SELVA TÜZÜNER DEK-TMK 11. ENERJİ KONGRESİ EKİM 2009 İZMİR

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "SELVA TÜZÜNER DEK-TMK 11. ENERJİ KONGRESİ 21-23 EKİM 2009 İZMİR"

Basak Özgür
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ SORUNUNDA TEKNOLOJİK ARAYIŞLAR, KARBON TUTMA VE DEPOLAMA (CARBON CAPTURE AND STORAGE-CCS) SELVA TÜZÜNER DEK-TMK 11. ENERJİ KONGRESİ EKİM 2009 İZMİR

2 CO 2 AZALTIMI Fosil yakıt kullanımının azaltılması, Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının artırılması, Enerji tasarrufunun ve enerji verimliliğinin geliştirilmesi,, Verimli ve gelişmiş teknolojilerin uygulanması,

artırılması, Enerji tasarrufunun ve enerji

3 MEVCUT YÖNTEMLERLE CO 2 AZALTIMI YETERLİ Mİ? CO 2 in atmosferdeki birikiminin stabilize edilebilmesi için mevcut CO 2 azaltım yöntemlerinin yeterli olmadığı görülmüştür. Fosil yakıtların, özellikle kömürün önemli bir enerji kaynağı olmaya devam edeceği beklenmektedir. Fosil yakıtlı enerji üretiminde verimi artırmak üzere teknolojik gelişmeler vardır, ama bu gelişmelerin de yeterli olamayacağı anlaşılmıştır. Daha etkin azaltım sağlayan teknolojiler geliştirilmelidir. Bu teknolojik gelişim de KARBON TUTMA VE DEPOLAMA teknolojisidir.

Fosil yakıtların, özellikle kömürün önemli bir enerji kaynağı olmaya devam edeceği beklenmektedir.

4 KARBON TUTMA VE DEPOLAMA VE BİLEŞENLERİ Karbon tutma ve depolama (KTD); tesiste oluşan CO 2 in tutulması, depolanacak alana taşınması, güvenli bir şekilde depolanması, bileşenlerinden oluşan bir teknolojiler bütünüdür. Her bileşen de kendi içinde bazı prosesleri, işlemleri kapsamaktadır. Bu nedenle, KTD karmaşık bir yapıya sahiptir.

depolanması, bileşenlerinden oluşan bir teknolojiler bütünüdür.

5 UYGULAMA ALANLARI Fosil yakıt kullanan elektrik üretim tesisleri, Rafineriler, Hidrojen üretim tesisleri Bazı endüstriler (çimento, demir-çelik, petro-kimya v.b.)

6 KARBON TUTMA CO 2 tutma, baca gazından CO 2 in ayrılması, sıkıştırılması, kurutulması, taşınmaya ve depolanmaya hazır hale getirilmesi işlemlerini kapsar. Elektrik enerjisi üretimi için karbon tutma teknolojileri: Yanma sonrası (Post-combustion) Yanma öncesi (Pre-combustion) Oksi-yakıt yakma (Oxy-fuel combustion)

7 YANMA SONRASI KARBON TUTMA Santralda (konvansiyonel, süperkritik, v.b. santrallar) baca gazında kirletici emisyonlar (SO 2, NO X, PM) en aza indirildikten sonra CO 2 tutma prosesine geçilir. Yanma sonrası CO 2 tutma için bazı yöntemler: Solvent ile sorbent ile Membran ile Solvent ile (özellikle monoetanol amin) tutma en az maliyetli, en az enerji kullanan ve gelişmiş, ticarileşmiş bir yöntemdir.

8 YANMA SONRASI KARBON TUTMA (SOLVENT İLE) BACA GAZI ARITMA (EF, BGD, denox) BACA GAZI ABSORPSİYON KOLONU (Solvent ile CO 2 tutma) SOLVENT SOLVENT + CO 2 SOLVENT REJENERASYON CO 2 BUHAR HAVA YAKIT KAZAN BUHAR SIKIŞTIRMA VE KURUTMA BUHAR ÇEVRİMİ ELEKTRİK

tutma) SOLVENT SOLVENT + CO 2 SOLVENT REJENERASYON CO 2 BUHAR

9 YANMA ÖNCESİ KARBON TUTMA Entegre gazlaştırma kombine çevrim (Integrated gasification combined cycle - IGCC) santrallarında kullanılmaya uygundur. İlk aşamada kızgın kömür üzerinden buhar geçirilir, sentez gazı (synthesis gas) oluşur. C x H y + H 2 O xco + (x+y/2) H 2 (sentez gazı) Sentez gazı kirleticilerden temizlenir. İkinci aşama: CO + H 2 O H 2 + CO 2 CO 2 solvent (örn. Metanol)yardımı ile tutulur. Kirletici emisyonlar için de-so X, de-no x gibi ilave arıtma tesisleri gerekmez.

