PROGRAM BADAWCZO-WDROŻENIOWY WĘGLOWE OGNIWA PALIWOWE



Podobne dokumenty
Węgiel przyszłościowy nośnik czystej energii

RYS. 1 Schemat poglądowy działania węglowego ogniwa paliwowego.

NISKOTEMPERATUROWA TERMOLIZA SPOSOBEM NA OGRANICZANIE ZAWARTOŚCI RTĘCI W SUBSTANCJACH STAŁYCH

Bezemisyjna energetyka węglowa

Innowacyjne układy wytwarzania i przesyłania energii

Specjalność ZRÓWNOWAŻONA ENERGETYKA. Nowe i odnawialne źródła energii

KONWERGENCJA ELEKTROENERGETYKI I GAZOWNICTWA vs INTELIGENTNE SIECI ENERGETYCZNE WALDEMAR KAMRAT POLITECHNIKA GDAŃSKA

CHP z ogniwem paliwowym Przegląd rynku

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

Krzysztof Stańczyk. CZYSTE TECHNOLOGIE UśYTKOWANIA WĘGLA

LIDER WYKONAWCY. PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A. Oddział Elektrownia Turów

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo Paliwowe PEM

IV. PREFEROWANE TECHNOLOGIE GENERACJI ROZPROSZONEJ

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

Koncepcja gospodarki opartej na wodorze

JEDNOKOMOROWE OGNIWA PALIWOWE

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

Laboratorium odnawialnych źródeł energii. Ćwiczenie nr 5

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

STAN OBECNY I PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA OGNIW PALIWOWYCH

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

PROF. DR HAB. INŻ. ANTONI TAJDUŚ

Polityka energetyczna Polski do 2050 roku rola sektora ciepłownictwa i kogeneracji

Laboratorium ogniw paliwowych i produkcji wodoru

ROZPROSZONE SYSTEMY KOGENERACJI

Technologie wodorowe w gazownictwie Możliwości i Potencjał

Ogniwa paliwowe komercyjne rozwiązania SOFC

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

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

1. BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA OGNIWA PALIWOWEGO

OBSZARY TEMATYCZNE Problemy użytkowania energii Nowe technologie użytkowania Energetyka osobista (personalna) Mikroenergetyka i nanoenergetyka Elektro

Prawo Energetyczne I Inne Ustawy Dotyczące Energetyki Kogeneracja Skuteczność Nowelizacji I Konieczność

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

PROGRAM DEMONSTRACYJNY CCS. ROZWÓJ CZYSTYCH TECHNOLOGII WĘGLOWYCH w GRUPIE TAURON PE

Ekonomiczno-techniczne aspekty wykorzystania gazu w energetyce

Badanie utleniania kwasu mrówkowego na stopach trójskładnikowych Pt-Rh-Pd

Plany do 2020, czyli myśl globalnie działaj lokalnie Marek Ściążko Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla. >1.5 t węgla/osobę 1

Czyste Technologie Węglowe. Prof. dr hab. inż. Józef DUBIŃSKI czł. koresp. PAN Naczelny Dyrektor Głównego Instytutu Górnictwa

Zarządzanie Energią i Teleinformatyka

Węgiel przyszłościowy nośnik czystej energii

Wydział Mechaniczno-Energetyczny

SOFC. Historia. Elektrochemia. Elektroceramika. Elektroceramika WYKONANIE. Christian Friedrich Schönbein, Philosophical Magazine,1839

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

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

VII Międzynarodowej Konferencji CIEPŁOWNICTWO 2010 Wrocław

Jednostki Wytwórcze opalane gazem Alternatywa dla węgla

KONKURENCYJNOŚĆ POLSKIEGO WĘGLA NA RYNKU SUROWCÓW ENERGETYCZNYCH

Polityka energetyczna Polski do 2030 roku

Reaktory małej mocy: szanse i wyzwania

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

Perspektywy rozwoju OZE w Polsce

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

KLASTER CZYSTEJ ENERGII

Komfort Int. Rynek energii odnawialnej w Polsce i jego prespektywy w latach

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

Scenariusz zaopatrzenia Polski w czyste nośniki energii w perspektywie długookresowej

