Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Perspektywy energetyki węglowej w Polsce i w świecie

Olkuski T., Suwała W., Wyrwa A.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 4

13--17

PL

Celem artykułu jest pokazanie znaczenia węgla w energetyce polskiej oraz światowej w perspektywie do 2040 roku. Autorzy w swoich analizach wykorzystali własne oryginalne prace i porównali je ze scenariuszami opracowanymi przez Komisję Europejską. Przedstawiono produkcję węgla kamiennego w świecie ogółem oraz w poszczególnych krajach, jego udział w produkcji energii elektrycznej, ceny - zarówno obecne jak i prognozowane - oraz krajowe prognozy wykorzystania węgla w energetyce. Porównano wyniki scenariusza Referencyjnego opracowanego na zlecenie Komisji Europejskiej z wykorzystaniem modelu PRIMES z wynikami własnych symulacji z wykorzystaniem modelu TIMES-PL dla różnych ścieżek cen uprawnień CO2. Przy wysokich cenach uprawnień wykorzystywanie węgla będzie się zmniejszać we wszystkich scenariuszach. Strategia energetyczna Polski zakłada, że węgiel będzie nadal dominującym paliwem wykorzystywanym do wytwarzania energii elektrycznej. Polska jest krajem o bogatych zasobach węgla a wykorzystanie rodzimego paliwa gwarantuje bezpieczeństwo energetyczne kraju. Niemniej jednak względny udział węgla będzie stopniowo malał.

EN

The aim of the article is to show the importance of coal in the Polish and world power industry in the perspective until 2040. Authors in their analyzes used their own original works and compared them with scenarios developed by the European Commission. The tables and graphs show the world's total and country's production of hard coal, its share in electricity production, prices - both current and forecast - and national coal use forecasts in the power industry. The results of the Reference scenario developed for the European Commission using the PRIMES model with own simulation results using the TIMES-PL model for different CO2 price paths were compared. With high coal prices, coal use will decrease in all scenarios. Poland's energy strategy assumes that coal will continue to be the dominant fuel used to generate electricity. Poland is a country with abundant carbon resources and the use of domestic fuel guarantees the country's energy security. However, the relative share of coal will gradually decrease.

2

Zasady optymalizacji dostaw surowców dla przedsiębiorstw sektora mineralnego i energetycznego

Suwała W., Kudełko M., Olkuski T., Szurlej A., Wyrwa A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 90

47--56

PL

Warunki rynkowe funkcjonowania przedsiębiorstw sprawiają, że coraz większą uwagę poświecą się obniżeniu kosztów procesów technologicznych. w kosztach procesów przetwórstwa surowców i nośników energii pierwotnej największy udział mają zazwyczaj koszty przetwarzanego surowca, stąd też ich obniżanie jest decydujące dla ekonomicznej efektywności i konkurencyjności tych procesów. artykuł podejmuje problem konstrukcji systemów optymalizacji dostaw surowców dla przedsiębiorstw przetwarzających surowce, w tym dla wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej. omówiono założenia dla takiej optymalizacji, to jest zasady reprezentacji producentów, konsumentów i surowców. Te ostatnie powinny być dzielone na klasy jakościowe, tak aby można było uwzględnić dopasowanie dostaw do wymagań odbiorów. Producenci i konsumenci mogą być reprezentowani przez technologie reprezentujące uśrednione cechy przedsiębiorstw stosujących te same lub podobne procesy produkcyjne, lub obiekty o właściwościach indywidualnych przedsiębiorstw. Podano także zasady formułowania warunków - ograniczeń dla odpowiedniego modelu oraz jego funkcję celu - kryterium minimalizacji kosztów. Najważniejsze formuły modelu dotyczą bilansu gatunków surowców, ilości dostaw do poszczególnych odbiorców oraz wymagań jakościowych w stosunku do dostaw. Te mogą być sformułowane jako lista gatunków dopuszczonych do dostaw dla każdego z odbiorców lub jako średnie parametry jakościowe dostarczanych surowców. W części końcowej omówiono przykład systemu optymalizacji dostaw węgla kamiennego zrealizowanego dla potrzeb badań rozwoju podsystemu wytwarzania energii elektrycznej w Polsce. System ten bazował na dwu modelach: podaży węgla i bilansowania dostaw. Rozdzielenie takie wynikało z konieczności dostosowania do koniecznych zmian w dostawach gatunków węgli. Jeżeli popyt na surowce ulega zasadniczym zmianom, struktura i potencjał dostawców muszą być odpowiednio dostosowane np. poprzez zwiększenie mocy produkcyjnych lub wprowadzenie procesów technologicznych dla poprawy jakości dostarczanych surowców. System dotychczas wykorzystywany dla celów prac nad rozwojem energetyki może być przystosowany do optymalizacji wyborów krótkoterminowych przyczyniając się do zmniejszenia kosztów operacyjnych wytwórców.

EN

The market conditions of the functioning of companies make it so that more and greater attention should be devoted to reducing the costs of technological processes. within the costs of the mineral and energy transformation processes, the largest share was cost of raw materials supplied, hence reduction of their costs will be decisive for the economic efficiency and competitiveness of these processes. The paper undertakes the problem of optimization of raw materials supply systems for the transformation processes, mainly production of electricity and heat in the national power generation system. Discussed are foundations for such an optimization, which are representations of suppliers and raw materials delivered. The latter must be divided into grades - quality classes, to allow for taking into account the necessary match of supplies to qualitative requirements of the transformation processes. Producers and consumers may be represented as technologies representing the average characteristics of installations using the same or similar production processes, or plants with individual installations properties. The rules for the formulation of the equations and constraints for the model and its objective function - the criterion of minimizing costs are discussed. The most important formulas relate to materials balances, limits on the amounts of production and deliveries to the individual customers as well as quality requirements in relation to the supplies. These may be expressed as a list of the grades or classes authorized to supply each of the users or as a medium of quality parameters for supplied materials. The final section discusses the example of an optimization system for coal supplies made for the needs of the research on development of the production of electricity in Poland. This system was based on two models: coal supply and balancing of supplies. Such separation was due to the need to adapt to the necessary changes in the supply of coal grades. if the demand for raw material is substantially altered, the structure and potential suppliers must be adjusted accordingly by increasing the capacity or the introduction of technological processes for the improvement of the quality of products. The system has been used as a coal supply data generator for the modelling activities in the development of the power industry and can be adapted to optimize short-term choices contributing to a reduction of the operating costs of transformation processes.

