podrozdział z pracy magisterskiej

Najłatwiejszym sposobem rozwiązania problemu emisji gazów wysypiskowych jest zainstalowanie na składowisku studzienek odgazowujących i spalanie nagromadzonego gazu w pochodni pionowej. Taki system jest szczególnie potrzebny na składowiskach, które w wyniku rekultywacji zostały pokryte materiałem wodoodpornym (np. warstwą gliny lub geomembraną). Wtedy pasywne odgazowanie lub aktywne pompowanie gazu składowiskowego jest częścią systemu bezpieczeństwa składowiska. W tym miejscu należy zaznaczyć, że emisja gazu wysypiskowego bezpośrednio do atmosfery bez spalania lub innych metod unieszkodliwiania jest obecnie niedopuszczalna w świetle obowiązujących umów i przepisów międzynarodowych obowiązujących w Unii Europejskiej. W przypadku wystarczającej ilości gazu warto rozważyć możliwość wykorzystania zebranego gazu składowiskowego na potrzeby komunalne, głównie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych. Obecnie technologie energetycznego wykorzystania gazu wysypiskowego (głównie do produkcji energii elektrycznej i ciepła) są jedną z najszybciej rozwijających się gałęzi energetyki nietradycyjnej.

Typowe przykłady wykorzystania obejmują:

• produkcję energii elektrycznej w silnikach iskrowych, dwupaliwowych (dual fuel) lub turbinach,
• produkcję energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych,
• produkcję energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych,
• dostarczanie gazu wysypiskowego do sieci gazowej,
• wykorzystanie gazu jako paliwo do pojazdów,
• wykorzystanie gazu w procesach technologicznych, np. w produkcji metanolu.

Pierwsze systemy wykorzystania gazu wysypiskowego na świecie zastosowano przy produkcji cegieł i materiałów ceramicznych oraz jako substytut gazu ziemnego dla położonych nieopodal dużych zakładów przemysłowych. Obecnie technologie energetycznego wykorzystania gazu wysypiskowego (głównie do produkcji energii elektrycznej i cieplnej) należą do najszybciej rozwijających się gałęzi energetyki niekonwencjonalnej.

Pozyskanie gazu wysypiskowego

W większości przypadków gaz uzyskuje się przez perforowane rury pionowe. Może dlatego, że jest to najłatwiejszy sposób instalacji systemu po utworzeniu wielokąta.

Jednak na wielu składowiskach podczas składowania odpadów wykonano poziomy system rurociągów. Ta metoda ułatwia pozyskiwanie gazu od samego początku jego powstawania; można go zebrać przed zamknięciem (przykryciem) składowiska. Czasami wysypisko jest pokryte wodoodporną powłoką – wtedy prawie cały gaz można zebrać i wydobyć. Jest to jednak bardzo drogie rozwiązanie. Stosowany jest w krajach o surowych wymaganiach dotyczących przykrywania składowisk. Ale ponieważ to rozwiązanie nie pozwala wodzie wniknąć w głąb składowiska, wytwarzanie gazu wkrótce ustaje. W związku z tym konieczne będzie pompowanie wody lub ścieków pod osłoną w celu wsparcia produkcji gazu. Gaz wydobywany jest ze składowiska za pomocą pompy lub kompresora, który kieruje go do systemu energochłonnego. Podłączenie poszczególnych odwiertów do systemu pompowania gazu i energii może być realizowane na różne sposoby. Najstarszym i chyba najczęstszym rozwiązaniem jest podłączenie studni do kolektora głównego, który obiega składowisko.

Głównym problemem takiego systemu jest kontrola zarówno jakości, jak i ilości gazu. Kolejnym problemem jest wykrywanie wycieków, ponieważ wszystkie studnie są zawarte w jednym systemie. Najlepszym rozwiązaniem, które zapewnia niższe koszty eksploatacji i dobre warunki dla pracowników, jest ułożenie oddzielnych rur z każdej studni do pompy i zbudowanie stacji regulacyjnej.

Podsumowanie

Rozdział ten jest bardzo podobny do poprzedniego, ale koncentruje się przede wszystkim na procesach produkcji biogazu z biomasy, w szczególności z odpadów zwierzęcych w biogazowniach rolniczych, osadów ściekowych w oczyszczalniach ścieków czy odpadów organicznych na składowiskach odpadów komunalnych.

Technologie energetycznego wykorzystania biomasy rozwijane są od dziesięcioleci w krajach wysoko rozwiniętych. Kraje europejskie, takie jak Dania, Austria i Szwecja, pracują nad energią odnawialną od 20 lat. W Niemczech udział biomasy w produkcji zielonej energii wynosi 5%.

