1
Idea CCS(carbon-capture-storage)
Idea wychwytywania CO2 i jego magazynowania w ujęciu inżynierii procesowej
prof. dr hab. inż. Roman Zarzycki
2
Dlaczego?
Za
nie
czys
zcze
nie
śro
do
wis
kaZ
awa
rto
ść C
O w
atm
osf
erze
Tem
pe
ratu
raL
iczb
a m
iesz
kań
ców
2
lata
Raport U Thanta
I Raport rzymski
3
Każdy ma prawo do własnej opinii,
ale nie do swoich własnych faktów.
Senator Pat Moynihan
4
Mówimy o klimacie a nie o pogodzie Główne czynniki kształtowania klimatu
Fakty
5
Ciągłe zmiany parametrów orbitalnych Ziemi
Mikołaj Kopernik
JohannesKepler
6
Aktywność Słońca
7
Aktywność Słońca
8
Ciągły ruch kontynentów i zmiana prądów morskich
9
Atmosfera, Ziemia
10
Pochłanianie ciepła przez różne związki zawarte w atmosferze
1 ppm 1 ppb 1 pp t
Azot 0,781
Tlen 0 ,209
0,010 0,030W oda
Argon 0 ,009
CO
M etan
2
Neon 18
Hel 5
Krypton
350·10
2
-6
·
·
· 1 0
·
10
10
1 10
-6
-6
-6
-6
6000·
310
280
Ozon
N O
Freony
2
10 10·10
·
·10
·10
-9
-9
-9
-9
W odór 500 10 -9
NO 3,0
Pyły 25·10
SO 20·10
·10 0,1·10
-9
-9
-9
-9
2
1 m 3 1 cm 3 1 m m 3 1 m 3m3
11
Pochłanianie ciepła przez różne związki zawarte w atmosferze
17,30%0,20%
5,39%
77,10%
para wodna chmury CO2 inne gazy
12
Efekt cieplarniany
A tm osfe ra
13
Początki
13,6 mld lat – Wielki Wybuch
4,6 mld lat – powstanie układu
słonecznego
3,5 mld lat – pojawienie się życia
5 mln (100 000) lat – człowiek
14
15
Geologiczna skala czasu i ważne zdarzenia w historii Ziemi
E ra O k res E po k a W ie k w m ln la t Z d a rze n ia Tem pe ratu ra
a rc h aik P re ka m b r
p ro te o zo ik
k am b r
o rd ow ik
sy lur
d ew o n
m issis ip
p en sy lw an k arb o n
P a le o zo ik
p erm
tria s
jura
M e zo zo ik
k red a
p aleo c en
e ocen
p aleo g e n
o lig o ce n
m io ce n n eo g e n
p lio ce n
p le js to c en
K e no z o ik
c zw a rto rzę d
h o lo c en
4 5 0 0 P o w stan ie Z iem i2 5 0 0
5 1 0
4 0 8
3 2 3
2 4 5
1 4 6
5 6 ,5
2 3 ,3
1 ,6
2 0 8
6 5
3 5 ,4
5 ,2
0 ,0 1
5 7 0
4 3 9
3 6 2
2 9 0
T le n w a tm o sferz e
P ierw sz e ro ślin y ląd o w e
P ierw sz e w ielk ie w y m iera n ie
W y m a rcie din o za uró w
P o jaw ien ie się h u m a no id ó w
K o n ie c o sta tn ieg oz lo d o w ac en ia
D ru g ie w ielk ie w y m iera n ie
Zim
niej
Cie
plej
16
1,2 m ln .la t
Tem peratura
Teraz
Zmiany temperatury ~1 mln. lat
17
Mała epoka lodowa
Średniowieczne optimum temperaturowe
Średnia z 3000 lat
Lata
2010
Tem
pera
tura
ºC
Zmiany temperatury ~3000 lat
18
Krzywa Keelinga
I V II
19
Zależność temperatury od aktywności słonecznej, a zużycie paliw
Temperatura w Arktyce
Aktywność słoneczna
Węg
iel u
żyw
an
y
[mld
.ton
]
Tem
pera
tura
ºC
Gaz
Ropa
Węgiel
Lata
[ W
/m2 ]
20
Porównanie energii
Energia docierająca do Ziemi ze Słońca
c=1372 W/m2
E = c·t·A
Energia wytwarzana ze spalania paliw
Espal=mp·Hr
E >>Espal
21
CO2 measurements taken Mauna Loa Observation in Hawaii (in back rising)
plotted against Global surface temperature since 1965 (in red, steady and
falling) taken from Hadley Center Climatic Research Unit of the University East
Anglia. These two sets of statistics are used by the IPCC in it report.
22
400 lat obserwacji słońca
liczb
a
Współczesne
23
Topnienie lodowców
Zmiana grubości lodowców [cm/rok]
Skumulowana średnia zmiana grubości [m]
24
Trend topnienia lodowców
Tren
d co
fani
a si
ę
lodo
wcó
w
Przed wzrostemzużycia paliw
Po wzrościezużycia paliw
Gaz
Ropa
Węgiel
Zn
orm
alizow
an
a d
ług
ość lod
ow
ców
, km
Lata
25
Wielkie wymieranie
600 500 400 300 200 100 Dziś
0
600
800
400
200
Oc
ala
łe r
od
zin
yro
ślin
i z
wie
rzą
t
M iliony lat tem u
26
Polityka UE (do 2020r.)
zmniejszyć zużycie energii
zwiększyć zużycie paliw
odnawialnych
zmniejszyć emisję gazów
cieplarnianych
320
27
Idea geologicznego składowania CO2
Elektrownia
Rafineria
Rezerwuar ropy/gazu
Solanki
Złoża węgla
Kawerna solna
28
Absorpcja + desorpcja
Dlaczego proces jest kosztowny?
W spalinach jest 10-15% CO2
Związanie CO2 (absorpcja) w cieczy
(niska temperatura/wysokie ciśnienie)
Uwolnienie CO2 (desorpcja) z cieczy
(wysoka temperatura/niskie ciśnienie)
29
Technologia
Spaliny
Inżynieria chemiczna i procesowa
Geologia
Spalinydo atmosfery
Ciecz
CO 2Ogrzewaniecieczy
Chłodzeniespalin
AbsorpcjaCO 2
Ogr
zew
anie
DesorpcjaCO 2
Sprężanie Wtłaczanie
Chłodzeniecieczy
30
Instalacje do wychwytywania CO2
31
Ekonomia
KOSZTY
Magazynowanie+ transport
Wychwytywanie
>30% droższa energia
>20% większe zużycie surowców
Podsumowanie
1. Cały proces i technologia są bardzo kosztowne
2. Z punktu widzenia inżynierii chemicznej i procesowej wychwytywanie i transport są technicznie trudne ale wykonalne
3. Główny problem to zagadnienia geologiczne
33
Dziękuję za uwagę
Top Related