• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy współfinansowani przez UE pracują nad innowacyjnymi metodami obniżenia emisji

    16.11.2010. 15:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Politechnika w Darmstadt, Niemcy, zbudowała pilotażowy zakład do testowania dwóch innowacyjnych metod zatrzymywania dwutlenku węgla (CO2), które wymagają mniej energii i generują niższe koszty operacyjne niż dotychczasowe podejścia. Naukowcy badają zatrzymywanie CO2 metodami, które nazwano "pętlą węglanu" oraz "pętlą chemiczną". Wsparcie unijne dla projektu wynosi 1,1 mln EUR i pochodzi z Funduszu Badawczego Węgla i Stali (RFCS).

    Istnieje już wiele dowodów na to, że spalanie paliw kopalnych, takich jak węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny, powoduje uwalnianie dużych ilości CO2, który w istotny sposób przyczynia się do globalnego ocieplenia. Zatrzymywanie i magazynowanie CO2 (CCS) forowane jest się jako jedna z kluczowych technologii, które mogą obniżyć poziom emisji i pomóc w tworzeniu zakładów bardziej przyjaznych środowisku. Ekolodzy twierdzą, że technologie CCS mogłyby doprowadzić do ograniczenia emisji CO2 ze spalania paliw kopalnych przez przemysł niemal do zera, pomagając tym sposobem zredukować emisje gazów cieplarnianych.

    Jednak, jak zauważają naukowcy, pierwsze próby zatrzymywania CO2 wymagały znacznych ilości dodatkowej energii i wiązały się z wyższymi kosztami operacyjnymi, co stawiało pod znakiem zapytania ich wydajność i możliwość przyjęcia się. Dwie nowe metody zatrzymywania CO2 aktualnie badane przez pracowników Instytutu Systemów i Technologii Energetycznych Politechniki w Darmstadt w pilotażowym zakładzie pozwalają prawie zupełnie wyeliminować emisję CO2, nie wymagając przy tym niemal żadnej dodatkowej energii i wiążąc się jedynie z niewielkim wzrostem kosztów operacyjnych - jak twierdzą naukowcy.

    Dr Bernd Epple wraz z 26 współpracownikami testuje metody "pętli węglanu" oraz "pętli chemicznej" w zatrzymywaniu CO2. Politechnika w Darmstadt wybudowała na swoim kampusie Lichtwiese wysoką na 20 metrów halę eksperymentalną, w której zainstalowano pilotażowy zakład - budowa trwała 20 miesięcy.

    Jak wyjaśnia zespół, obydwie testowane metody korzystają z substancji naturalnych i pozwalają obniżyć ilość energii wymaganą obecnie do zatrzymywania CO2 o ponad połowę. Według dr Epple'a: "Metody te stanowią kamienie milowe na drodze ku elektrowniom niewytwarzającym CO2. Być może pozwolą elektrowniom korzystającym z węgla, ropy czy gazu produkować energię w sposób niezawodny i ekonomiczny bez zanieczyszczania środowiska."