Obecnie w Polsce zarejestrowanych jest ponad 700 składowisk odpadów. Większość z nich nie ma możliwości kontrolowania emisji gazów wysypiskowych. Około 100 dużych składowisk odpadów komunalnych doskonale nadaje się do zorganizowanego usuwania gazów wysypiskowych. Już dziś łączna moc instalacji produkujących energię z gazu wysypiskowego zapewnia 5,44 MW energii elektrycznej i 3,5 MW ciepła. Zainteresowanie wykorzystaniem biogazu z oczyszczalni ścieków jest duże. Od 1994 roku w naszym kraju zainstalowano 30 biogazowni o łącznej mocy 14,5 MW energii elektrycznej i 24,4 MW energii cieplnej.

W tym miejscu warto wspomnieć o niewykorzystanym potencjale gospodarstw produkujących odpady zwierzęce w postaci obornika. Daje to duże szanse na wykorzystanie zakładów fermentacji – produkcji biogazu, który może być wykorzystany jako niemal niewyczerpalne źródło paliwa do domowych kotłów. Niestety jednak w tej dziedzinie jest jeszcze wiele do życzenia i jeszcze przez jakiś czas takie instalacje będą rzadkością.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

Biogaz ze ścieków komunalnych produkowano w Polsce przed II wojną światową. Następnie zrezygnowano z tego procesu ze względów ekonomicznych, by powrócić do niego ponownie w latach 90. Produkcja biogazu w mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków odbywa się w osadowej części oczyszczalni, gdzie osad pierwotny i tzw. osad wtórny poddawane są procesom stabilizacji beztlenowej w oddzielnych zamkniętych komorach fermentacyjnych, zwanych również WKF. Wytworzony biogaz może być w całości wykorzystany na potrzeby samej oczyszczalni lub przy nadprodukcji wykorzystany w sieci lub do celów technologicznych. Poniżej omówiono podstawowe informacje o budowie, zasadach działania biogazowni przy oczyszczalniach ścieków oraz właściwościach i dostępnych możliwościach wykorzystania biogazu.

Znacznie trudniej jest oszacować koszty inwestycji odzysku biogazu z osadu ściekowego na oczyszczalniach ścieków, gdyż zależą one w bardzo dużym stopniu od specyfiki danego miejsca, typu surowca i jego ilości. Najczęściej jednak dokładne wyliczenie kosztów budowy instalacji biogazowej na oczyszczalni ścieków nie jest możliwe ponieważ niektóre z elementów technologii biogazowej (np. osadniki, komory fermentacyjne) są jednocześnie częścią składową linii technologicznej samego procesu oczyszczania ścieków. Przykładowa instalacja w oczyszczalni ścieków w Olsztynie kosztowała w 1995 roku 390.000 PLZ przy średniej ilości ścieków 56.000 m³/dziennie i produkcji biogazu 360.000 m³/rocznie. Ocenia się, że granica opłacalności tego typu inwestycji generalnie kształtuje się powyżej 10.000 m³ ścieków na dobę.

W jednej z pierwszych biogazowni na oczyszczalni ścieków w Bielsko-Białej klasyczne, produkcyjne silniki agregatów prądotwórczych na gaz ziemny zostały przystosowane do zasilania biogazem przez obniżenie stopnia sprężania i wprowadzenie nowego układu zapłonowego. Po wykonaniu nowego kolektora dolotowego wprowadzono mieszalnikowy układ zasilania biogazem konstrukcji polskiej firmy NGV AUTOGAZ. Standardowo z 1m³ osadu (4-5% suchej masy) można uzyskać 10-20 m³ biogazu o zawartości ok. 60% CH^Przy spalaniu biogazu w silnikach iskrowych (po wcześniejszym odsiarczeniu) można uzyskać 1,7 – 1,9 kWh energii elektrycznej .W biogazowni na oczyszczalni ścieków w Sitkówce k. Kielc firma Kruger zainstalowała generatory Caterpillar przystosowane do zasilania biogazem oraz w pełni automatyczny układ sterowania umożliwiający współpracę i synchronizację urządzeń z siecią energetyczną. Generatory wyposażono również w układ odzysku energii cieplnej z obiegu chłodzącego i wydechowego.Biogaz również jest odprowadzany do kotłowni, gdzie są używane kotły z palnikami na biogaz (często przy możliwości wymiany na palniki olejowe).

Według danych z 2012 r. w Polsce funkcjonowało 76 oczyszczalni z instalacjami do utylizacji biogazu ściekowego o łącznej mocy ok. 41 MW. Według danych Polskiej Agencji Rynku Energii za rok 2010 potencjał produkcji biogazu z osadów ściekowych szacowany jest na 96,9 mln m3, co odpowiada ok. 2 PJ energii elektrycznej, o kaloryczności 21,4 MJ/m3. W porównaniu z innymi źródłami biogazu potencjał ten jest niewielki (poniższa tabela).

