english
Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně ÚSTAV PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ
Studium

Odpady, jejich logistika, recyklace a výroba energie

Uvádíme čtyři tematické okruhy bakalářských práci, které svým zaměřením a obsahem dotýkají oborům „odpadové hospodářství“ a „energetika“. Konkrétní názvy bakalářských prací stejně jako jejich obsah budeme postupně zveřejňovat na webu UPI. Prvotní bližší informace o problematice v širších souvislostech se dozvíte v části Doplňkové informace

Garant: Ing. Martin Pavlas, Ph.D., Sekce energetických systémů a simulačních výpočtů


Tříděné odpady, jejich logistika a využití

Z celkového množství komunálních odpadů (produkce v ČR cca 500 kg/r na osobu) se cca 36 % procent vyseparuje (papír, plast, sklo, bioodpad), a je připraveno k recyklaci. Zbývající množství se převážně skládkuje. Budoucím trendem je zefektivnění celého systému ve smyslu maximálního snížení množství skládkovaných odpadů a zvýšení podílů materiálového využití. Negativním dopadem jsou vzrůstající náklady, na kterých se významnou měrou podílí svoz jednotlivých frakcí pomocí „popelářských“ vozů. Cílem našich aktivit je vyhodnocovat skutečné přínosy (ekonomické i environmentální) recyklace v kontextu celého řetězce (sběr a svoz, dotřídění na specializovaných linkách, transport a následné využití).

Student se bude podílet na zpracování vybraných dílčích úkolů, které souvisí s vývojem optimalizačních nástrojů, které na pracovišti ÚPI vznikají ve spolupráci s matematickými inženýry (např. NERUDA Street). Práce budou obsahově různorodé:

Konkrétní názvy zadání (úplný seznam zadání) včetně jejich charakteristiky najdete zde. Pozn.: Jedná se o předběžný seznam témat. V případě oboustranné dohody lze témata modifikovat, popř. vypsat další. Neváhejte nás proto kontaktovat na pavlas@fme.vutbr.cz!


Výroba tepla a elektřiny z odpadů

Část komunálních odpadů nelze materiálově využít a v takovém případě je preferovanou formou jejich energetické využití. V ČR jsou v provozu čtyři spalovny odpadů (Praha, Brno, Liberec, Plzeň) s celkovou zpracovatelskou kapacitou 740 tis. tun za rok. Přitom množství odpadů vhodných pro energetické využití činí 3,7 mil. tun/rok. Většina těchto odpadů se dnes skládkuje. Od roku 2024 vstoupí v ČR v platnost zákaz skládkování využitelných odpadů, což bude vyžadovat výstavbu nových zařízení. Cílem našich aktivit je přispět k plánování a přípravě nových zařízení pro energetické využití odpadů, navrhovat jejich efektivní začlenění v rámci existujících teplárenských zdrojů (dodávka tepla), a hodnotit efektivitu stávajících provozů.

Student se bude podílet na zpracování vybraných dílčích úkolů, které souvisí s řešením projektu Centrum kompetence pro energetické využití odpadů. Témata zahrnují jak rešeršní práce (cílem je získat přehled v dané oblasti), tak práce jejichž součástí jsou již dílčí výpočty a analýzy.

Konkrétní názvy zadání (úplný seznam zadání) včetně jejich charakteristiky najdete zde. Pozn.: Jedná se o předběžný seznam témat. V případě oboustranné dohody lze témata modifikovat, popř. vypsat další. Neváhejte nás proto kontaktovat na pavlas@fme.vutbr.cz!


Efektivní způsoby zpracování odpadů

V současnosti probíhá v Českém a Evropském odpadovém hospodářství bouřlivý vývoj související, jak se stanovenými cíli v odpadovém hospodářství (např. odklon od skládkování využitelného odpadu), tak i s přechodem na tzv. oběhové hospodářství. Toho lze dosáhnout především využitím kvalitních, efektivních a účelných technologií, pomocí kterých lze zajistit komplexní a funkční systém s uplatnitelnou produkcí tepla, elektřiny anebo druhotných surovin.

Téma je na našem pracovišti dlouhodobě řešeno, výstupem jsou např. klíčové studie pro Ministerstvo průmyslu a obchodu a Ministerstvo životního prostředí. Naše podklady byly v nedávné době využity při sestavování řady krajských Plánů odpadového hospodářství. Dlouhodobě spolupracujeme s provozovateli nejmodernějších českých zařízení na využití odpadu (ZEVO Malešice, Termizo Liberec).

