Ocena środowiskowa modelowych układów produkcji ciepła z podziemnego zgazowania węgla na podstawie metody ILCD

• Autorzy: Burchart-Korol D. , Fugiel A.

Warianty tytułu

EN

Environmental assessment of model heat generation systems from underground coal gasification based on the ILCD method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki środowiskowej oceny cyklu życia modelowych układów produkcji ciepła z podziemnego zgazowania węgla kamiennego. W Polsce węgiel jest podstawowym źródłem energii elektrycznej i ciepła, dlatego istotne jest poszukiwanie alternatywnych sposobów wytwarzania energii. W artykule przedstawiono wyniki oceny obciążeń środowiskowych związanych z podziemnym zgazowaniem węgla kamiennego z zastosowaniem oceny cyklu życia (LCA – Life Cycle Assessment). Pokazano wyniki analizy porównawczej LCA dla dwóch wariantów produkcji ciepła, które różniły się czynnikiem zgazowującym. Przeprowadzono środowiskową ocenę cyklu życia dla wariantu zgazowania powietrzem oraz tlenem. Analizy wykonano metodą ILCD Midpoint (The International Reference Life Cycle Data System), która jest rekomendowana przez Komisję Europejską do obliczania śladu środowiskowego, gdyż jest uznana jako reprezentatywna dla warunków europejskich. LCA wykonano na podstawie normy ISO 14040 z zastosowaniem oprogramowania SimaPro 8.2.3.0 z bazą danych Ecoinvent 3.2. W analizach LCA uwzględniono węgiel kamienny z polskiej kopalni oraz gaz procesowy uzyskany w instalacjach doświadczalnych w Głównym Instytucie Górnictwa. Celem niniejszej pracy była ocena potencjalnego wpływu na środowisko produkcji ciepła z gazu z podziemnego zgazowania węgla z zastosowaniem LCA na podstawie metody ILCD Midpoint. Wykonane analizy LCA dla produkcji ciepła na podstawie podziemnego zgazowania węgla umożliwiły ocenę wpływu środowiskowego z uwzględnieniem 16 kategorii wpływu oraz identyfikację procesów jednostkowych charakteryzujących się największym wpływem na poszczególne kategorie. Na podstawie uzyskanych rezultatów wykazano, że niższymi obciążeniami środowiskowymi charakteryzuje się wariant technologii zgazowania, gdzie czynnikiem zgazowującym było powietrze.

EN

The paper presents the results of environmental life cycle assessment of model heat generation systems from underground coal gasification. In Poland, coal is the primary source of electricity and heat, so searching for alternative ways of energy generation is important. The paper presents the results of the assessment of environmental impact associated with underground hard coal gasification using LCA (Life Cycle Assessment). The results of comparative analysis of LCA for two alternatives of heat generation were presented, which differed in gasification factor. An environmental assessment of the life cycle for the gasification variants with air and oxygen was performed. The analysis was performed by ILCD Midpoint method (International Reference Life Cycle Data System) which is recommended by the European Commission for calculation of the environmental footprint, since it is considered to be representative for the European conditions. The LCA was performed on the basis of ISO 14040 standard using SimaPro 8.2.3.0 software with Ecoinvent 3.2. data base. LCA analyzes included hard coal from the Polish mine and process gas obtained in experimental installations at the Central Mining Institute. The purpose of this work was to evaluate the potential environmental impact of heat generation from on the base of underground coal gasification using LCA on the basis of the ILCD Midpoint method. Performing of LC A analyzes for the heat generation on the basis of underground coal gasification made possible the assessment of the environmental impact, taking into account the 16 impact categories and the identification of unit processes characterized by the greatest impact on individual categories. Based on the obtained results, it has been pointed out that a variant of gasification technology, where air is the gasification agent is characterized by the lower environmental impact.