3

Energy scenarios for Poland - a comparison of PRIMES and TIMES-PL modeling results

Wyrwa A., Szurlej A., Gawlik L., Suwała W.

Journal of Power Technologies

|

2015

|

Vol. 95, spec.

100--106

EN

The aim of this paper was to compare the results of energy scenarios, which were prepared by the use of PRIMES and TIMES-PL energy models for Poland. Both models have been designed for modelling the mid- and long-term development of the energy system. The paper briefly describes the PRIMES and TIMES methodology explaining both the similarities and differences of approaches in relation to modelling the power supply. Four scenarios were analysed in this study: (i) PRIMES-REF, (ii) TSAP-REF, (iii) TIMES-REF, (iv) TIMES-NUC. Although these scenarios were elaborated with the use of different modelling tools there are many analogies in the evolution of the Polish power system up to 2050. As a consequence of EU climate policy and rising carbon prices within the European Union's Emissions Trading System (ETS) we observe a fuel and technology switch towards less carbon intensive options in all scenarios. The comparison is most adequate with PRIMES-REF and TIMES-NUC due to them having the best match in modelling assumptions and input parameters. In both, electricity generation from solid fuel declines throughout the projection period. This decline is more sharp before 2030 and stabilises thereafter. The relative share of fuels in the electricity generation mix by 2050 is not much different in both scenarios. Solid fuels constitute more than 45 %. The biggest differences were found in gas, nuclear, wind and solar. The differences for nuclear, wind and solar can be explained by the system-wide constraints applied in TIMES-PL. Increased use of gas in PRIMES-REF is presumably more of a methodological nature. CO2 emissions have a similar, decreasing trend reaching ca. 45 Mt in 2050. In both scenarios ca. 39 % of electricity generated in thermal power plants in 2050 comes from units equipped with Carbon Capture and Storage (CCS). The study confirmed the robustness of the TIMES-PL model and showed that it can be used to provide valuable insights contributing to the development of Polish energy policy.

4

Liberalizacja rynku gazu ziemnego w Polsce – – wybrane zagadnienia

Szurlej A., Kamiński J., Suwała W.

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 2

47--53

PL

Unia Europejska systematycznie dąży do utworzenia konkurencyjnego rynku gazu ziemnego. W Polsce od 1 lipca 2007 r. swobodny wybór i zmiana sprzedawcy przysługuje wszystkim odbiorcom energii elektrycznej i gazu ziemnego, w tym gospodarstwom domowym. Zgodnie z Prawem energetycznym, odbiorcy końcowi mogą indywidualnie korzystać z sieci lokalnego dostawcy w celu dostarczenia gazu lub energii kupionej u dowolnego sprzedawcy. Chociaż regulacje prawne już od kilku lat umożliwiają korzystanie z zasady TPA (Third Party Access), to w rzeczywistości dopiero w ciągu ostatnich lat obserwuje się wzrost zainteresowania odbiorców tą możliwością. W artykule scharakteryzowano krajowy rynek gazu ziemnego, ze szczególnym uwzględnieniem zmian w zakresie wdrażania konkurencji. Jako podstawowy miernik przyjęto liczbę zmian sprzedawcy. W wybranych aspektach postępy w realizacji rynku gazu porównane zostały z rynkiem energii elektrycznej, który jest znacznie bardziej zaawansowany w procesach liberalizacyjnych. Ponadto porównano stan liberalizacji rynków gazu ziemnego i energii elektrycznej w Polsce z wybranymi rynkami w krajach UE, wykorzystując indeks Herfindahla-Hirschmana oraz oszacowano wpływ liberalizacji na zmianę poziomu cen w poszczególnych państwach. Dla intensyfikacji działań zmierzających do liberalizacji rynku energii niezmiernie ważne jest otoczenie regulacyjne.

EN

The European Union systematically strives to create the competitive natural gas market. In Poland, since July 1, 2007, the freedom of choice and change of the seller is entitled to all customers of electricity and natural gas, including households. In accordance with Energy Law, end users may individually benefit from the local network in order to purchase gas or electricity supplied from any vendor. Although the regulations for several years now allow the exercise of the TPA rule, in fact, only in the last years there has been a growing interest in this possibility. This paper describes the domestic natural gas market, with particular emphasis being brought to changes in the implementation of competition in the market. As a basic measure the number of changes of gas supplier was proposed. In some aspects, progress in the liberalisation of the gas market was compared to the electricity market, which is much more advanced in this aspect. In addition, the pace of liberalisation of the gas and electricity markets in Poland was compared with selected markets of EU member states, with the employment of the Herfindahl-Hirschman Index. The estimated impact of liberalisation on changes in price levels between countries was also discussed. The regulatory environment is very important for the intensification of efforts to liberalise fuels and energy markets.

