Strona główna » energia elektryczna » Synteza chemiczna bez paliw kopalnych – cz. I : amoniak

Synteza chemiczna bez paliw kopalnych – cz. I : amoniak

Archiwum

Istotnym punktem rewolucji energetycznej jest synteza chemiczna.
Pod tą ogólną nazwą kryje się produkcja różnych chemikaliów z gazu ziemnego i ropy naftowej. Są to w skali świata duże ilości energii kopalnej i należałoby jakoś je zastąpić energią odnawialną.

Jest to pierwszy temat, który opisuję, ponieważ właśnie o wielkiej syntezie chemicznej wszyscy sądzą, że nie jest możliwa jej produkcja ze źródeł innych, niż kopalne. Tymczasem jest to łatwe i relatywnie tanie!

Nie mam zamiaru wykazywać, że kopalne surowce energetyczne są całkowicie zbędne, a zaledwie, że zbędnych jest jakieś 90%. Pozostała część jest na tyle niewielka, że prawdopodobnie da się je zastąpić biopaliwami. A nawet jeśli jakiejś drobnej części się nie da to trudno, każdy krok w dobrą stronę od razu poprawia sytuację.

Przejdźmy więc do konkretów.
Syntetyczną substancją, produkowaną w największej ilości, jest amoniak. Służy on do wyrobu nawozów sztucznych, materiałów wybuchowych i innych, mniejszych zastosowań. Największym i absolutnie dominującym jego zastosowaniem jest nawożenie.

Brak azotu w glebie był przez tysiąclecia najważniejszym czynnikiem hamującym produktywność rolnictwa.
Problem udało sie właściwie rozwiązać jedynie w tradycyjnym rolnictwie Chin i Japonii, przez bardzo szeroki i praktycznie obejmujący całość populacji ludzi i zwierząt system pozyskiwania odchodów i uryny.
Jednakowóż – nie widzę żadnej możliwości, aby w jakimkolwiek rozsądnym czasie zmienić całe rolnictwo z wielkoprzemysłowego na permakulturowe, jednocześnie odzyskując też związki azotowe do nawożenia. Oznacza to, że cywilizacja przemysłowa jako taka, jest przy obecnym poziomie populacji absolutnie skazana na syntezę amoniaku.

Trochę podstawowych faktów: amoniak, wzór chemiczny NH3, azot oraz wodór. Obecnie na skalę przemysłową produkuje się go w procesie Habera – Boscha, wynalezionym na początku XX wieku. Pierwsza instalacja na skalę przemysłową ruszyła w 1913 r. w Niemczech, znakomicie rozwiązując problem związków azotowych do produkcji amunicji w czasie I w.ś.
Przy okazji zapisała się też w historii świata jako miejsce pierwszego lotniczego bombardowania strategicznego w 1916 roku oraz największego wybuchu konwencjonalnego w historii, kiedy w 1921 roku wyleciał w powietrze silos z nawozami azotowymi. Wybuch 4500 ton nitratów był słyszalny jako głośny 300 km dalej, lej miał ponad hektar…

Wracając do tematu: produkcja amoniaku pochłania ok 1-2% światowej energii, a obecnie używa się zasadniczo gazu ziemnego, ewentualnie węgla. Wytwarza się rocznie ok 120-130 mln ton amoniaku.

Sam proces Habera – Boscha polega na bezpośredniej syntezie amoniaku z azotu i wodoru w wysokich ciśnieniach (60-200 atm) i sporych temperaturach (200-500 st. C) w obecności katalizatora. Im wyższe ciśnienie tym większa ilość składników reaguje, a temperatura przyspiesza syntezę.
Niezużyty surowiec trwa w obiegu w reaktorze tak długo, aż przereaguje, wobec czego ilość przereagowanych składników po jednym obiegu nie jest aż tak istotna; za to podwyższanie ciśnienia i temperatury w reaktorze umożliwia większą produkcję z jednej instalacji.
Z niewielką wydajnością i prędkością reakcja może zachodzić już w dość umiarkowanych (jak na przemysł…) warunkach kilkudziesięciu atmosfer i temperaturach 200-300 C.

