Pozyskanie surowców energetycznych na potrzeby wytwarzania energii elektrycznej – koncepcja budowy modelu matematycznego

• Autorzy: Kamiński J. , Saługa P.

Identyfikatory

DOI

10.2478/gospo-2014-0005

Warianty tytułu

EN

Steam coal supplies for power generation – the concept of a mathematical model

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ze względu na ukształtowaną historycznie strukturę paliwową wytwarzania energii elektrycznej w Polsce, podstawowym surowcem energetycznym wykorzystywanym do generacji energii elektrycznej pozostaje węgiel kamienny i brunatny. Odzwierciedleniem takiej struktury wytwarzania jest odpowiednia struktura kosztów produkcji energii elektrycznej, w której przeważającym składnikiem są koszty pozyskania paliw. Celem artykułu jest opracowanie wstępnej koncepcji modelu matematycznego, którego zastosowanie ma prowadzić do redukcji kosztów pozyskania surowców energetycznych przedsiębiorstwa energetycznego. Punktem wyjścia jest analiza kosztów paliwowych w sektorze wytwarzania energii elektrycznej na węglu kamiennym, a następnie analiza ilości pozyskiwanego węgla oraz jego kosztów na przykładzie dwóch koncernów energetycznych, bazujących przede wszystkim na węglu energetycznym. Koncepcja budowy modelu zakłada jego otwartą architekturę, która pozwoli na dostosowanie zarówno samych założeń modelowych, jak i danych wejściowych do modelu w zależności od zmieniających się warunków rynkowych. Uwzględniono specyficzne uwarunkowania krajowego sektora paliwowo-energetycznego, między innymi konieczność spełnienia wymogów jakościowych węgla spalanego w poszczególnych blokach, możliwe źródła podaży, ze szczegółowym uwzględnieniem spółek węglowych zlokalizowanych w Polsce, oraz potencjalne źródła importowe. Założono również możliwość elastycznego doboru rozdzielczości czasowej modelu, w zależności od wymogów zarządczych. Zgodnie z zaproponowaną metodyką, dalsze prace nad modelem matematycznym optymalizującym proces zakupu surowców energetycznych koncernu energetycznego, poświęcone będą transpozycji modelu konceptualnego do postaci matematycznej modelu, a następnie jego implementacji w środowisku modelowania.

EN

Given the historically shaped fuel mix of electricity generation in Poland, the main primary energy source used for power generation is still steam coal and lignite. This fuel mix directly impacts the cost structure of electricity production, the predominant component of which is the cost of fuel. The main purpose of this paper is to develop the concept of a mathematical model that could be applied to reduce the cost of fuel supplies to a power generation company. The starting point for further research is an analysis of fuel costs in the hard coal-fired part of the electricity generation sector. The quantities consumed for power generation are then considered together with fuel costs, based on available data from two energy companies whose power generating units utilize mainly steam coal. The development of the model assumes that the model’s architecture will be open, which allows one to adjust not only the data input assumptions but also the model itself, depending on changing market conditions. For this exercise, domestic fuel and energy sector circumstances are taken into account, including steam coal quality requirements for each individual block, possible sources of steam coal supplies, as well as the detailed locations of Polish mining companies and potential sources of imported coal. Moreover, the model is assumed to be flexible so that temporal resolution of the model can be changed according to the requirements of management. Further efforts toward developing a mathematical model optimizing the processes of coal supplies will be dependent on the transposition of the conceptual model into a mathematical model, and subsequently this representation will be implemented in the modelling environment.

