Účinnost transformace primární energie paliva

Podobné dokumenty
ALE malá kapacita, problém s vybíjením

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hustopeče, Masarykovo nám. 1

VYTÁPĚNÍ - cvičení č.2 Výpočet potřeby tepla a paliva Denostupňová metoda

VYHLÁŠKA. ze dne 5. prosince 2012

MODERNIZACE ELEKTRÁRNY OPATOVICE

Současnost odběru / výroby elektřiny a tepla Cena produkce Elektřina obvykle dána cenou nákupu / výkupu možný problém: časový průběh odběru elektřiny

Obnovitelné zdroje energie OZE OZE V ČR A VE SVĚTĚ, DEFINICE, POTENCIÁL. Doc. Ing. Tomáš Dlouhý CSc.

Evropský zemědělský fond pro rozvoj venkova: Evropa investuje do venkovských oblastí"

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební Katedra technických zařízení budov. Obnovitelné zdroje energie. doc. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

Geotermální projekt Litoměřice. Diskusní blok II. Jaké budou přínosy pro Litoměřice? aneb ekonomické a provozní aspekty využití geotermální energie

Logatherm WPLS 4.2 Light C 35 C A ++ A + A B C D E F G. db kw kw /2013

ENERGETICKÝ AUDIT. zpracovaný dle zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií v platném znění zákona č. 103/2015 Sb. a prováděcích předpisů

Záporná elektroda PALIVOVÁ (anodický oxidační proces uvolnění elektronů) Kladná elektroda OKYSLIČOVADLO (redukční proces zpracování elektronů)

Stav tepelných čerpadel na českém trhu

Oddělení teplárenství sekce regulace VYHODNOCENÍ CEN TEPELNÉ ENERGIE

Moderní způsoby vytápění domů s využitím biomasy

Hodnocení energetické náročnosti z pohledu primární energie - souvislosti s KVET

AKREDITACE LETIŠTNÍ UHLÍKOVÉ STOPY NA LETIŠTI VÁCLAVA HAVLA PRAHA

Závod na energetické využití odpadů ZEVO Malešice.

Udržitelnost teplárenství politický závazek nebo technologické inovace či jen uhlí za limity?

Logatherm WPLS 11.2 T190 Comfort A ++ A + A B C D E F G A B C D E F G. kw kw /2013

KOMBINOVANÁ VÝROBA TEPLA A ELEKTRICKÉ ENERGIE

TEPLÁRENSKÁ SOUSTAVA V BRNĚ PAROPLYNOVÁ TEPLÁRNA ČERVENÝ MLÝN

Energetika, energetické stroje

Měsíční zpráva o provozu ES ČR

Měsíční zpráva o provozu ES ČR

Ochrana ovzduší ve státní správě. Sezimovo Ústí, listopadu 2006

Protokol k průkazu energetické náročnosti budovy

Aktualizace krajského programu ke zlepšení kvality ovzduší Ústeckého kraje Příloha III. Příloha III

Parogenerátory a spalovací zařízení

C v celé výkonnostní třídě.

NÁRODNÍ STROJÍRENSKÝ KLASTR. Vyřazování elektráren z provozu - příležitosti pro české strojírenství

PROGRAM KOGENERACE Z BIOMASY

listopad 2015 Graf č. 4: Porovnání průměrných předběžných a výsledných cen tepelné energie v roce 2014 vyrobené z uhlí... 7

- Vyplní i ty nejmenší skuliny, přesto nechá váš dům dýchat

Úvod do teorie spalování tuhých paliv. Ing. Jirka Horák, Ph.D.

