GAISA PIESĀRŅOJUMA NOVĒRŠANAS TEHNOLOĢIJAS · 3 Gaisa piesārņojuma cēloņi un ietekmes: (1)...

1

GAISA

PIESĀRŅOJUMA

NOVĒRŠANAS

TEHNOLOĢIJAS

Docents Jānis Zaļoksnis

2

VIDES PIESĀRŅOJUMA

SAMAZINĀŠANAS TEHNOLOĢIJAS

Vienmēr aktuāls ir jautājums, kas labāk

– novērst, likvidēt un sliktākajā gadījumā līdz minimumam samazināt piesārņojuma cēloņus,

- cīnīties ar piesārņojuma sekām un attīrīt piesārņotu gāzu, ūdens un cietu vielu plūsmas jau pēc tehnoloģiskā procesa.

3

Gaisa piesārņojuma cēloņi un ietekmes: (1) siltumnīcefekts, (2) piesārņojums ar cietajām daļiņām, (3) UV starojuma palielināšanās, (4) “skābie lieti”, (5) piezemes ozona koncentrācijas

palielināšanās, (6) slāpekļa oksīdu koncentrācijas palielināšanās.

4

UGUNSDZĒSĪBA

5

VIDES PIESĀRŅOJUMA SAMAZINĀŠANAS TEHNOLOĢIJAS

Gāzu attīrīšanas tehnoloģijas atkarībā no piesārņojošo vielu agregātstāvokļa iedalās trīs lielās grupās:

▪ gāzu un piesārņota gaisa attīrīšana no cietām daļiņām,

▪ gāzveida vielu atdalīšana no tehnoloģisko gāzu, dūmgāzu un gaisa plūsmām,

▪ šķidruma pilienu atdalīšana no gaisa.

Gāzu attīrīšanas tehnoloģiju izvēle atkarīga no tehniski ekonomiskā pamatojuma, kas nosaka inženiertehnisko risinājumu atlasi pēc izmaksu optimizācijas principa.

Vienmēr tiek dota priekšroka tehnoloģiskajiem risinājumiem, kas nodrošina gāzu emisiju samazināšanu ar minimāliem kapitālieguldījumiem un minimālām iekārtu darbināšanas un apkalpošanas izmaksām.

Gāzu attīrīšanas tehnoloģiju izvēli ietekmē arī tas, vai konkrētā risinājuma izmantošanā neveidojas ūdens un augsnes piesārņojums.

Piemēram, attīrot dūmgāzes no sēra oksīdiem absorbcijas iekārtās, tiek palielināti notekūdeņu apjomi un tērēta enerģija, kas ietekmē konkrēto tehnoloģiju izmantošanas iespējas.

6

ES Gaisa piesārņojuma samazināšanas uzdevumi

Gaisa piesārņojums rada nopietnas bažas, īpaši lielajās Latvijas pilsētās, apdraudot cilvēku veselību.

Latvijai kā ES dalībvalstij ir jāņem vērā gan ES programma „Tīrs gaiss Eiropai”, gan arī ES 6. Vides rīcības programmā (2002.-2012.) noteiktie uzdevumi.

ES Tematiskā stratēģija (CAFE) par gaisa piesārņojumu paredz līdz 2020. gadam samazināt: smalko cieto daļiņu koncentrācijas par 75 %, piezemes ozona koncentrācijas par 60 %, paskābināšanos un eitrofikāciju par 55 %, kas savukārt prasīs samazināt sēra dioksīda emisijas par 82 %, slāpekļa oksīda emisijas par 60 %, amonjaka emisijas par 27 %, gaistošo organisko savienojumu emisijas par 51 % un primārās smalko cieto daļiņu emisijas PM2,5 par 59 %.

Tas ES finansiālā ziņā attiecībā uz cilvēku veselību varētu dot ~ 42 miljardus eiro ieguvumus gadā, savukārt stratēģijas īstenošana prasīs apmēram 7,1 miljardu eiro gadā (~ 0,05 % no ES paredzētā IKP 2020. gadā).

Būs arī jāpārskata esošie ES tiesību akti, tos uzlabojot un ietverot stingrākas normas un jaunus gaisa kvalitātes standartus smalkajām cietajām daļiņām PM2,5.

Jauni tiesību akti tiks pieņemti emisiju normām no jaunajiem automobiļiem, mazajām un vidējām sadedzināšanas iekārtām (ar ievadīto siltuma jaudu no 5 – 50 MW), kuģiem un lidmašīnām.

7

GAISA PIESĀRŅOJUMA SAMAZINĀŠANA LATVIJĀ

Kurināmā sadedzināšana rada lielāko daļu SO2, NMGOS (nemetāna gaistošie organiskie savienojumi) un NOx emisiju.

NOx un NMGOS samazinājums ir panākts kurināmā nomaiņas rezultātā - cieto kurināmo un smago šķidro kurināmo nomainot ar dabasgāzi un biomasu, izmantojot katalizatorus automašīnu izplūdes gāzu attīrīšanai un uzlabojot izplūdes gāzu attīrīšanas sistēmas.

Samazinoties akmeņogļu un smagās šķidrās degvielas patēriņam un palielinot videi draudzīgāku resursu – dabasgāzes un biomasas – izmantošanu enerģijas ražošanā, kā arī piemērojot likumdošanas prasības par sēra saturu šķidrajā kurināmajā, ir strauji samazinājušās SO2 emisijas gaisā.

Amonjaka emisijas ir samazinājušās samazinot mājlopu skaitu un organisko mēslojumu iestrādi augsnē.

Ņemot vērā tiesību aktu prasības, Rīgas domei un, nepieciešamības gadījumā arī citām pašvaldībām, ir jāizstrādā un jāīsteno ilgtermiņa gaisa kvalitātes uzlabošanas programma un jāuzlabo sabiedrības informēšana par gaisa kvalitāti.

8

Gaisa piesārņojuma novēršanas metodes

Līdz ar piesārņojuma rašanos un palielināšanos rodas vides problēmas, tai skaitā, arī uztvertā piesārņojuma problēma –

ko darīt ar atdalītajiem kvēpiem un toksiskajām vielām.

Vispārīgās metodes ir šādas:

• samazināt materiālu izšķērdīgu izmantošanu,

• palielināt materiālu atkārtotas izmantošanas un utilizācijas apjomu,

• ražot izstrādājumus, kuriem ir ilgāks kalpošanas laiks,

• samazināt enerģijas izmantošanas apjomu un palielināt energoefektivitāti,

• aizvietot fosilā kurināmā un kodoldegvielas izmantošanu ar atjaunojošās enerģijas avotiem - Saules, vēja un ūdens enerģiju,

• apzināt piesārņojuma avotu ražošanas procesā, mazināt to, meklēt alternatīvu, kas ir videi nekaitīgāka vai izslēgt to no procesa.

Ja tiek noteikts gaisa piesārņojuma līmenis un robežkoncentrācijas, var izmantot divas pieejas, lai nepieļautu nacionālo standartu pārsniegšanu:

• piesārņojuma nepieļaušana, kas novērš vai mazina piesārņojumu,

• piesārņojuma attīrīšana ar elektrofiltru, skruberu vai citu iekārtu izmantošanu.

9

CIETO DAĻIŅU ATTĪRĪŠANA

Vienīgais veids kā novērst šāda veida piesārņojumu ir pārvērst akmeņogles par gāzveida vai šķidro kurināmo.

Tomēr šī metode ir dārga un konversijas lietderības koeficients nav augsts.

Cieto daļiņu uztveršanai no gāzu plūsmas izmanto gravitācijas, centrbēdzes, inerces, satveršanas (aizķeršanās) un elektrostatisko mehānismu.

Ir pieejamas tehnoloģijas, kurās salīdzinoši lielas daļiņas tiek uztvertas par zemām izmaksām. Tās parasti tiek izmantotas kā cieto daļiņu uztveršanas pirmā pakāpe.

Jo sīkākas ir putekļu daļiņas, jo sarežģītākas ir to uztveršanas tehnoloģijas.

Cieto daļiņu uztveršanas aparātu tehnoloģiskos risinājumus var iedalīt četrās lielās gāzu attīrīšanas iekārtu grupās:

▪ sausās putekļu uztveršanas iekārtas,

▪ mitrās putekļu uztveršanas iekārtas,

▪ elektrofiltri,

▪ auduma filtri.

Neviena no šīm metodēm, izņemot smalkos gaisa filtrus, neļauj atdalīt

bīstamās sīkās daļiņas.

Iegūtās suspensijas vai putekļu masu izvieto atkritumu poligonos vai nosēddīķos,

ņemot vērā toksiskumu.

