36
Goriva in energenti Goriva in energenti Transport in skladiščenje Okolje Prioriterni energenti Cena UNI LJ, FA, Tehnologija instalacij; prof. Sašo Medved LOTZ_Laboratorij za okoljske tehnologije v zgradbah 2015 © Prezračevanje Hlajenje Klimatizacija Elektro instalacije Oskrba in ravnanje z vodo Transportne naprave Naprave in sistemi za gašenje PREDAVANJA Inteligentne instalacije Energija in okolje Priprava TSV Ogrevanje Razsvetljava

Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Goriva in energenti

Goriva in energenti

Transport in skladiščenje

Okolje

Prioriterni energenti

Cena

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ_Laboratorij za okoljske tehnologije v zgradbah 2015 ©

Prezračevanje

Hlajenje

Klimatizacija

Elektro instalacije

Oskrba in ravnanje z vodo

Transportne naprave

Naprave in sistemi za gašenje

PREDAVANJA

Inteligentne instalacije

Energija in okolje

Priprava TSV

Ogrevanje

Razsvetljava

Page 2: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Sistemi za oskrbo z energijo v sodobni družbi so procesi, ki vključujejo:

pridobivanje naravnih virov energije, oziroma primarnih virov energije;

energijske pretvorbe v druge oblike nosilcev energije (elektrika) ali goriv (zemeljski plin);

distribucijo teh nosilcev energije in goriv do potrošnikov kot končnih uporabnikov.

Viri primarne energije

Obnovljivi (sončna, geotermalnaenergija, plimovanje)

Neobnovnjivi viri(fosilna goriva, uran)

Energenti/goriva

(elektrika, daljinsko ogrevanje/hlajenje)

(premog, ELKO, kerozin, propan, butan, UZP,

trdna/tekoča/plinasta biomas,U235, vodik)

Pretvorba energije in oskrba z energijo

Do

sto

pn

o v

nar

avi

Do

sto

pn

o u

po

rab

nik

om

Naravne energijske vire delimo na:

obnovljive vire in neobnovljive vire

energente in goriva

Goriva in energentiU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

Page 3: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Ko se (uplinjeno) gorivo zmeša s kisikom v primernem razmerju in ob primeni (visoki) temperaturi lahko nastane kemična reakcija pri kateri se v okolico sprosti energija v obliki toplote.

Snovi, ki nastopajo v tej kemični reakciji imenujemo reaktanti, snovi, ki pri tej reakciji nastanejo pa produkti. Ta proces (kemična reakcija) je znana pod imenom gorenje, snovi, iz katerih se toplota sprosti pa goriva.

Gorenje je eksotermna kemična reakcija.

GorenjeU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Zgorevanje je popolno: ogljik zgori(oksidira) v CO2

vodik zgori v vodno paro H20žveplo v SO2

Najenostavnejši način za dovajanje kisika gorivu je zrak.

Zmes goriva in najmanjše potreben količine zraka za zgorevanje imenujemo stehiometrična zmes.

Page 4: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

V tehničnih napravah potrebujemo večjo količino (presežek, l) kisika. Tudi ogljik ne oksidira v celoti v CO2 temveč tudi v CO, nastajajo pa tudi dušikovi oksidi. Tako zgorevanje imenujemo nepopolno.

Zato je sproščena toplota je nižja, nastajajo pa produkti, ki so bolj nevarni ljudem in okolju – na primer CO. Čeprav se pri oksidaciji S sprosti toplota, pa je nastali SO2 zelo škodljivo vpliva na okolje ! Iz N nastajajo različno dušikovi oksidi (NOx).

Nastali plini pri gorenju se z dimnimi plini se prenašajo v okolje.

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

Gorenje

LOTZ ©

Page 5: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Pri gorenju ogljikovodikov (snovi s pretežno vsebnostjo ogljika in vodika) nastaja pri oksidaciji vodika vodna para. Toploto, ki se pri tem sprosti iz enote mase goriva imenujemo spodnja kurilnost(označimo jo s Hi) ; (tudi kurilnost) .

Če pa iz vodne pare (ta nastane pri oksidaciji vodika) - odvzememo toploto in vodno paro utekočinimo je količina sproščena toplote poveča. Imenujemo jo zgornja kurilnost (označimo jo s Hs, (tudi

zgorevalna toplota)

Spodnjo in zgornjo kurilnost goriv določimo teoretično, če poznamo maso (oz. delež) vseh elementov, ki jih vsebuje gorivo ali z eksperimenti s kalorimetri.