Słowa kluczowe

PL

LCA; ocena cyklu życia; Ecoinvent

EN

LCA method; life cycle assessment (LCA); software

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Wiadomości Górnicze
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 68, nr 5
• Strony: 222--228
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Burchart-Korol D.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Fugiel A.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• 1.European Commission - Joint Research Centre - Institute for Environment and Sustainability. International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook - Recommendations for Life Cycle, Luxembourg 2012
• 2.Friedmann S.J.: Underground Coal Gasification. Transformational Clean Fossil Technology, World Energy Council Houston, Texas 2011, Nov. 1, LLNL-PRES-449296
• 3.Fugiel A., Burchart-Korol D.: Identyfikacja problemów środowiskowych z wykorzystaniem metody oceny cyklu życia na przykładzie technologii zgazowania węgla. Polityka Energetyczna - Energy Policy Journal 2016, t. 19, z. 4, s. 51-62
• 4.Gil I., Mocek P.: Termiczna konwersja gazu z podziemnego zgazowania węgla (Thermal conversion of gas from un derground coal gasification process). Przegląd Górniczy 2013, nr 2, s. 116-121
• 5.Impact Assessment in the European context. EUR 24571 EN. Luxemburg 2012
• 6.Kapusta K., Stańczyk K.: Pollution of water during underground coal gasification of hard coal and lignite. Fuel 2011, nr 90, pp. 1927-1934
• 7. Kapusta K., Stańczyk K., Wiatowski M., Chećko J.: Environmental aspects of a field-scale underground coal gasification trial in a shallow coal seam at the Experimental Mine Barbara in Poland. Fuel 2013, no 113, pp. 196-208
• 8.Kulczycka J., Lelek Ł., Lewandowska A.: Wpływ pochodzenia energii na efekt środowiskowy produkcji miedzi w Polsce. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk 2016, nr 92
• 9.Kulczycka J., Wernicka M.: Zarządzanie śladem węglowym w przedsiębiorstwach sektora energetycznego w Polsce - bariery i korzyści. Polityka Energetyczna - Energy Policy Journal 2015, t. 18, z. 2
• 10.Lewandowska A., Witczak J.: Zasoby naturalne jako kategoria wpływu w badaniach LCA. Przegląd Górniczy 2011, t. 67, nr 10
• 11.Mocek R., Gil I., Wodołażski A.: Wybrane zagadnienia projektowania instalacji oczyszczania produktów podziemnego zgazowania węgla (Selected problems of developing a cleaning plant for the products of underground coal gasification process). Przegląd Górniczy 2013, nr 2, 99-104
• 12.PN EN ISO 14040:2009. Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Zasady i struktura
• 13.PN-EN ISO 14044:2009. Zarządzanie środowiskowe - Ocena cyklu życia - Wymagania i wytyczne
• 14.PRe 2016. SimaPro Database Manual Methods Library, https://www.pre-sustainability.com/simapro-database-and-methods-library 2016
• 15.Raport w ramach projektu pt.: „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej". Główny Instytut Górnictwa, Katowice 2015 [niepublik.]
• 16.Smoliński A., Stańczyk K., Kapusta K., Howaniec N.: Analysis of the organic, contaminants in the condensate produced in the in-situ underground coal gasification process. Water Science & Technology 2013, no 67 (3), pp. 644-650
• 17.Smoliński A., Stańczyk K., Kapusta K., Howaniec N.: Chemometric study of the ex situ underground coal gasification wastewater experimental data. Water, Air, & Soil Pollut 2012, no 223 (9), pp. 5745-5758.
• 18.Stańczyk K., Kapusta K., Wiatowski M., Świądrowski J., Smoliński A., Rogut J.: Experimental simulation of hard coal underground gasification forhydrogen production. Fuel 2012, no 91, pp. 40-50
• 19.Stańczyk K.: Experience of Central Mining Institute in Underground Coal Gasification - research and pilot test in „KWK Wieczorek" mine. World Clean Coal Conference, Turkey & Eurasia2015
• 20.Wiatowski M., Stańczyk K., Swiądrowski J., Kapusta K., Cybulski K., Krause E., Smoliński A.: Semi-technical underground coal gasification (UCG) using the shaft method in experimental Barbara mine. Fuel 2012, no 99, pp. 170-179