Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena efektywności ekonomicznej procesu zgazowania odpadów komunalnych i przemysłowych

Kwaśniewski K., Grzesiak P., Kapłan R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 107

5--17

PL

Niniejsza publikacja przedstawia ocenę efektywności ekonomicznej hipotetycznej instalacji zgazowania odpadów komunalnych i przemysłowych do produkcji gazu procesowego wykorzystywanego w dalszej kolejności do produkcji energii bądź produktów chemicznych. W pierwszej części pracy przedstawiono przykładowy układ technologiczny energochemicznego przetwarzania mułu węglowego i odpadów komunalnych, bazujący na procesie zgazowania z wykorzystaniem reaktora fluidalnego. Hipotetyczna instalacja składa się z dwóch głównych bloków: przygotowania paliwa oraz zgazowania. W bloku przygotowania paliwa realizowane są operacje przyjęcia surowców, ich magazynowania (składowania), a następnie podjęcia, mielenia, mieszania, suszenia oraz transportu paliwa do bloku zgazowania. W bloku zgazowania realizowane są operacje zgazowania paliwa, produkcji tlenu, chłodzenia i oczyszczania surowego gazu procesowego oraz obróbki popiołu. W dalszej części szczegółowo opisano kluczowe założenia dotyczące prowadzonego procesu zgazowania, a także oszacowano nakłady inwestycyjne oraz koszty operacyjne związane z prowadzeniem procesu. W konsekwencji bazując na metodzie zdyskontowanych przepływów pieniężnych, wyznaczono jednostkowy koszt wytworzenia energii zawartej w gazie syntezowym (cost of energy, COE) oraz dokonano interpretacji wyników. Celem uzyskania akceptowalnej efektywności procesu zgazowania paliw odpadowych do produkcji alternatywnego paliwa, gazu procesowego, konieczne jest uzupełnienie mieszanki miał-muł domieszką RDF. W takim przypadku jednostkowy koszt paliwa mierzony wskaźnikiem zł/GJ jest niższy niż w przypadku węgla kamiennego a porównywalny z węglem brunatnym. Wykorzystanie mułów węglowych do produkcji gazu procesowego w sposób efektywny ekonomicznie jest możliwe jedynie w przypadku zmian w systemie regulacji prawnych umożliwiających pobieranie opłat za utylizacje odpadów przemysłowych – mułów węglowych.

EN

This publication presents an assessment of the economic efficiency of a hypothetical installation for the gasification of the municipal and industrial waste for the production of syngas used subsequently for the production of energy or chemical products. The first part of the work presents an example of a technological system for the energo-chemical processing of coal mud and municipal waste, based on the gasification process using a fluidized bed reactor. A hypothetical installation consists of two main blocks: a fuel preparation unit and a gasification unit. In the fuel preparation installation, reception operations take place, storage, and then grinding, mixing, drying and transporting fuel to the gasification unit. In the gasification installation, fuel gasification, oxygen production, cooling and purification of raw process gas and ash treatment are carried out. The following key assumptions regarding the gasification process, as well as the capital expenditures and operating costs related to the process, were estimated. Consequently, based on the method of discounted cash flows, the unit cost of generating energy contained in the synthesis gas (cost of energy, COE) was determined and the results were interpreted. In order to obtain an acceptable efficiency of the gasification process for waste fuels for the production of alternative fuel (process gas), it is necessary to supplement the mixture of waste coal and coal mud with the RDF. In this case, the unit cost of fuel measured by the PLN/GJ index is lower than in the case of hard coal and comparable with brown coal. The use of coal mud for the production of process gas in an economically efficient way is possible only in the case of changes in the legal system allowing for charging fees for the utilization of industrial waste – coal mud.

2

Investment dilemmas in the implementation of gasification technology in Poland

Ściążko M., Chmielniak T., Kwaśniewski K., Stępień L.

Polityka Energetyczna

|

2018

|

T. 21, z. 2

105--123

EN

Gasification technology is often seen as a synonym for the clean and efficient processing of solid fuels into combustible gas containing mainly carbon monoxide and hydrogen, the two basic components of synthesis gas. First and foremost, the facts that gas may be cleaned and that a mixture with any composition may be prepared in a relatively easy and inexpensive manner influence the possibility of using gas produced in the energy and chemical industries. In the energy industry, gas may be used directly to generate heat and electricity in the systems of a steam power plant or in combined cycle systems. It is also possible to effectively separate CO2 from the system. However, in chemistry, synthesis gas may be used to produce hydrogen, methanol, synthetic gasolines, and other chemical products. The raw material for gasification is full-quality pulverized coal, but a possibility of processing low-quality sludges, combustible fractions separated from municipal waste as well as industrial waste also exists. Despite such a wide application of technology and undoubted advantages thereof, making investment decisions is still subject to high uncertainty. The paper presents the main technological applications of gasification and analyzes the economic effectiveness thereof. In this context, significant challanges for the industrial implementation of this technology are discussed.

PL

Technologia zgazowania postrzegana jest często jako synonim czystego i efektywnego przetwórstwa paliw stałych do gazu palnego zawierającego głównie tlenek węgla i wodór – dwa podstawowe składniki gazu syntezowego. Możliwość stosunkowo łatwego i taniego oczyszczania gazu oraz komponowania jego składu pozwala na szerokie zastosowanie technologii w energetyce i przemyśle chemicznym. W energetyce gaz może być bezpośrednio użytkowany do wytwarzania ciepła i energii elektrycznej w układach siłowni parowej, względnie w układach gazowo-parowych. Dodatkową zaletą jest możliwość skutecznego i relatywnie taniego usuwania CO2 z układu. W chemii gaz syntezowy może służyć do wytwarzania wodoru, metanolu, benzyn syntetycznych i innych produktów chemicznych. Surowcem dla zgazowania może być zarówno miał węglowy, jak również paliwa niskojakościowe, w tym muły węglowe, palne frakcje wydzielane z odpadów komunalnych i odpadów przemysłowych. Mimo tak szerokich możliwości zastosowania technologii zgazowania oraz jej niewątpliwych zalet, podejmowanie decyzji inwestycyjnych obarczone jest ciągle dużą niepewnością. W artykule przedstawiono główne kierunki zastosowania technologii zgazowania i przeanalizowano ich efektywność ekonomiczną. W tym kontekście omówiono istotne uwarunkowania przemysłowego wdrożenia tej technologii.

