Clean Coal Technologies – a chance for Poland’s energy security. Decision-making using AHP with Benefits, Opportunities, Costs and Risk Analysis

• Autorzy: Sobczyk E. J. , Wota A. , Kopacz M. , Frączek J.

Identyfikatory

DOI

10.1515/gospo-2017-0039

Warianty tytułu

PL

Czyste Technologie Węglowe szansą bezpieczeństwa energetycznego Polski. Wspomaganie decyzji wyboru z wykorzystaniem metody AHP, w powiązaniu z analizą korzyści, możliwości, kosztów oraz ryzyka

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The comprehensive use of available domestic energy resources, mainly coal and lignite, is the basis for the development of Poland’s economy and energy security due to the country’s large resource base. The implementation of clean coal technologies (CCT) is a necessary condition for maintaining coal’s leading position in Poland. Coal gasification technologies are seen as potentially attractive for the Polish economy, both for the chemical sector as well as for the mining sector. Working on the commercial implementation of coal gasification technologies, which ensures the effective substitution of scarce hydrocarbon fuels, will be a challenge to Polish industrial policy and support for CCT. This paper presents an analysis of coal gasification technologies using the decision support procedures, BOCR and SWOT analyses. These procedures helped determine the ranking of technologies and the types of development strategies plausible for the analysed technological variants. Taking into consideration the conditions of the Polish economy, the highest-ranking technologies included those aimed towards the production of methanol with the geological sequestration of carbon dioxide (CCS). In the case of underground coal gasification, it was found that the technology is not yet ready for implementation on a commercial scale and investment is subject to very high risk.

PL

Perspektywa wyczerpywania się naturalnych zasobów paliw węglowodorowych, jak też wysokie ceny tych nośników z jednej strony, z drugiej zaś gwałtowny wzrost zużycia energii i ograniczenia ekologiczne, spowodowały powrót do koncepcji szerokiego wykorzystania węgla nie tylko jako nośnika energii, ale również jako surowca dla przemysłu chemicznego. Paliwo to jednak, w całym procesie od wydobycia, poprzez spalanie, do wykorzystania zawartej w nim energii, stwarza liczne problemy związane z wymogami ochrony środowiska. Tradycyjne metody wydobycia i spalania węgla stoją w sprzeczności z zasadami polityki zrównoważonego rozwoju. Procesom wydobywczym i przetwórczym węgla w energię lub inny surowiec dla różnych gałęzi przemysłu, towarzyszy degradacja terenów górniczych, produkcja odpadów i zanieczyszczonych wód oraz emisja szkodliwych gazów do atmosfery. Zabezpieczenie dostaw energii połączone z troską o ochronę środowiska stało się motorem napędowym programów dla technologii czystego węgla. Czyste technologie węglowe (CTW) mają na celu minimalizację negatywnego wpływu procesu przemysłowego przetwarzania węgla na środowisko, takich jak emitowanych do atmosfery znacznych ilości ditlenku węgla, cząstek stałych, tlenków azotu i siarki. Takimi technologiami są m.in. podziemne i naziemne zgazowanie węgla. [...]

Słowa kluczowe

EN

clean coal technologies; coal gasification; energy security; decision variant; Analytic Hierarchy Process; BOCR analysis

PL

czyste technologie węglowe; zgazowanie węgla; bezpieczeństwo energetyczne; wariant decyzyjny; hierarchiczna analiza problemu; analiza BOCR

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 33, z. 3
• Strony: 27--48
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sobczyk E. J.

• Mineral Energy and Economy Research, Institute of the Polish Academy of Sciences, Krakow, Poland

autor

Wota A.

• State Higher Vocational School in Nowy Sącz, Nowy Sącz, Poland

autor

Kopacz M.

• Mineral Energy and Economy Research, Institute of the Polish Academy of Sciences, Krakow, Poland

autor

Frączek J.

