Nauki Techniczne

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk

Zawartość

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk | 2017 | Nr 98 |

Abstrakt

W Oddziale Zamiejscowym Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego w Katowicach oraz na Wydziale Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie prowadzone są prace nad możliwościami ograniczania zawartości rtęci w produktach handlowych węgla kamiennego poprzez wzbogacanie grawitacyjne surowego urobku węglowego. W krajowych warunkach przemysłowych wzbogacanie grawitacyjne prowadzi się na mokro w cieczach ciężkich zawiesinowych oraz w osadzarkach. Wstępne – pilotowe badania pokazały możliwość usuwania rtęci także metodą suchą przy wykorzystaniu separatorów wibracyjno-powietrznych. Rtęć występuje głównie w pirycie i markasycie, wchodzących w skład substancji mineralnej węgla, ale także w substancji organicznej węgla. Pewne jej ilości znajdują się w warstwach stropowych pokładów węglowych, które podczas eksploatacji trafiają do urobku węglowego. W zależności od rozkładu wymienionych składników we frakcjach gęstościowych zależeć będzie skuteczność usuwania rtęci podczas procesu wzbogacania grawitacyjnego. W artykule przedstawiono wyniki badań zawartości rtęci i siarki całkowitej w wydzielonych frakcjach gęstościowych węgli pochodzących z czterech kopalń. Zawartości te określano we frakcjach o gęstości: –1,5 g/cm3 (umownie koncentrat), 1,5–1,8 g/cm3 (umownie produkt pośredni) oraz +1,8 g/cm3 (umownie odpady). Wyniki zestawiono w tabelach 3–5 oraz na rysunkach 1–4. Natomiast na rysunkach 5–8 przedstawiono zależności pomiędzy zawartością rtęci a zawartością siarki całkowitej w badanych próbkach węgla. Przeprowadzone badania, które można nazwać wstępną analizą podatności badanych węgli na wzbogacanie grawitacyjne pokazały, że na drodze suchej separacji przy wykorzystaniu separatorów wibracyjno-powietrznych możliwe będzie usuwanie znacznych ilości rtęci gromadzącej się we frakcjach ciężkich i pośrednich.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Podczas wydobycia i przeróbki mechanicznej węgla kamiennego oraz w procesach jego spalania powstają różne odpady. Zaliczyć do nich można m.in. odpady z procesu wzbogacania węgla oraz uboczne produkty spalania (popioły lotne i żużle). Aktualne przepisy prawne i branżowe zalecają określanie w nich m.in. zawartości rtęci oraz definiują graniczne jej wartości. Celem pracy było określenie poziomu rtęci w odpadach z procesu wzbogacania węgli kamiennych oraz stałych ubocznych produktach spalania węgli w energetyce w aspekcie ich wykorzystania i/lub utylizacji. Określono zawartość rtęci w reprezentatywnych próbkach odpadów z procesu wzbogacania na mokro i suchej separacji węgla kamiennego oraz w ubocznych produktach spalania z ośmiu kotłów opalanych węglem kamiennym: próbkach żużla i popiołu lotnego. Zawartość rtęci w badanych odpadach ze wzbogacania na mokro węgli kamiennych zmieniała się w granicach od 54 do 245 μg/kg (średnia 98 μg/kg), a z procesu suchej separacji od 76 do 310 μg/kg (średnia 148 μg/kg), w przeliczeniu na stan roboczy. Zawartość rtęci w popiołach lotnych wynosiła od 70 do 1420 μg/kg (średnia 567 μg/kg), a w żużlach od 8 do 58 μg/kg (średnia 21 μg/kg). Obecnie – w świetle obowiązujących przepisów prawnych z punktu widzenia zawartości rtęci w odpadach – nie ma istotnych barier w ich wykorzystaniu. Niemniej jednak mogą pojawić się w przyszłości przepisy limitujące maksymalną zawartość rtęci oraz dopuszczalną ilość wymywanej rtęci. Może to utrudnić ich wykorzystanie i/lub utylizację według dotychczasowych sposobów. Zasadne jest więc przygotowanie się na taką sytuację, poprzez opracowanie innych alternatywnych sposobów wykorzystania tych odpadów.