Przeprowadzenie procesu transformacji energetycznej w Polsce jest jednym z największych wyzwań z jakimi będziemy musieli zmierzyć się w przyszłości. Wśród potencjalnych propozycji zastąpienia źródeł węglowych należy szukać rozwiązań, które są nie tylko korzystne pod względem technologicznym i środowiskowym, ale biorą także pod uwagę aspekt społeczny. Wygaszanie bloków węglowych bez próby podtrzymania przemysłu w danym regionie może prowadzić do poważnych konsekwencji dla miejscowej ludności: braku pracy, perspektyw, odpływ inwestorów. Jedną z możliwych ścieżek dekarbonizacji jest transformacja typu Coal-to-Nuclear, w której proponowane jest zastąpienie bloku węglowego blokiem jądrowym w tej samej lokalizacji. Zaletą takiego rozwiązania jest nie tylko redukcja zanieczyszczeń do atmosfery, ale także możliwość utrzymania zatrudnienia w regionie oraz potencjalne oszczędności na etapie inwestycji, wynikające z użycia dotychczasowej infrastruktury towarzyszącej elektrowni. Artykuł poświęcony jest przedstawieniu rodzajów możliwych inwestycji w ramach technologii Coal-to-Nuclear. Przedstawiono także potencjalne lokalizacje w Polsce, w których takie rozwiązanie mogłoby być wzięte pod uwagę.
EN
Energy transition process in Poland is one of the greatest challenges in the future. Potential proposals for replacing coal sources include solutions that are not only technologically and environmentally beneficial, but also take into account the social aspect. Closing coal-fired power plants without trying to sustain the industry in a given region may lead to serious consequences for the local population: lack of jobs, prospects, outflow of investors. One of the possible decarbonization paths is the Coal-to-Nuclear transformation, in which it is proposed to replace the coal—fired unit with a nuclear unit in the same location. The advantage of this solution is not only the reduction of air pollution, but also the possibility of maintaining employment in the region and potential savings at the investment stage resulting from the use of the existing infrastructure of the power plant. The paper focuses on presenting the types of possible investments within the Coal—to-Nuclear transformation. Potential locations in Poland where such a solution could be considered were also presented.
Changes in energy fuel markets, the rise of renewables and the aging of existing coal-fired units are leading to increased popularization of research on potential pathways for restructuring power systems. One proposed concept is the Coal-toNuclear path, which involves the partial use of existing coal-fired power plant infrastructure in favor of the construction of nuclear units, which can reduce investment costs. An additional benefit is the ability to manage the workforce competencies identified within the coal-fired power unit, and which are also required for the effective operation of the nuclear unit. The article considers the possibility of repowering the Kozienice power plant in Poland from the perspective of the availability of water used to cool the power units. Three different nuclear reactor technologies that are potentially being considered for the construction of the first nuclear units in Poland were analyzed. The study showed that the lowest water flows in the Vistula river recorded in 2022, equal to 146 m3 /s, make it impossible to simultaneously cool the nuclear units and ensure sufficiently low water temperatures from an environmental perspective. Nuclear units were shown to require about 1.55−1.67 times more water for cooling than typical coal-fired units.
W artykule przedstawiono koncepcję systemu fermentacji beztlenowej i kompostowania wraz z wykorzystaniem odpadowego tlenu, pochodzącego z procesu elektrolizy wody. Elektrolizer, oprócz wodoru, generuje także duże ilości tlenu, który można sprzedać jako dodatkowy produkt z instalacji lub wykorzystać w innym procesie przemysłowym. Wykorzystanie tlenu z procesu rozpadu wody zachodzącego w obrębie generatorów wodoru pozwala pominąć konieczność zabudowy kosztownej jednostki separacji powietrza ASU (ang. Air separation unit) w analizowanym systemie. Tlen potrzebny w procesach zgazowania lub w procesie spalania tlenowego może pochodzić z procesu elektrolizy. W rozważanym systemie do pozyskiwania paliw zaproponowano wykorzystanie elektrolizerów wysokotemperaturowych typu SOE (ang. Solid Oxide Electrolyzers). Głównym celem badań laboratoryjnych jest określenie wpływu utleniacza (tlenu) na skład oraz parametry otrzymanego w procesie kompostowania gazu.
EN
The article presents the concept of an anaerobic digestion and composting system with the use of waste oxygen from the water electrolysis process. Apart from hydrogen, the electrolyser generates large amounts of oxygen, which can be sold as an additional product from the installation or used. The use of oxygen fiom the water decomposition process taking place within the hydrogen generators makes it possible to omit the need to use a costly air separation unit (ASU) in the analyzed system. The oxygen needed in the gasification or oxycombustion processes can come from the electrolysis process. In the considered system for obtaining fuels, the use of high- temperature electrolysers of the SOE type (Solid Oxide Electrolyzers) was proposed. The main purpose of laboratory tests is to determine the influence of the oxidant (oxygen) on the composition and parameters of the gas obtained in the composting process.
W artykule przedstawiono analizy numeryczne wytrzymałości i warunków pracy niskociśnieniowych zbiorników z wodorkami metali (Metal Hydride Storage Tanks - MHS) przeznaczonych do magazynowania wodoru. Zbadano egzotermiczny proces napełniania zbiornika wodorem oraz endotermiczny proces jego rozładowania. Analizę termiczną zbiorników przeprowadzono bez stosowania dodatkowego chłodzenia/ogrzewania zbiornika (w zależności od badanego procesu) oraz z wykorzystaniem łaźni wodnej do regulacji temperatury obiektu. Równocześnie wyznaczono ilość ciepła powstającego w procesie napełniania zasobnika MH oraz jego deficyt przy jego opróżnianiu. Przedstawiono również wyniki numerycznej analizy stereomechanicznej konstrukcji zbiornika pod wpływem obciążeń statycznych. Symulacje numeryczne wykonano za pomocą oprogramowania ANSYS Mechanical i ANSYS Fluent. Uzyskane wyniki potwierdziły słuszność przyjętych założeń projektowych oraz uproszczeń w opracowywaniu modelu numerycznego zbiornika.