• University of Agriculture in Krakow, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Gasification World Database, 2015. Department of Energy U SA, National Energy Technology Laboratory.
• [2] Golden et al. 1989 – Golden, B .L., Wasil, E.A. and Harker, P.T. 1989. T he Analytic Hierarchy Process; Applications and Studies, Springer-Verlang, Berlin-Heidelber.
• [3] Heo et al. 2012 – Heo, E., Kim, J. and Cho, S. 2012. Selecting hydrogen production methods using fuzzy analytic hierarchy process with opportunities, costs, and risk. International Journal of Hydrogen Energy Volume 37, Issue 23, pp. 17655–17662.
• [4] Kwaśniewski K . and Kopacz M. ed. 2015. Zgazowanie węgla – uwarunkowania, efektywność i perspektywy rozwoju. Kraków: Wyd. AGH (in Polish).
• [5] Lee et al. 2008 – Lee, S.K., Mogi, G . and Kim, J.W. 2008. The competitiveness of Korea as a developer of hydrogen energy technology: the AHP approach. Energy Policy vol. 36(4), pp. 1284–1291.
• [6] Minchener A.J., 2005. Coal gasification for advanced power generation. Fuel nr 84, pp. 2222–2235.
• [7] NETL 2015. Cost and Performance Baseline for Fossil Energy Plants, Volume 1a: Bituminous Coal (PC) and Natural Gas to Electricity Revision 3, July 6, 2015; DOE/NETL -2015/1723.
• [8] Noorollahi et al. 2017 – Noorollahi, E., Fadai, D., Chodsipour, S.H. and Shirazi, M.A. 2017. Developing a new optimization framework for power generation expansion planning with the inclusion of renewable energy-A case study of Iran. Journal of Renewable and Sustainable Energy vol. 9, iss. 1, pp. 1–1.
• [9] Okello et al. 2014 – Okello, C., Pindozzi, S., Faugno, S. and Boccia, L . 2014. Appraising bioenergy alternatives in Uganda using Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats (SWOT)- Analytical Hierarchy Process (AHP) and a desirability functions approach. Energiess vol. 7(3), pp. 1171–1192.
• [10] Palarski, J. 1983. Gas und Energietransport bei vertikal ablaufender Untertagevergasung von Kohle. Gluckauf-Forschungshefte 44 (in German).
• [11] Palarski et al. 2009 – Palarski, J., Wirth, H. and Karaś, H. 2009. Koncepcja eksploatacji złóż węgla brunatnego z zastosowaniem technologii zgazowania termicznego. Szkoła Eksploatacji Podziemnej 2009, Materiały Konferencyjne, Kraków.
• [12] Pilavachi et al. 2009 – Pilavachi, P.A., Chatzipanagi, A.I. and Spyropoulou, A.I. 2009. Evaluation of hydrogen production methods using the Analytic Hierarchy Process. International Journal of Hydrogen Energy vol. 34, iss. 13, pp. 5294–5303.
• [13] Polityka energetyczna Polski do 2030 roku. Uchwała RM nr 202/2009 z dnia 10 listopada 2009 r. [Online] Available at: http://www.me.gov.pl/Energetyka/Polityka+energetyczna [Accessed: 3.03.2017].
• [14] Ren, J. and Sovacool, B ., 2014. Enhancing china’s energy security: Determining influential factors and effective strategic measures. Energy Conversion and Management 88, pp. 589–597.
• [15] Saaty, T.L. 1977. Scaling Method for Priorities in Hierarchical Structures. Journal of Mathematical Psychology vol. 15.
• [16] Saaty, T.L. 2004. Decision making the Analytic Hierarchy and Network Processes (AHP/ANP). Journal of Systems Science and Systems Engineering 13(1).
• [17] Saaty, T.L. and Ozdemir, M.S. 2004. The Encyclicon: a Dictionary of Decisions with Dependence and Feedback Based on the Analytic Network Process. RWS Publications, Pittsburgh.
• [18] Saaty, T.L. and Vargas L .G. 2001. Models, Methods, Concepts & Applications of the Analytic Hierarchy Process. Springer Science+Business Media, LLC, New York.
• [19] Saaty, T.L. 2001. The Analytic Network Process, fundamentals of decision making and priority theory. RWS Publications, Pittsburgh, Second edition.
• [20] Scott et al. 2012 – Scott J.A., Ho W. and Dey P.K. 2012. A review of multi-criteria decision-making methods for bioenergy systems. Energy 42, pp. 146–156.
• [21] Sobczyk et al. 2011 – Sobczyk, E.J., Wota, A. and Krężołek, S. 2011. Zastosowanie matematycznych metod wielokryterialnych do wyboru optymalnego wariantu źródła pozyskania węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management vol. 27, iss. 3 (in Polish).
• [22] Stańczyk, K. et al. 2010. Podziemne zgazowanie węgla – doświadczenia światowe i eksperymenty prowadzone w KD Barbara. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal vol. 13, iss. 2, pp. 423–432 (in Polish).
• [23] Trzaskalik, T. 2008. Wprowadzenie do badań operacyjnych z komputerem. Warszawa: Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, Wyd. 2 (in Polish).
• [24] Wang et al. 2009 – Wang, J.J., Jing, Y.Y., Zhang, C .F. and Zhao, J.H. 2009. Review on multi-criteria decision analysis aid in sustainable energy decision-making. Renew. Sustain. Energy Rev. 13, pp. 2263–2278.
• [25] Wang et al. 2012 – Wang, Y., Li, Z. and Ni, W. 2012. Comprehensive Performance Assessing of Polygeneration System by AHP Hierarchy Analysis Method. Journal of Chinese Society of Power Engineering vol.10.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).