Jak powstają decyzje klimatyczne. Karol Teliga Polskie Towarzystwo Biomasy

GIPH KATOWICE GÓRNICZA IZBA PRZEMYSŁOWO HANDLOWA MIĘDZYNARODOWA KONFERENCJA WĘGIEL W OKRESIE TRANSFORMACJI ENERGETYCZNEJ KATOWICE 29 SIERPNIA 2017

ANALIZA UWARUNKOWAŃ TECHNICZNO-EKONOMICZNYCH BUDOWY GAZOWYCH UKŁADÓW KOGENERACYJNYCH MAŁEJ MOCY W POLSCE. Janusz SKOREK

S.Werle WYKŁAD. Prowadzący: dr inż. Sebastian Werle

Wykorzystanie biogazu w systemach kogeneracyjnych

Reporting on dissemination activities carried out within the frame of the DESIRE project (WP8)

Symulacja ING: wpływ technologii na ograniczenie emisji CO 2. Rafał Benecki, Główny ekonomista, ING Bank Śląski Grudzień 2018

ENERGETYKA A ŚRODOWISKO

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 2-OP BADANIE OGNIW PALIWOWYCH

Proekologiczne odnawialne źródła energii : kompendium / Witold M. Lewandowski, Ewa Klugmann-Radziemska. Wyd. 1 (WN PWN). Warszawa, cop.

Polityka energetyczna w UE a problemy klimatyczne Doświadczenia Polski

Ogniwa paliwowe - zasada działania

Potrzebujesz ciepła i energii? res-fc market

Polityka energetyczna Polski do 2030 roku. Henryk Majchrzak Dyrektor Departamentu Energetyki Ministerstwo Gospodarki

Ogniwo paliwowe typu PEM (ang. PEM-FC)

PERSPEKTYWICZNE WYKORZYSTANIE WĘGLA W TECHNOLOGII CHEMICZNEJ

Wybrane aspekty bezpieczeństwa energetycznego w projekcie nowej polityki energetycznej państwa. Lublin, 23 maja 2013 r.

G Sprawozdanie o mocy i produkcji energii elektrycznej i ciepła elektrowni (elektrociepłowni) przemysłowej. Nr turbozespołu zainstalowana

Zastosowanie słomy w lokalnej. gospodarce energetycznej na

Niezależność energetyczna JSW KOKS S.A. w oparciu o posiadany gaz koksowniczy

Spis treści. Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek 13 Przedmowa 17 Wstęp Odnawialne źródła energii 72

Prowadzący: dr hab. inż. Agnieszka Gubernat (tel. (0 12) ;

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów i symboli... XIII VII

PRODUKCJA I ZUŻYCIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ W KRAJACH AMERYKI. Kasia Potrykus Klasa II Gdynia 2014r.

HTR - wysokotemperaturowy reaktor jądrowy przyjazny środowisku. Jerzy Cetnar AGH

Międzynarodowe Targi Górnictwa, Przemysłu Energetycznego i Hutniczego KATOWICE Konferencja: WĘGIEL TANIA ENERGIA I MIEJSCA PRACY.

TECHNOLOGIA USZLACHETNIANIA WSZELKIEGO RODZAJU BIOMAS I BIOMASOWYCH PALIW ODPADOWYCH

VI Konferencja Naukowo Techniczna ENERGETYKA GAZOWA Miejsce: Zawiercie, Hotel Villa Verde Termin: kwietnia 2016

Przejście do biogospodarki z fermentacją beztlenową w Niderlandach. Ir. K.W. Kwant NL Agency

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

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie charakterystyki prądowo- napięciowej elektrolizera typu PEM,

Energia słoneczna i cieplna biosfery Pojęcia podstawowe

Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki Kierunek: Odnawialne Źródła Energii

PIROLIZA BEZEMISYJNA UTYLIZACJA ODPADÓW

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

Perspektywy wytwarzania i wykorzystania wêgla z biomasy

Rozproszona energetyka oparta o Odnawialne Źródła Energii, a może energetyka jądrowa? Co zrobić z odpadów?