Količina toplote, ki se sprosti pri gorenjuU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 6: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

Količina toplote, ki se sprosti pri gorenju

LOTZ ©

Page 7: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Fosilna goriva so naravni, vendar neobnovljivi vir energije. Sestavljena so iz različnih ogljikovodikov, vsebujejo pa tudi druge organske kemijske elemente (S, O, N,.)

Najstarejša fosilna goriva so stara približno 500 milijonov let. Nastala so na dnu ocenov iz usedlin organizmov, ki so jih razkrojile bakterije. Razkroj je zelo počasen proces, ki traja med 3000 in 1000 let ali več. Posledično fosilna goriva niso obnovljiv vir energije saj je razpoložljivost odvisna zgolj od zalog.Agregatno stanje fosilnih goriv je odvisno od števila ogljikovih atomov v spojini:

trdno stanje, >20 ogljikovih atomov,tekoče stanje, 4< C <20 ogljikovih atomov,plinasto, <4 ogljikovih atomov.

Fosilna goriva so organske snovi, zato jo sestavljena tudi iz ostalih organskih snovi kot so kisik, žveplo, dušik in minerali.

Molekula propane C3H8 Molekula butana C4H10Molekula metana CH4

Neobnovljivi viri energije – fosilna goriva in jedrsko gorivo

Fosilna gorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 8: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

1970pred 1850 1990 po 20++

Pre industrial era

Dominant use of renewable energy sources, human and animal muscular powerv

Obdobje po fosilnih gorivih

Kombinacija razpoložljivih zalog fosilnih goriv in povečan delež OVE. 20% do leta 2020, 50% do leta 2050 (2K scenarij)

Predindustrijska doba

Uporaba obnovljivih virov energije ter človeške in živalske delovne sile.

Doba fosilnih goriv

Smo v sredini prehodnega obdobja v zgodovini Zemlje, v kateri je več kot 80% potrebne energije pokrite z uporabo fosilnih goriv. Po industrijski revoluciji je prevladala uporaba premoga, petroleja in plina kot prikladnejša in cenejša alternativa OVE in človeški delovni sili. To je obdobje, v katerem se je končala suženjstvo in izobraževanje pa postalo dostopno vsem. Sočasno v tem obdobju prevladuje vpliv človeka na podnebne spremembe.

Fosilna gorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 9: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Med fosilnimi gorivi v stavbah najpogosteje uporabljamo naslednja:

Zemeljski plin se transportira v plinovodih; zemeljski plin je sestavljen iz 93% metana (CH4) ter manjše količine etana (C2H6), propana (C3H8), butana (C4H10) in dušika, vendar brez žvepla. Zemeljski plin je naravni vir energije, pridobljen s črpanjem iz podzemnih poroznih formacij. S stiskanjem ga lahko utekočinimo (UZP), vendar je za to potrebno vložiti veliko energije. UZP prevažamo le na zelo dolge razdalje ( > 4000 km s tankerji) in uporabljamo v vozilih kot gorivo.

Mestni plin (sintetični) ne uporabljamo več !(27% CH4, 1.2% C2H6, 3,5% butan C4H10, 6.5% N, 2% CO2,, 8% CO)

Trenutno je v izgradnji kar nekaj alternativnih plinovodov, ki bodo delno zmanjšali odvisnost EU od dobave ruskega zemeljskega plina.

Zemeljski plin se v stavbe dobavlja preko infrastrukturnih sistemov (plinovodov), ki so obarvani rumeno.

Fosilna gorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 10: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Utekočinjen naftni plin (UNP) je zmes propana (C3H8 ) in butana (C4H10). Ti plini so proizvedeni s frakcionirano destilacijo nafte v destilacijskih stolpih. Temperatura stolpa pada z višino, tako da hlapljive frakcije kondenzirajo proti vrhu stolpa.

Propan in butan utekočinimo pri nizkem tlaku, pri tem se prostornina zmanjša za 260x. UNP se prevaža s tovornjaki in shranjuje v rezervoarjih. Za uplinjanje se uporablja toplotookolja (komentar : Tržaški zaliv), pri večjih rezervoarjih grelnike.

Spodnja kurilnost zmesi plinov lahko izračunamo glede na prostorninski delež plinov v zmesi vi :

UNP je težji od zraka (ZP je lažji), zato mora biti hranilnik zunaj oziroma morama biti vgraditi dodaten za opozorilo pri uhajanju

Transport UNP.

UNP je shranjen v nadzemnih ali podzemnih rezervoarjih.

3

i iLCV v LCV MJ/m

Fosilna goriva Fosilna gorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 11: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Utekočinjen naftni plin (UNP) je zmes propana (C3H8 ) in butana (C4H10). Ti plini so proizvedeni s frakcionirano destilacijo nafte v destilacijskih stolpih. Temperatura stolpa pada z višino, tako da hlapljive frakcije kondenzirajo proti vrhu stolpa.

Transport UNP.

UNP je shranjen v nadzemnih ali podzemnih rezervoarjih.

Fosilna goriva Fosilna gorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 12: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Ekstra lahko kurilno olje (ELKO) je proizvedeno iz nafte. V stavbah je ELKO shranjeno v kovinskih, PVC ali PC rezervoarjih. Prostor, v katerem se nahaja rezervoar, mora biti tesen, da je preprečeno razlitje ELKO v podtalnico. Alternativa so rezervoarji z dvojno steno in senzorji za uhajanje. Tovrstni rezervoarji so lahko vkopani.

Rezervoarje je potrebno namestiti v tesne prostore, da preprečimo razlitje v podtalnico ali pa morajo imeti dvojno steno s senzorji uhajanja.

Fosilna gorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

ELKO vsebuje razmeroma veliko žvepla, zato okoljsko ni primerno gorivo in ga nadomeščamo s plinastimi fosilnimi gorivi, predvsem ZP (84% C, 12% H, 3.5% S, 0.6% ostalo)

Page 13: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Biomasa je organska snov, ki jo proizvajajo rastline s fotosintezo.

Organske snovi so proizvedene s pretvorbo sončne svetlobe (z valovno

dolžino l med 0,38 in 0,76 mm), absorpcijo CO2 iz zraka in uporabo hranil,

ki jih rastline dobijo iz zemlje.

Energijska učinkovitost pretvorbe sončne energije v rastlinah, opredeljena

s količino suhe biomase, je nizka med 0,5% in 5%. Najučinkovitejše so tako

imenovane rastlike C4. V tovrstnih rastlinah je prvi produkt fotosinteze

sladkor s štirimi atomi ogljika. Primer C4 rastlin so žita, koruza in sladkorna

pesa. V naravi prevladujejo rastline C3 (drevesa).

Okoljska učinkovitost biomase je merjena z učinkovitostjo porabe vode

WUE. To je razmerje koncentracije CO2 v zraku in količine v rastlinah

absorbiranega CO2 na 1 g vode , ki ga rastline prenesejo iz tal preko listov

v ozračje. Najučinkovitejša je soja (WUE 15 mg CO2/g H2O) pri

koncentraciji 900 ppm CO2 v zraku. Sourse: Prospects of RE in North

Ireland, 1988

Goriva iz obnovljivih virov energije

Fosilna gorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 14: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Biomasa je organska snov, ki nastaja s procesom fotosinteze. Pri tem rastlina črpa iz zraka CO2. Pri sežigu biomase nastajajo ravno tako emisije CO2, toda “računsko” obravnavamo biomaso kot CO2 nevtralno gorivo.

Slovenija je bogata z gozdovi. 53% (56%+, 58%) pokritih z gozdovi, kar nas uvršča med države z največ gozdovi v Evropi. Lesna masa se zmerno povečuje. Je že sedaj pomemben vir primarne energije.

Nuclear

17,3%

Coal

23,3%

Oil

36,8%

Gas

13,9%

Biomass

3,9%Hydro

4,7%

other RES

0.2%

Nuclear

Coal

Oil

Gas

Biomass

Hydro

other RES

Struktura oskrbe s primarno energijo v SLO

Obnovljivi viri energije – goriva iz biomaseU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Delež gozda

Page 15: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Goriva iz biomase lahko izdelamo tudi iz ostankov dreves in kmetijskih pridelkov kot:

sekance (kurilnost ~ 12 MJ/kg),

pelete iz suhe biomase (kurilnost ~ 18 MJ/kg) ,

bal sena ali drugih ostankov kmetijskih rastlin (kurilnost ~ 14 MJ/kg).

Proizvodnja sekancev, peleti in bale sena. Tovrstna goriva so primernejša, saj so proizvedena iz ostankov lesne biomase.

Sourse: FEMOPET Slovenia

Najpogosteje uporabljeno gorivo iz biomase v Sloveniji so drva. Kurilnost lesa je odvisna od vrste drevesa, toda predvsem od vsebnosti vode v gorivu:

sveže posekan les (z okoli 60% vlažnost pri iglavcih in 50% pri listavcih) ima povprečno kurilnost 7 do 8 MJ/kg,

suh les (0%) pa 19 MJ/kg,

les, ki ga kurimo naj bi vseboval manj kot 30% vlažnost - sušimo ga 1 leto in ima kurilnost približno 12,2 MJ/kg.

Goriva iz obnovljivih virov - biomasaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 16: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Medtem ko sekance shranjujemo na prostem, morajo peleti biti shranjeni v parotesnih rezervoarjih. Iz njih se s mehanskimi ali pnevmatskimi prenosi prenašajo v kurilno napravo „on demand“

Zunanje skladišče sekancev

Neka izvedb hranilnikov pelet

Goriva iz obnovljivih virov - biomasaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 17: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Plinasta goriva iz biomase pridobivamo z biološkim procesom v okolju brez prisotnosti kisika (anaerobni proces). Kot surovino uporabljamo živalske ali komunalne (mestne odpadke) odpadke v napravah, ki so del čistilnih naprav odpadnih vod ali na odlagališčih komunalnih odpadkov.

V obeh primerih mikroorganizmi “pojejo” ostanke hrane in pri tem izločajo pline, ki jih imenujemo bioplin ali deponijski plin. Sestavljata ga pretežno CO2 in metan CH4.

Digestor na kmetiji Nemščak (levo sredaj) kjer pri tem ~ 30 do 35°C poteka biološka razgradnja na kmetiji ; plinohran

(desno spredaj, kjer se bioplin skladišči).

Pripravljeno polje odlagališča za komunalne odpadke s cevni za

odplinjanje; na odlagališču Barje v Lj. Z deponijskim plinom poganjajo motorje batne

motorje in proizvajajo električno energijo.

Goriva iz obnovljivih virovLOTZ ©

Page 18: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Bioplin je zmes plinov, ki nastanejo pri anaerobnim vrenju v digestorju; anaerobno vrenje je biološki proces pri katerem bakterije razgradijo blago raztopino vode in (10%)

odpadkov brez prisotnosti kisika.

CH4

7 0 %

CO2

2 4 %

H2

2 %

CO

1 %H2S

1 %

N2

2 %

Manjši digestorji se napolnijo enkratno. Po dobrih dveh tednih, ko se porabi kisik v zmesi vode in

biomase se začne sproščati metan.

Za večje sisteme uporabljamo pretočne digestorje s stalnim (dnevnim) dodajanjem sveže

zmesi. Mešalo preprečuje nabiranje gošče. Prostornina

pretočnih digestorjev je med 2 in 3000 m3.

Goriva iz obnovljivih virov - biomasaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 19: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Odlaganje na deponijah

Na vseh urejenih odlagališčih, kjer se odlagajo organsko razgradljivi odpadki (to je običajno okoli 60% odpadkov), nastaja deponijski plin. Deponijski plin sestavlja okoli 350 plinov med katerimi prevladujejo metan CH4, CO2, H2, H2S, NH3,….

Zgorevalna toplota deponijskega plina je 8 in 11 MJ/kg, odvisna pa je od meteornih padavin in temperature okolice.

V SLO so emisije metana leta 2004 predstavljale 11% vseh emisij toplogrednih plinov. Emisije metana, ki nastanejo pri ravnanju z odpadki in odpadnimi vodami predstavljajo 27% vseh emisij metana v državi (ostalo predvsem kmetijstvo).

Zaradi varnosti, manjšega širjenja smradnih plinov in energetske vrednosti se deponijski plin na urejenih odlagališčih črpa s sistemom sond in kanalov. Na deponijah z 1000.000 m3 komunalnih odpadkov nastaja od 25o do 10000 m3 plina na uro. Deponija je “aktivna” med 15 in 25 leti.

Sonde za odplinjanje in spodnji razvod cevovodov na urejenem odlagališčnem

polju s tesnim dnom.

Sonde za odplinjanje in razvodno omrežje.

Goriva iz obnovljivih virov - biomasaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 20: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Ravnanje z odpadki predstavlja velik problem vseh razvitih držav, kjer količine odpadkov naraščajo proporcionalno z naraščanjem števila prebivalcev.

Značilno je, da količina komunalnih odpadkov v vseh deželah narašča in da je količina odpadkov premo-sorazmerno odvisna od življenjskega standarda prebivalcev mest. Preračunano na prebivalca v razvitih deželah nastane letno 250 do 500 kg komunalnih odpadkov.

POZOR nove smernice EU o ravnanju z odpadki ! 5R

Proizvodnja toplote – komunalni odpadki

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1975 1980 1985 1990

Mun

icip

al w

aste

(106 to

nnes

)

0

5

10

15

20

25

30

0 200 400 600 800 1000 1200

GDP (109 €)

Mu

nic

ipa

l wa

ste

(1

06 t

on

ne

s/y

ea

r)

Proizvodnja toplote – “sodobna” biomasaKomunalni odpadki kot gorivoU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 21: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Ravnanje z odpadki predstavlja velik problem vseh razvitih držav, kjer količine odpadkov naraščajo proporcionalno z naraščanjem števila prebivalcev.

Značilno je, da količina komunalnih odpadkov v vseh deželah narašča in da je količina odpadkov premo-sorazmerno odvisna od življenjskega standarda prebivalcev mest. Preračunano na prebivalca v razvitih deželah nastane letno 250 do 500 kg komunalnih odpadkov.

POZOR nove smernice EU o ravnanju z odpadki !

Proizvodnja toplote – komunalni odpadkiProizvodnja toplote – “sodobna” biomasaKomunalni odpadki kot gorivoU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Sežiganje brez razvrščanja (ni več dovoljeno) !

Page 22: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

ZP - zemeljski plin, predvsem metan CH4

Hs 38,0 MJ/m3 = 10,55 kWh/m3, Hi 34,1 MJ/m3 = 9,47 kWh/m3

UNP - utekočinjen naftni plin (agregatno stanje goriva: kapljevina); sestavljata propan C3H8 Hs 50,3 MJ/kg = 14,0 kWh/kg ; Hi 46,3 MJ/kg = 12,9 kWh/kg in

butan C4H10 Hs 49,5 MJ/kg = 13,7 kWh/kg ; Hi 45,8 MJ/kg = 12,7 kWh/kg

UNP; Hi 12,79 kWh/kg

ELKO - ekstra lahko kurilno olje (agregatno stanje: kapljevina) . Hs 38,1 - 42,6 MJ/liter = 10,58 - 11,8 kWh/liter; Hi 40,0 MJ/liter = 11,12 kWh/liter

Biomasa odvisno od vsebnosti vode Hs 19-20 MJ/kg ~ 5 kWh/kg; Hi 17 - 18 MJ/kg ~ 4,5 kWh/kg

UNP - utekočinjen naftni plin (agregatno stanje goriva: plin)UNP; Hi 27,48 kWh/m3

Premog - domači rjavi premog uvoženi rjavi premog . Hi 7,26 MJ/kg = 2,02 kWh/kg Hi 19,53 MJ/kg = 5,43 kWh/kg

Kurilnosti najbolj pogosto uporabljenih goriv

GorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 23: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Pri nekaterih jedrskih reakcijah se sprosti veliko energijepri razcepu izotopov težkih elementov (uran)pri združitvi izotopov lahkih elementov (vodik)

Verižna reakcija, ki jo nadzorujemo:upočasnimo nevtrone v snoveh, ki jih imenujemo moderatorji (voda, težka voda, grafit)

absorbiramo del nevtronov, ki nastanejo pri razpadu nestabilnega izotopa U-236 (kontrolne palice iz hafnija ali bora)sevanje zadržimo s ščiti (zadnji betonski poklop)

Jedrska fizija Jedrska fuzija

neutronneutron

neutron

fizijski delec

fizijski delec

U U92 92

235 236

Reakcija teče v toplotnih reaktorjih.

GorivaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 24: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Električna energija je pomemben energent. V EU predstavlja kar 22% končne energije. Električna energija je sestavljena iz 100% eksergije, kar je ena največjih prednosti. Nasprotno, pa je za tehnologije za proizvodnjo električne energijeznačilen nizek izkoristek in velik okoljski vpliv.