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W referacie przedstawiono wyniki analizy efektywności przetwarzania energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną w warunkach polskich. Pokazano wpływ nasłonecznienia i temperatury pracy modułu fotowoltaicznego na jego krzywą mocy P = f(U). Opisano warunki dla których producenci podają parametry modułów fotowoltaicznych i skonfrontowano je z warunkami rzeczywistymi panującymi w Polsce. Zwrócono uwagę na konieczność podawania przez producentów paneli fotowoltaicznych charakterystyk PPV = f(E) dla różnych wartości temperatury pracy modułów. Przeprowadzono analizę ekonomicznej efektywności inwestycji farmy fotowoltaicznej o mocy 1 MWp z uwzględnieniem aktualnych przepisów prawa dla trzech wariantów. Wariant I – inwestor korzysta ze środków wsparcia pomocy publicznej tylko o charakterze operacyjnym, wariant II – inwestor korzysta ze środków wsparcia pomocy publicznej o charakterze inwestycyjnym w wysokości 1 mln PLN, wariant III – inwestor korzysta ze środków wsparcia pomocy publicznej o charakterze inwestycyjnym w wysokości 2 mln PLN. Dla wszystkich wariantów wyznaczono wskaźniki oceny ekonomicznej efektywności inwestycji oraz wartości cen aukcyjnych od ceny maksymalnej do ceny przy której projekt traci rentowność.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przeanalizowano udział odnawialnych źródeł energii w światowej produkcji energii elektrycznej. Zwrócono uwagę na skalę rozwoju i wzrost znaczenia OZE w światowej gospodarce, jak również na problemy i wyzwania wiążące się ze zmienną wydajnością dobową jak i godzinową tych źródeł. Zaprezentowano sposób chemicznej konwersji nadwyżek energii do odnawialnego paliwa w postaci metanolu. Odniesiono się do wymogów Unii Europejskiej na rok 2020 oraz 2030 w sprawie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, co wiąże się z dalszą koniecznością rozwoju odnawialnych źródeł energii, w szczególności z poprawą ich wydajności. Opisano magazynowanie energii jako jeden ze sposobów, który może doprowadzić do poprawienia konkurencyjności energii uzyskiwanej z odnawialnych źródeł do tej uzyskiwanej w sposób konwencjonalny. Przedstawiono sposób, pozwalający na konwersje ditlenku węgla z wodorem otrzymywanym z wykorzystaniem nadprodukcji energii odnawialnej. Dokonano przeglądu zastosowania metanolu w przemyśle chemicznym oraz przedstawiono udziały w różnych gałęziach światowego rynku, jak również zwrócono uwagę na dynamiczny wzrost jego zużycia. W artykule opisano wykorzystanie odnawialnego metanolu jako surowca do produkcji paliw w postaci czystej oraz po konwersji do eteru dimetylowego (DME), jak również estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAMEs). Zwrócono uwagę na wyzwania i konieczność modyfikacji silników spalinowych związanych ze stosowaniem czystego metanolu jak i jego mieszanin z benzyną.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Jeden z najistotniejszych obszarów decyzyjnych przedsiębiorstwa dotyczy zarządzania kapitałem obrotowym. Przedsiębiorstwa energetyczne zajmujące się wytwarzaniem energii elektrycznej i ciepła stanowią głównych odbiorców węgla energetycznego, dlatego ich decyzje w zakresie kształtowania poziomu zapasów są głównym czynnikiem determinującym harmonogramy dostaw węgla. Decyzje te zależą od wymagań prawnych oraz możliwości technicznych, a także aspektów ekonomicznych. Sezonowość zużycia węgla w połączeniu z kosztami wynikającymi z wcześniejszego zakupu oraz kosztami utrzymywania zapasów stanowią bezpośrednią przyczynę kształtowania harmonogramów dostaw węgla w sposób przypominający parabolę. Wśród uczestników rynku węgla (energetyka, górnictwo, przewoźnicy) istnieje rozbieżność oczekiwań w zakresie harmonogramów dostaw. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie koncepcji kształtowania cen węgla energetycznego i transportu na rynku polskim, zakładającej zastosowanie bodźca cenowego, powodującego równomierne dostawy w ciągu roku. W artykule przedstawiono wybrane treści teoretyczne z zakresu logistyki węgla oraz zarządzania kapitałem obrotowym w przedsiębiorstwie, zidentyfikowano oczekiwania uczestników rynku węgla energetycznego w zakresie kształtowania harmonogramów dostaw oraz motywy, jakimi w tym zakresie kierują się odbiorcy węgla z energetyki zawodowej i ciepłownictwa. Przedstawiona koncepcja sezonowości cen węgla energetycznego i transportu na rynku polskim w zamierzeniu autorów powinna być przedmiotem dalszej dyskusji w pracach naukowych i eksperckich.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W powadzonych aktualnie pracach mających na celu obniżenie antropogenicznej emisji rtęci duży nacisk kładzie się na obniżenie emisji rtęci z procesów energochemicznego przetwórstwa węgla, głównie z procesów spalania. Jednym ze sposobów pozwalających na obniżenie antropogenicznej emisji rtęci jest jej usuwanie z węgla przed jego konwersją. Należy zaznaczyć, że rtęć w węglu kamiennym może być obecna zarówno w substancji organicznej jak i mineralnej, stąd też uniwersalna metoda powinna pozwalać na usuwanie rtęci z obu tych składowych substancji węglowej. W pracy przedstawiono koncepcję hybrydowego procesu usuwania rtęci z węgla kamiennego. Idea procesu polega na połączeniu procesów wzbogacania metodami mokrymi bądź suchymi(etap pierwszy) oraz wstępnej termicznej preparacji w temperaturze 200–400°C (etap drugi). W etapie pierwszym w procesie wzbogacania/odkamieniania z węgla usuwana jest część rtęci występującej w substancji mineralnej. Natomiast w etapie drugim z węgla usuwana jest rtęć występująca w substancji organicznej oraz rtęć w obecnych jeszcze w węglu składnikach mineralnych o relatywnie niskiej temperaturze uwalniania rtęci. Na podstawie wyników wstępnych badań, skuteczność obniżenia zawartości rtęci w węglu w takim procesie hybrydowym została oszacowana w przedziale od 36 do 75% (ze średnią wartością 58%). Efekt obniżenia zawartości rtęci w węglu jest jeszcze bardziej zauważalny w przypadku odniesienia jej zawartości do wartości opałowej węgla. Tak określona skuteczność obniżenia zawartości rtęci w węglu mieściła się w przedziale od 53 do 92% (przy średniej wartości wynoszącej 71%).

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule omówiono zagadnienia związane z rozwojem międzynarodowych rynków węgla. W 2016 r. zużycie węgla na świecie spadło drugi rok z rzędu – przede wszystkim w wyniku słabego popytu w Chinach i USA. U dział węgla w globalnym zużyciu pierwotnych nośników energii zmniejszył do 28%. Światowa produkcja węgla w 2016 r. wyniosła 3,66 mld ton i w porównaniu z rokiem poprzednim była mniejsza 6,2%. Ponad 60% tego spadku miało miejsce w Chinach. Spadek globalnej produkcji był ponad 4-krotnie większy niż spadek zużycia. Wystarczalność światowych zasobów węgla szacowana jest na 153 lata – jest to trzy razy więcej niż wystarczalność ropy i gazu. Po kilkuletnich spadkach, ceny węgla w 2016 wzrosły o 77%. Obecne ceny spot są na poziomie 80 U SD/tonę i są zbliżone do cen z 2014 r. Na rynku europejskim po pierwszym półroczu ceny węgla są już wyższe około 66% w stosunku do analogicznego okresu ubiegłego roku. Średnia cena w pierwszym półroczu wyniosła 12,6 zł/GJ i jest zbliżona do cen z 2012 roku. U dział transakcji spot w całkowitej puli zakupów wynosi około 20%. Ceny w kontraktach terminowych można szacować na podstawie cen z umów Japonia – Australia i cen w dostawach do elektrowni niemieckich. Średnio w latach 2010–2016 ceny do elektrowni niemieckich były wyższe o około 9%, a ceny w kontraktach Australia –Japonia 12% wyższe od cen CIF ARA. w 2017 r. Światowy handel węglem energetycznym osiągnął w 2016 r. około 1,012 mld ton. W perspektywie 2019 roku oczekuje się spadku o 4,8% – przede wszystkim z powodu spodziewanego mniejszego zapotrzebowania na głównych rynkach importowych w Azji.