Assessment of the possibilities of using alternative fuels in the cement industry

• Autorzy: Niekurzak Mariusz , Mysłowski Jaromir , Lewicki Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.34659/eis.2025.92.1.789

Warianty tytułu

PL

Ocena możliwości wykorzystania paliw alternatywnych w przemyśle cementowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article aims to assess the possibility of using alternative fuels in the cement industry. The research focuses on evaluating the use of alternative fuels, considering their calorific value, the share of biomass content, the impact on the CO2 emission factor, and the possibility of achieving possible economic benefits. The methodology includes the analysis of production data and the calculation of savings resulting from the use of alternative fuels. On this basis, ecological aspects were also indicated that should be taken into account when analysing the profitability of the investment. The conclusions show that by using alternative fuels, CO2 emissions and production costs are reduced, while there is no negative impact on efficiency and production volume. For practice, it was important to confirm that alternative fuels can also find practical application in the cement industry, and investing in renewable energy sources by cement production plants fits into the goals and directions of development related to sustainable management of resources according to the win-win principle.

PL

Celem artykułu jest ocena możliwości wykorzystania paliw alternatywnych w przemyśle cementowym. Badania koncentrują się na ocenie wybranych parametrów w tym, udziału zużycia paliw alternatywnych w cementowi, wpływu na współczynnik emisji CO2 oraz możliwości osiągnięcia ewentualnych korzyści ekonomicznych. Metodologia obejmuje analizę danych produkcyjnych oraz obliczanie oszczędności wynikających z faktu stosowania paliw alternatywnych. Na tej podstawie wskazano również aspekty ekologiczne, które należy wziąć pod uwagę przy analizie opłacalności realizowanej inwestycji. Wnioski wykazują, że poprzez stosowanie paliw alternatywnych następuje obniżenie emisji CO2 i kosztów produkcji przy jednoczesnym nie stwierdzeniu negatywnego wpływu na wydajność i wielkość produkcji. Dla praktyki ważne było potwierdzenie, że paliwa alternatywne mogą znaleźć swoje praktyczne zastosowanie także w branży cementowej a inwestowanie w odnawialne źródła energii przez zakłady produkcyjne cementu wpisuje się w cele i kierunki rozwoju związane ze zrównoważonym gospodarowaniem zasobami w myśl zasady win-win.

Słowa kluczowe

EN

alternative fuels; environmental protection; cement industry; economic dimension

PL

gospodarka o obiegu zamkniętym; paliwa alternatywne; ochrona środowiska; przemysł cementowy

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Ekonomistów Środowiska i Zasobów Naturalnych
• Czasopismo: Economics and Environment
• Rocznik: 2025
• Tom: No. 1
• Strony: art. no. 789
• Opis fizyczny: Bibliogr. 37 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Niekurzak Mariusz

• AGH University of Krakow, Faculty of Management

• https://orcid.org/0000-0003-4966-8389

autor

Mysłowski Jaromir

• Maritime University of Technology in Szczecin, Faculty of Mechanical Engineering, Energy Department

• https://orcid.org/0000-0002-5464-7622

autor

Lewicki Wojciech

• University of Technology in Szczecin, Faculty of the Economics West Pomeranian, Department of Regional and European Studies

