ArGe / ÜrGe? Ürün. Kriter: Yerlileştirme Oranı olabilir. Teknoloji Geliştirme (Ar-Ge) Tasarım. Malzeme. İmalat. Know-How

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ArGe / ÜrGe? Ürün. Kriter: Yerlileştirme Oranı olabilir. Teknoloji Geliştirme (Ar-Ge) Tasarım. Malzeme. İmalat. Know-How"

Tülay Gün
5 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Sunum Planı Teknoloji ve Ürün Nedir? Teknoloji ve Ürün Geliştirme Süreçleri Enerji Sistemlerinde Teknoloji Geliştirme Dünya da Termik Santral Teknolojilerindeki Durum Türkiye deki Mevcut Durum ve Gelişimi Sonuçlar 2

2 ArGe / ÜrGe? Teknoloji Geliştirme (Ar-Ge) Tasarım Ürün Malzeme İmalat Know-How Kriter: Yerlileştirme Oranı olabilir.

Ar-Ge ve Ürün Örnekleri Teknoloji, ürünlerin

fiziksel çalışma prensiplerinin bütününü ifade eder.

yerine getirmek üzere tasarlanmış ve üretilmiş bir

Akışkan Yatakta Yakma Teknolojisi Pulverize Kazanda

3 Ar-Ge ve Ürün Örnekleri Teknoloji, ürünlerin fonksiyonlarını yerine getirmek için kullandıkları fiziksel çalışma prensiplerinin bütününü ifade eder. Bu tanımıyla ürünün çalışabilmesini sağlayan temeldir denilebilir. Ürün, malzeme veya enerjiyi kullanarak bir fonksiyonu yerine getirmek üzere tasarlanmış ve üretilmiş bir sistem olarak tanımlayabiliriz. Akışkan Yatakta Yakma Teknolojisi Pulverize Kazanda Yakma Teknolojisi Gazlaştırma Teknolojisi 150 MWt Gücünde Akışkan Yataklı Kazan 300 MWt Gücünde Pulverize Kazan IGCC Kombine Çevrim Santralı 4

ölçekli düzenekler) Hazır Olma (Entegre Sistem ve Testler Kullanıma

4 Teknoloji / Ürün Geliştirme Süreci Ticari Lab ölçekli Pilot ölçekli Demonstrasyon ölçekli Konseptin Fizibilitesi (lab. ölçekli düzenekler) Hazır Olma (Entegre Sistem ve Testler Kullanıma Hazır Teknoloji Konsept Geliştirme (Fonksiyonel analizler) Ürün Geliştirme Süreçleri 5

5 Enerji Sistemlerinde Teknoloji Yol Haritası Lab. Ölçekli Sistem Pilot Ölçekli Sistem Demo Sistem (Ön-Ticari) Ticari Sistem yıl arasında zamana ihtiyaç var 6

Termik Santrallarda Teknoloji Gelişimi Katma

üründe mevcut teknoloji ile gidilebilecek

6 Termik Santrallarda Teknoloji Gelişimi Katma Değer / Birim Yatırım 1980 ler 1990 lar 2000 ler Ultra Süperkritik Verim %50 Süperkritik Verim %43 Kritik Altı Verim %36 Zaman Bir üründe mevcut teknoloji ile gidilebilecek sınırlar sizi yeni bir teknolojiye geçmeye zorlar.

7 Ürün Geliştirmede Tasarımın Önemi Teknoloji Geliştirme (AR-GE) Tasarım Malzeme İmalat Teknik Fizibilite Konsept Seçimi Temel Tasarım Detay Tasarım

Tasarımın Önemi Personel 15% Tasarım 5% Malzeme 50% Tasarım

Genel Giderler 30% Ü r ü n Tasarım aşaması ürününün toplam

8 Tasarımın Önemi Personel 15% Tasarım 5% Malzeme 50% Tasarım maliyetinin, toplam üretim maliyetindeki oranı %5 dir. Genel Giderler 30% Ü r ü n Tasarım aşaması ürününün toplam maliyetini belirlerken, özellikle konsept tasarımının genel maliyete etkisi %75 dir. %75 %10 T a s a r ı m *Ullman, David. G., 2010, The Mechanical Design Process, McGraw Hill, Boston, 4-5 9

9 Teknolojik Seyir Daha yüksek güç, Daha yüksek verim (daha az yakıt tüketimi), Daha düşük emisyon, Talepleri nedeniyle termik santral teknolojileri sürekli olarak gelişmekte ve farklı uygulamalarla bu hedeflere ulaşılmaya çalışılmaktadır. 10

