Transition of District Heating to Climate Neutrality
Recenzentas / Rewiewer |
Europos Sąjunga siekia iki 2050 m. klimato neutralumo. Šis tikslas apima daugelio sektorių dekarbonizaciją. Kadangi daugiau nei pusė Latvijos energijos išteklių sunaudojama šildymui, šis sektorius yra vienas iš perspektyviausių dekarbonizuoti. Yra daug būdų, kaip pasiekti dekarbonizaciją, tačiau visi jie apima iškastinių išteklių pakeitimą atsinaujinančiaisiais ištekliais, pavyzdžiui, medienos drožlėmis, saulės energija, biodujomis ar vandeniliu. Šiame magistro darbe pagrindinis dėmesys skiriamas trims technologijoms - vandenilio gamybos elektrolizei, kuro elementams ir vandenilio metanavimui. Baigiamajame magistro darbe buvo sukurtas matematinis modelis, siekiant išsiaiškinti centralizuoto šildymo tiekimo sistemos perėjimo iš dabartinės formos į klimatui neutralią sistemą galimybes. Taikant matematinį modelį buvo modeliuojami keli scenarijai, siekiant išanalizuoti įvairius būdus, kaip gali keistis centralizuoto šildymo sistema ir kokios priemonės yra naudingiausios pereinant prie klimato neutralumo. Be matematinio modelio, buvo atlikta literatūros analizė. Ji buvo atlikta siekiant įgyti žinių bazę apie šildymo sektorių ir siūlomas technologijas šiame sektoriuje. Darbas suskirstytas į tris pagrindines dalis:1) Literatūros apžvalga, kurioje buvo analizuojami moksliniai straipsniai įvairiomis temomis, tokiomis kaip elektrolizė, centralizuotas šilumos tiekimas ir kuro elementų, 2) Medžiagos ir metodai, kurioje pateikiama informacija apie matematinio modelio kūrimą ir patvirtinimą,3) Rezultatai, kuriame pateikiamos pagrindinės modelio, jo patvirtinimo ir literatūros apžvalgos išvados. Šis magistro darbas parašytas anglų kalba. Jį sudaro 80 puslapiai, darbe yra 64 paveikslai, 23 lentelės ir 23 formulių. Rašant šį darbą taip pat panaudoti 67 literatūros šaltiniai.
European Union aims to be climate neutral by the year 2050. This aim includes the decarbonatization of many sectors. Since more than half of Latvia's energy resources are used for heating, this is one of the more perspective sectors to get decarbonized. There are number of ways to achieve decarbonization, but all of them include the replacement of fossil resources with renewables, like wood chip, solar, biogas or hydrogen. In this master's thesis the main focus is on three technologies, electrolysis for hydrogen production, fuel cells and hydrogen methanation. In this master's thesis a mathematical model was developed in order to gain insight into the possibilities of transitioning district heating system from its current form towards a climate neutral system. Whitin the mathematical model a number of scenarios were modeled to analyze the different ways of how the district heating system can change, and what tools are most useful for the transition to climate neutrality. Additional to mathematical model, also a literature analysis was carried out. This was done to gain knowledge base about the heating sector and proposed technologies in the sector. The work is split into three main parts:1) Literature review, where scientific articles on different topics, like electrolysis, district heating and fuel cells were analyzed, 2) Materials and methods, where information on the development and validation of the mathematical model is included,3) Results, where the main findings from the model, its validation and literature review are presented. This master thesis was written in English. It consists of 80 pages, in this thesis there are 64 figures, 23 tables and 23 formulas. Also 67 literature sources were used in writing of this thesis.