Wybrane zagadnienia energetyki wodorowej

Podobne dokumenty
Projekt badawczy HYVOLUTION ( )

cukrowych Robert Grabarczyk, Krzysztof Urbaniec Konferencja naukowo- Zakopane, kwietnia 2010

Wykorzystanie biogazu jako paliwa transportowego

Kierunki badań nad wytwarzaniem i dystrybucją wodoru jako nośnika energii

Metan z procesów Power to Gas - ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych.

PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA GAZU ZIEMNEGO DO PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ W POLSCE

Usuwanie rtęci z gazów spalinowych z procesów spalania węgla. Piotr Burmistrz, Krzysztof Kogut

Biogazownie w Polsce alternatywa czy konieczność

Niskoemisyjne, alternatywne paliwa w transporcie. Sławomir Nestorowicz Pełnomocnik Dyrektora ds. Paliw Metanowych

ZAGADNIENIA KOGENERACJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ I CIEPŁA

PROJEKTOWANIE DOSTAWY REALIZACJA ROZRUCH

Biogazownie Rolnicze w Polsce

AUTOBUSY ELEKTRYCZNO-WODOROWE URSUS BUS S.A.

CIEPŁO (Q) jedna z form przekazu energii między układami termodynamicznymi. Proces przekazu energii za pośrednictwem oddziaływania termicznego

skoemisyjne, alternatywne paliwa w transporcie

WYSOKOTEMPERATUROWE ZGAZOWANIE BIOMASY. INSTYTUT BADAWCZO-WDROŻENIOWY MASZYN Sp. z o.o.

POLSKA IZBA GOSPODARCZA ENERGII ODNAWIALNEJ POLSKA GRUPA BIOGAZOWA. Paweł Danilczuk

ROZPROSZONE SYSTEMY KOGENERACJI

Biogazownie w energetyce

PODSTAWOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE WDRAŻANIA INSTALACJI BIOGAZOWYCH W POLSCE

OKREŚLENIE MAŁYCH PODMIOTÓW TYPU CHP NA BIOMASĘ

gospodarki energetycznej Cele polityki energetycznej Polski Działania wspierające rozwój energetyki odnawialnej w Polsce...

PODSTAWOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE WDRAŻANIA INSTALACJI BIOGAZOWYCH W POLSCE

PROJEKT BIOGAZOWNI W CUKROWNI P&L GLINOJECK S.A.

Oferta badawcza. XVI Forum Klastra Bioenergia dla Regionu 20 maja 2015r. dr inż. Anna Zamojska-Jaroszewicz

Odnawialne źródła energii w dokumentach strategicznych regionu

PERSPEKTYWICZNE WYKORZYSTANIE WĘGLA W TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Centrum Innowacji Edoradca Sp. z o.o S.K.

Biogazownie rolnicze w Polsce doświadczenia z wdrażania i eksploatacji instalacji

Katarzyna Sobótka. Mazowiecka Agencja Energetyczna Sp. z o.o. Specjalista ds. energii odnawialnej. k.sobotka@mae.mazovia.pl

Biometan jako paliwo dla motoryzacji

POLIMEX-CEKOP-MODER Sp. z o.o. STOWARZYSZENIE TECHNIKÓW CUKROWNIKOW KONFERENCJA POKAMPANIJNA, WARSZAWA LUTY 2015 ROK

BIOPALIWA DRUGIEJ GENERACJI

INNOWACJE I BADANIA NAUKOWE. mgr inż. Jan Piotrowski

Kierunki badań nad wykorzystaniem biomasy do otrzymywania wodoru Directions of studies on the use of biomass for production of hydrogen

Nazwisko...Imię...Nr albumu... ZGAZOWANIE PALIW V ME/E, Test 11 (dn )

ODNAWIALNE I NIEODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII. Filip Żwawiak

Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego. Oddział Cukrownictwa. Działalność naukowa. Oddziału Cukrownictwa IBPRS. dr inż.

Energetyka odnawialna w procesie inwestycyjnym budowy zakładu. Znaczenie energii odnawialnej dla bilansu energetycznego

Sposoby ogrzewania budynków i podgrzewania ciepłej wody użytkowej

Rtęć w przemyśle. Technologia usuwania rtęci z węgla przed procesem zgazowania/spalania jako efektywny sposób obniżenia emisji rtęci do atmosfery

PLAN DZIAŁANIA KT 137. ds. Urządzeń Cieplno-Mechanicznych w Energetyce

Instalacje OZE dla klastrów energii.