10

SAUSĀ PUTEKĻU UZTVERŠANA Sausā putekļu uztveršana ir visvienkāršākā, vislētākā un spēj nodrošināt lielu daļiņu

efektīvu saistīšanu.

Visbiežāk lietotā cieto daļiņu uztveršanas iekārta ir ciklons, kurā atdalīšanai tiek izmantots centrbēdzes spēks.

11

MITRĀS PUTEKĻU UZTVERŠANAS IEKĀRTAS

Mitrās putekļu uztveršanas tehnoloģiju izveides pamatā ir cieto daļiņu uztveršana uz šķidruma piliena vai plēvītes, kā arī to izgulsnēšana šķidruma tilpumā.

Gāzu attīrīšanas efektivitāte šādās iekārtās sīkām daļiņām un mikrodaļiņām ir augsta (98 – 99 %), tomēr vidi piesārņojošās vielas tiek uztvertas ūdens vidē, un veidojas notekūdeņi.

Grūtības gan rodas, aizkavējot šķidruma pilienu aizplūšanu ar gāzu plūsmu, kas noved pie gaisa papildu piesārņojuma.

12

ELEKTROFILTRI Elektrofiltros izmanto pozitīvi un negatīvi lādētus elektrodus, starp kuriem veidojas elektriskais

lauks, caur kuru plūst piesārņotā gāze.

Cietās uzlādētās daļiņas nosēžas uz pretēji lādēta elektroda virsmām.

Gāzu attīrīšanas efektivitāte sīkām un mikrodaļiņām ir augsta (99%), tomēr ir liels enerģijas patēriņš.

Elektrostatiskais filtrs 2 MW biomasas siltumstacijā.

13

AUDUMA FILTRI Auduma filtros cieto daļiņu uztveršanai izmanto materiālus, uz kuru

virsmas tiek aizturētas cietās daļiņas.

Visbiežāk izmanto auduma maisu filtrus.

14

GĀZVEIDA VIELU ATDALĪŠANA

Gandrīz katrā ražotnē ir gāzveida emisijas, kuras veidojas tehnoloģiskajos un degšanas procesos un kuras ir nepieciešams samazināt.

Gāzveida vielas tehnoloģiskajās gāzēs, dūmgāzēs un nosūces ventilācijas sistēmu gaisā atšķiras pēc ķīmiskā sastāva, koncentrācijas un ietekmes uz vidi un klimatu.

Degšanas produktu attīrīšanai no kaitīgām gāzēm katrai ražotnei ir jāpiemēro kāds noteikts risinājums, kurā izmanto gāzu absorbcijas, adsorbcijas un katalītiskās attīrīšanas principus.

Gāzu attīrīšana no gāzveida komponentiem gandrīz vienmēr ir saistīta ar lielām izmaksām, kas ir 25–50 % no kopējām ražošanas izmaksām.

Izvēloties «caurules gala» tehnoloģijas gāzu attīrīšanai, vienmēr tiek analizēti dažādi varianti mazatlikuma tehnoloģiju izmantošanai.

15

GĀZVEIDA VIELU ATDALĪŠANA

Visdārgākā, visefektīvākā un visprogresīvākā gāzu attīrīšanas metode ir katalītiskā metode. Šī procesa realizācijai nepieciešams materiāls, kuram piemīt īpašība paātrināt oksidēšanās vai reducēšanās reakcijas.

Katalizatori sastāv no korpusa ar gāzes ievadu un izvadu un katalītiskā materiāla slāņa, ko sauc par pildījumu. Pildījumu veido kā slāni, kurā sabērti dažādu ģeometrisko formu (zvaigznītes, konusi, gredzeni) keramiski veidojumi, kas pārklāti ar ļoti plānu katalītiskās vielas slāni (vanādiju, niķeli, hromu, platīnu).

Katalītiskā procesa efektivitāte ir atkarīga no ķīmiskiem un fizikāliem apstākļiem, kādi tiek nodrošināti procesa norisei (koncentrācija, citu vielu piemaisījums, temperatūra, parciālais spiediens).

Īpaši svarīgs nosacījums ir garantēt, lai citu gāzu piemaisījumi nenoārdītu katalītisko slāni.

Svarīga vides piesārņojuma problēma ir slāpekļa oksīdu veidošanās gan termoelektrocentrālēs, gan no automašīnu darbības. Lai nodrošinātu izplūdes gāzu attīrīšanu, tiek izmantota to apstrāde ar katalizatoru.

