Identyfikacja problemów środowiskowych z wykorzystaniem metody oceny cyklu życia na przykładzie technologii zgazowania węgla

• Autorzy: Fugiel A. , Burchart-Korol D.

Warianty tytułu

EN

Identification of environmental problems using Life Cycle Assessment approach on the coal gasification example

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Produkcja energii w Polsce w głównej mierze oparta jest na węgielu kamiennym i brunatnym, co powoduje znaczne obciążenia dla środowiska. Dlatego istotne jest poszukiwanie alternatywnych sposobów jej wytwarzania. W artykule dokonano identyfikacji i oceny problemów środowiskowych związanych z technologią naziemnego zgazowania węgla brunatnego z wykorzystaniem techniki oceny cyklu życia. Przedstawiono metodę analizy cyklu życia ILCD Midpoint (The International Reference Life Cycle Data System) rekomendowaną przez Komisję Europejską do stosowania jako reprezentatywną dla warunków europejskich. Metoda ILCD została wykorzystana zarówno do oceny problemów środowiskowych technologii zgazowania węgla brunatnego, jak i analizy porównawczej produkcji energii elektrycznej opartej na technologii zgazowania wę- gla oraz technologii spalania węgla. Wykazano, iż technologia zgazowania węgla w największym stopniu wpływa na emisję gazów cieplarnianych oraz powoduje działanie toksyczne dla ludzi. Określono również determinanty wpływu na środowisko, do których zaliczono emisję ditlenku wę- gla oraz wydobycie węgla brunatnego. Wykazano, że technologia zgazowania powoduje mniejsze obciążenia dla środowiska w porównaniu do technologii spalania węgla, szczególnie w kategorii wpływu – działanie toksyczne dla ludzi, działanie inne niż rakotwórcze.

EN

Energy production in Poland is based primarily on hard coal and lignite, which creates a considerable environmental burden. It is therefore important to look for alternative methods of energy generation. The article contains the identification and evaluation of environmental problems related to the technology of ground coal gasification using the life cycle assessment technique. The ILCD Midpoint method (The International Reference Life Cycle Data System) of life-cycle analysis, recommended by the European Commission as representative for European conditions, is presented. The ILCD method has been used both to evaluate environmental problems of the technology of lignite gasification and to make a comparative analysis of electricity production based on the technology of coal gasification and coal combustion. It has been shown that the technology of coal gasification has the most significant impact on the emission of greenhouse gases and produces toxic effects for humans. Determinants of the impact on the environment, including emissions of carbon dioxide and lignite mining, have been identified. It has been demonstrated that the gasification technology causes less environmental burden compared to the coal combustion technology, particularly in the impact category – human toxicity, non-cancer effects.

Słowa kluczowe

PL

Life Cycle Assessment; produkcja energii; zgazowanie węgla; metoda ILCD

EN

life cycle assessment (LCA); energy generation; coal gasification; ILCD Midpoint Method

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Polityka Energetyczna
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 19, z. 4
• Strony: 51--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Fugiel A.

• Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Burchart-Korol D.

• Zakład Oszczędności Energii i Ochrony Powietrza, Główny Instytut Górnictwa, Katowice