    Metoda pętli węglanu wykorzystuje naturalnie występujący wapień do wstępnego wiązania CO2 ze strumienia spalin przechodzących przez kominy elektrowni w reaktorze pierwszego etapu. Zgromadzony w ten sposób czysty CO2 jest ponownie uwalniany w drugim reaktorze, po czym może zostać zmagazynowany. Naukowcy mówią, że zaletą metody pętli węglanu jest to, że nawet istniejące elektrownie można wyposażyć w odpowiednie instalacje. Dodają, iż w nowych zakładach metoda pętli chemicznej pozwoli zatrzymywać CO2 niemal bez jakiejkolwiek utraty wydajności energetycznej. W tej metodzie dwuetapowe, bezpłomieniowe spalanie generuje strumień spalin zawierający jedynie CO2 i parę wodną. Powstały CO2 można wówczas zatrzymać i zmagazynować.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Zrównoważona energia – efektywność energetyczna i energia odnawialna są uznawane za dwa filary zrównoważonej polityki energetycznej. Obie strategie muszą być rozwijane równocześnie, aby stabilizować i redukować emisje dwutlenku węgla oraz innych zanieczyszczeń. Wydajne używanie energii jest kluczowe dla spowalniania wzrostu zapotrzebowania na energię, tak by rosnące dostawy czystej energii mogły powodować głębsze redukcje w wykorzystaniu paliw kopalnych. Jeśli konsumpcja energii będzie rosła zbyt szybko, rozwój energii odnawialnej nie nadąży, by osiągnąć ten cel. Analogicznie, jeśli źródła czystej energii nie staną się powszechnie dostępne, spowolniony wzrost popytu w niewystarczającym stopniu przełoży się na ograniczenie całkowitych emisji węgla; potrzebne jest także zmniejszenie udziału węgla w źródłach energii. W związku z tym zrównoważona polityka energetyczna wymaga większych zobowiązań zarówno w odniesieniu do wydajności jak i źródeł odnawialnych. Analizator spalin – urządzenie służące do pomiaru ilości i jakości produktów spalania. Wyposażony jest najczęściej w czujnik elektrochemiczny. Urządzenie pozwala na ocenę sprawności spalania oraz emisji zanieczyszczeń. Najczęściej badana jest zawartość O2, CO, NO, NO2, SO2, HC. Analizatory spalin wykorzystywane są w motoryzacji i ogrzewnictwie.
    Analizator spalin samochodowych - przyrząd pomiarowy przeznaczony do pomiaru zawartości następująch składników gazowych: tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla ( CO2), węglowodorów (HC w przeliczeniu na n-heksan), tlenu (O2) w spalinach pojazdów z silnikiem iskrowym
    Pomiar CO,CO2,HC odbywa sie z wykorzystaniem metody NDIR-Non-Dispersive Infrared , pomiar O2 następuje za pomocą czujnika elektrochemicznego.
    Elektrochemiczny pomiar NOx jest opcja dodatkową
    Pozwalają ocenić, czy badane urządzenie spełnia normy prawne dotyczące emisji zanieczyszczeń. Dodatkowo pozwalają określić współczynnik nadmiaru powietrza. Wartośći takie jak tlenek czy dwutlenek węgla poddawane są w procentach objętości, natomiast węglowodory i tlenki azotu w częściach na milion (ppm). Intensyfikacja wydobycia ropy naftowej – metody wydobycia ropy naftowej umożliwiające uzyskanie większej ilości produktu niż przy metodach tradycyjnych. Za pomocą samoczynnego wydobycia z wykorzystaniem energii złożowej można wydobyć ze złoża tylko 10-15% zasobów ropy naftowej. Aby uzyskać większe wydobycie surowca, stosuje się wydobycie wspomagane i wtórne metody wydobycia.

    Handel emisjami zanieczyszczeń — rynkowa metoda ograniczania kosztów zewnętrznych, takich jak społeczne koszty zanieczyszczeń powietrza. Opiera się o obowiązkowe zezwolenia uprawniające do emisji określonej ilości danej substancji, które mogą być kupowane i sprzedawane na zasadach rynkowych. Ilość zezwoleń wprowadzanych na rynek jest stopniowo ograniczana, co powoduje wzrost popytu na nie, a co za tym idzie wzrost ceny. W rezultacie zwiększa się motywacja przedsiębiorstw stosujących wysokoemisyjne technologie do inwestowania w ich unowocześnienie. Metoda ta w wielu przypadkach doprowadziła do ograniczenia emisji znacznie szybciej i mniejszym kosztem w porównaniu do ścisłej regulacji. Świat nawiedzany przez demony. Nauka jako światło w mroku (tytuł oryginalny The Demon-Haunted World: Science as a Candle in the Dark, 1995) – książka napisana przez Carla Sagana w celu wyjaśnienia zwykłym ludziom metody naukowej. Zachęca do nauki krytycznego i racjonalnego myślenia. Wyjaśnia metody pomagające odróżnić idee uważane za poprawne naukowo od takich, które powinny zostać uznane za pseudonaukowe. Sagan twierdzi, że nowe idee powinny być rygorystycznie sprawdzane metodami racjonalnego myślenia i dopiero jeśli nie zostaną w ten sposób obalone mogą zostać uznane za przypuszczenia.

