Propozycja suplementacji KSE wykorzystaniem energii z biomasy Agro

• Autorzy: Kalisz Sylwester , Pronobis Marek , Sołtys Józef

Warianty tytułu

EN

Proposal to supplement the NPS with energy from Agro biomass

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zadaniem Krajowego Systemu Elektroenergetycznego (KSE) jest zapewnienie odpowiednio wysokich i dyspozycyjnych dostaw energii elektrycznej w warunkach odchodzenia od węgla i innych paliw kopalnych. Obecnie w Polsce nastąpił znaczący wzrost mocy wytwórczych w obszarze fotowoltaiki (PV) i farm wiatrowych (FW), dzięki czemu udział tych OZE w wytwarzaniu energii istotnie wzrósł. Jednak te OZE nie są w pełni dyspozycyjne, co powoduje, że dla bezpieczeństwa KSE potrzebna jest moc zainstalowana w źródłach o wysokiej dyspozycyjności, którymi są klasyczne elektrownie oparte na spalaniu paliw oraz jądrowe. Dopóki zdolność magazynowania energii nie osiągnie poziomu zapewniającego bezpieczeństwo KSE, to zarówno PV jak i FW muszą być wspierane przez te elektrownie. Nie ma przy tym znaczenia wielkość mocy zainstalowanej w tych OZE, skoro nie jest ona w stanie zapewnić pełnej dyspozycyjności dostaw energii w ciągu roku. Natomiast energia wytwarzana w elektrowniach na paliwa kopalne nie jest zielona – jej ślad węglowy jest nieakceptowalny. Dopóki nie pojawią się w Polsce elektrownie jądrowe, jedynym źródłem odnawialnym spełniającym kryterium pełnej dyspozycyjności są elektrownie na biomasę. Przy czym nie powinna to być biomasa leśna, ponieważ jej szersze wykorzystanie obniża zdolność absorbcji CO2 przez lasy. Pozostaje więc biomasa Agro specjalnie produkowana na cele energetyczne, również na gruntach o małej bonitacji. W artykule przeanalizowano możliwość suplementacji polskiego KSE wykorzystaniem energii z biomasy Agro wskazując, że nadmierny rozwój PV i FW nie tylko generuje duże koszty, ale doprowadzi do zapaści w dostawach energii w okresie przed uruchomieniem źródeł jądrowych. Alternatywą jest konieczność dalszego spalania paliw kopalnych w elektrowniach, co trudno zaakceptować zarówno ze względów ekologicznych, jak i ekonomicznych.

EN

The task of the National Power System (NPS) is to ensure sufficiently high and available electricity supplies in the transition period of abandoning coal and other fossil fuels. Currently, in Poland there has been a significant growth in generating capacity in photovoltaics (PV) and in wind farms (WF), thanks to which the share of these renewable energy sources (RES) in energy generation has significantly increased. However, these RES are not fully available, which means that for the security of the NPS, still the capacity installed in high-availability sources, such as classic fuel-burning and nuclear power plants, is needed. Until the energy storage capacity reaches a level that ensures the security of the NPS, both PV and WF must be supported by these thermal power plants. Consequently, the amount of capacity installed in these RES is irrelevant, as it is not able to ensure full availability of energy supplies throughout the year. However, energy produced in fossil fuel power plants is not green – its carbon footprint is unacceptable. Until nuclear power plants appear in Poland, the only renewable source that meets the criterion of full availability are biomass power plants. However, they should not be fueled with forestry biomass, since its wider use reduces the intrinsic CO2 absorption capacity of the forests. What remains at our disposal is Agro biomass produced specifically for energy purposes, preferably on land of low quality. This work analyzes the possibility of supplementing the Polish NPS with energy from Agro biomass, pointing out that excessive development of PV and WF not only generates high costs, but also will lead to a collapse in energy supplies in the period before the launch of nuclear sources. The alternative is the need to continue burning fossil fuels in power plants, which is difficult to accept for both ecological and economic reasons.

Słowa kluczowe

PL

Krajowy System Elektroenergetyczny; KSE; analiza ekonomiczna; ślad węglowy; CFP; modernizacja; biomasa Agro

EN

National Power System; NPS; economic analysis; carbon footprint; CFP; modernization; Agro biomass

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2025
• Tom: nr 4
• Strony: 285--292
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Kalisz Sylwester

• Politechnika Śląska

autor

Pronobis Marek

• Politechnika Śląska (emeryt)

