Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The impact of selected factors and access to mineral resources on the development of wind energy in Poland

Rybak Aurelia, Rybak Aleksandra

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2024

|

T. 40, z. 1

187--212

EN

This article presents the results of research on the importance of access to critical raw materials for the development of wind energy in Poland. The authors have built a set of factors that can potentially influence this development. Twenty-four explanatory variables were taken into account, which were assigned to five categories. The amount of demand for mineral resources related to the development of wind technology was determined using a computer program written by the authors. The importance of individual factors was verified using the ARMAX model. As a result of this, it was possible to identify the explanatory variables that significantly affect the volume of wind energy production in Poland. The group of mineral resources includes critical metals that are necessary for the production of wind turbines. These are rare earth elements, copper, nickel, boron and manganese. The ARMAX model enables the examination of the relationship between the explained variable and the explanatory variables. Optimization of the model parameters was performed by limiting the mean square error. During the validation of the model, the VIF (variance inflation factor), Dickey-Fuller and Doornik-Hansen tests were used. The ARMAX validation also consisted of selecting the model characterized by the lowest value of information criteria and determining ex post errors, including the mean absolute percentage error (MAPE). In addition, the nature of individual independent variables was determined, i.e. whether they were stimulants, nominants, or destimulants. The forecast made it possible to verify the possibility of meeting the assumptions of the Polish Energy Policy until 2040. It showed that if the development trends of the factors that affect wind energy do not change, it would be possible to meet the assumptions of PEP2040 regarding the dynamic development of wind farms in Poland and double the generation capacity by 2030. Analysis using the ARMAX model showed that access to raw materials such as REE, Cu, Ni, Br and Mn would have a very significant impact on the development of wind energy in Poland. Each factor of the raw material category that was introduced into the model was considered statistically significant at the significance level of α = 0.01, i.e. at the lowest acceptable risk of error. Therefore, the raw material base would be of key importance to ensure access to wind energy at the level adopted in PEP2040.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących znaczenia dostępu do surowców krytycznych dla rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce. Autorzy zbudowali zbiór czynników, które potencjalnie mogą wpływać na ten rozwój. Pod uwagę wzięto 24 zmienne objaśniające, które przyporządkowano do pięciu kategorii. Wielkość zapotrzebowania na surowce mineralne w danym roku związane z rozbudową technologii wiatrowej wyznaczono z wykorzystaniem programu napisanego przez autorów. Znaczenie poszczególnych czynników zostało zweryfikowane z wykorzystaniem modelu ARMAX. Dzięki temu możliwe było wskazanie tych zmiennych objaśniających, które istotnie wpływają na wielkość produkcji energetyki wiatrowej w Polsce. Do grupy surowców mineralnych zaliczono metale krytyczne, które są niezbędne do wytwarzania turbin wiatrowych. Są to pierwiastki ziem rzadkich, miedź, nikiel, bor, mangan. Model ARMAX pozwala na zbadanie związku zmiennej objaśnianej ze zmiennymi objaśniającymi. Optymalizacja parametrów modelu była prowadzona na drodze ograniczania wielkości błędu średniokwadratowego. Podczas walidacji modelu posłużono się współczynnikiem VIF – variance inflation factor, testami Dickeya-Fullera oraz Doornika-Hansena. Walidacja ARMAX polegała także na wyborze modelu, których charakteryzuje najniższa wartość kryteriów informacyjnych oraz na wyznaczeniu błędów ex post między innymi błędu Mean Absolute Percentage Error (MAPE). Dodatkowo określono charakter poszczególnych zmiennych niezależnych, czyli ustalono czy są one stymulantami, nominantami, czy destymulantami. Wykonana prognoza umożliwiła zweryfikowanie możliwości spełnienia założeń Polityki Energetycznej Polski do 2040 roku. Prognoza wykazała, że jeśli nie zmienią się trendy rozwojowe czynników wpływających na energetykę wiatrową, możliwe będzie spełnienie założeń PEP2040 dotyczących dynamicznego rozwoju farm wiatrowych w Polsce i podwojenia mocy wytwórczych do 2030 roku. Analiza z wykorzystaniem modelu ARMAX pokazała, że dostęp do surowców takich jak REE, Cu, Ni, Br i Mn będzie miał bardzo istotny wpływ na rozwój energetyki wiatrowej w Polsce. Każdy czynnik kategorii surowców wprowadzony do modelu uznano za istotny statystycznie na poziomie istotności α = 0,01, czyli przy najniższym akceptowalnym ryzyku popełnienia błędu. Dlatego baza surowcowa będzie kluczowa dla zapewnienia dostępu do energetyki wiatrowej na poziomie przyjętym w PEP2040.