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W procesie wydobycia i wzbogacania urobku węglowego powstają znaczne ilości materiałów odpadowych, głównie skała płonna oraz muły węglowe, uznawane za odpad lub surowiec. Podstawowe kierunki zagospodarowania skały płonnej oraz odpadów wydobywczych to produkcja kruszyw, produkcja pełnowartościowych produktów energetycznych oraz roboty likwidacyjne w kopalniach węgla kamiennego i podsadzanie wyrobisk. W pracy przedstawiono propozycję poszerzenia tych działań dla lepszego wykorzystania materiałów odpadowych. Rozpoznano możliwość wykorzystania kruszyw lub odpadów do wypełniania wyrobisk odkrywkowych, również na obszarach będących w zasięgu zbiorników wód podziemnych, możliwość budowy warstw izolujących z materiału odpadowego (muły węglowe) oraz wytwarzanie mieszanek mułów węglowych z osadami ściekowymi celem produkcji materiałów o dobrych właściwościach energetycznych. Analizę przeprowadzono na podstawie badań własnych i danych literaturowych, dotyczących szeregu wybranych parametrów materiałów odpadowych. Wykonano i przedstawiono wstępne badania wielkości ciepła spalania oraz wartości opałowej mułów węglowych w połączeniu z innym materiałem odpadowym, jakim są osady ściekowe. Zaproponowane sposoby i działania wpisują się w dotychczasowe kierunki zagospodarowania, jednak pozwalają na rozszerzenie zakresu stosowania zarówno odpadów wydobywczych, jak i produktów wytwarzanych na bazie skały płonnej czy mułów węglowych. Jednak ze względu na częsty brak stabilnego składu tych materiałów, każdorazowo przed próbą ich zastosowania należy dokonać oceny ich aktualnych właściwości. Wnioskuje się, że istotne jest kontynuowanie badań celem promowania wykorzystania gospodarczego już istniejących metod oraz poszukiwania nowych rozwiązań dla zagospodarowania odpadów wydobywczych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Technologia CCS (Carbon Capture and Storage) jest jedną z metod ograniczających emisję ditleku węgla do atmosfery. Jednak wysokie koszty wychwytywania CO2 w tej technologii są główną przeszkodą wdrażania tego rozwiązania przez elektrownie. Redukcji kosztów oczekuje się przede wszystkim po stronie wychwytywania i oddzielania CO2 z gazów spalinowych (przemysłowych). Artykuł przedstawia ocenę efektywności finansowej najpopularniejszej technologii aminowej (MEA) względem otrzymywanego z popiołów lotnych materiału mezoporowatego typu MCM-41 impregnowanego polietylenoiminą (PEI) dla instalacji CCS. Badania prowadzono dla inwestycji obejmującej trzy kluczowe komponenty stanowiące pełny łańcuch wartości w procesie walidacji technologii CCS (wychwytywanie, transport i składowanie). Prowadzone badania mineralogiczne i określenie właściwości fizykochemicznych produktu mezoporowatego otrzymywanego z materiałów odpadowych, jakimi są popioły lotne, pozwoliły na wskazanie najlepszej klasy sorbentu – MCM-41 impregnowanego PEI, który można wykorzystać w technologiach wychwytywania CO2. O pracowanie innowacyjnego związku pozwala nie tylko na usuniecie 100% CO2, ale również obniża koszty operacyjne (OPEX), w tym przede wszystkim koszty zużycia energii o 40% i materiałów w stosunku do mieszanek aminowych np. MEA.