|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 10/2008
Pora zmienić stereotypowe myślenie
|
|
|
CO2 nie musi być wstydliwym odpadem może być ważnym i potrzebnym surowcem chemicznym.Komisja Europejska nie kocha węgla. Ale to węgiel jest w stanie zapewnić starej Europie jako taką niezależność energetyczną. Dlatego europejscy biurokraci są w stanie go tolerować pod warunkiem podziemnej sekwestracji powstającego w wyniku jego spalania dwutlenku węgla. Technologicznie jest to zadanie karkołomne, zwłaszcza na szeroką skalę. Tym bardziej, że burzy to ukształtowany przez 100 lat porządek rzeczy. Do tej pory bowiem elektrownie lokalizowano w pobliżu źródeł paliwa.
|
Teraz przyszłe elektrownie trzeba będzie lokować w pobliżu struktur geologicznych zdolnych przyjąć i przechować duże ilości dwutlenku węgla. Wiązać się to będzie z koniecznością transportu paliwa na znaczne odległości, a także budową zupełnie nowych sieci przesyłowych.- Jeśli zatłoczymy dwutlenek węgla w wodonośne struktury to będziemy mogli się od razu pożegnać z energetyką geotermalną na tym terenie – irytuje się inż. Waldemar Nikodem z katowickiego EPC.- Technologia CCS z góry zakłada, iż po separacji, dwutlenek węgla powinien być jedynie transportowany i magazynowany – mówi prof. Wojciech Nowak z Politechniki Częstochowskiej. A tymczasem z dwutlenkiem węgla można postąpić podobnie jak z produktami pochodzącymi z instalacji odsiarczania spalin, które stały się znakomitym surowcem do produkcji syntetycznego gipsu, któremu zawdzięczamy obfitość tanich i powszechnie dostępnych materiałów wykończeniowych w budownictwie. Wyłapany z elektrownianych kominów dwutlenek węgla może - poprzez utylizację chemiczną - stać się ważnym surowcem dla zakładów chemicznych. To odwrócenie spojrzenia otwiera przed postrzeganym do tej pory jako źródło kłopotów i kosztów CO2 nowe perspektywy. CO2 może być stosowany jako surowiec do produkcji nawozów sztucznych, tworzenia nanorurek węglowych, jako podstawa do budowania włókien węglowych czy jako czynnik chłodzący. Prof. Wojciech Nowak jest dziekanem Wydziału Inżynierii i Ochrony Środowiska Politechniki Częstochowskiej oraz kierownikiem Katedry Ogrzewnictwa Wentylacji i Ochrony Atmosfery. Był stypendystą rządu Japonii oraz wykładowcą w Nagoya University. Jest przedstawicielem Polski w Międzynarodowej Agencji Energii oraz członkiem zarządu Polskiego Instytutu Spalania.ReformingProfesor Wojciech Nowak podaje trzy sposoby przekształcenia chemicznego dwutlenku węgla przy pomocy metanu w gaz syntezowy. Są to: suchy reforming, bi-reforming i tri-reforming. Reakcja suchego reformingu metanu jest reakcją endotermiczną tzn. że wymaga dostarczenia ciepła w ilości 247 kJ/mol i przebiega według wzoru:CH4 +CO2 = 2CO2 + 2H2W elektrowniach czy elektrociepłowniach nie brakuje odpadowego ciepła więc przeprowadzenie takiej reakcji na masową skalę nie powinno nastręczać kłopotów. Jeśli jest dostęp do źródła gorącej pary to można pokusić się o przeprowadzenie bi-reformingu, który jest kombinacją reformingu parowego i suchego. Daje jednak większy stosunek objętościowy tlenku węgla i wodoru. Jego reakcja przebiega według wzoru:2CH4 + CO2 +H2O = 3CO + 5H2W tym przypadku potrzebne są - oprócz pary wodnej i ciepła - także odpowiednio dobrane katalizatory na nośnikach aluminiowych sporządzone na bazie platyny i niklu. Największy potencjał utylizacji dwutlenku węgla zawartego w spalinach kotłowych ma tri–reforming przebiegający według schematu:CO2 + CH4 = 2CO + 2H2H20 +CH4 = CO +3H20,5O2 + CH4 + CO + 2H2Tri–reforming pozwala na otrzymanie mieszaniny wodoru i tlenku węgla w bardzo korzystnej relacji od 1,5 do 2 co umożliwia w dalszej kolejności syntezę metanolu według schematu:CO +3H2 = CH30Halbo też przeprowadzenie syntezy Fischera – Tropscha, w wyniku której mogą powstawać, w zależności od tego, jak proces zostanie ukierunkowany, węglowodory nienasycone, alkeny, węglowodory aromatyczne, alkohole, aldehydy, ketony, kwasy czy estry. W tri–reformingu – co podkreśla prof. Wojciech Nowak – mogą być użyte niejako „surowe” spaliny, zawierające