BIOWĘGIEL potencjalny arsenał dla kontroli zmian klimatu i walki z niską emisją

Podobne dokumenty
Węgiel przyszłościowy nośnik czystej energii

Węgiel przyszłościowy nośnik czystej energii

Od uwęglania wysegregowanych odpadów komunalnych w wytwórniach BIOwęgla do wytwarzania zielonej energii elektrycznej

TECHNOLOGIA USZLACHETNIANIA WSZELKIEGO RODZAJU BIOMAS I BIOMASOWYCH PALIW ODPADOWYCH

Adsorpcja wybranych jonów metali ciężkich na biowęglu pochodzącym z komunalnych osadów ściekowych

Biomasa alternatywą dla węgla kamiennego

POTENCJAŁ WYKORZYSTANIA ODPADÓW BIODEGRADOWALNYCH NA CELE ENERGETYCZNE W WOJEWÓDZTWIE POMORSKIM

URZĄDZENIA DO UWĘGLANIA BIOMASY I ODPADÓW KOMUNALNO-BYTOWYCH OPRACOWANE PRZEZ CARBONTIM SP. Z O.O.

STAŁE PALIWA BIOKOMPOZYTOWE DLA SEKTORA KOMUNALNO-BYTOWEGO

TECHNOLOGIA USZLACHETNIANIA WSZELKIEGO RODZAJU BIOMAS I BIOMASOWYCH PALIW ODPADOWYCH

PROGRAM BADAWCZO-WDROŻENIOWY WĘGLOWE OGNIWA PALIWOWE

Odnawialne Źródła Energii w systemach grzewczych. Edmund Wach Bałtycka Agencja Poszanowania Energii S.A.

Proces Innowacji. Emilia den Boer Ryszard Szpadt Politechnika Wrocławska. Urząd Marszałkowski Dolnego Śląska. Wrocław, 23 listopad 2011

Odnawialne Źródła Energii w systemach grzewczych. Edmund Wach Bałtycka Agencja Poszanowania Energii S.A.

Wykorzystanie biomasy na cele energetyczne w UE i Polsce

Niskoemisyjna energia elektryczna i ciepło. technologia FLUID 1/20

ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII. Seminarium Biomasa na cele energetyczne założenia i realizacja Warszawa, 3 grudnia 2008 r.

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

Zagospodarowanie pofermentu z biogazowni rolniczej

Dr Sebastian Werle, Prof. Ryszard K. Wilk Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Techniki Cieplnej

Co można nazwać paliwem alternatywnym?

Wprowadzanie do obrotu nowych produktów powstałych z odpadów. Doświadczenia, wdrożenia dla gospodarki

Biogaz i biomasa -energetyczna przyszłość Mazowsza

Wykorzystaniem biowęgla jako podłoża w produkcji szklarniowej ogórka i pomidora

Wykorzystanie biowęgla w procesie fermentacji metanowej

Paliwa alternatywne w polskiej energetyce doświadczenia technologiczne i szanse rozwojowe Projekt budowy bloku na paliwo alternatywne RDF

Efektywny rozwój rozproszonej energetyki odnawialnej w połączeniu z konwencjonalną w regionach Biomasa jako podstawowe źródło energii odnawialnej

Technologia pirolizy biomasy i odpadów na podstawie doświadczeń ICiMB. inż. Franciszek Sładeczek, dr inż. Ewa Głodek-Bucyk, dr inż.

Zastosowanie słomy w lokalnej. gospodarce energetycznej na

Krzysztof Stańczyk. CZYSTE TECHNOLOGIE UśYTKOWANIA WĘGLA

PODSTAWOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE WDRAŻANIA INSTALACJI BIOGAZOWYCH W POLSCE

Urządzenie do rozkładu termicznego odpadów organicznych WGW-8 EU

Możliwości wykorzystania potencjału biomasy odpadowej w województwie pomorskim. Anna Grapatyn Korzeniowska Gdańsk, 10 marca 2011 r.