Tabela1. Potencjał produkcyjny biogazu w Polsce

Źródło: POTENCJAŁ PRODUKCJI BIOGAZU W POLSCE Wojciech Gis i inni

Jak widać, maksymalne wykorzystanie biogazu ściekowego to zaledwie około 4 procent całkowitego potencjału biogazu w kraju.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

Biomasa to substancja organiczna powstająca w wyniku procesu fotosyntezy. Przyrost biomasy roślinnej zależy od intensywności nasłonecznienia, biologicznie zdrowej gleby i wody. W Polsce z 1 hektara użytków rolnych zbiera się rocznie około 10 ton biomasy, co odpowiada około 5 tonom węgla kamiennego[1].

Ponadto przyszłość ma wykorzystanie tzw. biogazu, uzyskiwanego w wyniku fermentacji biomasy. To cenne paliwo gazowe zawiera 50-70% metanu, 30-50% dwutlenku węgla oraz niewielką ilość innych składników (azot, wodór, para wodna). Surowcami do produkcji biogazu są odchody zwierzęce, odpady roślinne, ścieki… . Wydajność procesu fermentacji zależy od temperatury i składu przefermentowanej substancji. Prawidłowa temperatura fermentacji to 30-35oC dla bakterii mezofilnych i 50-60oC dla bakterii termofilnych. 20-50% uzyskanego biogazu zużywa się na utrzymanie takich temperatur w komorach fermentacyjnych.

Charakterystyka i podział źródeł

Biogaz nadający się do celów energetycznych może powstawać w procesie fermentacji beztlenowej[2]:

• odpadów zwierzęcych w biogazowniach rolniczych,
• osadu ściekowego na oczyszczalniach ścieków,
• odpadów organicznych na komunalnych wysypiskach śmieci.

Fermentacja beztlenowa jest złożonym procesem biochemicznym zachodzącym w warunkach beztlenowych. Substancje organiczne są rozkładane przez bakterie na proste związki – głównie metan i dwutlenek węgla. W procesie fermentacji beztlenowej do 60% materii organicznej przekształcane jest w biogaz. Biogaz składa się głównie z metanu (CH4) – 55-70%, 32-37% CO2, 0,2-0,4% N2 i 6 g/100 m3 H2S przed odsiarczeniem i poniżej 0,01 g/100 m3 H2S po tym przetwarzaniu. Szybkość rozkładu zależy głównie od właściwości i masy surowców, temperatury oraz optymalnie dobranego czasu trwania procesu. Biogaz o wysokiej zawartości metanu (powyżej 40%) może być wykorzystywany do celów komunalnych i domowych, głównie do celów energetycznych lub w innych procesach technologicznych. Typowe przykłady użycia:

• produkcję energii elektrycznej w silnikach iskrowych lub turbinach,
• produkcję energii cieplnej w przystosowanych kotłach gazowych,
• produkcję energii elektrycznej i cieplnej w jednostkach skojarzonych,
• dostarczanie gazu wysypiskowego do sieci gazowej,
• wykorzystanie gazu jako paliwa do silników trakcyjnych/pojazdów,
• wykorzystanie gazu w procesach technologicznych, np. w produkcji metanolu.

Biogaz z odpadów zwierzęcych

Biogaz o dużej zawartości metanu (powyżej 40%) może być użyty jako paliwo w turbinach gazowych do produkcji energii elektrycznej oraz w jednostkach (agregatach) do produkcji energii w cyklu skojarzonym, bądź tylko do wytwarzania energii cieplnej zastępując gaz ziemny lub propan-butan. Ciepło uzyskiwane z biogazowni może być przekazywane do instalacji centralnego ogrzewania, ogrzewania pomieszczeń lub do komór fermentacyjnych dla przyspieszenia procesu fermentacji. Elektryczność może być wykorzystywana na potrzeby własne (np. do napędzania pomp w oczyszczalni obniżając zużycie elektryczności z sieci) lub sprzedawana do sieci.

Przykładowy system fermentacji beztlenowej z odzyskiem ciepła na potrzeby własne, składa się z instalacji biogazowej do fermentacji, komory gazowej, płyty kompostowej, mieszarki, oddzielacza zanieczyszczeń, rozdrabniacza i pakowarki kompostu. Ważnym elementem systemu są wymienniki ciepła. Ciepło odpadowe z silników biogazowych wykorzystywane jest tu m.in. do podgrzewania jeszcze nie przefermentowanej gnojowicy, dzięki czemu można lepiej kontrolować temperaturę fermentacji i sam proces powstawania biogazu.

[w przyszłym miesiącu ciąg dalszy tej pracy magisterskiej]

---

[1] Serwis zajmujący się tematyką OZE http://www.bio.energia.priv.pl. [już niedostępny]

[2] Ibidem

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

Pierwszą maszyną napędową, która zastąpiła siłę mięśni ludzkich a następnie zwierząt było koło wodne , służyło do czerpania wody oraz do mielenia zbóż Wiadomym jest, że pierwsze koła wodne o wale poziomym istniały już w I wieku p.n.e. na terenach państwa rzymskiego,[11] a opisał je nadworny architekt cesarza Oktawiana Augusta – Marcus Witruwiusz (Vitruvius) Pollio w swym dziele Architektura z lat 25-23 p.n.e. Opisany przez niego młyn z kołem wodnym o osi poziomej jest już wyposażony w przekładnię zębatą, poprzez którą napędzano młyński kamień bieżnikowy osadzony na drugim wale pionowym. Ten typ młynów nazywa się w literaturze światowej młynem rzymskim lub młynem Witruwusza.

Najprawdopodobniej jeszcze wcześniej istniały młyny z kołami wodnymi osadzonymi na wale pionowym razem z kamieniem bieżnikowym. Te bardzo proste rozwiązania miały wirnik obracający się w płaszczyźnie poziomej, do którego doprowadzano wodę rurą o znacznym nachyleniu. Wirniki te były kołami wodnymi typu natryskowego. Woda uderzała w zamocowane na ich obwodzie liczne półczarki lub ukośne deseczki (rys.2).

Ten typ młynów jest nazywany w literaturze zajmującej się historią młynarstwa i wykorzystania sił wodnych młynami tureckimi (lub greckimi) albo młynami turbinowymi. Najprawdopodobniej powstały one na terenach Małej Azji, a w Anatolii są jeszcze do dzisiaj bardzo powszechne. W Polsce natomiast nie napotkano na tego typu silniki wodne.

Rys.2 Natryskowe koło wodne (młyn turecki ) 1-rura doprowadzająca wodę 2-łopatki[12].

Wracając do kół wodnych o osi poziomej, należy stwierdzić, że ich rozpowszechnianie się na cały świat oraz stałe ulepszanie dało początek (razem z siłowniami wiatrowymi, czyli wiatrakami) tzw. pierwszej rewolucji przemysłowej. Rozróżnia się na ogół 3 typy kół wodnych, mianowicie: nasiębierne, śródsiębieme i podsiębierne (rys. 3). Na Podhalu można jeszcze spotkać inny typ koła wodnego, zwanego Wołoską. (rys. 4).

 

Rys.3 Koło wodne o wale poziomym : a) nasiębierne b) śródsiębierne c) podsiębierne[12].

Rys.4 Koło wodne „Wałaska” 1-rynny doprowadzające wodę , 2-odprowadzenie wody [13].

Specjalną odmianą koła wodnego podsiębiernego były młyny wodne; koło wodne było zainstalowane między dwiema połączonymi ze sobą i zakotwiczonymi łodziami a w ruch wprawiał je prąd wodny w rzece.Koła wodne napędzały najróżniejsze urządzenia w zakładach przetwórczych (np. młyny zbożowe i prochowe, folusze) oraz w tartakach i kuźniach zwanych też miotowniami.[14] Pod koniec średniowiecza koła wodne stały się najważniejszym źródłem mocy mechanicznej, osiągając moce rzędu kilkudziesięciu kilowatów. Przyczyniły się w znacznej mierze do uprzemysłowienia Europy Zachodniej, tym samym do wzrostu jej znaczenia gospodarczego rys(3).

Dalszy rozwój silników wodnych jest już ściśle związany z turbinami wodnymi. Podstawą ich rozwoju były prace teoretyczne D. Bemoulliego (1730 r.) i L. Eulera, który po raz pierwszy zastosował aparat kierowniczy, oraz doświadczenia J. Segnera (młynek Segnera z 1750 r.) jak i prof. Bourdina (1824 r.), który tym silnikom nadał nazwę turbina. Pierwszym rozwiązaniem turbiny wodnej, które znalazło praktyczne zastosowanie w przemyśle była turbina B. Fourneyrona (1827 r.) z promieniowym przepływem wody. Problemem spornym jest powstanie turbiny Girarda, która jest typową turbiną o przepływie osiowym. Według krajowych badań rys. [4] jej wynalazcą jest Filip Girard (założyciel zakładów Iniarskich w Żyrardowie), który w latach 1826-1844 przebywał w Polsce a w 1828 r. opracował i zainstalował dwie turbiny wodne wg swego pomysłu w dobrach gen. Ludwika Paca w Dawspudzie. Turbiny te stanowiły napęd wielkich młocami. Historycy francuscy twierdzą natomiast, że ten typ turbiny wynalazł Louiz-Dominique Girard w 1853 r.[15]

Kolejne rozwiązanie osiowej turbiny wodnej opracował Hens-chel w 1841 r. Często nazywa sieją turbiną Jonuala. Henschel w swej konstrukcji zastosował po raz pierwszy stożkową rurę ssawną, zwaną początkowo osiowym dyfusorem. Wymienione typy pierwszych turbin wodnych przedstawiono na rys.5. Wielki przełom w rozwoju reakcyjnych turbin wodnych datuje się od 1849 r., w którym Amerykanin James Bicseno Francis wynalazł nowy typ turbiny o przepływie osiowo-promieniowym. Pierwsze turbiny Francisa miały nieruchome łopatki kierownicze, a dopiero w 1859 r. Fink opracował aparat kierowniczy, z przestawialnymi łopatkami kierowniczymi, umożliwiającymi uzyskanie regulacji oddawanej mocy oraz wysokich sprawności przy szerokim zakresie obciążeń . Ten typ turbiny jest do dnia dzisiejszego powszechnie stosowany dla średnich spadów.

Rys.5 Rozwiązania pierwszych turbin wodnych a)turbina Foumeyrona 1828r.b)turbina Girarda 1828r. c)turbina Henschela-Jonval 1841-843r. 1-wirnik,2-kierownica,3-dyfazor [16].

W roku 1884 Amerykanin tester Allen Pelton wynalazł turbinę akcyjną stosowaną dla wysokich spadów wody, na ogól powyżej 300 m i dlatego u nas jest bardzo rzadko stosowana. Olbrzymim postępem w budownictwie turbin wodnych był wynalazek (1918 r.) prof. Wiktora Kapłana, który opracował wirnik typu śmigłowego z przestawialnymi łopatkami wirnika, współpracujący z regulowanym aparatem kierowniczym. Rozwiązanie to, dzięki podwójnej regulacji, charakteryzuje się bardzo wysokimi sprawnościami w zakresie obciążenia 20 do 100% oraz odpowiednio dużymi przełykami szczególnie przy niezbyt wysokich spadach. Ten typ wirników – które są stosowane w najróżniejszych układach doprowadzenia wody do wirnika jak i położenia wału – są obecnie najbardziej rozpowszechnionym typem turbin dla niskich spadów i to zarówno dla małych, jak i wielkich turbozespołów. Pewną modyfikacją tych turbin jest turbina typu Deriaza z wirnikiem o rozwiązaniu diagonalnym (łopatki wirnika są ustawione ukośnie w stosunku do osi wału turbiny).Do olbrzymiego rozwoju turbin wodnych na całym świecie przyczyniło się w końcu ubiegłego stulecia ich sprzężenie z generatorami elektrycznymi, a następnie – dzięki transformacji na wysokie i bardzo wysokie napięcie – powstała możliwość przesyłania energii elektrycznej na znaczne odległości.

Obecnie największą na świecie jest elektrownia ITAIPU na granicznej rzece Parana między Brazylią i Paragwajem o całkowitej mocy 12 800 MW.W okresie międzywojennym na terenie Polski w jej ówczesnych granicach znajdowało się około 6500 zakładów mających napęd za pomocą silników wodnych. Największą elektrownią wodną w Polsce w 1939 r. była elektrownia Żur na rzece Wdzie, uruchomiona w grudniu 1929 r. po 16 miesięcznym okresie budowy, z dwiema turbinami Kapłana – każdą o mocy 4,5 MW. W końcowym etapie budowy znajdowała się elektrownia wodna przy wielozadaniowym zbiorniku w Rożnowie na Dunajcu o mocy 50,0 MW, którą oddano do ruchu w 1942 r. W okresie po n wojnie światowej energetyka zawodowa przejęła liczne elektrownie wodne znajdujące się na terenach odzyskanych, wśród których największą była elektrownia szczytowa z członem pompowym w Dychowie na rzece Bóbr. Elektrownia ta miała trzy turbozespoły pionowe z turbinami Kapłana – każdy o mocy 27 MW oraz dwie pompy akumulacyjne – każda o mocy 5,2 MW. Urządzenia powyższe zostały zdemontowane w 1945 r. przez armię ZSRR jako reparacje wojenne. Ponowne uruchomienie – w oparciu o turbozespoły zakupione w ZSRR – nastąpiło w 1951 r.

Kolejną elektrownią wodną uruchomioną po 11 wojnie światowej była elektrownia Porąbka na Sole, którą dobudowano do zapory betonowej zbiornika wielozadaniowego oddanego do eksploatacji w 1936 r. Moc tej elektrowni wynosi 2×6,0+0,5 MW. W roku 1955 nastąpiło uruchomienie elektrowni w Czchowie o mocy 4,0+4,4 MW z turbinami Kapłana. Zbiornik w Czchowie wyrównuje przepływy szczytowej elektrowni Rożnów. Elektrownia Myczkowce na Sanie – której budowa rozpoczęta była w okresie międzywojennym – została przekazana do eksploatacji w 1961 r. Z większych elektrowni wodnych obudowanych w okresie powojennym należy wymienić Koronowe na Brdzie 26 MW (1960/61 r.), Dębe na Narwi 20 MW (1963 r.), Tresna na Sole 21 MW (1967 r.). Wielkim osiągnięciem polskiej hydroenergetyki było zbudowanie największej w kraju zapory betonowej na Sanie w Solinie (objętość betonów 760000 m3), która utworzyła wielki zbiornik retencyjny o pojemności 474 min m3, a przy nim elektrownię szczytową z członem pompowym. Zainstalowano w tej elektrowni 2 turbozespoły pionowe z turbinami Francisa , każdy o mocy 48 MW i 2 turbozespoły z turbozespołami odwracalnymi Francisa – każdy o mocy 22,5 MW. Były to pierwsze w Polsce (a zarazem w całej Europie Wschodniej) turbozespoły odwracalne.

W 1970 r. uruchomiono pierwszą klasyczną elektrownię pompową w Żydowie wyposażoną w 2 turbozespoły odwracalne o mocy po 50 MW i jeden turbozespół klasyczny o mocy 52 MW. W dniu Święta Energetyka w 1973 r. nadano tej elektrowni imię wybitnego polskiego energetyka prof. Alfonsa Hofftnanna. Także w 1970 r. przekazano do eksploatacji pierwszą dużą elektrownie wodną na dolnej Wiśle we Włocławku z 6 turbozespołami wyposażonymi w turbiny Kapłana o sumarycznej mocy 162 MW. Kolejnym osiągnięciem było uruchomienie elektrowni pompowej w Porąbce-Żar z czterema turbozespołami odwracalnymi, każdy o mocy 125 MW w pracy turbinowej. Jest to pierwsza w kraju elektrownia wykonana w całości w rozwiązaniu podziemnym. Jej przekazanie do eksploatacji nastąpiło w 1979 r. Ostatnią wielką elektrownią wodną jaką zbudowano w Polsce po wojnie, jest elektrownia pompowa Żarnowiec – ma cztery turbozespoły odwracalne o łącznej mocy 680 MW i jest największą elektrownią pompową w Polsce. Niestety, rozpoczęta budowa kolejnej elektrowni pompowej w Młotach (3 x 250 MW) została wstrzymana.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

Wstęp pracy inżynierskiej

Coraz więcej użytkowników samochodów przestawia swoje auta na gaz LPG – jedyne tanie i szeroko dostępne w Polsce paliwo alternatywne. Według danych Polskiej Organizacji Gazu Płynnego w Polsce porusza się ok. 590 tysięcy samochodów przystosowanych do zasilania gazem, a w samym 2000 roku zamontowano 130 tysięcy instalacji.

W praktyce używanych jest kilka rodzajów paliw gazowych. Ponieważ są lżejsze od paliw ropopochodnych, ich zgromadzenie w ilości wystarczającej do zapewnienia samochodowi odpowiedniego zasięgu wymaga sprężenia lub skroplenia.

W postaci sprężonej przechowuje się m.in.:

• Gaz ziemny zwany też naturalnym, składający się głównie z metanu, określany również angielskim skrótem CNG (Compressed Natural Gas), pozyskiwany z naturalnych złóż;

• Gaz fermentacyjny (biogaz), zawierający głównie metan i tlenek węgla, otrzymywany wskutek rozkładu związków organicznych.

Obydwie te substancje są tzw. pierwotnymi źródłami energii, tzn. nie wymagają przed zastosowaniem przeróbki chemicznej ani przemysłowej, a jedynie oczyszczenia.

W postaci skroplonej przechowuje się m.in.:

• Ciekły gaz ziemny, nazwany LNG (Liquified Natural Gas);
• Gaz LPG (Liquified Petroleum Gas), będący mieszaniną propanu i butanu, znany także pod niemiecką nazwą Autogas lub pod francuskim skrótem GPL, wydobywany ze złóż towarzyszących pokładom ropy naftowej i gazu ziemnego (m.in. w Kanadzie, Australii, Nowej Zelandii, Tajlandii, Niemczech i Danii) otrzymywany także i przetwarzany w procesie rafinacji i krakingu ropy naftowej.

Zasadnicze cechy paliw gazowych:

• Mała wrażliwość na spalanie stukowe dzięki wysokiej liczbie oktanowej (zwykle powyżej 100);
• Łatwość mieszania się z powietrzem (zwłaszcza przy zimnym silniku), pozwalająca uzyskać jednorodną mieszankę palną;
• Wysoka prędkość spalania umożliwiająca stosowanie w silnikach szybkoobrotowych;
• Wartość opałowa mieszanki gazowo-powietrznej porównywalna z wartością

opałową tradycyjnej mieszanki benzynowo-powietrznej, co w praktyce oznacza zachowanie osiągów silnika;

• Wysoka temperatura samozapłonu, ograniczająca zastosowanie raczej do silników benzynowych, oprócz CNG i biogazu, które nadają się również do jednostek wysokoprężnych;
• Możliwość spalania ubogich mieszanek dzięki szerokim granicą zapłonu;
• Niski poziom emisji cząsteczek stałych (brak dymienia), bardzo niska zawartość związków siarki i ołowiu oraz przeważnie mniejsza masa spalin.

W Polsce najczęściej stosowane są instalacje na gaz płynny LPG. Ma on gęstość 2,25 kg/m3 , wartość opałowa mieszanki paliwowo-powietrznej wynosi 3,39 MJ/m3 , temperatura zapłonu 400°C, a teoretyczne zapotrzebowanie powietrza do spalania – 15,5kg/kg. W postaci ciekłej daje się magazynować pod ciśnieniem rzędu 2,0÷2,5 Mpa. Na początku lat 90 do napędu pojazdów zużywano rocznie na świecie ok. 8,2 mln ton gazu płynnego, z tego ok. 2,5 mln ton w Europie (głównie Włochy i kraje Beneluxu).

---

Zwiększenie ilości pojazdów w ruchu drogowym oddziaływuje coraz bardziej negatywnie na środowisko i na zużycie energetyczne. Sektor transportu jest przede wszystkim odpowiedzialny za emisję do środowiska (otoczenia) tlenku węgla, tlenku azotu, węglowodorów niepalnych, ołowiu, benzolu, dwutlenku węgla, bezwodnika siarkawego oraz innych (diesel).

Spalanie jest procesem nieuchronnie trującym. Emisje wydzielin są związane z właściwościami chemicznymi i fizycznymi węgla i stadowymi mieszanki węglowo-utleniaczowej, jak również z mechanizmem spalania i z cechami charakterystycznymi środowiska, związków aromatycznych realnej szkodliwości.

Jeżeli porównamy emisję spalin benzyny super, benzyny bezołowiowej, oleju napędowego i LPG, możemy stwierdzić, że tlenki azotu i węgla oraz niepalne węglowodory są wytwarzane przez wszystkie paliwa, ołów tylko przez benzynę super, natomiast LPG nie wytwarza bezwodnika siarkawego i związków aromatycznych.

Tak więc wszystkie produkty spalania wpływają negatywnie na czystość powietrza, ale istotniejszy od ilości w wartościach absolutnych, jest stopień zanieczyszczeń i toksyczność pojedynczego elementu. To pozwoli na ustalenie realnej szkodliwości.

Należy więc zwrócić, że produkty spalania najbardziej toksyczne, jak bezwodnik siarkawy i ołów są nieobecne w LPG. Poza tym węglowodory niepalne w LPG są dużo mniej szkodliwe niż w innych paliwach, ponieważ LPG nie zawiera ani aldehydów ani zapachów aromatycznych. Poza tym należy pamiętać, że LPG zatruwa relatywnie mało biorąc pod uwagę, że:

• spalanie odbywa się w stanie gazowym, tak więc LPG, którego postacią naturalną jest gaz, nadaje się lepiej do tego procesu, zapewniając mieszankę bardziej jednorodną z brakiem cząstek ciężkich;
• wyższe właściwości termodynamiczne ułatwiają lepsze spalanie;
• nie występują aldehydy takie jak: ołów, siarka i zapachy aromatyczne.

BRC zademonstrowali jak można ulepszyć spalanie LPG zachowując wszystkie osiągi, a mniejsze zatrucie. Zostało wyprodukowane urządzenie służące do kontroli spalania, nazwane LAMBDA GAS, o którym będzie mowa w dalszej części. Poddane surowym próbom odnośnie zanieczyszczeń środowiska w obiegu USA i w obiegu CEE dało to wspaniale rezultaty.

Samochody z wtryskiem

Przerobienie samochodu z wtryskiem, w odróżnieniu od gaźnikowego, wymaga zastosowania reduktora elektro-wspomagającego centralki, która łączy z systemem oryginalnym samochodu specjalny mieszacz i ewentualnie inne urządzenia elektryczne i mechaniczne.

W samochodach z wtryskiem elektronicznym MPI (wtrysk wielopunktowy) i SPI (wtrysk jednopunktowy) stosuje się:

1. Mieszacze „klasyczne”; instalowane są na szczycie (górze) korpusu motylkowego, lub też wzdłuż rurociągu zasysania powietrza i mogą one być typu sprzęgłowego lub też typu uzupełniającego.
2. Mieszacze płaskie; znajdują zazwyczaj zastosowanie w samochodach z wtryskiem jedno punktowym. Mieszacze te; minimalnie zabierają powierzchnię wysokościową i dlatego też instalowane są między monowtryskiem, a korpusem motylkowym. Są to zazwyczaj mieszacze typu uzupełniającego.

Należy tu zaakcentować różne systemy wtrysku, ponieważ od nich zależy wybór określonego typu mieszacza i ewentualnie innych urządzeń oraz w konsekwencji odpowiedniego wykonania połączeń elektrycznych.

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.

Do niedawna poziom dostosowania polskiego prawa w dziedzinie substancji chemicznych był niewielki. Sytuacja zmieniła się wraz z wydaniem Rozporządzenia Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej w sprawie substancji chemicznych stwarzających zagrożenie dla zdrowia lub życia. Rozporządzenie to transponuje przepisy wspólnotowe dotyczące substancji chemicznych. Zawiera ich wykaz, kryteria klasyfikacji i sposób znakowania oraz wymagania dotyczące [1] [2] sporządzania kart charakterystyki (w tym przypadku wprowadzono też w Polsce normę ISO).[3]

W Polsce nie obowiązują standardy UE dotyczące dobrej praktyki laboratoryjnej. Rozbieżności występują jeszcze w takich obszarach, jak wskaźniki emisji azbestu do wody i gruntu, odzysku i kontrolowanego używania baterii i akumulatorów, funkcjonowania zasady BAT jako kryterium jakości podejmowanych działań.[4] [5] [6]

Eliminację znacznej części rozbieżności przewiduje się wraz z przyjęciem ustawy o substancjach i preparatach chemicznych, która znajduje się w trakcie procesu legislacyjnego (1998).

Obejmowałaby ona takie zagadnienia, dotyczące chemikaliów, jak:

• klasyfikacja i oznakowanie,
• sporządzanie kart charakterystyki,
• wykaz substancji niebezpiecznych,
• procedury wprowadzania do obrotu nowych substancji,
• metody badań właściwości substancji oraz stosowanie zasad dobrej praktyki laboratoryjnej przy wykonywaniu badań,
• ocena i kontrola ryzyka,
• ograniczenia i zakazy wprowadzania do obrotu niektórych substancji,
• wymogi dotyczące eksportu niebezpiecznych substancji.

2. Ryzyko przemysłowe i zanieczyszczenia przemysłowe Rozwiązania europejskie dotyczące ryzyka przemysłowego cechują się naciskiem na działalność prewencyjną i monitoring. W Polsce zaś główną uwagę skupia się na zagadnieniach likwidacji ewentualnych szkód powstałych na skutek nadzwyczajnych zagrożeń środowiska. Działania prewencyjne oraz szkoleniowo-instruktażowe traktowane są marginalnie. Dostosowanie polskich rozwiązań prawnych do standardów wspólnotowych jest dalece niewystarczające. Niektóre – najbardziej niezbędne – kwestie zostały już uwzględnione poprzez nowelizację ustawy o ochronie środowiska, jednak pełna transpozycja przepisów przewidywana jest wraz z nową ustawą. Do polskiego prawa wprowadzono definicje instalacji mogących spowodować zagrożenie i substancji niebezpiecznych. Planuje się wprowadzenie obowiązku przeprowadzania okresowych kontroli tych instalacji przez użytkujące je podmioty oraz opracowanie planów operacyjno – ratowniczych. Plany takie byłyby opracowywane także przez władze jednostek administracyjnych.

W polskim prawie nie znajdują odzwierciedlenia europejskie przepisy dotyczące ekoznaku. Podjęte zostały już działania mające na celu „przełożenie” tych rozwiązań.

W zakresie zapobiegania zanieczyszczeniom przemysłowym istnieje duża zbieżność prawa polskiego ze standardami wspólnotowymi. Istnieje bowiem taki system wydawania pozwoleń na emisję zanieczyszczeń do środowiska, który obejmuje wszystkie rodzaje oddziaływania (jego wadą jest dezintegracja – występują różnice zasad i procedur w wydawaniu poszczególnych pozwoleń) . Istnieje także system zintegrowanej kontroli emisji. Od nowej ustawy o ochronie środowiska oczekuje się wprowadzenia brakujących w Polsce standardów, jak zasada BAT, ujednolicenie metod pomiarów i systemu wydawania pozwoleń.[7] [8] [9]

---

[1] Narodowy Program… op. cit. Rozdział 23, s. 68-72

[2] Dz. U. z 1997 roku, Nr 105, poz. 671

[3] Stan dostosowania polskiego prawa… op. cit.

[4] Raport zawierający ocenę stopnia dostosowania prawa polskiego… op. cit. s. 17

[5] Stan dostosowania polskiego prawa… op. cit.

[6] J. Ciechanowicz, Harmonizacja polskiego prawa ochrony środowiska z prawem Wspólnot Europejskich na przykładzie nadzwyczajnych zagrożeń środowiska, Przegląd Prawa Europejskiego 1 (2) 1997

[7] Stan dostosowania polskiego prawa… op. cit.

[8] Ibidem

[9] Raport zawierający ocenę stopnia dostosowania prawa polskiego… op. cit. s. 17-18

Jeśli potrzebujesz pomocy w napisaniu pracy z zakresu ochrony środowiska, to polecamy serwis pisanie prac - prace z ekologii i innych kierunków pisane na (prawie) każdy temat.