    Lista państw według rocznej emisji CO2: Poniższa lista przedstawia państwa świata w zależności od rocznej emisji dwutlenku węgla. Uwzględniony jest jedynie dwutlenek węgla pochodzący ze spalania paliw kopalnych, bez uwzględnienia takich źródeł jak produkcja cementu czy wylesianie. Spalanie paliw kopalnych odpowiada za około 70% światowej emisji CO2, wylesianie za około 25%, a produkcja cementu za około 5%. Zakład wzbogacania uranu w Almelo – zakład do wzbogacania uranu należący do firmy URENCO Nederland. Utworzony w roku 1970. Korzysta z metody wirówki gazowej. Obecnie zatrudnia około 260 osób. Wydajność zakładu wynosi 5000 tSW/rok.

    Postulat 100% energii odnawialnej pojawił się w związku z globalnym ociepleniem i innymi problemami ekologicznymi (np. zanieczyszczeniem powietrza) oraz gospodarczymi (np. wyczerpywanie się energetycznych surowców nieodnawialnych). Wzrost wykorzystywania odnawialnych źródeł energii następuje znacznie szybciej, niż ktokolwiek to przewidywał. Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu stwierdził, że jest niewiele technologicznych granic integracji portfela technologii odnawialnych źródeł energii, aby zapewnić z nich większość całkowitego światowego zapotrzebowania na energię. Mark Z. Jacobson twierdzi, że rozpoczęcie produkcji całej nowej energii tylko z wiatru, energii słonecznej oraz energii wodnej jest możliwe w 2030 r., a istniejący system dostaw energii może zostać zastąpiony całkowicie do 2050 r. Przeszkody w realizacji planu 100% energii odnawialnej są postrzegane jako "przede wszystkim społeczne i polityczne, a nie technologiczne lub ekonomiczne". Jacobson wskazuje, że koszty energii z wiatru, słońca, wody powinny być podobne do dzisiejszych kosztów energii. Europejska Rada ds. Energii Odnawialnej (EREC) wskzuje, że Unia Europejska może do 2050 zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o ponad 90% jeśli cała produkcję energii przestawi na źródła odnawialne. Taryfa gwarantowana (ang. feed-in tariff, FIT) – mechanizm polityki państwa mający na celu przyspieszenie inwestycji w zakresie technologii energii odnawialnych. Mechanizm ten przyczynia się do osiągnięcia celu poprzez oferowanie długoterminowych kontraktów dla producentów energii odnawialnej, zwykle na podstawie kosztów wytwarzania poszczególnych technologii. Technologie takie jak na przykład energia wiatrowa, otrzymują niższą cenę za kWh, natomiast ogniwom słonecznym i elektrowniom wykorzystującym energię pływów morskich oferuje się wyższą cenę, co odzwierciedla wyższe koszty. Ponadto taryfy często zawierają „taryfową degresję” – mechanizm, zgodnie z którym cena (lub taryfa) spada w czasie. Robi się to w celu monitorowania oraz zachęcania do obniżania kosztów technologii. Celem taryf jest oferowanie rekompensaty kosztów produkcji energii ze źródeł odnawialnych, zapewniając gwarancję ceny oraz długoterminowe kontrakty, które wspierają finansowanie inwestycji w energię odnawialną.

    Gęstość energii – ilość energii znajdującej w określonej objętości lub masie. Znaczenie tego terminu zależy od kontekstu, który określa w jaki sposób ta energia może zostać wydobyta – np. przez spalanie czy przeprowadzenie reakcji jądrowej.

    Interdyscyplinarność to rodzaj współpracy naukowej, w której naukowcy, stosując typowe dla swoich dyscyplin metody badawcze, starają się doprecyzować wstępnie sformułowany problem. W wyniku działań interdyscyplinarnych powstaje specyficzna nowa wiedza przedstawiająca podejście odmienne od podejść reprezentowanych przez dziedziny, na których się opiera.