Termik Santrallarda Teknoloji Gelişimi Daha az kömür

45% 30% 15% = 31% = %25 = %31 = 35% 167 bar 538 C = %36

Süperkritik (%43) 285 bar 600-610 C %46 350 bar 700-720

10 Termik Santrallarda Teknoloji Gelişimi Daha az kömür tüketimi > Daha az CO2 Ultra-Süperkritik ( %50) net 60% 45% 30% 15% = 31% = %25 = %31 = 35% 167 bar 538 C = % bar C > % bar C >%43 Süperkritik (%43) 285 bar C % bar C > %50 Kritik Altı (%36) 0%

Dünya da Kömüre Dayalı Elektrik Üretimi Dünya elektrik enerjisi üretiminin % 46 sı kömüre dayalı gerçekleştirilmekte olup en yüksek olduğu 5 ülke sırasıyla

11 Dünya da Kömüre Dayalı Elektrik Üretimi Dünya elektrik enerjisi üretiminin % 46 sı kömüre dayalı gerçekleştirilmekte olup en yüksek olduğu 5 ülke sırasıyla aşağıdaki gibidir. G. Afrika ( % 93) Polonya ( % 92) Çin ( % 79) Hindistan (% 69) ABD (% 49) Türkiye de ise (%45,4 doğalgaza dayalı, kömürden ise % 29 civarı) 12

12 Gelişmekte Olan Kömür Yakma Teknolojileri Sub-C Sub-C Sub-C SC Oxi- Yanma η=%43 Gazlaştırma SC USC PC η=%50 SC CFB η=%43 Oksidasyon IGCC η=%42 Kısa Dönem Uzun Dönem Orta Dönem 13

13 PC Yakma Teknolojileri Buhar koşullarının iyileştirilmesine rağmen halen Dünyada yapımı devam eden santralların yarısı Sub-C teknolojidedir. USC kazan ve buhar türbin maliyeti Sub-C teknolojiye göre yaklaşık % 50 daha fazladır. Ancak verim ve emisyonlar yönüyle kazandırdığı avantajlar dikkate alındığında Maliyet (USC)= 1,15* Maliyet (Sub-C) denilebilir. USC PC de buhar şartları: C/250 bar ve üzeri, verim % ve gelişmeler bu değerin yıl içinde % 50 ye varacağını bize göstermektedir. 550 Mwe@350 bar/720 C, η =%50, Almanya Kazan, türbin ve borularda halihazırda gaz türbinlerinde kullanılan Ni esaslı süperalaşımlar üzerine çalışmalar devam etmektedir (COMTES700,AD700,DOE-led). 14

14 CFB Yakma teknolojisi PC kazanlara göre esnek yakıt avantajı olan ve farklı kömürlerin değişik boyutlarda daha düşük sıcaklıklarda (850 C altı) yakılmasının sağlandığı ve emisyonların daha düşük seviyelerde olduğu bir teknolojidir. Yerli linyitlere uygunluğu Emisyon limitlerini sağlamadaki avantajları SC CFB teknolojisinde ilk uygulama (FW) Polonya nın Lagisza (2009) şehrinde uygulanmıştır. 460 MWe, 282 bar/582 C, η=% 43.3 (2.cisi G.Kore de devreye alınmak üzere) 15

15 Sub-C Tekn0lojiler ve CO2 Salınımı? CO2 emisyonunun % 70 i kömür yakıtlı termik santral kaynaklıdır. Dolayısıyla santral verimimin arttırılması hem daha az yakıt yakılacağı anlamına geldiğinden hem düşük emisyonlar sağlanacak hem de emisyonların tutulması teknolojileri fizibil hale gelebilecektir. Sub-C teknolojide bir santralda CO2 tutmak (retrofit) santral veriminde % 12 lere varan bir düşüşe sebep olduğu için fizibıl değildir. CCS teknolojilerinin uygulanabilmesi ancak yeni devreye alınacak bir SC ve üstü santralda uygulanabilir bir çözümdür. 16

16 IGCC Teknolojisi IGCC teknolojisi kömür temelli bir kombine çevrim teknolojisidir ve çevrimde gaz türbini ile buhar türbini vardır. Gaz türbini için gerekli gaz, kömürün gazlaştırılmasıyla ya da kömürün kısmı olarak oksidasyonu sonrasında elde edilen gazın temizlenmesiyle elde edilir. IGCC yeni gelişen bir teknoloji olup dünyada yalnızca 6 ünitede uygulaması olup şu an gelinen seviyede çok pahalı olmasının yanında emreamadelik sorunu vardır. 17

Oxi-Yanma Teknolojisi CO2 tutmak üzere geliştirilmiş bu yakma teknolojisinde yanma havası (% 21 O2) yerine havadan elde edilen saf oksijen (% 95

Bu durum yanma sıcaklığını arttırdığından yanma sonrası ürünlerde (emisyonlar) önemli düşüşlere neden olur.