Kierownik: Prof. dr hab. inż. Andrzej Mianowski

CATA ASPEKTY TECHNICZNE WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII MAGAZYNOWANIA ENERGII. Centrum Zastosowań Zaawansowanych Technologii MIECZYSŁAW KWIATKOWSKI

MATERIAŁY W BUDOWIE OGNIW PALIWOWYCH

Energia odnawialna szansą rozwojową przemysłu chemicznego?

Inteligentna Energetyka na podstawie strategii GK PGE

Mateusz Babiarz, Jarosław Zuwała, Marek Ściążko INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI WĘGLA 1/30

PERSPEKTYWY WYKORZYSTANIA GAZU ZIEMNEGO DO PRODUKCJI ENERGII ELEKTRYCZNEJ W POLSCE

Transkrypt:

PROGRAM BADAWCZO-WDROŻENIOWY WĘGLOWE OGNIWA PALIWOWE Inicjatywa i patronat MINISTERSTWO GOSPODARKI Wicepremier Waldemar PAWLAK Warszawa, 2010.06.16

Polityka Energetyczna Polski do 2030 roku re. rozdz. 3 Wzrost Bezpieczeństwa Energetycznego, podrozdz. 3.1, pkt. 3.1.1, ppkt. 3.1.1.1 Cel programu: opracowanie założeń oraz budowa prototypu węglowego ogniwa paliwowego, zasilanego węglem kamiennym, brunatnym oraz pozyskiwanym z biomasy i paliw odpadowych. Zakres przewidzianych prac: badania podstawowe oraz prace badawczo-rozwojowe, nakierowane na niezbędne rozwiązania techniczne dla wdrożenia przemysłowej technologii produkcji i eksploatacji węglowych ogniw paliwowych.

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

ZASOBY GŁÓWNYCH NOŚNIKÓW ENERGII I PROGNOZA WYSTARCZALNOŚCI ropa naftowa 40 gaz ziemny 60 wegiel kamienny 200 wegiel brunatny 300 0 50 100 150 200 250 300 Liczba lat

Torf Gęstość energii Wodór, gaz Metan, gaz Mokra biomasa [kwh/dm 3 ] Sucha biomasa Biocarbon sypki Wodór, ciecz Metanol Metan, ciecz Etanol Węgiel brunatny Ropa naftowa Węgiel kamienny Biocarbon, sprasowany Antracyt Grafit WĘGIEL przyszłościowy nośnik energii 35 30 Diament 25 20 15 10 5 0 Typ Paliwa

Jednostkowa ilość energii elektrycznej [kwh/dm 3 ] Uzysk energii z różnych paliw z uwzględnieniem sprawności procesów konwersji FC ogniwo paliwowe, CR parowy obieg Clausiusa-Rankine a Carbon-FC 10 1 0,1 0,01 Rozdrobniony i sprasowany biocarbon-fc Węgiel kamienny-cr Surowy biocarbon-cr Węgiel brunatny-cr Sucha biomasa-cr Surowa biomasa-cr Wodór-FC 0.001 0.001 Metan-FC 0,01 0,1 1 10 Zawartość energii w jednostce objętości paliwa [kwh/dm 3, HHV basis]

DLACZEGO WĘGLOWE OGNIWO PALIWOWE? Zasoby węgla + tani i łatwy w magazynowaniu i transporcie, Prosta budowa, brak katalizatorów (np. Pt), tanie materiały, Bezpośrednia i efektywna konwersja energii C w elektryczność, Duża ilość energii z jednostki objętości paliwa, Sprawność termodynamiczna 100% (ogniwo H 2 70%), Produkty i substraty odseparowane wzajemnie ( łatwe CCS), Możliwe jest utrzymanie wysokiej sprawności (50-80%); energia VM wykorzystana np. w GT, SOFC, Wysokoskoncentrowany CO 2 gotowy do wykorzystania lub sekwestracji bez pasożytniczego zużycia energii na składowanie, Skoncentrowany CO 2 także z IGCC & Oxyfuel lecz wymagają one drogich i energochłonnych technologii separacji tlenu. DCFC nie podlega ograniczeniom sprawności wynikających z II zas. term.

