Pro Atom web - vyvracení mýtů o jaderné energetice
| Seznam jaderných elektráren | Download |
  Hlavní menu
Úvodní stránka
Odkazy
Ankety
Aktuality
TOP 15

Podpořte nás
Naše ikonka

O nás


  Rubriky


  Reklama

  Reklama



  Pro Atom web
Email: proatom zavináč luksoft.cz
ISSN 1802-5331

(c) 2007-2008
Zásady ochrany osobních údajů






Ekologie

* Ukládání oxidu uhličitého

Vydáno dne 03. 04. 2008 (5741 přečtení)

I když CO2 není přímým energetickým zdrojem, tak téměř každou energetickou transformaci provází. Jeho význam vzrostl zejména jako skleníkový plyn. Necítím se kompetentní posuzovat do jaké míry ovlivňuje oteplování klimatu, ale každopádně významně vstupuje do energetické bilance zdrojů jako realita.

Hlavním impulzem k snahám o snížení CO2 bylo doporučení panelu klimatologů IPCC, které EU převzala a k tomu vydala direktivy pro obchodování s povolenkami s CO2 a ukládání pod povrch země. Takto se CO2 (a jeho ekvivalenty) stal hlavním hrdinou v klimatických a energetických hrách ve formě enviromentálně-energetických balíčků EU. Viz [1]. Pokusíme se problémy kolem CO2 shrnout a zdokumentovat, jaký je současný stav realizace a jaké by to mohlo mít důsledky pro energetickou bilanci a životní prostředí. Nejdříve ale potřebujeme poznat co je ve hře:

1. Rezervoáry CO2 - přirozené ukládání [2].
Je to prostředí, ve kterém je CO2 uchováván ve formě stabilních uhlíkových sloučenin t.zv "propady uhlíku" carbon sinks. Při destabilizaci dochází k uvolňování CO2 do atmosféry a snižování uhlíku v prostředí.
-- Největším rezervoárem CO2 je oceán.
Odhaduje se, že v současné době oceán pohlcuje 1/3 antropocentrického CO2. Ukládání CO2 se účastní 2 procesy t.zv. rozpustnostní pumpa a biologická pumpa. Biologická pumpa - sada biologických procesů transportuje uhlík do nitra oceánu a za dlouhou dobu se stávají zdrojem pro tvorbu fosilních sedimentů. Z celkového množství uhlíku tvoří jen nepatrnou část ukládaného uhlíku. Největší část tvoří rozpustnost.
-- Druhým rezervoárem CO2 je půda. Půda obsahuje více uhlíku, než je uloženo ve vegetaci a atmosféře dohromady. Uhlík je uložen fe formě organických látek zvaných humus Viz [3]. Intenzivním hospodařením a odnímáním organických zbytků po sklizni dochází k výraznému snižování uhlíku v půdě a ve formě CO2 unikáním do atmosféry. Humus se v půdě akumuluje do teploty 25°C. To je jeden z důvodů, proč je pod tropickými džunglemi velmi nízká vrstva humusu. V oblastech, kde se provádí t.zv. hospodaření slash and burn mýcením a vypalováním dochází do 3 let k vytěžení půdy, t.zn. zbavení půdy humusu a přenosu uhlíku v podobě CO2 do atmosféry.
Traviny významě přispívají ke zvýšení humusu v půdě zejména prostřednictvím kořenového systému. I když dojde k zapálení travin, CO2, který unikne do atmosféry je kompenzován uhlíkem po hoření ve formě zuhelnatělých zbytků, které se ovšem musí ponechat v půdě. Celkový efekt ukládání uhlíku u travin je neustálé zvyšování jeho obsahu v půdě. Viz [2], [3]
.-- Další rezervoár je rostlinstvo
- lesy, mohou být považovány za uhlíkově neutrální při dostatečné hustotě a diverzitě, nejvíce však podléhají působení člověka při těžbě a monokulturním pěstováním, jako je mýcení lesů, pro pěstování plodin potravinových a biomasy. Tropické zalesňování s dostatečnou biodiverzitou může zmírnit přírustek CO2 do atmosféry. Tropický les produkuje při fotosyntéze kyslík, ale současně z tlejících organických zbytků produkuje skleníkové plyny. Podle měření, proces tlení probíhá mnohem pomaleji než produkce kyslíku, takže celkový výsledek je pozitivní.
V USA lesy ukládají 10 % uhlíku, který je uvolněn při hoření fosilních paliv. Pokud by měly být splněny podmínky Kyoto Protokolu, musely by USA k současnému stavu zalesnit celé území Texasu bez těžebného režimu. Hospodářsky využívané lesy (nikoliv deštné pralesy) dlouhodobě nejsou rezervoárem uhlíku s ohledem na jejich různorodé hospodářské využívání - topení, stavební meteriál, dřevěné výrobky.