PODSTAWOWE INFORMACJE DOTYCZĄCE WDRAŻANIA INSTALACJI BIOGAZOWYCH W POLSCE

TECHNIKI ORAZ TECHNOLOGIE SPALANIA I WSPÓŁSPALANIA SŁOMY

Instalacja testowa do wytwarzania biowęgla z różnych rodzajów biomasy

PIROLIZA BEZEMISYJNA UTYLIZACJA ODPADÓW

BIOWĘGIEL. magazyn zielonej energii

INNOWACYJNA TECHNOLOGIA PRODUKCJI BIOWEGLA

ROZPROSZONE SYSTEMY KOGENERACJI

Osady ściekowe jako substraty dla nowych produktów. Prof. dr hab. inż. Małgorzata Kacprzak

PGE Zespół Elektrowni Dolna Odra S.A. tworzą trzy elektrownie:

Poferment z biogazowni nawozem dla rolnictwa

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

Drewno jako surowiec energetyczny w badaniach Instytutu Technologii Drewna w Poznaniu

Potencjał biomasy nowe kierunki jej wykorzystania

Instytut Ekologii Terenów Uprzemysłowionych w Katowicach

I Forum Dialogu Nauka - Przemysł Warszawa, 9-10 października 2017 r.

NISKOTEMPERATUROWA TERMOLIZA SPOSOBEM NA OGRANICZANIE ZAWARTOŚCI RTĘCI W SUBSTANCJACH STAŁYCH

Jak powstają decyzje klimatyczne. Karol Teliga Polskie Towarzystwo Biomasy

PEC S.A. w Wałbrzychu

Proekologiczne odnawialne źródła energii / Witold M. Lewandowski. - Wyd. 4, dodr. Warszawa, Spis treści

Eliminacja smogu przez zastosowanie kotłów i pieców bezpyłowych zintegrowanych z elektrofiltrem

Polityka energetyczna w UE a problemy klimatyczne Doświadczenia Polski

Załącznik nr 2B do Kontraktu. Paliwo

Zużycie Biomasy w Energetyce. Stan obecny i perspektywy

Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek Przedmowa Wstęp 1. Charakterystyka obecnego stanu środowiska1.1. Wprowadzenie 1.2. Energetyka konwencjonalna

Elektrofiltry dla małych kotłów na paliwa stałe. A. Krupa A. Jaworek, A. Sobczyk, A. Marchewicz, D. Kardaś

CENTRUM ENERGETYCZNO PALIWOWE W GMINIE. Ryszard Mocha

Green University Project

TECHNOLOGIA PLAZMOWA W ENERGETYCZNYM ZAGOSPODAROWANIU ODPADÓW

UPRAWY ENERGETYCZNE W CENTRALNEJ I WSCHODNIEJ EUROPIE

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

SYNERGIA DZIAŁANIA BRANŻY WODNO-KANALIZACYJNEJ, ODPADOWEJ I ENERGETYCZNEJ MOTOREM ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU MIASTA TYCHY

Badania pirolizy odpadów prowadzone w IChPW

Rodzaje biomasy. Roślinna: - odpady z produkcji i przetwarzania roślin (słoma, siano, łuski, skorupy, odpady drzewne,...),

RYS. 1 Schemat poglądowy działania węglowego ogniwa paliwowego.

Rodzaje biomasy. Zwierzęca. Odpady: - rośliny hodowane do celów energetycznych, - oleje roślinne i alkohole.

Energetyczne wykorzystanie odpadów z biogazowni

Uwarunkowania czystego spalania paliw stałych w domowych kotłach c.o. i piecach. Cz.1-Paliwa

Potencjalna rola plantacji roślin energetycznych w Polsce.

KOMPAKTOWY ZAKŁAD ODZYSKU ENERGII z biomas roślinnych

BIOETANOL Z BIOMASY KONOPNEJ JAKO POLSKI DODATEK DO PALIW PŁYNNYCH

ENERGIA Z ODPADO W NOWE MOZ LIWOS CI DLA SAMORZA DO W. ROZWIA ZANIA I TECHNOLOGIE. Aleksander Sobolewski Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla

Synergia współspalania biomasy i węgla

Wybrane aspekty odzysku energii z odpadów. Dr inż. Ryszard Wasielewski Centrum Badań Technologicznych IChPW

Instytut Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego Polskiej Akademii Nauk Wysokotemperaturowe zgazowanie biomasy odpadowej

Paliwa z odpadów możliwości i uwarunkowania wdrożenia systemu w Polsce

Ismo Niittymäki Head of Global Sales Metso Power business line. Zgazowanie biomasy i odpadów Projekty: Lahti, Vaskiluoto

Uwarunkowania, zasoby i kierunki badań nad wykorzystaniem paliw stałych w IMP PAN

Biomasa i wykorzystanie odpadów do celów energetycznych - klimatycznie neutralne źródła

Biogazownie rolnicze w Polsce doświadczenia z wdrażania i eksploatacji instalacji

Energia ukryta w biomasie

Forum Biomasy i Paliw Alternatywnych

NISKOEMISYJNE PALIWO WĘGLOWE

Instalacje OZE dla klastrów energii.

Spalarnia. odpadów? jak to działa? Jak działa a spalarnia

OZE - ODNAWIALNE ŹRÓDŁA ENERGII

Kocioł na biomasę z turbiną ORC

Biomasa i wykorzystanie odpadów do celów energetycznych - klimatycznie neutralne źródła

Biogazownie w energetyce

Geoinformacja zasobów biomasy na cele energetyczne

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 25 lipca 2011 r.

PROF. DR HAB. INŻ. ANTONI TAJDUŚ

Praktyczne uwarunkowania wykorzystania drewna jako paliwa

Aktualne regulacje prawne wspierające wytwarzanie energii i ciepła z biomasy i innych paliw alternatywnych

Układ zgazowania RDF

Dlaczego biopaliwa? biomasy,

Gospodarka o obiegu zamkniętym w praktyce

Stan obecny i perspektywy wykorzystania energii odnawialnej

Transkrypt:

BIOWĘGIEL potencjalny arsenał dla kontroli zmian klimatu i walki z niską emisją Konferencja Naukowa Problemy gospodarki energią i środowiskiem w rolnictwie, leśnictwie i przemyśle spożywczym Zbigniew BIS Warszawa, 13 14 wrzesień 2016

Pilna potrzeba rozwoju nowych metod sekwestracji C alternatywnych do kosztownego CCS! ALTERNATYWĄ BIOMASA gdyż jest jej dużo!

Bilans węgla w przyrodzie tak było? Dokąd zmierzamy!? 5% Większość gleb rolnych w Polsce (średnia grubość 25 cm): 26-31 tc/ha przy 1.5-1.8% humusu (0.86-1.04% C)

Bilans węgla w przyrodzie a spalanie biomasy Dokąd zmierzamy?! ZAKRES DEFORESTACJI Sekwestracja C = 0! Zaw.C O!, Mniej niż 26 tc/ha degradacja gleby konieczna rekultywacja!

Ciepło spalania i wartość opałowa biomasy o różnej zawartości wilgoci W g *10-3, W d *10-3 [kj/kg] 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 W g (X H2O )=(1-X H2O )W dry g Granica palnosci W d (X H2O )=(1-X H2O )W dry g W g - stan analityczny W d - stan analityczny W g - stan suchy W d - stan suchy W d - stan roboczy - r*((1-x H2O )*h dry +X H2O ) 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 X H2O *100 [%]

Spalanie drewna - peletów

Biowęgiel, Biocarbon, Biochar

An example biochar

4,5 5,5 6,5 Przebieg procesu autotermicznej waloryzacji 40 6,0 5,0 Ciepło spalania [MJ/kg] 35 30 25 20 4,0 h = 3,5 % c = 80 % 4,0 75 70 65 ANTRACYT 4,5 Biocarbon I 60 Biocarbon II WĘGIEL KAMIENNY 55 45 40 50 WĘGIEL BRUNATNY DREWNO 15 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Substancje lotne [%] 35 SŁOMA