Izplūdes gāzēm plūstot caur katalizatoru amonjaka klātbūtnē (šādi reducēšanas procesu var realizēt rūpnieciskos apstākļos), notiek reducēšanās reakcija, kurā veidojas slāpeklis un ūdens, bet automašīnu katalizatori nodrošina slāpekļa oksīdu reducēšanu:

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

2NO → N2 + O2

16

Sēra dioksīda emisiju mazināšana no

stacionāriem avotiem

Apmēram 65 % sēra dioksīda rodas sadedzinot fosilo kurināmo,

galvenokārt akmeņogles, siltumelektrostacijās, 30 % - sadedzinot fosilo kurināmo rūpnīcu siltuma ražošanas iekārtās un citās stacionārās siltumapgādes sistēmās, bet 5 % rodas automašīnu izplūdes gāzēs.

Lai samazinātu sēra dioksīda piesārņojumu ir nepieciešams:

- izmantot akmeņogles ar zemu sēra savienojumu saturu,

- atdalīt sēra savienojumus no akmeņoglēm pirms sadedzināšanas - var atdalīt 20 - 50 % (sēra baktērijas var atdalīt līdz 40 % sēra savienojumu 4-6 nedēļu laikā),

- pārvērst akmeņogles par gāzveida vai šķidro kurināmo,

- atdalīt sēra savienojumus kurināmā sadedzināšanas laikā - izmantojot pseidošķidrā slāņa metodi var atdalīt 90 % SO2, samazināt CO2 par 20 % un palielināt enerģijas izmantošanas efektivitāti par 5 %.

- atdalīt sēra savienojumus kurināmā sadedzināšanas laikā, izmantojot nepārtrauktu kaļķakmens pievadīšanas metodi.

17

Lai izkliedētu vai attīrītu sēra dioksīda piesārņojumu ir

nepieciešams:

- izmantot garus dūmeņus, lai tie neatrastos termiskās inversijas slānī - tā var samazināt SO2 koncentrāciju uzņēmuma tiešā tuvumā, bet piesārņojums palielinās attālākās teritorijās, kas atrodas pa vējam,

- atdalīt piesārņojumu ar dūmgāzu skrubera palīdzību - tā var atdalīt līdz 95 % SO2 un 99, 9 % suspendēto daļiņu (izņemot sīkās, īpaši bīstamās cietās daļiņas) - šo metodi var izmantot jaunos uzņēmumos vai pievienot vairumam veco, tomēr tas ir samērā dārgi,

- radušos suspensiju izvietot izgāztuvēs vai nosēddīķos, kaut gan vismaz 90 % iegūtās masas var izmantot kā ķīmiskās izejvielas, lai ražotu minerālmēslus, katalizatorus un celtniecības materiālus,

- palielināt izmešu nodokli, kas rosina meklēt efektīvākas un ekonomiski izdevīgākas metodes, lai mazinātu piesārņojumu. Tomēr tas palielina izstrādājuma cenu un iznāk dārgāk, kā uzbūvēt augstu dūmeni.

18

Sēra savienojumu atdalīšana kurināmā sadedzināšanas

laikā, izmantojot pseidošķidrā slāņa metodi

19

Sēra savienojumu atdalīšana

Pirms tika uzstādītas sēra savienojumu atdalīšanas iekārtas Ņūmeksikas siltumelektrostacijā, sēra dioksīda emisijas bija milzīgas un pārsniedza visus limitus.

20

Akmeņogļu pārvēršana par gāzveida vai šķidro kurināmo Vienīgais veids kā novērst gaisa piesārņojumu siltumenerģētiskās iekārtās, ir

pārvērst akmeņogles par gāzveida vai šķidro kurināmo. Tomēr šī metode ir dārga un konversijas lietderības koeficients nav augsts.

21 Amonjaka šķīduma selektīvās katalītiskās atdalīšanas procesa shēma.

22

Slāpekļa oksīdu emisijas mazināšana no stacionāriem avotiem

Apmēram 50 % slāpekļa oksīdu rodas sadedzinot fosilo kurināmo siltumelektrostacijās un citās stacionārās iekārtās, bet puse - no transporta līdzekļiem.

Samērā maz uzmanības tiek veltīts, lai samazinātu slāpekļa oksīdu emisiju stacionāros avotos, jo piesārņojums ar sēra dioksīdu un cietām daļiņām tika uzskatīts par kaitīgāku.

