RECETOX, Masaryk University, Brno, CR holoubek@recetox.muni.cz; http://recetox.muni.cz Ivan Holoubek Environmentální aspekty průmyslových činností (02a) Výroba energie Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky 2Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Globální primární produkce E 3Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Globální primární produkce E 4Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Globální atmosférické koncentrace CO2 5Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Globální spotřeba paliv a globální emise CO2 z různých typů paliv, 1970- 2020 6Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Podstata skleníkového efektu 7Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Růst koncentrace CO2 8Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Průběh změn průměrné globální teploty Země 9Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Vývoj koncentrace CO2 v ovzduší a průběh teplot na Zemi za posledních 200 let 10Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Vývoj spotřeby fosilních paliv, koncentrace CO2 v ovzduší, průměrné globální teploty a nákladů na krytí škod způsobených živelnými pohromami 11Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Spalování fosilních paliv 12Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Spotřeba E v rozvojových zemích, 1995-2020 13Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Fosilní paliva 14Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Zdroje znečištění prostředí TĚŽEBNÍ ČINNOST  uhlí - hlušina  kovy, rudy - hlušina  ropa – úniky  narušení krajiny ZPRACOVÁNÍ UHLÍ  těžba – (S), hlušina,zásahy do krajiny  doprava využití:  výroba energie a tepla  výroba koksu  výroba plynu  úprava  surovina pro chemický průmysl 15Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Povrchový důl na hnědé uhlí 16Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Povrchová těžba uhlí 17Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Výroba energie primární Energetické zdroje sekundární Primární - získané přímo z přírody (dřevo,uhlí, ropa, uranová ruda) Sekundární - úpravou primárních zdrojů a jejich přeměnou (svítiplyn, brikety, benzín, nafta, topné oleje ) 18Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Obnovitelné – prakticky nevyčerpatelné – sluneční záření, E vodních toků, větrná E, geotermální Přírodní zdroje energie Neobnovitelné – vyčerpatelné – uhlí, ropa, zemní plyn Výroba energie 19Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Obnovitelné zdroje Primární Využitelná forma E Rozpad radionuklidů uvnitř země Geotermální Sluneční Vodních toků Záření z kosmického prostoru Ledovců Větrná Mořských vln a proudů Chemická Pohyb planet Příliv, odliv 20Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Nárůst počtu obyvatel a spotřeby E 1950 1980 1990 2000 Nárůst Počet obyvatel (mld) 2,5 4,4 5,2 6,1 2,44-krát Spotřeba primární E (mld. tmp) 2,0 11,8 19,0 29,0 16,94-krát Spotřeba E /obyv. (tmp /obyv.) 1,04 2,7 3,65 4,75 21Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Růst spotřeby primárních zdrojů 22Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Výroba elektřiny 23Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Vývoj energetiky 24Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Skladba spotřeby primárních zdrojů v ČR a EU 25Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz  vyčerpané prvotní energetické zdroje  zanedbatelná zásoba ušlechtilých paliv  energetická náročnost ekonomiky  relativně nižší úroveň zhodnocení paliv a energie Možná opatření:  zvýšení účinnosti při využívání E a orientace na úsporná opatření (krátkodobé hledisko)  vývoj a zavádění technologií usnadňujících přechod a zplynování (střednědobé)  uplatnění nefosilních zásob E (dlouhodobé)  restrukturalizace průmyslu  snížení energetické náročnosti Energetické problémy ČR 26Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Elektrárna Mělník 27Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Elektrárna Prunéřov II 28Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Distribuci stopových prvků v okolí tepelné elektrárny 29Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Důsledky výroby energie 30Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Důsledky výroby energie 31Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Možná opatření pro snížení vlivů tepelných elektráren na ŽP  zvýšení rozptylu – extrémně vysoké komíny  jednorázová opatření k dočasnému zlepšení: - na vstupu – použití kvalitnějšího paliva - na výstupu – chemické vázání škodlivin  použití kontinuálních metod odsiřování méně hodnotných paliv a tuhých paliv s vysokým obsahem síry  použití bezodpadových technologií 32Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz  odsiřování paliv - zplyňování paliv s následným zachycením H2S  desulfurace spalin 200 MW – spaliny 1 – 1,2 mil. m3.h-1 plynu (T = 130 – 180 °C) ČR: Hnědé uhlí – popel, S, As Jedno z hlavních paliv do roku 2000:  zhoršující se kvalita  soustředění jeho spalování do elektráren vybavených odsiřovacím zařízením  zplyňování uhlí s velkým obsahem síry Hlavní způsoby omezování plynných emisí 33Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Ropa:  nejpoužívanější energetický zdroj  surovinová základna petrochemického průmyslu  spalování odpadů z petrochemie  těžké topné oleje – S – odstranění technologicky možné vyšší cena (hydrogenace H2S)  lehké topné oleje – malospotřebitelé ve městech Zemní plyn: - nejušlechtilejší palivo – náročné technologické procesy, komunální bytová sféra, surovina pro chemický průmysl Hlavní způsoby omezování plynných emisí 34Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Kombinace výroby tepla a elektřiny: účinnost klasické elektrárny – max. 40% kombinace - ~ 70% rozvod tepla - emise se nezmenšují, ale jsou soustředěny na jedno místo Hlavní problémy: SO2, NOx, prach, těžké kovy, PAHs ….. Vliv energetiky na ŽP Uhlí Topný olej Zemní plyn SO2 (bez odsíření) [t.r -1] 120 000 38 600 20 SO2 (odsíření) [t.r -1] 24 000 2 000 0 NO2 (bez) [t.r -1] 27 000 26 000 13 400 TČ (bez) [t.r -1] 270 000 26 000 518 TČ ( s čistěním) [t.r -1] 2 000 150 4 Radioaktivní látky [Mbq.r -1] 740 18,5 0 Odpadní teplo [mld kWh.r -1] 15% 1,64 1,71 2,2 Spotřeba chladící vody [mld l.r –1] 10 000 10 000 10 000 35Research Centre for Toxic Compounds in the Environment http://recetox.muni.cz Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky