|
|
Minimising Emission Footprints in Circular Economy by Process Integration
Fan, Yee Van ; Dr DSc. Eng. Paweł Ocłoń, prof. CUT (referee) ; Nižetić, Dr Sandro (referee) ; Klemeš, Jiří (advisor)
Tato práce prezentuje metodologii snižování emisních stop v souvislosti s přechodem na obhovou ekonomiku aplikováním integrace procesů při analýze a projektování při zohlednní výzev, které ztěžují praktické aplikace. Udržitelnost životního prostředí se vyznačuje snahou o snižování emisí a zlepšení hospodaření s odpady a hraje rozhodující roli při přechodu na obhovou ekonomiku. Byly navrženy tři metodiky založené na bezztrátovém konceptu a rozšiřujících metodiky Pinch Analysis a P-Grafů. Aplikovatelnost je demonstrována šesti případovými studiemi transportu a nakládání s odpady. Mé příspěvky v této oblasti jsou následující: (i) Nový bezztrátový rozhodovací nástroj paralelní s klasickým fázovým diagramem, který napomáhá rychlému rozhodování o procesech (např. výběr druhu dopravy pro danou vzdálenost a náklad) při nejnižší možné environmentální zátěži. (ii) Systém kvantitativního vyhodnocování emisí, který agreguje a vyhodnocuje celkové environmentální zatížení způsobené sklemíkovými plyny, SOx, PM a NO2. (iii) Rozšířená analýza nakládání s odpady pro regionální plánování s přihlédnutím k zatěžování i odstranní zatěžování emisní stopou, dále rozhodování o způsobu hospodaření s odpady a výběru způsobu zpracování odpadu s cílem nejnižší možné emisní stopy. (iv) Model posuzování pomocí nástroje P-grafu pro identifikaci optimálních integrovaných systémů zpracování odpadu různého složení, který identifikuje a vyhodnocuje stav udržitelnosti procesů před a po zpracování. Navrhované metodiky v grafickém znázornění s podporou sady komplexních základních rovnic transformují problematiku nakládání s odpady a výběru dopravy do snadno srozumitelné formy řešení vyznačujících se nízkými emisními stopami. Jako příklad v jedné z případových studií analýza provedená podle nového přístupu využívajícího E-WAMPA naznačuje, že celkového snížení emisí o 10% (2, 568 kt CO2 ekv.) Lze dosáhnout provedením přechodu odpadu na Maltě (-25.75 kt CO2 ekv.), Řecko (-1,602.71 kt CO2ekv), Kypr (-178.52 kt CO2ekv) a Rumunsko (-761.16 kt CO2ekv). To jsou země, v nichž lze dosáhnout co největšího zlepšení, vzhledem k kombinovanému účinku čistých emisí (zatěžujících i nezatížených stop) stávajícího systému nakládání s odpady, vzniku odpadů a obyvatelstva. Následující studie budou umožňovat komplexní vyhodnocení ekonomické proveditelnosti tak, aby lokální data mohla být použita pro konkrétní případy v již předpřipravených schématech s výstupem kvalifikovaného řešení.
|
|
|
Design of an autonomous desalination unit
Kijanica, Michael ; Máša, Vítězslav (referee) ; Fan, Yee Van (advisor)
Nedostatek vody se rozvinul v globální problém, který se již netýká jen pouštních a suchých oblastí. Odsolování mořské vody se rozvinulo jakožto způsob výroby pitné vody v přímořských oblastech, které se zároveň potýkají s dlouhodobým nedostatkem vody. Ale odsolování mořské vody je známé svou technickou komplexností, energetickou náročností a nutnými investičními náklady. Provoz odsolovacích zařízení vzbudil obavy ohledně jejich dopadu na životní prostředí, konkrétně kvůli vysoké spotřebě energie a produkce vysoce koncentrované odpadní solanky. Tato diplomová práce se zaměřuje na návrh malé autonomní odsolovací jednotky, která k provozu využívá solární energii a vyhodnocením její ekonomické proveditelnosti a dopadů na životní prostředí. Dvě odsolovací jednotky (Varianta A: reverzní osmóza, Varianta B: mechanická parní komprese) a jejich fotovoltaické systémy byly navrženy na základě rešerše literatury. Jednotka s reverzní osmózou byla zvolena na základě technických a ekonomických parametrů – konkrétně kvůli nižší spotřebě energie a nižším investičním nákladům. Navržená varianta A má denní kapacitu produkce 22,14 m3 a jednotkovou spotřebu elektřiny 5,6 kWh/m3, což je srovnatelné s jinými jednotkami obdobné kapacity. Fotovoltaický systém má výkon 209 kWp a skládá se z 36 panelů, které zaujímají plochu 95 m2. Investiční náklady systému s reverzní osmózou činí 146 550 dolarů a prostá doba návratnosti je 5,6 let, oproti variant B, která má prostou dobu návratnosti 18,8 let. Z celkem 11 posuzovaných environmentálních vlivů, potenciál globálního oteplení varianty A byl vyhodnocen na 335 kg CO2eq/1000 m3, kde celkem 42 % zaujímal vliv výroby a zpracování materiálů a 58 % zaujímá vliv výroby energie. Environmentální profil této solární odsolovací jednotky s reverzní osmózou byl hodnocen v porovnání s environmentálními vlivy dodávky elektřiny z evropských a českých energetických mixů. Další výzkum by se měl zaměřit na prozkoumání environmentálních vlivů této odsolovací jednotky a zahrnout management zpracování po konci životnosti a transport. Potenciál zlepšení byl shledán v optimalizaci fotovoltaického systému a porovnání této jednotky s nově se rozvíjejícími jednotkami, které jsou momentálně ve fázi výzkumu.