3

Przekształtnikowy napęd na napięcie 3,3 kV zintegrowany z silnikiem dużej mocy

Biskup T., Kołodziej H., Paluszczak D., Sontowski J., Michalak J., Zygmanowski M., Kwaśniewski K., Przybyłka J.

Napędy i Sterowanie

|

2017

|

R. 19, nr 10

117--123

PL

Artykuł prezentuje zagadnienia dotyczące napędu przekształtnikowego średniego napięcia 3,3 kV, zintegrowanego z silnikiem indukcyjnym klatkowym dużej mocy. W napędzie zastosowano przekształtniki sieciowy (AC/DC) i silnikowy (DC/AC) oraz zintegrowano je w jednej obudowie z silnikiem klatkowym i niezbędnym do prawidłowej pracy przekształtnika AC/DC dławikiem sieciowym. Uzyskano dzięki temu układ napędowy o zwartej konstrukcji, umożliwiający regulację prędkości obrotowej, który może zastąpić klasyczny silnik klatkowy. Dodatkowo dla każdej prędkości możliwa jest praca napędowa, jak i hamowanie ze zwrotem energii do sieci, prądy sieci są quasi-sinusoidalne, a współczynnik mocy bliski jedności. Napęd zaopatrzono w obudowę przeciwwybuchową, co umożliwia jego stosowanie w środowisku zagrożonym wybuchem. W artykule przedstawiono właściwości napędu i przekształtników, wybrane zagadnienia konstrukcyjne i techniczne oraz wybrane wyniki badań prototypowego napędu zintegrowanego o mocy 850 kW. Badania te dotyczą analizy pracy napędu w różnych stanach statycznych i dynamicznych oraz analizy termicznej napędu.

EN

The paper presents aspects of realization of medium voltage 3,3 kV power electronic drive integrated with high power induction motor. The drive consists of two converters, the grid-side converter (AC/DC) and motor side converter (DC/AC) that have been integrated in one explosion-proof enclosure with squirrel cage induction motor and the line inductors which are needed for proper operation of AC/DC converter. The integration leads to the construction of the compact drive which allows controlling the motor in full range of speed and can be used instead of the classical induction motor. For any speed it is possible to operate as a motor or as a generator with energy recuperation to the grid. Additionally, the drive system ensures achieving quasi-sinusoidal line currents and power factor close to one. Explosion-proof construction of the drive makes it possible to operate in potentially explosive environments. The paper presents properties of the drive and converters, technical aspects of construction of the drive and selected results of tests of prototype of the integrated drive with the rated power of 850 kW. These results cover operation of the drive in steady state and during transients. The analysis of thermal aspects of operation of the drive is also presented in the paper.

4

Polski węgiel, energia i środowisko – szanse i zagrożenia

Czaja P., Kwaśniewski K.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

38--60

EN

The state of the contemporary environment largely determines the industry especially level of its development and introduced innovations to the technology. Mining industry plays a leading role in providing all kind of mineral resources to national economy, but also deeply interferes in the environment at the both, exploration stage, exploitation as well as after the end of mining activity. Modern environmental engineering has to deal with the current ecological challenges and should be in line with the professor Walery Goetel motto: “What the industry broke this Man must repair”. This means that after the industrial use of the land must bring it to its original state. This must generate extremely high costs that the mining industry has to take into account in its economic calculations. Therefore, the answer to the question about the chances of Polish coal, must take into account the fact that the cost of reclamation and revitalization of post-mining areas significantly undermine its competitiveness in the global market. Especially dangerous are the producers not applying ecological principles. This is one of the reasons why the highly eco-friendly Europe resigns from his own mining and prefer to buy raw materials from other. The article presents the economic and financial situation of Polish coal and the possible directions of development its surface gasification.

5

Ocena ekonomiczna wytwarzania wodoru przez zgazowanie węgla

Kopacz M., Kwaśniewski K., Grzesiak P., Kapłan R., Kryzia D.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 2

241--249

PL

Dokonano oceny efektywności ekonomicznej wybranych technologii produkcji wodoru przez zgazowanie węgla kamiennego i brunatnego w reaktorze Shell i General Electric (GE) oraz przez reforming parowy gazu ziemnego (SMR). Dla celów oceny efektywności ekonomicznej zbudowano model, który bazował na podejściu dochodowym i klasycznych wskaźnikach (miernikach) oceny efektywności ekonomicznej, takich jak NPV, IRR, NPVR, koszt wytwarzania i zaktualizowany koszt wytwarzania wodoru (COH2, LCOH2) oraz innych o mniejszym znaczeniu. W wyniku przeprowadzonych analiz stwierdzono, że technologia produkcji wodoru z gazu ziemnego jest efektywna ekonomicznie, podczas gdy zgazowanie węgla w technologiach Shell i GE nie ma ekonomicznego uzasadnienia. Zmiana poziomu kluczowych zmiennych decyzyjnych, takich jak cena wodoru, cena wsadu (węgla) oraz nakłady inwestycyjne w przedziale ±40%, powoduje zmianę wartości zaktualizowanej netto z ujemnej na dodatnią dla wszystkich prezentowanych wariantów zgazowania węgla.

EN

Prodn. of H2 by gasification of (i) bituminous cool according to the Shell technol., (ii) bituminous coal according to the General Electric technol., (iii) lignite according to the Shell technol., and (iv) natural gas (steam reforming) was compared from economic point of view. The energy consumption in all variants analyzed was 1.94 TJ/h. Only the plant for steam reforming of MeH was efficient. The plant according to variant (i) was less effective and (iii) was the least efficient.

