Analiza możliwości zastosowania alg w procesie usuwania CO2 z wykorzystaniem metodyki LCA

• Autorzy: Bałazińska M. , Zuwała J.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the possibility of algae application in the process of CO2 removal with the use of the LCA methodology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystanie hodowli alg do pochłaniania CO2, a następnie ich wykorzystanie ukierunkowane na wytwarzanie biopaliw (np. olejów pirolitycznych) było przedmiotem wielu analiz [1-6]. Podkreślić jednak należy małą liczbę publikacji ilustrujących wyniki analiz LCA tego procesu w warunkach polskich, tak jak ma to miejsce w przypadku innych technologii usuwania CO2 z procesów energetycznych [7-11]. W niniejszej pracy przedstawiono analizę oceny cyklu życia zastosowania alg do usuwania CO2 z gazów odlotowych. Instalacja badawcza, która umożliwiała hodowlę alg w foto bioreaktorze była szczegółowo opisywana w pozycji [12]. W analizie LCA uwzględniono emisje odprowadzane do otoczenia w wyniku produkcji energii elektrycznej w krajowym systemie elektroenergetycznym na potrzeby prowadzenia hodowli. Wspomniane emisje pomniejszono o redukcję CO2 w wyniku procesu fotosyntezy w algach. Badania przeprowadzono dla ośmiu gatunków mikroalg z zamiarem wytypowania gatunku wykazującego najlepsze właściwości redukujące ditlenek węgla z gazów. Analizę w wybranych punktach zestawiono z rezultatami badań prowadzonymi nad hodowlą alg uprawianą w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla.

EN

Algae application for CO2 absorption and their subsequent use for biofuels production (e.g. of pyrolysis oils) has been the subject of many analyses [1-6]. However, there is only a small number of available publications presenting the LCA analysis of this process in Polish conditions unlike in case of other CO2 removal technologies in power industry [7-11]. Presented is here an analysis of life cycle assessment of algae applied to remove CO2 from flue gases. The research installation where algae were grown was based on a photobioreactor and was described in detail in the position [12]. Taken into consideration were in this LCA analysis the emissions released to atmosphere as a result of electricity production process in the Polish power system for the needs of algae breeding. From these emissions was then deducted the amount of CO2 reduced as the result of photosynthesis process in algae. The research was conducted for eight microalgae species with an intention to select the species with the best characteristics of carbon dioxide consumption. Analysis was also compared with the results of research carried out on the algae growing at the Institute for Chemical Processing of Coal.

Słowa kluczowe

PL

ditlenek węgla (CO2); algi; ocena cyklu życia

EN

carbon dioxide (CO2); algae; life cycle assessment (LCA)

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 8
• Strony: 505--509
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., tab.

Twórcy

autor

Bałazińska M.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Zuwała J.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