Posouzení potenciálu vysoce účinné kombinované výroby tepla a elektřiny a účinného dálkového vytápění a chlazení za Českou republiku

Prohlášení podnikové skupiny winkler k ochraně a udržení životního prostředí

Vyhodnocení vývoje cen tepelné energie k 1. lednu 2012

Výběrová (hodnoticí) kritéria pro projekty přijímané v rámci L. výzvy Operačního programu Životní prostředí Prioritní osa 3

Jezděte s námi na CNG

Průřezové téma - Enviromentální výchova Lidské aktivity a životní prostředí Zdroje energie I.

listopad 2014 Graf č. 4: Porovnání průměrných předběžných a výsledných cen tepelné energie v roce 2013 vyrobené z uhlí... 7

ENERGETICKÁ AGENTURA VYSOČINY - KEA. Zbyněk Bouda bouda@eavysociny.cz Tel.:

Národní akční plán čistá mobilita

125 MOEB ČVUT v Praze FSv K /2009

1. ÚVOD 1.1 Výhody a nevýhody systému Výhody Tepelný komfort Spotřeba energie Přívod vzduchu Samoregulační schopnost 1.1.

Ceny tepelné energie od roku Stanislav Večeřa

ZPRÁVA O KONTROLE KOTLŮ A ROZVODŮ TEPELNÉ ENERGIE

Aktuality z oblasti využívání pevné biomasy. Ing. Richard Horký, TTS Group

neviditelné a o to více nebezpečné radioaktivní částice. Hrozbu představují i freony, které poškozují ozónovou vrstvu.

PROCESY V TECHNICE BUDOV 3

Střední škola obchodu, řemesel a služeb Žamberk. Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU Peníze SŠ

4.2 Vliv dopravy na životní prostředí. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

Ing. David Kupka, Ph.D. Řešeno v rámci projektu Vliv spalování komunálního odpadu v malých zdrojích tepla na životní prostředí v obcích

Proces hoření. - snadno a rychle

Hospodárné využití a výroba energie vedoucí ke snižování zátěže životního prostředí

Motory -Emise škodlivin ve výfukových plynech

Transpozice směrnice o průmyslových emisích část týkající se LCP

Elektroenergetika 1. Termodynamika a termodynamické oběhy

SPALOVÁNÍ A KOTLE. Fosilní paliva a jejich vlastnosti. Přírodní a umělá paliva BIOMASA

KVALITA VNITŘNÍHO PŘOSTŘEDÍ. Řízené větrání aktivní rekuperace. Ventilační tepelná čerpadla

Limity plynných emisí dráhových motorů a způsoby jejich snižování

Zlepšeníkvality ovzdušív příhraniční oblasti Česka a Polska. Ing. David Kupka

Základní aspekty realizace spoluspalování BM ( )

Technická Univerzita v Liberci Fakulta mechatroniky a mezioborových inženýrských studií. AQUATEST a.s.

TECHNICKÉ DETAILY. Ucelená nabídka kompaktních, účinných, tichých a výkonných skrytých jednotek SKRYTÉ, S NÍZKÝM STATICKÝM TLAKEM // TYP INVERTER + FS

Tepelná výměna. výměna tepla může probíhat vedením (kondukce), sáláním (radiace) nebo prouděním (konvekce).

MATERIÁL PRO JEDNÁNÍ RADY MĚSTA PÍSKU DNE

Pravidla pro sestavování regulačních výkazů číslo 31 a 32 pro držitele licence na výrobu tepelné energie a držitele licence na rozvod tepelné energie

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Zadání bakalářské/diplomové práce

2 Primární zdroje energie. Ing. Petr Stloukal Ústav ochrany životního prostředí Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati Zlín

Expert na zelenou energii

12/40 Zdroj kmitů budí počátek bodové řady podle vztahu u(o, t) = m. 14/40 Harmonické vlnění o frekvenci 500 Hz a amplitudě výchylky 0,25 mm

Doc. RNDr. Miroslava Blažková, Ph.D.

