Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΔΗΜΟΣ ΚΟΖΑΝΗΣ « Ο Λιγνίτης στη Δυτική Μακεδονία» 26/02/2010 «Θερμοηλεκτρικές μονάδες με (σχεδόν) μηδενικές εκπομπές CO 2 » Ε. Κακαράς, Καθηγητής ΕΜΠ Δρ.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΔΗΜΟΣ ΚΟΖΑΝΗΣ « Ο Λιγνίτης στη Δυτική Μακεδονία» 26/02/2010 «Θερμοηλεκτρικές μονάδες με (σχεδόν) μηδενικές εκπομπές CO 2 » Ε. Κακαράς, Καθηγητής ΕΜΠ Δρ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΔΗΜΟΣ ΚΟΖΑΝΗΣ « Ο Λιγνίτης στη Δυτική Μακεδονία» 26/02/2010 «Θερμοηλεκτρικές μονάδες με (σχεδόν) μηδενικές εκπομπές CO 2 » Ε. Κακαράς, Καθηγητής ΕΜΠ Δρ. Δ. Γιαννακόπουλος, Δρ. Α. Δουκέλης Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Εργαστήριο Ατμοπαραγωγών και Θερμικών Εγκαταστάσεων

2 2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ lΟ ευρωπαϊκός τομέας παραγωγής ενέργειας lΚανονιστικό πλαίσιο για την εκπομπή και αποθήκευση CO 2 lΤεχνολογικές επιλογές για την χρήση άνθρακα στην ηλεκτροπαραγωγή lΤεχνολογία Υπερκριτικών χαρακτηριστικών ατμού lΔέσμευση και Αποθήκευση του CO 2 lΣυμπεράσματα

3 3 Διαμόρφωση του Ευρωπαϊκού ενεργειακού τομέα Στην Ευρώπη αναμένεται απαίτηση για νέα ισχύ σταθμών ηλεκτροπαραγωγής της τάξης τω 300 GW έως το 2030 Η εκτίμηση για την προσθήκη νέας ισχύος περιλαμβάνει 58.7 GW σταθμών στερεών καυσίμων που αντιστοιχεί στο 24% των νέων έργων

4 4 Διαμόρφωση του Ευρωπαϊκού Ενεργειακού τομέα  Σήμερα λειτουργούν 123 μονάδες συνολικής ισχύος περίπου 13 GW άνω των 45 ετών στην Διευρυμένη Ευρώπη.  Η μέση ισχύς των μονάδων αυτών είναι 105 MW State of the art

5 5 5 Οδηγίες του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου για την Μετά-Κιότο εποχή  Οδηγία 2009/29/ΕΚ για τροποποίηση της οδηγίας 2003/87/EΚ με στόχο τη βελτίωση και την επέκταση του συστήματος εμπορίας δικαιωμάτων εκπομπής αερίων θερμοκηπίου της Κοινότητας ( )  Οδηγία 2009/31/ΕΚ σχετικά με την αποθήκευση διοξειδίου του άνθρακα σε γεωλογικούς σχηματισμούς και για την τροποποίηση της οδηγίας 85/337/ΕΟΚ του Συμβουλίου, των οδηγιών του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου 2000/60/ΕΚ, 2001/80/ΕΚ, 2004/35/ΕΚ, 2006/12/ΕΚ και 2008/1/ΕΚ, και του κανονισμού (ΕΚ) αριθ. 1013/2006 ( ) Οδηγίες της Ε.Ε. ΕΤS - CCS

6 6 6 Στοιχεία της Οδηγίας 2009/29/ΕΚ για εμπορία δικαιωμάτων εκπομπής ΑτΘ  Δέσμευση για μείωση των συνολικών εκπομπών ΑτΘ κατά 20% ως προς Το ποσοστό θα αυξηθεί σε 30 % εφόσον υπάρξουν δεσμεύσεις για συγκρίσιμες μειώσεις των εκπομπών από άλλες ανεπτυγμένες χώρες. Μείωση δικαιωμάτων εκπομπών κατά 21% σε σχέση με το 2005 έως το 2020  Πλειστηριασμός αποκλειστικός κανόνας για ηλεκτροπαραγωγή από το 2013, χωρίς δωρεάν κατανομή για CCS και με δυνατότητα μετακύλισης κόστους.  Πλειστηριασμός δικαιωμάτων από το 2011 για είναι ομαλή η λειτουργία το 2013

7  Για τους υπόλοιπους τομείς θα υπάρξει σταδιακή μείωση των δωρεάν δικαιωμάτων έως το (80% το 2013 μέχρι 30% το 2020)  Μέτρα για «διαρροή άνθρακα» έως το 2010 με ποσότητα δωρεάν δικαιωμάτων ή λειτουργία συστήματος αντιστάθμισης (Προστασία Ευρωπαϊκής βιομηχανίας)  Μέτρα για την υπερβολική διακύμανση της τιμής των δικαιωμάτων  Έμφαση στα έργα CCS και καινοτόμα ΑΠΕ μέσω μέτρων στήριξης δικαιωμάτων εκπομπών CO 2 και χρήσης τμήματος του 50% των προσόδων των πλειστηριασμών δικαιωμάτων θα χρησιμοποιείται για μείωση ΑτΘ 7 Οδηγίες της Ε.Ε. ΕΤS - CCS

8 8 8 Στοιχεία της Οδηγίας 2009/31/ΕΚ για δέσμευση/γεωλογική αποθήκευση CO 2  Εφαρμογή σε γεωλογικούς σχηματισμούς εντός της επικράτειας των Κ.Μ., των οικονομικών ζωνών τους και την ηπειρωτική υφαλοκρηπίδα τους  Η επιλογή των τόπων αποθήκευσης θα διασφαλίζει ότι το αποθηκευόμενο CO 2 θα απομονώνεται πλήρως στο αέναο μέλλον, δεν υφίσταται σημαντικός κίνδυνος διαρροής και δεν υπάρχει πιθανότητα να σημειωθούν σημαντικές περιβαλλοντικές επιπτώσεις ή επιπτώσεις στην υγεία στην αντίθετη περίπτωση.  Με συχνότητα την οποία ορίζει η αρμόδια αρχή, και οπωσδήποτε τουλάχιστον μία φορά κατ’ έτος, ο φορέας εκμετάλλευσης υποβάλλει έκθεση των αποτελεσμάτων της παρακολούθησης στην αρμόδια αρχή  Οι αρμόδιες αρχές θα οργανώνουν σύστημα τακτικών και έκτακτων επιθεωρήσεων όλων των συγκροτημάτων αποθήκευσης τουλάχιστον μία φορά κατ’ έτος έως τρία έτη από το κλείσιμο και στη συνέχεια ανά πενταετία.

9 9 9 Τροποποίηση της οδηγίας 2001/80/ΕΚ ”Άρθρο 9α”. Oι φορείς εκμετάλλευσης όλων των εγκαταστάσεων καύσης ονομαστικής ηλεκτρικής ισχύος > 300 MW και άνω, με αρχική άδεια κατασκευής την 23 η Απριλίου 2009, να έχουν αξιολογήσει κατά πόσον πληρούνται οι ακόλουθες προϋποθέσεις :  διατίθενται κατάλληλοι τόποι αποθήκευσης,  οι εγκαταστάσεις μεταφοράς είναι τεχνικώς και οικονομικώς εφικτές,  είναι τεχνικώς και οικονομικώς εφικτή η μετασκευή για τη δέσμευση CO 2. Εάν πληρούνται οι προϋποθέσεις αυτές, η αρμόδια αρχή μεριμνά ώστε να εξασφαλιστεί στον τόπο εγκατάστασης κατάλληλος χώρος για τον εξοπλισμό που είναι αναγκαίος για τη δέσμευση και τη συμπίεση CO 2. Οδηγίες της Ε.Ε. ΕΤS - CCS