Havada yaklaşık % 80 oranında bulunan Azot yanmada ve baca gazında CO2 yoğunluğunun seyreltilmesine yardımcı olur.

17 Oxi-Yanma Teknolojisi CO2 tutmak üzere geliştirilmiş bu yakma teknolojisinde yanma havası (% 21 O2) yerine havadan elde edilen saf oksijen (% 95 saflıkta ve % 30 oranında kullanılır) kullanılır. Bu durum yanma sıcaklığını arttırdığından yanma sonrası ürünlerde (emisyonlar) önemli düşüşlere neden olur. Bu teknik hem PC hem de CFB kazanlarda uygulanabilir. Havada yaklaşık % 80 oranında bulunan Azot yanmada ve baca gazında CO2 yoğunluğunun seyreltilmesine yardımcı olur. Ancak, CO2 in bu seyreltilmiş baca gazından aminler (NH2) kullanılarak alınması pahalı bir işlemdir. Oxi-yanmada içerisinde CO2 ve su buharı bulunan baca gazında su buharının yoğuşturulmasıyla CO2 in tutulmaya hazır hale getirilmesi (% 90) sağlanmış olur. İlk pilot tesis Almanya da (2008) 30 MWt olarak uygulanmıştır. Ticari olarak ise 2015 yılında Avusturya da 30 MWe gücünde bir ünite devreye alınacaktır. Retrofit ile ABD de 200 MWe. 18

18 Kömürden Enerji Eldesinde Alternatifler 1 ton 150 $ Kömür Sıvı Yakıt (Gazlaştırma) 1 ton 138 $ Kömür Elektrik (IGCC) 1 ton Kömür 105 $ Elektrik ve Isı (CHP) (SubC, Yakma) 1 ton 88 $ Kömür Elektrik (Sub-C, Yakma) 1 ton 50 $ Kömür Katı Yakıt 19 Değerler F.Akgün ün sunumundan alınmıştır.

Trend Konular ve Türkiye İçin Fırsatlar Yakma Teknolojileri Oxi-Yanma (PC, CFB ve IGCC ile) Emisyonlar Oxi-yanma ve CO2 tutma Kömür hazırlama Kömür zenginleştirme Kömür kurutma Akışkan Yataklı

19 Trend Konular ve Türkiye İçin Fırsatlar Yakma Teknolojileri Oxi-Yanma (PC, CFB ve IGCC ile) Emisyonlar Oxi-yanma ve CO2 tutma Kömür hazırlama Kömür zenginleştirme Kömür kurutma Akışkan Yataklı kurutma Susuzlaştırma Online kalite kontrolü (sunum 1.5) ve harmanlama Külsüzleştirme Ana Ekipmanlarda Buhar türbinleri Değirmenlerde dinamik ayırma Plazma ateşleme (start-up da) Malzeme Teknolojileri Ni ve Cr tabanlı süper alaşımlar 20

20 Türkiye de Kömürü Dayalı Santral Yatırımları 21

21 Önümüzdeki Yol Şu an yerli linyite göre kurulmakta olan santralların CFB (SubC) teknolojide olduğu, SC teknolojilerin ise ithal kömür için tercih edildiği görülmektedir. CFB (SubC) için bir süre daha fırsatlar olduğu ve özellikle CHP şeklinde uygulanması bu sürenin uzamasına, CO2 kısıtlamasının ise bu süreyi azaltıcı yönde etki yapacağı öngörülebilir. 22

22 Sonuç Enerjiye olan ihtiyaç devam ettiği sürece kömüre dayalı elektrik üretimi artarak devam edecektir. Özellikle ülkemiz için birincil yerli enerji kaynağı kömür olduğu için bu kaçınılmazdır. Türkiye vakit kaybetmeden enerji alanındaki hedeflerini elde etmek üzere tüm sorumlu kurumları kapsayan bir teknoloji yol haritası ve buna hizmet eden eylem ve uygulama planları çıkarmalıdır. Değişen emisyon limitleri yeni teknolojilerle donatılmış yüksek verimli santralları zorunlu kılmaktadır. Mevcut santralların verimleri retrofit ile yeni teknolojilerin uygulanmasının önünde engeldir. Önümüzdeki teknolojik gelişme sürecinde konvansiyonel emisyonların dışında bizi bekleyen en önemli emisyon kaynağı CO2 salınımları olacaktır. 23

Benzer belgeler

KÖMÜR GAZLAŞTIRMA KAVRAMSAL TASARIMI

KÖMÜR GAZLAŞTIRMA KAVRAMSAL TASARIMI Vedat MIHLADIZ Özet Bu sunumda TKĐ de yapılan kömür gazlaştırma pilot tesisi kurma çalışmaları özet olarak anlatılacak ve bundan sonra kurulacak tesislere ışık tutacak