Biowęgiel

Różne biomasy w procesie termolizy

Autotermiczne Wytwarzanie Biowęgla k AWP k (biocarbon), bioc 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 bioc k (biocarbon) k Cieplo do zagospodarowania AWP Biomasa w stanie roboczym 0,3 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 X [kg H2o / kg paliwa ]

Uwęglanie - redukcja zanieczyszczeń Relative concentration [-] 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Fuel Biochar Hg Cl Na K Mg Ca P S

Biocarbon i toryfikacja doświadczenia P. Cz. toryfikacja uwęglanie

Niskoemisyjne Paliwo Biokompozytowe NPB (Wspólne uwęglanie biomasy i węgla)

SMOG w Krakowie 2015

Wspólne uwęglanie biomasy i węgla oczyszcza oba paliwa

Brykiety niskoemisyjnego paliwa biokompozytowego

Struktura niskoemisyjnego paliwa biokompozytowego

SPALANIE NPB

NPB Emisje CO2/SO2/ Wartość opałowa węgiel -95 kg CO2 /GJ; 0,54 kg SO2 /GJ; W d = 23 MJ/kg NPB 67kg CO2 /GJ; 0,08 kg SO2 /GJ; W d = 25 MJ/kg Redukcja: CO2 30%, SO2-85%, Poprawa kaloryczności- prawie 10%

Węglowe Ogniwa Paliwowe Direct Carbon Fuel Cell - DCFC

Gęstość energii magazynowanie energii Jednostkowa zawartość energii [ kwh/l ] 20 15 10 5 1 - Węgiel 2 - Wodór 3 - Metan 4 - Biomasa surowa 5 - Biomasa sucha 6 - Węgiel brunatny 7 - Węgiel kamienny 8 - Olej opałowy 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Rodzaj paliwa

Zależność uzysku energii z różnych paliw z uwzględnieniem sprawności procesów przetwarzania. FC ogniwo paliwowe, CR parowy obieg Clausiusa-Rankine a. Jednostkowy uzysk energii elektr. [ kwh/l ] 10 1 0,1 0,01 Metan - FC Wodór - FC 0,001 0,001 Biocarbon zmielony i sprasowany - FC 0,01 0,1 1 10 Jednostkowa zawartość energii [ kwh/l ] Węgiel -FC Węgiel brunatny - CR Biocarbon surowy - CR Biomasa sucha - CR Biomasa surowa - CR Węgiel kamienny - CR

TAK JEST... CO 2, SO 2, NO x, CO, Hg, HCl, Pb, Cd,... 100 MW t 35 MW e Energia elektryczna z węgla: nieefektywna, brudna lecz TANIA USA 71%, Chiny 51%, Polska 93%

... A TAK MOŻE BYĆ 50 MW t WĘGLOWE OGNIWO PALIWOWE 35 MW e CAŁKOWITA SPRAWNOŚĆ do 70%; TANIE I MOŻLIWE DO ZAINSTALOWANIA W KAŻDEJ ELEKTROWNI WĘGLOWEJ

Schemat działania węglowego ogniwa paliwowego

31 Węglowe ogniwo paliwowe w KIE PCz 1 doktorat (wyróżniony), 14 publikacji w tym 6 z listy JCR (łączny IF = 21, CI = 26, lista MNiSW :lista A =165, lista B = 27) )

Charakterystyki pracy ogniwa zasilanego różnymi paliwami Napięcie [V] 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Grafit Sadza Biowęgiel Węgiel kamienny 40 30 20 10 Gęstość mocy [mw/cm 2 ] 0,0 0 0 20 40 60 80 100 Gęstość prądu [ma/cm 2 ]