    Parytet sieci (ang. grid parity) to określenie sytuacji, w której nowe źródło energii może dostarczać energii elektrycznej po koszcie uśrednionym mniejszym albo równym kosztowi nabycia energii w sieci energetycznej. Termin ten jest najczęściej używany w dyskusjach na temat nowych instalacji odnawialnych źródeł energii, w szczególności nowych technologii produkcji energii z biomasy, wiatrowej i słonecznej, które obecnie wchodzą na rynek. Bańka węglowa jest rodzajem hipotetycznej bańki gospodarczej, która może mieć wpływ na wycenę aktywów przedsiębiorstw opartych na paliwach kopalnych (np. kopalni, przedsiębiorstw energetycznych). Obecnie wycena akcji przedsiębiorstw sektora paliw kopalnych jest dokonywana przy założeniu, że wszystkie rezerwy paliw kopalnych będą całkowicie zużyte. To założenie może być zbyt optymistyczne, np. ze względu na rosnący udział odnawialnych źródeł energii w miksie energetycznym.

    Interdyscyplinarność to rodzaj współpracy naukowej, w której naukowcy, stosując typowe dla swoich dyscyplin metody nadawcze, starają się doprecyzować wstępnie sformułowany problem. W wyniku działań interdyscyplinarnych powstaje specyficzna nowa wiedza przedstawiająca podejście odmienne od podejść reprezentowanych przez dziedziny, na których się opiera. Datowanie optyczne – datowanie metodą Optycznie Stymulowanej Luminescencji (OSL), należące do grupy luminescencyjnych metod datowania bezwzględnego, stosowanych w geologii i archeologii. Jako pierwsza była wykorzystywana metoda termoluminescencji (TL), która obecnie, używana coraz rzadziej, jest wypierana przez nowocześniejszą metodę OSL. Zasadnicza różnica między metodami TL a OSL polega na zastąpieniu stymulacji termicznej (TL) przez stymulację optyczną (OSL). Przewaga datowania osadów geologicznych metodą OSL opiera się na wykorzystaniu tego samego czynnika – światła – zarówno do zerowania, jak i do stymulacji (wyzwolenia) sygnału luminescencji, wykorzystywanego tutaj jako miara upływu czasu. Dzięki temu, założenia metodologiczne datowania metodą OSL są bliższe naturalnym warunkom powstawania osadów geologicznych, sprzyjających wygaszaniu luminescencji przez światło dzienne w czasie transportu i depozycji osadu. Ponadto, protokoły pomiarowe OSL (m.in.: pojedynczych porcji i pojedynczych ziaren) są bardziej elastyczne i mniej podatne na zaburzenia (np. zmiany czułości) niż w przypadku metody TL. W obu metodach do datowania wykorzystuje się sygnały powszechnie występujących minerałów, m.in. takich jak kwarc i skalenie. Zakres metody OSL sięga od kilku do kilkuset tysięcy lat, a niepewność określonego wieku mieści się w zakresie od około jednego do kilkunastu procent. Przewagi metody OSL nad TL są wykorzystywane nie tylko w datowaniu, ale również w bardziej ogólnej gałęzi nauki jaką jest dozymetria.

    Energetyka alternatywna – jest wykorzystaniem energii alternatywnej pozyskiwanej metodami innymi niż spalanie paliw kopalnych lub rozszczepienie jąder atomów. Odbiór energii elektrycznej – termin określający moc lub energię elektryczną pobieraną w sposób ciągły lub przerywany przez odbiornik lub zespół odbiorników. Odbiorem jest na przykład moc odbierana przez odbiorniki zainstalowane w budynku mieszkalnym, moc odbierana przez odbiorniki w zakładzie przemysłowym zasilanym z sieci średniego napięcia za pośrednictwem własnej stacji transformatorowej.

    Alternatywne źródło energii - rodzaj pozyskiwania energii niezależny od dużych, instytucjonalnych dostawców. Energia ta wykorzystywana jest do zasilania zakładów, miast, często wytwarzana przez gospodarstwa domowe, będące jej konsumentami. Są to przede wszystkim:

    Dodano: 16.11.2010. 15:49  


    Najnowsze