Kierunki modernizacji kotłów pyłowych w krajowym systemie energetycznym

• Autorzy: Pronobis Marek

Warianty tytułu

EN

Strategies for modernization of pulverized coal boilers in the Polish power system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Potrzeba eliminacji paliw kopalnych z sektora energetycznego wymaga nie tylko technicznych, lecz także politycznych decyzji o dużym znaczeniu ekonomicznym. Do ich podjęcia potrzebna jest analiza oparta na zweryfikowanych danych. W artykule pokazano, dla warunków polskich, analizę tego rodzaju w odniesieniu do modernizacji kotłów pyłowych polegającą na zastąpieniu węgla paliwami o mniejszym śladzie węglowym (CFP). Problemem jest jednak wybór właściwego paliwa, ponieważ obliczenie CFP na podstawie udziału CO₂ w spalinach wylotowych opisuje tylko tzw. ślad bezpośredni, wynikający ze spalenia paliwa. Ślad pośredni, wynikający z procesów towarzyszących wydobyciu i dostarczeniu paliwa do kotła, jest często pomijany. W artykule wyznaczono całkowity CFP paliw stałych oraz gazu ziemnego i zielonego amoniaku. Z uwagi na ekologiczne zalety stałej biomasy Agro pokazano możliwe rozwiązania modernizacji krajowych kotłów pyłowych na spalanie tego typu paliw.

EN

The need to eliminate fossil fuels from the energy sector entails not only technical but also political decisions of significant economic importance. To undertake them, an objective analysis based on verified data is necessary. The paper presents, for Polish conditions, such an analysis regarding the modernization of pulverized fuel boilers, consisting in replacing coal with low carbon footprint (CFP) fuels. The problem, however, is the choice of the right fuel, because a simple calculation of the CFP based on the share of CO₂ in the exhaust gas describes only the so-called direct CFP resulting from fuel combustion. The indirect one, which results from various accompanying processes, is often overlooked. The paper analyzes the total CFP of solid fuels, natural gas and green ammonia. Taking into account the ecological advantages of solid biomass, possible solutions for combustion of these fuels in modernized Polish boilers are presented.

Słowa kluczowe

PL

kotły pyłowe; modernizacja; ślad węglowy CFP; biomasa Agro

EN

pulverized coal boilers; modernization; carbon footprint CFP; Agro-biomass

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 3
• Strony: 93--101
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pronobis Marek

• Politechnika Śląska (emeryt)