Samochody na wodór. Zastosowanie. Wodór w samochodach. Historia. Przechowywanie wodoru

TECHNIKI ORAZ TECHNOLOGIE SPALANIA I WSPÓŁSPALANIA SŁOMY

KOGENERACJA ENERGII CIEPLNEJ I ELEKTRYCZNEJ W INSTALACJACH ŚREDNIEJ WIELKOŚCI

Doświadczenia PEC Lubań z rozwoju i modernizacji średniej wielkości instalacji ciepłowniczej. Krzysztof Kowalczyk

Biogazownie w Polsce i UE technologie, opłacalność, realizacje. Anna Kamińska-Bisior

Kierunki i dobre praktyki wykorzystania biogazu

Regulacje dla rozwoju gospodarczego opartego na nowych źródłach energii (gaz, OZE, inteligentne sieci, przesył)

Procesy wytwarzania, oczyszczania i wzbogacania biogazu

Konwersja biomasy do paliw płynnych. Andrzej Myczko. Instytut Technologiczno Przyrodniczy

Tytuł prezentacji: Elektrociepłownia biogazowa Piaski

IV. PREFEROWANE TECHNOLOGIE GENERACJI ROZPROSZONEJ

Wykorzystanie gazu ziemnego do produkcji energii elektrycznej. Grzegorz Rudnik, KrZZGi2211

Biogazownie w Polsce i UE technologie, opłacalność, realizacje

PIROLIZA BEZEMISYJNA UTYLIZACJA ODPADÓW

Kongres Innowacji Polskich KRAKÓW

Załącznik 1. Propozycja struktury logicznej Programu (cele i wskaźniki)

ELEKTROMOBILNOŚĆ WPROWADZENIE. Michał Kaczmarczyk, GLOBEnergia Zakopane,

Biogazownie rolnicze w Polsce - rynek obecny - perspektywy rozwoju

- Poprawa efektywności

Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego. Oddział Cukrownictwa. Działalność naukowa. Oddziału Cukrownictwa IBPRS. dr inż.

Perspektywy energetyki jądrowej j Polsce Procesy inwestycyjne Tomasz Jackowski Departament Energetyki Ministerstwo Gospodarki

Sprawdzian wiedzy i umiejętności z działu Przemysł i usługi świata

IX. PROJEKT EUROPEJSKI HYVOLUTION JAKO SZANSA OTWARCIA NOWYCH MOŻLIWOŚCI DLA PRZEDSIĘBIORSTW SEKTORA ROLNO- SPOŻYWCZEGO W POLSCE

ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI BARTŁOMIEJ WALCZAK

KLASTER CZYSTEJ ENERGII

STRATEGICZNY PROGRAM BADAŃ NAUKOWYCH I PRAC ROZWOJOWYCH. Zaawansowane technologie pozyskiwania energii. Warszawa, 1 grudnia 2011 r.

OCENA ZAPOTRZEBOWANIA NA ENERGIĘ ORAZ POTENCJAŁU JEGO ZASPOKOJENIA ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII W LATACH

PIROLIZA. GENERALNY DYSTRYBUTOR REDUXCO :: ::

Energetyka na świecie

SEMINARIUM. Produkcja energii z odpadów w technologii zgazowania Uwarunkowania prawne i technologiczne

KRAJOWE CENTRUM INWENTARYZACJI EMISJI NATIONAL EMISSION CENTRE. Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2003

Kogeneracja w oparciu o źródła biomasy i biogazu

G S O P S O P D O A D R A K R I K NI N SK S O K E O M

Klaster RAZEM CIEPLEJ Spotkanie przedstawicieli

Modelowa Biogazownia Rolnicza w Stacji Dydaktyczno Badawczej w Bałdach

Czysty wodór w każdej gminie

Kompozyt biomasowo-węglowy niskoemisyjny węgiel na wsi

Rozwój krajowego rynku CNG na tle państw UE: szanse i zagrożenia

OCENA ZAPOTRZEBOWANIA NA ENERGIĘ ORAZ POTENCJAŁU JEGO ZASPOKOJENIA ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM ODNAWIALNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII W LATACH

Każdego roku na całym świecie obserwuje się nieustanny wzrost liczby odpadów tworzyw sztucznych pochodzących z różnych gałęzi gospodarki i przemysłu.

Główne problemy. Wysokie koszty importu ropy: 1 mld dziennie w 2011 Deficyt w bilansie handlowym: ~ 2.5 % of PKB 7% wydatków gospodarstw domowych

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W NOWYM SĄCZU SYLABUS PRZEDMIOTU. Obowiązuje od roku akademickiego: 2009/2010

Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce

Energetyka w Środowisku Naturalnym

Polsko Czeskie Forum Gazownicze. Doświadczenia z rozwoju rynku CNG w Republice Czeskiej

Benzyna E10 - fakty i mity, czyli nie taki diabeł straszny?

DYLEMATY POLSKIEJ ENERGETYKI W XXI WIEKU. Prof. dr hab. Maciej Nowicki

Konkurencja wewnątrz OZE - perspektywa inwestora branżowego. Krzysztof Müller RWE Polska NEUF 2010

ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI

Gaz ziemny w Polsce i Unii Europejskiej

Energia słoneczna i cieplna biosfery Pojęcia podstawowe

Odnawialne źródła energii

Bezemisyjna energetyka węglowa

Sposoby ogrzewania budynków i podgrzewania ciepłej wody użytkowej

Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce

Green University Project

MODEL ENERGETYCZNY GMINY. Ryszard Mocha

Transkrypt:

Centrum Doskonałości CERED Redukcja Wpływu Przemysłu Przetwórczego na Środowisko Naturalne Wybrane zagadnienia energetyki wodorowej Robert Grabarczyk, Krzysztof Urbaniec Konferencja naukowo-techniczna: Postęp techniczny w przemyśle cukrowniczym Zakopane, 11-12 kwietnia 2011 1

Wybrane zagadnienia energetyki wodorowej Plan prezentacji 1. Wodór w gospodarce 2. Wodór w transporcie samochodowym 3. Magazynowanie wodoru 4. Produkcja wodoru ze źródeł odnawialnych 5. Fermentacja biomasy 2

Wodór w gospodarce Źródła wodoru na świecie Przeróbka gazu ziemnego i ropy naftowej Zgazowanie węgla kamiennego Zgazowanie biomasy Elektroliza wody 80% 14% 1% 5% Zastosowanie wodoru - produkcja nawozów azotowych - przetwórstwo ropy naftowej - przemysł tłuszczowy - metalurgia - paliwo rakietowe - paliwo dla transportu 3

Wodór w transporcie samochodowym Metody napędzania wodorem pojazdów samochodowych 1. Zasilanie wodorem silników spalinowych Pozytywne wyniki testów BMW i Mazdy: - niezawodny system dwupaliwowy benzyna/h 2 - osiągi porównywalne Przy zasilaniu H 2 : - eliminacja emisji CO 2, CO - znaczna redukcja emisji NO X 4

Wodór w transporcie samochodowym Metody napędzania wodorem pojazdów samochodowych 2. Zasilanie wodorem ogniw paliwowych i napęd poprzez silnik elektryczny - w sprzedaży m.in. Kia, Honda - w fazie testów - większość koncernów Zalety: - niska emisja hałasu - wysoki moment obrotowy/duża elastyczność - brak emisji CO 2, CO, NO X, - spaliny - para wodna 5

Magazynowanie wodoru Metody magazynowania wodoru 1. Wodór sprężony: do 700bar, zbiorniki kompozytowe lub metalowe, nakłady na sprężenie ~ 10% wartości cieplnej wodoru 6

Magazynowanie wodoru Metody magazynowania wodoru 1. Wodór sprężony: do 700bar, zbiorniki kompozytowe lub metalowe, nakłady na sprężenie ~ 10% wartości cieplnej wodoru 7

Magazynowanie wodoru Metody magazynowania wodoru 2. Wodór w stanie ciekłym: zbiorniki izolowane, -253ºC, ciągłe parowanie H 2, nakłady na skroplenie ~ 30% wartości cieplnej wodoru 8

Magazynowanie wodoru Metody magazynowania wodoru 3. Wodór w postaci związków chemicznych - wodorków metali: małe nakłady energetyczne, małe zagrożenie wybuchem, długi czas napełniania, stosunkowo duża masa zbiornika Zastosowanie w łodziach podwodnych 9

Wodór ze źródeł odnawialnych Metody produkcji wodoru z zasobów odnawialnych 1. Zgazowanie biomasy 2. Elektroliza wody z wykorzystaniem energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych, 3. Fermentacja biomasy 10

Zgazowanie biomasy biomasa medium zgazowujące - powietrze - tlen - para wodna produkt gazowy Reaktor zgazowujący, t > 500ºC popiół Charakterystyka - dostępność kilku różnorodnych technologii - szeroka paleta potencjalnych surowców - silna zależność składu gazu surowego od typu surowca - konieczność dalszej obróbki surowego gazu zwierającego wodór (duża zawartość zanieczyszczeń) - problemy z zagospodarowaniem popiołu 11

Zgazowanie biomasy Rozwój technologii zgazowania biomasy 12

Elektroliza wody Charakterystyka - produkcja czystego wodoru - dojrzała i prosta technologia - sprawność wykorzystania energii elektrycznej <75% zależnie od typu elektrolizera (węgiel - H 2 < 25%) Bateria elektrolizerów 750 kg H 2 /h - w okresach nadwyżki produkcji energii elektrycznej możliwość magazynowania energii w postaci wodoru 13

Fermentacja biomasy HYVOLUTION 2006-2010 (6 Program Ramowy UE) Produkcja czystego wodoru z biomasy metodą nietermiczną Food & Biobased Research (Holandia) - koordynator Wiedemann Polska, PW - CERED 9 firm Francja, Holandia, Niemcy, Rosja, Wielka Brytania, Włochy 10 instytutów i uczelni Austria, Grecja, Holandia, Niemcy,Rep. Płd Afryki, Rosja, Szwecja, Turcja, Węgry 14

Fermentacja biomasy CEL GŁÓWNY: Opracowanie procesu technologicznego rokującego opłacalność ~70ºC ~30ºC 15

Fermentacja biomasy CELE CZĄSTKOWE Rozpoznanie najlepszych surowców i sposobów ich przygotowania do fermentacji Dobór najkorzystniejszych szczepów bakterii Optymalizacja parametrów procesu Bioreaktory i urządzenia do wzbogacania gazu konstrukcja, testy prototypów Projekt studialny wytwórni wodoru (dwa warianty) Rozpoznanie warunków i potencjalnych efektów wdrożenia 16

Fermentacja biomasy Schemat węzła fermentacji termofilnej 17

Fermentacja biomasy Cukrownia 10 000 t/d + wytwórnia wodoru 60 kg H 2 /h Fermentacja termofilna i wzbogacanie gazu Fotofermentacja - bioreaktor rurowy 18

Fermentacja biomasy Cukrownia 10 000 t/d + wytwórnia wodoru 60 kg H 2 /h Fotofermentacja - bioreaktor panelowy Fermentacja termofilna i wzbogacanie gazu 19

Fermentacja biomasy Typy fotobioreaktorów rurowy panelowy 20

Fermentacja biomasy Wnioski Nie osiągnięto celu głównego, potrzebne dalsze prace Najkorzystniejsze surowce: burak cukrowy, odpady ziemniaczane (słoma jęczmienna) Bakterie genetycznie zmodyfikowane poprawiają fotofermentacji efekty Wodorowa fermentacja termofilna możliwa do wdrożenia w połączeniu z produkcją biogazu 21

Fermentacja biomasy Wybrane parametry fermentacji technicznych roztworów cukru Fermentacja termofilna sok surowy sok gęsty melas Tempo produkcji, mmol H 2 /(l*h) 12,8 7,4 14,7 Współczynnik konwersji, % 84 68 70 Fotofermentacja Tempo produkcji, mmol H 2 /(l*h) - 0,2 0,5 Współczynnik konwersji, % - 47 45 22

Fermentacja biomasy Koszty produkcji wodoru - założenia do obliczeń Surowiec: melas F. termofilna: proces ciągły Fotofermentacja: 10h/d Roczny czas pracy: 8000 h/rok Okres eksploatacji: 15 lat Wydajność instalacji: 60 kg H 2 /h Para wodna, 2 bary: 20,5 /t Woda chłodząca: 0,01 /m 3 Woda procesowa: 0,3 /m 3 Cena energii el.: 0,086 /kwh 23

Fermentacja biomasy Struktura kosztów produkcji wodoru 18,00 16,00 16,47 14,00 Udział w kosztach, /kg H 2 12,00 10,00 8,00 6,00 12,11 4,00 2,00 2,25 1,42 0,00 Koszt surowca Koszt inwestycyjny Koszt eksploatacyjny Koszt zatrudnienia 24

Udział w kosztach, % Fermentacja biomasy Struktura kosztów produkcji wodoru 60,00 50,00 51,08 40,00 37,54 30,00 20,00 10,00 6,97 4,41 0,00 Koszt surowca Koszt inwestycyjny Koszt eksploatacyjny Koszt zatrudnienia 25

Udział w koszcie, % Fermentacja biomasy Struktura kosztów inwestycyjnych 100,00 93,23 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 5,03 1,70 0,04 Fermentacja termofilna Fotofermentacja Oczyszczanie gazu Układ wody chłodzącej 26

Udział w koszcie, % Fermentacja biomasy Struktura kosztów eksploatacyjnych 70,00 60,00 62,04 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 13,61 0,87 1,72 0,06 6,20 11,15 4,37 27

Fermentacja biomasy Produkcja wodoru i biogazu biogaz melas sok surowy, sok gęsty (wysłodki) BIOGAZOWNIA inne surowce do przetworzenia na biogaz 28

Koniec Dziękuję za uwagę rgrabarczyk@onet.eu cered.pw.plock.pl 29