Hydrogen as a raw material finds its main use and application on the Polish market in the chemical industry. Its potential applications for the production of energy in fuel cell systems or as a fuel for automobiles are widely analyzed and commented upon ever more frequently. At present, hydrogen is produced worldwide mainly from natural gas, using the SMR technology or via the electrolysis of water. Countries with high levels of coal resources are exceptional in that respect, as there the production of hydrogen is increasingly based on gasification processes. China is such an example. There some 68% of hydrogen is generated from coal. The paper discusses the economic efficiency of hydrogen production technologies employing lignite gasification, comparing it with steam reforming of natural gas technology (SMR). In present Polish conditions, this technology seems to be the most probable alternative for natural gas substitution. For the purpose of evaluating the economic efficiency, a model has been developed, in which a sensitivity analysis has been carried out. An example of the technological process of energy-chemical processing of lignite has been presented, based on the gasification process rooted in disperse systems, characteristics of the fuel has been discussed, as well as carbon dioxide emission issues. Subsequently, the assumed methodology of economic assessment has been described in detail, together with its key assumptions. Successively, based on the method of discounted cash flows, the unit of hydrogen generation has been determined, which was followed by a detailed sensitivity analysis, taking the main risk factors connected with lignite/coal and natural gas price relations, as well as the price of carbon credits (allowances for emission of CO2) into account.
PL
Wodór jako surowiec ma głównie zastosowanie na rynku Polskim w przemyśle chemicznym, jednak coraz częściej są szeroko analizowane i komentowane jego perspektywiczne zastosowania do produkcji energii w układach ogniw paliwowych czy jako paliwa samochodowego. W chwili obecnej na świecie wodór wytwarzany jest głównie z gazu ziemnego przy wykorzystaniu technologii reformingu parowego lub na drodze elektrolizy wody. Wyjątkiem są kraje dysponujące dużymi zasobami węgla, gdzie jego produkcja jest coraz częściej oparta na procesach zgazowania. Takim przykładem są Chiny, gdzie około 68% wodoru wytwarzane jest z węgla. Artykuł porusza tematykę oceny efektywności ekonomicznej technologii produkcji wodoru na drodze zgazowania węgla brunatnego odnosząc ją do technologii reformingu parowego gazu ziemnego (SMR). Aktualnie, w warunkach polskich technologia ta wydaje się być najbardziej prawdopodobną alternatywą substytucji gazu ziemnego. Na potrzeby oceny efektywności ekonomicznej zbudowano model, w którym przeprowadzono analizę wrażliwości, w szczególności zaprezentowano przykładowy proces technologiczny energo-chemicznego przetwarzania węgla brunatnego, bazujący na procesie zgazowania na podstawie układu dyspersyjnego, omówiono charakterystykę paliwa oraz kwestię emisji ditlenku węgla. Następnie szczegółowo opisano przyjętą metodykę oceny ekonomicznej oraz jej kluczowe założenia. Kolejno, bazując na metodzie zdyskontowanych przepływów pieniężnych, wyznaczono jednostkowy koszt wytworzenia wodoru, po czym dokonano szczegółowej analizy wrażliwości, uwzględniając główne czynniki ryzyka, związane z relacją cen węgla i gazu ziemnego oraz ceną pozwoleń na emisje CO2.
Publikacja poświęcona jest zastosowaniu programowania matematycznego w odwzorowaniu długoterminowego funkcjonowania krajowego sektora energetycznego. Celem pracy było prognozowanie rozwoju krajowych producentów energii elektrycznej i ciepła dla różnych systemów dystrybucji uprawnień do emisji CO2. Europejski system handlu uprawnieniami zbywalnymi do emisji CO2 (EU ETS) wchodzi w skład tzw. pakietu klimatycznego, mającego na celu zna-czącą redukcję emisji CO2 w krajach UE. Przedstawiono zastosowaną metodykę modelowania krajowego sektora energii dla różnych systemów dystrybucji uprawnień zbywalnych. Dokonano krótkiej charakterystyki zastosowanego modelu optymalizacyjnego i jego najważniejszych zmian w porównaniu z wersjami wcześniejszymi, opisano także scenariusze badawcze. Opisano sposób obliczenia sumy nadwyżki producentów i konsumentów energii, będącej kryterium optymalizacji oraz scharakteryzowano modelowy wybór technologii energetycznych w warunkach aukcji uprawnień do emisji CO2. Przedstawiono wyniki obliczeń modelowych, będące syntetycznym obrazem zmian, które mogą się dokonać w krajowym sektorze energetycznym do końca 2025 roku. Wyniki dotyczą zmian struktury wytwarzania energii, kosztów produkcji energii elektrycznej i ciepła, emisji zanieczyszczeń, koszt zakupu uprawnień zbywalnych oraz wysokości kosztów bezpośrednich i pośrednich dla rozważanych scenariuszy badawczych. Pracę kończą najważniejsze wnioski dotyczące wpływu wprowadzenia systemu EU ETS na krajowy sektor energii, ujęte zarówno od strony teoretycznej, jak i empirycznej.
EN
The paper is devoted to application of mathematical programming in long-term forecasting of the national energy sector. The aim of this study was to forecast the development of domestic electricity and heat sectors for the various systems of CO2 allowances distribution. The European Trading Scheme for tradable CO2 emissions (EU ETS) is a part of the so-called climate package aimed at significant reduction of CO2 emissions in EU countries. It is an in-strument which allows to achieve the ambitious emission reduction targets in an efficient way at the lowest cost. It covers mainly European power producers (though not only), hence its crucial importance for them. Poland, which primarily uses fossil fuels to energy production, is particularly sensitive to the strict rules of its operation. The methodology used to modeling the national energy market for the various systems of tradable allowances was presented. There have been briefly described the optimization model and its most important changes compared with its previous versions. The chapter shows how a total surplus of producers and consumers of energy - which is the criterion of optimization - is computed, and how a selection of energy technologies under the CO2 allowances is made in the model. The results of the model runs, which is a synthetic picture of changes that may occur in the national energy sector by the end of 2025 are shown. The results relate to changes in the structure of energy production, electricity and heat production costs, emissions of pollutants, the cost of purchasing of CO2 allowances and direct and indirect costs of scenarios considered. The work ends the main conclusions of the impact of the EU ETS on the domestic energy sector, analyzed from both the theoretical and empirical point of view.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.