Energetyka zawodowa jest największym emitentem antropogenicznego ditlenku węgla. Podstawowymi paliwami w Polsce są paliwa stałe - węgiel kamienny oraz węgiel brunatny, w procesach spalania w których powstają znaczne ilości odpadów, głównie popiołów lotnych. Popioły z węgla brunatnego, ze względu na skład chemiczny i fazowy, a tym samym właściwości, mają dotychczas ograniczone zastosowanie gospodarcze. Jedną z możliwości ich wykorzystania jest mineralna sekwestracja ditlenku węgla, ze względu na relatywnie dużą zawartość aktywnych CaO i MgO, które mogą reagować z ditlenkiem węgla w zawiesinach wodnych. W artykule przedstawiono teoretyczną pojemność związania oraz wyniki badań pochłaniania CO2 przez zawiesiny popiołowo-wodne sporządzone z popiołów lotnych ze spalania węgla brunatnego z El. Pątnów i El. Turów. Obliczona dla badanych popiołów maksymalna teoretyczna pojemność związania ditlenku węgla wyniosła odpowiednio: 14% dla popiołów z El. Pątnów oraz 14,4% dla popiołów z El. Turów. Badania wykazały, że najwięcej CO2 - 8,15 g/100 g popiołu - zostało pochłonięte przez zawiesiny sporządzone z popiołu fluidalnego z El. Turów o stosunku masowym popiołu do wody wynoszącym 0,8:1. W przypadku popiołu z El. Pątnów pochłanianie było mniejsze i wyniosło maksymalnie 8,7 g CO2/100 g popiołu. Największy przyrost pochłaniania CO2 obserwowano w pierwszych 30 minutach prowadzenia procesu karbonatyzacji w zawiesinach popiołu lotnego z El. Pątnów i pierwszych 15 minutach w zawiesinach popiołu lotnego z El. Turów. Po tym czasie pochłanianie wzrastało już powoli. Stwierdzono wzrost temperatury w komorach instalacji, potwierdzający zachodzenie procesu karbonatyzacji oraz jej endotermiczny charakter. Najwyższą temperaturę - 44,8 C zarejestrowano w zawiesinie popiołów z El. Turów o stosunku popiołu do wody - 0,8:1, w której stwierdzono również największe pochłanianie CO2. Przedstawione wyniki badań potwierdzają przydatność tych popiołów do sekwestracji ditlenku węgla.

Technologia CCS (Carbon Capture and Storage) jest jedną z metod ograniczających emisję ditleku węgla do atmosfery. Jednak wysokie koszty wychwytywania CO2 w tej technologii są główną przeszkodą wdrażania tego rozwiązania przez elektrownie. Redukcji kosztów oczekuje się przede wszystkim po stronie wychwytywania i oddzielania CO2 z gazów spalinowych (przemysłowych). Artykuł przedstawia ocenę efektywności finansowej najpopularniejszej technologii aminowej (MEA) względem otrzymywanego z popiołów lotnych materiału mezoporowatego typu MCM-41 impregnowanego polietylenoiminą (PEI) dla instalacji CCS. Badania prowadzono dla inwestycji obejmującej trzy kluczowe komponenty stanowiące pełny łańcuch wartości w procesie walidacji technologii CCS (wychwytywanie, transport i składowanie). Prowadzone badania mineralogiczne i określenie właściwości fizykochemicznych produktu mezoporowatego otrzymywanego z materiałów odpadowych, jakimi są popioły lotne, pozwoliły na wskazanie najlepszej klasy sorbentu – MCM-41 impregnowanego PEI, który można wykorzystać w technologiach wychwytywania CO2. O pracowanie innowacyjnego związku pozwala nie tylko na usuniecie 100% CO2, ale również obniża koszty operacyjne (OPEX), w tym przede wszystkim koszty zużycia energii o 40% i materiałów w stosunku do mieszanek aminowych np. MEA.