Poznatky z odstavce 1.
Při přirozeném koloběhu uhlíku v přírodě dochází k přirozené cirkulaci. Zde je hlavním problémem udržení rovnováhy mezi produkcí CO2 a jeho ukládáním. Tento proces byl zcela přirozený někdy před 10000 lety. Stále větší zasahování člověka do přírodního cyklu má za následek porušování rovnováhy na jednu nebo na druhou stranu. Současné trendy se však převažují na stranu snižování uhlíku v rezervoárech, tedy vyčerpáváni životodárného humusu, zejména způsobem hospodaření na půdě odnímáním organického materiálu k průmyslovému nebo energetickému použití, využívání lesů. Za posledních 50 let se snížil v půdách mírného pásu obsah humusu o 20 až 40%. Jsou snahy o udržení rovnováhy uhlíkové bilance, ale zatím je to na úrovni studií. Viz [4].

2. Umělé ukládání CO2.
V odstavci 1 jsme uvedli možnosti přirozeného ukládání uhlíku, které jsou víceméně v rukou člověka, jak bude s půdou zacházet, aby ji uchoval. Z uvedeného je patrné, že jde o značný podíl CO2, který má člověk možnost ovlivnit racionálním nebo neracionálním hospodařením s půdou ve smyslu tvorby a udržení humusu návratem organických látek do půdy.

Rozvojem společnosti však dochází k masivnímu spalování fosilních paliv pro zemědělskou, průmyslovou výrobu a dopravu s velkou produkcí skleníkových plynů. Spalování fosilních paliv dochází k podstatnému vychýlení uhlíkové rovnováhy ve prospěch tvorby skleníkových plynů.
Námitka, že když např.dřevo použiji ke stavebním účelům a není hned spáleno neprodukuje CO2, leda za několik stolení jeho rozkladem. Jenomže dřevo musí být sklizeno, nařezáno, odvezeno, skladováno, impregnováno, opracováno vloženo do stavby a k tomu je třeba tolik energie s produkcí skleníkových plynů, kolik by samo dřevo spálením vyprodukovalo.
Nebo námitka, že biomasa je uhlíkově neutrální, t.zn. kolik CO2 se spálením vyprodukuje, tolik se při fotosyntéze váže viz. odst. 1. Jenomže k rovnovážné produkci přistupují všechny technologické operace spojené s přípravou půdy, pěstováním, hnojením, ošetřením pesticidy, sklizní, dopravou, skladováním, řezáním, sekáním, sušením a dalším zpracováním např. fermentací se současnou další produkcí CO2. Konkrétní produkce nad rovnovážný stav CO2 závisí na obsahu uhlíku a rozsahu technologických operací.
Při umělé produkci CO2 do atmosféry vzniká požadavek, aby jako skleníkový plyn byl uměle vracen zpět do půdy. Tento proces však znamená, že CO2 musí být nejdříve zadržen, oddělen, skladován, aby nedošlo k úniku do atmosféry, přepraven na místo uložení a musí být provedena operace samotného uložení. Na to samozřejmě musí být vynaložena energie s produkcí dalšího CO2 včetně infrastruktury. Zachycení a komprese CO2 vyžaduje dle [9] 24 až 40% produkce energie při současné produkci dalšího CO2.
Příklad:1000 MW uhelná elektrárna vyprodukuje 6 milionů tun CO2 ročně a požaduje skladování pro 7 950 000 m3 CO2. Viz [5],[6].

3. Zachycení a uložení CO2.
Zatím je zachycení CO2 provedeno pomoci roztoku amino-radikálů postupem, který se běžně používá v rafineriích a petrochemických závodech k oddělování H2S a CO2.
Další metody, které jsou zatím ve vývoji: Tlaková swing adsorbce, tepelná swing adsorbce, membránová separace plynu, vazba na bikarbonát NaHCO3, použití řas Viz [8] a další.
Vlastní uložení odděleného CO2:
-- Na dno oceánu přímou injektáží, kde kapalný CO2 reaguje na pevný CO2 hydrát, který se postupně rozpouští v okolní vodě.
Riziko: Následky na životní prostředí, uhlík může zůstat v roztoku jako molekulární CO2. Viz [2].
-- Přímá injektáž do podzemních geologickcých formací jako vyčerpané ropné vrty, podzemní vodní vrstvy, opuštěných uhelných dolů. Viz [2].
-- Uložení v pevných minerálech ve formě karbonátových pevných solí. Viz [2].
Do konce roku 2007 byly v provozu 4 projekty pro úschovu CO2, nejstarší z r. 1996 Sleipner Norsko v Severním moři. Největším světovým projektem je Weyburn Saskatschewan Kanada. Salah Alžírsko, oddělující CO2 od zemního plynu a znovu vracen do podzemí. Future Gen v USA, který je prezentován jako první projekt ukládání CO2 v souvislosti s klimatem, kdežto prvé 3 projekty již pracovaly před vyhlášením akce o ukládání CO2