Bibliografia

• [1] Ustawa z dnia 17 lipca 2009 r. o systemie zarządzania emisjami gazów cieplarnianych i innych substancji, Dz.U. 2009 nr 130 poz. 1070.
• [2] Ustawa z dnia 12 grudnia 2012 r. o zmianie ustawy o systemie zarządzania emisjami gazów cieplarnianych i innych substancji oraz ustawy – Prawo ochrony środowiska, Dz.U. 2013, nr 0, poz. 139.
• [3] Kotowicz J., Janusz K., 2007, Sposoby redukcji emisji CO2 z procesów energetycznych, Rynek Energii, 1, s. 10-18.
• [4] Zuwała J., 2012, Life Cycle Approach for Energy and Environmental Analysis of Biomass and Coal Co-firing in CHP Plant with Backpressure Turbine, Journal of Cleaner Production 35, p. 164-175.
• [5] Tokarski S., Głód K., Ściążko M., Zuwała J., Ocena porównawcza efektów energetycznych współspalania i spalania biomasy w wybranych technologiach, 12th International Conference on Boiler Technology, Szczyrk, 21-24 październik 2014.
• [6] Więcław-Solny L., Ściążko M., Absropcyjne usuwanie CO2 ze spalin kotłowych, Konferencja „Technologie CCS dla energetyki”, Kraków, 5-6 listopada 2013.
• [7] Spietz T., Więcław-Solny L., Tatarczuk A., Krótki A., Stec M., 2014, Technological modifications in pilot research on CO2 capture process, Chemik, 68, 10, p. 884-892.
• [8] Brennan L., Owende P., 2010, Biofuels from microalgae – A review of technologies for production, processing, and extractions of biofuels and co-products, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, p. 557-577.
• [9] Biuletyn Urzędu Regulacji Energetyki, 88, 2, Warszawa 2014.
• [10] Gabryś H.L., 2014, Elektroenergetyka w Polsce 2014. Z wyników roku 2013 i nie tylko – osądy bardzo autorskie, Energetyka. Problemy energetyki i gospodarki paliwowo-energetycznej, 720, 6, s. 321-323.
• [11] Garg A., Kazunari K., Pulles P., Volume 2: Energy, 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, eds Eggleston S., Buendia L., Miwa K., Ngara T., Tanabe K., Institute for Global Environmental Strategies, 2006.
• [12] Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2011 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnieniami do emisji za rok 2014, Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Warszawa 2013.
• [13] Zuwała J., Ocena efektów energetycznych i ekologicznych
• [14] Intergovernmental Panel on Climate Change, www.ipcc.ch (28.11.2014).
• [15] Guinée J.B. i in., Handbook on Life Cycle Assessment - Operational Guide to the ISO Standards, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht 2001.
• [16] Tatarczuk A., Ściążko M., Stec M., Tokarski S., Janikowski J., 2013, Carbon capture, wiedzieć jak najwięcej – nasz wspólny cel, Chemik, 67, 10, p. 897-902.
• [17] European Industrial Initiative on CO2 Capture and Storage (CCS), Implementation Plan 2013-2015, Key actions to enable the cost-competitive deployment of CCS by 2020-25, 2012.
• [18] Decyzja Komisji z dnia 3 listopada 2010 r. ustanawiająca kryteria i środki dotyczące finansowania komercyjnych projektów demonstracyjnych mających na celu bezpieczne dla środowiska wychwytywanie i geologiczne składowanie CO2 oraz projektów demonstracyjnych w zakresie innowacyjnych technologii energetyki odnawialnej realizowanych w ramach systemu handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych we Wspólnocie, ustanowionego dyrektywą 2003/87/WE Parlamentu Europejskiego i Rady, 2010/670/UE.
• [19] Gierson S., Strezov V., G. Ellem, M. McGregor, J. Herberston, 2009, Thermal characterization of microalgae under slow pyrolysis conditions, J. Anal. Appl. Pyrolysis, 85, p. 118-123.
• [20] Adamczyk M., 2014, Badania procesów utylizacji ditlenku węgla w hodowlach mikroalg oraz badanie procesu pirolizy biomasy algowej w złożu stacjonarnym. Sprawozdanie z wykonania pracy nr 102/2014, Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla.
• [21] Demirbas A., 2011, Biodiesel from oilgae, biofixation of carbon dioxide by microalgae: A solution to pollution problems, Applied Energy, 88, p. 3541-3547.
• [22] Demirbas M. F., 2011, Biofuels from algae for sustainable development, Applied Energy, 88, p. 3473-3480.
• [23] Kadam K.L., 1997, Power plant flue gas as a source of CO2 for microalgae cultivation: economic impact of different process options, Energy Conversion and Management, 38, p. 505-510,
• [24] Kleinová A., Cvengrošová Z., Rimarčik J., Buzetzki E., Mikulec J., Cvengroš J., 2012, Biofuels from microalgae, Procedia Engineering, 42, p. 231-238.
• [25] Schipper K., van der Gijp S., van der Stel R., Goetheer E., 2013, New methodologies for the integration of power plants with algae ponds, Energy Procedia, 37, p. 6687-6695.
• [26] Singh J., Gu S., 2010, Commercialization potential of microalgae for biofuels production, Renewable and Susteinable Energy Reviews, 14, p. 2596-2610.
• [27] Aroonwilas A., Tontiwachwuthikul P., 1997, Mass transfer studies of high performance structured packing for CO2 separation process, Energy Conversion and Management, 38, Suppl., p. S75-S80.
• [28] Byeong-Yong Y., Sung-Geun L., Key-pyo R., Hee-Seung N., Ju-Mi P., 2011, New CCS system integration with CO2 carrier and liquefaction process, Energy Procedia, 4, p. 2308-2314.
• [29] Göttlicher G., Pruschek R., 1997, Comparison of CO2 removal systems for fossil-fueled power plant process, Energy Conversion and Management, 38, Suppl., p. S173-S178.
• [30] Matsumoto S., Yanagisawa Y., Inaba A., 1995, System analysis of CO2 removal from thermal electric power plants and storage in deep sea, Energy Conversion and Management, 36, 6-9, p. 559-562.
• [31] Won-Joon C., Jong-Beom S., Sang-Yong J., Jong-Hyeon J., Kwang-Joong O., 2009, Removal characteristics of CO2 using aqueous MEA/AMP solutions in the absorption and regeneration process, Journal of Environmental Sciences, 21, p. 907-913.
• [32] Skawińska A., Lasek J., Adamczyk M., 2014, Badanie procesów usuwania CO2 przy udziale mikroalg, Inż. Ap. Chem., 53, 4, s. 292-293.