Azot otrzymuje się najłatwiej i najtaniej z separacji powietrza i nie ma lepszego źródła. Za to obecnie wodór do reakcji na skalę przemysłową produkuje się w następujący sposób:

Dowolny węglowodór poddaje się obróbce za pomocą temperatury i pary wodnej, gdzie w wyniku ciągu reakcji powstaje dwutlenek węgla, tlenek węgla i wodór. Dwutlenek węgla jest jeszcze względnie łatwy i tani do oddzielenia, poza tym specjalnie nie przeszkadza, ale tlenek węgla może zatruć katalizator, wobec czego musi zostać w dość kosztowny sposób oddzielony.
Zostaje wodór, który będzie reagował z azotem. W dokładne szczegóły techniczne nie ma tu sensu wchodzić, tak to z grubsza wygląda.

Z przebiegu procesu wynika dość oczywisty wniosek: w celu obniżenia kosztów, należy stosować w miarę tanie paliwo, a w zmniejszaniu istotnych kosztów oddzielania węgla, stosować taki surowiec chemiczny, który ma jak najwyższy stosunek wodoru do węgla.

Warunek najtańszego źródła wodoru spełnia węgiel kamienny, a proporcji wodoru do węgla – gaz ziemny. Stąd właśnie tych dwóch surowców używa się w pierwszej kolejności (łącznie stanowią ok. 96%) do syntezy amoniaku.

Z powyższego widać wyraźnie, że służą wyłącznie do dostarczania wodoru, powodując po drodze dodatkowe problemy.

Wodór potrzebny do reakcji można pozyskiwać także na inne sposoby tj. elektrochemicznym lub termochemicznym rozkładem wody. Trzeba tylko dostarczyć prąd, albo ciepło (800 st. C).

Z bezproblemowych technologii dostępnych na dziś zostańmy przy elektrolizie – jest najprostszą, najbardziej znaną i opanowaną metodą. Można w każdej chwili kupić gotowe z półki przemysłowe elektrolizery, podłączyć do prądu, wody i uruchomić.

1 litr amoniaku to jest 4,3 kWh energii, wliczając w to nieefektywność elektrolizy oraz straty procesu, potrzeba ok 10 kWh na wyprodukowanie jednego litra. Dane na podstawie eksploatacji przemysłowego elektrolizera można znaleźć tutaj.

Resztą nie warto sobie głowy zawracać, bo uważam pomysł zasilania silnika samochodowego wewnętrznego spalania wodorem za wyjątkowo bezsensowny.

Jak widać z powyższego, przy zwykłych hurtowych cenach prądu zastępowanie gazu ziemnego wodorem jest kompletnie nieopłacalne. Mimo to, tego typu instalacje do niedawna istniały w wielu miejscach świata, działały i miały się dobrze tam, gdzie dla zasilania np. oddalonych od sieci energetycznej kopalń powstała zapora wodna i nadmiar energii wykorzystywany był do produkcji wodoru a następnie związków azotowych.

Czas coś policzyć :)). Do wyprodukowania 1 kg skroplonego wodoru potrzeba, wedle wyżej linkowanych danych eksploatacyjnych, aby elektrolizer zużył 55 kWh elektryczności.

Jest to 11,13 m3 w warunkach normalnych. Źródło wodoru może zastąpić 5,565 m3 gazu ziemnego (1 mol każdego gazu ma tą sama objętość w identycznych warunkach, a w jednym molu CH4 jest dwukrotnie więcej atomów wodoru niz w molu H2). Dodawszy do tego, że jeden metr sześcienny (w warunkach normalnych tj. 1 atm, 0 st.C) CH4, to jest 10 kWh energii, wychodzi od strony energetycznej to samo.

Pozostaje wyłącznie kwestia cenowa. Jeśli 10 kWh energii elektrycznej jest tańsze niż 1 m3 gazu ziemnego – gaz przestaje się opłacać.

Przypominam, że od technicznej strony, nic nie stoi na przeszkodzie, aby do rury doprowadzającej wodór do reaktora Haber-Boscha wprowadzić dodatkową rurę ze zbiornika wodoru, który to wodór jest produkowany w momentach, kiedy udaje się zakupić prąd za tą opłacalną cenę.