6

Ocena ekonomiczna wytwarzania metanolu przez zgazowanie węgla

Kopacz M., Kwaśniewski K., Grzesiak P., Kapłan R., Kryzia D.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 1

130--137

PL

Zaprezentowano wyniki oceny efektywności ekonomicznej procesu zgazowania węgla kamiennego oraz brunatnego w technologii Stell przy rocznej produkcji metanolu odpowiednio 0,5 Tg oraz 2,6 Tg. Analizowano również efektywność wytarzania MeOH w typowym układzie SMR (steam methane reforming), który okazał się być bardziej efektywny ekonomicznie niż analizowane technologie zgazowania węgli w reaktorze Shell. Mając na uwadze dobrane metody wyceny, przyjęte założenia technologiczne i makroekonomiczne, uzyskano pozytywne wyniki oceny efektywności ekonomicznej wytwarzania metanolu z węgla kamiennego i gazu ziemnego, i negatywną efektywność ekonomiczną procesu zgazowania węgla brunatnego w bazowej skali. W mega skali zarówno zgazowanie węgla kamiennego, jak i brunatnego jest przedsięwzięciem efektywnym ekonomicznie.

EN

Prodn. of MeOH by (i) gasification of bituminous coal or lignite and Shell technol., and (ii) conventional steam reforming of CH4, for annual capacities of 0.5 and 2.6 Tg for variant (i) and 0.5 Tg for variant (ii) were compared. The CH4 reforming was the most efficient process. The gasification of bituminous coal for MeOH prodn. was more efficient than that of lignite.

7

Zintegrowany napęd przekształtnikowy na napięcie 3,3 kV

Biskup T., Kołodziej H., Paluszczak D, Sontowski J., Michalak J., Zygmanowski M., Kwaśniewski K., Przybyłka J.

Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe

|

2016

|

Nr 2 (110)

169-176

PL

W artykule przedstawiono problematykę związaną z realizacją zintegrowanego napędu przekształtnikowego średniego napięcia 3,3 kV, dużej mocy. Charakterystyczne dla tego napędu jest to, że w jednej obudowie zintegrowano silnik indukcyjny klatkowy z dwoma przekształtnikami: sieciowym – AC/DC i silnikowym DC/AC oraz dławik sieciowy. Dzięki temu, w zwartej konstrukcji, uzyskano układ napędowy, który zastępuje klasyczny silnik klatkowy i umożliwia: płynną regulację prędkości obrotowej w pełnym zakresie, pracę napędu w czterech ćwiartkach układu współrzędnych moment-prędkość oraz zachowanie quasi-sinusoidalnego prądu sieci przy współczynniku mocy bliskim jedności. Dodatkowo wykonanie tego napędu w obudowie przeciwwybuchowej umożliwia jego stosowanie w środowisku zagrożonym wybuchem. W artykule omówiono właściwości i topologię przekształtnika, wybrane zagadnienia związane z konstrukcją i budową oraz wybrane wyniki badań laboratoryjnych prototypowego zintegrowanego napędu o mocy 850 kW. Wyniki badań uzyskano dla pracy napędu przy rożnych prędkościach obrotowych w stanie napędzania i hamowania.

EN

The paper presents a selected aspects of practical realization of medium voltage 3.3 kV, Power electronic high power drive. The main feature of presented drive is integration (in one casing) squirrel cage induction motor, two converters (the AFE converter (AC/DC), motor inverter (DC/AC)) and the line chokes. This leads to construction the compact drive which can replace classical squirrel cage induction motor and Allowi additionally: adjustable speed control in full range, operation as a motor or as a generator, quasi-sinusoidal line currents and power factor close to one. Additionally explosion proof construction of the drive ensures possibility of operation of the drive in potentially explosive environments. Construction and topology of converter used in the drive is presented in the paper. Selected problems related to construction and assembling the drive are described. Features of the drive and selected results of operation of the integrated drive (850 kW) are detailed described in the paper. These results cover operation of the drive at different speed levels in operations in motoring and regenerative breaking modes and results of thermal tests.

8

Ekonomiczna ocena technologii zgazowania węgla z wykorzystaniem analizy opcji rzeczowych - przegląd stosowanych podejść

Kwaśniewski K., Kopacz M., Grzesiak P., Kapłan R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 89

143--155

PL

Instalacje zgazowania węgla są elastycznymi technologiami, które pozwalają na przetwarzanie w procesach chemicznych i energetycznych różnych paliw wejściowych i wytwarzanie wielu produktów finalnych. Posiadają też możliwość dobudowania modułu do wychwytu i składowania CO2 (Carbon Capture and Storage, CCS). Metodą, która umożliwia wycenę tego rodzaju elastyczności decyzyjnej, rozumianej jako możliwości modyfikowania wcześniej podjętych decyzji menedżerskich jest analiza opcji rzeczowych (Real Options Analysis, ROA). Polega ona na sformułowaniu możliwości działań operacyjnych w postaci opcji, jakie mogą, ale nie muszą, zostać zrealizowane w ramach rozważanego przedsięwzięcia. Dysponowanie takimi opcjami oznacza zatem możliwość podjęcia określonego działania w przyszłości i czerpania z niego dodatkowego pożytku. Dotychczasowe publikacje z obszaru oceny efektywności ekonomicznej z zastosowaniem podejścia opcyjnego dotyczyły możliwości produkcji energii elektrycznej w procesach naziemnego zgazowania węgla celem produkcji własnego gazu. W kategoriach opcji przedstawiany jest również problem modyfikacji technologii polegający na możliwości późniejszej rozbudowy instalacji w kierunku wychwytywania i magazynowania CO2. Do modelowania zmienności cen energii elektrycznej, praw do emisji CO2, cen węgla, czy też cen gazu ziemnego wykorzystywane są procesy stochastyczne. Zagadnienia modelowania opcji rozwiązywane są najczęściej z wykorzystaniem drzew dwumianowych.

EN

Coal gasification installations are flexible technologies that have the possibility during the operational period to transform a variety of input fuels, to produce many final products and to install the module for carbon capture and storage (CCS). A technique that allows valuation of such managerial flexibility - understood as the possibility of changing previously taken decisions - is the real options analysis (ROA). The method is based on the formulation of operational capabilities in the form of options, which may - but need not be executed within the analyzed project. Through the disposal of such options it is therefore possible to take specific actions in the future and get additional benefits from them. Publications in the area of the economic evaluation of coal gasification technologies using the option approach were mainly related to the combined cycle plant (CC) for the production of electricity, which assumed the possibility of building coal gasification installation to produce gas. In terms of the options, another problem is presented involving technology modification, for example, the possibility of later development of the installation in the direction of the carbon capture and storage (CCS). For modeling the volatility of electricity prices, CO2 emission allowances, coal prices, natural gas prices, stochastic processes are used. Problems of option modeling are usually solved using binomial trees.

