Poland is among the top ten countries in the world in terms of lignite resources (including reserves). With respect to lignite mining, its position is even higher at sixth in the world, fourth in Europe and second in the European Union (EU). The role of lignite in the Polish energy mix is crucial because ~27% of electricity was generated in lignite-fired power plants in 2022. However, there are countries in Europe where the dependence on lignite is much greater and currently in the range of 40-96%. Both the national and EU climate energy policy assumes the abandonment of lignite as a source of ‘dirty’ electricity within the next two decades. This ambitious goal is achievable but it may be threatened by the geopolitical situation. However, after 2040-2044, a large number of lignite deposits will remain in Poland. The deposits are well recognized and the detailed geology is well documented, with the estimated reserves intended for exploitation amounting to 5.8 Gt. These deposits, like the five which are currently mined, are stratigraphically diverse and characterized by a complex geology, representing different genetic types. In the context of a coal-free energy policy in the EU, the problem of the legal protection of lignite deposits remains. Thus, the question arises of what is next for Polish lignite deposits. They may be managed in the coming decades by using improved unconventional methods, such as in situ or ex situ gasification. Lignite deposits will constitute a strategic reserve in the event of a deep energy crisis caused by an unstable geopolitical situation. Finally, we suggest the urgent introduction of more precise legal changes that would protect at least part of the lignite resources in Poland for future generations.
PL
Polska znajduje się w pierwszej dziesiątce krajów na świecie pod względem zasobów i rezerw węgla brunatnego. Pod względem wydobycia węgla brunatnego jej pozycja jest jeszcze wyższa, tj. szósta na świecie, czwarta w Europie i druga w Unii Europejskiej (UE). Rola węgla brunatnego w polskim miksie energetycznym jest kluczowa, gdyż w 2022 roku w elektrowniach nim opalanych wytworzono ~27% energii elektrycznej. Zarówno krajowa, jak i unijna polityka klimatyczno-energetyczna zakłada w ciągu najbliższych dwóch dekad odejście od węgla brunatnego jako źródła „brudnej” energii elektrycznej. Ten ambitny cel jest możliwy do osiągnięcia, jednak może mu zagrozić sytuacja geopolityczna. Z drugiej strony, po latach 2040-2044, w Polsce pozostanie duża liczba złóż węgla brunatnego. Złoża są dobrze rozpoznane, szczegółowa budowa geologiczna dobrze udokumentowana, a szacowane zasoby przeznaczone do eksploatacji wynoszą 5,8 Gt. Złoża te, podobnie jak pięć obecnie eksploatowanych, są zróżnicowane stratygraficznie, charakteryzują się złożoną geologią oraz reprezentującą różne typy genetyczne. W kontekście bezwęglowej polityki energetycznej w UE pozostaje problem prawnej ochrony złóż węgla brunatnego. Rodzi się zatem pytanie: co dalej z polskimi złożami węgla brunatnego? Można je w nadchodzących dziesięcioleciach zagospodarować, stosując udoskonalone metody niekonwencjonalne, takie jak zgazowanie in situ lub ex situ. Złoża węgla brunatnego będą stanowić rezerwę strategiczną na wypadek głębokiego kryzysu energetycznego spowodowanego np. niestabilną sytuacją geopolityczną. Zatem sugerujemy pilne wprowadzenie bardziej precyzyjnych zmian prawnych, które chroniłyby przynajmniej część zasobów węgla brunatnego w Polsce dla przyszłych pokoleń.
Komisja Europejska zaprezentowała zbiór inicjatyw określonych jako Europejski Zielony Ład (European Green Deal) [1] wskazując kierunek rozwoju krajom członkowskim, a mianowicie w 2050 roku Europa ma być pierwszym kontynentem neutralnym dla klimatu. Z tą ambicją świat polityki kreuje wizję nowoczesnej polityki klimatycznej, jak również przemysłowej. Firmy zużywające dużo energii potrzebują zielonej energii elektrycznej, jeśli chcą, aby ich procesy produkcyjne były neutralne dla klimatu. Transformacji energetycznej towarzyszy również dynamiczny rozwój sieci elektroenergetycznej, zarówno na poziomie przesyłowym, jak i dystrybucyjnym. Sieci stanowić mają centralny interfejs dla zastosowań energetycznych, które do tej pory opierały się głównie na paliwach kopalnych, zarówno w transporcie drogowym, ciepłownictwie, jak i w procesach przemysłowych. Polska nie może dłużej opierać swojej energetyki na węglu. Konieczna jest dywersyfikacja wytwarzania energii, czyli wprowadzenie różnorodnych źródeł energii, przy założeniu ich niskoemisyjności. Polityka klimatyczna UE nie jest jedyną motywacją, chodzi także o względy czysto ekonomiczne związane z polskim górnictwem. Aby sprostać wymaganiom i zmianom w energetyce europejskiej w Polsce planuje się rozwój energetyki atomowej i to w wydaniu „dużego” i „małego” atomu. W artykule przedstawiono różnice między tymi technologiami, z naciskiem na podkreślenie potencjału małych reaktorów modułowych (Small Modular Reactors, SMR).