Teraz – o jakich pieniądzach mówimy? Jedna z najwyższych cen hurtowych za jakie był sprzedawany gaz ziemny, to cena dostaw dla Polski przed zeszłoroczną obniżką, oraz z Iranu do Turcji – po ok 500 dolarów za 1000 m3, czyli 0,5 dol/m3 (1,5 zł), cena prądu w hurcie w Polsce to ok. 0,16 zł za kWh (w dostawach terminowych, spot jest zwykle wyższa). Jak widać różnica jest (była) absolutnie minimalna. Przy tej cenie nawet konwencjonalna energetyka może zastępować gaz ziemny w olbrzymiej większości zastosowań bez problemów (innych niż możliwości wytwórcze i przesyłowe na taką skalę, oczywiście).

Cena wodoru, jakiekolwiek by nie było jego źródło, stanowi 75-90 % kosztów produkcji amoniaku.

Z powyższych rozważań wynika że:

1. Mamy pod ręką łatwą, sprawdzoną, dojrzałą technologicznie i dostępną komercyjnie na przemysłową skalę technologię pozwalającą na zastąpienie gazu ziemnego energią elektryczną w syntezie amoniaku. Wodór w zbiornikach można bez trudu przechowywać na skalę dni lub tygodni. Z każdego zbiornika trochę się ulatnia, oraz zbiornik wymaga relatywnie wysokich ciśnień, ale nie są to zaporowe przeszkody.

2. Elektrolizer, jako urządzenie o niezwykle sprawnie regulowanym poziomie mocy i jej załączaniu oraz dużemu poborowi prądu jest absolutnie idealną rzeczą do odbioru nadwyżek prądu z sieci i wykorzystania komercyjnego, kiedy alternatywą jest wyłączanie mocy.

3. Dzięki właściwościom z pkt. 2 elektrolizer jest jedną z technologii umożliwiających rozbudowę energetyki odnawialnej do poziomów znacznie większych niż normalnie; elektrolizery wykorzystują całość nadprodukcji prądu w czasie dobrej pogody i niskiej konsumpcji.

Dla przykładu: dzienny szczyt poboru mocy w Polsce w lecie to ok. 22 G; podanie większej ilości mocy spowodowałoby chaos w sieci, konieczność awaryjnego wyłączania bloków itp. Nominalna moc 22 GW paneli PV mogłaby dać tyle energii w ładny lipcowy dzień, ale ta sama moc wyprodukuje co najwyżej 10 GW w październiku. Dodatkowa możliwość odebrania i zużycia, na cokolwiek, w lipcu kolejnych 30 GW pozwoli zapewnić wystarczającą ilość prądu przy ładnej pogodzie dodatkowo przez pół roku, nawet w północnoeuropejskich warunkach.

4. Powyższe punkty oznaczają możliwość znacznie większej eliminacji tradycyjnej energetyki i zużycia paliw kopalnych bez wielkich inwestycji w elektrownie szczytowo-pompowe itd.

5. Eliminacja dużej i kosztownej instalacji usuwania tlenku węgla umożliwia budowę znacznie mniejszych instalacji produkcji amoniaku, a posiadanie wodoru o znacznej czystości umożliwia inne techniki syntezy amoniaku, w znacznie niższych temperaturach i ciśnieniach.

To wszystko daje możliwość budowy instalacji na znacznie mniejszą skalę, bliżej rynków zbytu, albo wręcz jako części elektrowni wiatrowej czy słonecznej, lub jeszcze lepiej – zakład produkcji amoniaku w miejscu słabego zbytu prądu, za to korzystnych warunków atmosferycznych.

6. Dzisiejsze zakłady azotowe najprawdopodobniej można przystosować w relatywnie krótkim czasie do zużywania prądu obok gazu, beż żadnych istotnych zmian technologicznych i z krótkim czasem wyłączenia produkcji.

7. Rozwój tego typu instalacji przyspieszy presję na spadek cen gazu i w dłuższym okresie będą musiały się one trzymać poniżej równowartości 10 kWh elektryczności za metr sześcienny gazu ziemnego.

8. Obniżanie cen energii elektrycznej dzięki energetyce odnawialnej automatycznie pociągnie za sobą obniżanie ceny gazu. Tak ma to miejsce w Niemczech, który to kraj częściowo dzięki niskim cenom hurtowym prądu może także kupować dość tanio gaz.

