CCS technologie typu pre-combustion v podmínkách České Republiky

Podobné dokumenty
NORSKÉ FONDY výzva CZ08 Zachycování a ukládání oxidu uhličitého

NF-CZ08-OV STUDIE PILOTNÍCH TECHNOLOGIÍ CCS PRO UHELNÉ ZDROJE V ČR

Perspektivní metody. PROČ sušení pevných paliv? Většina dodané energie se ztrácí. Klasická metoda sušení horkými spalinami

STUDIE PILOTNÍCH TECHNOLOGIÍ CCS PRO UHELNÉ ZDROJE V ČR

Studie pilotních technologií CCS pro uhelné zdroje v ČR. Tomáš Dlouhý Ústav energetiky, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Ekonomické hodnocení CCS technologií. VITVAROVA Monika, DLOUHY Tomas, HAVLIK Jan

TECHNOLOGIE OCHRANY OVZDUŠÍ

NEKONVENČNÍ ZPŮSOBY VÝROBY TEPELNÉ A ELEKTRICKÉ ENERGIE. Ing. Stanislav HONUS

Alternativní paliva DNES a ZÍTRAZ. Výzkumný. ústav

Možnosti výroby elektřiny z biomasy

Přehled technologii pro energetické využití biomasy

PROGRAM NÍZKOEMISNÍCH UHELNÝCH ZDROJŮ SKUPINY ČEZ TISKOVÁ KONFERENCE,

Doc. Ing. Michal KOLOVRATNÍK, CSc. Doc. Ing. Tomáš DLOUHÝ, CSc.

Moderní energetické stoje

Využití separačního parogenerátoru v čistých technologiích

ení Ing. Miroslav Mareš EGP - EGP

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Výzkum vysokoteplotní sorpce CO 2 ze spalin s využitím karbonátové smyčky

ÚVOD DO PROBLEMATIKY PAROVZDUCHOVÝCH OBĚHŮ

CCS v České republice (a ve světě) Vít Hladík, Česká geologická služba

Usilujeme. O zmírnění změny klimatu. EHP a Norské fondy v České republice. Program CZ08 Zachycování a ukládání CO 2

Energie z odpadních vod. Karel Plotěný

VÝZKUMNÉ ENERGETICKÉ CENTRUM

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla - kogenerace

Pokročilé technologie spalování tuhých paliv

Energetické využití odpadu. 200 let První brněnské strojírny

Kombinovaná výroba elektřiny a tepla v roce 2008

DODAVATELSKÝ PROGRAM

OBNOVA ČEZ A PRAKTICKÁ APLIKACE NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH TECHNOLOGIÍ

Elektrárny část II. Tepelné elektrárny. Ing. M. Bešta

Moderní kotelní zařízení

FLUIDNÍ KOTLE. Fluidní kotel na biomasu(parní) parní výkon t/h tlak páry 1,4 10 MPa teplota páry C. Fluidní kotel

Žádosti o podporu v rámci prioritních os 2 a 3 jsou přijímány od 1. března 2010 do 30. dubna 2010.

konference Energetické úspory jako příležitost k růstu Institut pro veřejnou diskusi Petr Štulc, ČEZ, a.s.

Adsorpce CO 2 ze spalin elektráren na pevných sorbentech

Zplyňování a zkapalňování uhlí Doc. Ing. Karel Ciahotný, CSc.

SPALOVÁNÍ PLYNU ZE ZPLYŇOVÁNÍ BIOMASY

Vliv zdrojů elektrické energie na životní prostředí

Spolek pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla člen COGEN Europe. Firemní profil

lní vývoj v biomasy Ing. Jan Koloničný, Ph.D. Luhačovice

Seznámení s experimentální jednotkou určenou pro výzkum metod snižovaní emisí při spalování fosilních paliv i bio paliv

Výzkum vysokoteplotní sorpce CO 2 ze spalin s využitím karbonátové smyčky

Teplárenské cykly ZVYŠOVÁNÍ ÚČINNOSTI. Pavel Žitek

Zkušenosti s provozem vícestupňových generátorů v ČR

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

CCS v Evropě a ve světě. Vít Hladík Česká geologická služba

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ

enia úspor v podnikoch rodná konferencia ENEF Energetický audit - príklady Michal Židek VŠB - TU Ostrava - 1 -