EN
The article presents numerical analyses of the strength and operating conditions of low-pressure Metal Hydride Storage tanks (MHS) designed for hydrogen storage. The exothermic process of filling the tank with . hydrogen and the endothermic process of its discharge were investigated. Thermal analysis of the tanks was carried out without additional cooling/heating of the tank (depending on the tested process) and with the use of a water bath to regulate the temperature of the obj ect. The amount of heat generated in filling the MH storage tank and its deficit during its emptying were also determined. The strength analysis of the tank structure under the influence of static loads is also presented. Simulations were performed using ANSYS Mechanical and ANSYS Fluent software. The obtained results confirmed the correctness of the adopted design assumptions and simplifications in the development of the numerical model of the tank.
W artykule przedstawiono tezy związane z oceną zasadności podjęcia badań nad procesem pozyskiwania paliw przy wykorzystaniu instalacji zgazowania biomasy oraz elektrolizerów wysokotemperaturowych. Opisano założenia dotyczące podjętej tematyki, przedstawiono schemat technologiczny zaproponowanego rozwiązania systemowego jak i przedstawiono plany realizacji badań.
EN
The article presents the theses related to the assessment of the validity of undertaking research on the process of fuels production with the use of biomass gasification installations and high-temperature electrolysers. Assumptions regarding the undertaken subject are described, a technological diagram of the proposed system solution is presented, as well as plans for the implementation of the research is shown.
Postępujący w ostatnich latach proces dekarbonizacji i zwiększania udziału, często niestabilnych źródeł OZE w rynku energii jest przyczyną nieustannych poszukiwań coraz sprawniejszych, tańszych, pojemniejszych i trwalszych magazynów energii powstającej w okresie jej nadpodaży. W artykule zaprezentowano dotychczasowe rezultaty prac nad koncepcją systemu izobarycznych zbiorników na dwutlenek węgla. System ten jest przedmiotem zgłoszenia patentowego w Urzędzie Patentowym RP pod numerem P.437305 i ma stać się komponentem systemów magazynowania energii o średniej skali, gdzie jako nośnik energii stosowany będzie dwutlenek węgla. Idea takich magazynów oparta jest o przemianę energii elektrycznej w energię potencjalną sprężonego gazu, a następnie odzyskanie tak zgromadzonej energii poprzez odwrócenie kierunku procesu, to jest rozprężenie zmagazynowanego dwutlenku węgla w ekspanderze, dzięki czemu zmagazynowana energia oddawana jest ponownie do sieci w czasie niedoboru energii elektrycznej. W artykule przedstawiono zasadę działania systemu izobarycznych zbiorników, jego budowę i komponenty oraz założenia przyjęte w koncepcji. Zaprezentowano także wyniki pracy nad algorytmem pozwalającym dobrać cechy geometryczne poszczególnych komponentów układu izobarycznego.
EN
The progressive decarbonization process and increasing share of unstable renewable energy sources in the energy market in recent years is the reason for continuous search for more efficient, cheaper, more capacious and more durable energy storage facilities. The paper presents the results of work on the concept of a system of isobaric carbon dioxide tanks. This system is subject to patent application in the Patent Office of the Republic of Poland under number P.437305 and is to become a component of energy storage systems, where carbon dioxide will be used as an energy carrier. The idea of such storages is based on the transformation of electric energy into the potential energy of compressed gas and then recovering the stored energy by reversing the direction of the process, i.e. expanding the stored carbon dioxide in the expander, thanks to which the stored energy is given back to the grid during a shortage of electric energy. This paper presents the principle of the isobaric storage system, its structure and components, and the assumptions made in the concept. The results of work on the algorithm allowing the selection of geometric features of individual components of the isobaric system are also presented.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper contains an experimental analysis of a heat storage tank's heat loss and exergy efficiency using a basalt porous bed as a storage material. The basic parameters of the laboratory bench with measuring equipment are presented and the experimental procedure is discussed. The methodology for evaluating the energy potential of the heat storage process for large-scale energy storage systems is described. The main novelty of the presented system is the application of the slenderness of the heat accumulator, which corresponds to the development of the system in a post-mining shaft. Based on the analysis of the experiment, the exergy cycle efficiency of the heat storage unit was determined to equal 52.3%, and the energy efficiency equal to 96.6%.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the adiabatic installation of compressed gases energy storage. The authors present the results of analyzes for this type of installation due to the selection of thermal storage material. The simulations were carried out for basalt, granite and ceramics (alumina) as well as for porosity value from 0.375 to 0.39 of basalt-filled reservoirs in Thermal Energy Storage (TES) installation. Characteristics of outlet air temperature, air pressure drop amount of energy stored and external heat losses as a time functions during the charging phase are presented. The research indicated that due to the lowest density and average heat capacity of the materials studied, granite has the fastest and most intense physical exit loss from the storage tank which was approximately 1100 W. However, there was no significant effect on air pressure drop depending on the chosen accumulation materials. The effect of rock bed porosity on the pressure drop of flowing air was investigated. For a constant mass flow rate, pressure drop values ranging from 2200 Pa to 6200 Pa were obtained depending on the porosity value.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.