Slāpekļa oksīdi ir bīstamākās vielas skābajos nokrišņos.

Tie palielina troposfēras ozona un citu fotoķīmisko oksidantu daudzumu, kas savukārt rada kaitējumu kokiem, lauksaimniecības kultūraugiem un materiāliem.

Lai samazinātu slāpekļa oksīdu piesārņojumu, ir nepieciešams:

- atdalīt slāpekļa oksīdus no kurināmā sadedzināšanas laikā, izmantojot pseidošķidrā slāņa metodi. Tādā veidā var atdalīt 50 - 75 % slāpekļa oksīdu,

- samazināt sadegšanas temperatūru, jo laba kurināmā sadedzināšanas tehnoloģija un iekārtas var samazināt slāpekļa oksīdu daudzumu par 50 - 60 %.

23

KATALĪTISKIE KONVERTORI Katalītiskie konvertori joprojām tiek plaši izmantoti, lai mazinātu izplūdes gāzu

koncentrāciju.

Dodge Ram katalītiskais konvertors, 1996.

Metāliskās aktīvās virsmas konvertors.

Triju funkciju katalītiskie konvertori vienlaicīgi nodrošina:

- slāpekļa oksīdu reducēšanu līdz slāpeklim un skābeklim 2NOx → xO2 + N2

- oglekļa monoksīda oksidēšanu līdz oglekļa dioksīdam 2CO + O2 → 2CO2

- ogļūdeņražu oksidēšanu līdz oglekļa dioksīdam un ūdenim

CxH2x+2 + [(3x+1)/2]O2 → xCO2 + (x+1)H2O

Tā kā konvertori satur vērtīgus cēlmetālus – platīnu, pallādiju un irīdiju, kā arī ir izvietoti

samērā pieejamā vietā, pastāv to nozagšanas risks.

24

DŪMEŅI

Akmeņogļu siltumelektrostacijai (1000 MW) Ekibastuzā, Kazahstanā ir pasaulē augstākais dūmenis 419,7 m.

Tas ir par 38 m augstāks kā Inco Superstack (krāsaino metālu ieguve) dūmenis Sadberijā, Kanādā.

25

Noteikumi par kopējo valstī maksimāli pieļaujamo emisiju gaisā MK Nr. 419 ( 31.05.2011.)

4. Kopējā valstī maksimāli pieļaujamā emisija gaisā nepārsniedz:

4.1. sēra dioksīdam – 101 kilotonnu gadā;

4.2. slāpekļa oksīdiem (slāpekļa oksīda un slāpekļa dioksīda summa, kas izteikta kā

slāpekļa dioksīds) – 61 kilotonnu gadā;

4.3. amonjakam – 44 kilotonnas gadā;

4.4. gaistošajiem organiskajiem savienojumiem (antropogēnas izcelsmes organiskie

savienojumi, izņemot metānu, kuri gaisā spēj veidot fotoķīmiskus oksidantus, saules

gaismā reaģējot ar slāpekļa oksīdiem) – 136 kilotonnas gadā.

Robežlieluma veids Noteikšanas periods Robežlieluma skaitliskā vērtība

Stundas robežlielums cilvēka veselības

aizsardzībai

1 stunda 200 μg/m3 (nedrīkst pārsniegt vairāk kā

18 reizes kalendāra gadā)

Gada robežlielums cilvēka veselības

aizsardzībai

kalendāra gads 40 μg/m3

Noteikumi par gaisa kvalitāti

MK Nr. 1290, 11.03.2009.

Robežlielumi slāpekļa dioksīdam

26

Klimata tehnoloģijas

27

Klimata tehnoloģijas

Vides tehnoloģijas, kas samazina siltumnīcefekta gāzu emisijas atmosfērā,

tādējādi, samazinot ietekmi uz klimata pārmaiņām, sauc par klimata

tehnoloģijām.

Ideja par klimata tehnoloģiju attīstību aizsākās

1992. gadā Riodežaneiro ANO konferencē „Par vidi un attīstību”, kad ANO Vispārējo konvenciju par klimata pārmaiņām parakstīja 158 pasaules valstis un 1994. gada martā tā stājās spēkā.

Klimata tehnoloģiju praktiskas attīstības uzsākšanu noteica1997. gadā pieņemtais Kioto protokols.