9

Modele Data Envelopment Analysis (DEA) wykorzystywane do oceny efektywności energochemicznego przetwórstwa węgla

Łebkowski P., Kwaśniewski K., Kopacz M., Grzesiak P., Kapłan R.

Polityka Energetyczna

|

2015

|

T. 18, z. 2

43--59

PL

Artykuł skupia się na problematyce związanej z oceną efektywności technologii energetycznych wykorzystujących paliwa kopalne. Zaprezentowano w nim metodę oceny opierającą się na modelach Data Envelopment Analysis, należącą do nieparametrycznych metod oceny efektywności. Modele DEA na przestrzeni ostatnich lat zyskały dużą popularność w szeroko rozumianym przemyśle energetycznym. Wraz ze wzrostem popularności rosną także ich możliwości. W ostatnich latach w literaturze światowej można było zaobserwować liczne artykuły poświęcone nowym modelom DEA opracowanym właśnie na potrzeby przemysłu energetycznego. Najbardziej zaawansowane metody, dedykowane ocenie energochemicznego przetwórstwa węgla, pozwalają kalkulować efektywność z punktu widzenia wielu nakładów energetycznych (węgiel, ropa, gaz itp.) oraz nieenergetycznych (koszty, nakłady, wielkość zatrudnienia itp.), przy jednoczesnym uwzględnieniu zarówno rezultatów pożądanych (moc, zyski itp.), jak i niepożądanych (gazy cieplarniane, ścieki, odpady itp.). Podejście takie pozwala na uzyskanie zunifikowanego współczynnika efektywności oraz wskazanie obiektów efektywnych względem ocenianej grupy. Oprócz wskazania obiektów efektywnych, modele DEA proponują także dla obiektów nieefektywnych technologię wzorcową, która stanowi zbiór najbliższych technologicznie obiektów efektywnych, na których powinna wzorować się dana jednostka. Informacje uzyskane z analizy pozwalają osobom odpowiedzialnym za kreowanie strategii danej jednostki na podjęcie optymalnych decyzji w celu poprawy efektywności. Niniejszy artykuł stanowi przegląd stosowanych modeli.

EN

The article focuses on the issue related to the efficiency assessment of the energy technologies using fossil fuels. It presents the evaluation method which is based on Data Envelopment Analysis models, belonging to non-parametric methods of efficiency evaluation. DEA models, in recent years, gained great popularity in the energy industry. With the increasing popularity, also grow their capabilities. In recent years, in world literature, could be seen a number of articles on the subject of new DEA models developed for the needs of the energy industry. The most advanced methods, dedicated to assessing the energy-chemical coal processing, allow to calculate the efficiency from the point of view of many energy (coal, oil, gas, etc.) and non-energy (costs, expenditures, employment, etc.) inputs, taking into account both the desired (power , profits, etc.) and adverse (greenhouse gases, sludge, waste, etc.) results. This approach allows for obtaining a unified efficiency ratio and an indication of efficient technologies in relation to assessed group. Apart from showing the efficient objects, DEA models also suggest for inefficient objects a reference technology, which is a collection of technologically nearest efficient objects, which should be taken as an exemplary model. Information obtained from the analysis allows responsible for the strategy creation managers for making optimal decisions in order to efficiency improvement. This article provides an overview of the applied models.

10

Ekonomiczna ocena technologii zgazowania węgla ze szczególnym uwzględnieniem sekwencji składanej opcji czekania i wzrostu skali

Kwaśniewski K., Kopacz M., Grzesiak P., Kapłan R.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 11

97--106

PL

Niniejsza publikacja przestawia całościową koncepcję oceny technologii zgazowania węgla w metodzie opcji rzeczowych. Idea modelu zakłada wycenę 6 różnych sekwencji opcji. W artykule ograniczono się jednak do wyceny kombinacji opcji czekania z opcją wzrostu skali. Wartość zaktualizowana netto (NPV) technologii produkcji metanolu na drodze zgazowania przy skali bazowej wyrażonej zużyciem węgla kamiennego na poziomie 100 Mg/h była ujemna i wyniosła – 1091,8 mln zł. Tymczasem wycena składanej, sekwencyjnej opcji czekania i wzrostu skali pozwoliła wyznaczyć wartość strategiczną XNPV (ROV) analizowanej technologii rzędu 3508,49 mln zł. Wartość samej opcji wzrostu skali w tym przypadku ukształtowała się na poziomie 2911,63 mln zł.

EN

This paper presents a complex approach to the assessment of coal gasification technology in the real options method. The idea of the model involves the valuation of 6 different combination of sequential compound options. This article is basically focused on the valuation of combinations of the options to wait and growth option. Net present value (NPV) of IGCC methanol technology, at the base scale expressed by coal consumption of 100 t/h was negative and amounted to 1 091.8 million zł. Meanwhile, the valuation of the sequential compound option allowed to achieve the strategic value XNPV (ROV) of 3 508.49 million zł. The value of growth option separately was estimated at 2 911.63 million zł.

11

Analiza efektów powiązania technologii suchego chłodzenia koksu z podsuszaniem wsadu węglowego

Burmistrz P., Czaplicki A., Czerski G., Kogut K., Janicki W., Kwaśniewski K., Żarczyński P.

Polityka Energetyczna

|

2014

|

T. 17, z. 3

355--368

PL

Do największych wyzwań wspólczesnego koksownictwa należą wysokie wymagania stawiane jakości koksu oraz wzrastające w zakresie ochrony środowiska. Najlepsze rezultaty można osiągnąć, stosując działania kompleksowe np. skojarzenie technologii podsuszania wsadu z operacją suchego chłodzenia koksu. W pracy przedstawiono analizę efektów skojarzenia podsuszania wsadu węglowego z suchym chłodzeniem koksu. Rozpatrywano wariant bazowy produkcji koksu z wykorzystaniem suchego chłodzenia koksu oraz trzy warianty technologiczne skojarzenia podsuszania wsadu węglowego z suchym chłodzeniem koksu (podsuszanie przeponowe parą wodną w suszarce bębnowej, podsuszanie fluidalne spalinami ze spalania gazu koksowniczego, podsuszanie spalinami ze spalania gazu koksowniczego w wielostrumieniowej suszarce wirowej). Do oceny efektywności ekonomicznej analizowanych wariantów wykorzystano metodę zdyskontowanych przepływów pieniężnych. Dla analizowanych wariantów wyznaczono wskaźniki IRR, NPV oraz NPVR, dokonano również analizy wrażliwoości. Wszystkie badane warianty podsuszania wsadu węglowego w koksowni prowadzą do pozytywnych efektów ekonomicznych. Wariant skojarzenia suchego chłodzeniem koksu z podsuszaniem wsadu węglowego spalinami ze spalania gazu koksowniczego w wielostrumieniowej suszarce wirowej uznać należy za rozwiązanie najbardziej obiecujące i obciążone najmniejszym ryzykiem.Wnioski takie są uprawnione przy założeniu, że efektem podsuszania, obok zmiany wskaźników bilansu energetycznego koksowni, jest wzrost jej zdolności produkcyjnych.

