Metan z procesów Power to Gas – ekologiczne paliwo do zasilania silników spalinowych

• Autorzy: Dobras S. , Więcław-Solny L. , Wilk A. , Tatarczuk A.

Identyfikatory

DOI

10.24425/124359

Warianty tytułu

EN

Methane from Power to Gas processes – ecological fuel for powering combustion engines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono stan rynku sprężonego gazu ziemnego jako alternatywnego paliwa do zasilania silników w transporcie, zwrócono uwagę na wymagania dyrektyw Unii Europejskiej oraz obecny stan spełnienia złożonych deklaracji. Zwrócono uwagę na aspekt ekonomiczny i przedstawiono orientacyjne koszty przejechania 10 tys. km na różnych paliwach. Omówiono proces PtG (Power to Gas) wykorzystujący energię elektryczną (produkcja wodoru) oraz ditlenek węgla wychwycony ze spalin bloku węglowego do produkcji syntetycznego metanu. Zaprezentowano schemat instalacji ze wskazaniem jego najistotniejszych składowych, oraz zwrócono uwagę na wzajemne uzupełnianie się technologii PtG z technologią wychwytu ditlenku węgla. Przedstawiono korzyści płynące z produkcji syntetycznego metanu. Opisane zostało zastosowanie sprężonego gazu ziemnego do zasilania silników w pojazdach. Skupiono się na drodze jednopaliwowego zasilania CNG (Compressed Natural Gas) w silnikach autobusów i samochodów ciężarowych, zwracając szczególną uwagę na aspekt ekologiczny zastosowanych rozwiązań. Pokazano, iż stosowanie sprężonego gazu ziemnego pozwoli ograniczyć niemalże o 100% emisję cząstek stałych z procesu spalania. Podano wady i zalety zasilania alternatywnym paliwem. Następnie przeanalizowano aspekt dwupaliwowego zasilania silników wysokoprężnych na przykładzie mniejszego silnika. Pokazano stopień ograniczenia emisji szkodliwych związków z procesu spalania. Na koniec zwrócono uwagę na możliwy efekt skali, powołując się na ilość pojazdów silnikowych w Polsce.

EN

The article presents the current state of the CNG market used as an alternative fuel for car engines. Attention was paid to European Union directives requirements and the current state of the directives’ fulfillment. The economic aspect of CNG usage was analyzed and the approximate costs of driving 10,000 km on different fuels in the last four years were presented. The PtG process which uses electric energy (hydrogen production) and carbon dioxide captured from the flue gas for the production of synthetic methane were discussed. The scheme of the SNG plant with the indication of its most important components was presented, and attention was paid to the mutual complementation of PtG technologies with carbon dioxide capture technology. The benefits of synthetic methane production are presented and the use of compressed natural gas to power engines in vehicles has been described. First, the focus was on the single-fuel use of CNG in bus and truck engines, paying particular attention to the ecological aspect of the implemented solutions. It has been shown that the use of compressed natural gas will reduce almost 100% of the particulates emission from the combustion process. The advantages and disadvantages of the alternative fuel supply are given. Next, the aspect of dual-fuel use in diesel engines was analyzed on the example of a smaller engine. The degree of reduction of harmful compounds emission from the combustion process is shown. Finally, attention was paid to the possible scale effect, referring to the number of motor vehicles in Poland.

Słowa kluczowe

PL

CNG; carbon capture; PtG; zasilanie dwupaliwowe; magazynowanie energii

EN

CNG; carbon capture; PtG; dual-fuel; energy storage

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 104
• Strony: 97--105
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dobras S.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Więcław-Solny L.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Wilk A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Tatarczuk A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