5

Kierunki poprawy efektywności energetycznej w Polsce

Krawczyk J. M., Suwała W.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 4

225--237

PL

Eksperci zwracają uwagę na większe znaczenie redukcji zużycia energii w systemach energetycznych. Oszczędzona energia jest najczystszą i nieniosącą negatywnych skutków ekologicznych metodą obniżania emisji. Jej potencjał jest ogromny i wielokrotnie przekraczający możliwości innych alternatywnych źródeł energii, w tym OŹE oraz obecnych technologii energetyki jądrowej. Obecnie największe zużycie energii zaobserwowaæ możemy w sektorze budowlanym, transporcie oraz przemyśle. Właśnie tam istnieje największy potencjal redukcji zużycia energii. Przez okres od 1990 do 2008 roku łączny produkt krajowy brutto w państwach UE-27 wzrósł średnio o 2,1% w skali roku. Finalne zużycie energii z kolei jedynie o 0,5%. W konsekwencji energochłonność obniżyła się o 1,6%. Na przestrzeni ostatnich 20 lat efektywność energetyczna w 27 państwach Unii zwiększyła się o 19%, ze średnią roczną wartością na poziomie 1,1%. Zużycie energii w sektorze budowlanym wzrosło o około 13%, ze średnią roczną na poziomie 0,7%. W sektorze przemysłu przez ostatnie dwie dekady w krajach UE-27 zużycie energii zmniejszyło się o 30%, ze średnią roczną na poziomie 1,9%. Branża transportowa na przestrzeni ostatnich 20 lat zwiększyla efektywność energetyczną o około 15%, średnio 0,9% rocznie. Efektywność energetyczna w Polsce w ciągu ostatnich 20 lat znacznie się zwiększyła, jadnak potencjał w branży produkcji i przesyłu energii, budownictwie i przemyśle jest nadal ogromny.

EN

Experts point out the increasing importance of reducing energy consumption in energy systems. Saved energy is the cleanest energy, limiting negative ecological impacts by reducing emissions. Its potential is substantial, exceeding the capabilities of alternative energy sources including renewables and current nuclear power technologies. At present, the largest consumption of energy can be observed in the construction sector, transport, and industry. The greatest potential for reducing energy consumption therefore lies in these sectors. Over the period from 1990 to 2008, the total gross domestic product in the EU-27 increased by an average of 2.1% per year. Final energy consumption, however, increased only 0.5%. Consequently, the energy consumption decreased by 1.6%. During the past 20 years, energy efficiency in the EU-27 increased by 19%, with an average annual value of 1.1%. Energy consumption in the building sector increased by about 13%, with an annual average increase of 0.7%. In the industrial sector in the EU-27, energy consumption decreased by 30% over the last two decades, with an annual average decrease of 1.9%. The transport sector improved energy efficiency by about 15% over the past 20 years, averaging 0.9% per year. Energy efficiency in Poland over the past 20 years has increased significantly, but the potential for improvements in the production and transmission of energy, building sector and industry is still significant.

6

Energy and environmental indicators as a source of information for decision makers

Kudełko M, Suwała W., Kamiński J., Kaszyński P.

Ekonomia i Środowisko

|

2014

|

nr 3

46--59

EN

In this paper is to analyse and discuss the energy and environmental indicators, taking into account their comprehensiveness and usefulness for decision makers at the national level. The paper, partially, presents the results of research carried out for the European Environmental Agency by the Division of Energy and Environmental Policy of the Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences.

PL

Jednym z kluczowych sposobów zmniejszających ryzyko podjęcia złych decyzji w obszarze energii i ochrony środowiska jest jakość informacji. Nie istnieje w Polsce kompleksowy zestaw wskaźników energetyczno-środowiskowych, gromadzonych na poziomie krajowym podobnych do tych, które publikowane są przez Europejską Agencję Środowiska (EEA). Niemniej jednak istniejące wskaźniki, zbierane przede wszystkim przez Główny Urząd Statystyczny (GUS), opisują różne obszary działania krajowego sektora energetycznego, w tym związane z jego wpływem na środowisko. Celem niniejszego artykułu jest analiza porównawcza istniejących wskaźników energetyczno-środowiskowych, biorąc pod uwagę ich wszechstronność i przydatność dla decydentów. Omówiono dane zawarte w krajowych dokumentach, takich jak Gospodarka paliwowo-energetyczna, Efektywność wykorzystania energii, Ochrona Środowiska i Energia ze źródeł odnawialnych oraz porównano je ze wskaźnikami publikowanymi przez EEA. Zwrócono uwagę, że zakres publikowanych danych wynika przede wszystkim z celów krajowej polityki energetycznej, a krajowe dokumenty spełniają to zadanie w sposób zadowalający. Niemniej jednak konieczna jest ich weryfikacja, przede wszystkim w związku z nowymi wyzwaniami stojącymi przed polską energetyką.

7

Economic instruments as a way of introducing the concept of green economy into the energy market

Kudełko M., Suwała W., Kamiński J., Kaszyński P.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 4

90--96

EN

The article attempts to assess the effectiveness of economic instruments for promoting environmental protection in the energy field as a way of implementing the concept of the green economy. The paper discusses the effectiveness of the following instruments: environmental tax reform, external costs of energy production, energy price signals to final consumers, the latest developments in the EU ETS, and the structure of energy subsidies. Furthermore, this paper looks at the adequacy of economic instruments and price signals in supporting the transition to a greener economy. The problem of correct estimation of external costs is given particular emphasis.

PL

W artykule podjęto próbę oceny skuteczności funkcjonowania instrumentów ekonomicznych ochrony środowiska w obszarze energetyki jako sposobu realizacji koncepcji tzw. “zielonej gospodarki”. Koncepcja ta odnosi się do zmodyfikowania modeli biznesowych i infrastruktury produkcyjnej tak, aby uzyskać większą stopę zwrotu z kapitału inwestycyjnego, rozumianego w szerszym niż do tej pory znaczeniu jako kapitału środowiskowego, ludzkiego i finansowego, tworząc jednocześnie nowe miejsca pracy oraz zmniejszając presję środowiskową. W artykule opisano skuteczność następujących instrumentów: środowiskowa reforma podatkowa, koszty zewnętrzne produkcji energii, ceny energii dla konsumentów, handel uprawnieniami zbywalnymi, struktura subsydiowania energii.