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Pomimo trudności technologicznych, logistycznych i ekonomicznych, stale wzrasta zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii na świecie. Taką tendencję obserwuje się również w Polsce, głównie przez wzgląd na pilną potrzebę przeciwdziałania zmianom klimatycznym spowodowanym rosnącym stężeniem gazowych zanieczyszczeń w atmosferze. W pracy przedstawiono zarys problematyki szacowania zasobów energii odnawialnej w Polsce w kontekście tworzenia lokalnych planów gospodarki niskoemisyjnej na poziomie gmin/powiatów, w których źródła OZE powinny zostać uwzględnione. Zaproponowano indywidualne podejście do szacowania potencjału OZE, uwzględniające lokalne uwarunkowania oraz krótką charakterystykę sektora małych i średnich przedsiębiorstw w Polsce. Przedsiębiorstwa te posiadają duży potencjał aplikacyjny dla zwiększenia udziału energii ze źródeł odnawialnych, a także poprawy efektywności energetycznej w prowadzonej działalności gospodarczej. Działania podjęte przez Ministerstwo Energii w obszarze rozwoju energetyki obywatelskiej, zwiększenia lokalnego bezpieczeństwa energetycznego i zrównoważonym rozwoju instalacji opartych na zasobach energii odnawialnej to wsparcie rozwoju klastrów energii obejmujących obszar jednego powiatu lub pięciu gmin. W pracy przedstawiono dane dotyczące ilości przedsiębiorstw posiadających koncesję na wytwarzanie energii elektrycznej w instalacjach OZE w zakresie mocy od 40 kW do 200 kW. Przedsiębiorstwa te w dużej mierze mogą stanowić zalążek do tworzenia lokalnego klastra, w którym bilansowanie energii elektrycznej na poziomie mikrosieci jest kluczowym elementem.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawiono wpływ międzynarodowych umów klimatycznych na przemysł energetyczny i węglowy. Ostatnie zawarte porozumienie, podpisane w Paryżu, określa globalny plan, pozwalający minimalizować groźne dla klimatu skutki globalnego ocieplenia, wynikłego między innymi z emisji dwutlenku węgla. Kluczową rolę w podpisaniu tego pierwszego na świecie prawnie wiążącego porozumienia odegrała Unia Europejska, która również jest prekursorem, we wdrożeniach dotyczących handlu emisjami dwutlenku węgla (Emission Trading Scheme – ETS w Unii Europejskiej). Zaprojektowany w USA system handlu emisjami CO2 stał się wzorem dla Komisji Europejskiej, która zaproponowała opartą na nim dyrektywę 2003/87/WE. Ponadto, w artykule zwrócono uwagę na korelację cen EUA (European Union Allowances) z cenami węgla w portach ARA, oraz na rolę rynku węgla na określenie wartości uprawnień CO2.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Obserwując sytuację w energetyce nietrudno zauważyć, że zachodzą w niej bardzo głębokie zmiany. Polegają one przede wszystkim na odchodzeniu od energetyki konwencjonalnej do energetyki odnawialnej. Taką tendencję ma zwłaszcza energetyka w U nii Europejskiej. Europa stara się być prekursorem w dziedzinie odnawialnych technologii i liderem w walce z globalnym ociepleniem. Likwidowany jest przemysł wydobywczy, a elektrownie węglowe wypierane są przez odnawialne źródła energii. Sytuacja taka wynika nie tylko z dyrektyw unijnych, ale również oddolnych inicjatyw społecznych inspirowanych przez grupy ekologów. Blokowane jest uruchamianie nowych odkrywek węgla brunatnego ze względu na brak akceptacji społecznej, a także budowa elektrowni konwencjonalnych. Nie pomagają argumenty ekonomiczne przemawiające za rozwojem energetyki opartej na węglu brunatnym, który jest paliwem zdecydowanie tańszym niż inne, czy też zapewnienia potencjalnych inwestorów o stworzeniu nowych miejsc pracy. Również w innych