• https://orcid.org/0000-0002-8959-8410

Bibliografia

• AbdeL-Hay, R., El-Salamony, H. M., Mahmoud, N., & Shehata, N. (2020). Enhancing the efficiency of a cement plant kiln using modified alternative fuel. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management, 14, 100310. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2020.100310
• Albin, A. (2021). Diagnoza problemów w zakresie gospodarowania odpadami komunalnymi w Polsce z jednoczesnym wskazaniem kierunków działań i zmian regulacji prawnych w analizowanym obszarze. Przegląd Prawa i Administracji, CXXVII, 245-259. https://doi.org/10.19195/0137-1134.127.16 (in Polish).
• Benhelal, E., Shamsaei, E., & Rashid, M. I. (2021). Challenges against CO2 abatement strategies in cement industry: A review. Journal of Environmental Sciences, 104, 84-101. https://doi.org/10.1016/j.jes.2020.11.020
• Bień, J. (2021). Paliwo z odpadów i potencjalne możliwości jego zagospodarowania w postaci paliwa alternatywnego. In M. Wichliński (Ed.), Odnawialne źródła energii (pp. 109-134). Częstochowa: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej. (in Polish).
• Busch, P., Kendall, A., Murphy, C. W., & Miller, S. A. (2022). Literature review on policies to mitigate GHG emissions for cement and concrete. Resources, Conservation and Recycling, 182, 106278. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.106278
• Chatterjee, A., & Sui, T. (2019). Alternative fuels – Effects on clinker process and properties. Cement and Concrete Research, 123, 105777. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105777
• Daya, R. N., Sit, S. P., & Layzell, D. B. (2021). Alternative fuels co-fired with natural gas in the pre-calciner of a cement plant: Energy and material flows. Fuel, 295, 120544. https://ui.adsabs.harvard.edu/link_gateway/2021Fuel..29520544N/doi:10.1016/j.fuel.2021.120544
• Dolatowski, M., & Wasiak, R. (2020). Czemu rosną ceny energii w Polsce? Zasady działania europejskiego systemu handlu uprawnieniami do emisji (EU ETS) i jego wpływ na rynek energii w Polsce. Co do zasady. Studia i analizy prawne, 1, 75-88. https://codozasady.pl/upload/wordpress/2020/06/CDZ-SiAP-2.pdf (in Polish).
• Elżbieciak, T. (2022). Energetyka i cementownie szykują się do inwestycji w CCS. Wysokie napięcie. https://wysokienapiecie.pl/72564-energetyka-i-cementownie-szykuja-sie-do-inwestycji-w-ccs/ (in Polish).
• European Union. (2024). EU Emissions Trading System (EU ETS). https://climate.ec.europa.eu/eu-action/eu-emissions-trading-system-eu-ets/what-eu-ets_en?prefLang=pl&etrans=pl
• Geocycle Polska. (2024). Gospodarka odpadami. https://www.geocycle.com/pl/polska?address=Poland#toc-autogenerated-4 (in Polish).
• Głodek-Bucyk, E., Kalinowski, W., Gawlicki, M., & Kanak, A. (2018). Wpływ paliw alternatywnych na poziom Cr/Cr (VI) w klinkierze. Prace ICiMB, 34, 30-38. https://bibliotekanauki.pl/articles/392336 (in Polish).
• GUS. (2023). Ochrona środowiska w 2023 roku. https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/srodowisko-energia/srodowisko/ochrona-srodowiska-w-2023-roku,12,7.html (in Polish).
• Jaworski, T., & Wajda, A. (2022). Wykorzystanie paliw z odpadów, biomasy oraz osadów ściekowych w ciepłownictwie. Nowa Energia, 4, 42-51. http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-4520ee1b-85c7-4b33-aed3-074c69d7321b (in Polish).
• Kobyłka, K., Laskowski, K., Lewandowski, W., & Wójtowicz, A. (2023). Dekarbonizacja przemysłu ciężkiego. Zrównoważone finansowanie jako szansa? https://wise-europa.eu/2023/03/13/bariery-dla-dekarbonizacji-przemyslu-ciezkiego-w-polsce/ (in Polish).
• Kopeć, J. (2023). Pas Cementu to wyzwanie inne niż wszystkie. https://instrat.pl/pas-cementu/ (in Polish).
• Kościółek, M. (2023). Baza danych o emisjach CO2 przemysłów energochłonnych w latach 2010–2020. https://krajowabaza.kobize.pl/ (in Polish).
• Kurdowski, W., & Zajd, P. (2022). Znaczenie cynku w produkcji cementu portlandzkiego. Cement Wapno Beton, 27(1), 45-58. https://doi.org/10.32047/CWB.2022.27.1.4 (in Polish).