EN

Coke quality and increasing environmental protection requirements are the biggest challenges in the modern coke making industry. The best results are obtained by comprehensive actions. This work studied an example of such actions, focusing on combining the processes of coal predrying and coke dry quenching. Apart from the basic scenario, which included coke production involving dry quenching only, 3 combined scenarios were also examined. These included indirect drum predrying with steam, fluidized bed predrying with flue gases from coke oven gas combustion, and predrying in the direct IChPW dryer using coke oven flue gas. IRR, NPV, and NPVR parameters were used for the assessment of economic efficiency. Additionally, a sensitivity analysis was conducted. All analyzed scenarios resulted in positive economic effects. The combination of coke dry quenching with coal predrying in the direct IChPWdryer using coke oven flue gas proved to be the most promising, and was burdened with the lowest risk. These conclusions are valid assuming that, apart from changing the energy balance of a coking plant, coal predrying also increases the production capacity of the coking plant.

12

Ocena efektywności ekonomicznej wybranych technologii zgazowania węgla

Kwaśniewski K., Grzesiak P., Kapłan R., Kopacz M.

Karbo

|

2014

|

Nr 4

202--213

PL

W artykule przedstawiono metodykę oceny technologii zgazowania węgla w warunkach polskich. Metodyka ta obejmuje dobór metod i narzędzi oceny z zakresu efektywności ekologicznej, technicznej i ekonomicznej. W szczególności publikacja prezentuje podejście autorów do oceny efektywności ekonomicznej dużego zbioru wariantów technologicznych w ramach naziemnego zgazowania węgla. Istotnym elementem tej metodyki jest prezentowany standard oceny, który przedstawia krótką charakterystykę danego wariantu technologicznego oraz identyfikuje kluczowe parametry efektywności ekonomicznej i ryzyka. W publikacji zaprezentowano również uwarunkowania oraz przesłanki doboru określonych metod, narzędzi i związanych z nimi – mierników (wskaźników), tak by możliwe było skuteczne przeprowadzenie procesu oceny, następnie uszeregowanie ocenianych technologii od najbardziej perspektywicznych do najmniej efektywnych. Praca zawiera również zestawienie wyników wstępnej oceny wybranych technologii zgazowania węgla ukierunkowanych na wytwarzanie energii elektrycznej, metanolu i wodoru.

EN

The article presents the methodology for evaluating of coal gasification technologies in Poland. The methodology involves the selection of assessment methods and tools related to ecological, technical and economic effectiveness. In particular, the paper presents the authors' approach to the assessment of the economic effectiveness of a large set of different technological variants in the context of surface coal gasification. An important element of this methodology consists in the presented evaluation standard, which presents a brief description of the technology and identifies the key parameters of economic effectiveness and risk. The report also provides evidence and conditions of selection of specific methods, tools and related measures (indicators), to be able to effectively carry out the assessment process, and then ranking of the evaluated technologies in the order of the most promising to the least effective. The work also contains a set of results of the preliminary assessment of selected coal gasification technologies aimed at generating of electricity, producing of methanol and hydrogen.

13

Podziemne zgazowanie węgla (PZW) - instalacja badawcza Chinchilla w Australii

Czaja P., Kwaśniewski K., Polak K., Różkowski K.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 2

131--138

PL

Przykład instalacji badawczej podziemnego zgazowania węgla opracowany i wybudowany przez Linc Energy w miejscowości Chinchilla w stanie Queensland w Australii jest powszechnie cytowany przez wszystkich badaczy tego zagadnienia. Pogłębiona analiza przypadku wraz z wizją lokalną w tym zakładzie badawczym pozwala zwrócić uwagę Czytelników na wiele istotnych i mniej znanych problemów. Gazogenerator tak zwanej piątej generacji Linc Energy na tle czterech poprzednich jego wersji, wykazuje namacalny efekt znaczących nakładów finansowych na wieloletnie badania i równie znaczące usprawnienie technologii stosowanej już od 50 lat między innymi w Uzbekistanie. Instalacja działa w mikro skali. Dziennie zgazowuje się około 100 ton węgla prowadząc precyzyjne obserwacje zarówno zjawisk zachodzących w gazogeneratorze pod ziemią, jak również jego wpływu na otoczenie podziemne i środowisko na powierzchni. Artykuł prezentuje wiele mało znanych informacji, które wzbogacą Czytelnika o nowe wiadomości i doświadczenia związane z technologią podziemnego zgazowaniem węgla.

EN

The example of an UCG pilot plant, which was developed and built by Linc Energy in Chinchilla, Queensland, Australia, is widely quoted by all those who investigate the problem. A thorough case study together with an onsite inspection of that pilot plant made it possible to draw the Readers’ attention to many important but less well-known problems. The Linc Energy gas generator of the so-called fifth generation, compared to its previous versions, demonstrates a tangible impact of the significant funds allocated for many-years-long investigations and an equally important upgrading of technology being in operation for 50 years, among the others, in Uzbekistan. The plant operates on micro scale. Daily, about 100 tons of coal are subject to gasification, which is accompanied by a precise monitoring of both the phenomena occurring in the gas generator under the ground and its impact on the underground surroundings as well as the environment on the surface. This paper gives many pieces of little-known information which may enrich the Reader’s knowledge with new data and experimental results connected with the technology of underground coal gasification process.

