Τεχνολογίες Καυσίμων Επιβλέπων καθηγητής: Καρκάνης Αναστάσιος Φοιτήτρια: Τζαμπαζίδου Μαρία Ειρήνη

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Τεχνολογίες Καυσίμων Επιβλέπων καθηγητής: Καρκάνης Αναστάσιος Φοιτήτρια: Τζαμπαζίδου Μαρία Ειρήνη"

Διόδοτος Κομνηνός
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Επιδράσεις των καυσίμων στο φαινόμενο του θερμοκηπίου Τεχνολογίες Καυσίμων Επιβλέπων καθηγητής: Καρκάνης Αναστάσιος Φοιτήτρια: Τζαμπαζίδου Μαρία Ειρήνη

2 Κλιματική αλλαγή - Φαινόμενο του θερμοκηπίου Κλιματική Αλλαγή Φαινόμενο του Θερμοκηπίου, ο μηχανισμός που διατηρεί τη θερμοκρασία στη Γη σε επίπεδα τέτοια που επιτρέπουν την ύπαρξης ζωής με τα σημερινά δεδομένα.η επιφάνεια της Γης ακτινοβολεί προς το διάστημα στα nm, δηλαδή στην υπέρυθρη περιοχή. Οι διάφορες ενώσεις στην ατμόσφαιρα απορροφούν ακτινοβολία διαφορετικού μήκους κύματος. Οι υδρατμοί απορροφούν ακτινοβολία στα nm ενώ το CO2 απορροφά έντονα στα nm. Περίπου το 70% της υπέρυθρης ακτινοβολίας φεύγει από τη γη προς το διάστημα, αλλά το 30% απορροφάται από τα λεγόμενα θερμοκηπιακά αέρια όπως το CO2, οι υδρατμοί και το μεθάνιο Ενισχυμένο φαινόμενο του θερμοκηπίου Αποψίλωση των δασών Αυξημένη τήξη χιονιού και πάγου Αύξηση στάθμης θάλασσας Ισχυρότεροι τυφώνες και κυκλώνες-φονικοί Ερημοποίηση-Αυξηση βροχοπτώσεων

3 Θερμοκηπικά Αέρια Πρωτογενείς ρύποι: Είναι αυτοί που εκπέμπονται άμεσα από σημειακές πηγές κατευθείαν στην ατμόσφαιρα: Διοξείδιο του άνθρακα (CO2), μονοξείδιο του άνθρακα (CO), ενώσεις θείου(so2, H2S), ενώσεις αζώτου (ΝΟ), υδρογονάνθρακες και άλλες πτητικές οργανικές ενώσεις (VOCs), ενώσεις αλογόνων (χλωριούχα και φθοριούχα άλατα), αιωρούμενα σωματίδια (PM), αέρια από ραδιενεργή δραστηριότητα Δευτερογενείς ρύποι: Δημιουργούνται από χημικές αντιδράσεις των πρωτογενών ρύπων με την ηλιακή ακτινοβολία και άλλους φυσικούς παράγοντες. Οζον (Ο3), αιθάλη, διοξείδιο και υποξείδιο του αζώτου (Ν2Ο,ΝΟ2), ενώσεις θείου (Η2SO4) Κάποιοι όμως από αυτούς τους ρύπους έχουν ήδη αντιμετωπιστεί! Διαγραμμα 1. Διακύμανση α) Διοξειδίου του ανθρακα, β)μεθανίου γ) Υποξειδίου του αζώτου στο χρονικό διάστημα

4 CO-Μονοξείδιο του άνθρακα Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι βραχύβιο αέριο του θερμοκηπίου και επιφέρει έμμεση συνεισφορά στην απορρόφηση και διατήρηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα της Γης. Αυξάνει τις συγκεντρώσεις του ατμοσφαιρικού μεθανίου και του τροποσφαιρικού όζοντος, διαμμέσου χημικών αντιδράσεων με άλλα ατμοσφαιρικά χημικά είδη, όπως οι ελεύθερες ρίζες υδροξυλίου (OH ). Πτητικές οργανικές ουσίες (VOC) Η απελευθέρωση αυτών των βλαβερών ενώσεων στην ατμόσφαιρα έχει περιβαλλοντικές επιπτώσεις και σχετίζεται με την καταστροφή του στρατοσφαιρικού όζοντος και το σχηματισμό όζοντος σε πολύ χαμηλά επίπεδα επηρεάζοντας έτσι, το φαινόμενο του θερμοκηπίου και το σχηματισμό της όξινης βροχής.

