Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modeling environmental and economic factors in regional energy optimization

Coban Hasan Huseyin, Lewicki Wojciech, Brelik Agnieszka

Economics and Environment

|

2024

|

No. 2

art. no. 748

EN

This article addresses the contemporary environmental challenges stemming from rapid economic growth, surging energy consumption, urban expansion, and mounting waste issues. The study explores the optimisation of a regional energy system, considering not only the electric energy sector but also the fuel and thermal energy sectors for the selected geographical destination. In this study, the application of the Linprog optimisation function in MATLAB programming tool to solve Regional Energy System Optimization with renewable resources is explained. The primary objective is to develop a mathematical model that identifies the optimal energy balance structure, allowing for the partial replacement of hydrocarbon sources with bioresources and waste in heat and electricity generation, as well as in vehicle fuel consumption. The modelling approach involves linear programming and integrates two key criteria: economic (cost of energy for consumers) and environmental (carbon footprint). The novelty of this approach lies in applying life cycle analysis to assess potential environmental consequences. Results reveal optimal generation volumes based on economic and environmental considerations. When optimising solely for economic criteria, municipal solid waste, along with wind energy, emerges as the preferred source. In contrast, the simultaneous optimisation of economic and environmental parameters aligns with the economic calculation, demonstrating a balanced approach to sustainable development.

PL

W artykule omówiono współczesne wyzwania środowiskowe wynikające z szybkiego wzrostu gospodarczego, rosnącego zużycia energii, ekspansji miast i narastających problemów z odpadami. W opracowaniu podjęto próbę optymalizacji regionalnego systemu energetycznego, uwzględniając nie tylko sektor energii elektrycznej, ale także sektor paliwowy i energetyki cieplnej dla wybranej lokalizacji geograficznej. W tym opracowaniu wyjaśniono zastosowanie funkcji optymalizacyjnej Linprog w narzędziu programistycznym MATLAB do rozwiązywania problemów z optymalizacją regionalnego systemu energetycznego przy użyciu zasobów odnawialnych. Podstawowym celem jest opracowanie modelu matematycznego identyfikującego optymalną strukturę bilansu energetycznego, pozwalającą na częściowe zastąpienie źródeł węglowodorów biosurowcami i odpadami w procesie wytwarzania ciepła i energii elektrycznej, a także w zużyciu paliwa przez pojazdy. Podejście modelowe obejmuje programowanie liniowe i integruje dwa kluczowe kryteria: ekonomiczne (koszt energii dla konsumentów) i środowiskowe (ślad węglowy). Nowatorstwo tego podejścia polega na zastosowaniu analizy cyklu życia do oceny potencjalnych konsekwencji dla środowiska. Wyniki ujawniają optymalne wielkości produkcji w oparciu o względy ekonomiczne i środowiskowe. W przypadku optymalizacji wyłącznie pod kątem kryteriów ekonomicznych, preferowanym źródłem są stałe odpady komunalne oraz energia wiatrowa. Natomiast jednoczesna optymalizacja parametrów ekonomicznych i środowiskowych pokrywa się z kalkulacją ekonomiczną, wykazując zrównoważone podejście do zrównoważonego rozwoju.

2

Economic potential of recovery and recycling of silicone photovoltaics cells and non-ferrous metals as part of the transition towards a circular economy

Niekurzak Mariusz, Brelik Agnieszka, Lewicki Wojciech

Economics and Environment

|

2023

|

No. 3

202--224

EN

The article aims to assess the economic recovery and recycling of silicon PV cells and the non-ferrous metals contained in them, taking into account the analysis of costs, benefits and factors: legal, ecological, technical, technological and social. The research methodology was based on statistical measures related to the analysis of PV structure and changes in individual years of operation. For the designated structures, the current state of knowledge and legal status in the field of recycling methods of exploited PV installations were defined. In addition, an analysis of the Polish market about selected developed countries concerning the recycling sector was performed, and the identification of key factors and barriers to the development of the analysed sector was presented. On this basis, the possibilities and directions of support for the PV recycling sector were indicated, and a SWOT analysis of possible methods of its support was made.

PL

Celem artykułu jest ocena ekonomiczna odzysku i recyklingu krzemowych ogniw PV i zawartych w nich metali nieżelaznych z uwzględnieniem analizy kosztów, korzyści i czynników: prawnych, ekologicznych, techniczno-technologicznych i społecznych. Metodologię badań oparto na miarach statystycznych związanych z analizą struktury i zmian PV w poszczególnych latach ich eksploatacji. Dla wyznaczonych struktur określono aktualny stan wiedzy i stan prawny w zakresie metod recyklingu wyeksploatowanych instalacji PV. Ponadto wykonano analizę rynku polskiego względem wybranych krajów rozwiniętych odnośnie sektora recyklingu, przedstawiono identyfikację kluczowych czynników i barier rozwoju analizowanego sektora. Na tej podstawie wskazano możliwości, kierunki wsparcia sektora recyklingu PV i dokonano analizy SWOT możliwych metod jego wsparcia.