regionach świata wstrzymywane są inwestycje węglowe. Z badań przeprowadzonych przez koncern węglowy CoalSwarm wynika, że w 2016 roku drastycznie spadła liczba inwestycji w energetyce węglowej w świecie. Nawet w Chinach i Indiach, gdzie najbardziej w ostatnich latach rozwijała się energetyka węglowa, wstrzymano około 100 inwestycji. Niejasna jest sytuacja w U SA. Chociaż Barack Obama podpisał porozumienie paryskie, to obecny prezydent Stanów Z jednoczonych Donald Trump wypowiedział to porozumienie i w licznych wystąpieniach zapewnia o chęci powrotu do dominującej roli węgla w gospodarce amerykańskiej. W Polsce nadal utrzymywana jest struktura węglowa energetyki, ale według zapowiedzi resortu energii nowy blok w elektrowni Ostrołęka będzie ostatnim budowanym w Polsce blokiem węglowym. Pozwala to sądzić, że w najbliższym czasie może nastąpić zwrot w polityce energetycznej Polski, a długo oczekiwany dokument Polityka energetyczna Polski do 2050 roku określi kierunki zmian na następne lata.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W ostatnim dziesięcioleciu rosnące zapotrzebowanie na importowany węgiel ze strony odbiorców (głównie azjatyckich) zbiegało się z ograniczeniami podaży ze strony głównych dostawców. Na ciąg zdarzeń określanych, jako tzw. siła wyższa, złożyło się wiele zdarzeń w krajach eksporterów, w tym głównie ograniczenia produkcji w wyniku cyklonów i powodzi w Australii (w stanie Queensland – największym światowym regionie wydobycia węgli koksowych typu hard). Zachwianie równowagi między popytem i podażą powoduje, że ceny surowców podlegają cyklicznym zmianom, jednak w ostatnich latach częstotliwość i dynamika tych zmian na międzynarodowym rynku węgli metalurgicznych (hard, semi-soft, PCI) była niezwykle wysoka. Wiodącą rolę w tych zdarzeniach odegrały Chiny, będące największym światowym producentem i konsumentem węgli koksowych. Działania polityczne władz chińskich odnośnie ich krajowego górnictwa oraz branży hutniczej i przemysłu koksochemicznego sprawiły, że od 2013 r. kraj ten zdetronizował Japonię i zyskał pozycję światowego lidera w imporcie węgli metalurgicznych. Wzrost znaczenia Chin w handlu węglem spowodował, że rynek stawał się coraz bardziej dwubiegunowy, a ceny na bazie CFR Chiny (obok cen FOB węgla australijskiego) stały się ważnymi wskaźnikami do monitorowania tendencji rynkowych i wyznaczania poziomów negocjowanych benchmarków. W artykule opisano ścieżkę zmian mechanizmu cenowego w handlu węglem metalurgicznym na tle uwarunkowań rynkowych, generujących te zmiany.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Gaz ziemny w strukturze energetycznej wielu gospodarek świata odgrywa znaczącą rolę. W Polsce jego znaczenie jest stosunkowo niskie, ale w ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania tym surowcem. Celem pracy jest przedstawienie roli gazu ziemnego jako nośnika energii pierwotnej oraz określenie jego wpływu na zrównoważony rozwój i bezpieczeństwo energetyczne Polski. Istotna jest również kwestia rozwoju gospodarki krajowej. Rozważania teoretyczne skupiają się na najistotniejszych elementach cechujących rynek gazu ziemnego. W artykule zestawiono najważniejsze krajowe regulacje dotyczące rozwoju sektora gazowego w Polsce. Przedstawiono ilość posiadanych zasobów surowca, wysokość jego importu oraz kierunek, z którego surowiec trafia do kraju. Poruszono przy tym aspekty polityczne, jak i geograficzne w zakresie kierunków pozyskania gazu ziemnego. W artykule wskazano stopień oraz możliwości kierunków dywersyfikacji dostaw gazu ziemnego. Opisano również zagadnienie dotyczące istotności posiadania zasobów zgromadzonych w podziemnych magazynach oraz ich wielkość. Autorzy wskazują na wzrost zróżnicowania surowcowego w zakresie struktury produkcji energii elektrycznej oraz ciepła. Zwrócono uwagę na kierunek przejścia na paliwa proekologiczne.