autor

Sołtys Józef

• PTH Intermark

Bibliografia

• [1] Mielczarski W., Spór odnawialnych źródeł energii z atomem (Dispute between Renewable Energy Sources and Nuclear Energy). „Energetyka - Społeczeństwo - Polityka" 2018, nr 1 (7), DOI: 10.4467/24500704ESP. 18.003.10225.
• [2] Majcher J., Strategia rozwoju kraju w „Polskiej polityce energetycznej do 2040 r." - o czym decydenci winni pamiętać. „Wiadomości Elektrotechniczne" 2021, nr 6.
• [3] Pronobis M., Kierunki modernizacji kotłów pyłowych w krajowym systemie energetycznym. „Energetyka" 2024, nr 3, 93-101, ISSN 0013-7294.
• [4] Pronobis M., Biomass as a renewable energy source for power boilers. "Heat Transfer Engineering", 2024.
• [5] Pronobis M., Environmentally - oriented modernization of power boilers. Elsevier 2020. ISBN 9780128199213. https://modern-powerboilers.org.
• [6] https://www.portalsamorzadowy.pl/gospodarka-komunalna/to-moze-byc-energetyczny-hit-wyniki-badan-sa-rewelacyjne,585477.html.
• [7] Machowski J., Robak S., Techniczne możliwości udziału generacji wiatrowej w regulacji częstotliwości w systemach elektroenergetycznych. „Przegląd Elektrotechniczny" 2024, nr 9.
• [8] https://www.energetyka.plus/wplyw-fotowoltaiki-na-siec-elektroenergetyczna/.
• [9] https://www.finanzen100.de/finanznachrichten/boerse/haelfte-der-deutschen-familienuntemehmen-beklagt-regelmaessige-stromausfaelle_H 1608630181 _12940082/.
• [10] Yan R., Masood N.-A., Kumar Saha T., Bai F., Gu H., The anatomy of the 2016 South Australia blackout: A catastrophic event in a high renewable network, "IEEE Trans. Power Syst." 2018, vol. 33, no. 5, pp. 5374-5388, DOI:10.1109/TPWRS.2018.2820150.
• [11] 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.
• [12] Pronobis M., Modernizacja kotłów energetycznych. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne. Warszawa 2002.
• [13] Szargut J., Opłacalność racjonalizacji gospodarki cieplnej w świetle nowych określeń i pojęć. „Gospodarka Paliwami i Energią" 1997, nr 2.
• [14] Dzieża J., Czy LCOE jest dobrą miarą rentowności inwestycji w energetyce? „Finanse, Rynki Finansowe, Ubezpieczenia" 2017, nr 5 (89), cz. 2, s. 273-284, DOI: 10.18276/frfu.2017.89/2-20.
• [15] IRENA (2022), Renewable Power Generation Costs in 2021, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. ISBN 978-92-9260-452-3.
• [16] 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 promotion of the use of energy from renewable sources.
• [17] https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/?uri=CELE-X%3A32023L2413.
• [18] Postnote October 2006 Number 268 Carbon footprint of electricity generation, www.parliament.uk/post.
• [19] Lotfizadeh O., Life Cycle Assessment of Offshore Wind Farms -A Comparative Study of Floating Vs. Fixed Offshore Wind Turbines. FMH606 Master's Thesis 2024, University of South-Eastern Norway, 2024.
• [20] https://ec.europa.eu/clima/eu-action/forests-and-agriculture/ land-use-and-forestry-regulation-2021-2030_pl.
• [21] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) nr 1307/2013 z dnia 17 grudnia 2013 r. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 347/608, 20.12.2013.
• [22] Jarosz Z., Potencjał energetyczny biomasy roślinnej i możliwości wykorzystania do celów energetycznych. Zeszyty Naukowe Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, „Problemy Rolnictwa Światowego" 2017, tom 17 (XXXII), z. 2, s. 81-92, DOI: 10.22630/PRS.2017.17.2.28.
• [23] NIK. Informacja o wynikach kontroli LKA.430.004.2022 Nrewid. 110/2022/P/21/069/LKA Wykorzystanie biomasy w produkcji energii.
• [24] Rośnie ilość biomasy leśnej spalanej w energetyce, PAP Media-Room portal, (pap-mediaroom.pl).
• [25] https://wysokienapiecie.pl/96011-udzial-wegla-i-oze-w-polsce-2023/.
• [26] Wójcicki Z., Znaczenie biomasy w energetyce i gospodarce żywnościowej. „Problemy Inżynierii Rolniczej" 2015, nr 1(87), s. 5-15.
• [27] https://poradnikogrodniczy.pl/miskant-gatunki-i-odmiany-uprawa-przycinanie-rozmnazanie.php.
• [28] https://muratordom.pl/ogrod/rosliny/wierzba-energetyczna-wierzba-wiciowa-uprawa-wierzby-na-biopaliwo-aa-2vr5-grEU-WMJ7.html.
• [29] Kalisz S. (red.: Optymalizacja procesu spalania i waloryzacja ubocznych produktów spalania dla wypełnienia założeń gospodarki o obiegu zamkniętym. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2023. DOI: 10.34918/86707.
• [30] Pronobis M., Wejkowski R., Kalisz S., Ciukaj S., Conversion of a pulverized coal boiler into a torrefied biomass boiler. "Energy" 2023, Vol. 262, Part B, 1 January 2023, 125442, https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.125442.
• [31] Rosenberger K., Solanko K., Technologia kotłów rusztowych dla trudnej biomasy dla rynku Azji południowo-wschodniej. 14. International Conference on Boiler Technology, Szczyrk 2022.
• [32] Maj I., Kalisz S., Wejkowski R., Pronobis M., Gołombek K., High-temperature corrosion in a multifuel circulating fluidized bed (CFB) boiler co-firing refuse derived fuel (RDF) and hard coal. "Fuel" 2022, Vol. 324, Part C, 15 September 2022,124749, https://doi.org/10.1016/j.fuel.2022.124749.