Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza

Prezentacja na temat: "Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza"— Zapis prezentacji:

1 Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza
Stefan Taczanowski Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademia Górniczo-Hutnicza Czysta energia węglowo-jądrowa symbioza dla produkcji paliw płynnych i gazowych Elektrownia Jądrowa Loviisa (SF) Plan wystąpienia Przesłanki i uwarunkowania Bezpieczeństwo energetyczne Podstawy symbiozy węgla i energii jądrowej Wnioski

2 Dywersyfikacja nośników energii pierwotnej
Bezpieczeństwo energetyczne kraju Dostawy ropy naftowej kraj 4% Rosja 92.5% Inni 3.5% Źródło: Nafta Polska SA r. Roczne zużycie ropy i prod. naftowych ok. 20 mln t Dywersyfikacja nośników energii pierwotnej Dostawy gazu ziemnego Kraj 30% Azja Środkowa 18% Rosja 45% Norwegia 4% Niemcy 3% Roczne zużycie gazu ok.14 mld m3 Lata Import [106m3] 7 100 7 300 8 000 9 000 Zakontraktowane dostawy gazu z Rosji Wykorzystanie węgla dla zmniejszenia zależności od monopolu dostawcy zagranicznego jest nieodzowne

3 Elektroenergetyka Polski
Źródło: EDF Polska Environment Workshop L.Jestin Energia ~Moc 1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050 9 18 27 36 45 54 63 72 160 200 240 280 320 40 80 120 EW>50MW EW< 50 MW EC w.kam. El w.kam. El w.br. [GWe] [TWhe] +3%/rok 40-60 GWe +2,5%/rok ~+2%/rok Zapotrzebowanie na nowe elektrownie 25-40 GWe W zużyciu energii elektrycznej na mieszkańca Polska znajduje się w UE na 24 miejscu. W przewidywaniu ostrych limitów emisji CO2, SO2, NOx w UE i zapotrzebowaniu na GWe w perspektywie ok. 20 lat nie można sprostać bez energii jądrowej

4 Bilans węgla w realnych procesach jego upłynniania
Wg danych SASOL (RPA) z 40.2 mln t węgla w 2004 r. otrzymano ok. 7.7 mln t produktu w tym 66% paliw syntetycznych (ciekłych i gazowych) Z planowanej instalacji SASOL w Indiach przewiduje się otrzymywanie z 20 mln t węgla ok. 3 mln t paliw (ciekłych) Zatem węgiel zawarty w paliwie finalnym stanowi zaledwie ~ ¼ wsadu 7 pozostała część ~ 85% gł. przechodzi w CO2 Wykorzystanie węgla jest tu wysoce niezadowalające, (już nie mówiąc o ograniczeniach emisji CO2 w UE) W tych warunkach źródłem ciepła może być energia jądrowa.

5 Produkcja paliw z węgla przy użyciu ciepła jądrowego
Węgiel Siarka Odpylanie Pyły Oczyszczanie Zgazowanie Powietrze Turbina gazowa parowa Tlen Sprężone powietrze Paliwa Separator Gazy odlotowe Generator pary komin Odpady stałe Układy konwersji gazu He Siarka Para IHX HTR z zastosowaniem reaktora wysoko-temperaturowego

6 Paliwa i energia elektryczna z węgla
bez emisji CO2 z jądrowym "wspomaganiem" turbina Reaktor jądrowy para steam generator turbine He IHX H2 – CH2– H2O High Temperature Reactor Hydroliza Produkcja paliw (z CO2 + H 2) ze spalaniem w O2 O2 CO2 S Elektrownia Coal Gazy odlotowe Dzięki otrzymywaniu wodoru i tlenu z pomocą energii jądrowej, a stąd efektywnemu wychwytowi CO2 z elektrowni i użyciu go do wytwarzania paliw czysta technologia węglowa praktycznie bezemisyjna staje się realna.

7 Reaktor Wysokotemperaturowy
He H2 O2 H2O (w zastosowaniu do produkcji wodoru i tlenu) Reaktor Wysokotemperaturowy

8 Reaktor Wysokotemperaturowy cd.
Elementy paliwowe reaktorów wysokotemperaturowych Powłoka z SiC paliwa reaktorów wysoko- temperaturowych wytrzymuje 1600°C, a zniszczeniu ulega > 2500°C Stąd powyższe reaktory zaliczane są do najbezpieczniejszych na świecie.

9 Reaktor Wysokotemperaturowy PBMR (RPA)
Technologia reaktorów wysokotemperaturowych -rozwijana od pół wieku - dysponuje pokaźnym doświadczeniem. Zbiorniki paliwa z He Reaktor W Niemczech i USA, a obecnie w Japonii i Chinach - łącznie przekracza ono 70 reaktoro-lat.

10 Zalety symbiozy Węgla z Energią Jądrową
1) Strategiczno-polityczne (bezpieczeństwo energetyczne) W Ę G I E L Zmniejszenie zależności od monopolu dostawcy zagranicznego 2) Społeczne Wykorzystanie potencjału ludzkiego i infrastruktury sektora górniczego Tworzenie miejsc pracy w wielu branżach - głównie w regionie 3) Ekonomiczne E n e r g i a J ą d o w Umożliwienie: a) opłacalności produkcji paliw syntetycznych b) sprostania wzrastającemu popytowi na energię elektryczną – bez przekroczenia limitów emisji CO2, SO2 i NOx 4) Ekologiczne Wdrożenie czystej technologii węglowej praktycznie bezemisyjnej

11 Wnioski Symbioza węgla z energią jądrową
dla produkcji paliw płynnych i gazowych oraz energii elektrycznej jest pożądanym, długofalowym wariantem energetyki polskiej Jego realizacja wymaga kształcenia kadr oraz zaawansowanych multi-dyscyplinarnych badań w takich dziedzinach jak: Energochemia węgla i paliw Technologia materiałowa (metali i mat. ceramicznych) Energetyka wodorowa Energia jądrowa i in. INDYKATYWNY WYKAZ DUŻYCH PROJEKTÓW POIG

12 Dziękuję Państwu za uwagę