9. Ceny amoniaku praktycznie zawsze powinny się mieścić w przedziale od 110% ceny m3 CH4 za kilogram NH3 do 150% tej ceny (od ledwie pokrycia kosztów produkcji u najtańszych producentów do bardzo solidnych zysków dla wszystkich). Historia cen pokazuje, że w istocie tak było zawsze z wyjątkiem Wielkiej Spekulacji roku 2007. Tak samo pozostaną związane z prądem, jeśli (kiedy) cena 10 kWh elektryczności spadnie poniżej ceny 1 m3 CH4

Powyższe punkty są częścią bardzo poważnych zalet, jak mniemam. Oczywiście, aby utrzymać właściwy kurs, zadaniem poszczególnych rządów jest pilnowanie odpowiedniej proporcji cen i zachęcanie lub wymuszanie odpowiednich inwestycji.

Budowa instalacji do elektrolizy na podstawie chwilowych wahań cen, zwłaszcza rozgrywanych przez takie towarzystwo, jakie jest odpowiedzialne za wschodnie dostawy gazu do Europy, to jest biznesowo zły pomysł. Jeśli taka inwestycja w np. Puławach i Tarnowie mogłaby być sfinansowana w całości ulgą podatkową, firmy to zrobią.
Jeśli rząd przedstawi wiarygodną politykę, podatkową na przykład, dzięki której długoterminowo będą częste okresy prądu tańszego niż gaz – firmy same zainwestują.

Wróćmy do założeń: 50% zmniejszenia zużycia paliw kopalnych w 15 lat i 90% w 35 lat. W każdym scenariuszu oczywistym krokiem są z jednej strony radykalne oszczędności energii, a z drugiej strony rozwój odnawialnych źródeł energii.

Nadwyżki trudne do zagospodarowania i co za tym idzie bardzo niskie ceny prądu zaczną się pojawiać wtedy, gdy zainstalowana moc OZE zacznie wymuszać awaryjne zmniejszenia mocy elektrowni konwencjonalnych. Nawet przy scenariuszu błyskawicznego rozwoju, musi minąć co najmniej 3-5 lat, zanim zacznie się pojawiać zerowa lub ujemna cena prądu w hurcie, a okresy taniego prądu zaczną być w miarę powszechne.

Czyli realnie i sensowne logistycznie i ekonomicznie zmienianie syntezy amoniaku na energię odnawialną musi się zacząć z pewnym opóźnieniem. Niewątpliwie Niemcy i Dania są już na tym etapie, być może niedługo będą niektóre sieci w Chinach (tam nie ma ogólnokrajowej sieci energetycznej, jest 5 oddzielnych).
Zresztą w Niemczech są już działające a podłączone do sieci na takiej zasadzie elektrolizery, ale na razie produkują one wodór, który jest wtłaczany do zwykłej sieci gazowej (są to instalacje które zupełnie przyzwoicie działają komercyjnie, korzystając właśnie z okresów niskich cen przy wysokiej produkcji OZE).

Jak na powyżej zakreślonym obrazie widać, każdy z postulowanych elementów istnieje, więc połączenie ich razem nie wydaje się szczególnie wielkim wyzwaniem.

Z tego wniosek: da się, zwiększając ilość elektrolizerów, odbierać coraz większe nadwyżki mocy z OZE.
Szacuję, że razem z odbiorem zarządzanym w taki sposób, pierwsze jakiekolwiek problemy ze stabilnością sieci pojawią się dopiero przy produkcji rzędu 50 % z OZE, czyli chwilowej nadwyżki czasami przekraczającej dwukrotnie zapotrzebowanie.

Chwilowe nadwyżki prądu pozwoliłyby na użycie ok. 5-20% produkcji elektryczności (zależnie od możliwości składowania, to jako średnia światowa na wyczucie, obliczeń nie robiłem, dotarcie do dobrych danych jest niezwykle skomplikowane).

Jednakże, już ta ilość w zupełności wystarcza do produkcji z elektryczności całości światowego amoniaku i produktów pochodnych, a prawopodobnie jeszcze coś zostanie…

Tu zapewne pojawią się pytania o dalsze zastosowania amoniaku. Oczywiście, dobra polityka państwowa może pomóc: bez żadnych przeróbek amoniak można domieszać w połowie do LPG i nie zmieni to właściwości tegoż LPG.

Zarówno samochód, jak też kuchenka gazowa będą działać tak samo. Powyżej połowy może trochę brakować łatwo lotnych składników, czyli ciężkie zapalanie na zimnie, itp.
Są to jednak problemy zupełnie możliwe do rozwiązania, ja napisałem tylko, że z dzisiejsza instalacją, jakich są miliony w Polsce, można dolać do LPG co najwyżej połowę amoniaku, zanim się zauważy efekty (uwaga: opinia teoretyczna, proszę się tym nie sugerować, może w konkretnym wypadku są potrzebne jakieś przeróbki – w szczególności przy spalaniu amoniaku jest większa produkcja NOx, czyli bardziej obciążony katalizator).

