1. 1
Idea CCS
(carbon-capture-storage)
Idea wychwytywania CO2
i jego magazynowania
w ujęciu inżynierii procesowej
prof. dr hab. inż. Roman Zarzycki

2. 2
Dlaczego?
Zanieczyszczenieśrodowiska
ZawartośćCOwatmosferze
Temperatura
Liczbamieszkańców
2
l a t a
Raport U Thanta
I Raport rzymski

3. 3
Każdy ma prawo do własnej opinii,
ale nie do swoich własnych faktów.
Senator Pat Moynihan

4. 4
 Mówimy o klimacie a nie o pogodzie
 Główne czynniki kształtowania klimatu
Fakty

5. 5
Ciągłe zmiany parametrów
orbitalnych Ziemi
Mikołaj
Kopernik
Johannes
Kepler

6. 6
Aktywność Słońca

7. 7
Aktywność Słońca

8. 8
Ciągły ruch kontynentów
i zmiana prądów morskich

9. 9
Atmosfera, Ziemia

10. 10
Pochłanianie ciepła przez różne
związki zawarte w atmosferze
1 p p m 1 p p b 1 p p t
A z o t 0 ,7 8 1
T l e n 0 ,2 0 9
0 , 0 1 0
0 , 0 3 0
W o d a
A r g o n 0 ,0 0 9
C O
M e t a n
2
N e o n 1 8
H e l 5
K r y p to n
3 5 0 · 1 0
2
- 6
·
·
· 1 0
·
1 0
1 0
1 1 0
- 6
- 6
- 6
- 6
6 0 0 0 ·
3 1 0
2 8 0
O z o n
N O
F r e o n y
2
1 0
1 0 · 1 0
·
· 1 0
· 1 0
- 9
- 9
- 9
- 9
W o d ó r 5 0 0 1 0
- 9
N O 3 ,0
P y ł y 2 5 · 1 0
S O 2 0 · 1 0
· 1 0
0 ,1 · 1 0
- 9
- 9
- 9
- 9
2
1 m 3
1 c m
3
1 m m 3
1 m 3
µm3

11. 11
Pochłanianie ciepła przez różne
związki zawarte w atmosferze
17,30%
0,20%
5,39%
77,10%
para wodna chmury CO2 inne gazy

12. 12
Efekt cieplarniany
A t m o s f e r a

13. 13
Początki
 13,6 mld lat – Wielki Wybuch
 4,6 mld lat – powstanie układu
słonecznego
 3,5 mld lat – pojawienie się życia
 5 mln (100 000) lat – człowiek

14. 14

15. 15
Geologiczna skala czasu i ważne
zdarzenia w historii Ziemi
E r a O k r e s E p o k a W ie k w m l n la t Z d a r z e n ia T e m p e r a t u r a
a r c h a i kP r e k a m b r
p r o te o z o ik
k a m b r
o r d o w ik
s y l u r
d e w o n
m i s s i s i p
p e n s y l w a n
k a r b o n
P a le o z o i k
p e r m
t r i a s
j u r a
M e z o z o i k
k r e d a
p a l e o c e n
e o c e n
p a l e o g e n
o li g o c e n
m i o c e nn e o g e n
p li o c e n
p le j s to c e n
K e n o z o ik
c z w a r t o r z ę d
h o lo c e n
4 5 0 0 P o w s t a n i e Z i e m i
2 5 0 0
5 1 0
4 0 8
3 2 3
2 4 5
1 4 6
5 6 ,5
2 3 ,3
1 ,6
2 0 8
6 5
3 5 ,4
5 ,2
0 ,0 1
5 7 0
4 3 9
3 6 2
2 9 0
T l e n w a tm o s f e r z e
P i e r w s z e r o ś li n y l ą d o w e
P i e r w s z e w i e l k ie
w y m i e r a n ie
W y m a r c i e d i n o z a u r ó w
P o j a w i e n i e s ię
h u m a n o i d ó w
K o n ie c o s ta t n i e g o
z lo d o w a c e n i a
D r u g ie w i e l k ie
w y m i e r a n ie
Zimniej
Cieplej

