Detail předmětu

Bilancování hmoty, energie a emisí z výroby a dopravy

FAST-BXA005Ak. rok: 2024/2025

Cílem předmětu je seznámit studenty s dvěma oblastmi stavitelství, které výrazně přispívají k tvorbě emisí skleníkových plynů. Těmi jsou energeticky náročné výrobní linky, které pro výrobu stavebních materiálů spotřebovávají značné množství energetických zdrojů, a doprava vyrobených materiálů k zákazníkům a do míst jejich spotřeby. Student se proto seznámí se základy bilancování hmoty výrobních linek, problematikou spalování paliv (vč. obnovitelných paliv a paliv z odpadů) a transformace uvolněné energie a využití energie (energetická bilance). Student pochopí vztah mezi energetickou náročností a tvorbou emisí (v místě stavby, ale také přeneseně v místě výroby surovin, stavebních dílců a energie) a dalších vedlejších proudů ze spalovacích procesů. V druhé části předmětu se student seznámí s logistickými systémy materiálů. Pozornost bude věnována dopravě po silnici a železnici. Součástí bude hodnocení emisí z dopravy. Teoretické poznatky si studenti procvičí při řešení praktických příkladů s využitím běžně dostupného SW MS Excel a při použití vybraných výpočtových nástrojů.

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav procesního inženýrství (ÚPI)

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Pro udělení zápočtu je nutná pravidelná a aktivní účast ve cvičeních, dodání všech zadaných úkolů. Povoleny jsou dvě předem omluvené absence. V případě absence si student procvičovanou látku doplní a splní požadované úkoly. Zkoušení proběhne formou písemného testu, který kontroluje znalosti probírané v přednáškách a prověřuje praktické (výpočtové) dovednosti precizované ve cvičeních. Test proto kombinuje otázky (výběr, doplnění hodnoty) s dílčími výpočtovými příklady. Hodnocení testu je provedeno standardním způsobem dle procenta správných odpovědí (0–50%…F; 51–60%…E; 61–70%…D; 71–80%…C; 81–90%…B;
91–100%…A.

 

Učební cíle

Student získá přehled o postupech provedení hmotnostní bilance výrobních linek. Student bude schopen vypočítat bilanci jednodušších technologií, kde dochází ke směšování a dělení většího množství proudů tuhých látek. Současně bude znát, jak se přistupuje k bilanci s chemickou reakcí a zejména pak spalování plynných a tuhých paliv a bilanci energie. Dále si student uvědomí význam spotřeby energie (tepla a elektřiny) a zdrojů, ze kterých se obě komodity vyrábějí. Porozumí procesu tvorby emisí a získá přehled v základních opatřeních a technologiích pro snižování emisí.  Student rozezná druhy logistických systémů a uvědomí si omezené možnosti železnice pro dopravu materiálů souvisejících se stavebnictvím.

 

Prerekvizity a korekvizity

Základní literatura

DITL, Pavel a Michal NETUŠIL. Bilancování a simulace systémů v MS Excel. Praha: ČVUT, 2018. ISBN 978-80-01-06396-5 (CS)

Doporučená literatura

United States Environmental Protection Agency: AP-42: Compilation of Air Emissions Factors, dostupné z https://www.epa.gov/air-emissions-factors-and-quantification/. Cit 6.3.2023 (EN)
BRUNNER, Paul H. a Helmut RECHBERGER. Practical Handbook of Material Flow Analysis. Taylor & Francis, CRC Press, 2004 (EN)
KRÁL, Martin. Excel VBA – Výukový kurz. Computer Press, 2010. ISBN 8025123588 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-ENI bakalářský, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Osnova

1. Výrobní linky a doprava jako výrazný zdroj skleníkových plynů a dalších emisí 2. Úvod do bilancování – hmotnostní bilance I – základní operace a principy 3. Úvod do bilancování – hmotnostní bilance II – s přeměnou hmoty 4. Bilancování spalování a bilance procesů výroby energie 5. Výroba elektrické energie a její uhlíková stopa 6. Výroba tepelné energie, kogenerace, centrální a distribuovaná výroba 7. Technologie pro energetické využívání odpadů 8. Technologie zpracování odpadních vod z průmyslu – minimalizace množství kapalných odpadů 9. Postupy snižování emisí do ovzduší (I) 10. Postupy snižování emisí do ovzduší (II) 11. Úvod do automatizace výrobních linek 12. Systémy pro dopravu materiálů a odpadů I 13. Systémy pro dopravu materiálů a odpadů II (intermodální a železnice)

Konzultace v kombinovaném studiu

15 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Osnova

1. Základní vztahy a jednotky pro bilancování – procvičování na příkladech 2. Převádění slovního zadání úlohy do bilančních schémat 3. Hmotnostní bilance vybraných jednouzlových systémů 4. Hmotnostní bilance procesu s více bloky 5. Hmotnostní bilance procesu s více bloky 6. Zpracování MFA pro vybraný případ 7. Hmotnostní bilance procesu s přeměnou hmoty – chemickou reakcí 8. Základy bilancování energetických toků 9. Úspory primární energie při dodávce energie z různých zdrojů 10. Procvičení principů inventarizace emisí skleníkových plynů 11. Vyhledávání emisních faktorů a výpočet produkce ostatních polutantů 12. Emise z dopravy po silnici a konkrétní systém 13. Emise z dopravy po železnici