PARNÉ A SPAĽOVACIE TURBÍNY PRI KOMBINOVANEJ VÝROBE ELEKTRINY A TEPLA

Zplyňování biomasy a tříděného tuhého odpadu s výrobou elektrické energie pomocí turbosoustrojí

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv Spalovací turbíny Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Porovnání experimentálních výsledků oxy-fuel spalování ve fluidní vrstvě s numerickým modelem

Ekonomické a ekologické efekty kogenerace

Emisní limity pro zvláště velké spalovací zdroje znečišťování pro oxid siřičitý (SO 2 ), oxidy dusíku (NO x ) a tuhé znečišťující látky

Matematické modely v procesním inženýrství

jeho budoucnost Czech Technical University in Prague, Czech Republic Faculty of Mechanical Engineering

Jaderné reaktory blízké i vzdálené budoucnosti, vyhořelé jaderné palivo - současné trendy a moznosti

Metodický postup pro určení úspor primární energie

VÝZKUM A VÝVOJ METOD A TECHNOLOGIÍ ZACHYCOVÁNÍ CO2 V ELEKTRÁRNÁCH NA FOSLINÍ PALIVA A UKLÁDÁNÍ DO GEOLOGICKÝCH FORMACÍ V PODMÍNKÁCH ČR

PŘEDSTAVENÍ VÝROBY ELEKTŘINY

Vícepalivový tepelný zdroj

Jednotlivým bodům (n,2,a,e,k) z blokového schématu odpovídají body na T-s a h-s diagramu:

Politika ochrany klimatu v České republice. Návrh Ministerstva životního prostředí České republiky

Srovnání využití energetických zdrojů v hospodářství ČR. Ing. Vladimír Štěpán. ENA s.r.o. Listopad 2012

Projekt vysokoteplotní karbonátové smyčky, jeho hlavní aktivity a dosažené výsledky

Životní prostředí Energetika a životní prostředí

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

Pavel Ripka ČVUT FEL Praha

PARNÍ KOTEL, JEHO FUNKCE A ZAČLENĚNÍ V PROCESU ENERGETICKÉHO VYUŽITÍ PRŮMYSLOVÝCH A KOMUNÁLNÍCH ODPADŮ

Škodliviny v ovzduší vznikající spoluspalováním komunálního odpadu v domácnostech

Nakládání s odpady v Brně

Metody separace CO2. L. Veselý, P. Slouka, CTU in Prague

Vliv chemické aktivace na sorpční charakteristiky uhlíkatých materiálů

Vysokoteplotní karbonátová smyčka moderní metoda odstraňování CO 2 ze spalin

Jaderné reaktory a jak to vlastně funguje

Potenciál KVET v ČR. Ing. Josef Karafiát, CSc. ORTEP s.r.o.

Technologie výroby elektrárnách. Základní schémata výroby

VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE V ČR

STAV PROJEKTŮ OBNOVY ZDROJŮ SKUPINY ČEZ V ČR A ZKUŠENOSTI S DODAVATELI

VYSOKÁ ÚČINNOST VYUŽITÍ BIOMASY = efektivní cesta k naplnění závazku EU a snížení nákladů konečných spotřebitelů elektřiny

Využití tepla z průmyslových a jiných procesů

Stavba kotlů. Stav u parních oběhů. Zvyšování účinnosti parního oběhu. Vliv účinnosti uhelného bloku na produkci CO 2

PŘÍLOHA A. Novohradská České Budějovice

výrobní faktory peněžní vyjádření Výnosy Klasifikace vstupů ekonomické analýzy Roční produkce Diagramy odběru

Projekt EVO Komořany žije

ENERGETICKÉ ZDROJE A SYSTÉMY PRO BUDOVY

Analýza teplárenství. Konference v PSP

Využívání nízkoemisních zdrojů energie v EU. Praha, 20. září 2010

Energetické zhodnocení komunálního odpadu, plastů, kalů ČOV, kyselých kalů, gudrónov, gumy a biomasy

Strategie optimálního využití obnovitelných zdrojů energie v dopravě. Jiří Hromádko

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

Potenciál OZE a jeho pozice v energetickém mixu v dlouhodobé perspektivě pohled MPO

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 11

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

Separace plynů a par. Karel Friess. Ústav fyzikální chemie, VŠCHT Praha. Seminář Praha

VIZE NASAZOVÁNÍ TECHNOLOGIÍ V ENERGETICE V PŘÍŠTÍCH DVOU DESETILETÍCH

TYPY KOTLŮ, JEJICH DĚLENÍ PODLE VYBRANÝCH HLEDISEK. Kotel horkovodní. Typy kotlů dělení z hlediska:

OCHRANA OVZDUŠÍ VE STÁTNÍ SPRÁVĚ listopadu Malé spalovací zdroje. Milan Kyselák

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

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/

Transkript:

CCS technologie typu pre-combustion v podmínkách České Republiky VITVAROVÁ M., NOVOTNÝ V., DLOUHÝ T., HRDLIČKA F. (ČVUT v Praze, Fakulta strojní) JAKOBSEN J., BERSTAD D., HAGEN B., ROUSSANALY S., ANANTHARAMAN R. (SINTEF ER) PILAŘ L., HROCH T., VYVADIL J., VLČEK Z. (ÚJV Řež, a. s.) Kotle a energetická zařízení 2016, 14. 16. 3. 2016

Studie pilotních technologií CCS pro uhelný blok v ČR - NF-CZ08-OV-1-003-2015 doba realizace 1. 1. 2015 31. 12. 2016 celkový rozpočet 22 669 484,-- Kč poskytovatel Ministerstvo financí ČR hlavní partner projektu ČVUT v Praze (doc. Tomáš Dlouhý) další partneři projektu ÚJV Řež, a.s. (dr. Lukáš Pilař) SINTEF ER (dr. Jana P. Jakobsen) Hlavní cíl projektu komplexní technicko-ekonomické porovnání tří základních metodik pro separaci CO 2 integrovanou do energetického zdroje v podmínkách ČR

Úvod proč využívat technologie záchytu CO 2 Závěrem z klimatické konference v Paříži (prosinec 2015) pro EU a USA cíl snížení emisí CO 2 o 30/40% do roku 2030 vůči roku 1990 v návaznosti na plán USA pomocí zvýšení účinnosti tepelných elektráren nahrazení části výrobních kapacit uhelných elektráren elektrárnami na zemní plyn nahrazení starších zdrojů novými zdroji na bázi jaderné či OZE 1,2) Státy EU 28 vyprodukovaly v roce 2010 9,5 % 2) světových emisí skleníkových plynů.?proč se zabývat CCS? 1) http://oenergetice.cz/zahranicni/clean-power-plan-prezidenta-obamy-a-jeho-vliv-na-svetovou-energetiku/ 2) http://oenergetice.cz/obnovitelne-zdroje/pariz-2015-zavazky-nejvetsich-producentu-sklenikovych-emisi/ Elektrárny jsou v USA s podílem 31 % největším zdrojem znečištění, Zdroj: U.S. EPA

Technologie záchytu CO 2 CCS technologie pre-combustion Proč CCS technologie typu pre-combustion vyšší účinnost ve srovnání s klasickou parní uhelnou elektrárnou max. 60% paroplynový oběh x max. 45% parní oběh s nadkritickými parametry

IGCC elektrárna návrh IGCC elektrárny vychází z obdobných realizací ve světě a dle doporučení získaných ze zkušeností z provozu elektrárny Vřesová Základní rozdíly oproti el. Vřesová Zplyňovací technologie Shell (1600 C, 3 MPa) Quench na 900 C ochlazeným syngasem za separací popílku Systém chlazení syngasu před filtry (nutnost ochlazení syngasu na 250 C) (sytá pára, HP 12,5 MPa, MP 4,5 MPa = procesní) SGT-2000E (o nominálním výkonu 187 MWe)

Palivo - lignit Parametr Jednotka Složení paliva v surovém stavu Složení paliva před zplyňováním Q i r MJ/kg 16,50 21,99 Q s r MJ/kg 18,07 23,31 W t r % hm. 31,00 11,00 A d % hm. 13,00 13,00 A r % hm. 8,97 11,57 Složení hořlaviny C daf % hm. 70,4 70,4 H daf % hm. 6,1 6,1 N daf % hm. 1,0 1,0 O daf % hm. 20,89 20,89 S daf % hm. 1,61 1,61 Otázka dlouhodobé dostupnosti potřebného lignitu??

Elektrárna IGCC s integrovanou technologií CCS pre-combustion Integrace CCS technologií přináší nutnost integrace nových systémů: integrace CO shift reaktorů => potřeba vody/páry pro reakce (cca 36 kg/s) úprava spalovací turbíny úprava vzduchového kompresoru integrace dusíkového kompresoru integrace DeNOx úprava procesního schématu odvodu a rekuperace tepel v systému IGCC Analyzované technologie CCS pro IGCC na bázi AGR unit vypírka methanolem Rectisol na bázi zkapalnění zemního plynu Kryogenní metoda Polymerní membránová separace H 2 CO 2

Schéma elektrárny IGCC s CCS technologií na bázi solventů vysoké ztráty CO2 v AGR jednotce 8%, problém dosažení separačního faktoru (CCR) 90% a vyšší)

Kombinovaná Rectisolová vypírka (CO2 + H2S)

Elektrárna IGCC Bez i s CCS technologií nízké ztráty CO2 v AGR jednotce 1,5%, problém vysoké regenerace tepla v systému

Kryogenní separace Procesní diagram pro systém kryogenní separace pro výstupní tlak směsi separovaného CO2 odpovídající 115 bar Berstad D.(2015) Norway Grants WP3 CCS separation proces Cryogenic presentation on IV. Bilateral Workshop of NF-CZ08-OV-1-003-2015 project, Prague, November 2015

Membránová separace Roussanaly, S., Anantharaman R., Hagen B. L.(2015) Membrane for pre-combustion capture from IGCC presentation on IV. Bilateral Workshop of NF-CZ08-OV-1-003-2015 project, Prague, November 2015 Roussanaly, S., Anantharaman R., Hagen B. L.(2015) Membrane for pre-combustion capture from IGCC presentation on IV. Bilateral Workshop of NF-CZ08-OV-1-003-2015 project, Prague, November 2015

IGCC elektrárna s a bez CCS technologie 85% CCR Parametry bez CCS Rectisol Kryogenní CO2 membrány H2 membrány Hrubý výkon CC [kwe] 306 717 252 125 254 036 246 369 227 761 Vlastní spotřeba elektřiny [%] 13% 22% 21% 45% 48% Hmotnostní průtok syngasu na SPT [kg/s] 46,75 17,5 19,5 18,5 17,2 Snížení účinnosti bloku vlivem CCS 43,35%* 11,15% 10,47% 20,57% 22,29% Složení separovaného CO2 CO2-98,39 95,45 94,35 82,87 CO - 0,03 3,25 2,65 2,33 H2-0,45 0,03 2,66 13,14 *hrubá účinnost bloku bez CCS v %

IGCC elektrárna s a bez CCS technologie 85% CCR - vlastní spotřeba elektřiny

Efekt separačního faktoru Rectisol změna účinnosti (tj. pokles) o 0,2% při změně (zvýšení) CCR o 1%

Srovnání s dalšími obecnými metodami separace CO 2 (oxyfuel a post-combustion) Parametre Oxyfuel* Post-combustion Post-combustion - Precombustion - amoniak* adsorpce* nárůst CAPEX 38% 33% 27% 50% nárůst výrobní ceny elektřiny 42% 50% 8% 45% Cenaz za separovanou tunu CO2 [USD/t] 25 28,5 21 35 Data převzata z projektu FR-TI1/379 a výzkumné zprávy ÚJV 14545

ZÁVĚR Kryogenní metoda přináší určitý potenciál, pokud je využita v IGCC => kapalný produkt Membránová separace může mít v dlouhodobém horizontu zajímavý potenciál, ale dnes průmyslově vyráběné membrány nejsou pro tuto separaci vhodné IGCC => otázka maximalizace využití odpadních tepel.

Děkuji za pozornost Podpořeno z Norských fondů 2009-2014, programu CZ08 Zachytávání a ukládání CO2, projektu NF-CZ08-OV-1-003-2015 Studie Pilotních technologií CCS pro uhelný blok v podmínkách ČR Informace o projektu NF-CZ08-OV-1-003-2015 www.czech-norway-pilotccs.cz, nfccs05@gmail.com