Modelová analýza kombinované technologie CCU a akumulace elektrické energie

Abstract

Tato práce se zabývá problematikou akumulace elektrické energie produkované obnovitelnými zdroji do syntetického zemního plynu. Pomocí elektrolytického rozkladu vody a následné syntézy vodíku s oxidem uhličitým vzniká v Sabatierově reakci methan. Kyslík z elektrolýzy je využíván v oxyfuel fluidním kotli, kde spalováním dřevních pelet vznikají spaliny bohaté na oxid uhličitý, který je po vyčištění použit pro metanizaci. V teoretické části jsou popsány všechny použité technologie a v modelové části je sestaven model technologie v programu Aspen Plus a jsou provedeny simulace různých provozních scénářů provozu systému. Ze simulací byly získány měřené parametry z oblastí látkových a energetických bilancí a vodního hospodářství a na základě těchto výstupů byla provedena citlivostní analýza sledující reakce systému na změny vstupů. Součástí modelové části je také výpočet dimenzování napájecích obnovitelných zdrojů.

This work deals with the issue of accumulation of electricity, produced by renewable sources, into synthetic natural gas. Through the electrolytic decomposition of water and the subsequent synthesis of hydrogen with carbon dioxide, methane is formed in the Sabatier reaction. Oxygen from electrolysis is used in an oxyfuel fluidized bed boiler, where the combustion of wood pellets creates a stream of carbon dioxide rich flue gas which is after relevant treatment used for methanation. The theoretical part describes all the technologies used and in the model part the technology is compiled in the Aspen Plus program and simulations of various operating scenarios of the system operations are performed. Measured parameters from the areas of material and energy balances and water management were obtained from the simulations, and on the basis of these outputs, a sensitivity analysis was performed to monitor the system's response to changes in inputs. Part of the model part is also the calculation of the sizing of renewable power supplies.