14

Ekonomiczna ocena technologii zgazowania węgla - światowe doświadczenia ze szczególnym uwzględnieniem analizy opcji rzeczowych – część 1

Kwaśniewski K., Kicki J., Kopacz M.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 2

221--231

PL

Całość tematyki oceny efektywności ekonomicznej technologii zgazowania węgla, z uwagi na jej obszerność, bogactwo aspektów i treści, zdecydowano się ostatecznie podzielić na 3 części. Pierwsza, obecnie prezentowana, zawiera aspekty teoretyczne, druga i trzecia część stanowić będą rozwinięcie i uzupełnienie prezentowanych treści. W niniejszej publikacji dokonano przeglądu narzędzi oraz metod oceny efektywności ekonomicznej stosowanych w odniesieniu do technologii energetycznych jak i klasycznych projektów inwestycyjnych, poszukując wśród nich ostatecznie najlepiej dobranego koszyka metod, technik, wskaźników czy mierników wartości i ryzyka. Na podstawie przygotowanego przeglądu literaturowego, zaprezentowano krytyczną ocenę przedstawionych w literaturze metod (technik), służących właściwej ocenie analizowanych w późniejszych etapach technologii energetycznych oraz ich zastosowań. Niniejsza praca formułuje również rekomendacje w zakresie doboru metody (analizy) opcji rzeczowych, jako dedykowanej ocenie przedsięwzięć o długim czasie realizacji, obarczonych dużą dozą niepewności i ryzyka, do których zaliczyć można technologie zgazowania węgla.

XX

Because of its complexity, abundance of aspects and contents, the entire topic of economic effectiveness assessment of the coal gasification technology has been divided into three parts. The first one, currently presented, includes theoretical aspects, the second and third part will develop and supplement the presented contents. This paper presents a review of tools and methods for economic effectiveness assessment. These methods are used in reference to both energy technologies and classic investment projects. The goal of this paper is to discover the best-suited range of methods, techniques, indicators and measures of value and risk. Basing on the prepared literature references, a critical assessment of the methods (techniques) described in the referenced positions has been presented so that the selected energy technologies, analyzed in later stages, could be subject to leading evaluation along with their application. This paper also presents the recommendation how to select the real option method (analysis) as dedicated for the assessment of long-term ventures, burdened with uncertainty and risk. Coal gasification technology may be classified as such technology.

15

Mechanizmy wspierania przedsięwzięć inwestycyjnych zgazowania węgla - przegląd rozwiązań światowych

Kwaśniewski K., Grzesiak P, Kapłan R.

Polityka Energetyczna

|

2013

|

T. 16, z. 3

99--114

PL

W artykule przedstawiono sposoby wspierania projektów inwestycyjnych zwią¬zanych ze zgazowaniem węgla. W pierwszej części przedstawiono rozważania na temat dotacji paliw kopalnych w krajach należących do Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (ang. Organization for Economic Co-operation and Development, OECD). Dotacjami takimi mogą być interwencje na rynkach wpływające na koszty lub ceny, bezpośredni transfer funduszy do odbiorców, przejmowanie części ryzyka, czy też selektywne zmniejszanie podatków. Pokazano udział wsparcia dla poszczególnych paliw kopalnych w krajach OECD w I połowie 2011 r. oraz poziom dotacji rządowych dla węgla w wybranych krajach OECD. W drugiej części artykułu krótko zaprezentowano rozwój zdolności produkcyjnych technologii zgazowania węgla na świecie. W roku 2010 światowy potencjał instalacji tego typu szacowany był na 36,3 GWth (mierzony produkcją gazu syntezowego). Produkcja prowadzona była w 53 zakładach przy wykorzystaniu 201 instalacji zgazowania węgla. W latach 2011-2016 największe przyrosty zdolności produkcyjnych gazu syntezowego zakłada się w Ameryce Północnej - 63%, zaś 34% w Azji, głównie w Chinach. Prognozuje się, że do roku 2016 całkowite zdolności produkcyjne instalacji zgazowania węgla osiągną potencjał około 75,5 GWth (U.S.DOE/NETL 2010). W trzeciej części dogłębnie przeanalizowano finansowe oraz niefinansowe metody wspie¬rania rozważanych technologii, które były stosowane na przestrzeni ostatnich lat w USA oraz Unii Europejskiej. Mechanizmy finansowe podzielono na: zachęty podatkowe (zachęty inwestycyjne i produkcyjne, przyspieszona amortyzacja, zachęty podatkowe na składowanie CO2), gwarancje i programy kredytowe, rządowe granty i dotacje, przydział dodatkowych uprawnień w ramach systemu handlu emisjami, kontrakty na różnicę cen CO2, programy ubezpieczeniowe oraz lokalne inicjatywy.

EN

This paper presents ways to support investment projects related to coal gasification. The first part describes fossil fuels subsidies in OECD countries. Such subsidies may be interventions in markets that affect the costs or prices, direct transfer of funds to recipients, assuming some of the risk, or the selective reduction of taxes. The share of support for various fossil fuels in OECD countries in the first half of 2011 and the level of government subsidies for coal in selected OECD countries are shown. The second part of the paper presents the development of the capacity of coal gasification technology around the world. In 2010, the global potential of this type of installation was estimated at 36.3 GWth (measured by the production of synthesis gas). Production took place in 53 plants using 201 coal gasification installations. It is assumed the largest increase in synthesis gas production capacity in the years 2011-2016 will occur in North America at 63%, and 34% in Asia, mainly in China. It is predicted that by 2016 the total capacity of coal gasification installations will reach approximately 75.5 GWth (USDOE/NETL 2010). The third section of this paper describes financial and non-financial methods used in recent years in the United States and the European Union to support such technologies. Financial mechanisms

16

Makro- i mikroekonomiczne uwarunkowania rozwoju zgazowania węgla w Polsce

Kwaśniewski K., Strugała A.

Karbo

|

2013

|

Nr 1

112--123

PL

W artykule przedstawiono makro- i mikroekonomiczne uwarunkowania rozwoju technologii zgazowania węgla w Polsce. Spośród czynników makroekonomicznych szczególną uwagę poświęcono zagadnieniom: stanu i perspektyw rozwoju technologicznego procesu zgazowania, bezpieczeństwa energetycznego kraju, polityki klimatycznej UE i jej implikacji, polityki energetycznej Polski, zewnętrznego otoczenia gospodarki krajowej, jak również zasobów, zapotrzebowania i cen nośników energii. Dokonano również krótkiego przeglądu czynników mikroekonomicznych determinujących rozwój zgazowania węgla w Polsce. W podsumowaniu wskazano główne elementy ryzyka oddziaływujące na możliwości rozwojowe zgazowania w naszym kraju, takie jak brak zintegrowanej grupy producentów surowców, energii i produktów chemicznych, niewłaściwa lokalizacja zakładu zgazowania, brak popytu na produkty zgazowania wynikający z niekorzystnych regulacji prawnych dotyczących emisji CO2, intensywny rozwój wydobycia gazu łupkowego, spadek cen gazu ziemnego czy upadek krajowego przemysłu nawozów azotowych.

EN

The paper presents macro and microeconomic conditions of the development of coal gasification technology in Poland. Among macroeconomic factors, particular attention was turned to the issues of: the current state and development prospects of gasification technology, the energy security of Poland, EU climate policy and its implications, Polish energy policy, the external environment of the domestic economy, as well as the resources, demand and prices of energy carriers. A short review was also conducted of macroeconomic factors determining coal gasification in Poland. The paper concludes with a presentation of major risk elements affecting the development potential of coal gasification in Poland, such as: the lack of an integrated group of producers of raw materials, energy and chemical products, an inadequate location of the gasification plant, the lack of the demand for gasification products resulting from unfavourable legal regulations concerning CO2 emission, an intensive development of shale gas extraction, a decrease in natural gas prices as well as the collapse of the domestic nitrogen fertilizers industry.

17

Bariery rozwoju rynku sprężonego gazu ziemnego do napędu pojazdów w Polsce

Kwaśniewski K., Sas J.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2009

|

T. 26, z. 3

527-537

PL

Prognozy dotyczące głównych paliw alternatywnych do pojazdów na rok 2020 oceniają potencjał rynkowy paliw produkowanych z biomasy na 15%, gazu ziemnego na 10%, LPG na 5% i wodoru na kilka procent. Strategie rozwoju rynku NGV w Europie czy w regionie Azji i Pacyfiku są zdecydowanie różne. Substytucja paliw ropopochodnych w Polsce na zakładanym poziomie 2% w roku 2010 i 5% w roku 2015 nie będzie możliwa do zrealizowania, cele strategiczne w tym zakresie należy zatem skorygować. Na obecnym etapie rozwoju rynku w Polsce kluczowym zagadnieniem są strategie wdrożeniowe oraz koszty. Rozwiązania w zakresie wytwarzania pojazdów oraz sprężania gazu są technologią w pełni dojrzałą i nie stwarzają żadnego ryzyka operacyjnego. Doświadczenia krajów europejskich wskazują, że osiągnięcie "masy krytycznej" wymaga wybudowania w Polsce kilkuset czynnych całodobowo stacji sprężania, a analiza kosztów operacyjnych najlepszych rozwiązań w kraju pokazuje, że budowa i eksploatacja stacji może być efektywna przy cenie CNG na poziomie 1,35 zł/Nm3 (dotyczy poziomu cen I kwartału 2009), a więc zapewniającej konkurencyjność wobec paliw ropopochodnych. Jednak PGNiG S.A. powinno dokonać reorientacji strategii eksploatacji posiadanych stacji sprężania, standaryzacji rozwiązań w zakresie ich budowy i wyposażenia oraz polityki cen CNG.

EN

The forecast for 2020 for the main alternative gas for vehicles estimate the economic (market) potential of fuel produced of bio-mass at 15%, natural gas at 10%, LPG at 5% and hydrogen at a few percent. The development strategies of the NGV market in Europe and in the Asia-Pacific area are completely different. The substitution of fuel oil derivatives in Poland on the estimated level of 2% in 2010 and 5% in 2015 will not be possible to implementation (realization); thus the strategic aims in this area have to be corrected (adjusted). The implementing strategies and costs are the crucial issues at the present stage of the market development in Poland. The solutions of vehicles production and gas compression are the fully developed technology and do not create any operational risk. Based on the European countries experiences we can say that in order to reach the critical mass it is necessary to build in Poland a few hundred CNG gas stations, opened 24 hours. The analysis of operational costs of the best solutions in Poland shows that construction and exploitation of the gas stations can be effective at the 1,35 zł/Nm3 CNG price (for the prices of the first three months); so it guarantees the competitiveness toward the fuel oil derivatives. In that case PGNiG S.A. is obliged to reorientate its strategy of exploitation their CNG gas stations, to standardize the solutions of constructing and equiping as well as the CNG price policy.

18

Metoda opcji rzeczowych i możliwość ich wykorzystania do oceny projektów inwestycyjnych w koksownictwie

Kwaśniewski K., Strugała A., Żarczyński P.

Karbo

|

2009

|

Nr 3

161-165

PL

W sytuacji dużej niepewności co do kierunku rozwoju sytuacji rynkowej, przyszłe zdarzenia w otoczeniu koksowni są trudne do przewidzenia nawet w odniesieniu do całkiem nieodległej przyszłości. Wymagania jakościowe w stosunku do koksu wielkopiecowego wynikające z wprowadzania technologii PCI jak również podaż węgli koksowych (u ujęciu rodzajowym i ilościowym) podlegały w ostatnich latach istotnym zmianom. Także w przyszłości występować będą zapewne zmiany, które z uwagi na ich dynamiczny charakter są na dzień dzisiejszy trudne do precyzyjnego określenia. Strategie przyjmowane w tych okolicznościach koksownie muszą być na tyle elastyczne, aby nadążać za ciągłymi zmianami a jednocześnie umożliwiać wykorzystanie szans pojawiających się w niepewnym otoczeniu. Planowanie strategiczne w takich warunkach staje się więc procesem ciągłym i dynamicznym. Realizacja misternie przygotowanych planów rozwoju w warunkach wysokiej zmienności otoczenia może nawet w krótkim czasie okazać się nieuzasadniona. Z tych względów stosowanie klasycznych metod oceny projektów inwestycyjnych opartych na rachunku dyskontowym (głównie NPV i IRR) jest problematyczne, a czasem wręcz niemożliwe. Brak jest bowiem możliwości uwzględniania elastyczności i wieloetapowości rozwiązań oraz wpływu realizowanego projektu na ewentualne przyszłe inwestycje firmy. W tej sytuacji bardzo przydatnym narzędziem oceny są opcje rzeczowe, uwzględniające a także pozwalające wycenić możliwości aktywnego reagowania przez inwestora na zmieniające się warunki, także w trakcie realizacji projektu. W artykule przedstawiono zagadnienie ryzyka w projektach inwestycyjnych oraz sposoby jego uwzględnienia w tradycyjnych metodach dyskontowych. Wskazano na brak możliwości uwzględnienia opcji zawartych w projektach inwestycyjnych w wyniku oceny ich efektywności klasycznymi metodami dyskontowymi. Następnie przedstawiono istotę i podstawowe rodzaje opcji realnych. Opisano przebieg i etapy jakościowej oraz ilościowej analizy opcyjnej zagadnienia inwestycyjnego. Podano też przykłady możliwości zastosowania opcji rzeczowych w przemyśle koksowniczym.

