Układy kogeneracyjne zasilane biopaliwem ciekłym oraz paliwami syntetycznymi dla infrastruktury krytycznej

• Autorzy: Pacura Wiktor , Mirowski Tomasz , Domagała Julia

Identyfikatory

DOI

10.33223/ZN/2025/01

Warianty tytułu

EN

Cogeneration systems powered by liquid biofuels and synthetic fuels for critical infrastructure

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Infrastruktura krytyczna (IK) stanowi fundament funkcjonowania państwa, obejmując systemy i usługi kluczowe dla bezpieczeństwa obywateli oraz stabilności gospodarczej. Zapewnienie nieprzerwanego dostarczania energii elektrycznej, ciepła i chłodu jest priorytetowe w sytuacjach awaryjnych, katastrofach naturalnych lub celowych zakłóceniach. W artykule zaprezentowano mobilny Hybrydowy Układ Kogeneracyjny (HUK) jako rozwiązanie wspierające funkcjonowanie IK, umożliwiające produkcję energii w trybie off-grid z wykorzystaniem różnych paliw alternatywnych. Trigeneracyjny HUK przetwarza energię z oleju napędowego B7, a dzięki elastycznej konstrukcji może wykorzystywać biopaliwa (np. FAME, SVO) oraz paliwa syntetyczne, co sprzyja dekarbonizacji i ogranicza zależność od tradycyjnych paliw kopalnych. W nagłych przypadkach HUK pozwala na szybkie wdrożenie w lokalizacjach krytycznych, takich jak szpitale czy bazy wojskowe, gwarantując ciągłość dostaw energii i podnosząc odporność IK na zakłócenia. W niniejszym rozdziale podkreślono potencjał zastosowania HUK w dekarbonizacji energetyki oraz zwiększeniu niezależności energetycznej w kluczowych obszarach operacyjnych.

EN

Critical infrastructure (CI) forms the foundation of a nation’s functioning, encompassing systems and services essential to the safety of citizens and economic stability. Ensuring the uninterrupted supply of electricity, heat, and cooling is a priority in emergency situations, natural disasters, or deliberate disruptions. This article presents a mobile Hybrid Cogeneration System (HCS) as a solution to support CI operations, enabling off-grid energy production using various alternative fuels. The trigeneration HCS converts energy from diesel fuel B7, and its flexible design allows the use of biofuels (e.g., FAME, SVO) and synthetic fuels, promoting decarbonization and reducing dependence on traditional fossil fuels. In emergencies, HCS can be rapidly deployed in critical locations, such as hospitals or military bases, ensuring continuous energy supply and enhancing CI resilience to disruptions. The chapter highlights the potential of HCS in decarbonizing the energy sector and increasing energy independence in key operational areas.

Słowa kluczowe

PL

kogeneracja; infrastruktura krytyczna; substytucja paliwa; biopaliwa; paliwa syntetyczne

EN

cogeneration; critical infrastructure; fuel substitution; biofuels; synthetic fuels

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2025
• Tom: nr 113
• Strony: 7--14
• Opis fizyczny: Bibliofgr. 21 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Pacura Wiktor

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków;

• https://orcid.org/0000-0002-0643-9933

autor

Mirowski Tomasz

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków;

• https://orcid.org/0000-0003-4897-9142

autor

Domagała Julia

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków;