İlk aşamada kızgın kömür üzerinden buhar geçirilir, sentez gazı (synthesis gas) oluşur.

10 YANMA ÖNCESİ KARBON TUTMA HAVA BUHAR KÖMÜR G A Z L A Ş T I R M A SENTEZ GAZI VE GAZLAŞTIRMA İLE OLUŞAN DİĞER GAZLAR GAZ TEMİZLEME KOMBİNE ÇEVRİM BACA GAZI ELEKTRİK SENTEZ GAZI(CO/H 2 ) ÇEVRİM REAKTÖRÜ CO 2 /H 2 CO 2 TUTMA CO 2 SIKIŞTIRMA KURUTMA

TEMİZLEME KOMBİNE ÇEVRİM BACA GAZI ELEKTRİK SENTEZ GAZI(CO/H

11 OKSİ-YAKIT YAKMA Yakıtın yakılmasında hava yerine oksijen kullanılır. Bu nedenle, hava ayrıştırma ünitesi bulunmaktadır. Baca gazında su buharı sıkıştırılırak ve soğutularak ayrılır. Baca gazındaki kirletici emisyonlar arıtılır. Geride kalan CO 2 sıkıştırılarak depolanmaya hazır hale getirilir. Hava ayrıştığından ve yanma öncesinde azot ayrıldığından dolayı azot oksitler için arıtma sistemi gerektirmez.

Baca gazında su buharı sıkıştırılırak ve soğutularak ayrılır.

12 OKSİ-YAKIT YAKMA N 2 HAVA HAVA AYRIŞTIRMA ÜNİTESİ BACA GAZI TEMİZLEME CO 2 SIKIŞTIRMA KURUTMA O 2 BACA GAZI KÖMÜR KAZAN BUHAR ÇEVRİMİ ELEKTRİK

13 KARBON TUTMA VE SIKIŞTIRMA SANTRAL CO 2 TUTMA ELEKTRİK $/kw TİPİ TEKNOLOJİSİ ÜRETİMİ ARTIŞ ORANI DÜŞÜŞ ORANI Süperkritik Yanma Pulverize Kömür Sonrası -%24 +%62 Süperkritik Oksi Yakıt Pulverize Kömür Yakma -%20 +%42 Entegre Gazlaştırma Kombine Çevrim Yanma Öncesi -%19 +%32

Pulverize Kömür Sonrası -%24 +%62 Süperkritik Oksi Yakıt Pulverize

14 CO 2 İN TAŞINMASI Sıkıştırılmış ve nemi alınmış CO 2 iki türlü taşınmaktadır. Borularla taşıma (tercih edilen yöntem) Tankerler ile taşıma (LNG taşınması gibi) Taşınacak mesafe, miktar, taşıma yöntemi maliyeti etkileyen hususlardır.

15 CO 2 İN DEPOLANMASI Depolama yöntemleri: Petrol kuyularında üretim verimini artırma (Enhanced oil recovery-eor) Bu yöntem Türkiye de dahil uzun yıllardır petrol üretiminde uygulanmaktadır. Doğalgaz kuyularında üretim verimini artırma (Enhanced gas recovery-egr) Tükenmiş petrol ve doğalgaz kuyuları Tuz oluşumlarına depolama Kömür yataklarında metan çkışının artırılması (Enhanced Coal Bed Methane Recovery ECBM) Okyanuslara depolama

Doğalgaz kuyularında üretim verimini artırma (Enhanced gas recovery-egr) Tükenmiş petrol ve doğalgaz

16 KTD NİN TEKNİK YÖNLERİ İç elektrik tüketiminin artması ile santral verimliliği düşer. KTD olgunlaşmış bir teknoloji değildir ve hala geliştirilme aşamasındadır. Birkaç proje dışında, KTD bileşenlerinin tümünü kapsayan büyük ölçekte proje bulunmamaktadır. Mevcut eski tesislere uygulanmasında, fiziksel, teknik, mali zorluklar vardır ve fizibıl değildir. Eski santrallarda zaten düşük olan verimlilik daha da düşer. Depolama konusunda sızdırmazlık, ölçüm ve izleme önemlidir. Henüz uzun yıllar güvenli bir şekilde depolanabileceği konusu risk taşımaktadır.

Birkaç proje dışında, KTD bileşenlerinin tümünü kapsayan büyük ölçekte proje bulunmamaktadır.

17 KTD NİN MALİ YÖNLERİ KTD nin her aşamasından gelen maliyet santral maliyetine eklenmektedir. Bu nedenle maliyet aşırı yüksektir. Maliyetin çok yüksek olması teknolojinin yaygınlaşmasında en önemli engeldir. Uluslararası seviyede yeni finansman mekanizmalarının oluşturulması gereklidir. Yüksek maliyet nedeniyle, gelişmekte olan ülkelerde uygulanması çok zordur. Maliyetlerin düşmesi uzun zaman alacaktır. KTD finansal risk taşımaktadır.

