Politechnika Krakowska liderem kolejnego międzynarodowego projektu

Dwutlenek węgla to gaz, który w dużej mierze odpowiada za występowanie efektu cieplarnianego. Emitowany jest do atmosfery w procesach wytwarzania energii elektrycznej i ciepła opartych o spalanie paliw. Głównym źródłem jego emisji jest spalanie węgla kamiennego. Obecnie używane instalacje wychwytu dwutlenku węgla, bazujące na mechanizmie absorpcji tego gazu ze spalin, są bardzo energochłonne, co przekłada się na obniżenie sprawności cieplnej elektrowni o ok. 8-10 proc. Ponadto instalacje CCS w elektrowniach parowo-gazowych charakteryzują się stosunkowo dużymi kosztami inwestycyjnymi. Ograniczają też znacznie elastyczność bloku energetycznego, gdyż proces absorpcji jest nieciągły, co utrudnia jego kontrolę w stanach nieustalonych. Do tego instalacje CCS nie współpracują powszechnie z blokami węglowymi polskich elektrowni. 

 

Technologia proponowana przez polsko-norweskie konsorcjum jest w teorii wyraźnie mniej energochłonna. – Do wychwytywania dwutlenku węgla wykorzystuje się sorbent, który przypomina małe granulki. Cyrkuluje on w obiegu zamkniętym, gdzie w specjalnych sekcjach instalacji wiąże adsorpcyjnie cząsteczki CO2, a następnie jest podgrzewany do odpowiedniej temperatury, pozwalając na uwolnienie związanego dwutlenku węgla w sposób kontrolowany – gaz może zostać wtedy np. sprężony i przetransportowany do miejsca składowania. Następnie sorbent jest schładzany i zawracany na początek procesu – tłumaczy kierownik projektu, prof. Sławomir Grądziel. – Ponieważ proces adsorpcji jest ciągły, przyszła instalacja wykorzystująca tę technologię będzie znacznie lepiej współdziałać z blokiem węglowym, nie ograniczając zbytnio jego elastyczności oraz – co najważniejsze – nie obniżać drastycznie jego sprawności. Do tego same instalacje będą znacznie bardziej kompaktowe, dzięki czemu łatwiejsze do wybudowania – podkreśla uczony z Politechniki Krakowskiej. Podstawy metody zostały opracowane przez SINTEF Industry, norweski instytut badawczy specjalizujący się w inżynierii materiałowej, biotechnologii, technologii naftowej, chemii stosowanej i biologii stosowanej. 

W ramach ostatniego etapu badań naukowcy opracują zintegrowany model matematyczny kotła na parametry nadkrytyczne z proponowanym, przetestowanym procesem wychwytywania CO2. Kluczowym aspektem projektu jest również zaprojektowanie specjalnych wymienników ciepła służących do podgrzania i schłodzenia sorbentu, co w przyszłości pozwoli na wybudowanie takiej instalacji w skali przemysłowej. Całkowity koszt polsko-norweskiego przedsięwzięcia oszacowano na 8 930 394,80 złotych.