16. 16
1 ,2 m ln . la t
T e m p e r a t u r a
T e r a z
Zmiany temperatury ~1 mln. lat

17. 17
Mała epoka lodowa
Średniowieczne optimum
temperaturowe
Średnia z 3000 lat
Lata
2010
TemperaturaºCZmiany temperatury ~3000 lat

18. 18
Krzywa Keelinga
I V I I

19. 19
Zależność temperatury od aktywności
słonecznej, a zużycie paliw
Temperatura w
Arktyce
Aktywność
słoneczna
Węgielużywany
[mld.ton]
Temperatura
ºC
Gaz
Ropa
Węgiel
Lata
[W/m2
]

20. 20
Porównanie energii
Energia docierająca do Ziemi ze Słońca
c=1372 W/m2
E = c·t·A
Energia wytwarzana ze spalania paliw
Espal=mp·∆Hr
E >>Espal

21. 21
CO2 measurements taken Mauna Loa Observation in Hawaii (in back rising)
plotted against Global surface temperature since 1965 (in red, steady and
falling) taken from Hadley Center Climatic Research Unit of the University East
Anglia. These two sets of statistics are used by the IPCC in it report.

22. 22
400 lat obserwacji słońca
liczba
Współczesne

23. 23
Topnienie lodowców
Zmiana grubości lodowców
[cm/rok]
Skumulowana średnia
zmiana grubości [m]

24. 24
Trend topnienia lodowców
Trend
cofania
się
lodow
ców
Przed wzrostem
zużycia paliw
Po wzroście
zużycia paliw
Gaz
Ropa
Węgiel
Znormalizowanadługośćlodowców,km
Lata

25. 25
Wielkie wymieranie
6 0 0 5 0 0 4 0 0 3 0 0 2 0 0 1 0 0 D z iś
0
6 0 0
8 0 0
4 0 0
2 0 0
Ocalałerodziny
roślinizwierząt
M ilio n y l a t t e m u

26. 26
Polityka UE (do 2020r.)
 zmniejszyć zużycie energii
 zwiększyć zużycie paliw
odnawialnych
 zmniejszyć emisję gazów
cieplarnianych
3∗20

27. 27
Idea geologicznego składowania CO2
Elektrownia
Rafineria
Rezerwuar
ropy/gazu
Solanki
Złoża węgla
Kawerna solna

28. 28
Absorpcja + desorpcja
Dlaczego proces jest kosztowny?
W spalinach jest 10-15% CO2
Związanie CO2 (absorpcja) w cieczy
(niska temperatura/wysokie
ciśnienie)
Uwolnienie CO2 (desorpcja) z cieczy
(wysoka temperatura/niskie

29. 29
Technologia
S p a lin y
In ż y n ie r ia c h e m ic z n a i p r o c e s o w a
G e o lo g ia
S p a lin y
d o a t m o s f e r y
C ie c z
C O 2O g r z e w a n ie
c ie c z y
C h ło d z e n ie
s p a lin
A b s o r p c ja
C O 2
Ogrzewanie
D e s o r p c ja
C O 2
S p r ę ż a n ie W t ła c z a n ie
C h ło d z e n ie
c ie c z y

30. 30
Instalacje do wychwytywania CO2

31. 31
Ekonomia
K O S Z T Y
M a g a z y n o w a n ie
+ t r a n s p o r t
W y c h w y t y w a n ie
>30% droższa energia
>20% większe zużycie surowców

32. Podsumowanie
1. Cały proces i technologia są bardzo
kosztowne
2. Z punktu widzenia inżynierii chemicznej
i procesowej wychwytywanie i transport
są technicznie trudne ale wykonalne
3. Główny problem to zagadnienia
geologiczne

33. 33
Dziękuję za uwagę