Za proizvodnjo električne energije na veliki skali obstajajo štiri sodobne tehnologije:

Termoelektrarne na fosilna goriva

Nuklearne elektrarne

Hidroelektrarne

Elektrarne, ki izkoriščajo obnovljive vire –veterne, PV, biomasa, kogeneracija, sončni koncentratorji

Količina in delež posamezne tehnologije za proizvodnjo električne energije v SLO

Električna energijaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 25: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Pretvarjanje eksergije v električno energijo in anergijo toplote okolja

Pretvorbe fosilnih in jedrskega goriva so nizke – okoli 30%. Tudi emisije okolju škodljivih snovi so pri termoelektrarnah visoke – približno 1kg CO2 pri proizvodnji 1 kWh električne energije. Zato je ogrevanje z električno energijo ne varčno (narodno gospodarstvo) in tudi okolju neprijazno.

100%30%

pri zgorevanju 15%

pri prenosu toplote 30%

v turbini 15%

v generatorju 5%

pri prenosu 5%

Električna energijaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 26: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

sočasna proizvodnja električne energije in toplote -kogeneracija

Električna energija

tri-generacija ??

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 27: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Tehnologije za proizvodnjo električne energije se razlikuje glede na učinkovitost, območje, ki ga zasedajo in okoljski vpliv:

Potrebna površinaza proizvodnjo TWh električne energije z različnimi tehnologijami vključno z transportom goriva v pričakovani obratovalni dobi.

Source: Paul-Scherree-Institure, CH

Električna energija – pritiski na okolje U

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 28: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Razmerje med proizvedeno električno

energijo in potrebno energijo za izgradnjo,

obratovanje in vzdrževanje elektrarne v

obratovalni dobi. Source: Paul-Scherree-Institure,

CH

Tehnologije za proizvodnjo električne energije se razlikuje glede na učinkovitost, območje, ki ga zasedajo in okoljski vpliv:

Električna energija – pritiski na okolje U

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 29: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Emisije CO2 v g na kWh proizvedene električne energije v obratovalni

dobi različnih elektrarn.Source: Paul-Scherree-Institure,

CH

Tehnologije za proizvodnjo električne energije se razlikuje glede na učinkovitost, območje, ki ga zasedajo in okoljski vpliv:

Električna energija – pritiski na okolje U

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 30: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Sončna energijaU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 31: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Hipertermalna območja > 80 °C/km

Semitermalna območja 40 do 80 °C/km

Običajna geotermalna

območja < 40 °C/km

UN

I LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

Geotermalna energija

LOTZ ©

Page 32: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Geotermalna energija

80oC

70oC

60oC

50oC

40oC

30oC

20oC

Panonska nižina v SV Sloveniji

Krško - Brežiško območje

Rogaško - Celjsko območje

območje Ljubljanske kotline

Slovenska Istra

Termal I 50°C

Termal II 170°C

Page 33: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Od leta 1994 imamo v Sloveniji odredbo, ki omejuje emisije v dimnih plinih

Emisije in imisijeU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 34: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

Dimni plini se bolj ali manj enakomerno razpršijo v ozračju. Koncentracijo okolju škodljivih snovi v ozračju na nekem mestu imenujemo imisija. Tako kot emisijske, so tudi imisijske vrednosti so opredeljene v odredbi.

Mejne po sedaj znanih podatkih niso nevarne zdravjuOpozorilne prebivalstvo mora biti vsakokratno opozorjenoKritične (dvakratne mejnim), škodljive zdravju

Emisije in imisijeU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 35: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

razpoložljivost (plinovod, DO, oskrbovalne poti, lokalno gorivo,…

cena, toda skupaj s sistemom v življenjski dobi stavbe

fiksni in variabilni del

koncesije in odloki o prioritetnih energenih

okoljski vidik

delež OVE

Izbira goriv / energentovU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

LOTZ ©

Page 36: Prezračevanje Goriva in energenti - Laboratorij LOTZ · U235, vodik) Pretvorba energije in oskrba z energijo vi om Naravne energijske vire delimo na: obnovljive vire in neobnovljive

?

Goriva in energentiU

NI LJ, F

A, Tehnolo

gija insta

lacij;

pro

f. S

ašo M

edved

Uradni list R Slovenije dne 10.8.2016