Wyniki badań modelu ogniwa zasilanego surowym węglem kamiennym w porównaniu z osiągami konkurencyjnych ogniw wysokotemperaturowych Gęstość mocy [mw/cm 2 ] 70 60 50 40 30 20 10 0 Katedra Inżynierii Energii Scientific Applications and Research Associates Lawrence Livermore National Laboratory Uniwersytet Akron Bavarian Center for Applied Energy Research Direct Carbon Technologies Uniwersytet St. Andrews 1 2 3 4 5 6 7 1 - węgiel kam., 2 - stała elektroda węglowa, 3 - węgiel aktyw., 4 - węgiel kam., 5 - sadza, 6 - biowęgiel, 7 - sadza. 450 o C 630 o C 800 o C 900 o C 1000 o C 900 o C 900 o C

Produkcja bio-energii z wychwytem i sekwestracją CO2 Bio-energy with carbon capture and storage (BECCS) Zeroemisyjna Strefa Zrównoważona Energetycznie (ZSZE) Gmina Zrównoważona Energetycznie (GZE)

Bilans węgla w przyrodzie CCS + Energia Propozycja! Sekwestracja C fotosynteza Biocarbon + microby + nawozy

Struktura biowęgla

Retencja wody i składników nawozowych w obrębie systemu korzeniowego

Saletra amonowa NH 4 NO 3 - emisja związków azotu

Dead zone w Zatoce Meksykańskiej spowodowana spływającymi nawozami

Wpływ dodatku biowęgla do gleby badania P.Cz. - 2013

Wpływ dodatku biowęgla do gleby badania P.Cz. -2014 Miskant Poletko porówn. BC 3 BC 7,5 BC 10 BC 7,5 + gnojowica

ORMUS Ostatnio pojawia się coraz więcej doniesień o cudownym proszku ORMUSIE, który nazywany jest białym złotem. Substancja odkryta przez Amerykanina Davida Hudsona, farmera z Arizony, podczas badania składu gleby należących do niego terenów. W 1998 Hudson opatentował swój wynalazek jako Orbitally Rearranged Monoatomic Elements, czyli ORMEs, a że nazwa ORMUS brzmi lepiej, proszek zaczęto nazywać tym imieniem. W Polsce ORMUS jest sprzedawany w postaci leku, jest to koloidalny roztwór białego złota, zawierający ponadto takie pierwiastki jak iryd, rod, ruten i platynę. Firma INWEX z Kielc udowodniła, że wpływa on na wzrost roślin

ORMUS przykład działania

ORMUS przykład działania

ORMUS przykład działania

ORMUS przykład działania

Zastosowanie biowęgla w glebie powoduje: Poprawę wzrostu roślin, Hamuje emisję metanu, Zmniejszenie emisji tlenków azotu (do 50%), Poprawę albedo i właściwości termicznych gleb, Zmniejszenie wymagań nawozowych (do 20%) Redukcję wypłukiwania nawozów do wód pod- i naziemnych, Redukcję kwasowości gleb, Absorbcję i neutralizację substancji toksycznych (m.in..środki ochrony roślin), Poprawę gospodarki wodnej w glebie, Poprawę dostępność Ca, K, P i Mg dla roślin, Poprawę agregacji elementów kompleksu sorpcyjnego gleby, Poprawę wymiany kationowej, Poprawę warunków rozwoju kolonii mikrobów i grzybów, Trwale utrzymuje pierwiastek C poza atmosferą ziemi (CCS)

BECCS potencjał sekwestracji w ton CO 2 /ha 224 - biowęgiel do gleby 35 - fotosynteza - wzrost roślin 1,4 - zastąpienie wapna palonego 48 - produkcja elektr. w ZSZE 42 - produkcja NH 4 HCO 3 -------------------------- Razem 350,4 (przy 18 mln ha,daje potencjał 6,5 Gton C! co dla PGE -42%udz.w rynku daje czas 430 lat! ) Do tego należy dodać także ograniczenie emisji CH 4 (m.in. z procesów gnicia oraz procesu trawienia pokarmów przez zwierzęta hodowlane ) oraz efekt rolnictwa precyzyjnego