Bibliografia

• [1] Akty przyjęte przez organy utworzone na mocy umów międzynarodowych. 2011. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej.
• [2] Cennik CNG – Portal Korporacyjny. n.d. [Online] http://pgnig.pl/cng/cennik-cng [Dostęp: 12.07.2018].
• [3] Ceny paliw w całej Polsce – benzyna, olej napędowy. AutoCentrum.pl.” n.d. [Online] https://www.autocentrum.pl/ paliwa/ceny-paliw/ [Dostęp: 12.07.2018].
• [4] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2014/94/UE z dnia 22 października 2014 r. w sprawie rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych Tekst mający znaczenie dla EOG. 2014. 307. Vol. OJ L. [Online] http://data.europa.eu/eli/dir/2014/94/oj/pol [Dostęp: 12.07.2018].
• [5] Gis in. 2011 – Gis, W., Menes, E. i Waśkiewicz, J. 2011. Paliwa gazowe w miejskiej komunikacji autobusowej w Polsce. Transport Samochodowy z. 2. [Online] http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element. baztech-9ffc004e-94d5-4e24-9a3e-28c978f5b41e [Dostęp: 12.07.2018].
• [6] Górny i in. 2016 – Górny, K., Szołtysek, R. i Przywara, M. 2016. Układy tymczasowego zasilania skroplonym gazem ziemnym LNG oraz sprężonym gazem ziemnym CNG. Instal nr 10. [Online] http://yadda.icm.edu. pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-2d646fef-5dc2-4be6-ac16-ab69a03f8c9c [Dostęp: 12.07.2018].
• [7] Krajowe Ramy Polityki Rozwoju Infrastruktury Paliw Alternatywnych. 2017. Ministerstwo energii.
• [8] Merkisz i in. 2012 – Merkisz, J., Nowak, M., Rymaniak, Ł. i Ziółkowski, A. 2012. Perspektywy rozwoju rynku paliwa CNG w Polsce. Logistyka nr 3. [Online] http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element. baztech-8010408b-6e05-4a5d-96dc-2714824c9732 [Dostęp: 12.07.2018].
• [9] Polacy rezygnują z diesli. Mamy na to liczby! n.d. Moto.pl. [Online] http://moto.pl/MotoPL/7,88389,22233160, polacy-rezygnuja-z-diesli-mamy-na-to-liczby.html [Dostęp: 16.07.2018].
• [10] Rozporządzenie Ministra Energii z dnia 30 czerwca 2016 r. w sprawie wymagań jakościowych dla sprężonego gazu ziemnego (CNG).” n.d. [Online] http://prawo.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20160001094 [Dostęp: 13.08.2018].
• [11] Semenov, I.N. i Ignalewski, W. 2013. Analiza efektywności inwestycji w tabor autobusów komunikacji zbiorowej zasilany CNG. Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport z. 97. [Online] http://yadda.icm.edu.pl/ baztech/element/bwmeta1.element.baztech-1f1f6ea6-643c-408c-8bb0-c44384301847 [Dostęp: 2.06.2018].
• [12] Spietz i in. 2014 – Spietz, T., Więcław-Solny, L., Tatarczuk, A., Krótki, A. i Stec, M. 2014. Technological Modifications in Pilot Research on CO2 Capture Process. Chemik 68(10), s. 884–892.
• [13] Stec i in. 2016 – Stec, M., Adam Tatarczuk A., Więcław-Solny, L., Krótki, A., Spietz, T., Wilk, A. i Śpiewak, D. 2016. Demonstration of a Post-Combustion Carbon Capture Pilot Plant Using Amine-Based Solvents at the Łaziska Power Plant in Poland. Clean Technologies and Environmental Policy 18(1), s. 151–60. [Online] https://doi.org/10.1007/s10098-015-1001-2 [Dostęp: 2.06.2018].
• [14] Stelmasiak, Z. 2006. Wybrane problemy stosowania gazu ziemnego do zasilania silników o zapłonie samoczynnym. Archiwum Motoryzacji nr 1, s. 12–30.
• [15] Stelmasiak i in. 2015 – Stelmasiak, Z., Larisch, J., i Pietras, D. 2015. Wybrane problemy adaptacji samochodowego silnika o zapłonie samoczynnym do zasilania dwupaliwowego. Combustion Engines R. 54, nr 3. [Online] http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-ed42f276-423d-4a3e-9492- 54005de18646 [Dostęp: 2.06.2018].
• [16] Tabele – Park Pojazdów Zarejestrowanych w Polsce 1990–2016. Park Pojazdów Zarejestrowanych/Rynek Motoryzacyjny/Home – Polski Związek Przemysłu Motoryzacyjnego.” n.d. [Online] http://www.pzpm.org.pl/Rynek-motoryzacyjny/Park-pojazdow-zarejestrowanych/Tabele-Park-pojazdowzarejestrowanych-w-Polsce-1990-2016 [Dostęp: 16.06.2018].
• [17] Tabor/Autobusy. n.d. [Online] http://www.mpk.krakow.pl/pl/tabor/autobusy/ [Dostęp: 16.07.2018].
• [18] Tomczyk, P. 2009. Szanse i bariery rozwoju energetyki wodorowej. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 12, z. 2/2, s. 593–607.
• [19] Więcław-Solny i in. 2016 – Więcław-Solny, L., Wilk, A., Chwoła, T., Krótki, A., Tatarczuk, A. i Zdeb, J. 2016. Catalytic Carbon Dioxide Hydrogenation as a Prospective Method for Energy Storage and Utilization of Captured CO2. Journal of Power Technologies 96(4), s. 213–218.
• [20] Więcław-Solny, L. 2017. The Development of Flue Gases CO2 Capture Process Rozwój Technologii Usuwania CO2 Ze Spalin Bloków Węglowych. Przemysł chemiczny 1(1), s. 228–33. [Online] https://doi. org/10.15199/62.2017.1.27 [Dostęp: 2.06.2018].
• [21] Zakrzewska, D. 2018. Uwarunkowania Prawne Rozwoju Rynku CNG I LNG. Paliwa Płynne January, s. 36–39.
• [22] Zeng, Kai i Dongke, Zhang. 2010. Recent Progress in Alkaline Water Electrolysis for Hydrogen Production and Applications. Progress in Energy and Combustion Science 36(3), s. 307–26. [Online] https://doi.org/10.1016/j. pecs.2009.11.002 [Dostęp: 2.06.2018].

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).