• Ministerstwo Klimatu i Środowiska. (2023). Selektywne zbieranie odpadów. https://www.gov.pl/web/klimat/selektywne-zbieranie-odpadow (in Polish).
• Mohamad, N., Muthusamy, K., Embong, R., Kusbiantoro, A., & Hashim, M. H. (2022). Environmental impact of cement production and solutions: A review. Materials Today: Proceedings, 48(4), 741-746. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.02.212
• Mokrzycki, E., & Uliasz-Bocheńczyk, A. (2009). Alternative fuels derived from waste for the cement industry. Kraków: IGSMiE PAN.
• Niekurzak, M., Lewicki, W., Coban, H. H., & Bera, M. (2023). A model to reduce machine changeover time and improve production efficiency in an automotive manufacturing organisation. Sustainability, 15(13), 10558. https://doi.org/10.3390/su151310558
• Niekurzak, M., Lewicki, W., Coban, H. H., & Brelik, A. (2023). Conceptual design of a semi-automatic process line for recycling photovoltaic panels as a way to ecological sustainable production. Sustainability, 15(3), 2822. https://doi.org/10.3390/su15032822
• Paul, S. F., Davis, S. J., & Mohammed, A. (2021). Decarbonizing cement production. Joule, 5(6), 1301-1311. http://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2021.04.011
• Popiół, E. (2022). Gospodarowanie odpadami komunalnymi jako zadanie gminy. Wybrane zagadnienia. „Młody Jurysta" Czasopismo Studentów i Doktorantów Wydziału Prawa i Administracji UKSW, (2), 19-35. https://doi.org/10.21697/mj.11305 (in Polish).
• Poranek, N., Łaźniewska-Piekarczyk, B., Oleksza, N., Kutypa, B., & Jakimowicz, P. (2021). Analiza wysokokalorycznych odpadów komunalnych oraz możliwość wpływu pandemii wirusa SARS-CoV-2 na branżę odpadowo-cementową. In M. Bogacka & K. Pikoń (Eds.), Współczesne problemy ochrony środowiska i energetyki (pp. 271-280). Gliwice: Politechnika Śląska. (in Polish).
• Ritchie, H., & Roser, M. (2020). Poland: CO₂ Country Profile. https://ourworldindata.org/co2/country/poland
• Sahoo, N., & Kumar, A. (2022). Review on energy conservation and emission reduction approaches for cement industry. Environmental Development, 44, 100767. https://doi.org/10.1016/j.envdev.2022.100767
• SBTi. (2022). The Cement Science Based Target Setting Guidance. https://sciencebasedtargets.org/resources/files/SBTi-Cement-Guidance.pdf
• Schneider, M. (2019). The cement industry on the way to a low-carbon future. Cement and Concrete Research, 124, 105792. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105792
• Smol, M., Kulczycka, J., Czaplicka-Kotas, A., & Włóka, D. (2019). Zarządzanie i monitorowanie gospodarki odpadami komunalnymi w Polsce w kontekście realizacji gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ). Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, 108, 165-184. http://dx.doi.org/10.24425/znigsme.2019.130174 (in Polish).
• Styś, T., & Foks, R. (2014). Rynek gospodarowania odpadami komunalnymi w Polsce. Perspektywa 2030. Warszawa: Instytut Sobieskiego. (in Polish).
• System KZR INiG. (2024). Kryteria Zrównoważonego Rozwoju dla paliw biomasowych. http://www.kzr.inig.eu/pl/menu1/paliwa-stale/ (in Polish).
• Szykowska, K., & Walewska, A. (2021). Potencjał i perspektywy rozwoju produkcji paliw alternatywnych. In M. Bogacka & K. Pikoń (Eds.), Współczesne problemy ochrony środowiska i energetyki (pp. 177-181). Gliwice: Politechnika Śląska. (in Polish).
• Wasilewski, R., & Nowak, M. (2019). Problem zagospodarowania krajowego potencjału wytwórczego paliw alternatywnych. Inżynieria i Ochrona Środowiska, 22(1), 5-14. http://dx.doi.org/10.17512/ios.2019.1.1 (in Polish).
• Yuliya, L., Perez-Laborda, A., & Sikora, I. (2022). The determinants of CO2 prices in the EU emission trading system. Applied Energy, 305, 117903. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2021.117903
• Zalewska, J. (2019). System gospodarowania odpadami w Polsce – stan aktualny i kierunki doskonalenia. Zeszyty Naukowe Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie. Ekonomika i Organizacja Logistyki, 4(1), 103-113. https://doi.org/10.22630/EIOL.2019.4.1.9 (in Polish).