Bibliografia

• [1] Machowski J., Lubośny Z., Stabilność systemu elektroenergetycznego. WNT, Warszawa 2018.
• [2] Majcher J., Strategia rozwoju kraju w „Polskiej polityce energetycznej do 2040 r."- o czym decydenci winni pamiętać. „Wiadomości Elektrotechniczne" 2021, nr 6.
• [3] Sawicki J., Analiza technicznych możliwości budowy elektrowni szczytowo-pompowej w odkrywkach KWB „Bełchatów". „Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej" Nr 128, „Studia i Materiały" 2009, nr 36.
• [4] Pronobis M., Wojnar W., Reconstruction of a pulverized coal boiler into a boiler fired with a mixture of natural gas and ammonia. 14th International Conference on Boiler Technology ICBT, 2022, Szczyrk, Poland.
• [5] Stanek W., Białecki R., Can natural gas warm the climate more than coal? "Fuel" 2014, 136, p. 341-348, http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2014.07.075
• [6] Pronobis M., Environmentally - oriented modernization of power boilers. Elsevier 2020. ISBN 9780128199213, https://modernpowerboilers.org
• [7] Projekt NCBiR nr 234/17/PU/5 - „Program Bloki 200+" Innowacyjna technologia zmiany reżimu pracy bloków energetycznych klasy 200 MW.
• [8] Luyckx K., Bowman M., Hurley N., Mechielsen F., Biomethane: Setting a target that is fit for food and the climate - An analysis of biomethane feedstocks to help fast forward sustainable energy and food system transformation, Rijswijk, the Netherlands: Feedback EU, 2023.
• [9] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych (wersja przekształcona). Directive (EU) 2018/2001 of 11 December 2018 on the promotio of the use of energy from renewable sources.
• [10] Pronobis M., Majcher J., Sołtys J., Sołtys M., Czy biomasa Agro może być jednym z filarów polskiej transformacji w ciepłownictwie? „Wiadomości Rolnicze Polska" 2024, nr 1 (196), ISSN: 1733-4446 www.wrp.pl
• [11] Pronobis M., Wejkowski R., Kalisz S., Ciukaj S., Conversion a pulverized coal boiler into a torrefied biomass boiler. "Energy" 2023 (262), 125442.
• [12] Pronobis M., Biomass as a renewable energy source for power boilers. 6th International Scientific and Technical Conference „Modern Power Systems and Units", Cracow 2023.
• [13] Postnote October 2006 Number 268 Carbon footprint of electricity generation, www.parliament.uk/post
• [14] Kobyłecki R., Środowiskowe aspekty termolizy biomasy, „Monografia" nr 290, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa 2014, ISBN 978-83-7193-612-8, ISSN 0860-5017.
• [15] Brack D., Woody Biomass for Power and Heat Impacts on the Global Climate. Chatham House, 2017.
• [16] https://ec.europa.eu/clima/eu-action/forests-and-agriculture/land-use-and-forestry-regulation-2021-2030_pl
• [17] Communication from the Commission to the European Parlament, the Council, the European Economic and Social Committee, the Committee of the Regions and the European Investm Bank - Clean Energy for all Europeans. European Commission Brussels, 30.11.2016 COM(2016) 860 final.
• [18] EURACOAL Position Paper on the "Clean Energy for all Europeans" package and the proposed 550 gCO2/kWh emission performance standard for access to capacity markets. EURACOAL 11 July 2017. EU Transparency Register no. 19853116579-64.
• [19] Busekrus K., Case studies on adoption of advanced coal-fired power technology in emerging economies "Cleaner and more efficient coal technologies in Russia" Expert meeting 10 December 2012, World Trade Center, Moscow Hitachi Power Europe GmbH 2012.
• [20] Alvarez R.A et al., Assessment of methane emissions from the US oil and gas supply chain. "Science" 2018 (361), p. 186-188.
• [21] Lin J.C, Bares R., Fasoli B., Garcia M., Crosman E., Lyman S., Declining methane emissions and steady, high leakage rates observed over multiple years in a western US oil/gas production basin, www.nature.com/scientificreports
• [22] Lechtenböhmer S., Dienst C., Fischedick M., Hanke T., Treibhausgas-Emissionen fossiler Energieträger. "BWK" 2005 (57), 5, p. 62-66.
• [23] Stern J., Measurement, Reporting, and Verification of Methane Emissions from Natural Gas and LNG Trade: creating transparent and credible frameworks. "Oxford Institute for Energy Studies" 2022, ISBN 978-1-78467-191-4.
• [24] Abrahams L.S., Samaras C, Griffin W.M., Scott Matthews H., Life Cycle Greenhouse Gas Emissions From U.S. Liquefied Natural Gas Exports: Implications for End Uses. "Environ. Sci. Technol." 2015, 49, 3237-3245. DOI: 10.1021/es505617p.
• [25] Pronobis M., Kalisz S., Majcher J., Wasylów J., Sottys J., Fujak K., Biomasa a transformacja energetyczna w Polsce. "Biomasa" 2021, nr 2, s. 18-23, p-ISSN: 2353-9321.
• [26] Sadowski K., Practical implementation and operational experience in biomass combustion based on bubbling fluidized bed technology at Elektrociepłownia Białystok. "VGB PowerTech." 2012, 12, p. 80-86.
• [27] Basu P., Talukdar J., Revamping of a 120 MWe pulverized coal fired boiler with circulating fluidized bed firing. Proceedings of the 16th International Conference on Fluidized Bed Combustion, ASME, Edit, Donald W. Geiling, May 13-16, 2001. Reno, Nevada.
• [28] Palonen J., Anttikoski T., Eriksson T., Foster Wheeler gasification technology for biofuels - Refuse Derived Fuel (RDF) power generation - Power-Gen Europe, May 30-June 1, 2006.
• [29] Lau F., Commercial Development of the SES U-GAS®Gasification Technology. 2009 Gasification Technologies Conference Colorado Springs, Colorado October 4-7, 2009.
• [30] Regulation (EU) 2020/852 of the European Parliament and of the Council of 18 June 2020 on the establishment of a framework to facilitate sustainable investment, and amending Regulation (EU) 2019/2088. "Official Journal of the European Union" 22.6.2020 L 198/13.
• [31] Questions and Answers on the EU Taxonomy Complementary Climate Delegated Act covering certain nuclear and gas activities. Brussels, 2 February 2022. https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/qanda_22_712
• [32] https://h2poland.eu/en/categories/transmission-storage/gas-network-transmission/sieci-gazowe-moga-posluzyc-do-przesylu-wodoru/
• [33] Stolecka K., Hazards of hydrogen transport in the existing natural gas pipeline network, "Journal of Power Technologies" 2018, 98(4), p. 329-335.
• [34] Witkowski A., Rusin A., Majkut M., Stolecka K., Analysis of compression and transport of the methane/hydrogen mixture in existing natural gas pipelines, "International Journal of Pressure Vessels and Piping" 2018, 166, p. 24-34.