10 10 Τεχνολογικές επιλογές Οι προτεινόμενες τεχνολογικές επιλογές για στερεά καύσιμα αφορούν :  Την αύξηση του βαθμού απόδοσης  Την αντιμετώπιση των κλιματικών αλλαγών με τεχνολογίες δέσμευσης και αποθήκευσης CO 2

11 11 Τεχνολογία Υπερκριτικών χαρακτηριστικών ατμού Η εξέλιξη της τεχνολογίας υπερκρίσιμων χαρακτηριστικών ατμού οδηγεί τόσο σε αύξηση του βαθμού απόδοσης όσο και της εγκατεστημένης ισχύος Λύσεις διαθέσιμες για κάθε είδος στερεού καυσίμου * * ΣΗΘ

12 12  Η σημερινή βιομηχανική πρακτική έχει οδηγήσει σε σταθμούς 600 ο C αναθέρμου ατμού  Ο υφιστάμενος στόλος περιλαμβάνει 19 σταθμούς παγκοσμίως συνολικής ισχύος 13.4 GW, εκ των οποίων 8.9 GW αφορούν 13 ανθρακικές και 4 GW αναφέρονται σε 5 λιγνιτικές μονάδες Τεχνολογία Υπερκριτικών χαρακτηριστικών ατμού Βελτίωση της ειδικής κατανάλωσης θερμότητας [%] συναρτήσει της τεχνολογίας

13 13 Τεχνολογία Υπερκριτικών χαρακτηριστικών ατμού ΑτμοστρόβιλοςΛέβητας Σύγκριση Υλικών (400 MW, Απλή Αναθέρμανση)

14 14 Τεχνολογία Υπερκριτικών χαρακτηριστικών ατμού Χρονική εξέλιξη της τεχνολογίας AD700 Πειραματική εγκατάσταση COMTES700 στο Block F, Scholven, ισχύος 676 MW net

15 15 Τεχνολογία Υπερκριτικών χαρακτηριστικών ατμού  Μονάδα RDK 8 ισχύος 912 MW el, gross (275bar/600 o C,620 o C) και ΣΗΘ 220 MW th  Προβλεπόμενος βαθμός απόδοσης άνω του 46%  Αναμενόμενη εμπορική λειτουργία

16 16 Ο λιγνιτικός σταθμός Niederaussem K ισχύος 965 MW επιτυγχάνει βαθμό απόδοσης της τάξης του 43.2% LHV. O σταθμός λειτουργεί από το RWE Power Τεχνολογία Υπερκριτικών χαρακτηριστικών ατμού

17 17 Τεχνολογίες Δέσμευσης και Aποθήκευσης CO 2 (CCS) Διαθέσιμες Επιλογές Δέσμευση προ καύσης Δέσμευση μετά την καύση Καύση με καθαρό Ο 2 Oxyfuel

18 18 ΙΕΑ, CO2 Capture and Storage : A Key Carbon Abatement Option (2008) Σενάρια/Άξονες Εφαρμογής για το 2050 Τεχνολογίες Δέσμευσης και Aποθήκευσης CΟ 2 (CCS) Σήμερα Scottish Centre for Carbon Storage

19 19 Πιλοτικά – Επιδεικτικά CCS ( Zero Emission Fossil Fuel Power Plants - ΖΕP ) Αναφορικά με την αξιοποίηση λιγνίτη :  6 από τα 43 έργα αφορούν λιγνιτικές εφαρμογές  Όλες οι τεχνολογικές επιλογές είναι υπό εξέταση  Περισσότερες επιλογές αφορούν τεχνολογία δέσμευσης μετά την καύση Τεχνολογίες Δέσμευσης CO 2 Oxyfuel / πρό καύσης Τεχνολογίες Δέσμευσης CO 2 μετά την καύση Πιλοτικά – επιδεικτικά έργα δέσμευσης και αποθήκευσης CΟ 2 στην Ευρώπη