3

Optimization of energy cogeneration processes of district heating systems based on biogas sources - case study of a municipal area

Bera Milena, Lewicki Wojciech, Brelik Agnieszka

Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska

|

2022

|

z. 158

59--71

EN

Purpose: The aim of this article is to present selected research results in the field of optimization of energy cogeneration processes of heating systems based on biogas sources, in terms of the possibility of obtaining ecological and energy benefits in the municipal area. Design/methodology/approach: The considerations are a case study, including an analysis of the choice of the optimal variant of agricultural biogas construction in the Łobez Municipality in the Zachodniopomorskie Voivodeship from the point of view of both the substrate used in biogas and the proposed technological solutions. The subject matter focuses on comparing the estimated ecological effect of biogas with different powers and choosing the optimal model solution. The research process used secondary and statistical data and the selected comparative method to calculate the carbon dioxide emission reduction factor. Findings: The authors indicate which technology of obtaining energy should be dominant in the field of optimization of energy cogeneration processes of heating systems in Poland in areas dominated by agricultural economy. Research limitations/implications: The presented research concerns the assessment of one of the parameters (substrate used in biogas) affecting the optimization of biogas production. Future research in this area should focus on the assessment of other factors determining the validity of the discussed solutions in relation to the adopted state policy in the field of development of renewable energy sources and agricultural economy. Practical implications: The results of the research are the first approach to indicate the government and regional administration the type of energy that may form the basis of the future strategy of changes in the field of energy cogeneration of heating systems in municipal and agricultural areas in Poland. Social implications: The description of the agricultural biogas model, which served as an example, can be helpful in the process of identifying benefits not only for the environment but also as an element stimulating economic and social development at the local and regional level. Originality/value: An experimental research approach may be helpful in understanding the essence of optimization of energy congregation processes of heating systems based on biogas sources in selected areas of Poland.

4

The essence of the potential of the agricultural biogas market in Poland – a case study of a biogas plant project

Brelik Agnieszka, Lewicki Wojciech, Bera Milena, Śpiewak-Szyjka Monika

Ekonomia i Środowisko

|

2022

|

nr 4

196--214

EN

In recent years, the development of renewable energy sources has become one of the key demands in the European Union's policy. In Poland, the idea emerged that the energy potential of domestic agriculture may be an opportunity for broader use of the available agricultural biomass. Given that agricultural biogas has long been seen as one of the most promising directions for energy transition, the goal of the article was to assess the potential of the agricultural biogas market in Poland. The research methodology was based on statistical measures related to analysing the structure and changes over time in individual years. The structure analysis was carried out for selected Polish provinces, for which empirical distributions were built and selected descriptive parameters were calculated. A similar study was made in relation to selected EU countries. In addition, according to the National Action Plan for Renewable Energy, at least one agricultural biogas plant should be established in each Polish municipality. On this basis, the article assesses the ecological effect of the project on agricultural biogas in Marcinkowice, in the Zachodniopomorskie Voivodeship. The presented simulations allowed us to conclude that an agricultural biogas plant can be an ecological potential in the form of reducing the consumption of fossil fuels by reducing emissions of pollutants and greenhouse gases into the atmosphere while reducing fossil fuel consumption. It was important for the practice to confirm that investing in renewable energy sources, including the use of biogas, is part of the goals and directions of development related to the sustainable management of environmental resources and the development of renewable energy sources.

PL

W ostatnich latach jednym z kluczowych postulatów w polityce Unii Europejskiej stał się rozwój odnawialnych źródeł energii. W Polsce pojawiła się idea, że potencjał energetyczny krajowego rolnictwa może stanowić szansę na szersze wykorzystanie dostępnej biomasy rolniczej. Biorąc pod uwagę fakt, że biogaz rolniczy od dawna postrzegany jest jako jeden z najbardziej obiecujących kierunków transformacji energetycznej, celem artykułu była ocena potencjału rynku biogazu rolniczego w Polsce. Metodologia badań została oparta na miarach statystycznych związanych z analizą struktury i zmian w czasie w poszczególnych latach. Analizę struktury przeprowadzono dla wybranych województw Polski, dla których zbudowano rozkłady empiryczne i obliczono wybrane parametry opisowe. Podobnej analizy dokonano w stosunku do wybranych krajów unijnych. Ponadto zgodnie z Krajowym Planem Działań w zakresie energii ze źródeł odnawialnych w każdej polskiej gminie powinna powstać co najmniej jedna biogazownia rolnicza. Na tej podstawie w artykule dokonano oceny efektu ekologicznego projektu biogazowi rolniczej w miejscowości Marcinkowice, w województwie zachodniopomorskim. Przedstawione symulacje pozwoliły na stwierdzenie, że biogazownia rolnicza może stanowić potencjał ekologiczny w postaci ograniczenia zużycia paliw kopalnych poprzez zmniejszenie emisji zanieczyszczeń i gazów cieplarnianych do atmosfery, przy jednoczesnym ograniczeniu zużycia paliw kopalnych. Istotnym dla praktyki było potwierdzenie, że inwestowanie w zakresie odnawialnych źródeł energii, w tym wykorzystanie biogazu, wpisuje się w cele i kierunki rozwoju związane ze zrównoważonym gospodarowaniem zasobami środowiska i rozwojem odnawialnych źródeł energii.