POTENCJAŁ WĘGLOWYCH OGNIW PALIWOWYCH Sprawność ogniwa = Energia elektryczna Ciepło spalania paliwa Sprawność ogniwa = (G/H) teor m e v Limit teoretyczny, G/H Wsp. Wykorzystania, m e v =V @I /V @I=0 Sprawność C 1,003 1 0,8 0,8 CH 4 0,895 0,8 0,8 0,57 H 2 0,7 0,8 0,8 0,45 Typowa sprawność ogniwa Węgiel/Powietrze wynosi 80% (Degradacja sprawności wskutek kosztów energii do produkcji paliwa)

GŁÓWNE OŚRODKI ROZWIJAJĄCE TECHNOLOGIĘ WĘGLOWYCH OGNIW PALIWOWYCH: - Scientific Applications and Research Associates, SARA, - Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL, - National Enenrgy Technology Laboratory, NETL, - CellTech Power, - EPRI, - Contained Energy, Inc., - Clean Coal Energy, LLC, - Brookhaven National Laboratory, - SRI International, - American Electric Power, - University of Akron, - West Virginia University, - Hawaii University, - Munich Univ. - Harbin University, - TU Delft, - Politechnika Częstochowska. Główne zagadnienia do rozwiązania: ekstrakcja czystego C z węgla, obniżenie temp. pracy MCFC = ogniwo wysokotemp., zapewnienie ciągłego zasilania i wyprowadzania produktów.

AKRON UNIVERSITY

LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY, LLNL

CELLTECH POWER

DIRECT CARBON TECHNOLOGIES

SARA

SRI

UNIVERSITY OF HAWAII

POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

ZASADA DZIAŁANIA OGNIWA DCFC Anoda: C + 4OH - CO 2 + H 2 O + 4e - Katoda: O 2 + 2e - O 2 2- O 2 2- + 2H 2 O + 2e - 4OH -

WĘGLOWE OGNIWA PALIWOWE w POLITECHNICE CZĘSTOCHOWSKIEJ 2005 Demonstracja ogniwa Jaques a (prototyp I) Posiedzenie Komisji Energetyki Oddziału PAN w Katowicach, 2005.06.10 2006 badania własne i publikacje BIS Z., Węgiel jako nośnik czystej energii, VII Ogólnopolska Konf. Naukowo-Techniczna: Osiągnięcia Proekologiczne w Przemyśle i Energetyce, 2005, BIS Z., Perspektywy wytwarzania i wykorzystania węgla z biomasy, Polityka Energetyczna, t. 8 z. specjalny, 2005, KOBYŁECKI R., BIS Z., NOWAK W., Authothermal Upgrading of Biomass and Wastes for Clean and Efficient Production of Power, Proc. of the 2005 Int. Conf. on Coal Science, Japan, 2005 2007 praca dyplomowa (prototyp II) 2008 TVP1, Teleexpress, publikacje, wnioski n-b KOBYŁECKI R., BIS Z., Węglowe ogniwo paliwowe wysokosprawne źródło czystej energii elektrycznej, Polityka Energetyczna t. 11 zeszyt 1, ISSN 1429-6675, 2008, WŁODARCZYK R., KOBYŁECKI R., BIS Z., Fuel cells for high performance conversion of electric and heating energy, in proc. of the XIIth International Sympodium on Heat Transfer and Renewable Sources of Energy 2008, ISBN 978-83-7457-055-8, 2008, KOBYŁECKI R., TCHÓRZ J., BIS Z., Densification of Biomass Energy for Large Scale Co-Combustion, 9th Int. Conf. CFB-9 in conjunction with 4th VGB Workshop, Hamburg, 2008, ISBN 978-3-930400-57-7,