20 20 Αξιολόγηση Προτάσεων Έργων Επίδειξης (CCS) από την Ε.Ε. Πρόταση της Προεδρίας του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου (20/3/2009) σχετικά με το Ευρωπαϊκό Σχέδιο Οικονομικής Ανάκαμψης και τις προσκλήσεις προτάσεων του Μαίου 2009 Κράτος ΣταθμόςΙσχύς(ΜW)Τεχνολογία Αλατούχοι υδροφορείς Πεδία Πετρελαίου/Αερίου Προβλεπόμενη Συμμετοχή ΕΕ Μ€ Huerth450IGCC ? Jaenschwalde500OxyFuel ? Eemshaven1200IGCC ? Rotterdam1080Κονιοποιημένο καύσιμο ? Rotterdam800Κονιοποιημένο καύσιμο ? Πολωνία Belchatow858Κονιοποιημένο καύσιμο ? 180 Ισπανία Compostilla (Leon)500OxyFuel ? 180 Kingsnorth800Κονιοποιημένο καύσιμο ? Longannet3390Κονιοποιημένο καύσιμο ? Tilbury1600Κονιοποιημένο καύσιμο ? Hatfield (Yorkshire)900IGCC ? Ιταλία Porto Tolle660Κονιοποιημένο καύσιμο ? 100 Γαλλία Florange 50 Εφαρμογή αποθήκευσης CO2 από χαλυβουργία ? 50 Total 1050 Ηνωμένο Βασίλειο Ολλανδία Γερμανία 180 Coal Πιλοτικά – επιδεικτικά έργα δέσμευσης και αποθήκευσης CΟ 2 στην Ευρώπη

21 21 Συμβατική θερμοηλεκτρική μονάδα αναφοράς Βασικές παραδοχές- Περιγραφή εξοπλισμού Βασικός εξοπλισμός συμβατικής μονάδας αναφοράς Ισχύς (Net) : ΜW Βαθμός απόδοσης (Net) : 42.2%

22 22 Μονάδα με δέσμευση του CO 2 - Καύση με καθαρό O 2 Βελτιστοποίηση επιδόσεων Απλοποιημένο διάγραμμα ροής βελτιστοποιημένης μονάδας Στοιχεία ενεργειακής βελτιστοποίησης  Προθέρμανση και θέρμανση O 2  Θέρμανση N 2  Προθέρμανση τροφοδοτικού νερού μέσω της ψύξης των καυσαερίων και των συστημάτων ψύξης των συμπιεστών CO 2 Ισχύς (Net) : ΜW Βαθμός απόδοσης (Net) : 34.8%

23 23 Μονάδα με δέσμευση του CO 2 - Καύση με καθαρό O 2 Σύγκριση με τη μονάδα αναφοράς  Η μικτή παραγόμενη ηλεκτρική ισχύς του ατμοστροβίλου εμφανίζεται αυξημένη εξ’ αιτίας τόσο της βελτίωσης του βαθμού απόδοσης του λέβητα όσο και της μείωσης της ειδικής κατανάλωσης θερμότητας του ίδιου του ατμοστροβίλου  Η αυξημένη συγκέντρωση αερίων που δε συμπυκνώνονται καθώς και οι αυξημένες απαιτήσεις καθαρισμού του CO 2 συνεπάγονται και αυξημένη κατανάλωση ισχύος από τους συμπιεστές.  Η καθαρή παραγόμενη ηλεκτρική ισχύς μειώνεται σημαντικά λόγω της αύξησης της κατανάλωσης των βοηθητικών συστημάτων  Έτσι, ενώ ο μικτός βαθμός απόδοσης παρουσιάζεται βελτιωμένος, ο καθαρός βαθμός απόδοσης μειώνεται κατά 7.36 εκατοστιαίες μονάδες