Bibliografia

• Burchart-Korol i in. 2015 – Burchart-Korol, D., Czaplicka-Kolarz, K., Fugiel, A. i Rejman-Burzyńska, A. 2015. Środowiskowa ocena cyklu życia technologii zgazowania węgla brunatnego zintegrowanej z produkcją energii elektrycznej. Przemysł Chemiczny 94/9.
• Chmielniak i in. 2009 – Chmielniak, T., Popowicz, J. i Sarnecki, W. 2009. Koncepcja układu produkcji metanolu zintegrowanego ze zgazowaniem węgla brunatnego. Górnictwo i Geoinżynieria 33, nr 2.
• Cost and performance baseline for fossil energy plants, 2011. Vol. 3a: Low rank coal to electricity. IGCC cases, Final report, U.S. Department of Energy, NETL (DOE/NETL-2010/1399).
• Dreicer i in. 1995 – Dreicer, M., Tort, V. i Manen, P. 1995. ExternE, Externalities of Energy, tom 5, Energia jądrowa, Centre d’étude sur l’Evaluation de la Protection dans le domaine nucléaire (CEPN), red. Komisja Europejska, DG XII, Nauka, Badania i Rozwój, JOULE, Luksemburg.
• European Commission – Joint Research Centre – Institute for Environment and Sustainability, 2012. International Reference Life Cycle Data System (ILCD) Handbook- Recommendations for Life Cycle Impact Assessment in the European context.. EUR 24571 EN. Luxemburg.
• Frischknecht i in. 2008 – Frischknecht, R., Steiner, R. i Jungbluth, N., 2008. The Ecological Scarcity Method – Eco-Factors 2006. A method for impact assessment in LCA. Federalne Biuro ds. Środowiska (FOEN), Berno.
• Humbert, S., 2009. Geographically Differentiated Life-cycle Impact Assessment of Human Health. Rozprawa doktorska, Uniwersytet Kalifornijski, Berkeley, Kalifornia, Stany Zjednoczone.
• Karcz i in. 2009 – Karcz, A., Chmielniak, T., Ściążko, M. i Strugała, A., 2009. Porównanie emisji CO2 związanej z wytwarzaniem wodoru na drodze zgazowania i pirolizy węgla. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 12, z. 2.
• Kulczycka i in. 2015 – Kulczycka, J., Kowalski, Z., Lewandowska, A., Lelek, Ł., Smol, M. i Cholewa, M. 2015. Analiza krytycznych elementów projektowanej europejskiej metodyki pomiaru efektywności środowiskowej w kontekście jej potencjalnego wpływu na konkurencyjność produktów i przedsię- biorstw. Kraków.
• Kulczycka i in. 2016 – Kulczycka, J., Lelek, Ł. i Lewandowska, A. 2016. Wpływ pochodzenia energii na efekt środowiskowy produkcji miedzi w Polsce. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk nr 92.
• Kulczycka, J. i Pietrzyk-Sokulska, E. red. 2012. Ewaluacja sektora energetycznego w Polsce. Kraków: Wyd. Instytutu GSMiE PAN.
• Kulczycka, J. i Wernicka, M. 2015. Zarządzanie śladem węglowym w przedsiębiorstwach sektora energetycznego w Polsce – bariery i korzyści. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 18, z. 2.
• Lelek i in. 2014 – Lelek, Ł., Kulczycka, J. i Lewandowska, A. 2014. Środowiskowa ocena prognozowanej struktury wytwarzania energii elektrycznej w Polsce do 2030 r. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 17., z. 3.
• Lewandowska, A. i Witczak, J. 2011. Zasoby naturalne jako kategoria wpływu w badaniach LCA. Przegląd Górniczy t. 67, nr 10.
• Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu (IPCC) 2007. IPCC Climate Change Fourth Assessment Report: Climate Change 2007. www.ipcc. ch/ipccreports/assessments-reports.htm.
• Milà i Canals i in. 2007 – Milà i Canals, L., Romanyà, J. i Cowell, S.J. 2007. Method for assessing impacts on life support functions (LSF) related to the use of ‘fertile land’in Life Cycle Assessment (LCA) Journal of Cleaner Production 15.
• PN EN ISO 14040:2009. Zarządzanie środowiskowe – Ocena cyklu życia – Zasady i struktura.
• PN-EN ISO 14044:2009. Zarządzanie środowiskowe – Ocena cyklu życia – Wymagania i wytyczne
• Posch i in. 2008 – Posch, M., Seppälä, J., Hettelingh, J.P., Johansson, M., Margni, M. i Jolliet, O. 2008. The role of atmospheric dispersion models and ecosystem sensitivity in the determination of characterisation factors for acidifying and eutrophying emissions in LCIA. International Journal of Life Cycle Assessment 13.
• PRé, various authors, 2016. SimaPro Database Manual Methods Library.
• Raport Cz.T.B. nr 8.2.2, 2014. Ocena efektywności technicznej, ekologicznej oraz kosztów technologii naziemnego zgazowania węgla, w ramach projektu pt.: „Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej”, Główny Instytut Górnictwa (niepublikowany)
• Rosenbaum i in. 2008 – Rosenbaum, R.K., Bachmann, T.M., Gold, L.S., Huijbregts, M.A.J., Jolliet, O., Juraske, R., Köhler, A., Larsen, H.F., MacLeod, M., Margni, M., McKone, T.E., Payet, J., Schuhmacher, M., van de Meent, D. i Hauschild, M.Z., 2008. USEtox – The UNEP-SETAC toxicity model: recommended characterisation factors for human toxicity and freshwater ecotoxicity in Life Cycle Impact Assessment. International Journal of Life Cycle Assessment 13 (7),
• Seppälä i in. 2006 – Seppälä, J., Posch, M., Johansson, M. i Hettelingh, J.P. 2006. Country-dependent Characterisation Factors for Acidification and Terrestrial Eutrophication Based on Accumulated Exceedance as an Impact Category Indicator. International Journal of Life Cycle Assessment 11(6).
• Śliwińska, A. i Burchart-Korol, D. 2014. Korzyści z zastosowania metody oceny cyklu życia (LCA) do oceny środowiskowej kopalni węgla kamiennego. Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie t. 6.
• Struijs i in. 2009 – Struijs, J., Beusen, A., van Jaarsveld, H. i Huijbregts, M.A.J. 2009. Aquatic Eutrophication [Eutrofizacja wodna]. Rozdział 6 w: Goedkoop, M., Heijungs, R., Huijbregts, M.A.J., De Schryver, A., Struijs, J., Van Zelm, R., 2009. ReCiPe 2008 – A life cycle impact assessment method which comprises harmonised category indicators at the midpoint and the endpoint level. Report I: Characterisation factors, wydanie I.
• van Oers i in. 2002 – van Oers, L., de Koning, A., Guinee, J.B. i Huppes, G., 2002. Abiotic Resource Depletion in LCA. Instytut Dróg i Budownictwa Wodnego, Ministerstwo Transportu i Gospodarki Wodnej, Amsterdam.
• Van Zelm i in. 2008 – Van Zelm, R., Huijbregts, M.A.J., Den Hollander, H.A., Van Jaarsveld, H.A., Sauter, F.J., Struijs, J., Van Wijnen, H.J. i Van de Meent, D., 2008. European characterisation factors for human health damage of PM10 and ozone in life cycle impact assessment. Atmospheric Environment 42.
• WMO, 1999. Scientific Assessment of Ozone Depletion: 1998. Global Ozone Research and Monitoring Project – sprawozdanie nr 44, ISBN 92-807-1722-7, Genewa.
• Komisja Europejska, 2013. Zalecenie Komisji z  dnia 9 kwietnia 2013 r. w  sprawie stosowania wspólnych metod pomiaru efektywności środowiskowej w cyklu życia produktów i  organizacji oraz informowania o  niej, 2013/179/UE.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.