Maliyetin çok yüksek olması teknolojinin yaygınlaşmasında en önemli engeldir.

18 BAZI MALİYET KARŞILAŞTIRMALARI Karbon tutmasız em. değ. (kgco 2 /kwh) Karbon tutmalı em. değ. (kgco 2 /kwh) kwh başına CO 2 azaltım yüzdesi (%) Karbon tutmasız toplam yat.maliyeti ($/kw) Karbon tutmalı toplam yat.maliyeti ($/kw) Karbon tutmalı yüzde yatırım artışı (%) Karbon tutmasız elektrik maliyeti ($/kwh) Karbon tutmalı elektrik maliyeti ($/kwh) Karbon tutmalı el.maliyetinde artış ($/kwh) Karbon tutmalı el.maliyetinde yüzde artış(%) Net CO 2 tutma maliyeti ($/tco 2 ) PULVERİZE KÖM. SANT. 0,736-0,811 0,092-0, ,043-0,052 0,062-0,086 0,015-0, ENTEG. GAZ. K.Ç. SANT. 0,682-0,846 0,065-0, ,041-0,061 0,054-0,079 0,009-0, IPCC Specıal Report, Carbon Capture and Storage, III. Working Group

maliyetinde artış ($/kwh) Karbon tutmalı el.maliyetinde yüzde artış(%) Net CO 2 tutma maliyeti ($/tco 2 ) PULVERİZE KÖM. SANT.

19 KTD NİN İDARİ, HUKUKİ YÖNLERİ Karbon tutma, taşıma, depolama yerlerinin farklı olması mülkiyet hakları açısından sorun yaratır. KTD nin farklı aşamalarındaki yetki ve sorumluluklar arasındaki sınırların iyi çizilmesi ve bu konuda hukuki düzenlemelerin yapılması gerekir. Aksi taktirde ihtilaflar olacaktır. IEA ve AB tarafından yapılan çalışmalar vardır ama henüz tam anlamıyla hukuki altyapı ve çevre mevzuatı oluşmamıştır. AB çevre mevzuatında değişiklik (ÇED, LCP, IPPC, ETS vb. direktiflerde) yapmıştır. Ancak, ilave mevzuat gerekir (örn. depolamanın izlenmesi, ölçümler, v.b.).

20 KTD NİN YAYGINLAŞMASI KTD nin henüz geliştirilme aşamasında olması, olgunlaşmamış olması, belirsizlikler içermesi, santral verimliliğinde azalma, özellikle yüksek maliyetler bu teknolojinin yaygınlaşmasında ve ticarileşmesinde engeller oluşturmaktadır. Mevcut tesislerde uygulanmasında mali, teknik ve fiziki ilave zorluklar bulunmaktadır. Uzun bir süredir kullanılan EOR (Petrol üretimini artırma) dışında, diğer depoalama yöntemlerinde önemli belirsizlikler ve riskler vardır. IEA, AB ve uzmanlar, teknolojinin çözümlenmesi gereken sorunlarını dikkate alarak, KTD ye 2050 lerin teknolojisi gözüyle bakmaktadırlar.

Mevcut tesislerde uygulanmasında mali, teknik ve fiziki ilave zorluklar bulunmaktadır.

21 ARASINDA KTD NİN YAYGINLAŞMASI IEA, Technology Roadmap, Carbon Capture and Storage-2009

22 KTD NİN GELECEĞİ KTD geleceğin teknolojisi olma yolundadır. IEA tarafından hazırlanan yol haritasına göre, teknolojinin yaygınlaşması 2020 lerden sonra hız kazanacak ve bu gelişme çoğunlukla gelişmiş ülkelerce gerçekleştirilecektir lerde ise sera gazlarında %50 azalma hedeflenmektedir (Blue Map Scenario). Yol haritasına göre, sera gazı azaltımında KTD nin etkilerinin görülmesi 2020 lerden sonraya kalacaktır. Diğer bir deyişle, 2012 sonrasının dönemini kapsayacağı dikkate alındığında, bu dönemde taahhütlerin yerine getirilmesinde KTD nin etkisi pek görülemeyecektir.

24 TEŞEKKÜR EDERİM

Benzer belgeler

KARBONDİOKSİT (CO 2 ) TUTMA VE DEPOLAMA

KARBONDİOKSİT (CO 2 ) TUTMA VE DEPOLAMA Muzaffer Başaran - Makine Yüksek Mühendisi 1. ÖZET Son yıllarda küresel ısınma ve iklim değişikliği kavramları Dünya gündemine oturmuş ve bunu önlemek için neler