Bodnár István PhD hallgató Miskolci Egyetem Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola

Átírás

1 Szerves ipari hulladékok energetikai célú hasznosításának vizsgálata üvegházhatású gázok kibocsátása tekintetében kapcsolt energiatermelés esetén Bodnár István PhD hallgató Miskolci Egyetem Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola Témavezető: Dr. Mannheim Viktória egyetemi docens Vegyipari Gépek Tanszéke Sopron, június 1.

2 A kapcsolt energiatermelés lényege Egyetlen folyamatban állítunk elő hasznos hőt és villamos energiát. Hasznos hő fogalma (2007. évi LXXXVI. Törvény): a kapcsoltan termelt energia előállítása során valamely, gazdaságilag indokolt hő- vagy hűtési igény kielégítése érdekében megtermelt hő A kapcsolt energiatermelés előnyei: Csökkenthető az egységnyi termelt energiára jutó CO 2 kibocsátás, azaz szén-dioxid megtakarítás érhető el. Hatékonyabb energiaforrás felhasználás, azaz egységnyi tömegű energiahordozóból nagyobb energiamennyiséget lehet előállítani. 2/15 oldal

3 Kapcsolt energiatermelés gőzturbinával 3/15 oldal

4 Kapcsolt energiatermelés gázmotorral 4/15 oldal

5 A vizsgált termikus ártalmatlanítási eljárások Eljárás Hőm. ( C) PIROLÍZIS 500 GÁZOSÍTÁS 1200 PLAZMA- TECHNOLÓGIA HAGYOMÁNYOS ÉGETÉS FÖLDGÁZ KO- GENERÁCIÓBAN Égés levegő λ = 0 endoterm λ = 0,55 parciális oxidáció λ = 0,55 parciális oxidáció Segédanyagok segédáramok - levegő vízgőz; O 2 és CO 2 keverék földgáz póttüzelés, levegő 1150 λ = 1,5 exoterm REFERENCIA λ = 1,5 650 exoterm levegő 5/15 oldal Főbb végtermékek pirogáz, piroolaj, pirokoksz szintézisgáz, salak szintézisgáz, üvegesedett salak füstgáz (<5% éghető), salak, pernye füstgáz (<3% CH 4 tartalom) Erőgép típusa gázmotor, dízelmotor, gőzturbina gázmotor gázmotor gőzturbina gázmotor

6 Vizsgált kategóriák, paraméterek. Módszer és rendszerhatár Hatáskategória és paraméterek GWP Ƞnv és Ƞnh env és enh 6/15 oldal Hatásértékelési módszer CML (GaBi 5 szoftver) Funkcionális egység: 1 kwh villamos energia Rendszerhatár A hulladékhasznosító műben történő hulladékfeladástól a keletkezett haszontermékek energiatermelés céljából történő hasznosításáig. Hatáskategória Hatáskategóriák értelmezése Mértékegység Globális Különböző üvegházhatású gázok (CO 2, kg CO 2 - Felmelegedési CH 4, FCKW stb.) globális felmelegedéshez való hozzájárulásának mértéke egyenérték Potenciál (GWP) Ƞnv és Ƞnh Nettó villamos- és hőhatásfok % env és enh Egységnyi tömegű hulladékból termelhető hasznos energiamennyiség kwh/kg hulladék

7 Ƞnv és Ƞnh értékei a vizsgált termikus technológiákra és a földgáztüzelésű erőműre vonatkozóan % Nettó villamos hatásfok 7/15 oldal Nettó hőhatásfok

8 env és enh értékei a vizsgált termikus technológiákra és a földgáztüzelésű erőműre vonatkozóan kwh/kg hull /15 oldal Villamos energia Hőenergia

9 Egy kwh villamos energia előállítása során kibocsátott üvegházhatású gázok gramm CO 2 - egyenértékben g CO 2 egyenérték / kwh elektromos Pirolízis , Hagyományos égetés , Gázosítás , Plazmatechnológia 3000 C Plazmatechnológia 5000 C Földgáz kogenerációban 9/15 oldal

10 Vizsgált technológiák fajlagos beruházási költségei Fajlagos beruházási költségek Technológiák eft/kg hulladék/óra eft/kwh villamos/óra PIROLÍZIS ,41 HAGYOMÁNYOS ÉGETÉS 1 729, ,58 GÁZOSÍTÁS ,14 PLAZMATECHNOLÓGIA (3000 C) PLAZMATECHNOLÓGIA (5000 C) FÖLDGÁZ KOGENERÁCIÓBAN , , ,48 286,50 10/15 oldal

11 Technológiák várható megtérülési ideje és a villamos energia fajlagos előállítási költsége Technológiák Várható megtérülési idő [év] Villamos energia Előállítási költsége [Ft/kWhe] PIROLÍZIS 2,34 2,4546 HAGYOMÁNYOS ÉGETÉS 10,37 8,1583 GÁZOSÍTÁS 5,75 2,1338 PLAZMATECHNOLÓGIA (3000 C) PLAZMATECHNOLÓGIA (5000 C) FÖLDGÁZ KOGENERÁCIÓBAN 7,11 0,8562 5,76 0,7697 8,59 DE! 25,128 11/15 oldal

12 kg / 1kg Hulladék Tömegalapú output paraméterek Hulladék tömegcsökkenés mértéke Füstgázkibocsátás mértéke Hagyományos égetés Gázosítás Pirolízis Plazmaeljárás 3000 C-on Plazmaeljárás 5000 C-on 12/15 oldal

13 A globális felmelegedés hatása: Velencei Szent Márk Tér napjainkban 13/15 oldal

14 A globális felmelegedés hatása: Velencei Szent Márk Tér 2050-ben 14/15 oldal

15 Köszönöm a figyelmet! Az előadásban ismertetett kutatómunka a TÁMOP B-10/2/KONV jelű projekt részeként az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. Elérhetőségek: cím: vegybod@uni-miskolc.hu Telefon: mellék: Telefon/Fax: Web: Levezési cím: 3515 Miskolc- Egyetemváros, Vegyipari Gépek Tanszéke Tavaszi Szél 2013 Konferencia Nyugat-magyarországi Egyetem, Sopron, május 31- június2. 15/15 oldal