Spaliny Reaktor z dynamiczną pianą wykorzystujący wodę zdeklastrowaną pomysł PCz (o podwyższonej rozpuszczalności CO 2 ) Woda + CO2 DES CO2 Woda Spaliny + CO2 chłodzenie Zalety: Woda jako absorbent, Pow. międzyfaz. - 12000 m 2 /m 3 Niskie zużycie energii

Produkcja nawozu (wodorowęglanu amonu ) z biowegla i CO 2 Słoma, odpady rolnicze, biomasa odpadowa, etc. Wychwytywanie CO 2 w elektrowni transport nośnika transport nośnika +CO 2 Wydzielanie CO 2 on-site CO 2 AWP NH 3 +H 2 O p CO2 =idem Biocarbon Nawóz (granulat) C+NH 4 HCO 3

Naturalne CCS

Rolnictwo precyzyjne

Oxytree źródło biomasy i CO 2 sink! (szczególnie gdy wykorzystamy biowęgiel do uprawy)

Gdzie można produkować i stosować biowęgiel?! Światowy potencjał deponowania biowęgla 430 Gton C - co przy tempie 4,1*10-6 Gton/rok daje Światu czas ponad 100 mln lat!

Zużyty Kompost Popieczarkowy w Polsce ok.600 000 Mg/rocznie Nie wolno składować emisja H 2 S, przypadki śmiertelnego zatrucia, Nasycenie gleb w okolicach pieczarkarni, Wysoki koszt transportu, Marne perspektywy stosowania jako paliwo ze względu na wilgotność (do 60%) i wysoką emisję SO 2 (w składzie obecny gips), Zawiera do 2% azotu, 0,2 % fosforu, 1,5% potasu po obróbce cieplnej (zgazowaniu patent PCz) możliwy odzysk energii i wymienionych pierwiastków.

Zużyty kompost popieczarkowy po odzysku energii (technologia PCz) doskonały nawóz i CO 2 sink!

Obornik z ferm kurzych, hodowli krów i świń - podobnie jak osady ściekowe poddane uwęglaniu dają w efekcie doskonały nawóz. Według doświadczeń PCz najlepiej prowadzić proces jednoczesnego uwęglania powyższych substancji z biomasą najlepiej rolniczą Proces staje się stabilny a pozyskany produkt jednorodny

Instalacja Zalążkowa Chłód Chłodziarka absorpcyjna Ciepło systemowe Biomasa leśna Biomasa agro Uprawy energetyczne Osady ściekowe Odpady przemysłu przetwórstwa rolnego Biodegradowalna frakcja z odpadów Poprawa wzrostu biomasy i absorpcji CO 2 Mechaniczne przygotowanie surowca Kocioł odzyskowy Reaktor uwęglania Turbina Paliwo Nawozy Środki do oczyszczania (węgiel aktywny) Ogniwa paliwowe Emulsje paliwowe Zgazowanie paliw Poligeneracyjne Przetwarzanie Energii Biomasy Energia elektryczna

FLUID Sędziszów - RA w budowie -2015

Osiągnięcia KIE : 1 monografia habilitacyjna, 1 praca doktorska, ponad 20 publikacji naukowych, 4 patenty (1 wdrażany przez Fluid Sędziszów, 1 wdrażany przez Grill-Impex, 1 wdrażany przez Zrzeszenie Producentów Pieczarek ), 4 zgłoszenia patentowe reaktorów dla autotermicznego uwęglania rozdrobnionej biomasy i jej odpadów, 1 patent na paliwo emulsję wodno-bioweglową (wykorzystanie zimnej plazmy i kawitacji), 1 zgłoszenie patentowe na niskoemisyjne paliwo biokompozytowe, 1 zgłoszenie patentowe na nawóz na bazie biowęgla.

Dziękuję za uwagę Zapraszam do współpracy