|
|
|
Waste composition analysis as a support mechanism for circular economics
Halamíček, Samuel ; Varbanov, Petar Sabev (referee) ; Fan, Yee Van (advisor)
Předkládaná diplomová práce se zaměřuje na využití analýzy složení odpadu k usnadnění přechodu lineárního odpadového hospodářství na oběhové hospodářství. První část práce se zabývá úvodem do tématu odpadového a oběhového hospodářství, po kterém následuje seznámení s technikami a nástroji pro provádění analýzy složení odpadu. Druhá část práce představuje detailní analýzu, která identifikuje složení odpadu na první a třetí úrovni se zaměřením na komunální odpad. Složení odpadu vychází z certifikované metodiky, která vznikla v rámci projektu TIRSMZP719. Správa a analýza dat byla prováděna především za pomocí programovacího jazyka Visual Basic for Application (VBA). Výsledky analýzy složení odpadů jsou znázorněny pomocí grafů, které umožňují identifikovat možné trendy a rozdíly v toku odpadů v rámci zkoumaného období, území či jiného parametru. Použitelnost nástroje při navrhování vhodných způsobů úpravy a využití odpadů na základě zjištěného složení je prezentováno na případové studii města Brna. Z analýzy vyplývá, že největší podíl (23,17 %) směsného komunálního odpadu tvoří bioodpad, přičemž jako hlavní složka bioodpadu byla identifikována složka potravinových odpadů. Toto zjištění navrhuje vysokou proveditelnost a potenciál pro výrobu bioplynu. V této práci je rovněž navrženo řešení zpracování odpadu i pro ostatní složky směsného komunálního odpadu. Takové zhodnocení je klíčové a mohlo by vést k potenciálnímu snížení množství směsného komunálního odpadu až o 40 %. Toto zjištění je velmi důležité, protože celková navržená koncepce dokáže odpovědět právě na separační potenciál, který je navázán na stanovené cíle či jiné závazky související s cíli Plánu odpadového hospodářství ČR. Navržené posouzení akcentuje navržené cíle a ukazuje potenciál pro jejich splnění.
|
|
|
Minimising Emission Footprints in Circular Economy by Process Integration
Fan, Yee Van ; Dr DSc. Eng. Paweł Ocłoń, prof. CUT (referee) ; Nižetić, Dr Sandro (referee) ; Klemeš, Jiří (advisor)
Tato práce prezentuje metodologii snižování emisních stop v souvislosti s přechodem na obhovou ekonomiku aplikováním integrace procesů při analýze a projektování při zohlednní výzev, které ztěžují praktické aplikace. Udržitelnost životního prostředí se vyznačuje snahou o snižování emisí a zlepšení hospodaření s odpady a hraje rozhodující roli při přechodu na obhovou ekonomiku. Byly navrženy tři metodiky založené na bezztrátovém konceptu a rozšiřujících metodiky Pinch Analysis a P-Grafů. Aplikovatelnost je demonstrována šesti případovými studiemi transportu a nakládání s odpady. Mé příspěvky v této oblasti jsou následující: (i) Nový bezztrátový rozhodovací nástroj paralelní s klasickým fázovým diagramem, který napomáhá rychlému rozhodování o procesech (např. výběr druhu dopravy pro danou vzdálenost a náklad) při nejnižší možné environmentální zátěži. (ii) Systém kvantitativního vyhodnocování emisí, který agreguje a vyhodnocuje celkové environmentální zatížení způsobené sklemíkovými plyny, SOx, PM a NO2. (iii) Rozšířená analýza nakládání s odpady pro regionální plánování s přihlédnutím k zatěžování i odstranní zatěžování emisní stopou, dále rozhodování o způsobu hospodaření s odpady a výběru způsobu zpracování odpadu s cílem nejnižší možné emisní stopy. (iv) Model posuzování pomocí nástroje P-grafu pro identifikaci optimálních integrovaných systémů zpracování odpadu různého složení, který identifikuje a vyhodnocuje stav udržitelnosti procesů před a po zpracování. Navrhované metodiky v grafickém znázornění s podporou sady komplexních základních rovnic transformují problematiku nakládání s odpady a výběru dopravy do snadno srozumitelné formy řešení vyznačujících se nízkými emisními stopami. Jako příklad v jedné z případových studií analýza provedená podle nového přístupu využívajícího E-WAMPA naznačuje, že celkového snížení emisí o 10% (2, 568 kt CO2 ekv.) Lze dosáhnout provedením přechodu odpadu na Maltě (-25.75 kt CO2 ekv.), Řecko (-1,602.71 kt CO2ekv), Kypr (-178.52 kt CO2ekv) a Rumunsko (-761.16 kt CO2ekv). To jsou země, v nichž lze dosáhnout co největšího zlepšení, vzhledem k kombinovanému účinku čistých emisí (zatěžujících i nezatížených stop) stávajícího systému nakládání s odpady, vzniku odpadů a obyvatelstva. Následující studie budou umožňovat komplexní vyhodnocení ekonomické proveditelnosti tak, aby lokální data mohla být použita pro konkrétní případy v již předpřipravených schématech s výstupem kvalifikovaného řešení.
|
guest ::
RSS feed.