W artykule przeanalizowano udział odnawialnych źródeł energii w światowej produkcji energii elektrycznej. Zwrócono uwagę na skalę rozwoju i wzrost znaczenia OZE w światowej gospodarce, jak również na problemy i wyzwania wiążące się ze zmienną wydajnością dobową jak i godzinową tych źródeł. Zaprezentowano sposób chemicznej konwersji nadwyżek energii do odnawialnego paliwa w postaci metanolu. Odniesiono się do wymogów Unii Europejskiej na rok 2020 oraz 2030 w sprawie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, co wiąże się z dalszą koniecznością rozwoju odnawialnych źródeł energii, w szczególności z poprawą ich wydajności. Opisano magazynowanie energii jako jeden ze sposobów, który może doprowadzić do poprawienia konkurencyjności energii uzyskiwanej z odnawialnych źródeł do tej uzyskiwanej w sposób konwencjonalny. Przedstawiono sposób, pozwalający na konwersje ditlenku węgla z wodorem otrzymywanym z wykorzystaniem nadprodukcji energii odnawialnej. Dokonano przeglądu zastosowania metanolu w przemyśle chemicznym oraz przedstawiono udziały w różnych gałęziach światowego rynku, jak również zwrócono uwagę na dynamiczny wzrost jego zużycia. W artykule opisano wykorzystanie odnawialnego metanolu jako surowca do produkcji paliw w postaci czystej oraz po konwersji do eteru dimetylowego (DME), jak również estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAMEs). Zwrócono uwagę na wyzwania i konieczność modyfikacji silników spalinowych związanych ze stosowaniem czystego metanolu jak i jego mieszanin z benzyną.

Przedstawiono położenie, budowę geologiczną i charakterystykę struktury Kamionek pod kątem podziemnego składowania dwutlenku węgla. Leży ona na terenie niecki płockiej, w SW części bloku Płońska i jest ona przykładem rowu synsedymentacyjnego o założeniach wczesno- i środkowojurajskich. Została rozpoznana półszczegółowym zdjęciem sejsmiki refleksyjnej oraz trzema głębokimi otworami wiertniczymi (Kamionki 1, Kamionki 2 i Kamionki IG-3). Przyjmując umownie zarys antykliny wyznaczony izohipsą stropu jury dolnej, jej długość wynosi około 15 km, szerokość około 5 km i powierzchnia około 75 km2. Dane geologiczne, sejsmiczne i złożowe pozwalają stwierdzić, że struktura ta dobrze spełnia warunki stawiane miejscom podziemnego składowania dwutlenku węgla. Pierwszoplanowym poziomem zbiornikowym dla podziemnego składowania CO2 są utwory formacji mogileńskiej barremu-albu środkowego, o śmiąższości średnio 170 metrów, średnim udziale piaskowców 85%, porowatości około 20%, przepuszczalności powyżej 100 mD sięgającej do 2000 mD. Serię uszczelniającą stanowią margle, wapienie, opoki i kreda pisząca kredy górnej o miąższości około 1000 metrów. Drugoplanowym poziomem zbiornikowym są osady formacji borucickiej toarsu górnego. Struktura Kamionek jest jedną z dziewięciu struktur wytypowanych w utworach mezozoiku niecki płockiej do podziemnego składowania dwutlenku węgla. Znajduje się w niewielkiej odległości od dużego emitenta CO2 - PKN ORLEN SA (Płock), natomiast w odległości od 50-100 km znajdują się kolejni duzi emitenci (Vettenfall Heat Poland SA - Żerań, Soda Polska Ciech Sp. z o.o. - Janikowo i Inowrocław oraz Dalkia Łódź ZEC SA) mogący być zainteresowani geologicznym unieszkodliwianiem dwutlenku węgla.