CO2 bez konieczności kosztownego i energochłonnego separowania i oczyszczania. Dodatkowo obecność pary wodnej i tlenu zwiększa energetyczną wydajność całego procesu. Dodatkowym atrybutem jest możliwość wykorzystania i zagospodarowania „ciepła odpadowego”. W przypadku prowadzenia reformingu CO2 w obecności wodoru z zastosowaniem katalizatorów miedziowych istnieje możliwość otrzymania metanolu według schematu:CO2 + 3H2 = CH30H + H20Jeszcze innym sposobem utylizacji C02 może być proces jego katalitycznej konwersji w kierunku ciekłych węglowodorów i alkoholi. Po zamknięciu dwutlenku węgla w mikroporach węgla elektrony i protony przemieszczają się w kierunku aktywnego katalizatora. Proces ten prowadzony może być w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym. Natomiast produkty tej reakcji w sposób zdumiewający przypominają produkty klasycznego niemal już procesu Fischera Tropscha będącego podstawą wytwarzania syntetycznych paliw.Na kłopoty: poligeneracjaIdea powiązania klasycznej elektrociepłowni z modułem zgazowania węgla wydaje się być rozwiązaniem energetycznym na skalę XXI wieku. Pokazującym naturalną tendencją do mariażu nie tylko górnictwa z energetyką, ale także z przemysłem chemicznym. Produktem takiej instalacji jest zarówno energia elektryczna jak i cieplna, a także gaz syntezowy o składzie pozwalającym na bezpośrednie wykorzystanie do produkcji metanolu lub - po przestawieniu - czystego wodoru na potrzeby syntezy amoniaku niezbędnego do produkcji nawozów azotowych. Czysty wodór to także otwarcie drogi ku paliwom wodorowym stosowanym już w ekskluzywnych limuzynach firmy BMW. Jeśli projekt „wypali” jako wspólne dziecko Zakładów Azotowych „Kędzierzyn” i Południowego Koncernu Energetycznego, to prezes Jan Kurp zamieni stare Audi A8 4,2 l quattro na BMW Hydrogen 7, takie same, jakiego używa wiceprzewodniczący Komisji Europejskiej i jednocześnie komisarza ds. przemysłu i przedsiębiorczości Gunter Verheugen. Pierwszy ważny konkretInstalacja, która marzy się zarówno prezesowi PKE Janowi Kurpowi jak i prezesowi kędzierzyńskich „Azotów” - Krzysztofowi Jałosińskiemu miałaby się składać z dwóch bloków energetycznych o łącznej mocy 220 MWe z kotłami fluidalnymi pracującymi w cyrkulującym złożu, sprzęgniętymi z reaktorem dyspersyjnym. Instalacja konsumująca ok. 1,75 mln ton węgla rocznie, po stronie energetycznej miałaby produkować 1100 GWh energii elektrycznej i oraz 5200 TJ ciepła, zaś po stronie chemicznej: 90 ton na godzinę gazu syntezowego dającego podstawę do produkcji pół miliona ton metanolu rocznie lub ekwiwalentnie 1000 mln m sześc. wodoru. 2 października podczas odbywających się na terenach Expo Silesia w Sosnowcu Targów Energetyki Silesia Power Meeting, połączonych z Konferencją Czyste Technologie Węglowe dedykowanej problemom wykorzystania na skalę przemysłową czystych technologii produkcji energii elektrycznej, prezes należącego do grupy TAURON Południowego Koncernu Energetycznego - Jan Kurp i prezes Zakładów Azotowych Kędzierzyn - Krzysztof Jałosiński podpisali list intencyjny w sprawie wspólnej budowy elektrowni poligeneracyjnej. Obie strony deklarują współpracę w celu uruchomienia przedsięwzięcia, jakim jest budowa w przyszłości nowoczesnej elektrowni poligeneracyjnej wytwarzającej energię elektryczną, ciepło i gaz syntezowy dla chemii. Jej głównym celem będzie zastąpienie dotychczasowej gospodarki energetycznej Zakładów Azotowych Kędzierzyn i wyeksploatowanych jednostek wytwórczych wspólnym, nowoczesnym kompleksem energetycznym zlokalizowanym w Kędzierzynie-Koźlu. Realizacja projektowanego przedsięwzięcia zwiększy poziom bezpieczeństwa energetycznego kompleksu przemysłowego Kędzierzyn - Blachownia oraz stanowić będzie bazę do budowy elektrowni zeroemisyjnej. Strony zgodnie zadeklarowały, że każda z nich pokryje w całości własne koszty oraz wydatki wspólne, związane z działaniami podjętymi na mocy postanowień podpisanego listu. Na świadka tego wydarzenia poproszono posła do Parlamentu Europejskiego - prof. Jerzego Buzka, który wyraził głębokie poparcie dla tej idei.
|
|
|
|