5 SOx, ΝΟx - Οξείδια του θείου, αζώτου Κύρια επίδραση: Δημιουργία όξινης βροχης (2/3:Η2SO4, 1/3:HNΟ3) Αρνητική επίδραση στην ανάπτυξη δασών και καθιστούν τα δέντρα άρρωστα Οικοσυστήµαταε: επηρεάζουν το ισοζύγιο στο έδαφος (π.χ. διάβρωση), αλλάζουν τη σύσταση της ατµόσφαιρας, µεταβάλλουν το τοπικό κλίµα. Το θειϊκό οξύ πιστεύεται ότι ευθύνεται για το 60% της εναπόθεση οξέος Συμβάλλoυν στη καταστροφή της οζονόσφαιρας με αποτέλεσμα την είσοδο υπέρυθρης ακτινοβολίας. Φωτοχημικό νέφος

6 Ραδιενεργοί ρύποι Πρωτογενής αέριος ρύπος από ανθρωπογενείς πηγές. Οι ανθρωπογενείς ραδιενεργές εκπομπές προέρχονται εκρήξεις ατομικών βομβών και από πυρηνικά ατυχήματα. Τα στερεά καύσιμα χρησιμοποιούνται επίσης εκτενώς στην πυραυλική χρήση ως στερεά προωθητικά. Ενώταπυρηνικάκαύσιμαέχουντηνυψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα όλων των πρακτικών πηγών καυσίμων, και δεν προκαλούν άμεσσα περιβαλλοντικές επιπτώσεις στην περιπτωση πυρηνικού ατυχήματος οι συνέπειες είναι τραγικές. Μετά από μια ατμοσφαιρική έκρηξη οι διαρροές ραδιενεργού υλικού μολύνουν πρώτο τον αέρα, με αποτέλεσμα την μεταφορά ραδιενεργών ατόμων σε μακρινές περιοχές. Λόγω του μάλου βάρους των υλικών αυτών, αυτά εναποτίθενται γήγορα στο έδαφος προκαλώντας την ρύπανση του(εισχωρούν σε βάθος 5-10εκατοστα), και κατά συνέπεια διαταραχές στον κύκλο του νερού. Ετσι λοιπόν έμεσσα επηρεάζεται και το φαινόμενο του θερμοκηπίου.

7 Αιωρούμενα σωματίδια Tα αιωρούμενα σωματίδια αποτελούν ένα σύνολο/μίγμα σωματιδίων, υγρών και στερεών, και προέρχονται από ουσίες όπως ο αμίαντος, ο καπνός, ο μόλυβδος ή από κατασκευαστικές δραστηριότητες. Τα σωματίδια μαύρου άνθρακα και αιθάλης θερμαίνουν την ατμόσφαιρα μέσω της απορρόφησης του φωτός: ενεργειακό ισοζύγιο. Περιορίζουν την ορατότητα της ατµόσφαιρας και συµβάλλουν αρνητικά στο φαινόµενο του θερµοκηπίου Μετατρέπουν τις αέριες εκπομπές SO2,NO σε όξινα σωµατίδια, τα οποία ακολούθως πέφτουν στη Γη µέσω υγρής εναπόθεσης (όξινη βροχή, χιόνι) ήξηρής (σωµατίδια) εναπόθεσης

8 Ο3 - Όζον Στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας το όζον δεν εκλύεται άµεσα στον αέρα. Σχηµατίζεται στην ατµόσφαιρα από τη χηµική αντίδραση πτητικών οργανικών ενώσεων (VOCs, κυρίως άκαυστοι υδρογονάνθρακες) µε το διοξείδιο του αζώτου, παρουσία ηλιακού φωτός(φωτοχηµική αντίδραση). Οι υψηλές θερµοκρασίες διεγείρουν την αντίδραση, γι αυτό το καλοκαίρι τα επίπεδα του όζοντος είναι υψηλότερα. Αυτοκίνητα, σταθµοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, χηµικές βιοµηχανίες, διϋλιστήρια πετρελαίου, επιχειρήσεις που χρησιµοποιούν διαλύτες όπως καταστήµατα χρωµάτων. 1. Φωτοχημικό νέφος σε αστικά κέντρα 2. Οξειδωτικό μέσο για το σχηματισμό της όξινης βροχής 3. Αρνητικές επιπτώσεις στις αγροτικές καλλιέργειες, δάση, στη βλάστηση καθώς είναι φυτο-τοξικό στοιχείο

9 CFCs -Χλωροφθοράνθρακες Oι χλωροφθοράνθρακες και άλλοι αλογονωμένοι υδρογονάνθρακες χρησιμοποιούνται (ή καλύτερα είχαν χρησιμοποιηθεί) ως ψυκτικά στα κλιματιστικά, ψυγεία, σαν διογκωτικά, διαλύτες κλπ. Βέβαια η προοδευτική εξαφάνισή τους λόγω της επίδρασής τους στο στρατοσφαιρικό όζον έχει θετική επίδραση στη κλιματική αλλαγή, αλλά και οι υδροχλωροφθοράνθρακες και υδροφθοράνθρακες που τους αντικαθιστούν είναι επίσης αέρια του θερμοκηπίου. Το μερίδιο τους στις εκπομπες αεριων θερμοκηπιου από τις βιομηχανικές χώρες είναι περίπου 1.5%. Όμως είναι εξαιρετικά ισχυρά: μπορούν να δεσμέυσουν θερμότητα φορές πιο ααποτελεσματικά από τι το CO2, και παραμένουν στην ατμόσφαιρα για χιλιάδες χρόνια.

