ERŐMŰVI FÜSTGÁZBÓL SZÁRMAZÓ CO₂ LEVÁLASZTÁS KÖRNYEZETI HATÁSAINAK VIZSGÁLATA ÉLETCIKLUS ELEMZÉSSEL Sziráky Flóra Zita
Előadás vázlata CO 2 kibocsátás szabályozása Technológiák áttekintése Saját kutatás Eredmények összefoglalása Távlati célok 2
CO 2 kibocsátás szabályozása A világ antropogén CO 2 kibocsátása 30%-át fosszilis tüzelésű erőművek adják 2002/358/EK rendelet CO 2 kibocsátás csökkentése az EU-ban Magyarország: 6% 2020-ra Kvótakereskedelem Magyarország Energiastratégiája Atom-szén-zöld Ábra forrása: http://chicagoagentmagazine.com/what-legislation-could-mean-for-the-housing-market-in-2012/ 3
Technológiák áttekintése Szeparálás Elnyeletés Komprimálás, szállítás Tárolás Oxyfuel Égetés előtti leválasztás Égetés utáni leválasztás Kemiszorpció Fizikai abszorpció Membrán szeparáció Csővezeték Tartályhajó Tartálykocsi Sós víztestek Kimerült széntelepek Földgáz és kőolajtelepek 4
Saját kutatás Erőművi véggáz Szén-dioxid leválasztás MEA és tárolás = NaOH Aktív szén pótlása Carbon capture and storage, CCS: Égetés utáni leválasztás CO 2 elnyeletése MEA + CO 2 MEA-ban CO 2 MEA regenerálás, leválasztás CO MEA regenerálása 2 visszanyerés MEA CO 2 komprimálása CO 2 kemiszorpciós leválasztása MEA oldószerrel szállítás csővezetékben Elektromos injektálás sós víztestbe Fűtőgőz áram Maradék CO 2 Leválasztott CO 2 Ipari szennyvíz Összehasonlítás életciklus elemzés segítségével CCS vs. kezelés nélküli kibocsátás Rendszerhatár CO 2 Komprimálás CO 2 Szállítás CO 2 Injektálás Energia Energia Energia 5
Életciklus elemzés Cél és rendszerhatárok definiálása Referencia egység meghatározása Adatgyűjtés Hatáselemzés IPCC 2007 GWP (Global Warming Potential) Eco-indicator 99 (EI99) IMPACT 2002 + 6 Ábra: http://www.biomassenergy.gr/
LCA A számításhoz felhasznált irodalmi adatok A füstgáz CO₂ tartalma A leválasztáshoz szükséges anyag és energia 774,5 kg MEA 1,1 kg Aktív szén 27 g NaOH 47 g Fűtőgőz 4,14 GJ Elektromos áram 34 kwh A leválasztás végtermékei Leválasztott CO₂ 735,7 kg Ipari szennyvíz 4,5 kg Komprimálás 100 bar-ra Energia Injektálás Energia 229 MJ 35 MJ Szállítás Csővezetékben Forrás: Korre et al.[2009], House et al. [2009] 100 km 7
kg CO₂ ekvivalens Pt Eredmények IPCC 2007 vs. Eco-indicator 99 800 IPCC 2007 45 EI99 700 40 600 35 500 30 25 kiengedés 400 300 20 15 injektálás szállítás komprimálás 200 10 leválasztás 100 5 0 CCS környezeti hatásai Kezelés nélküli kiengedés környezeti hatásai 0 CCS környezeti hatásai Kezelés nélküli kiengedés környezeti hatásai 8
Eredmények hatáskategóriák szerint Pt 25 > 99% EI 99 20 15 CCS környezeti hatásai 10 5 Kezelés nélküli kibocsátás környezeti hatásai 0 9
kg CO₂ ekvivalens Pt Hozzájárulás a klímaváltozáshoz IPCC 2007 vs. Eco-indicator 99 IPCC 2007 EI99 900 800 700 600 500 8 7 6 5 Klímaváltozás 400 4 300 3 200 2 100 1 0 CCS környezeti hatásai Kezelés nélküli kiengedés környezeti hatásai 0 CCS környezeti hatásai Kezelés nélküli kiengedés környezeti hatásai 10
Pt mpt Eredmények kárkategóriák szerint EI99 IMPACT 2002+ 45 140 40 35 120 30 100 Klímaváltozás 25 20 80 60 Emberi Egészség Erőforrások 15 10 40 Ökoszisztéma minősége 5 20 0 CCS környezeti hatása Kezelés nélkül kibocsátás környezeti hatása 0 CCS környezeti hatása Kezelés nélküli kibocsátás környezeti hatása 11
Költségbecslés Stratégia: Kvóta Üzemeltetési ktg. éves összköltség Fűtőgőz jelentősége Forrás: http://debrecenbar.com/2013/05/24/ablakon-bedobott-penz-program/ 12
CO 2 kvóta árának alakulása Forrás: http://climateeconomicsblog.blogspot.hu alapján saját szerkesztés 13
Költségelemzés 14
Összegzés A felhasznált adatok, modellezés és számítás alapján: a CCS-el a klímaváltozáshoz való hozzájárulás csökkenthető a szállítás, tárolás és beinjektálás környezeti hatásai az elnyeletés mellett elhanyagolhatóak a klímaváltozás mellett egyéb környezeti hatások is jelentősek az egyéb környezeti hatások figyelembevételével a CCS alkalmazása környezeti szempontból nem indokolt A CCS beruházási költsége magasabb, mint a CO 2 kvóta piaci ára 15
Távlati célok A leválasztási folyamat modellezése, leltár készítése a CO 2 leválasztási fok függvényében különböző füstgázösszetétel esetére Bizonytalanság vizsgálata A többi leválasztási technikák elemzése 16
Főbb forrásaim Anna Korre, Zhenggang Nie, Sevket Durucan [2009]: Life cycle modelling of fossil fuel power generation with post-combustion CO₂ capture Buzea Klaudia-Gebhardt Gábor [2012]: A villamosenergia-termelés szén-dioxid kibocsátásának csökkentése szén-dioxid leválasztási és tárolási (CCS) technológiákkal. Magyar energetikai társaság ifjúsági tagozat publikációi http://www.emet.hu/?action=show&id=3191 Kurt Zenz House, Charles F. Harvey, Michael J. Aziz and Daniel P. Schrag [2009]: The energy penalty of post-combustion CO 2 capture &storage and its implications for retrofitting the U.S. installed base SimaPro Forrás: magyarno.com 17
Köszönöm a figyelmet! Sziráky Flóra Zita szirakyflo@gmail.com