• https://orcid.org/0009-0003-7245-4909

Bibliografia

• [1] Bohon i in. 2011 – Bohon, M.D., Metzger, B.A., Linak, W.P., King, C.J. i Roberts, W.L. 2011 – Glycerol combustion and emissions. Proceedings of the Combustion Institute 33(2), s. 2717–2724, DOI: 10.1016/j.proci.2010.06.154.
• [2] Che Mat i in. 2018 – Che Mat, S., Idroas, M.Y., Hamid, M.F. i Zainal, Z.A. 2018 – Performance and emissions of straight vegetable oils and its blends as a fuel in diesel engine: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 82(1), s. 808–823, DOI: 10.1016/j.rser.2017.09.080.
• [3] Dell’Aversano i in. 2024 – Dell’Aversano, S., Villante, C., Gallucci, K., Vanga, G. i Di Giuliano, A. 2024 – E-Fuels: A Comprehensive Review of the Most Promising Technological Alternatives towards an Energy Transition. Energies 17(16), DOI: 10.3390/en17163995.
• [4] Dz.U. 2007, nr 89, poz. 590, 2007, Warszawa.
• [5] eFuel Alliance 2024 – Costs & Outlook. [Online] https://www.efuelalliance. eu/efuels/costs-outlook [Dostęp: 22-01-2025].
• [6] European Technology and Innovation Platform Bioenergy 2024 – Fatty Acid Methyl Esters (FAME). ETIP Bioenergy.
• [7] Hawrot-Paw i in. 2021 – Hawrot-Paw, M., Ratomski, P., Koniuszy, A., Golimowski, W., Teleszko, M. i Grygier, A. 2021. Fatty Acid Profile of Microalgal Oils as a Criterion for Selection of the Best Feedstock for Biodiesel Production. Energies 14(21), DOI: 10.3390/en14217334.
• [8] Iyanova, E. i Byk, F. 2024 – Innovative Technologies for Utility Power System. [W:] 2024 International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). IEEE, s. 208–212, DOI: 10.1109/ICIEAM60818.2024.10553779.
• [9] Mercuria 2022 – Fatty Acid Methyl Esters (FAME/Biodiesel). Safety data sheet.
• [10] Mikrokat 2008 – Glycerine SDS. Safety Data Sheets. [Online] http://www.microkat.gr/msdspd90-99/Glycerine.html [Dostęp: 6.10.2024].
• [11] Mirowski, T. i Pacura, W. 2024 – Hybrydowe układy kogeneracyjne w kontekście cywilnym i wojskowym. Dokumentacja Techniczna.
• [12] Mirowski, T. i Tomczyk, T. 2024 – Możliwości poprawy bezpieczeństwa infrastruktury krytycznej na przykładzie wielopaliwowych układów kogeneracyjnych. [W:] IX Międzynarodowa Konferencja Odnawialnych Źródeł Energii – ICORES24, Krynica Zdrój.
• [13] Orlen 2024 – Oleje napędowe. Karta produktu.
• [14] Pacura i in. 2023 – Pacura, W., Szramowiat-Sala, K. i Gołaś, J. 2023 – Emissions from Light-Duty Vehicles–From Statistics to Emission Regulations and Vehicle Testing in the European Union. Energies 17(1), DOI: 10.3390/en17010209.
• [15] Prakash i in. 2020 – Prakash, S., Prabhahar, M., Thiagarajan, C., Amith, A. i Mohanbabu, S. 2020 – Performance Test of Tyre Pyrolysis Oil in Different Blended Ratio with Diesel. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 993, DOI: https://doi.org/10.1088/1757-899X/993/1/012018
• [16] Ren i in. 2024 – Ren, J., Qian, Z., Wang, X., Huang, W. i Wang, B. 2024 – Investigation of a Biomass-Driven Cogeneration System Integrated with an Externally Fired Gas Turbine, Organic Rankine Cycle, and Absorption Refrigeration Cycle: Thermodynamic and Exergoeconomic Analyses and Optimization. Sustainability 16(11), DOI: 10.3390/su16114495.
• [17] Tat i in. 2000 – Tat, M.E., Van Gerpen, J.H., Soylu, S., Canakci, M., Monyem, A. i Wormley, S. 2000. The speed of sound and isentropic bulk modulus of biodiesel at 21°C from atmospheric pressure to 35 MPa. JAOCKS Journal of the American Oil Chemists’ Society 77(3), s. 285–289, DOI: 10.1007/s11746-000-0047-z.
• [18] Topolnicka i in. 2013 – Topolnicka, T., Zuwala, J., Hrycko, P. i Muzyka, R. 2013 – Gliceryna techniczna jako nośnik energii odnawialnej dla energetyki zawodowej. Przemysł Chemiczny 92(1), Warszawa: Wyd. SIGMA-NOT, s. 111–119.
• [19] Unipetrol 2024 – Popirolityczny olej opałowy. Karta charakterystyki produktu.
• [20] Warter 2019 – Olej opałowy WAR. Karty charakterystyki produktu.
• [21] Zero Petroleum 2024 – Carbon Neutral Synthetic Fuels. [Online] https://www.zero.co/ [Dostęp: 12-01-2025].

Uwagi

Wydano jako monografię pt.: Zagadnienia surowców energetycznych i energii w gospodarce krajowej : nowe strategie i inwestycje na rynku paliw i energii w kraju i UE / red. tomu: Katarzyna Stala-Szlugaj, Zbigniew Grudziński ; Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2025).