24 24 Μονάδα με δέσμευση του CO 2 - Χημική απορρόφηση με ΜΕΑ Βελτιστοποίηση επιδόσεων Απλοποιημένο διάγραμμα ροής βελτιστοποιημένης μονάδας Στοιχεία ενεργειακής βελτιστοποίησης  Προθέρμανση αέρα με αξιοποίηση της θερμότητας των καυσαερίων  Προθέρμανση τροφοδοτικού νερού με αξιοποίηση της θερμότητας των καυσαερίων και των συστημάτων ψύξης των συμπιεστών CO2 Ισχύς (Net) : ΜW Βαθμός απόδοσης (Net) : 30.4%

25 25 Μονάδα με δέσμευση του CO 2 - Χημική απορρόφηση με ΜΕΑ Σύγκριση με τη μονάδα αναφοράς  Οι δυνατότητες αύξησης του β.α. με την εκμετάλλευση της χαμηλής «ποιότητας» (χαμηλής θερμοκρασίας) θερμότητας που αποβάλλεται στο ψυκτικό νερό είναι περιορισμένες  Η μικτή ισχύς της μονάδας εμφανίζεται σημαντικά μειωμένη σε σχέση με αυτήν της συμβατικής μονάδας αναφοράς λόγω της αύξησης της ειδικής κατανάλωσης θερμότητας του ατμοστροβίλου από την απαίτηση σε ατμό του θερμαντήρα αμίνης  Η κατανάλωση ισχύος των συμπιεστών του CO 2 της μονάδας με χημική απορρόφηση του CO 2 (22.75 MWe) εμφανίζεται μειωμένη σε σχέση με αυτήν της καύσης με καθαρό Ο 2 (34.40 MWe).  Ο καθαρός βαθμός απόδοσης της βελτιστοποιημένης θερμοηλεκτρικής μονάδας εκατοστιαίες μονάδες χαμηλότερος από αυτόν της συμβατικής μονάδας αναφοράς.

26 26 Οικονομική αξιολόγηση Μεθοδολογία- Τεχνικές και οικονομικές παραδοχές Εμπορική περίοδος

27 27 Οικονομική αξιολόγηση Περίοδος επιδεικτικής εφαρμογής

28 28 Οικονομική αξιολόγηση Εμπορική περίοδος- Αποπληρωμή 40 έτη

29 29 Συμπεράσματα  Η διεθνείς δεσμεύσεις για μείωση των αερίων του θερμοκηπίου καθώς και η αγορά του CO 2 αναμένεται να επιβαρύνουν το κόστος παραγωγής ενέργειας, ανεξάρτητα από το αν εφαρμόζεται τεχνολογία δέσμευσης.  Η έρευνα και ανάπτυξη στον τομέα των καθαρών τεχνολογιών αξιοποίησης στερεών καυσίμων αναμένεται να διασφαλίσουν υψηλούς βαθμούς απόδοσης και σημαντική μείωση των εκπομπών CO 2.  Οι τεχνολογίες δέσμευσης CO 2 μπορούν να συμβάλουν στη μείωση του εκπεμπόμενου CO 2 στην ατμόσφαιρα από τον τομέα της ηλεκτροπαραγωγής, παρουσιάζοντας όμως επιβάρυνση στην ισχύ και βαθμό απόδοσης των μονάδων.  Το κόστος δέσμευσης CO 2 για μονάδες στερεών καυσίμων είναι ανταγωνιστικό ως προς υφιστάμενες λύσεις ηλεκτροπαραγωγής με την χρήση φυσικού αερίου.


Κατέβασμα ppt "ΔΗΜΟΣ ΚΟΖΑΝΗΣ « Ο Λιγνίτης στη Δυτική Μακεδονία» 26/02/2010 «Θερμοηλεκτρικές μονάδες με (σχεδόν) μηδενικές εκπομπές CO 2 » Ε. Κακαράς, Καθηγητής ΕΜΠ Δρ."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google