Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Analysis of MCFC fuel cells utilization for CO2 emission reduction from Polish hard-coal-fueled power plants

Sebastian Lipka

Abstract

Bachelor Diploma thesis titled “Analysis of MCFC fuel cells utilization for CO2 emission reduction from Polish hard-coal-fueled power plants” written by Sebastian Lipka consists of four main parts. In the first part, Poland’s energy generation sector till 2050 was described. The focus was put on three issues: electricity generation structure in reference to energy sources, power plants’ age distribution and predicted amount of carbon dioxide emissions in the light of European Union’s greenhouse gases emission prognosis and in reference to European Union’s Emission Trading Scheme. The second part of thesis comprises a review of methods used to capture CO2 from industrial processes. Methods shown include postcombustion capture, precombustion capture and oxyfuel combustion as well. Particular attention was paid to postcombustion capture methods: chemical absorption, physical absorption, membrane separation, adsorption, cryogenic separation and fuel cell technology. This section ends with CO2 capture methods comparison, which is focused on separation efficiency and method’s impact on electricity generation efficiency of power plant with each method applied. Next, third part of paper provides a closer look on fuel cells. A brief description of principles of how cells’ work and cell construction is shown. The fuel cell division oriented to the type of electrolyte used is presented. Additionally, section includes state of research carried out on fuel cell technology in the context of its application in power generation. Fourth section is the actual analysis of MCFC fuel cells utilization for CO2 emission reduction in Polish hard-coal-based energy sector. At first, there is methodology described that was used to built the mathematical models for analyzed issue, subsequently author presented dependencies by which the calculations were made. Results are divided into three parts: amount of CO2 emission avoided, potential gain of power and the impact of fuel cell technology on energy sources consumption. The last section is the summary in which analysis’ results were juxtaposed and the conclusions were made. Furthermore, the assumptions made during the calculations were subjected to critical discussion. Evaluating the results, the author indicated possibilities of extension the analysis in order to obtain the whole image of studied issue.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Sebastian Lipka (FPAE) Sebastian Lipka,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza wykorzystania ogniw paliwowych typu MCFC do ograniczania emisji CO2 z krajowych bloków opalanych węglem kamiennym
Supervisor
Wojciech Bujalski (FPAE/IHE) Wojciech Bujalski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
11-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
44
Internal identifier
MEL; PD-3515
Reviewers
Wojciech Bujalski (FPAE/IHE) Wojciech Bujalski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Marcin Wołowicz (FPAE/IHE) Marcin Wołowicz,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
ogniwa paliwowe, ogniwo MCFC, emisje dwutlenku węgla, wychwyt dwutlenku węgla
Keywords in English
fuel cell, MCFC fuel cell, carbon dioxide emissions, carbon dioxide capture
Abstract in Polish
Praca dyplomowa pt. „Analiza wykorzystania ogniw paliwowych typu MCFC do ograniczania emisji CO2 z krajowych bloków opalanych węglem kamiennym” autorstwa Sebastiana Lipki składa się z czterech części. W części pierwszej przedstawiono charakterystykę sektora energetycznego Polski do roku 2050. Omówiono strukturę wytwarzania energii elektrycznej z podziałem na źródła, rozkład wieku jednostek wytwórczych, przewidywane wielkości emisji dwutlenku węgla w świetle prognoz unijnych oraz w odniesieniu do systemu handlu emisjami EU ETS. Część druga zawiera przegląd metod wychwytu dwutlenku węgla w procesach przemysłowych. Omówiono metody typu „post-combustion”, „pre-combustion” oraz tlenowe spalanie węgla. Szczególną uwagę poświęcono metodom „post-combustion”: absorpcji chemicznej i fizycznej, adsorpcji na powierzchni ciał stałych, metodzie membranowej, kriogenicznej oraz wychwytowi dwutlenku węgla za pomocą ogniw paliwowych. Na zakończenie tej części pracy dokonano porównania tych metod z naciskiem na sprawność separacji CO2 oraz ich wpływ na sprawność generacji energii elektrycznej układów z ich zastosowaniem. Trzeci rozdział skupia się na ogniwach paliwowych. Krótko omówiono ich budowę i procesy w nich przebiegające, przedstawiono najpopularniejszy podział ogniw ze względu na rodzaj elektrolitu w nich użytych. Dodatkowo opisano stan badań prowadzonych nad technologią ogniw paliwowych w kontekście energetyki. Czwarta część zawiera właściwą analizę wykorzystania ogniw MCFC do redukcji emisji dwutlenku węgla z krajowej energetyki opartej na węglu kamiennym. Na początku omówiono metodykę konstruowania modeli ogniwa użytych do obliczeń. Następnie przedstawiono zależności matematyczne, za pomocą których wykonano obliczenia. Przy analizie zagadnienia skupiono się na wpływie ogniw na wielkość emisji CO2, potencjalnemu zyskowi mocy wynikającemu z ich użycia oraz wpływowi technologii MCFC na zużycie surowców energetycznych. Pracę kończy podsumowanie zawierające zestawienie wyników badań oraz wnioski. Poddano w nim dyskusji przyjęte założenia, ukazano ich niedoskonałość. W ocenie obliczeń zwrócono uwagę na możliwości poszerzenia analizy celem uzyskania pełnego obrazu zagadnienia.
File
  • File: 1
    Praca inżynierska - Sebastian Lipka 252238.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9174

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT2415167933604b04964e747814524edf/
URN
urn:pw-repo:WUT2415167933604b04964e747814524edf

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page