2

The import of energy raw materials and the energy security of the European Union – the case of Poland

Rybak Aurelia, Rybak Aleksandra, Kolev Spas D.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 4

29--48

EN

This article presents research on the structure of energy mixes and the dependence on imports of the EU-27 member states, with a particular emphasis on Poland. During the conducted research, a spatial information system was used. GIS tools made it possible to build layers presenting information based on the countries’ energy mix, the level of dependence on the import of this fuel, and the share of the Russian Federation in fuel imports. It was also examined whether the level of dependence on imports from Russia was dependent on the geographical location. Since it has been shown that the share of Russian fuel is significant in the energy mixes of many member states, and that security does not depend solely on import dependence, an energy security assessment measure has been created (SES). As the level of security consists of many factors, assessing each of them separately is very difficult and unclear. Therefore, in order to simplify this analysis, it was necessary to determine one indicator that would take into account all the factors influencing the level of energy security. Poland is privileged in terms of access to fossil fuels due to its rich coal deposits; however, the potential of this fuel is not used, which is also indicated by the level of the SES measure. In the case of Poland, SES amounts to less than 16% and is almost three times lower than the EU-27 average. The indicator made it possible to indicate not only those factors that positively affect the level of energy security but also those that adversely affect it. It also enabled the identification of possible remedial measures.

PL

W artykule przedstawiono badania dotyczące struktury miksów energetycznych oraz uzależnienia od importu krajów UE-27, ze szczególnym uwzględnieniem Polski. W prowadzonych badaniach wykorzystano system informacji przestrzennej. Narzędzia GIS umożliwiły zbudowanie warstw prezentujących informacje o podstawowym składniku miksu energetycznego krajów, stopnia uzależnienia od importu tego paliwa oraz udziału Federacji Rosyjskiej w imporcie paliw. Zbadano również, czy stopień uzależnienia od importu z Rosji jest zależny od położenia geograficznego. Ponieważ wykazano, że udział rosyjskiego paliwa w miksach energetycznych wielu państw członkowskich jest znaczący, a bezpieczeństwo nie zależy wyłącznie od importu, stworzono syntetyczny miernik oceny bezpieczeństwa energetycznego (SES). Na poziom bezpieczeństwa składa się wiele czynników, a ocena każdego z nich z osobna jest bardzo trudna i niejasna. Dlatego w celu uproszczenia tej analizy konieczne było wyznaczenie jednego wskaźnika, który uwzględniłby wszystkie czynniki wpływające na poziom bezpieczeństwa energetycznego. Polska jest uprzywilejowana pod względem dostępu do paliw kopalnych ze względu na bogate złoża węgla, jednak potencjał tego paliwa nie jest wykorzystywany, na co wskazuje również poziom miernika SES. Jak wykazały przeprowadzone badania, w przypadku Polski SES wynosi niespełna 16% i jest prawie trzykrotnie niższy od średniej UE-27. Wskaźnik wskazał te czynniki, które pozytywnie i negatywnie wpływają na poziom bezpieczeństwa energetycznego. Umożliwiło to również wyznaczenie możliwych środków zaradczych.

3

The forecast of coal sales taking the factors influencing the demand for hard coal into account

Rybak Aurelia, Manowska Anna

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 1

129--140

EN

In order to prepare a coal company for the development of future events, it is important to predict how can evolve the key environmental factors. This article presents the most important factors influencing the hard coal demand in Poland. They have been used as explanatory variables during the creation of a mathematical model of coal sales. In order to build the coal sales forecast, the authors used the ARMAX model. Its validation was performed based on such accuracy measures as: RMSE, MAPE and Theil’s index. The conducted studies have allowed the statistically significant factors out of all factors taken into account to be identified. They also enabled the creation of the forecast of coal sales volume in Poland in the coming years. To maintain the predictability of the forecast, the mining company should continually control the macro environment. The proper demand forecast allows for the flexible and dynamic adjustment of production or stock levels to market changes. It also makes it possible to adapt the product range to the customer’s requirements and expectations, which, in turn, translates into increased sales, the release of funds, reduced operating costs and increased financial liquidity of the coal company. Creating a forecast is the first step in planning a hard coal mining strategy. Knowing the future needs, we are able to plan the necessary level of production factors in advance. The right strategy, tailored to the environment, will allow the company to eliminate unnecessary costs and to optimize employment. It will also help the company to fully use machines and equipment and production capacity. Thanks to these efforts, the company will be able to reduce production costs and increase operating profit, thus survive in a turbulent environment.