Kioto protokola mērķis ir veicināt tādu pasākumu ieviešanu nacionālā un starptautiskā līmenī, kas ļautu samazināt kopējās siltumnīcefekta gāzes emisijas pasaulē.

28

Starptautiskā emisiju tirdzniecība ir mehānisms, kas ļauj valstīm, kuras uzņēmušās starptautiskas saistības, pirkt un pārdot valsts emisijas citām iesaistītajām valstīm.

Kopīgi īstenojamie projekti: mehānisms, kā rūpnieciski attīstīto valstu investors – valsts vai privātuzņēmums – par ieguldījumiem SEG emisiju samazināšanā valstīs, kurās notiek pāreja uz tirgus ekonomiku, saņem emisiju samazināšanas vienības, kuras var pārdot.

Tīras attīstības mehānisms ļauj īstenot SEG emisiju samazināšanas projektus jaunattīstības valstīs, kuras nav uzņēmušās emisiju samazināšanas saistības. Mehānisma galvenais mērķis ir tīrāku tehnoloģiju ieviešana jaunattīstības valstīs, investoram saņemot sertificētu emisiju samazinājumu.

TRĪS MEHĀNISMI SEG EMISIJU SAMAZINĀŠANAI

29

Emisijas faktora aprēķināšanas formula

Kurināmo emisiju

faktori

MCO2 = Q × R × O

MCO2 - emitētās ogļskābās gāzes daudzums laika vienībā,

Q - darbības dati (parasti tie ir dati par izejvielām, patērēto kurināmo, ražošanas tempiem),

R - emisijas faktors, kuru nosaka dažādiem kurināmajiem atkarībā no oglekļa daudzuma tajā,

O - oksidācijas faktors.

Kurināmā veids Emisijas faktors

(R), kg/GJ

Mazuts 77,36

Dīzeļdegviela 74,74

Sadzīves krāšņu

kurināmais 74,74

Degakmens eļļa 76,19

Dabas gāze 56,10

Akmeņogles 94,08

Kurināmā kūdra ar

mitruma saturu 40 % 105,99

Kūdras briketes 105,99

Kurināmā koksne 0

Kokapstrādes atkritumi 0

30

0,45

0

0

0

0

0,97

0,86

0,28

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

dabas gāzes koģenerācijas stacija

hidrostacijas

vēja stacijas

koksnes koģenerācijas stacijas

biogāzes koģenerācijas stacijas

degslānekļa elektorstacijas

ogļu elektrostacijas

elektroenerģijas ražošanas energoresursu

mikslis

emisijas faktors, tCO2/MWhe

31

SEG avota

likvidācija

SEG

samazināšana

CO2

izmantošana

Uzglabāšana Piesaiste Transports

32

Efektīvākas tehnoloģijas. Produkcijas ražošana un lietošana, kurā tiek patērēts mazāks izejvielu un resursu daudzums.

Atjaunojamo energoresursu izmantošana. Energoresursi, ar kuru palīdzību ir iespējams saražot enerģiju ar minimālu ietekmi uz klimata pārmaiņām un apkārtējo vidi.

Nākotnes kurināmais bez oglekļa.

SEG emisiju samazināšana no dabiskajiem avotiem.

CO2 uzglabāšana pazemes glabātavās.

33

Efektivitāti var uzlabot katlu mājās, metālapstrādē, cukura, papīra, stikla, būvmateriālu un citās ražotnēs.

Energoefektivitāti var uzlabot ēkās, enerģijas pārvades tīklos, jebkurā iekārtā, kas patērē enerģiju.

Efektivitātes uzlabošana

34

Saules enerģijas izmantošana

Saules enerģiju var izmantot elektroenerģijas un siltumenerģijas ražošanai.

Vidējais horizontālais Saules starojums Baltijas valstīs ir ~1000 kWh/m2.

Visvienkāršāk Saules siltumu var izmantot mājsaimniecībā.

Ir vairāki veidi Saules enerģijas izmantošanai ēkās:

• tās absorbēšana un pārvade caur ēku konstruktīvajiem elementiem (logiem, sienām, jumtu);

• tās absorbēšana ar speciālām iekārtām, piemēram, Saules kolektoriem.

Saules kolektors uz ēkas sienas Vācijā

35

Saules enerģijas izmantošana

Solar Electric Light Fund

darbība Āfrikā un D.Amerikā

36

Vēja enerģija

Mohaves tuksnesis, ASV

37

Biokurināmais

Biokurināmais ir atjaunojamais kurināmais, kas veidojas no dabas produktiem un atkritumiem.

Biokurināmā izmantošana ir klimatam draudzīga, jo oglekļa dabīgās aprites dabā dēļ tiek uzskatīts, ka SEG emisijas ir nulle.

Biokurināmo nosacīti var iedalīt šādās grupās:

biomasa (malka, kokapstrādes uzņēmumu atlikumi, koksnes šķelda, granulas un briketes, ātraudzīgo krūmu masa),

biogāze (no atkritumu poligoniem un notekūdeņu iekārtām),

biodegviela (arī biodīzeļdegviela). Biokurināmais ieņem galveno vietu atjaunojamo energoresursu struktūrā

Latvijā, galvenokārt fosilā kurināmā nomaiņā, pārejot uz biomasas izmantošanu katlu mājās.

Latvijā līdz 2020. gadam, klimata tehnoloģiju attīstības virziens ir lielo enerģijas avotu izveide, uzstādot biomasas koģenerācijas stacijas Latvijas lielajās pilsētās, ieskaitot Rīgu.

38

39

Bioūdeņradi izmantojot, netiek ietekmētas klimata

pārmaiņas.

Bioūdeņradi ražo no atjaunojamiem energoresursiem.

Bioūdeņradis - nākotnes kurināmais

Biomasa

Organiskās

skābes

Ūdens

Ūdeņradis

Termoķīmiskā

pārveidošana

Bioķīmiskā pārveidošana

Kurināmā elements fuel cell

40 Metanola kurināmais elements

41

42

Termoķīmiskajos procesos ūdeņraža ražošanai no biomasas vispirms realizē pirolīzi un pēc tam – gazifikācijas procesu, lai nodrošinātu izejvielu pārveidošanu sintēzes gāzē.

Sintēzes gāze, kura satur ogļūdeņražus, pēc tam tiek pārveidota ūdeņradī un oglekļa oksīdos.

Tad atliek tikai atdalīt oglekļa oksīdus, un tīrais ūdeņradis tiek novadīts uzglabāšanai. Svarīgi ir panākt maksimālu ūdeņraža koncentrāciju produktā.

Vissvarīgākais tehnoloģiskais mezgls ir gazifikācijas iekārta.

Biomasas gazifikācijas tehnoloģiju salīdzinājums atspoguļo mūsdienu problēmas:

bioūdeņraža ražošanai ir nepieciešama gāze, kuras sastāvā ir zems oglekļa līmenis, zems slāpekļa saturs, augsta H2/CO attiecība, augsts ūdens saturs.

Bioūdeņraža ražošana, izmantojot mikroorganismus, ir jaunums tehnoloģiju attīstībā, kas piedāvā ūdeņraža ražošanu no dažādiem atjaunojamiem resursiem.

Bioloģiskā sistēma paredz vairākas shēmas bioūdeņraža ražošanai un ietver:

- tiešo biofotolīzi un netiešo biofotolīzi,

- fotofermentāciju un fermentāciju tumsā.

Bioūdeņraža ražošana

43

Dabiskie siltumnīcefekta gāzu emisiju avoti ir dažādu rūgšanas, pūšanas, nitrifikācijas un mēslošanas procesi.

Šajos avotos veidojas CO2, CH4, N2O un citas siltumnīcefekta gāzes. Lai samazinātu emisiju aizvadīšanu atmosfērā no dabiskiem avotiem, nepieciešams meklēt emisiju lietojumu.

Pēdējā laikā arvien lielāka uzmanība tiek pievērsta tādiem biogāzes avotiem, kā pārtikas uzņēmumu atkritumu pārstrāde, cūku un liellopu fermas un biomasas kultūraugi un zemkopības pārpalikumi.

Siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšana no dabiskajiem

avotiem

Visizplatītākais risinājums ir biogāzes iegūšana atkritumu poligonos, kur biogāzi iespējams savākt un izmantot gan transportā, gan enerģijas ražošanai.

Poligona atkritumu slānī veidojas metāna gāze, kas nonāk apkārtējā vidē gan tad, kad poligons darbojas, gan arī pēc tā darbības izbeigšanas.

Lai savāktu metāna gāzi, atkritumu slāni pārklāj un tajā ievieto biogāzes savākšanas caurules.

44

45

Gāzes uzpildes

stacija

Biometāna saspiešana

Biometāna

uzglabāšana

rezervuārā

Degviela transportlīdzekļos

Odorizācija

Biogāze no atkritumu poligona

Biogāzes attīrīšana Biogāzes uzlabošana

Dabasgāzes tīkls

Biometāna saspiešana

46

47

CO2 glabāšanas iespējas tiek pētītas un attīstītas, lai samazinātu siltumnīcas efekta gāzu emisiju rašanos no lieliem fosilā kurināmā energoavotiem.

Īpaši tas ir saistīts ar cieto fosilo kurināmo degšanas procesā emitēto CO2 glabāšanu, tādējādi, novēršot CO2 nonākšanu atmosfērā.

CO2 glabāšana ietver divas stadijas:

- CO2 piesaiste pirms nonākšanas atmosfērā;

- uzglabāšana, kas ietver arī transportēšanu uz glabātuvi.

CO2 uzglabāšana

48

Akmeņogļu siltumelektrostaciju oglekļa dioksīda piesaistīšanas un noglabāšanas iespējas.

49

CO2 piesaiste ir tehnoloģisks process, ar kura palīdzību

iespējams iegūt tīru ogļskābo gāzi

(bez piemaisījumiem).

50

gaiss

gazifikācija

enerģijas ražošana

CO2 atdalīšana

CO2 saspiešana &

dehidratācija

H2

CO2 N2

O2

H2O

gaiss

Kurināmais

gazifikācija

51

Pastāv dažādas CO2 uzglabāšanas iespējas, kurām ir gan priekšrocības, gan trūkumi salīdzinājumā ar pārējām uzglabāšanas iespējām.

Visvairāk apskatītās un pētītās iespējas ir CO2 uzglabāšana okeānos un jūrās, gāzes rezervuāros, ogļu šahtās, dabas pazemes rezervuāros.

Tiek izmantota CO2 mineralizācija, kas notiek pastāvīgi.

CO2 uzglabāšana

Emisijas, miljoni

tonnu oglekļa/gadā

Aprēķinu nenoteiktība,

miljoni t oglekļa/gadā

Kopējais emisiju daudzums, kas veidojas enerģijas un cementa

ražošanā un sadedzinot cieto kurināmo

6,3 ± 0,4

Kopējais okeānu uzņemtais daudzums 1,4 ± 0,7

Kopējais sauszemes uzņemtais daudzums 1,7 ± 0,5

Kopējais atmosfērā uzglabātais daudzums 3,2 ± 0,1

52

CO2 uzglabāšana

53

Uzglabāšanas metode Iespējamā uzglabāšanas ietilpība, miljoni t

oglekļa

CO2 mineralizācija lielāka nekā kopējā cietā kurināmā veidā saistītā

oglekļa daudzums pasaulē

CO2 uzglabāšana okeānos > 1000

CO2 uzglabāšana dabas pazemes rezervuāros > 100

CO2 uzglabāšana gāzes rezervuāros > 140

Atbalstot mežsaimniecības attīstību 50–100

Bioloģiski saistot CO2 1,35

54

CO2 uzglabāšana okeāna vai jūrā

55

Velomobilis 24. Klimata dienas pasākumā;

Londona, Ontario province, Kanāda TRANSPORTA LĪDZEKĻI

Delfu Universitātes (Nīderlande)

mobilis ar Saules baterijām.

56

ELEKTROSPULDZES

Tomasa Edisona oriģinālā

kvēlspuldze ar oglekļa

kvēldiegu.

Fluoroscentās lampas

57

LED

Gaismas emisijas diode – (a light-emitting diode - LED) ir pusvadītāju gaismas avots. Tās bieži izmanto arī kā indicatoru lampiņas dažādos aparātos un iekārtās.

Kopš to, kā praktiskas elektronikas komponentes, ieviešanas 1962. gadā, sākotnējās sarkanās gaismas vietā, tagad ir iespējami arī redzamās, ultravioletās un infrasarkanās frekvences lampas ar ļoti lielu spožumu.

Kad gaismu emitējošā diode tiek ieslēgta, elektroni rekombinējas ar elektronu “caurumiem” un izdala enerģiju fotonu veidā. Šādu efektu sauc par fotoluminiscenci.

Diodes ir ļoti mazas – to virsma ir mazāka par 1 mm2.

58

Paldies par uzmanību !