Analiza porównawcza cykli życia technologii naziemnego zgazowania węgla i elektrowni węglowej

• Autorzy: Niemotko K. , Śliwińska A. , Czaplicka-Kolarz K.

Warianty tytułu

EN

Comparative analysis of surface gasification of coal and coal-fired power station life cycles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnich latach często powraca temat budowy elektrowni IGCC w Polsce, w związku z tym autorzy poszukują odpowiedzi na pytanie, jakie korzyści środowiskowe, związane m.in. z redukcją emisji gazów cieplarnianych, są osiągalne dzięki wdrożeniu w Polsce tej technologii. W pracy oceniono oddziaływanie środowiskowe wykorzystując metodę oceny cyklu życia (LCA). Dzięki temu zostały uchwycone zmiany wielkości oddziaływania na środowisko wynikające ze wzrostu sprawności wytwarzania energii elektrycznej i redukcji zużycia węgla. W ramach prac przeprowadzono analizę cyklu życia bloku gazowo-parowego zintegrowanego ze zgazowaniem węgla (IGCC) według najnowszej technologii Siemens. Rezultaty porównano do oddziaływania w cyklu życia elektrowni węglowej jako technologii odniesienia. Przeprowadzono również analizy dla wariantów obejmujących wychwytywanie dwutlenku węgla – w przypadku technologii IGCC z gazu syntezowego przed spaleniem (tzw. pre combustion), a w przypadku elektrowni ze spalin (tzw. post combustion). Dla analizowanych wariantów wyznaczono ślad węglowy za pomocą wskaźnika IPCC 2007 GWP 100a, a także obliczono całkowite oddziaływanie na środowisko w trzech kategoriach szkód (zdrowie ludzkie, jakość ekosystemu, zasoby) stosując metodę Ekowskaźnika 99.

EN

Recently the issue of building Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) in Poland returns. The authors look for the answer, what environmental advantages connected with greenhouse gases emissions are achievable thanks to commercialization of IGCC in Poland. The environmental impact, using Life Cycle Assessment (LCA) was evaluated. Changes of environmental impact which come from efficiency growth of electricity production and the coal consumption reduction were found out. The life cycle analysis of IGCC according to the newest technology – Siemens was performed. The results were compared to the life cycle of power plant as the reference technology. Also cases with capturing of carbon dioxide from syngas (pre-combustion) and exhaust gas (post-combustion) were analyzed. For considered cases the carbon footprint was determined using IPCC 2007 GWP100a. Total environmental impact in three damage category (Human Health, Ecosystem Quality, Resources) was calculated using Ecoindicator 99.

Słowa kluczowe

PL

zgazowanie węgla; technologia Siemens; ocena cyklu życia; ślad węglowy; IGCC

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Journal of Mechanical and Transport Engineering
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 65, No. 3
• Strony: 47--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys.

Twórcy

autor

Niemotko K.

• Główny Instytut Górnictwa

autor

Śliwińska A.

• Główny Instytut Górnictwa

autor

Czaplicka-Kolarz K.

• Główny Instytut Górnictwa

Bibliografia

• [1] Burchart-Korol D., Czaplicka-Kolarz K., Koncepcja zastosowania analizy egzergetycznej w ocenie środowiskowej technologii zgazowania węgla, Przegląd Górniczy, 2013, nr 3.
• [2] Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants - Low Rank, Volume 3a (IGCC Cases), NETL, May 2011.
• [3] Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants. Volume 1 : Bituminous Coal and Natural Gas to Electricity Final Report, DOE/NETL 2007.
• [4] Czaplicka-Kolarz K., Ścieżko M., Model ekologicznego i ekonomicznego prognozowania wydobycia i użytkowania czystego węgla, w: Ekoefektywność technologii czystego spalania węgla, Katowice, Główny Instytut Górnictwa 2004.
• [5] Czaplicka-Kolarz K., Śliwińska A., Świądrowski J., Alternatywne obniżenie emisji gazów cieplarnianych w cyklu życia bloku IGCC poprzez usuwanie dwutlenku węgla lub/i zagospodarowanie metanu w kopalni węgla kamiennego, Prace Naukowe GIG, 2012, nr 1, s. 17-34.
• [6] Frischknecht R., Jungbluth N., Althaus H.J., Doka G., Dones R., Hischier R., Hellweg S., Humbert S., Margni M., Nemecek T., Spielmann M., Implementation of Life Cycle Impact Assessment Methods: Data v2.0. ecoinvent report No.3, Swiss Centre for Life Cycle Inventiories, Dubendorf, Switzerland, 2007.
• [7] Goedkoop M., Spriensma R., The Eco-indicator 99: A damage oriented method for life cycle impact assessment. PRé Consultants, Amersfoort, The Netherlands, www.presustainability.com/download/misc/EI99_annexe_v3.pdf (dostęp: marzec 2012).
• [8] Higman C., van der Burgt, M., Gasification, 2nd edition, Amsterdam, Gulf Professional Publications 2008.
• [9] Korre A., Nie Z., Durucan S., Life cycle modelling of fossil fuel power generation with post-combustion CO2 capture, International Journal of Greenhouse Gas Control, 2010, 4, s. 289-300.
• [10] Korre A., Nie Z., Durucan S., Life cycle modelling of fossil fuel power generation with post combustion CO2 capture, Energy Procedia, 2009, 1, s. 3771-3778.
• [11] Kowalski Z., Kulczycka J., Góralczyk M., Ekologiczna ocena cyklu życia procesów wytwórczych (LCA), Warszawa, PWN 2007.
• [12] Life Cycle Analysis: Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) Power Plant, NETL US DOE, 2010.
• [13] Marx J., Schreiber A., Zapp P., Haines M., Hake J.Fr., Gale J., Environmental evaluation of CCS using Life Cycle Assessment - a synthesis report, Energy Procedia, 2011, 4, s. 2448-2456.
• [14] Morehead H., Siemens IGCC and gasification update, w: Gasification Technologies Conference, Washington 2010.
• [15] Odeh N.A., Cockerill T.T., Life cycle analysis of UK coal-fired power plants, Energy Conversion and Management, 2007, 49, s. 212-220.
• [16] Odeh N.A., Cockerill T.T., Life cycle GHG assessment of fossil fuel power plants with carbon capture and storage, Energy Policy, 2008, 36, s. 367-380.
• [17] Pehnt M., Henkel J., Life cycle assessment of carbon dioxide capture and storage from lignite power plants, International Journal of Greenhouse Gas Control, 2009, 3, s. 4966.
• [18] PN-EN ISO 14040:2009 Zarządzanie środowiskiem. Ocena cyklu życia.
• [19] Raport interdyscyplinarnego Zespołu ds. Czystych Technologii Węglowych, red. A. Karcz, Warszawa 2008.
• [20] Strugała A., Czaplicka-Kolarz K., Ściążko M., Projekty nowych technologii zgazowania węgla powstające w ramach Programu Strategicznego NCBiR, Polityka Energetyczna, 2011, t. 14, z. 2, s. 375-390.
• [21] Śliwińska A., Czaplicka-Kolarz K., Reducing life-cycle environmental impacts of coal-power by using coal-mine methane, International Journal of Energy Research, 2013, 37, 9, s. 1044-1058.
• [22] Waku H., Tamura I., Inoue M., Akai M., Life cycle analysis of fossil power plants with CO2 recovery and sequestration systems, Energy Convers. Manag., 1995, 36 (69), s. 877-880.