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawiono koncepcję prosumenckiej chmury energii, jako nowej usługi dedykowanej dla prosumentów energii elektrycznej. Zakłada się, że wdrożenie takiej usługi powinno wygenerować szereg korzyści, m.in.: ułatwienie korzystania prosumentom z sieci elektroenergetycznej, uproszczenie rozliczeń pomiędzy prosumentem a dostawcą energii elektrycznej, dalsze upowszechnianie rozproszonych źródeł energii w mikroinstalacjach prosumenckich oraz rozwój e-mobilności. Z punktu widzenia prosumenta, proponowana idea prosumenckiej chmury energii polega na wirtualnym magazynowaniu w tej chmurze nadmiaru energii wygenerowanej w jego mikroinstalacji. Fizyczna realizacja gromadzenia energii w chmurze polega na rejestrowaniu wolumenu energii elektrycznej wprowadzonej do systemu elektroenergetycznego z mikroinstalacji prosumenta. Zakłada się, że energię o wartości odpowiadającej wolumenowi zarejestrowanemu w chmurze prosument może wykorzystać w dowolnej chwili czasowej w dowolnym punkcie infrastruktury sieciowej Krajowego Systemu Elektroenergetycznego. Przez dowolny punkt infrastruktury sieciowej rozumie się dowolnie zlokalizowany terytorialnie punkt przyłączenia użytkownika energii elektrycznej wyposażony w autoryzację dostępu. Z punktu widzenia operatorów sieci elektroenergetycznych idea prosumenckiej chmury energii to propozycja usługi dedykowanej dla nowego modelu funkcjonowania systemu elektroenergetycznego, uwzględniającego przyszłe uwarunkowania dotyczące znaczącego rozwoju energetyki prosumenckiej oraz e-mobilności. W koncepcji tej energia elektryczna byłaby traktowana jako towar podlegający tylko częściowemu, fizycznemu magazynowaniu i przede wszystkim wymianie handlowej. W modelu tym kluczowym aspektem byłoby wirtualne magazynowanie energii, czyli handlowe zagwarantowanie przez operatora chmury (spółkę obrotu) dowolnego korzystania z portfela energii przez jej dysponentów. Należy jednak podkreślić, że w funkcjonowaniu prosumenckiej chmury energii istotnym czynnikiem będą koszty gwarancji wykorzystania przez danego dysponenta (prosumenta) energii elektrycznej przypisanej do niego w dowolnym czasie i miejscu przyłączenia w sieci. Skutkuje to tym samym koniecznością uwzględnienia występowania pewnego ryzyka rynkowego, zarówno wolumetrycznego, jak i cenowego ponoszonego przez operatora chmury, które w najprostszym rozrachunku można niwelować poprzez przekazanie operatorowi chmury pewnej części zakumulowanego wolumenu wygenerowanej energii. Należy podkreślić, że w niniejszym artykule przedstawiono pierwszą fazę rozwoju koncepcji prosumenckiej chmury energii. Zakłada się jednak jej poszerzenie o kolejne etapy, w których przewiduje się uwzględnienie możliwości sterowania i nadzoru nad pracą urządzeń instalacji prosumenckich w postaci: źródeł, odbiorników i fizycznych magazynów energii, np. domowych magazynów energii lub baterii akumulatorów zainstalowanych w pojazdach elektrycznych. Docelowo zakłada się, że proponowana prosumencka chmura energii będzie poza magazynowaniem energii (wirtualnym i częściowo fizycznym) umożliwiać również agregację zasobów prosumenckich, co stworzyłoby zupełnie nowe możliwości ich wykorzystania do świadczenia różnego rodzaju usług regulacyjnych, w tym systemowych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W związku z zamiarami wdrożenia w Polsce mechanizmu scentralizowanego rynku mocy przewiduje się organizowanie aukcji oferowanych przez krajowe przedsiębiorstwa sektora energetycznego