8

Problemy budowy i wykorzystania modeli komputerowych w gospodarce paliwami i energią

Suwała W.

Polityka Energetyczna

|

2013

|

T. 16, z. 3

47--58

PL

Złożoność problemów gospodarki paliwami i energią powoduje, że modele komputerowe są obecnie podstawowym narzędziem dla ich analiz. Żadna decyzja o wprowadzeniu regulacji w zakresie polityki energetycznej i ekologicznej nie obejdzie się bez wcześniejszych badań skutków, które można oszacować właśnie za pomocą modeli. Mimo dekad doświadczeń istnieje jednak w niektórych środowiskach pewna rezerwa, co do racjonalności ich stosowania. Najczęściej wynika to z niezrozumienia czym jest modelowanie i niedowierzania, że można modelować złożone procesy gospodarcze. Artykuł jest próbą wyjaśnienia tych wątpliwości i uzasadnienia stosowania modeli w gospodarce, zwłaszcza paliwowo-energetycznej. Artykuł rozpoczyna dyskusja o roli modeli jako narzędzia dla wspomagania podejmowania decyzji, bo jest to ich podstawowa rola. Wskazano na dynamikę procesów decyzyjnych i konieczność posiadania narzędzi dla zmniejszenia poziomu niepewności decyzji. Modele są jedynym narzędziem dostarczającym wskazówek ilościowych, niezależnie od stopnia skomplikowania samego modelu. W dalszej części artykułu omówiono podstawowe metody modelowania wykorzystywane w gospodarce paliwami i energią, to jest programowanie matematyczne, dynamikę systemową i ekonometrię. Kolejno omówiono proces budowy modeli, wskazując na rolę wiedzy teoretycznej i praktycznej jako podstawy formułowania modeli, przy czym pewne limity stanowi także dostęp do wymaganych danych. Konstruowanie scenariuszy dla obliczeń modelowanych jest ważne ze względu na takie ich dobranie, aby wyznaczyć granice obszaru zawierającego możliwe trajektorie rozwoju systemu. Przez to określa się względny zakres niepewności, uświadamiając stopień ryzyka podejmowania decyzji. W ostatniej części podano przykłady wykorzystania wyników ze zwróceniem uwagi na ich praktyczne znaczenie dla decyzji o budowie systemów regulacji czy wykorzystanie wyników wprost jako działań optymalnych. Artykuł podkreśla dużą rolę modeli w przygotowaniu racjonalnych decyzji gospodarczych, które przy stale narastającej złożoności i dynamice warunków ich podejmowania wymagają odpowiedniego wsparcia.

EN

The complexity of fuels and energy systems development makes mathematical modelling the basic tool for their analyses. Decisions on energy or environmental policy regulation are always preceded by impact assessment, which is an analysis performed using a variety of models. Despite decades of the application of models, they are still questioned as a reliable tool for such research. The doubts come mainly from the perceived impossibility of modeling such complex relationships. This paper is an attempt to clarify the doubts and justify the application of models, especially in fuels and energy systems. The first section of this analysis is a description of the role of models as a tool for decision making support. The dynamics of the decision making processes are underlined as well as the necessity of support systems to lower the level of uncertainty. Models are a unique tool which can deliver quantitative assessment, irrespective of the complexity of the model. Even simple models which consider basic relationships in systems are useful. In the second part of the analysis, three methods of modelling of fuels and energy systems are briefly described mathematical programming, systems dynamics, and econometrics. The analysis then characterizes the process of model building as the merger of theoretical knowledge, experiences, and access to required data. The formation of scenarios for the models' calculations are important, as their proper selection can provide boundaries for the area of possible trajectories of system development. In this way, the relative level of uncertainty as well as the level of decision risk are determined. The last part presents examples of using the results of the models with emphasis on their relevance for the decisions necessary to develop regulatory systems and their direct use for choosing optimal actions. The paper underlines the role of models in decision making which requires support, especially under the present circumstances of the increasing complexity and dynamics of relations relevant for systems' development.

9

Dekompozycja redukcji emisji dwutlenku siarki w polskich elektrowniach, 1995-2008

Iskrzycki K., Suwała W., Kaszyński P.

Polityka Energetyczna

|

2011

|

T. 14, z. 2

107-125

PL

Celem niniejszego artykułu jest określenie jakie czynniki wpływają na zmianę emisji końcowej SO2 w elektrowniach w latach 1995-2008. Aby to osiągnąć utworzono model dekompozycyjny, wyszczególniający wielkości kształtujące emisję. Model zakłada zależność między czynnikami: procesowym, paliwowym, sprawności oraz popytu. Dzięki przedstawionym metodom możliwe było określenie efektów pochodzących od wymienionych czynników. Uzyskane wyniki wskazują, iż największy wpływ na zmianę emisji końcowej SO2 miały dwa pierwsze efekty: procesowy i paliwowy. Natomiast efekt sprawności oraz popytu nie wpłynął znacząco na wynik końcowy. Dwie z trzech zastosowanych metod dają porównywalne wyniki, zaś metoda dekompozycji niedoskonałej charakteryzuje się nieco zawyżonymi wartościami.

EN

The purpose of the paper was to identify quantitatively factors influencing reduction of sulphur dioxide emission in Polish power stations between 1995 and 2008. A decomposition model was built and analyses dependences between the following factors: process - reduction due to desulphurization units; fuel - result of fuel switch or use of better quality fuel; efficiency - improvements of electricity production technologies; and demand - effect of electricity consumption variations. Various methods of effects evaluation were applied. Results of the study prove that the biggest influence on final emission of SO2 had process and fuel effects. Two out of three applied methods gave similar results, while method which does not perform perfect decomposition had residual.

10

Wpływ skali produkcji na opłacalność eksportu węgla kamiennego

Suwała W., Kudełko M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2010

|

nr 77

35-45

PL

Artykuł podejmuje problem wpływu skali produkcji na efektywność eksportu węgla i zwiększania poziomu produkcji. Z efektem skali powiązano postacie funkcji kosztów, stanowiąc formalną podstawę do ich estymowania na podstawie danych kopalń. Oszacowano funkcje liniowe, jako że postać wielomianu trzeciego stopnia, wskazywania w teorii mikroekonomii, nie jest możliwa do oszacowania z powodu braku danych o silnie zróżnicowanym poziomie produkcji. W celu estymacji równań kosztów dla poszczególnych kopalń posłużono się danymi historycznymi z lat 1991-1994, co było podyktowane dostępnością odpowiedniego materiału statystycznego. Uzyskane parametry funkcji posłużyły do oszacowania kosztu krańcowego. Jego porównanie z cenami jest podstawą do dyskusji o zakresie opłacalności eksportu węgla i zwiększania poziomu produkcji.

EN

The paper discusses the problem of economies of scale in Polish coal mining. Forms of scale economies and respective costs functions were described as a base for the form of costs' function. Four years data were used to estimate linear costs models. In microeconomics analyses third level polynomial functions is a typical for the costs function, but lack of data for large differences in production level makes estimation impossible. Linear function gave estimate of fixed marginal costs. Relevance of their levels compared to coal export prices is discussed as a criteria for export efficiency.

11

Decomposing carbon dioxide emissions reduction for Polish coal based power generation system

Suwała W.

Rynek Energii

|

2010

|

nr 4

125-128

EN

Poland is one of the coal based country, abundant domestic reserves and limited access to other fuels created energy system with more than 70% of primary energy and 94% power generation from hard coal and lignite. Reduction of greenhouse gases emissions in such a system is a challenge. The bottom-up model of power and heat generation system was used to analyze paths of technologies development required to comply with the expected carbon dioxide emissions reductions. The model considered generation for various groups of consumers of flexible demand and limits on emissions for sulphur dioxide, nitrogen oxides, particulates and taxes on carbon dioxide emissions. Firstly technologies changes were observed, then decomposition method was used to identify the effects of carbon sequestration, fuels structure, efficiency improvements and demand changes on CO2 emissions reduction. The effects should indicate appropriate policy instruments to foster carbon dioxide emissions reduction.

PL

Redukcja emisji dwutlenku węgla w Polsce, kraju o węglowej strukturze wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej, jest poważnym wyzwaniem rozwojowym. Model typu od szczegółu do ogółu został użyty do analiz koniecznych dla spełnienia takiego celu zmian technologicznych. Model uwzględniał wytwarzanie w dla różnych grup odbiorców (z elastycznym popytem) oraz dla ograniczeń wynikających z krajowego limitu emisji dwutlenku siarki, tlenków azotu i pyłów. Wyniki wskazują na konieczne zmiany technologiczne, a ponadto służą do identyfikacji wpływu takich czynników jak stosowana technologia (sekwestracja CO2), zmiana paliwa, sprawność i popyt na obniżenie poziomu emisji dwutlenku siarki. Ustalenie hierarchii tych czynników jest wskazówką dla wyboru racjonalnych i efektywnych instrumentów polityki energetycznej i ekologicznej.

12

Problemy ekonomiczne modelowania systemów paliwowo-energetycznych

Suwała W.

Polityka Energetyczna

|

2010

|

T. 13, z. 2

435-448

PL

W artykule poruszono wybrane problemy ekonomiczne modelowania systemów paliwowo-energetycznych. Omówiono kryteria optymalizacji dla modeli wykorzystujących metodę programowania matematycznego dla warunków rynków regulowanych i konkurencji doskonałej. Jako przykłady funkcji celu tych modeli analizowano minimalizację kosztów dostaw energii i maksymalizację sumy nadwyżki producentów i konsumentów. Poruszono problemy modelowania dla warunków rynków oligopolistycznych i podano rozwiązania dla warunków duopolu.

EN

The subjects of the paper are selected economic problems of fuel and energy systems modelling. Objective functions of the mathematical programming models for the regulated as well as perfect competition structures were discussed. These are minimization of energy supplies costs and maximization of net social surplus, i.e. sum of surpluses of producers and consumers. Problems of modelling oligopolistic structures were described and solution for duopoly demonstrated.

13

Models of Coal Industry in Poland

Suwała W.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 3

41-52

EN

Development of fuels and energy systems is widely supported bymodels on different levels. Most common are global or country level as well as sectoral ones. Polish energy system depends on hard coal supplies and coal sector models are required tomake valid provisions of energy system development. The paper describes briefly three such models: of coal supplies, coal market and coal supplies for power generation. The first model is devoted to the analysis of coal mining restructuring and development, the sector facing substantial changes in transformation period. The coal market model is of spatial equilibrium type and is used for forecasting coal prices and distribution. Power sector, which produces more than 60% of electricity from hard coal, needs detailed data on supplies perspectives in order to take devoid of risk decisions on investments forced by stringent emissions regulations. The model has been worked out to provide such data.