EN

In the case of huge uncertainty regarding the development of the market situation, future events in the environment of the coke plant become more and more difficult to forecast, even with reference to the relatively near future. Quality requirements concerning blast furnace coke resulting from implementation of PCI technology as well as supply (in kind and quality perspective) of coking coals changed significantly. Certainly, in the future, some changes will occur which are currently difficult to define precisely due to their dynamic character. Strategies chosen by the coke plants in such circumstances must be flexible enough to follow continuous changes and, simultaneously, enable using the chances coming up in the uncertain environment. Strategic planning in such conditions becomes a continuous and dynamic process. It may appear unjustified to implement elaborate development plans, prepared in the conditions of high changeability of the environment, in a short period of time. Therefore, application of classic methods of investment projects evaluation based on discount account (mostly NPV and IRR) is problematic, and sometimes even impossible as it is not possible to take into account flexibility and multi-stage nature of solutions and the impact of a realized project on possible future investments of the company. In such a situation, real options are a useful tool, giving consideration to and allowing for evaluation of the possibility for an investor to react actively to changeable conditions, also in the course of realization of the project. The problem of risk in investment projects is presented in the article, and also the ways of taking it into account in traditional discount methods. It is pointed out that it is impossible to take into account the options included in investment projects during evaluation of their profitability by classic discount methods. Furthermore, the essence and basic kinds of real options are described. There is also a description of the course and stages of quality and quantity option analysis of an investment problem. Moreover, there are examples given of the possibilities of real options application in cokemaking industry.

19

Sprężony gaz ziemny jako paliwo do pojazdów : alternatywa dla transportu publicznego w Zakopanem

Kwaśniewski K., Sas J.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2008

|

T. 25, z. 2

417-425

PL

Jednym z kluczowych wyzwań współczesnego świata jest ograniczenie emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Decydujący wpływ na poziom tej emisji ma przemysł, ciepłownictwo oraz transport samochodowy i lotniczy. W skali lokalnej struktura emisji do atmosfery może być zupełnie odmienna, zwłaszcza w ośrodkach, gdzie nie ma rozwiniętego przemysłu. Zakopane - miejscowość typowo turystyczna, jest niestety narażona na pojawianie się smogu. Ma to swoje główne przyczyny w emisji spalin z ciepłownictwa oraz spalin z pojazdów samochodowych. W artykule zaproponowano rozwiązania organizacyjne i finansowanie projektu dotyczącego zmiany tradycyjnego paliwa (ON, benzyna) na gaz ziemny sprężony, dla transportu publicznego w Zakopanem, co pozwoliłoby istotnie zmniejszyć emisję CO2, CO i innych szkodliwych substancji do atmosfery, a przez to poprawić jakość powietrza w tej miejscowości.

EN

One of the key challenges of contemporary world is reducing toxic emissions to the atmosphere. The level of emissions is defined by industry, heating industry, car and air transport. At a local scale, the structure of atmospheric emissions can vary in places where the industry has not developed. Zakopane is a typically tourist-oriented place, which, however is endangered with smog formation. This is mainly caused by the waste gases emission from heating plants and from the combustion of car fuels. The organization and financial solutions of a project dedicated to replacing of traditional fuel (ON, gasoline) with compressed natural gas for public transport in Zakopane, were proposed. They would enable reducing atmospheric emissions of CO2, CO and other noxious substances, thus improving the quality of air in Zakopane.

20

Strategia kształtowania poziomu cen CNG w oparciu o analizę rentowności granicznej dystrybutora gazu i operatora floty pojazdów

Kwaśniewski K., Sas J.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2006

|

R. 23/1

293-300

PL

Spośród paliw alternatywnych gaz ziemny ma największy potencjał rynkowy, pozwalający zmniejszyć wysoki stopień uzależnienia sektora transportowego od ropy naftowej oraz ograniczyć szkodliwość jego oddziaływania na środowisko. W artykule przedstawiono perspektywy rozwoju rynku paliw alternatywnych - w tym rynku CNG w Polsce. Omawiając ekonomiczne aspekty substytucji paliw tradycyjnych alternatywnymi, autorzy przeprowadzają analizę rentowności granicznej inwestycji - budowy stacji sprężania oraz wymiany części floty pojazdów. Na tej podstawie próbują oszacować cenę CNG zapewniającą rozwój rynku NGV przy spełnieniu warunku efektywności inwestycji. Aby warunek ten mógł być spełniony w długim horyzoncie czasowym i tym samym stymulować szybszy rozwój sektora NGV, konieczna jest odpowiednia polityka podatkowa państwa

EN

From among alternative fuels, in the nearest future it is the natural gas that will have big enough economic potential which may reduce the highest level dependency of the transport sector on fuel oil, additionally reducing its harmful influence on the environment. The article presents the perspectives of market development of alternative fuels including CNG in Poland. Discussing the economic aspects of substitution of fuel, the authors do the BEP (Break-Even Analysis) investment i.e. the building of a compression station as well as the replacement of the fleet of vehicles. On this basis they look for the best price assuring development of the NGV market under fulfilment of the condition of effectiveness of investment. In order to fulfil this condition in the long-term perspectives and at the same time stimulate the faster development of the NGV sector, the appropriate tax policy is necessary in our country