 Hatásfok-csökkenés: ultra-szuperkritikus gőzerőmű

21 Hatásfok-csökkenés: oxyfuel-tüzelésű gőzerőmű

22 Hatásfok-csökkenés: IGCC erőmű

23 3. CO 2 -tárolás lehetőségei Az emberi tevékenységből származó évi CO 2 kibocsátás 24 Gt/év. A jelenleg működő, ill. lezárt olaj és gázkutak befogadóképessége jelen ismeret szerint 800 Gt, így a prognosztizált növekedést figyelembe véve évre elegendő. Hosszú távú megoldást a föld mélyén (1 km alatt) lévő porózus homokkőzetekben keresik, melyek befogadóképességét a feltárt kutak többszörösére becsülik. A CO 2 -t folyékony halmazállapotban (p kr =75 bar, t kr =31 o C) sajtolják a föld mélyébe, ahol kiszorítja a pórusokban lévő sós vizet (ρ folyCO2 > ρ folyH2O ), és elősegíti a tengerfenéken történő elhelyezést. A tárolóhelyek egyenlőtlen eloszlása előrevetíti, hogy csak széleskörű nemzetközi együttműködéssel valósítható meg (CO 2 -csővezeték hálózat).

24 CO 2 -befogadására alkalmas kőzet (porózus homokkő) metszete

25 A befogadásra alkalmas kőzetek ismert telephelyei

26 Megvalósult és tervezett CO 2 -injektálási projektek

27 Carsons erőmű (Kalifornia) olajkút finomító elgázosító petrolkoksz CO 2 + H 2 CO 2 - megkötés H2H2 H 2 -erőmű H2OH2O 500 MW 4 Mt/év CO 2 (az olajtermelés serkentésére) olaj CO 2

28 A jövő energiatájképe környezetbarát és integrált lesz Gáz cseppfolyósítás (LNG) Gázból folyadékok (GTL) Integrált gázosító kombi ciklus (IGCC) Partmenti szélfarm Gázosításból származó szintetikus fűtőanyagok Rendszer irányító Fűtőanyag cellák CO 2 leválasztás és tárolás Hidrogén gazdálkodás Füstgáz tisztítás (gázmosók, stb.) Atomerőművek Mélytengeri feltárás Nem konvencionális olajok (szurokföldek, olajpalák) Erőmű indítás optimalizálása

29 4. Hidrogén energetika Felhasználási területek: –tüzelőanyag, –üzemanyag, –tárolt primerenergia, –vegyipari alapanyag.

30 Hidrogén előállítása Szintézisgázból leválasztások után (lásd Carsons erőmű). Vízből: –A víz bontása atomerőműben termelt hő felhasználásával termokémiai körfolyamatban (közvetlen termikus bontás csak 2500 o C felett). –A hidrogén előállítása elektrolízissel és jobb hatásfokkal, mint a konvencionális eljárások: Túlnyomás alatti (p>30 bar) elektrolízis 90 o C-on, Gőz ( o C) elektrolízis szilárd elektrolittal (plZRO 2 - Y-oxidokkal).


Letölteni ppt "6.6. témakör Környezetbarát villamosenergia-termelés."

Hasonló előadás


Google Hirdetések