PL

Aby przygotować się na rozwój przyszłych wydarzeń z niezbędnym wyprzedzeniem, należy wiedzieć, w jakim kierunku mogą podążać trendy rozwoju kluczowych czynników otoczenia wpływających na spółkę węglową. Artykuł prezentuje najistotniejsze czynniki wpływające na popyt na węgiel kamienny w Polsce. Zostały one wykorzystane jako zmienne objaśniające przy utworzeniu modelu matematycznego wielkości sprzedaży węgla w Polsce. W celu jego zbudowania posłużono się modelem ARMAX. Walidacja modelu została przeprowadzona w oparciu o takie miary dokładności jak: RMSE, MAPE i współczynnik Theila. Badania te umożliwiły na wyznaczenie spośród wszystkich branych pod uwagę czynników statystycznie istotnych oraz na utworzenie prognozy wielkości sprzedaży tego paliwa w Polsce w najbliższych latach. Aby trafność prognozy mogła zostać utrzymana, przedsiębiorstwo powinno kontrolować makrootoczenie. Właściwa prognoza popytu pozwala na elastyczne oraz dynamiczne dostosowanie poziomu produkcji czy zapasów do zmian zachodzących na rynku. Umożliwia ona także dostosowanie produkowanego asortymentu do wymagań i oczekiwań odbiorców, co z kolei przekłada się na zwiększenie sprzedaży, uwolnienie środków finansowych, zmniejszenie kosztów działalności przedsiębiorstwa oraz wzrost płynności finansowej kopalń. Stworzenie prognozy to pierwszy krok w planowaniu strategii wydobycia węgla kamiennego. Znając przyszłe potrzeby, jesteśmy w stanie z wyprzedzeniem zaplanować niezbędny poziom czynników produkcji. Odpowiednia strategia to taka, która jest dostosowana do otoczenia, pozwoli przedsiębiorstwu wyeliminować niepotrzebne koszty i zoptymalizować zatrudnienie. Pomoże to również firmie w pełni korzystać z maszyn i urządzeń oraz zdolności produkcyjnych. Dzięki tym staraniom firma będzie mogła obniżyć koszty produkcji i zwiększyć zysk operacyjny, dzięki czemu przetrwa w niespokojnym oraz zmiennym otoczeniu.

4

Application of the Cobb-Douglas production function to study the results of the production process and planning under turbulent environment conditions

Rybak Aurelia

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 3

99--118

EN

The article presents the possibility of using the Cobb-Douglas production function for planning in a turbulent environment. A case study was carried out – the Cobb-Douglas function was used to examine the condition of the Polish hard coal mining industry and the progress which has been made after undertaking certain activities aimed at increasing the competitiveness of coal companies over recent years. Only the correct and confirmed identification of the causes of irregularities in the production process can allow for the introduction of effective remedies. The effectiveness of the solutions proposed by the author has been confirmed thanks to the simulation during which the impact of the proposed production strategy on the parameters of the CD function was examined. Three variants of production functions models were created and production productivity rates and marginal substitution rates were determined. The results enabled the verification of the progress of restructuring as well as identification of the origin of the observed problems and comparison of the current state with the results of analyses carried out in previous years. Scenarios of possible trend developments for the factors introduced into the function model in order to present remedial measures that could improve the process of hard coal extraction were created. The scenarios were created using the ARIMA class models. Which scenario is the most favourable was determined. A computer program, created by the author, for optimising the level and use of labor resources at the level of the entire coal company has been presented.

PL

W artykule zaprezentowano możliwość zastosowania funkcji produkcji Cobba-Douglasa do planowania w warunkach turbulentnego otoczenia. Przeprowadzono studium przypadku – funkcja Cobba-Douglasa wykorzystana została do zbadania stanu polskiego górnictwa węgla kamiennego oraz postępów podejmowanych w ostatnich latach działań mających na celu zwiększenie konkurencyjności spółek węglowych. Utworzono modele funkcji produkcji w 3 wariantach, wyznaczono wskaźniki produktywności produkcji oraz krańcową stopę substytucji. Pozyskane rezultaty umożliwiły zweryfikowanie postępów restrukturyzacji, określenie głównych przyczyn zidentyfikowanych problemów oraz porównanie obecnego stanu z wynikami analiz prowadzonych w ubiegłych latach. Tylko prawidłowa i potwierdzona identyfikacja przyczyn nieprawidłowości w procesie produkcji umożliwić może wprowadzenie właściwych środków zaradczych. Skuteczność zaproponowanych przez autorkę rozwiązań została potwierdzona dzięki symulacji, podczas której zbadano wpływ proponowanej strategii produkcji na parametry funkcji CD. W celu wskazania środków zaradczych mogących usprawnić proces wydobycia węgla kamiennego, utworzono scenariusze możliwego rozwoju trendów czynników wprowadzonych do modelu funkcji. Scenariusze utworzono z wykorzystaniem modeli klasy ARIMA. Określono, który scenariusz jest najbardziej korzystny. Zaprezentowano także stworzony przez autorkę program komputerowy, który ma za zadanie zoptymalizowanie poziomu i wykorzystania środków pracy żywej na poziomie całej spółki węglowej.