Transcript PPT00PeterNovak - Eko Konferenca

EKO konferenca 2011
CENA PODNEBNIH STORITEV
KAKO Z ENERGIJO?
Prof.dr. Peter Novak
VITES, Novo mesto
Nizkoogljična družba
•
•
•
•
Kako do nje?
Imamo predlog strategije!
Nimamo še poti koko do realizacije
Predlog možne rešitve je v nadaljevanju
Kako do nizko ogljične
družbe?
Opis socialno
ekonomske
vizije za leto
2050
1
Filozofija,
predstava
2
3
4
Doseganje ciljev
energetske oskrbe
z malo TGP
Določitev potreb po
oskrbi z energijo
Raziskava inovacij
pri dobavi in rabi
energije
Opredelitev
potrebne energije in
emisij CO2
6
Inovacije
5
Preverjanje
možnosti za
energetsko oskrbo
Kako znižati emisije?
•
•
•
•
Na razpolago so tri poti:
Izločanje in shranjevanje CO2
Najširša uporaba jedrske tehnologije
Uporaba sončne energije v vseh pojavnih oblikah
•
•
•
Prva je začasna in bo trajala do konca zalog fosilnih goriv
Druga je vezana na zaloge urana in na problem varnosti
Tretja odpira možnosti neomejene oskrbe z energijo po času,
kraju in količini
•
Geotermalna energija je lahko vezni člen v prehodu iz enega
stanja v drugega, kot to velja v določeni meri tudi za JE (v
razvitem svetu)
Naš cilj
VIR: Strategija.... 2011,delovno gradivo
Preverjene zaloge fosilnih goriv na svetu in njihova razporeditev
(vir: Role of coal as energy source, World Coal Institute, 2002, str.5)
Predvidena goriva za termoelektrarne do 2050
1600
1400
TWh
1200
1000
1995
2030
800
600
400
200
0
?
Hibridna - plinsko parna elektrarna z
uplinjanjem premoga
V taki napravi je mogoče
uporabljati vse vrste
premoga, njihove mešanice,
tekoče in plinasto gorivo iz
omrežja ali zaloge in v
posebnih pogojih tudi
odpadke.
Hibridni ICGCC z zrakom ali kisikom za uplinjanje in CFB
parnim generatorjem.
(vir: DOE Techline, www.fossil.energy.gov/programs ,
avgust 2006)
Tehnološki koncept oskrbe slovenskih
termoelektrarn s kisikom in plinom
premog
600 MW
Plin
Tek.-CO2
UZP
plin
Dom. premog
UZP 8 mio
m3/a tekočina
pri -160°C
komp.CO2
Šoštanj
CO2
ICGCC
400 MW
komp. CO2
Trbovlje
PT
Separacija
zraka
N2.Xe. Ar
Procesne naprave
za uporabo
tehničnih plinov
O2
200 MW
TOL
komp. CO2
250 MW
IGCC PP
Koper
komp. CO2
Kisikovod, ogljikovod ŠoštanjTrbovlje – Ljubljana – Koper ?
TE s ~ ničelno
emisijo CO2
•Sončne termoelektrarne za sonaravni razvoj – zakaj ?
Resurs je neomejen po času in moči za človeštvo.
Sončno obsevanje na Zemlji ~120.000
TWy/y
Sonce
Rob
atmosfere
119,4 .103 TWy/y
13,63 TWy/y
0,011%
Tehnologije
za
pretvarjanje
Zemlja
topl.biom.
Sedanje in bodoče svetovne energetske
potrebe
2005: 13,63 TWy/y
Ocene za naslednje obdobje:
Delo
2050: 30 TWy/y
Toplota
2100: 46 TWy/y
Če pretvorimo le 0,01÷ 0,05 % prihajajočega
sončnega sevanja, že zadostimo sedanjim
in bodočim enoletnim energetskim
potrebam rastoče populacije prebivalstva na
Zemlji
•Posledica bo SPREMEMBA ENERGETSKEGA SISTEMA NA ZEMLJI
Obstoječi energetski
sistem, ki ni usklajen
z naravo
1.