WYBRANE PUBLIKACJE ZESPOŁU (OGNIWA PALIWOWE): KOBYŁECKI R., BIS Z., Węglowe ogniwo paliwowe wysokosprawne źródło czystej energii elektrycznej, Polityka Energetyczna t. 11 zeszyt 1, ISSN 1429-6675, 2008, WŁODARCZYK R., KOBYŁECKI R., BIS Z., Fuel cells for high performance conversion of electric and heating energy, in proc. of the XIIth International Sympodium on Heat Transfer and Renewable Sources of Energy 2008, ISBN 978-83-7457-055-8, 2008, KOBYŁECKI R., BIS Z., Wykorzystanie paliw odnawialnych do czystej i wysokosprawnej konwersji energii w ogniwach paliwowych, XX Zjazd Termodynamików, 2008, BIS Z., Węgiel jako nośnik czystej energii, VII Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna: Osiągnięcia Proekologiczne w Przemyśle i Energetyce, 2005, BIS Z., Perspektywy wytwarzania i wykorzystania węgla z biomasy, Polityka Energetyczna, t. 8 z. specjalny, 2005, KOBYŁECKI R., BIS Z., Autotermiczna Termoliza Jako Efektywna Technologia Produkcji Czystych i Wysokoenergetycznych Paliw, Archiwum Spalania vol. 6, nr 1-4, 2006, KOBYŁECKI R., TCHÓRZ J., BIS Z., Densification of Biomass Energy for Large Scale Co-Combustion, 9th Int. Conf. CFB-9 in conjunction with 4th VGB Workshop, Hamburg, 2008, ISBN 978-3-930400-57-7, BIS Z., Zintegrowane technologie biopaliw dla zrównoważonej zero-emisyjnej produkcji ciepła i energii elektrycznej, III Międzynarodowa Konferencja Procesów Energii Eco-Euro-Energia, 2006, KOBYŁECKI R., BIS Z., NOWAK W., Authothermal Upgrading of Biomass and Wastes for Clean and Efficient Production of Power, Proc. of the 2005 International Conference on Coal Science, Japan, 2005, KOBYŁECKI R., BIS Z., Autothermal Upgrading of Biomass and Waste Fuels for Efficient Generation of Heat and Power, 24th Int. Conf. IT3, Texas, USA, 2005, WŁODARCZYK R., MARASSI R., CHOJAK M., MIECZNIKOWSKI K., KOLARY A., KULESZA P., Electroreduction of Oxygen at Polyoxometallate Modified Glassy Carbon Supported Pt Nanoparticles, J. Power Sources, 159, 2006,... 34 prace

Napięcie [V], Natężenie [A] PRZEBIEG ZMIAN NAPIĘCIA I NATĘŻENIA PRĄDU W PRACUJĄCYM OGNIWIE 1 Napięcie 0,1 Natężenie prądu 0,01 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 Czas pracy [min]

Napięcie [V], Natężenie [A] ZMIANY NAPIĘCIA I NATĘŻENIA PRĄDU W FUNKCJI TEMPERATURY ELEKTROLITU 1 Napięcie 0,1 0,01 Natężenie 360 400 440 480 520 560 600 Temperatura [ 0 C]

ZAŁOŻENIA PRZY BUDOWIE OGNIWA WĘGLOWEGO W KIE: Ciągła praca (ogniwo, a nie bateria), Połączenie procesu przygotowania paliwa z jego elektrochemicznym utlenianiem, Budowa modułowa z centralnym układem nawęglania, odprowadzania popiołu oraz zagospodarowaniem CO 2.

ZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