Zvyšování kvality výuky technických oborů

okolo 500 let př.n.l. poč. 21.stol

Ing. Radim Janalík, CSc. VŠB TU Ostrava katedra energetiky. Využití energetických zdrojů

ElA Českomoravská elektrotechnická asociace zaměstnavatelský a podnikatelský svaz

Flexalen - efektivní řešení přenosu tepelné energie z tepelných zdrojů

Fyzika - Tercie. vyjádří práci a výkon pomocí vztahů W=F.s a P=W/t. kladky a kladkostroje charakterizuje pohybovou a polohovou energii

PŘÍLOHY NAŘÍZENÍ KOMISE V PŘENESENÉ PRAVOMOCI (EU),

1) U neredoxních dějů se stechiometrické koeficienty doplňují zkusmo

Technické a energetické audity čerpadel

Z odpadu ze spalovny biopaliva?

Amoniak průmyslová výroba syntetického amoniaku

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Úspory energie a ekonomika vytápění

Elektroenergetika. (podklady ke státnicím) Komise: +ELE - 01

České vysoké učení technické v Praze Fakulta elektrotechnická Katedra elektroenergetiky. Rozptýlená (decentralizovaná) výroba elektrické energie

PRŮKAZ ENERGETICKÉ NÁROČNOSTI BUDOVY DLE VYHL. 78/2013 SB.

Zdroje energie a tepla

Podpora výroby elektřiny z OZE, KVET a DZ. Petr Kusý Oddělení regulace zdrojů a sítí Odbor elektroenergetiky Energetický regulační úřad

ENERGETICKÝ POSUDEK Městský úřad, Kroměříž

Tisková zpráva. 29. listopadu 2013

SOUHRNNÁ PROVOZNÍ EVIDENCE A OZNÁMENÍ O POPLATKU ZVLÁŠTĚ VELKÝCH, VELKÝCH A STŘEDNÍCH STACIONÁRNÍCH ZDROJŮ ZNEČIŠŤOVÁNÍ OVZDUŠÍ

Biomasa jako palivo Energetické využití biomasy jejím spalováním ENERGETICKÉ VYUŽITÍ BIOMASY

REALIZUJEME VAŠE PŘEDSTAVY

VÝSLEDKY SPALOVÁNÍ OVSA V KOTLI VERNER A25

Transkript:

Účinnost transformace primární energie paliva František HRDLIČKA ČVUT Praha 8. dubna 2010 Tato prezentace je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. 1

Druhý zákon termodynamiky kde je S = dq T [kj.kg-1.k-1], Q uvolněné teplo [kj.kg-1] T..teplota [K] S je entropie pracovní látky, která realizuje tepelný oběh a vyjadřuje pomyslnou míru užitečnosti tepla Q. Čím je entropie nižší (respektive uvolněné teplo je na vyšší teplotové hladině), tím je užitečnost tepla vyšší. Vysoká entropie vyjadřuje nízkou použitelnost disponibilního tepla. [Velmi zjednodušeně řečeno jde o matematické vyjádření známé skutečnosti, že ani 1 GJ tepla na úrovni teploty 50 0 C nestačí k uvaření hrníčku čaje, ale tentýž 1 GJ tepla bohatě postačuje k celodennímu vytápění průměrně izolovaného rodinného domu při venkovní teplotě 5 0 C.] 2

Carnotův porovnávací cyklus T 1 2 přívod tepla 3 T[K] práce T 2 1 odvod tepla 4 s [kj/kg] 3

Porovnávací Carnotův cyklus teoretický ideální oběh tepelného stroje mezi dvěma teplotami T1 [k] teplota přívodu tepla do oběhu T2 [k] teplota odvodu tepla z oběhu(ideálně teplota okolí) η C = T 1 T T 1 2 4

Srovnání účinnosti některých zařízení První parní stroj 1% První elektrárna v Německu (Berlín 15.8.1885) <5% Fotočlánek 6-15% Parní lokomotiva 10-15% Stroj" člověk 15-20% Automobil střední třídy 20% Větrná elektrárna 30% Diesel lokomotiva 40% 500 MW el. blok staršího provedení >32% 500 MW el. blok nového provedení >35% Nový 800 MW el. blok (hnědé uhlí) >40-42% Nové velké el. bloky na černé uhlí >42-44% Paroplynová zařízení na zemní plyn 47-55% 5

Účinnosti různých energetických technologií využití uhlí a jejich předpokládaný vývoj 6

Transformace energiee v kondenzační elektrárně 7

Hrubá a čistá účinnost složky Celková netto účinnost kondenzační elektrárny je η el c = η k η pot η tsp η g η vs η k účinnost kotle - orientačně 0,89 až 0,95 η pot účinnost potrubí - v rozmezí 0,97 až 0,98 η tsp spojková termická účinnost transformace tepelné energie páry na mechanickou energii v parní turbíně η tsp = η to η tdi η m η to je tepelná účinnost Rankinova - Clausiova oběhu (0,6 0,65) η td je vnitřní termodynamická účinnost (v rozmezí 0,85-0,9) η m je mechanická účinnost (v rozmezí 0,97 až 0,996) η g elektrická účinnost generátoru (0,97 0,99) η vs účinnost vlastní spotřeby η VS = 1 - ζ VS ζ VS je součinitel vyjadřující ztrátu vlastní spotřebou 8

Věžový parní kotel vhodný pro velké výkony a nadkritické parametry 9

LAGISZA nadkritický fluidní kotel 400 MWel 10

Elektrárna Tachikaba Wan 2 s účinností 46% Emise (mg/nm 3 @ 6% O 2 ) NO x = 90 KOMÍN SO 2 = 140 TL = 10 Pára 600 /610 C, 250 bar SKLAD PALIVA ESP KOTLE WFGD 11

Opatření pro zlepšení účinnosti uhelných elektráren dle fy SIEMENS 12

Vliv českých hnědých uhlí na účinnost kotle Závislost účinnosti kotle na obsahu vody a popela v HU 0,930 0,925 0,920 W=0,20 W=0,25 W=0,30 W=0,35 účinnost kotle [-] 0,915 0,910 0,905 0,900 0,895 0,890 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 popel v sušině [-] 13

Blok ELE 660 MW Využití odpadního tepla spalin do VTO návrh ČVUT zlepšení η 0,5 proc. bodu úspora 1 % paliva 14

Měrné náklady na realizované uhelné elektrárny Lokalita Palivo Instalovaný výkon [MW] Do provozu v roce Odhad ceny [mld. USD] Měrné náklady [USD/kWe] MERI-PORI, Finsko Č.U. 1x560 560 1994 0,65 1161 Taichung, Taiwan Č.U. 4x550 550 1998 2,5 1136 Suralaya, Indonésie Č.U. 3x600 600 1998 2,2 1222 Beilungang, Čína Č.U. 3x600 600 2000 1,8 1000 JORF LARFAR, Maroko Č.U. 2x350 350 2000 1,5 2143 Lippendorf, SRN H.U. 2x931 931 2000 3,5 1880 Dangjin, J.Korea H.U. 4x600 600 2000 2,7 1125 Hadong, J.Korea H.U. 6x500 500 2001 4 1333 Yonghungdo, J.Korea H.U. 2x800 800 2001 2,7 1688 Pha Lai, Vietnam Antracit 2x300 300 2002 0,54 900 Yangcheng, Čína Č.U. 6x350 350 2002 1,9 905 Manjung, Malajsie Č.U. 3x700 700 2003 1,8 857 Na Ta Phut, Thajsko Č.U. 1400 1400 2005 1,4 1000 15

Kombinovaná nízkoteplotní denitrifikace a katalytické odsíření metoda WSA - SNOX Nástřik amoniaku do spalin a redukci oxidů dusíku v DNOX reaktoru metodou SCR (Selective Catalytic Reduction of Nitrogen Oxides) při teplotách cca 380 0 C Katalytické oxidace SO2 na SO3 při teplotě cca 420 0 C se specielním typem katalyzátoru: hydrolýza s ochlazením par H2SO4 na 240 0 C a kondenzace kyseliny sírové odsíření 95 až 99 % denitrifikace 93 až 98 % 16