Geologiczne składowanie dwutlenku węgla powinno być prowadzone przy założeniu braku wycieków z miejsc składowania. Jednak niezależnie od tego, czy zatłaczany gaz będzie wyciekał ze składowiska, czy też nie składowany dwutlenek węgla będzie oddziaływał na środowisko. W szczelnym składowisku zatłaczany dwutlenek węgla będzie rozpuszczał się w płynach złożowych (wodzie podziemnej i ropie) oraz wchodził w reakcje ze skałami formacji do składowania. Rozpuszczanie CO2 w wodzie podziemnej będzie powodowało zmianę jej pH i chemizmu. Oddziaływania z matrycą skalną miejsca składowania spowodują nie tylko zmianę składu mineralogicznego, ale również parametrów petrofizycznych wywołane wytrącaniem i rozpuszczaniem minerałów. Wyciek CO2 z miejsca składowania może wywołać zmiany w składzie powietrza glebowego i wód podziemnych, wpłynąć na rozwój roślin, a przy nagłych i dużych wypływach będzie stanowił zagrożenie dla ludzi i zwierząt. Dwutlenek węgla może spowodować pogorszenie jakości wód pitnych związane ze wzrostem ich mineralizacji (twardości) oraz mobilizacją kationów metali ciężkich. Wzrost zawartości tego gazu w glebie prowadzi do jej zakwaszenia i ma negatywny wpływ na rośliny. Koncentracja dwutlenku węgla rzędu 20-30% jest wartością krytyczną dla roślin, powyżej której następuje ich obumieranie. Wpływ podwyższonych koncentracji dwutlenku węgla na organizm ludzki jest zależny od stężenia gazu, czasu ekspozycji oraz czynników fizjologicznych. Zawartości CO2 w powietrzu do 1,5% nie wywołują u ludzi efektów ubocznych. Koncentracja powyżej 3% powoduje szereg negatywnych skutków, takich jak: wzrost częstotliwości oddychania, trudności w oddychaniu, bóle głowy, utrata przytomności. Przy stężeniach powyżej 30% CO2 w powietrzu śmierć następuje po kilku minutach. Mikroorganizmy i grzyby żyjące pod powierzchnią ziemi mają dobrą tolerancję na podwyższone i wysokie stężenia dwutlenku węgla. Spośród zwierząt największą odporność wykazują bezkręgowce, niektóre gryzonie i ptaki.

W artykule przedstawiono założenia leżące u podstaw organizacji handlu emisjami gazów cieplarnianych ze szczególnym naciskiem na handel uprawnieniami do emisji CO2. W ramach przeprowadzonej analizy literaturowej opisano podjęte na przestrzeni czasu działania o charakterze międzynarodowym ukierunkowane na ograniczanie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, poczynając od Pierwszej Światowej Konferencji Klimatycznej zorganizowanej w 1979 r. Dużą uwagę poświęcono także genezie powstania oraz wytycznym Protokołu z Kioto. Oprócz opisu kluczowych założeń Protokołu oraz jego głównych składowych, poddano również charakterystyce handel międzynarodowy jednostkami Kioto. W szczegółowy sposób opisano mechanizmy występujące w ramach handlu międzynarodowego oraz podlegające obrotowi rodzaje jednostek. W kolejnej części artykułu scharakteryzowane zostały systemy handlu emisjami gazów cieplarnianych działające na świecie. W drugiej części pracy szczególną uwagę poświęcono uwarunkowaniom rynku europejskiego, czyli tzw. Europejskiemu Systemowi Handlu Emisjami – EU ETS. Przedstawiono wydarzenia historyczne, które dały podstawy do stworzenia EU ETS. W dalszej kolejności opisano również rodzaje jednostek, które podlegają obrotowi. Przy okazji przedstawienia giełd towarowych, na których odbywa się handel, wskazano również kluczowe czynniki, od których zależy cena pojedynczych uprawnień. Ostatnia część artykułu została poświęcona stosunkowo aktualnym zagadnieniom – Dyrektywie IED oraz konkluzjom BAT. Odwołując się do obowiązujących regulacji, poddano analizie wpływ ich wdrożenia na sytuację podmiotów zobligowanych do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. W końcowej fazie podjęto próbę oceny wpływu IED i BAT na ceny energii elektrycznej.

Celem badań było dokładniejsze rozpoznanie budowy geologicznej struktury Choszczna pod kątem potencjalnego składowania CO2. W artykule przedstawiono interpretację materiałów sejsmicznych dla jednego wybranego profilu sejsmicznego przetworzonego do postaci sekcji współczynników odbicia, charakteryzujących się zwiększoną rozdzielczością zapisu w stosunku do obrazu falowego. Szczególną uwagę zwrócono na kompleksy geologiczne związane ze skałami zbiornikowymi jury, w których w antyklinalnej strukturze występują poziomy zbiornikowe do składowania dwutlenku węgla. Przeprowadzona korelacja wydzielonych warstw odzwierciedla budowę litologiczno-strukturalną ośrodka skalnego. Pozwala na określenie miąższości wyznaczonych serii oraz zmian w ich obrębie oraz zezwala powiązać poszczególne warstwy z wydzieleniami litologicznymi na podstawie danych geologicznych. Rozpoznanie dotyczy całego kompleksu cechsztyńsko-mezozoicznego struktury Choszczna ze szczególnym zwróceniem uwagi na serie, w których występują potencjalne poziomy zbiornikowe do składowania CO2. Wykonana interpretacja istotnie wzbogaciła zakres informacji przedstawianych w standardowych dokumentacjach sejsmicznych. Oceniając przydatność wyznaczonych poziomów zbiornikowych do składowania CO2 należy zwrócić uwagę na zaburzenia tektoniczne występujące w obrębie formacji komorowskiej, szczególnie w szczytowej części struktury Choszczna. Warstwa piaskowca trzcinowego pod tym względem jest bardziej ciągła. W świetle uzyskanych wyników wydaje się celowe szersze zastosowanie, także dla innych struktur, procesu przetwarzania materiałów sejsmicznych w postać efektywnych współczynników odbicia z zadaniem rozpoznania budowy geologicznej.

