O możliwości zastosowania dwutlenku węgla jako nośnika energii do transportu z dna morskiego

• Autorzy: Filipek Wiktor , Broda Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2024-01-117

Warianty tytułu

EN

On the Possibility of Using Carbon Dioxide as an energy Carrier for Transport from the Seabed

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Osiągnięcie założonej przez Unię Europejską redukcji emisji CO2 o 50% do 2050 roku niemożliwe jest bez opracowania technologii wychwytywania dwutlenku węgla i jego bezpiecznego składowania. Ponieważ na nasze życie codzienne coraz większy wpływ mają debaty publiczne, naukowe i polityczne na temat globalnego ocieplenia (od ekstremalnych zjawisk pogodowych do topnienia lodowców), których skutkiem często są regulacje prawne, należy opracować odpowiednie technologie eliminujące przyczyny tych zjawisk. W związku z tym ograniczenie antropogenicznej emisji dwutlenku węgla mającej znaczący wpływ na występowanie efektu cieplarnianego jest jednym z najważniejszych problemów do rozwiązania w dziedzinie szeroko pojętej ochrony środowiska (Mazurkiewicz i inni, 2005). Kluczową rolę w absorpcji antropogenicznych emisji CO2 do atmosfery odgrywają morza i oceany pokrywające około 70% powierzchni globu. Od kilku lat autorzy prowadzą badania związane z transportem urobku z dużych głębokości oraz przedstawili kilka jego koncepcji (Filipek W., Broda K.: 2016, 2017, 2018, 2019, 2023). W niniejszym artykule autorzy podążając za ogólnoświatowym trendem dotyczącym zagospodarowania CO2 pochodzenia antropogenicznego zajęli się próbą jego wykorzystania jako medium roboczego do transportu z dna morskiego. W rozważaniach autorzy skupili się głównie na możliwej do wykorzystania energii zgromadzonej w analizowanym medium roboczym. Autorzy zdają sobie sprawę z negatywnych skutków oddziaływania dwutlenku węgla na środowisko morskie. Niemniej jednak uznaliśmy, biorąc pod uwagę przyszłe badania nad wykorzystaniem tego medium roboczego, za konieczne rozważenie w pierwszej kolejności tak zwanego układu otwartego, czyli swobodnej wymiany CO2 pomiędzy modułem transportowym a otoczeniem. Z naszego punktu widzenia jest to bowiem ważna informacja będąca punktem odniesienia do przyszłych rozważanych koncepcji wykorzystania tego medium w tzw. obiegu zamkniętym, czyli przyjęcia, że nie występuje transmisja CO2 do środowiska morskiego.

EN

Achieving the 50% reduction in CO2 emissions set by the European Union by 2050 is impossible without developing technologies for capturing carbon dioxide and its safe storage. As our everyday lives are increasingly influenced by public, scientific and political debates on global warming (from extreme weather phenomena to melting glaciers), which often result in legal regulations, appropriate technologies should be developed to eliminate the causes of these phenomena. Therefore, reducing anthropogenic carbon dioxide emissions, which have a significant impact on the greenhouse effect, is one of the most important problems to be solved in the field of broadly understood environmental protection (Mazurkiewicz et al., 2005). The seas and oceans, covering approximately 70% of the globe's surface, play a key role in the absorption of anthropogenic CO2 emissions into the atmosphere. For several years, the authors have been conducting research related to the transport of excavated material from great depths and have presented several concepts (Filipek W., Broda K.: 2016, 2017, 2018, 2019, 2023). In this article, the authors, following the global trend regarding the management of CO2 of anthropogenic origin, attempted to use it as a working medium for transport from the seabed. In their considerations, the authors focused mainly on the usable energy stored in the analyzed working medium. The authors are aware of the negative effects of carbon dioxide on the marine environment. Nevertheless, we found it necessary, taking into account future research on the use of this working medium, to first consider the so-called open system, i.e. free exchange of CO2 between the transport module and the surroundings. From our point of view, this is important information that is a reference point for future concepts of using this medium in the so-called closed system, i.e. assuming that there is no transmission of CO2 to the marine environment.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo morskie; transport z dużych głębokości; autonomiczny moduł transportowy

EN

marine mining; transport from great depths; autonomous transport module

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 3, no. 2
• Strony: art. no. 117
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., zdj.

Twórcy

autor

Filipek Wiktor

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami

• https://orcid.org/0000-0001-5472-8214

autor

Broda Krzysztof

• Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Inżynierii Lądowej i Gospodarki Zasobami

• https://orcid.org/0000-0001-8218-9350

Bibliografia

• 1. Abramowski T, Kotliński R (2011) Współczesne wyzwania eksploatacji oceanicznych kopalin polimetalicznych. Górnictwo i geoinżynieria 35(5):41-61
• 2. Broda K., Filipek W., Tora B. (2023) Polish Experience in Offshore Mining: The New Concept of Transport Deep-SeaConcretions and Processing; 4GEO, Springer, Springer Nature.
• 3. Caldeira K., Wickett M. E., (2003) Oceanography: anthropogenic carbon and ocean pH. Nature 425, 365.
• 4. Filipek W., Broda K., (2016) Theoretical foundation of the implementation of controlled pyrotechnical reactions as an energy source for transportation from the sea bed. Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin 48 (120), pg. 117-124
• 5. Filipek W., Broda K., (2017) Experimental verification of the concept of the use of controlled pyrotechnic reaction as a source of energy as a part of the transport system from the seabed, Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin, 49 (121), 77-83.
• 6. Filipek W., Broda K. (2017),The Theoretical Basis of the Concept of Using the Controlled Pyrotechnical Reaction Method as an Energy Source in Transportation from the Sea Bed, TransNav the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol.11, No. 4, 653-659.
• 7. Filipek W., Broda K. (2017),Research on the Application of Controlled Pyrotechnic Reaction with the Use of Ammonium Nitrate for Transport from Seabed, TransNav the International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, Vol.11, No. 4, 647-652.
• 8. Filipek W., Broda K. (2018) Theoretical research on the gas phase density change in processes occurring during work of the transport module intended for transport from the seabed / W: Proceedings of the international conference on Human safety in work environment : operating machinery and equipment : integrated management systems: quality - environment - safety - technology : October 23–27, 2018, Gdańsk-Nynashamn-Stockholm-Tallinn-Stockholm-NynashamnGdańsk. — Warszawa : STE Group Sp. z o.o., 2018. — (New Trends in Production Engineering ; ISSN 2545-2843 ; vol. 1 iss. 1). — ISBN: 978-83-952420-0-7. — S. 597–604. — Bibliogr. s. 603–604, Abstr.
• 9. Filipek W., Broda K. (2018) Theoretical research on the stability of the transport module intended for transport from the seabed / W: Proceedings of the international conference on Human safety in work environment : operating machinery and equipment : integrated management systems: quality - environment - safety - technology : October 23–27, 2018, Gdańsk-Nynashamn-Stockholm-Tallinn-Stockholm-Nynashamn-Gdańsk. — Warszawa : STE Group Sp. z o.o., 2018. — (New Trends in Production Engineering ; ISSN 2545-2843 ; vol. 1 iss. 1). — ISBN: 978-83-952420-0-7. — S. 605–612. — Bibliogr. s. 611–612, Abstr.
• 10. Filipek W., Broda K. (2018) Experimental research on the concept of using an autonomous transport module for transport from the seabed / // W: Proceedings of the international conference on Human safety in work environment : operating machinery and equipment : integrated management systems: quality - environment - safety - technology : October 23–27, 2018, Gdańsk-Nynashamn-Stockholm-Tallinn-Stockholm-Nynashamn-Gdańsk. — Warszawa : STE Group Sp. z o.o., 2018. — (New Trends in Production Engineering ; ISSN 2545-2843 ; vol. 1 iss. 1). — ISBN: 978-83-952420-0-7. — S. 267–275. — Bibliogr. s. 274–275, Abstr.
• 11. Filipek W., Broda K. (2018) Research on the concept of using calcium carbide as a source of energy for transport from the seabed / W: Proceedings of the international conference on Human safety in work environment : operating machinery and equipment : integrated management systems: quality - environment - safety - technology : October 23–27, 2018, Gdańsk-Nynashamn-Stockholm-Tallinn-Stockholm-Nynashamn-Gdańsk. — Warszawa : STE Group Sp. z o.o., 2018. — (New Trends in Production Engineering ; ISSN 2545-2843 ; vol. 1 iss. 1). — ISBN: 978-83-952420-0-7. — S. 277–284. — Bibliogr. s. 284, Abstr.
• 12. Filipek W., Broda K. (2019) Theoretical research on mass exchange between an autonomous transport module and the environment in the process of transport from the seabed / W: Advances in marine navigation and safety of sea transportation / eds. Adam Weintrit, Tomasz Neumann. — Boca Raton [etc.] : CRC Press/Balkema : Taylor & Francis Group, cop. 2019. — Publikacja zawiera materiały z: TransNav 2019 : 13th international conference on Marine navigation and safety of sea transportation : 12–14 June 2019, Gdynia, Poland. — ISBN: 978-0-367-35760-3 ; e-ISBN: 978-0-429-34193-9. — S. 143–149. — Bibliogr. s. 148–149, Abstr.. — Abstrakt w: TransNav 2019 : abstracts of papers presented during the 13\textsuperscript{th} international conference on Marine navigation and safety of sea transportation : Gdynia, 12–14 June 2019 / eds. Adam Weintrit, Tomasz Neumann. — [Gdynia : s.n.], [2019]. — S. 71
• 13. Hönisch B. i inni, (2012)The Geological Record of Ocean Acidification, Science, Vol 335, Issue 6072, pp. 1058-1063, DOI: 10.1126/science.1208277, zródło: https://www.science.org/doi/10.1126/science.1208277.;
• 14. Huber M., Knutti R., (2012) Anthropogenic and natural warming inferred from changes in Earth’s energy balance, Markus Huber & Reto Knutti, Nature Geoscience volume 5, pages31–36, źródło: https://www.nature.com/articles/ngeo1327)
• 15. Mazurkiewicz Maciej, Uliasz-Bocheńczyk Alicja, Mokrzycki Eugeniusz, Piotrowski Zbigniew, Pomykała Radosław, (2005) Metody separacji i wychwytywania CO2 , Polityka Energetyczna, Tom 8 G Zeszyt specjalny G 2005, PL ISSN 1429-6675
• 16. Ridgwell A., Schmidt D. N., (2010) Past constraints on the vulnerability of marine calcifiers to massive carbon dioxide release. Nat. Geosci. 3, 196.;
• 17. Sharma R., (2017) Deep-sea mining: resource potential, technical and environmental considerations. Springer International Publishing AG,
• 18. SPC (2013) Deep sea minerals: sea-floor massive sulphides. A physical, biological, environmental, and technical review. In: Baker E, Beaudoin Y (Eds.), Vol. 1A, Secretariat of the Pacific Community, Sydney
• 19. The Royal Society (2017) Future ocean resources [https://royalsociety.org/~/media/policy/ projects/future-oceans-resources/future-of-oceans-evidence-pack.pdf]

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).