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, 2013. június 1.
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
Kapcsolt energiatermelés gőzturbinával 3/15 oldal
Kapcsolt energiatermelés gázmotorral 4/15 oldal
A vizsgált termikus ártalmatlanítási eljárások Eljárás Hőm. ( C) PIROLÍZIS 500 GÁZOSÍTÁS 1200 PLAZMA- TECHNOLÓGIA HAGYOMÁNYOS ÉGETÉS FÖLDGÁZ KO- GENERÁCIÓBAN 3000 5000 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
Vizsgált kategóriák, paraméterek. Módszer és rendszerhatár Hatáskategória és paraméterek GWP Ƞnv és Ƞnh env és enh 6/15 oldal Hatásértékelési módszer CML 2001. 2010 (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
Ƞnv és Ƞnh értékei a vizsgált termikus technológiákra és a földgáztüzelésű erőműre vonatkozóan % 70 60 50 40 30 20 10 0 27.6 55.5 14.93 65.17 34.96 48.72 44.74 28.31 30.55 46.47 44.7 36.8 Nettó villamos hatásfok 7/15 oldal Nettó hőhatásfok
env és enh értékei a vizsgált termikus technológiákra és a földgáztüzelésű erőműre vonatkozóan kwh/kg hull. 23.66 25.0000 20.0000 15.0000 13.14 8.19 10.0000 6.62 5.10 5.15 5.0000 1.74 2.49 2.00 2.10 3.00 0.53 0.0000 8/15 oldal Villamos energia Hőenergia
Egy kwh villamos energia előállítása során kibocsátott üvegházhatású gázok gramm CO 2 - egyenértékben g CO 2 egyenérték / kwh elektromos Pirolízis 1800 1600 1,828.03 Hagyományos égetés 1400 1200 1,186.85 Gázosítás 1000 800 600 400 1,092.26 161.99 190.56 Plazmatechnológia 3000 C Plazmatechnológia 5000 C 200 0 27.48 Földgáz kogenerációban 9/15 oldal
Vizsgált technológiák fajlagos beruházási költségei Fajlagos beruházási költségek Technológiák eft/kg hulladék/óra eft/kwh villamos/óra PIROLÍZIS 735 422,41 HAGYOMÁNYOS ÉGETÉS 1 729,7 3 263,58 GÁZOSÍTÁS 2 325 1 107,14 PLAZMATECHNOLÓGIA (3000 C) PLAZMATECHNOLÓGIA (5000 C) FÖLDGÁZ KOGENERÁCIÓBAN 6 081 1 192,35 11 685 889,27 1 475,48 286,50 10/15 oldal
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
kg / 1kg Hulladék Tömegalapú output paraméterek 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 Hulladék tömegcsökkenés mértéke Füstgázkibocsátás mértéke 1.231 1.142 0.875 0.958 0.884 0.833 0.725 0.725 0.800 0.830 0.400 0.200 0.000 Hagyományos égetés Gázosítás Pirolízis Plazmaeljárás 3000 C-on Plazmaeljárás 5000 C-on 12/15 oldal
A globális felmelegedés hatása: Velencei Szent Márk Tér napjainkban 13/15 oldal
A globális felmelegedés hatása: Velencei Szent Márk Tér 2050-ben 14/15 oldal
Köszönöm a figyelmet! Az előadásban ismertetett kutatómunka a TÁMOP- 4.2.2.B-10/2/KONV-2010-0008 jelű projekt részeként az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. Elérhetőségek: E-mail cím: vegybod@uni-miskolc.hu Telefon: 06-46-565-111 mellék: 19-39 Telefon/Fax: 06-46-565-168 Web: http://vgt.uni-miskolc.hu Levezési cím: 3515 Miskolc- Egyetemváros, Vegyipari Gépek Tanszéke Tavaszi Szél 2013 Konferencia Nyugat-magyarországi Egyetem, Sopron, 2013. május 31- június2. 15/15 oldal