PL

Podejmowanie decyzji w zakresie rozwoju systemów paliwowo-energetycznych jest szeroko wspierane przez modele o rożnej skali agregacji. Najbardziej popularne są modele poziomu kraju oraz sektorowe. Polski system energetyczny jest zależny od zasilania w węgiel kamienny i stąd potrzeba budowy modeli dla uzyskania wiarygodnych prognoz do optymalnego rozwoju systemu energetycznego. Artykuł opisuje trzy typy modeli dla węgla kamiennego: podaży węgla, rynku węgla i zasilania elektroenergetyki. Pierwszy z modeli podejmuje problemy restrukturyzacji i rozwoju górnictwa węgla kamiennego - sektora, który przechodził zasadnicze zmiany w okresie transformacji gospodarczej. Model rynku węgla buduje równowagę przestrzenną dla oszacowania cen węgla i jego dystrybucji. Elektroenergetyka, produkująca ponad 60% energii elektrycznej z węgla kamiennego, potrzebuje szczegółowych analiz i danych o perspektywach zasilania w węgiel dla podjęcia pozbawionych ryzyka decyzji inwestycyjnych, zwłaszcza podczas zaostrzania regulacji w zakresie emisji. Opracowano odpowiednie modele dostarczające wymaganych danych.

14

Typowe elementy i modele systemów paliwowo-energetycznych

Suwała W.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2009

|

nr 76

5-16

PL

Podstawowym narzędziem analizy systemowej są modele, a ich konstrukcja jest uwarunkowana szeregiem czynników - w tym subiektywnych. Nie można zatem przedstawić jednego modelu określonego systemu, zawsze będzie on budowany pod kątem znalezienia rozwiązania pewnego problemu. Niemniej jednak w modelach systemów paliwowo-energetycznych można wyróżnić pewne typowe elementy i ich relacje, które znajdą się niemal w każdym modelu. Artykuł poświęcono jednemu z możliwych ujęć elementów i równań modelu będącemu do pewnego stopnia ujęciem typowym.

EN

Models are the basic tools of the systems analysis, but their construction is warranted by many factors some of subjective character. The is no one model of a certain system, it is always constructed for a specific purpose - task of the system research. However, in the fuels and energy systems it is possible to diversify certain typical elements and their relations, which could be found nearly in each model. The paper is devoted to presentation of one of feasible sets of elements and model's equations which is to some extent typical for fuels and energy systems.

15

Wybrane problemy ekonomiki produkcji energii elektrycznej w aspekcie metod alokacji uprawnień do emisji dwutlenku węgla

Kudełko. M., Suwała W.

Rynek Energii

|

2009

|

nr 2

2-15

PL

Pakiet klimatyczny proponowany przez Unię Europejską będzie miał wielorakie skutki dla wytwórców energii elektrycznej i ciepła, silnie zależne od metody alokacji uprawnień emisyjnych. Obecnie stosowana metoda darmowego przydziału administracyjnego nie jest akceptowana, głównie z powodu możliwości kreowania nieuzasadnionych nadzwyczajnych zysków. Pochodzą one od kosztu alternatywnego - wartości utraconego przychodu ze sprzedaży uprawnienia wykorzystanego do pokrycia rzeczywistej emisji z produkcji energii. Proces ten jest przedmiotem pierwszej części artykułu dla dwu rynków energii: konkurencji doskonałej - giełdy oraz rynku kontraktów dwustronnych. Dla pierwszego z nich zyski nadzwyczajne (windfall profits) powstają w określonych warunkach, przede wszystkim producent krańcowy musi być zobowiązany do zakupu uprawnień emisyjnych. W innych sytuacjach, niskiego popytu, producenta krańcowego niezobowiązanego do zakupu uprawnień, zyski producentów są normalnymi zyskami producentów. Zyski nadzwyczajne będą za to powszechne na rynku kontraktów bilateralnych, gdzie ceny są ustalane oddzielnie dla każdego kontraktu i sprzedający - producent będzie wymagał pokrycia jego kosztu alternatywnego. Autorzy wskazują jednak, że rynki energii elektrycznej są daleko bardziej złożone niż typy definiowane w mikroekonomii i nie ma prostego wyjaśnienia procesu generowania zysków. Drugą część artykułu poświęcono ocenie rożnych metod alokacji uprawnień, analizowano metodę aukcji, metody wskaźnikowe oraz częściowy przydział darmowy. Kryteriami oceny były wielkość rynku uprawnień oraz wzrost kosztów produkcji energii elektrycznej dla systemu wytwarzania o cechach Polskiego sektora elektroenergetycznego. Metoda aukcji ma wiele zalet, zapobieganie powstawaniu zysków nieuzasadnionych i prostota, niestety powoduje znaczący wzrost kosztów wytwarzania energii elektrycznej. Metoda wskaźnikowa bazująca na średnim dopuszczalnym wskaźniku emisyjności (IFIEC) ma wadę w postaci możliwości kreowania asymetrycznego rynku z dużą liczba pozwoleń oferowanych przez instalacje o niskiej emisyjności. Ponadto podaż i popyt na uprawnienia będą bardzo małe, co może wpłynąć na niestabilność rynku. Metody wskaźnikowe bazujące na najlepszych wskaźnikach emisji (BAT) nie mają tych wad, ale wzrost kosztów energii jest większy. Autorzy preferują metodę specyficzną dla paliw, dla której negatywne efekty są akceptowalne. Ostatnia z metod - częściowego przydziału darmowego została zaakceptowana dla polskiego systemu elektroenergetycznego w negocjacjach z Rada Europy i ma charakterystyki podobne do metod wskaźnikowych.