Słowa kluczowe

PL

surowce energetyczne; energia pierwotna; węgiel energetyczny; model matematyczny; optymalizacja

EN

primary energy; steam coal; mathematical model; optimisation

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 30, z. 1
• Strony: 39--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kamiński J.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków

autor

Saługa P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Zarządzania, Katedra Zarządzania w Energetyce, Kraków

Bibliografia

• [1] Ciepela, D. 2013. Tauron zawarł umowy na zakup węgla z KHW i PKW. Wirtualny Nowy Przemysł. http://energetyka.wnp.pl/tauron-zawarl-umowy-na-zakup-wegla-z-khw-i-pkw,193106_1_0_0.html.
• [2] Dyrektywa 2009/29/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 kwietnia 2009 r. zmieniająca dyrektywę 2003/87/WE w celu usprawnienia i rozszerzenia wspólnotowego systemu handlu uprawnieniami do emisji gazów cieplarnianych.
• [3] Dyrektywa 2010/75/UE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola).
• [4] Garbol, J. 2011. Optymalizacja zapasów paliwa w przedsiębiorstwach energetycznych na przykładzie Energa Kogeneracja Sp. z o.o. Acta Universitatis Nicolai Copernici. Zarządzanie XXXVIII – Zeszyt 404 – Toruń.
• [5] Gawlik, L., red., 2013. Węgiel dla polskiej energetyki w perspektywie 2050 roku – analizy scenariuszowe. Wyd. IGSMiE PAN, 300 s.
• [6] Grudziński, Z., 2011. Wpływ opłat środowiskowych wynikających z parametrów jakościowych węgla na koszty produkcji energii elektrycznej. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 27(1), s. 59–77.
• [7] Kamiński, J., 2009. The impact of liberalisation of the electricity market on the hard coal mining sector in Poland, Energy Policy 37(3), pp. 925–939.
• [8] Kamiński, J., 2010. Modelowanie systemów energetycznych: ogólna metodyka postępowania przy budowie modelu. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 13(2), s. 219–226.
• [9] Kamiński, J., 2011. Power generation and capacity planning modules for global energy sector models. Rynek Energii 4(95), s. 113–118.
• [10] Olkuski, T., 2013. Zależność Polski w zakresie importu węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 29(3), s. 115–130.
• [11] Prawo energetyczne (tekst jednolity z 15 czerwca 2012 r. Dz.U. z 2012r., poz. 1059 z późn. zm.).
• [12] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 19 maja 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie zapasów paliw w przedsiębiorstwach energetycznych (Dz.U. nr 108, poz. 701).
• [13] Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 lutego 2003 r. w sprawie zapasów paliw w przedsiębiorstwach energetycznych (Dz.U. z 2003 r., nr 39, poz. 338 z póżn. zm.).
• [14] Rusak, J. 2013. Zmniejszanie zużycia energii na potrzeby własne w TAURON Wytwarzanie S.A. na przykładzie modernizacji układów wody chłodzącej. Elektroenergetyka. Problemy Energetyki i Gospodarki Paliwowo-Energetycznej 1(703), s. 43–47.
• [15] Sierksma, G., 2002. Linear and integer programming: the theory and practice – Second Edition. Marcel Dekker Inc., New York.
• [16] Skonsolidowany raport roczny Grupy Kapitałowej Tauron Polska Energia S.A. za 2012 r. – GK Tauron Polska Energia S.A. 2012.
• [17] Stala-Szlugaj, K., 2013. Nowe inwestycje w rosyjskim górnictwie węgla kamiennego. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 29(3), s. 131–150.
• [18] Szurlej, A., 2008. Możliwości konkurencyjności gazu ziemnego jako surowca do wytwarzania energii elektrycznej. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 24(3), s. 327–338.
• [19] Zamasz, K. i Saługa, P., 2010. Ocena efektywności ekonomicznej projektu rozbudowy mocy elektrociepłowni z wykorzystaniem analizy drzew decyzyjnych. Rynek Energii 2(87), s. 165–170.
• [20] Zamasz, K., 2011. Metoda drzew decyzyjnych a analiza opcji rzeczowych w procesach oceny efektywności ekonomicznej przedsięwzięć energetycznych. Rynek Energii 2(93), s. 141–145.