Velike emisije TGP (NOx,
CO, CO2, delci);
2.
Odvisnost od fosilnih
goriv s končno
življensko dobo
3.
Nesigurna oskrba
Emisije TGP: 42- 44 Gt/a
Topla voda
Elektrika
Naftni derivati
Plin
Biomasa
Ali smo pripravljeni na
njegovo spremembo
v tem in naslednjem
stoletju ?
ENERGETSKI SISTEM
ZA USKLAJENI RAZVOJ z 0 emisij
TGP
JE
Ima le tri nosilce energije iz OVE ali iz
notranjosti planeta:
- Elektrika iz OVE (univerzalno
uporabna, zahtevno shranjevanje)
- Metan CH4 (naravni ali sintetični –
plinasto gorivo, možno omejeno
shranjevanje)
- Metanol CH4OH (oksidiran plin –
tekoče gorivo, primerno za
neomejeno skladiščenje)
Prednosti:
Ni potrebna bistveno nova
Infrastruktura.
Slabosti:
Potrebne so številne nove tehnologije za
konverzijo OVE v elektriko in posredno za
vodik, kot vmesni nosilec energije.
C iz rastlin, H iz vode
Parabolična
korita(PSA)
(MW)
parabolic
trough
linear Fresnel
(Solarmundo)
Fresnelove
leče
(MW)
solar tower
Stolp
(SNL)
s heliostati (MW)
parabolic dish
(SBP)
Paraboloidni
koncentrator
(kW)
STE-P sončne termoelektrarne s paraboličnimi koriti – osnovna shema
Velikost enote: 50 -80 MW
Sončno obsevanje
Potrebena površina: 20 – 25 m2/kWe
Izkoristek (letni): 10 - 16%
Hranilnik toplote
Črpalka
turbina
generator
Črpalka
Parabolična korita .
koncentratorji
Prenosnik
toplote
Črpalka
Hladilni sistem
STE-P sončne termoelektrarne s paraboličnimi koriti
Delovna snov: termalno olje, 400°C; vodna para
Realizirana v ZDA, Kramer Junction, moč 354 MW , obratuje 20 let,sedaj obnovljena, hibridna s plinsko
turbino za večerne konice
Izkoristek:letni:10,8%; dnevni maksimum 20%
Nove elektrarne: letni izkoristek 15-16%
Izkoristek polja: 60%
Investicije: 2000 $/kW za SEGS
Investicije: 850 $/kW za ISCCS
Vzdrževanje: sprejemljivo
Hibridizacija: do 25% + hranilnik toplote
Investicije v hranilnik: 20 $/kWh
SEGS- Solar Electric Generating System
ISCCS – Integrated Solar
Combined-Cycle System
Postavitev STE-P
Slike: Kramer Junction, Mojave desert, ZDA.
Levo spodaj se vidijo postrojenja in plinske
turbine za enoto cca 80 MW.
Cena elektrike iz STE-P pri faktorju moči 0,90-0,95% pri 6 urnem obratovanju s hranilnikom toplote ali
pomožno plinsko turbino. Letni faktor moči: 0,4 ÷ o,5.
Računano z letnimi obrestmi za kredit 9,5 %, IRR 15% in obratovalno garancijo 5 let.
Okoljske prednosti pri uporabi CSP odnosno STE
Ekvivalentne emisije na enoto proizvedene elektrike
DLR, Steinhagen
Sklep
• Problemov ni v tehnologiji, problemi so pri
lastnikih in upravljalcih kapitala
• Politika ni dovolj močna, da bi tokove
preobrnila
• Posledica so hitro naraščanje dolgov,ki ne
morejo biti plačani
• Nezadovoljstvo prebivalstva bo vedno
večje, zato pričakujem velike spremembev
družbah EU in sveta