EN

The European Commission's Climate Package introduces various effects for energy producers which come mainly from the way of allowances allocation. Presently applied grandfathering is no longer acceptable, mainly due to the creation of windfall profits. These are generated when a producer adds to the price opportunity, cost of the non-sold allowances used to cover emissions from the production. This phenomenon was discussed in the first part of the paper for two kinds of electricity markets: perfect competition at the power exchange, and bilateral contracts. For the first type of the market, there should be certain conditions present to generate windfall profits: mainly the marginal producers' need for purchase allowances. Other situations: low demand and non - ETS marginal producers, do not provide reasons to consider producer's profits as windfall, they are normally considered producer's surplus. Windfall profits could be common on the bilateral markets, when prices are set separately for each contract, and the producer could claim that the purchaser cover producer's loss of profit from unsold allowance. However, the authors point out that electricity markets are far more complicated that those distinguished by microeconomics, thus there is no simple solution to the problem of profits. The second part of the paper discusses properties of various methods of allowances allocation. Auctions, as well as three methods based on benchmarks and partial free allocation were analyzed. The base for analysis was the evaluation of allowances market and electricity costs increase for an electricity system generation similar to that in Poland. The auction method has many advantages, such as simplicity and prevention of windfall profits, but results in high increases in generation costs. The method of benchmark based on the average allowed emission (preferred by the IFIEC) could lead to asymmetric market of allowances due to higher supply of allowances from low emission installations. However, the supply and demand could be very low, making the market vulnerable to distortions. Benchmarks based on the best available technique - BAT emission factors - do not have such disadvantages, while the costs of generation are higher. The authors prefer the fuel specific benchmark based on BAT, which has moderate adverse effects. The last method - 70% of free allocation, which has been accepted for Polish power generation in the negotiations with the European Council, has comparable characteristics. However, since there is little experience in the applications of these methods, and they do not present substantial differences, there is no decisive recommendation for one of the method over another.

16

Propozycje rozdziału uprawnień do emisji CO2 dla krajowego planu rozdziału uprawnień

Kudełko M., Suwała W., Kamiński J.

Ekonomia i Środowisko

|

2009

|

nr 2

44--70

PL

W niniejszym artykule autorzy zaprezentowali wyniki badań dla opisanych wcześniej wariantów alokacyjnych. Wyliczono alokacje branżowe w podziale na poszczególne lata oraz średnioroczną wielkość uprawnień dla poszczególnych instalacji energetycznych. W obliczeniach wykorzystano między innymi przekazane przez Krajowego Administratora Systemu Handlu Uprawnieniami Emisyjnymi dane o emisjach instalacji (ponad 900) oraz prognozy rozwoju i redukcji emisyjności poszczególnych branż gospodarczych.

EN

The paper presents the second, empirical part of the report on the choice of methods for allocation of CO2 emissions for individual plants within framework of the National Allocation Plan (NAP). For Polish companies, the limited number of CO2 emissions imposed by decision of the European Commission generates the risk of potential loss of competitiveness. It requires careful analysis of all the possible consequences and a recommendation of optimal emissions allocation, taking into consideration all the aspects, i.e. efficiency, distributional impact and acceptability, of that decision. Such assessment was the subject of the previous article. Here, the empirical guidelines of the emissions allocation schemes and their results for individual sectors are presented.

17

Perspektywy technologii węglowych w energetyce w warunkach ograniczenia emisji dwutlenku węgla

Suwała W.

Polityka Energetyczna

|

2008

|

T. 11, z. 1

489-497

PL

Polityka klimatyczna UE, przede wszystkim problem obniżenia emisji dwutlenku węgla ma zasadnicze znaczenie dla kraju takiego jak Polska, gdzie 95% energii elektrycznej jest wytwarzane z węgla kamiennego i brunatnego. Artykuł podejmuje problem redukcji emisji dwutlenku węgla w elektroenergetyce polskiej w warunkach wprowadzenie podatku węglowego. Odpowiada to sytuacji zakupu całości pozwoleń na emisje CO2 na aukcjach lub innych systemach, bez darmowego przydziału administracyjnego. System taki, według opinii ekonomistów, jest najbardziej efektywny i sprawiedliwy, unika się zawsze budzących protesty decyzji administracyjnych. Na podstawie badań modelowych określono strukturę paliwowa produkcji energii dla różnych poziomów cen pozwoleń. Dane posłużyły ponadto do dekompozycji redukcji emisji o oceny ilościowe wpływu najważniejszych czynników: technologii, efektywności przetwarzania i popytu. Ta ostatni analiza pomaga określić efektywność różnych narzędzi polityki energetycznej.

EN

Poland is one of the coal based countries, where abundant domestic reserves and limited access to other fuels created energy system with morę than 94% power generation from hard coal and lignite. Reduction of greenhouse gases emissions in such a system is a challenge. The bottom-up model of power and heat generation system was used to analyze paths of technologies development reąuired to comply with the expected carbon dioxide emissions reductions. The model considered power generation for various groups of consumers of flexible demand and limits on emissions for sulphur dioxide, nitrogen oxides and particulates. Taxes on carbon dioxide emissions or auctioned emission allowances were the mean for the reduction of CO2 emissions. Firstly, technologies changes were observed to define the prospects of coal based generation. Decomposition rnethod was used to identify the effects of technological processes, fuels structure, efficiency improvements and demand changes on CO2 emissions reduction. The effects indicate most efficient policy instruments to foster carbon dioxide emissions reduction.

18

Wariantowe prognozy dostaw węgla kamiennego dla gospodarki kraju w perspektywie do 2020 roku