Kombinovaná výroba elekřiny a tepla úspora paliva ηe, ηv a ηt jsou účinnosti kondenzační elektrárny, výtopny a teplárny, E je vyrobená a dodaná elektrická energie a Qd je vyrobené a dodané teplo Q T pv E Qd E + Qd e 1 e = + = Qd + + 1 = a. E + b. Q η η η η η η E V T E V T d a 1 1 η η = b = 1 1 ηv η T E T e = E Q d 17

Poměrné úspory tepla v palivu v teplárně q T pv T Qpv = = 1 E + V Q pv 1 + e η T e 1 + η η E V = 1 η E. ηv 1 + e. η e. η + η T V E 18

Vliv e = E/Qd na měrnou úsporu tepla v palivu Řešení A při ηe = 0,32, ηv = 0,75 a ηt = 0,8 a moderní řešení B při ηe = 0,45, ηv = 0,95 a ηt = 0,9 19

Vztáhneme-li celou úsporu tepla v palivu jen na výrobu elektrické energie q T pv E = Q E T pv = 1 e e 1 e + + η η η E V T 1 20

Srovnání výroby finálních energií a tržeb Srovnání výroby finálních energií a tržeb u výtopny, parní teplárny, plynové teplárny a paroplynové teplárny při spotřebě tepla v palivu 100 MWh 360 GJ 11000 m3 zemního plynu. Centrála e [-] Dodávka energie [MWh] Tržby [Kč] Q d E Q d + E Q d E Q d + E Výtopna - 83,0-83,0 59760-59760 Parní teplárna 0,25 66,4 16,6 83,0 47809 29880 77689 Plynová teplárna 0,6 51,9 31,1 83,0 37369 55980 93349 Paroplyn. tep. s vysok. stup. přitápění Paroplyn. teplárna bez přitápění 0,34 61,9 21,1 83,0 44569 37980 82549 1,2 37,7 45,6 83,0 27144 81540 108684 21

Jsou teplárny opravdu energeticky efektivní zdroje? Palivo =50 η=30 Palivo T 200 MWh E=30 elektrárna 100 MWh Q=70 η=70 výtopna CELKEM 100 MWh 200 MWh 22

Průměrná účinnost výroby elektřiny v ČR je 32 %, dodávky 29 % Zvýšení účinnosti výroby elektrické energie o 10 % = snížení spotřeby primárních paliv také o 10 % 23

Výhřevnost Qi a spalné teplo Qs [kj/kg] Q = Q 2453*( W + 9* H i s ) W je obsah vody v palivu [kg.kg-1] H obsah vodíku v palivu [kg.kg -1 ] 24

Spalovací reakce 1 atom C + 1 molekula O2 1 molekula CO2 při reakci hoření mezi atomem uhlíku C (který má 6 elektronů rozdělených do 2 sfér 2 elektrony na 1.sféře a 4 na 2. sféře, na které chybí 4 elektrony) a kyslíkem O2 (má 8 elektronů na dvou sférách, takže na neúplné 2. sféře chybí 2 elektrony) se vytvoří molekula CO2, u které je na vnější sféře 4+2x6=16 vnějších elektronů umístěných na 2. sféře tak, že 8 elektronů z celkových 16 ti je 8 společných a prvky mají úplné 2. sféry 25

Palivový článek = přímý transport elektronů mezi reagenty oxidační reakce 26

Efektivnost produkce užitečné energie při výrobě kapalných paliv (fpe = poměr energie obnovitelné/energie z fosilních paliv na její opatření) 27

Biomasa pro 10mil. obyvatel postačuje 2 miliony ha na potraviny pro pokrytí 10 % spotřeby paliv na dopravu 0,6 milionu ha 28

Biomasa 1 ha uživí 5 osob 1 ha opatří teplo+tuv pro 5 osob 1 ha dá kapalná biopaliva pro 2 osoby Pozn. Účinnost využití dodané energie - člověk a střední automobil přibližně stejná 29

DĚKUJI ZA POZORNOST 30