mocy dyspozycyjnych. Zakłada się, że w uregulowaniu tym licytowanie ofert odbywać się będzie według systemu aukcji holenderskiej z jednolitą ceną (Pay-as-Clear), co prowadzić będzie do uzyskania ceny równowagi rynkowej. Niektórzy z analityków stoją jednak na stanowisku, że właściwszym rozwiązaniem jest organizowanie aukcji mocy raczej według formuły aukcji dyskryminacyjnej (Pay-as-Bid), gdyż według nich system ten powinien prowadzić do niższych niż w przypadku Pay-as-Clear kosztów zakupu mocy. Opinii tej nie potwierdza jednak praktyka – w rozważaniach teoretycznych nie są uwzględniane tak istotne czynniki jak skłonność oferentów do podejmowania ryzyka czy brak dostępu do specjalistycznych kalkulacji, a tym samym szerszej informacji dla wszystkich uczestników rynku. W artykule przedstawiono hipotetyczną kalkulację ceny równowagi na rynku mocy według systemu Pay-as-Bid z wykorzystaniem symulacji Monte Carlo.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Odwadnianie kopalń i wprowadzanie wód słonych do cieków powierzchniowych stanowi jedną z głównych form negatywnych oddziaływań na środowisko, która powinna być właściwie rozwiązana przez przemysł wydobywczy. Duża powierzchnia obszarów górniczych kopalń czynnych i zlikwidowanych oraz budowa geologiczna i warunki hydrogeologiczne górotworu sprawiają, że ilość wód dołowych wypompowywanych rocznie ze wszystkich kopalń Górnośląskiego Zagłębia Węglowego wynosi około 118 mln m3. Coraz większa głębokość eksploatacji i konieczność ochrony czynnych kopalń przed zagrożeniem wodnym przyczyniają się do wzrostu koncentracji chlorków i siarczanów w wodach dołowych wprowadzanych do środowiska, pomimo spadku wielkości wydobycia i malejącej liczby czynnych kopalń. Większość ładunku soli jest wprowadzana do wód powierzchniowych, częściowo z zastosowaniem kontroli koncentracji stężenia soli, jednak z punktu widzenia ochrony środowiska najlepszym rozwiązaniem problemu wód słonych byłoby ich zagospodarowanie w technologiach zapewniających znaczący w skali problemu poziom ich wykorzystania. Grupą takich technologii jest wypełnianie pustek podziemnych, realizowane przede wszystkim w formie doszczelniania zrobów i podsadzania zbędnych wyrobisk górniczych. Z racji kubatury powstających w wyniku bieżącej eksploatacji podziemnej pustek podziemnych, przy uwzględnieniu istniejących ograniczeń, potencjalnie dostępnych do wypełniania jest około 17,7 mln m3 objętości zrobów i wyrobisk. Z uwagi na dostępność popiołów lotnych i innych odpadów przemysłowych, które są głównym komponentem drobnoziarnistych mieszanin do wypełniania pustek, łączna objętość wód zasolonych i solanek, które mogą być zagospodarowane w rozpatrywanych technologiach oszacowano na 3,5–6,5 mln m3 rocznie.

Przejdź do artykułu

Redakcja

Kolegium Redakcyjne
  • Redaktor naczelny: Krzysztof Galos
  • Z-ca redaktora naczelnego: Lidia Gawlik
  • Redaktor tematyczny: Gospodarka surowcami
  • Sekretarz redakcji: Zbigniew Grudziński
  • Redaktor tematyczny: Paliwa i energia
  • Z-ca sekretarza redakcji: Zenon Pilecki
  • Redaktor tematyczny: Górnictwo i geoinżynieria
  • Redaktor statystyczny: Jacek Mucha
Komitet Wydawniczy
  • Emilia Rydzewska – redaktor językowy (polski)
  • Michelle Atallah – redaktor językowy (angielski)
  • Barbara Sudoł – redaktor techniczny

Kontakt

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energia Polskiej Akademii Nauk
ul. J. Wybickiego 7, 31-261 Kraków
tel.: +48 12 6323300, faks: +48 12 6323524
e-mail: lidia.gawlik@min-pan.krakow.pl

https://min-pan.krakow.pl/wydawnictwo/czasopisma/zeszyty-naukowe-instytutu-surowcami-mineralnymi-i-energia-pan/

Ta strona wykorzystuje pliki 'cookies'. Więcej informacji