Kudełko M, Suwała W., Kamiński J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2008

|

T. 24, z. 2/1

5-26

PL

W artykule podjęto problematykę przyszłej roli węgla kamiennego w bilansie energetycznym Polski. Wymaga to uwzględnienia i szczegółowej analizy wielu przesłanek, na podstawie których ten bilans powinien być sporządzony. Do najważniejszych z nich należy zaliczyć: rozwój gospodarczy kraju warunkujący wzrost popytu na energię elektryczną i ciepło, możliwości pozyskania węgla kamiennego oraz regulacje emisyjne obowiązujące w sektorze energetycznym. Realizacja celu pracy wymagała zastosowania odpowiednich metod analitycznych, właściwych dla specyfiki zjawisk i rynków o złożonych i często trudnych do uchwycenia zależnościach. Oprócz analizy eksperckiej oraz statystycznej (analiza trendów zużycia węgla), właściwej dla rynków w miarę ustabilizowanych, w pracy wykorzystano podejście modelowe, przydatne w określaniu skutków ekonomicznych i strukturalnych dla zmiennych w czasie procesów zachodzących w otoczeniu gospodarczym. Opierając się na przyjętych założeniach badawczych, dla najbardziej prawdopodobnych scenariuszy sporządzono krajowy bilans węgla kamiennego w perspektywie do 2020 roku oraz sformułowano najistotniejsze wnioski. Zgodnie z nimi znacząca rola węgla kamiennego w bilansie energetycznym kraju, bez względu na rozważany scenariusz rozwojowy, powinna być utrzymana. Prognozowana wielkość zużycia węgla do 2010 roku utrzyma się na poziomie około 100 mln ton rocznie i warunkach wysokiego popytu na energię elektryczną może być po tym okresie zachowana. Co więcej, w świetle wyników niniejszych badań wzrost możliwości podaży węgla poprzez wykorzystanie istniejących mocy produkcyjnych w kopalniach lub ich rozbudowę wydaje się działaniem ekonomicznie uzasadnionym (scenariusze wys_eko_mid i wys_eko_high). Możliwy wzrost zużycia węgla w scenariuszu wys_eko_high do roku 2015 i dalej szacowany jest w granicach 7-8 mln ton. Co warte podkreślenia, wzrost ten możliwy jest w warunkach obowiązywania restrykcyjnych regulacji ekologicznych.

EN

The paper attempts to answer the question what the future situation of hard coal in the energy balance can be in Poland. It requires the detailed analysis of many issues affecting this. The most important of them are: the economy development influencing increase the demand for electricity and heat production, a possibility of hard coal extraction (coal reserves, new investments, geological conditions moving up the cost of production) and new emissions regulations that have been implemented in the power sector. In order to provide reliable results a proper methodology, specifically defined for different processes and markets, should be applied. Therefore, apart from expert judgments and statistical analysis (both appropriate for trends of coal consumption estimation), suitable for relatively stable markets, the modelling approach was employed, which seems to be useful to assess the economic and structural changes which are typical for the dynamic processes, that the Polish economy faces. For the most probable scenarios, based on the research assumptions presented in the paper, the hard coal balance up to 2020 has been formed. Looking at to results one can say that significant role of coal should be maintained in the Polish economy, no matter what development assumption is considered. The predicted consumption of coal up to 2010 is on the same level as now (about 100 mln tons yearly). Moreover, the expected growing demand for electricity creates an opportunity for coal suppliers and their total production should be on the same level. What is more, new investments in the coal sector in order to increase the total capacity of Polish coal mines - in the light of presented results - seems to be economically effective (wys _ eko _ mid and wys _ eko _high scenarios ). The potential increase of coal consumption for wys _ eko _high scenario up to 2015 and more is assumed to 7-8 mln tons. It is worth to stress that the growing demand for coal is observed even within the scope of restrictive environmental standards to be in force in the Polish energy sector, the main consumer of coal. Precisely, this statement is in the strong opposition with the most experts opinion expressed in the official reports and papers.

19

Sposoby i kryteria rozdziału uprawnień do emisji CO2 dla Krajowego Planu Rozdziału Uprawnień II

Kudełko M., Suwała W., Kamiński J.

Ekonomia i Środowisko

|

2008

|

nr 1

64--86

PL

W niniejszym artykule zostały opisane teoretyczne przesłanki stanowiące podstawę wyboru sposobu alokacji uprawnień na poszczególne sektory gospodarcze i instalacje energetycznego spalania paliw. Zidentyfikowano najważniejsze kryteria, według których potencjalne sposoby rozdziału uprawnień mogą być oceniane, w tym ich skuteczność, efektywność i akceptację społeczną. Kryteriom tym, w oparciu o opinie autorów i literaturę przedmiotu, przypisane zostały odpowiednie „wagi”, uwzględniające ich znaczenie z punktu widzenia możliwości i szans realizacji celów KPRU II. Następnie proponowane rozwiązania poddano punktowej ocenie według wyodrębnionych kryteriów. Przejęto, że sumaryczna ocena poszczególnych rozwiązań stanowi główną przesłankę umożliwiającą wybór najlepszego rozwiązania.

EN

The paper presents the theoretical issues of the appropriate selection of CO2 emissions allocation for individual plants included in the National Allocation Plan (NAP). The limited amount of CO2 emissions imposed by the decision of the European Commission creates potential risk of loss of competitiveness of Polish companies. It requires careful analysis of all the potential consequences and a recommendation of optimal emissions allocation, taking into consideration all aspects of that decision (i.e. efficiency, distributional impact and acceptability). This assessment is the subject of the article.

20

Wykorzystanie analizy systemowej w badaniach nad rozwojem krajowego sektora paliwowo-energetycznego

Suwała W., Kudełko M., Kamiński J.

Przegląd Górniczy

|

2006

|

T. 62, nr 4

14-20

PL

Tematem artykułu jest wykorzystanie analizy systemowej w analizie rozwoju krajowego sektora energetycznego. Scharakteryzowano i opisano wyniki najnowszych badań prowadzonych w Pracowni Polityki Energetycznej i Ekologicznej IGSMiE PAN, związanych z funkcjonowaniem krajowego sektora paliwowo-energetycznego.

EN

The system analysis use for the analysis of the home energy sector development analysis is the subject of the paper. The results of the newest research conducted in the Laboratory of Energy and Ecology Policy of IGSMiE PAN (Institute of Mineral Raw Materials and Energy Management of Polish Academy of Sciences) connected with operation of the home fuel-energy sector are characterized and discussed.