61
Praca magisterska
Antoni Żywczak
Kierunek studiów: fizyka techniczna
Specjalność: energetyka
Perspektywy rozwoju energetyki wodorowej
w Polsce
Promotor pracy: prof. dr hab. inż. Henryk Figiel
Kraków, sierpień 2005
Tematyka pracy magisterskiej i praktyki dyplomowej
Studenta V roku studiów
Kierunek: fizyka techniczna, specjalność: energetyka
Temat pracy magisterskiej
Recenzent pracy: prof. dr hab. inż. Kazimierz Różański
Program pracy magisterskiej i praktyki dyplomowej:
1. Zebranie i opracowanie literatury dotyczącej tematu pracy.
2. Zebranie danych dotyczących cen wodoru z różnych nośników
3. Przeprowadzenie obliczeń i wyciągnięcie wniosków
4. Opracowanie redakcyjne pracy
Termin oddania w dziekanacie:
………………………………………….. ………………………………………
(Podpis kierownika zakładu) (Podpis opiekuna)
Merytoryczna ocena pracy przez promotora:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Końcowa ocena pracy przez promotora: .............................................
Data: .................................. Podpis: ..................................
Merytoryczna ocena pracy przez recenzenta:
Końcowa ocena pracy przez recenzenta .............................................
Obowiązująca skala oceń 6.0 – celująca 5.0 – bardzo dobra 4.0 – dobra 3.0 – dostateczna
Spis treści
1. Wstęp………………………………………………………………………………………..6
2. Struktura zużycia energii – przeszłość, teraźniejszość i przyszłość…………………….7
2.1 Struktura zużycia energetycznych nośników………………………………………………7
2.1.1 Świat………….…...………………...…………………………………………………7
2.1.2 Europa………….…………………………………………………………………….10
2.1.3 Polska…...……………………………………… …………………………………12
2.2 Wnioski……………………………...……………………………………………………13
3. Właściwości wodoru……………………………………………………………................14
3.1 Wiadomości ogólne……………………………………………………………………….14
3.2 Własności fizyczne……………………………………………………………………….17
3.3 Własności chemiczne……………………………………………………………………..19
4. Wytwarzanie wodoru……………………………………………………………………..20
4.1 Metody wytwarzania wodoru…………………………………………………………….20
4.1.1 Metody produkcji wodoru z paliw kopalnych………………………….…………….20
4.1.1.1 Reforming parowy gazu ziemnego……....……………...………………………….20
4.1.1.2 Termiczny kraking gazu ziemnego....………………………………………………21
4.1.1.3 Redukcja chemiczna tlenków metali………………………………………………..21
4.1.1.4 Częściowe utlenianie ciężkich węglowodorów ropy naftowej……………………..22
4.1.1.5 Zgazowanie węgla…………….…………………………………………………….23
4.1.1.5.1Metoda Lurgi……….............................................................................................24
4.1.1.5.2 Metoda Winklera…………………………..……………………………………25
4.1.1.5.3 Metoda HYGAS……………………………......……………………………….26
4.1.1.5.4 Metoda COGAS…………………………………......………………………….26
4.1.1.5.5 Metoda Koppersa-Totzka………………………………..……………………...27
4.1.1.5.6 Zgazowanie podziemne……………………………………..…………………..27
4.1.2. Metody produkcji wodoru z biomasy…….………………………………………….28
4.1.2.1Piroliza i zgazowanie biomasy…………...………………………………………..28
4.1.3 Metody produkcji wodoru z wody……….…………………………………………...29
4.1.3.1 Elektroliza……...…….…………………………………………………………...29
4.1.3.2 Fotoliza…………...……….………………………………………………………30
4.1.3.3 Rozkład termiczny.……….……………………………………………………....30
4.1.3.4 Produkcja biologiczna wodoru…...……………………………………………….32
4.1.3.4.1 Biofotoliza wody…...……………………….………………………………...33
4.1.3.4.1.1 Zielenice...………………………………………………………………...33
4.1.3.4.1.1 Sinice – bakterie azotowe………………………………………………...33
4.1.3.4.2 Dekompozycja substancji organicznych przez bakterie fotosyntetyczne.……34
4.1.3.4.3 Produkcja wodoru przy rozkładzie substancji organicznej na drodze fermentacji …….……………………………………………………………………………..34
4.1.3.4.4 Systemy hybrydowe łączące fotosyntezę i fermentację dla wspólnej produkcji wodoru......................................................................................................................................35
4.2 Wnioski…………………...………………………………………………………………35
5. Zastosowania wodoru…………………………………………………………………….36
5.1 Zastosowania…………………………………………………………………………...…36
5.1.1 Ogniwa paliwowe………………..…………………………………...……….……...38
5.1.2 Silniki samochodowe…………..………...………………………………….………..40
5.1.3 Wodorki……..……...…………………………………………………….…………..41
6. Polityka wodorowa…………………………………………….………………………….42
6.1 Programy wybranych potęg gospodarczych………………………….…….…………….43
6.1.1 USA….………………………………………………………………………………..43
6.1.2 Japonia………………………………………………………………………………..43
...
irq65