The article describes the testing of four selected samples of limestone originating from four commercially exploited deposits. The tests of sorbents included a physicochemical analysis and calcination in different atmospheres. The main aim of the tests was to determine the possibilities for using limestone during combustion in oxygen-enriched atmospheres. Tests in a synthetic flue gas composition make it possible to assess the possibility of CaCO3 decomposition in atmospheres with an increased CO2 concentration.

Paper presents the results of numerical modelling of a rectangular tube filled with a mixture of air and CO2 by means of the induced standing wave. Assumed frequency inducing the acoustic waves corresponds to the frequency of the thermoacoustic engine. In order to reduce the computational time the engine has been replaced by the mechanical system consisting of a piston. This paper includes the results of model studies of an acoustic tube filled with a mixture of air and CO2 in which a standing wave was induced.

Using the Konary anticlinal structure in central Poland as an example, a geological model has been built of the Lower Jurassic reservoir horizon, and CO2 injection was simulated using 50 various locations of the injection well. The carbon dioxide storage dynamic capacity of the structure has been determined for the well locations considered and maps of CO2 storage capacity were drawn, accounting and not accounting for cap rock capillary pressure. Though crucial for preserving the tightness of cap rocks, capillary pressure is not always taken into account in CO2 injection modeling. It is an important factor in shaping the dynamic capacity and safety of carbon dioxide underground storage. When its acceptable value is exceeded, water is expelled from capillary pores of the caprock, making it permeable for gas and thus may resulting in gas leakage. Additional simulations have been performed to determine the influence of a fault adjacent to the structure on the carbon dioxide storage capacity.

The simulation of CO2 injection into the Konary structure has shown that taking capillary pressure at the summit of the structure into account resulted in reducing the dynamic capacity by about 60%. The greatest dynamic capacity of CO2 storage was obtained locating the injection well far away from the structure’s summit. A fault adjacent to the structure did not markedly increase the CO2 storage capacity. A constructed map of CO2 dynamic storage capacity may be a useful tool for the optimal location of injection wells, thus contributing to the better economy of the enterprise.

This paper provides a discussion concerning results of CO2 removal from a gas mixture by the application of aqueous solutions of ethanoloamine (MEA) and 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) promoted with piperazine (PZ). The studies were conducted using a process development unit. Research of such a scale provides far more reliable representation of the actual industrial process than modelling and laboratory tests. The studies comprised comparative analyses entailing identical energy supplied to a reboiler as well as tests conducted at similar process efficiencies for both solvents. The results thus obtained imply that using AMP/PZ enables reduction of the solvent heat duty. Moreover, while using AMP/PZ temperature decrease was also observed in the columns.

Szargut proposed the algorithm for determination of the influence of irreversibility of components of thermal process on the emission of CO2 [6]. In the presented paper, basing on Szargut's proposal, the example of analysis of influence of operational parameters of coal fired power plant on the local increase of CO2 emission is presented. The influence of operational parameters on the local exergy losses appearing in components of investigated power plant are simulating making use of the semi-empirical model of power plant.

An analysis of energy efficiency for transcritical compression unit with CO2 (R744) as the refrigerant has been carried out using empirical operating characteristics for the two-phase ejector. The first stage of the refrigerant compression is carried out in the ejector. The criterion adopted for the estimation of energy efficiency for the cycle is the coefficient of performance COP. The analysis is performed for the heat pump and refrigeration systems. The results of COP for the systems with the ejector has been compared with the COPL values for the single stage Linde cycle.

In this work, a new dual-evaporator CO2transcritical refrigeration cycle with two ejectors is proposed. In this new system, we proposed to recover the lost energy of condensation coming off the gas cooler and operate the refrigeration cycle ejector free and enhance the system performance and obtain dual-temperature refrigeration simultaneously. The effects of some key parameters on the thermodynamic performance of the modified cycle are theoretically investigated based on energetic and exergetic analysis. The simulation results for the modified cycle indicate more effective system performance improvement than the single ejector in the CO2vapor compression cycle using ejector as an expander ranging up to 46%. The exergetic analysis for this system is made. The performance characteristics of the proposed cycle show its promise in dual-evaporator refrigeration system.

Popioły lotne ze spalania węgla brunatnego są odpowiednim materiałem do sporządzania zawiesin dla wiązania CO2 na drodze mineralnej karbonatyzacji. Ze względu na ich ograniczone wykorzystanie gospodarcze, mineralna sekwestracja CO2, jako etap technologii CCS dla elektrowni spalających węgiel brunatny, może być dobrym sposobem ich zagospodarowania. Do badań mineralnej sekwestracji CO2 wykorzystano popioły lotne ze spalania węgla brunatnego w Elektrowni Pątnów charakteryzujące się wysoką zawartością tlenku wapnia i wolnego CaO. Badania składu fazowego zawiesin potwierdziły zachodzenie procesu karbonatyzacji, któremu uległ cały wodorotlenek wapnia zawarty w 'czystych' zawiesinach popiołowych. Stopień związania CO2 określono na podstawie badań termograwimetrycznych, stwierdzając wzrost zawartości CaCO3 w zawiesinach po wprowadzeniu do nich ditlenku węgla. Konsekwencją karbonatyzacji jest również obniżenie pH zawiesiny. W badanych zawiesinach stwierdzono zmniejszenie wymywalności wszystkich zanieczyszczeń. Uzyskane wyniki porównano z rezultatami wcześniej przeprowadzonych badań popiołów z tej samej elektrowni, ale różniących się składem chemicznym. Badania potwierdziły, że zawiesiny wodne popiołów ze spalania węgla brunatnego w Elektrowni Pątnów, niezależnie od ich składu, charakteryzują się wysokim stopniem karbonatyzacji.

With the increase of agricultural production, residues of crop are the main source of organic matter in the soil and they are alternatives to inorganic fertilizers. For this purpose, effects of organic residues (cotton stalk, maize stalk, almond bark) commonly grown in Turkey were investigated for some soil microbial activity in clay soil. In this study, incubation experiment was set up. Five doses (0%, 2%, 4%, 6% and 8%) of organic residues (maize stalks, cotton stalks or almond bark) were applied to soil. Soil microbiological properties of soil samples such as CO2 respiration, dehydrogenase and urease activity were determined. According to the results obtained, maize stalk, cotton stalks and almond bark applications increased some soil microbiological activities, such as CO2 respiration, dehydrogenase and urease activities according to control soil. Maize stalk in comparison to other residues affects better on the biological properties of the soil. It is determined that enhancing effects of the added organic residues (maize stalk, cotton stalk, almond bark) into the soil were changed according to the type of organic residues, dosage and application terms.

Results are presented concerning the separation of the mixtures of carbon dioxide, nitrogen and oxygen in membrane modules with modified polysulphone or polyimide as active layers. The feed gas was a mixture with composition corresponding to that of a stream leaving stage 1 of a hybrid adsorptivemembrane process for the removal of CO2 from dry flue gas. In gas streams containing 70 vol.% of CO2, O2 content was varied between 0 and 5 vol.%. It is found that the presence of oxygen in the feed gas lowers the purity of the product CO2 in all the modules studied, while the recovery depends on the module. In the PRISM module (Air Products) an increase in O2 feed concentration, for the maximum permeate purity, led to a rise in CO2 recovery, whereas for the UBE modules the recovery did not change.

The paper presents the basic input data and modelling results of IGCC system with membrane CO2 capture installation and without capture. The models were built using commercial software (Aspen and GateCycle) and with the use of authors’ own computational codes. The main parameters of the systems were calculated, such as gross and net power, auxiliary power of individual installations and efficiencies. The models were used for the economic and ecological analysis of the systems. The Break Even Point method of analysis was used. The calculations took into account the EU emissions trading scheme. Sensitivity analysis on the influence of selected quantities on break-even price of electricity was performed