Posouzení konkrétních provozů obvykle spočívá v sestavení a využití tzv. technicko-ekonomických modelů. Vývoj a rozvoj těchto modelů spočívá v seznámení se s provozem a vyhodnocení dosažitelných technických (měrné produkce a spotřeby), ekonomických (provozní a investiční nároky) a i dalších (emisní zátěž) parametrů. Vývoj modelu probíhá nejčastěji v prostředí MS Excel a sledovanými provozy mohou být např. dotřiďovací linky, kompostárny či spalovací jednotka pro energetické využití odpadu.

Sekce disponuje i zkušenostmi a informačním zázemím pro komplexní hodnocení odpadového hospodářství v určitém regionu, za tímto účelem je využitelný např. automatizovaný výpočet pro vyhodnocení výstupů z úpravy odpadu (třídicí linka, mechanicko-biologická úprava), modelování svozu a transportu odpadu nebo modely pro produkci emisních polutantů. Student se v této oblasti bude podílet na:

Konkrétní názvy zadání (úplný seznam zadání) včetně jejich charakteristiky najdete zde.

Pozn.: Jedná se o předběžný seznam témat. V případě oboustranné dohody lze témata modifikovat, popř. vypsat další. Neváhejte nás proto kontaktovat na pavlas@fme.vutbr.cz!


Testování a vývoj výpočtových nástrojů využívaných v odpadovém hospodářství

Efektivní nakládání s odpady v souladu s ekonomickými a environmentálními aspekty představuje rozsáhlou úlohu s průnikem do mnoha odvětví. Komplexní úloha se dotýká produkce odpadu, jeho přepravy a následného zpracování. Celkový zpracovatelský řetězec je dále ovlivněn legislativními omezeními z pohledu životního prostředí, dotačním stimulem v podobě např. příplatku za obnovitelnou energii atd. Takto složitý systém není možné hodnotit bez adekvátních výpočtových nástrojů.

Student se bude podílet na testování a vývoji výpočtových nástrojů pro podporu strategického rozhodování v oblasti odpadového hospodářství, které na ÚPI vznikají (viz NERUDAJustine a mnohé další, které první komerční aplikace teprve čeká). Do vývoje jsou zapojeni specialisté z oblasti aplikované matematiky, experti z reálných energetických a odpadových provozů, kteří jsou doplňováni šikovnými studenty – matematičtí a procesní inženýři. Právě ti jsou hnacím motorem celého vývoje. Z jejich řad vycházel zásadní impuls pro vznik již existujících nástrojů. Obsah prací bude různorodý a vždy bude v rámci konkrétního tématu přizpůsoben studentovi na míru. Téma bude zahrnovat některé z následujících dílčích bodů:

Nutné podmínky pro zapojení do vývojového týmu:

Pozn.: Pro bližší informace nás kontaktujete na Radovan.Somplak@vutbr.cz (Ing. Radovan Šomplák, Ph.D.) nebo Vlastimir.Nevrly@vutbr.cz (Ing. Vlastimír Nevrlý).


Doplňkové informace

Co řešíme: Činnosti v rámci sekce Energetických systémů a simulačních výpočtů se zaměřují na aktuální problematiku efektivního využití energie v oblasti komunální a malé průmyslové energetiky. Hlavní pozornost je věnována druhotným zdrojům (energie z odpadů) a jejich integraci s tradičními (fosilními) nebo obnovitelnými palivy. Problematika představuje aktivitu na pomezí oborů „energetika“ – „odpadové hospodářství“. A právě zde studenti vyšších ročníků využiívají znalosti oboru Procesní inženýrství. Konkrétně se jedná o:

Kde a proč se pohybujeme na špičce: Téma souvisí s řešením aktuálních výzkumných projektů:

V roce 2015 byla naše sekce zapojena do rozsáhlého projektu pro Ministerstvo životního prostředí, který se zaměřil na návrh optimální sítě pro zpracování odpadů. Vytváříme naše vlastní výpočtové nástroje (viz níže). Spolupracujeme se subjekty působícími v oboru (technické služby, odpadové společnosti, města a to i mimo ČR).

Jaké máme nástroje: Řešení této tématické oblasti je založeno na aplikaci výpočtových nástrojů NERUDA Street a Justine. Oba nástroje vznikají na pracovišti ÚPI ve spolupráci s matematickými inženýry. Studenti se budou podílet na zpracování vybraných dílčích úkolů, které souvisí s vývojem těchto nástrojů (příprava vstupních dat, zpracování výsledků). Pro výpočty a následné zpracování dat využíváme moderní PC vybavení (3 ks výpočtových stanic se dvěma 20-ti jádrovými procesory a 128 GB RAM), pořízených z prostředků projektu SPIL.


… Zpět na seznam okruhů.
[více]

Přihlášení na intranet

[more]

Poslední zprávy

© 2009-2017  |  Ústav procesního inženýrství FSI VUT v Brně