Nizkoogljične tehnologije tudi v industriji Marko KOVAČ Institut Jožef Stefan Center za energetsko učinkovitost Portorož, Slovenija 16. april 2019 Večjega znižanja emisij v industriji ne bo mogoče doseči brez uporabe novih tehnologij in zamenjave sedanjih energentov. Predstavili bomo, kakšno vlogo bodo pri tem imeli električna energija, vodik in OVE.
Energija v industriji 4.0
Namesto uvoda: Razogljičenje/defosilizacija Elektrifikacija Solarna tehnologija Domače je nartabuljš Toplota/hlad Carbon Capture & Storage % Utilization Bio in sintetičen plin Skrite rezerve - vodik
Mehanika, parni stroji Masovna proizvodnja, tekoči trak, elektrika Avtomatizacija, računalniki, elektronika Omrežja, oblaki, Big Data Vse industrijske revolucije: Večja učinkovitost proizvodnje Resnični učinki le redko omejeni
Napoved prihodnosti z Googlom Energetika v industriji je eden od bolj konzervativnih področij Najstarejša delujoča žarnica na svetu: iz 1901. Na lokalni gasilski postaji Livermore, Kalifornia. Googlova ideja, kaj bo v prihodnje poganjalo industrijo. Google že ve! Meh! Zarota Koliko znanstvenikov rabiš, da zamenjaš žarnico?
Razogljičenje/defosilizacija Najoptimalnejša pot razogljičenja/defosilizacije* je nadomeščanje starih in ekološko ter ekonomskih manj primernih tehnologij z novimi, boljšimi. Zarota? ali Priložnost za izboljšavo izdelka Cena energije je (pre)nizka Zunanje zahteve: zakonodaja, okoljevarstvo ipd. Razlike v izboljšavi ne odplačajo investicije v doglednem času ROI je kralj Zakaj izboljševati izdelke? *Po prof. Katrašniku je bolj smiselno uporabljati besedo defosilizacija, saj bi lahko kakšna bodoča umetna inteligenca razogljičenje jemala preveč dobesedno.
Energija v industrijskih procesih Nadomeščanje starih in ekološko ter ekonomsko manj primernih tehnologij z novimi, boljšimi. Premog Nafta Plin Elektrika (obnovljivi viri)
Povprečna poraba vozila Cd [/] Spremembe so počasne (primer transporta) Edini opazni padec porabe. Zakaj? Boljši rezultati šele v zadnjih letih. Zakaj? Količnik zračnega upora 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Serijski avtomobili Pozor: ne 0 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Leto zajema faktorja rasti avtov! Katzov zakon: Ljudje ravnamo razumno šele takrat, ko so izčrpane vse druge možnosti.
Solarna tehnologija Solarna tehnologija (predvsem PV) zna biti koristna na primer SME: enoizmensko delo, takrat ko je dnevna svetloba. γ sun N Ni večerne konice, ker so vsi doma! ω sun α sun ω PV HEATING CONTROLER INVERTER = BATTERY ~ APLIANCES
Solarna tehnologija: Lovljenje sonca @30 : Poleti: preveč energije Pozimi: premalo @64 : Boljša upravnoteženost poletje - zima
Dnevna rutina
Lokalne rešitve: Lokalna industrija kot del skupnosti Lokalne energetske rešitve: Ekonomsko in tehnološko obvladljive Veliko različnih možnosti Delovna mesta v lokalnem okolju Odvečna toplota Biomasa Shranjevanje toplote Shranjevanje elektrike Sistemi daljinskega ogrevanja
Šparat je treba, pa naj stane kar hoče. Resen problem: najobetavnejše tehnologije so v zgodnji razvojni fazi Bitcoin, fuzija Saj po novem letu boljše bo!
Skladiščenje toplote in/ali hladu Razmeroma učinkovito in poceni Izkoriščanje energije faznega prehoda
Carbon Capture and Storage or Utilizaton Carbon Capture & Storage CCS CCU It s 2019: We need some results or at least a new word It certainly does SUCK!!
Bio in sintetičen plin Veliko ozemlje za gojenje kultur Močno odvisno od subvencij Nedodelana tehnologija in močni stranski učinki Obstoječe tehnologije niso pripravljene (npr. biodizel)
Na hitro o vodiku Vodik za gospodarske namene. Varnostna zahtevna uporaba, tlaki do 800 bar! Sprejemljivo le pridobivanje iz obnovljivih virov (ne fosilna goriva). Toda slaba rapoložljivost: veter le do 3000 h/leto, sonce 1000-2500 h/leto Slab izkoristek: Elektroliza (55-70%) + stiskanje Cena: NREL 5-6 USD / kgh2 oz.13-.15 EUR/kWh
Še o vodiku Vodik za gospodarske namene. Cena: NREL 5-6 USD / kgh2 oz 0.13-0.15 EUR/kWh IRENA do 0.05 EUR/kWh, odvisno od scenarija, pri čemer prevladuje veter. Primerjava z baterijami Cena na shranjeno energijo je v baterijah manjša (0.065 EUR/kWh), toda glede na težo več 100 slabše kot vodik. Tehnološki problemi pri vodiku se zdijo nekoliko manjši. A preseneča hitro padanje cen batetrij (vsaj do pred 1 letom).
Eppur si muove!!! No Way Out! V 409 letih se je poraba energije na zemlji povečala za cca 100