Z nadmiarem jakoś sobie ludzkość poradzi. Tym się nie ma co przejmować, zastępowanie LPG (czyli też benzyny) to dopiero ostatni etap, dopiero z tak dużą nadprodukcją taniego prądu, że pojawia się też nadprodukcja amoniaku. Abstrakcyjna pieśń przyszłości.

Następnym związkiem syntetycznym, licząc wielkością produkcji jest polietylen, czyli najpopularniejszy plastik. To dla odmiany da się zrobić z ziemniaków w szopie, ale to temat na osobny wpis.

Reklamy

18 komentarzy

  1. piotr34 pisze:

    Amerykanie tez robia rozne rzeczy ale oni oczywiscie od strony militarnej jak zawsze przez ostatnie 20 lat.

    http://tinyurl.com/nsonkw6

  2. Gdyby jak zwykle skądś ukradli technologię, to już by mieli… Od technicznej strony problemem jest jedynie źródło węgla, ale w tej chwili jedna z niemieckich firm sie chwali, że ma małą przemysłową instalację do tego. Duże instalacje do pozyskiwania CO2 z atmosfery to żaden problem, zresztą i tak mogą brać z kominów elektrowni. Cała reszta to synteza Fisher- Tropsa i benzyna syntetyczna na której Wermacht pod Moskwę dojechał.
    Odnoszę wrażenie, że właściwie wszystko co się wiąże z OZE w USA to jeden wielki zbiór przekrętów, nieudolności technicznej, zacofania technologicznego i bylejakości na każdym kroku.i

  3. Priv pisze:

    Dziś trafiłem na jeszcze jeden, pośredni i niespodziewany aspekt rozwoju OZE. Potrzebne będą bowiem kolejne technologie by rewolucję energetyczną kontynuować. Cały artykuł w Wiedzy i Życiu 3/2014, zacytuję: „Istnieje prawdopodobieństwo, że zamienimy jedną grupę surowców nieodnawialnych (paliwa kopalne) na inną – czyli minerały”. Chodzi o to, że do produkcji turbin wiatrowych oraz ogniw FW potrzebne są znaczące ilości egzotycznych pierwiastków: neodym, dysproz, idr, niob, tantal, cer itd. Okazuje się, że trzeba będzie szukać technologii, które znacząco zredukują zużycie tych surowców oraz umożliwią recycling; przy obecnych rozwiązaniach zabraknie niektórych surowców lub trzeba będzie otwierać kolejne kopalnie, tylko zamiast węgla pierwiastki ziem rzadkich. I to jeszcze zanim rewolucja naprawdę – szeroko się zacznie.

    PS. Jeżeli gospodarzowi się przyda, artykuł zeskanuję, fragment tutaj http://www.wiz.pl/8,1459.html

  4. A dziękuje bardzo, ale naprawdę szkoda, że tak szacowna redakcja jak Wiedza i Życie puszcza teksty które są faktycznie nieaktualne. Odpowiedź na ten problem (jak najbardziej istniejący) jest. Po pierwsze tzw. pierwiastki ziem rzadkich występują dość powszechnie na Ziemi, nawet w Polsce , dość ubogiej geologicznie są dwa regiony występowania (Mazury i gdzieś jeszcze). To co czyni problemy, to bardzo brudna technologia koncentracji. To spowodowało najpierw pozbycie się tych kopalń z państw rozwiniętych, potem przeniesienie całego wydobycia do Chin. A kiedy Chińczycy opanowali też przerób tego wszystkiego to zakazali eksportu. Dlatego magnesy neodymowe, niezbędne do turbin bezprzekładniowych można kupić tylko w Chinach.
    A istnieje nowa metoda hutnicza, nadająca się też do tych pierwiastków FCC Cambridge Process, można wygoglować . Jest na etapie małej produkcji i poszukiwania kapitału do wdrożenia przemysłowego.