4. Závěrem
EU vydala rozsáhlý dokument o ukládání CO2. Založila konzultační středisko expertů v Technical University of Athens pro energetické modelování, zahrnující technické problémy, environmentální rizika, problémy managementu, geologický výzkum vycházející z dokumentů IPCC a IEA. Projektu se účastní celá řada evropských vědeckých pracovišť. [10]
Je to monstrózní projekt zaměřený jednosměrně na fosilní zdroje. Marně budeme hledat snahu o řešení snižování CO2 s využitím jiných zdrojů energie, které CO2 neprodukují vůbec.
Z uvedeného přehledu je patrné, že zvyšování obsahu skleníkových plynů v atmosféře způsobují jak fosilní paliva, tak různé formy využívání biomasy.Umělé ukládání CO2 je složitý a nákladný proces, u kterého není jisté jaké budou dopady pří hromadném použití. Co je ale jisté, že to podstatně ovlivní ekonomiku fosilních energetických zdrojů a tím i celou energetiku. Ve hře je ještě využívání biomasy, které porušuje uhlíkovou rovnováhu ve smyslu zvyšování skleníkových plynů v atmosféře, kterou ale projekt ukládání neřeší. Pro stabilní dodávku energie jsou tu jaderné zdroje, které neprodukují CO2, ale to stále zůstává na okraji zájmu EU.
No, asi to bude dobrodružství.

Přehled odkazů:
[1]Environment EU
[2] Ukládání CO2
[3] Půdní uhlík
[4] Koloběh uhlíku
[5] Clean coal
[6] CO2 z uhelné elktrárny
[7] Zachycení CO2
[8]Použití řas
[9] Carbon capture and storage
[10] Directive of EU (EP)

[Akt. známka: 1,00 / Počet hlasů: 3] 1 2 3 4 5
Celý článek | Autor: Mojmír Štěrba | Počet komentářů: 212 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek




  Anketa
Co byste zvolili za nejpřijatelnější alternativu?

Prolomení těžebních limitů (zbourání Horního Jiřetína) (335 hl.)
 
Garance ceny pro nové bloky Temelína (70 Eur/MWh) (287 hl.)
 

Celkem hlasovalo: 622

  Výměna odkazů

Přípony souborů

Zkratky

Vlajky států světa

Tapety na plochu PC

Infrapanely

Moderní a úsporné infrapanely. Zjístě více informací o infratopení.






  Nejčtenější články
Spotřeba elektrické energie
(04. 03. 2006, 39577x)
Jaderné fóry
(01. 04. 2007, 37507x)

  Kde to vře!
Zajistíme energii bez prolomení limitů?
27. 04. 2012
Počet komentářů: 2282

Regulace obnovitelných zdrojů – scénář S2040
02. 01. 2012
Počet komentářů: 2259

PERMAKULTURA – příběh jedné komunity
16. 02. 2007
Počet komentářů: 1294

Fotovoltaika - kšeft, za který všichni zaplatíme
22. 02. 2009
Počet komentářů: 1063

Potěmkinovské šílenství s obnovitelnými zdroji
02. 04. 2008
Počet komentářů: 731

BIOETANOL - naše naděje nebo past?
07. 04. 2006
Počet komentářů: 719


  Poslední komentáře
  • Jsem pro to, aby se zkoumaly různé možnosti, jak získávat (ale hlavně jak USPOŘIT) energii (u jadern . . . (Obnovitelné zdroje energie neexistují!)
  • U fotovoltaických systémů váhově převažuje beton (pokud nejsou organickou součástí střechy), potom . . . (Stop radioaktivnímu uhlí, start Zwentendorf!)
  • Dokazal to nekdo spocitat kdy JE vyprodukuje tolik energie kolik se do ni ze vsech zdroju vlozilo a . . . (Argumenty proti jaderné energetice)
  • Žiji na farmě, máme cca 100 ha polí a mléčný skot. Téma permakultury mě tedy docela zajímá, protože . . . (PERMAKULTURA – příběh jedné komunity)
  • Žiji na farmě, máme cca 100 ha polí a mléčný skot. Téma permakultury mě tedy docela zajímá, protože . . . (PERMAKULTURA – příběh jedné komunity)

  •   Počítadlo přístupů




    Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

    Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
    Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
    nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.