10 CH4-Μεθάνιο Ο απλουστερος άκυκλος κορεσμένος υδρογονάνθρακας, απόδοση 55.7kj/g Σημαντικήεπίδρασηστοφαινόμενοτου θερμοκηπίου. Απορροφά περίπου 25 φορές περισσότερη υπέρυθρη ακτινοβολία από ότι το CO2 Οι συγκεντρώσεις μεθανίου ήταν κάπως σταθερές μέχρι το 2007 Αυξηση 0,3% ετησίως λόγω ανθρώπινης δραστηριότητας Εκπομπές: καυση ξυλανθρακα, ορυκτών καυσίμων(μικρό ποσοστό), διαρροές από παραγωγή φυσικού αερίου, σε ορυχεία εξόρισης άνθρακα εκλύεται το παγιδευμένο μεθάνιο από τα υπόγεια ή επιφανειακά κοιτάσματα Αφθονία, μεγάλη ενεργειακή απόδοση, χαμηλή τιμή: το κάνουν ένα πολύ ελκυστικό καύσιμο, ιδιαίτερα για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και οικιακή θέρμανση. Καύσιμο πυράυλων! Η διαστημική εταιρεία SpaceX ανακοίνωσε μια καινοτομία για την ανάπτυξη προωθητικών κινητήρων πυραύλων υγροποιημένου μεθανίου

11 CO2 - Διοξείδιο του άνθρακα Στερεά Καύσιμα: Άνθρακας-Κάρβουνο: ppm Μεγαλύτερος συντελεστής επίδρασης, από τις ανθρώπινες δραστηριότητες, στην αύξηση του CO2 στην ατμόσφαιρα. Τουλάχιστον το 40% της παγκόσμιας ηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται από γαιάνθρακες. Οικιακή και εμπορική θέρμανση χώρων. Τύρφη: Διαγραμμα 2. Διακύμανση του διοξειδίου του ανθρακαστο χρονικό διάστημα από τον National Oceanic and Atmospheric Administration(ΝΟΑΑ)-ΝΑSA Λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα καιγεται υπό συνθήκες χαμηλής υγρασίας αργά με καπνό αλλά χωρίς φλόγα πολύωρες πυρκαγιές. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από τύρφη εκτιμάται ότι είναι στα 106gCO2/MJ και είναι υψηλότερες από τις εκπομπές του ορυκτού άνθρακα(94,6gco2/mj). Ξύλο: Ανανεώσιμη πηγή. Κατά τη καύση:τέφρα, καπνός, PM Aποψίλωση έμμεση επίδραση

12 CO2 - Διοξείδιο του άνθρακα Υγρά Καύσιμα: Το ορυκτό πετρέλαιο: φυσικό υγρό, καταστρέφει οικοσυστήματα μέσω γεγονότων όπως πετρελαιοκηλίδες και απελευθερώνοντας μια σειρά ρύπωνστηνατμόσφαιρα, συμπεριλαμβανομένου του όζοντος και του διοξειδίου του θείου από τις προσμείξεις θείου στα ορυκτά καύσιμα. Ορυκτό πετρελαιο: 85% C, 2% N, 6% S Μελέτη έδειξε ότι η καύση πετρελαίου απελευθερώνει 377 kg CO2, ενώ καύση ξύλου αποβάλλει 1501 kg CO2 ανά MWh ενέργειας. Μαζούτ απαγορευμένο!!! Καύσιμα αεριωθούμενων - κηροζίνη Αιθανόλη - Καύσιμο σε κινητήρες εσωτερικής καύσεως, αντικαθιστώντας την βενζίνη Καύσιμο Diesel Βενζίνη Κηροζίνη Μαζούτ Θερμογόνος Δύναμη 48 MJ/KG 46.4 MJ/KG 142 MJ/KG 41MJ/KG Πίνακας 1. Θερμογόνος Δύναμη καυσίμων Το ντίζελ παράγει περισσότερες εκπομπές CO2 ανά kg καυσίμου, αλλά δεδομένου ότι οι κινητήρες ντίζελ είναι περισσότερο αποδοτικοί, οι εκπομπές ανά διανυόμενο km είναι τελικά λιγότερες.

13 >IPCC: Intergovernmental Panel Climate Change Συνεισφορά κάθε τομέα καύσης στο φαινόμενο του θερμοκηπίου Συνεισφορά Θερμοκηπικών Αερίων

15 Επιδράσεις των καυσίμων στο φαινόμενο του θερμοκηπίου Τεχνολογίες Καυσίμων Ευχαριστώ πολύ για την προσοχή σας! Επιβλέπων καθηγητής: Καρκάνης Αναστάσιος Φοιτήτρια: Τζαμπαζίδου Μαρία Ειρήνη

Σχετικά έγγραφα

ΚΛΙΜΑΤΙΚH ΑΛΛΑΓH Μέρος Α : Αίτια

ΚΛΙΜΑΤΙΚH ΑΛΛΑΓH Μέρος Α : Αίτια Με τον όρο κλιματική αλλαγή αναφερόμαστε στις μεταβολές των μετεωρολογικών συνθηκών σε παγκόσμια κλίμακα που οφείλονται σε ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Η κλιματική αλλαγή