  5. TT pisze:

    Wszystko fajnie tylko, że w całej analizie pominięto koszty inwestycyjne. Elektolizery kosztują a spora część czasu stoją nie wykorzystane.
    Zresztą z OZE są dwa problemy, pierwszy:: zmienność produkcji – przez zmianę filozofii korzystania z energii, budowanie buforów energetycznych (do tego typu rozwiązania sprowadza się aktualny pomysł gospodarza) zmiany organizacyjne można coś próbować z tym zrobić, drugi: „gęstość” energii – ile materiałów i energii jest potrzebne do budowy porównywalnej mocy elektrowni konwencjonalnej a ile do elektrowni OZE?
    Przy obecnych cenach energii tylko maniacy budują elektrownie (obojętnie jakiego typu), czas zwrotu inwestycji 20-40 lat? (pominięto dopłaty i dotacje)
    „Nadwyżki trudne do zagospodarowania i co za tym idzie bardzo niskie ceny prądu zaczną się pojawiać wtedy, gdy zainstalowana moc OZE zacznie wymuszać awaryjne zmniejszenia mocy elektrowni konwencjonalnych. Nawet przy scenariuszu błyskawicznego rozwoju, musi minąć co najmniej 3-5 lat, zanim zacznie się pojawiać zerowa lub ujemna cena prądu w hurcie, a okresy taniego prądu zaczną być w miarę powszechne.” – a nie zamykanie „nietrafionych” inwestycji? Stan Kalifornia już coś takiego przerabiał.

  6. Sporo rożnych tematów. Dziękuje za uwagi, chyba lepiej się będzie dyskutować przedstawiając je w punktach.
    1.Koszty inwestycyjne- nie pominąłem, przedstawione w uproszczeniu: albo państwowe pokrycie kosztów inwestycji, jeśli nie będzie gwarancji wystarczającej ilości godzin pracy (w ramach programu badawczego lub, w przypadku importerów gazu z Rosji, o charakterze quasi-militarnym), lub wiarygodna polityka gwarantująca opłacalność takiej inwestycji- czyli np. akcyza na gaz doprowadzająca jego cenę do średniej ceny 10 kWh, albo w druga stronę ulga podatkowa. Nie jestem w stanie ustalić jaki procent czasu musza pracować dla komercyjnej opłacalności (bo to przecież zależy od cen gazu i prądu, ale samo ich istnienie zlikwiduje momenty ujemnych cen energii. Elektrolizer jest bardzo trwałą i niskoobsługową rzeczą, czyli po zakupie jego amortyzacja i obsługa nie są dużym problemem. Przy instalacji motywowanej bezpieczeństwem państwa może sobie pracować nawet 2 h w roku na początku, zbiera się doświadczenie inżynierów i techników, dzięki czemu następne instalacje i rozbudowa wychodzą taniej, też ze względu na bezpieczeństwo można wymagać krajowej produkcji .W ten sposób szybciej się dojdzie do opłacalności komercyjnej następnych instalacji. Można wreszcie (i to chyba najlepiej) finansować czymś w stylu feed-in tariff) Napisałem wyraźnie, że komercyjny zakup dziś jest bez sensu
    2. problemy OZE:
    a) zmienność produkcji- wszyscy wiedzą, wiadomo tez, że się da zbilansować. Poważne pytania to ile % OZE można włączyć bez dużych zmian sieci oraz jak to bilansowanie zrobić tanio. Powyżej jest jedna z metod, dla jak najpełniejszego wykorzystanie potrzeba wszystkich- magazynowania, dodatkowego poboru mocy w szczytach produkcji, szybkiej regulacji backupowej mocy.
    b) Dziś trwa błyskawiczny rozwój technologii i jest to trudno powiedzieć. Podejrzewam, że w perspektywie bliskich lat rozpocznie się masowa produkcja pokryć dachowych zintegrowanych z PV, w cenie za m2 zbliżony do okna, a jakieś pokrycie dach i tak musi mieć. Tak samo najnowsze modele 8 MW turbin już się zaczynają zbliżać materiałochłonnością do tradycyjnej energetyki. Następna generacja w okolicach 12- 15 MW powinna być eksploatacji tańsza od węglówek poniżej 50 MW, z budową nieco droższą.
    3. Już dziś OZE mają sens bez żadnych dopłat. Koszty produkcji, razem z podłączeniem, kredytem, itp. są już teraz niższe niż z diesli. Te warunki to generalnie wyspy- zawsze dobre warunki wiatrowe i często dobre słoneczne. Jak wspomniałem wcześniej Aruba zaprzestaje używania paliw kopalnych, przechodzą w całości na prąd z OZE z przechowywaniem w akumulatorach.
    4. Kalifornia to inna sprawa. Program budowy energii odnawialnej był częścią działań w trakcie kryzysu naftowego a jednocześnie sprzątania burdelu i zapaści stanu po Reganie. Program był dość dobry, ale jak tenże Regan został prezydentem to administracja federalna go wykończyła podatkami i innymi metodami.

  7. TT pisze:

    Ad 2b) 8MW w jednym wiatraku to koszmar dla stabilności lokalnej SEE (Systemu ElektroEnergetycznego) i poważny problem dla stabilności globalnej. Dla dobra dyskusji niech ktoś inny spróbuje oszacować jaka powinna być moc zwarciowa węzła SEE w którym jest przyłączony taki wiatrak lub farma wiatrowa (np. 4-16 takich wiatraków). I jakiego rzędu inwestycje w infrastrukturę SĄ potrzebne – rozbudowa linii przesyłowych najwyższych napięć.
    To co może się udać w małej skali nie koniecznie uda się w dużej. OZE i lokalne wytwarzanie energii, lokalne zużycie i lokalne bilansowanie to co innego niż TAKIE monstra.
    Ad 3) Aruba to tropiki.
    Z prywatnych źródeł (nieoficjalnie) to: http://pl.wikipedia.org/wiki/Farma_fotowoltaiczna_w_Wierzchos%C5%82awicach przy dzisiejszych cenach energii elektrycznej w Polsce, plus zielone certyfikaty ma się spłacać 14 lat, w momencie zakończenia inwestycji miało się spłacać w 6 lat. Dokładniej część inwestycji nie pokryta przez UE (50% może nawet 20% ceny instalacji).
    Ad 4) Jakie by nie były przyczyny – taniej było NIE zasilać odbiorców. A to się robi ciekawe.
    Generalnie, energia JEST zbyt tania. Proponuje pierwsza zmianę podejścia do systemu – ocenić nie koszty energii a koszty braku energii.

  8. Yulek pisze:

    Podobny pomysł miał Matthew Simmons. Z tym, że on chciał amoniak wytwarzać w pływających farmach wiatrowych bezpośrednio na morzu. Dosyć ciekawie piszesz. Może i rzeczywiście masz powody do optymizmu. Jednakże, zastanawia mnie, czy masz pomysł na rozwiązanie problemu szczytu dla potasu, a to drugi ważny materiał dla nawozów sztucznych. Choć go akurat nie robi się z paliw kopalnych.
    Znalazłem też materiał dla nauczycieli, jak robić ten plastik z ziemniaków, faktycznie, dużo nie wymaga, jednak, pytanie, jaki wpływ na ceny żywności miałoby zastosowanie ziemniaków, jako źródła plastików. No i potęgowałoby to problem potasu, gdyż ziemniaki wymagają nawożenia potasem. Link do instrukcji (EN) http://www.rsc.org/Education/Teachers/Resources/Inspirational/resources/3.1.7.pdf

  9. Pomysł nie jest żadnym wielkim odkryciem, a nawet zupełnie sobie nie przypisuje jego autorstwa. Amoniak z elektrolizowanego wodoru to rzecz. która działa od kilkudziesięciu lat, a zastępowanie tanim prądem gazu ziemnego się właśnie zaczyna w Niemczech.
    Nad potasem się w ogóle nie zastanawiałem, ponieważ sam temat dotyczy zastąpienia PALIW kopalnych, a nie wszystkich surowców, czy uzdrowienia Ziemii, a sam ten temat jest wystarczająco szeroki, aby starać się trzymać w jego ramach.
    Jeśli już to nie ziemniaki a trzcina cukrowa, której zarówno rośnie wystarczająco dużo, jak też rezerwy terenów do uprawy są ogromne, ale podałem ziemniaki, aby jeszcze bardziej trywialnie brzmiało 🙂

  10. 2b) Nieco wyolbrzymiasz problem. Obecne generatory wiatraków nie są zsychronizowane z siecią, i jako takie nie działają na zasadzie on/off. Są to niskoobrotowe generatory prądu stałego, a jego natężenie się płynnie zmienia, dopiero inwerter sieciowy podaje to do sieci. Na farmie większej ilości wiatraków nie jest tak, że wszystkie załączają się naraz. Te dwie rzeczy sprawiają, że farmy wiatrowe znacznie mniej narażają stabilność sieci niż elektrownia cieplna tej samej mocy- bo tu starczy jedna awaria. Problemu niesterowalności to oczywiście nie zmienia. A gigantem w istocie jest http://en.wikipedia.org/wiki/Enercon_E-126, inni producenci też mają modele tej wielkości, zresztą z takimi wysokościami wiatry sa bardziej stabilne.
    Inna sprawa, że fachowa opinia od strony eksploatacji sieci bardzo by mnie cieszyła.
    3) Tropiki oznaczają tylko brak użycia energii do ogrzewania i lepsze warunki słoneczne. Mała wyspa oznacza łatwość elektryfikacji transportu. Nic nie tworzy jakiejś wyjątkowości.
    4) Zgadzam się, zmarnowano mnóstwo pieniędzy i ludzkiej pracy, podobnie jak nadal się marnuje na OZE w USA. Ale powodem nie jest OZE, a idiotyczna polityka, gdzie bardziej opłaca się robić brać dotacje za przestarzały złom, niż produkować prąd.

    ” Proponuje pierwsza zmianę podejścia do systemu – ocenić nie koszty energii a koszty braku energii.” Nie do końca rozumiem?

  11. TT pisze:

    2b) http://www.enercon.de/en-en/66.htm lub http://en.wind-turbine-models.com/turbines/14-enercon-e-126-7.580

    Cut-in wind speed: 3,0 m/s
    Rated wind speed: 16,5 m/s
    Cut-out wind speed: 34,0 m/s

    Dla porównania: http://pl.wikipedia.org/wiki/Skala_Beauforta

  12. Yulek pisze:

    Przyjrzałem się też trochę kwestii tlenków azotu i muszę stwierdzić, że używanie amoniaku do napędzania pojazdów spalinowych nie wygląda na dobry pomysł. Dwutlenek azotu jest silnie toksyczny, do tego potęguje smog. No chyba, że ktoś wymyśli sposób na odfiltrowanie tlenków azotu i jakiś sposób wiązania ich.

  13. Ten pomysł się nazywa katalizator i jego montowanie jest od dość dawna obowiązkowe w każdym samochodzie benzynowym w większej części świata

  14. Bronek pisze:

    Benzynę ze spalin również już wymyślili http://www.motofakty.pl/artykul/benzyna_z_komina.html
    Swego czasu było głośno o tym, ale coś ucichło, jak to w Polsce.

  15. Yulek pisze:

    Katalizator spalin wraz z sondą lambda pozwala ograniczyć ilość powstających tlenków azotu do minimum, które tworzą się niejako „przypadkiem” ze względu na zawartość azotu w powietrzu atmosferycznym (dlatego fantazjuje się ze stosowaniem membran przepuszczających tylko tlen w układzie dolotowym silnika). Takie katalizatory mają ograniczoną skuteczność, pojazd zasilany amoniakiem będzie emitować więcej tlenków azotu.

  16. OK. Racja z katalizatorem
    Ale też zauważmy, że zmiana prąd -> amoniak -.> napęd jest i tak znacznie mniej wydajna niż prąd -> napęd, nawet jeśli po drodze są baterie. Dlatego raczej należy założyć dość ograniczone zastosowanie, jako sposób wykorzystania obecnych samochodów na LPG albo tam, gdzie pojazd elektryczny już zupełnie nie zdaje egzaminu, czyli możemy założyć zasilanie amoniakiem wyłącznie poza miastami (w miastach ze stopniową poprawą infrastruktury nie widzę przeszkód do prawie wyłączności pojazdów elektrycznych)

  17. Farlander pisze:

    Dzięki za info, to wiele wyjaśnia. Zastanawiałem się jak to możliwe, że w Chinach jest największa koncentracja minerałów ziem rzadkich, a tu chodziło o proces produkcyjny.

  18. […] A gaz jest jeszcze używany w syntezie chemicznej, do ogrzewania i pozostałego użytku domowego. Jak wspominałem, w syntezie chemicznej może i zaczyna być (choć na eksperymentalną skalę) zastępowany elektrycznością, kwestia ocieplania budynków w […]

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

Follow rewolucja energetyczna on WordPress.com
%d blogerów lubi to: