Dziś jest środa, 23 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8473 +0.17% 1EUR 4.2778 -0.03% 1GBP 4.9449 -0.51%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
28 kwiecień 2015.

Czysty węgiel? To możliwe!

Czysty węgiel? To możliwe!

Gazyfikacja węgla może pomóc zmniejszyć zanieczyszczenie powietrza w Chinach. Inżynierowie działu badawczo-rozwojowego Siemensa, Corporate Technology, w Pekinie pracują nad metodą bezemisyjnego wykorzystywania węgla w połączeniu z odnawialnymi źródłami energii.

Chiny stoją przed dylematem: jakość powietrza w miastach, takich jak Pekin, jest tak zła, że dłuższe pozostawanie na zewnątrz bez specjalnej maseczki na twarzy grozi problemami zdrowotnymi. Prezydent Xi Jinping obiecał, że emisja dwutlenku węgla w Chinach od 2030 roku zacznie spadać. Ale fundamenty tej zmiany muszą powstać już teraz. To, czy kraj osiągnie ten cel, zależy w dużej mierze od decyzji dotyczących wykorzystania węgla, paliwa odpowiadającego nadal za około 70% produkcji energii elektrycznej w Chinach, będącego głównym winowajcą problemów środowiskowych w tym kraju. Chociaż udział węgla w koszyku energetycznym Chin ma do roku 2030 spaść do poziomu 52% na rzecz odnawialnych źródeł energii, energii jądrowej i gazu ziemnego, ilość spalanego węgla - nie tylko w celu wytwarzania energii, lecz także przy produkcji surowców w przemyśle - najprawdopodobniej nadal będzie wzrastać. Więcej węgla, mniej spalin - rozwiązanie problemu to kwestia wymagająca wielu badań, dlatego Siemens, jako lider w dziedzinie efektywnych, a tym samym niskoemisyjnych technologii, uczestniczy w tych działaniach. Najlepszym rozwiązaniem jest prawdopodobnie gazyfikacja węgla, technologia oparta na prostej zasadzie: miał węglowy - czyli praktycznie czysty węgiel - jest zgazowywany wraz z wodą w wysokiej temperaturze. W wyniku tego powstaje gaz syntetyczny będący mieszaniną wodoru i tlenku węgla, który ponownie przy użyciu wody przekształcany jest w dwutlenek węgla i wodór. Elektrownie ze zintegrowanym zgazowywaniem paliwa (IGCC) wykorzystują ten proces do wytwarzania wodoru o dużym stopniu czystości , który w turbinie gazowej może być mieszany z gazem ziemnym w celu wyprodukowania energii elektrycznej. Na tym etapie dwutlenek węgla został już oddzielony i zamiast uwolnienia do atmosfery może na przykład zostać wtłoczony w pola naftowe w celu zwiększenia wydobycia. W ten sposób produkcja energii może być prawie całkowicie bezemisyjna - ten cel przyświeca budowanej właśnie w ramach Texas Clean Energy Project elektrowni IGCC w Teksasie, w USA. Obiekt ma produkować energię elektryczną i nawóz za pomocą turbin wiatrowych dostarczonych przez Siemensa. A dwutlenek węgla będzie wypuszczany na pole naftowe.

Węgiel: kluczowy składnik

Proces IGCC nadaje się nie tylko do wytwarzania energii elektrycznej; można go wykorzystać również w produkcji substancji chemicznych do celów przemysłowych. To doskonały sposób wykorzystania różnych paliw zawierających węgiel, takich jak węgiel kamienny, pozostałości rafineryjne, a nawet odpady organiczne, do wytwarzania różnego rodzaju surowców - "właściwie wszystkiego, co zawiera węgiel" - wyjaśnia Frank Hannemann, szef Technology and Innovation w Siemens Fuel Gasification Technology GmbH we Freibergu, w Niemczech. Plastik, metan (gaz ziemny), metanol, olej napędowy, nawóz - praktycznie nie ma technicznych czy chemicznych ograniczeń dotyczących tego, co może zostać wyprodukowane z węgla. Chiny już stosują takie rozwiązanie w wielu swoich obiektach. Wynika to z faktu, że produkcja energii elektrycznej za pomoc gazyfikacji węgla jest zazwyczaj dla Chin niekorzystną opcją, ponieważ największe złoża węgla w kraju znajdują się w odległych rejonach, takich jak północne stepy, gdzie popyt na energię jest niewielki. We współpracy z przedsiębiorstwem wydobywczym Shenhua Ningxia Coal Group Siemens zbudował zakład gazyfikacji węgla niedaleko granicy z Mongolią. Pięć generatorów gazu w obiekcie może wytworzyć po 500 megawatów. Wykonany przez Siemensa nowoczesny projekt urządzeń obejmuje pneumatyczny system transportu węgla oraz palnik, który wymaga mniej wody do ochłodzenia gorącego gazu syntetycznego oraz mniejszego ciśnienia pary do przekształcenia wytworzonego tlenku węgla w wodór. Wszystkie te funkcje powodują wzrost wydajności oraz obniżenie emisji dwutlenku węgla

Innowacje Siemensa w Pekinie

Ten postęp jest w dużej części zasługą Dehui Wang, menedżerki technicznej w Corporate Technology Siemensa w Pekinie. "Mój zespół wspiera grupę badawczo-rozwojową Franka Hannemanna w opracowywaniu nowych koncepcji gazyfikacji węgla na rynku chińskim" - mówi. Jej zespół nadzorował uruchomienie pierwszego, pokazowego zakładu i zoptymalizował jego funkcjonowanie. W laboratorium Wang, znajdującym się godzinę jazdy z jej biura w Corporate Technology w Pekinie, znajduje się testowy obiekt, który badaczka wykorzystuje do badania reakcji chemicznych występujących w trakcie chłodzenia gorącego gazu syntetycznego. Dehui Wang opracowuje również nowe procesy zwiększające wydajność i minimalizujące emisję dwutlenku węgla. Jej zespół stworzył nowy typ procesu przetwarzania, w którym do przekształcania tlenku węgla w dwutlenek węgla i wodór wykorzystywana jest woda. Po raz pierwszy stosowany jest dwuetapowy proces zakładający wykorzystanie w pierwszym etapie inhibitora, który spowalnia reakcję, dzięki czemu tylko niewielka część gazu na początkowym etapie ulega przekształceniu. Dopiero w drugim etapie zachodzi kompletna reakcja z aktywnym katalizatorem. Przewagą takiej metody jest to, że ze względu na spowolnienie procesu wymaga on mniej pary do chłodzenia gorącego gazu (który ma temperaturę nawet do 1400 stopni Celsjusza), co zwiększa całościową wydajność całego procesu. We współpracy z jednostką biznesową Fuel Gasification Siemensa Wang szuka obecnie klientów zainteresowanych pierwszym pilotażowym zakładem w Chinach stosującym nową technologię.

Ten postęp jest w dużej części zasługą Dehui Wang, menedżerki technicznej w Corporate Technology Siemensa w Pekinie. "Mój zespół wspiera grupę badawczo-rozwojową Franka Hannemanna w opracowywaniu nowych koncepcji gazyfikacji węgla na rynku chińskim" - mówi. Jej zespół nadzorował uruchomienie pierwszego, pokazowego zakładu i zoptymalizował jego funkcjonowanie. W laboratorium Wang, znajdującym się godzinę jazdy z jej biura w Corporate Technology w Pekinie, znajduje się testowy obiekt, który badaczka wykorzystuje do badania reakcji chemicznych występujących w trakcie chłodzenia gorącego gazu syntetycznego. Dehui Wang opracowuje również nowe procesy zwiększające wydajność i minimalizujące emisję dwutlenku węgla. Jej zespół stworzył nowy typ procesu przetwarzania, w którym do przekształcania tlenku węgla w dwutlenek węgla i wodór wykorzystywana jest woda. Po raz pierwszy stosowany jest dwuetapowy proces zakładający wykorzystanie w pierwszym etapie inhibitora, który spowalnia reakcję, dzięki czemu tylko niewielka część gazu na początkowym etapie ulega przekształceniu. Dopiero w drugim etapie zachodzi kompletna reakcja z aktywnym katalizatorem. Przewagą takiej metody jest to, że ze względu na spowolnienie procesu wymaga on mniej pary do chłodzenia gorącego gazu (który ma temperaturę nawet do 1400 stopni Celsjusza), co zwiększa całościową wydajność całego procesu. We współpracy z jednostką biznesową Fuel Gasification Siemensa Wang szuka obecnie klientów zainteresowanych pierwszym pilotażowym zakładem w Chinach stosującym nową technologię.

Obiekt ten ustanawia nowe standardy efektywności. Niestety nie jest on tak przyjazny środowisku, jak powinien. Dwutlenek węgla jest usuwany, lecz nie jest magazynowany pod ziemią. Firma Shenhua Ningxia Group uznała to za nieekonomiczne, dlatego zamiast takiego rozwiązania dwutlenek węgla nadal jest wydzielany do atmosfery.

Gazyfikacja węgla zasilana słońcem lub wiatrem?

Frank Hannemann i Dehui Wang, których pomysły zaowocowały kilkoma patentami Siemensa, pracują nad metodą będącą prawdziwą rewolucją w przemyśle węglowym. Pomysł bazuje na tym, że proces IGCC jest energochłonny i powoduje wytwarzanie dużej ilości dwutlenku węgla. A gdyby do zasilania takich obiektów wykorzystać energię słoneczna lub wiatrową? W takim scenariuszu proces IGCC byłby rozwinięty o elektrycznie zasilane moduły do rozdzielania powietrza i elektrolizy. Pierwszy moduł pobierałby tlen z powietrza. Separatory powietrza tego rodzaju są używane już od dawna i technologia ta jest dobrze rozwinięta. Elektroliza rozdzielałaby wodę na wodór i tlen. Siemens pracuje właśnie nad modułami tego rodzaju. Oba gazy mogą być wykorzystywane w procesie, tlen do przekształcania przetwarzanego materiału w gaz syntetyczny, a dwutlenek węgla w gazogeneratorze. Najlepiej gdyby możliwe było dostosowanie mieszaniny w taki sposób, by reakcja przekształcania tlenku węgla mogła zostać wyeliminowana, co zapobiegłoby wytworzeniu dwutlenku węgla. Pod koniec procesu cały węgiel byłby zawarty w produktach chemicznych, takich jak metan czy plastik, podczas gdy wodór mógłby być rozrzedzany azotem i spalany w turbinie gazowej. Elektrownia węglowa, która nie wytwarza dwutlenku węgla, nie musi podejmować bardziej skomplikowanych metod sekwestracji dwutlenku węgla, a nawet może stanowić system magazynowania energii słonecznej i wiatrowej? "To możliwe" - mówi Hannemann - "ale droga do osiągnięcia tego celu jest nadal długa".



Autor: Bernd Müller
czasopismo innowacyjnych technologii Siemensa "Pictures of the Future"
Źródło: Simens
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl