V důsledku Pařížské klimatické dohody (COP 21) bude celosvětově kladen důraz na zamezení emisí skleníkových plynů, především oxidu uhličitého (CO2) ve snaze omezit globální oteplování pod úroveň 2 °C v porovnání s předindustriální dobou. Současné energetické zdroje emitující CO2 budou muset být částečně nahrazeny zdroji udržitelnými a částečně budou dovybaveny technologiemi, které jsou schopné CO2 zachytit. Tento předmět studenty důvěrně seznámí s dostupnými i nadějnými technologiemi udržitelné energetiky (energie z biomasy, vodní, geotermální, solární a větrná energie) ale také s dostupnými technologiemi záchytu CO2 z klasických zdrojů, včetně jeho přepravy, možností uskladnění nebo využití. Významným zdrojem elektřiny bez emisí CO2 je a velmi pravděpodobně i bude jaderná energetika a v rámci masivního nasazení intermitentních obnovitelných zdrojů sehrají klíčovou roli tzv. chytré sítě a technologie ukládání energie.
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (21.12.2020)
As a consequence of Paris climate act (COP 21), a worldwide emphasis will be placed on the prevention of the emissions of greenhouse gasses, above all carbon dioxide (CO2), with the aim to limit global warming well below the 2°C level related to pre-industrial age. Current energetic systems that emit CO2 will have to be partially replaced by sustainable sources and partially to be refurbished with technologies able to capture CO2. This course will familiarize the students with the available and promising technologies for sustainable energetics (energy from biomass, hydroelectricity, geothermal, solar and wind energy) and with the available technologies of CO2 capture from fossil-fuel-based sources together with its transport, storage and utilisation options. Moreover, s significant technology for energy production without CO2 emissions is and probably will be nuclear power plants. Connected to a massive deployment of intermittent renewable energetics, a key role will be played by so-called smart grids and technologies of energy storage.
Výstupy studia předmětu -
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (21.12.2020)
Studenti budou umět:
1) Odůvodnit nutnost snížení emisí CO2 a popsat, jak udržitelná energetika přispěje k tomuto cíli.
2) Vyhodnotit možnosti jednotlivých udržitelných energetických zdrojů a popsat jejich současný technologický, ekonomický a regionální potenciál.
3) Zhodnotit možnosti integrace udržitelných energetických zdrojů do současného infrastruktury a popsat technologie, které tuto integraci umožní (chytré sítě, akumulace energie atd.).
4) Odůvodnit nutnost dočasného zavedení CCS a popsat dostupné technologie záchytu, dopravy, uložení anebo využití oxidu uhličitého.
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (21.12.2020)
Students will be able to:
1) Rationalize the need to decrease the emissions of CO2 and to describe how sustainable energetics will contribute towards this aim.
2) Evaluate the possibilities of individual sustainable energetic sources and to describe their current technological, economic and regional potential.
3) Evaluate the possibilities of the integration of sustainable energetic sources into the state-of-the-art infrastructure and to describe the technologies that enable this integration (smart grids, energy accumulation etc.)
4) Explain the need for temporary introduction of CCS and to describe available technologies of the capture, transport, storage and/or utilization of carbon dioxide.
[5] M. D. Aminu, S. A. Nabavi, C. A. Rochelle and V. Manovic, "A review of developments in carbon dioxide storage", Appl. Energy, vol. 208, pp. 1389–1419, 2017.
[6] M. E. Boot-Handford, J. C. Abanades, E. J. Anthony, M. J. Blunt, S. Brandani, N. Mac Dowell, J. R. Fernández, M.-C. Ferrari, R. Gross, J. P. Hallett, R. S. Haszeldine, P. Heptonstall, A. Lyngfelt, Z. Makuch, E. Mangano, R. T. J. Porter, M. Pourkashanian, G. T. Rochelle, N. Shah, J. G. Yao and P. S. Fennell, "Carbon capture and storage update", Energy Environ. Sci., vol. 7, p. 130, 2014.
[7] Dincer, I.; Acar, C. Smart energy systems for a sustainable future. Applied Energy 2017, 194, 225–235.
[8] Kumara, Y.; Ringenberga, J.; Depurua, S. S.; Devabhaktunia, V. K.; Lee, W. J.; Nikolaidis, E.; Andersen, B.; Afjeh, A. Wind energy: Trends and enabling technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2016, 153, 209–224.
Poslední úprava: Sýkora Vladimír doc. Ing. CSc. (13.01.2021)
Godfrey Boyle, Renewable Energy, Oxford University Press, 2004, ISBN: 0-19-926178-4
M. D. Aminu, S. A. Nabavi, C. A. Rochelle and V. Manovic, "A review of developments in carbon dioxide storage", Appl. Energy, vol. 208, pp. 1389–1419, 2017.
M. E. Boot-Handford, J. C. Abanades, E. J. Anthony, M. J. Blunt, S. Brandani, N. Mac Dowell, J. R. Fernández, M.-C. Ferrari, R. Gross, J. P. Hallett, R. S. Haszeldine, P. Heptonstall, A. Lyngfelt, Z. Makuch, E. Mangano, R. T. J. Porter, M. Pourkashanian, G. T. Rochelle, N. Shah, J. G. Yao and P. S. Fennell, "Carbon capture and storage update", Energy Environ. Sci., vol. 7, p. 130, 2014.Dincer, I.; Acar, C. Smart energy systems for a sustainable future. Applied Energy 2017, 194, 225–235.
Kumara, Y.; Ringenberga, J.; Depurua, S. S.; Devabhaktunia, V. K.; Lee, W. J.; Nikolaidis, E.; Andersen, B.; Afjeh, A. Wind energy: Trends and enabling technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2016, 153, 209–224.
Studijní opory -
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (21.12.2020)
Přednášky zpřístupněné na stránkách předmětu
Doporučená odborná literatura
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (21.12.2020)
Presentations available on the course website
Recommended scientific literature
Sylabus -
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (21.12.2020)
1. Úvod: udržitelnost zdrojů, primární zdroje energie, transformace energií
2. Biomasa I: Fyzikálně-chemické vlastnosti biomasy, spalování biomasy
3. Biomasa II: pyrolýza a zplyňování
4. Biomasa III: výroba biopaliv
5. Vodní energie, oceánické konvertory, malé vodní elektrárny, turbíny
6. Geotermální energie, tepelná čerpadla, systémy vysoko-entalpické páry, ORC
7. Fotovoltaická energie, elektrická charakteristika, koncentrované PV zdroje
8. Solární termická energie, střešní kolektory, koncentrační ST elektrárny
9. Větrná energie, aerodynamika a profily, malé a oceánické větrné turbíny
10. Druhotné zdroje: fermentace (aerobní, anaerobní), termické využití odpadu
11. Integrace udržitelných zdrojů, chytré sítě a technologie akumulace energie
12. Dostupné technologie záchytu, přepravy a uložení nebo využití oxidu uhličitého
13. Udržitelnost v jaderné energetice, efektivita přeměny energií v JE, reaktory 4. generace
14. Exkurze
Poslední úprava: Kubová Petra Ing. (21.12.2020)
1. Intro: Sustainability of Resources, Primary Energy Resources, Energy Tansformations
2. Biomass I: Physico-Chemical Properties of Biomass, Biomass Combustion