EN
The European Commission presented a set of initiatives known as the European Green Deal [1], indicating the direction of development for member states, namely in 2050 Europe is to be the first climate-neutral continent. With this ambition the world of politics creates a vision of modern climate and industrial policy. Companies that consume a lot of energy need green electricity if they intend to make their production processes climate neutral. The energy transformation is also accompanied by the dynamic development of the power grid, both at the transmission and distribution levels. The networks are to constitute a central interface for energy applications that so far have been mainly based on fossil fuels, in transport, heating and industrial processes. Poland cannot base the energy production on coal any longer. It is necessary to diversify energy production, i.e. introduce various energy sources assuming their low emission. However, the EU’s climate policy is not the only motivation, it is also about purely economic reasons related to Polish mining. In order to meet the requirements and changes in the European energy sector, the development of nuclear energy in Poland is planned in both ways, i.e. the conventional and small modular reactors. The article presents the differences between these technologies, with an emphasis on the potential of small modular reactors (Small Modular Reactors, SMR).
The article examines the environmental performance of a diesel generator that runs on a biofuel mixture. Biofuels are considered to be more environmentally friendly than traditional petroleum products and have become popular alternatives in the field of electricity production. To reduce dependence on petroleum fuels and decrease harmful exhaust-gas emissions from diesel generators, it is suggested to use biodiesel fuel and its mixture with diesel fuel. Various environmental indicators were measured and analyzed in this study, including the emissions of harmful substances, carbon dioxide, nitrogen oxides and particulates. By using biofuels, pollutant emissions are expected to be reduced because biofuels are made from renewable sources such as vegetable oils or biomass. The results of the study show that the use of a biofuel mixture in a diesel generator leads to a significant reduction in the emission of harmful substances compared to the use of traditional petroleum products. A reduction in the emissions of carbon dioxide and nitrogen oxides was found, which contributes to a reduction of the impact on climate change and air pollution. In addition, a decrease in particle emissions was noted, which contributes to the improvement of air quality and people’s health. The goal was achieved by researching the impact of a mixture of diesel and biodiesel fuel on the technical, economic and environmental indicators of an autonomous diesel generator. The regulation of the composition of the fuel mixture ensured the preservation of the power of the generator in all its modes of operation, while reducing the cost of purchasing fuel by 10% and reducing the smokiness of exhaust gas by up to 57%, depending on the mode of operation of the diesel engine.
PL
W artykule przeanalizowano wydajność środowiskową generatora diesla zasilanego mieszanką biopaliw. Biopaliwa są uważane za bardziej przyjazne dla środowiska niż tradycyjne produkty ropopochodne i stały się popularną alternatywą w dziedzinie produkcji energii elektrycznej. Aby zmniejszyć zależność od paliw ropopochodnych i obniżyć emisję szkodliwych gazów spalinowych z generatorów diesla, sugeruje się stosowanie paliwa biodiesel i jego mieszaniny z olejem napędowym. W niniejszym artykule zmierzono i przeanalizowano różne wskaźniki środowiskowe, w tym emisję szkodliwych substancji, dwutlenku węgla, tlenków azotu i cząstek stałych. Oczekuje się, że dzięki zastosowaniu biopaliw emisja zanieczyszczeń zostanie zmniejszona, ponieważ biopaliwa są wytwarzane ze źródeł odnawialnych, takich jak oleje roślinne lub biomasa. Wyniki analizy pokazują, że zastosowanie mieszanki biopaliw w generatorze diesla prowadzi do znacznego zmniejszenia emisji szkodliwych substancji w porównaniu z wykorzystaniem tradycyjnych produktów ropopochodnych. Stwierdzono zmniejszenie emisji dwutlenku węgla i tlenków azotu, co przyczynia się do redukcji wpływu na zmiany klimatyczne i zanieczyszczenie powietrza. Ponadto odnotowano spadek emisji cząstek stałych, co przyczynia się do poprawy jakości powietrza i zdrowia ludzi. Cel został osiągnięty poprzez zbadanie wpływu mieszanki oleju napędowego i biodiesla na wskaźniki techniczne, ekonomiczne i środowiskowe autonomicznego generatora diesla. Regulacja składu mieszanki paliwowej zapewniła zachowanie mocy generatora we wszystkich trybach jego pracy, przy jednoczesnym obniżeniu kosztów zakupu paliwa o 10% i zmniejszeniu zadymienia spalin nawet o 57%, w zależności od trybu pracy silnika wysokoprężnego.
Wśród przedsiębiorców coraz popularniejsze, m.in ze względu na wzrost cen uprawnień do emisji C0₂ oraz energii elektrycznej, stają się inwestycje we własne źródła energii. Pozwalają one na redukcję kosztów, powodują jednak konieczność realizacji szeregu obowiązków prawnych, poniesienia wydatków związanych z wykonaniem inwestycji oraz ich późniejszą obsługą.
Znaczący wzrost cen nośników energii niewątpliwie zachęca do stosowania rozwiązań wykorzystujących OZE, jednak nie zastąpią one nagle i w każdej sytuacji paliw kopalnych. W najbliższych latach można się zatem spodziewać również wzrostu zainteresowania przedsiębiorców bardziej sprawnymi systemami zaopatrzenia firm i budynków w energię elektryczną i cieplną przy wykorzystaniu tradycyjnych paliw - w tym kogeneracją. To jeden z alternatywnych sposobów spożytkowania energii zawartej w paliwie gazowym, umożliwiający wspólne wytwarzanie energii cieplnej i elektrycznej w ramach jednego procesu. Przyjrzyjmy się uwarunkowaniom takiej inwestycji i jednemu z przedsięwzięć, zrealizowanych na potrzeby miejscowości Skórcz.
Możliwość tworzenia spółdzielni energetycznych została wprowadzona w ramach nowelizacji ustawy o odnawialnych źródłach energii („Ustawa OZE”), uchwalonej przez Sejm 19 lipca 2019 r., która wyszła w życie 29 sierpnia 2019 r. Spółdzielnia energetyczna może prowadzić działalność w zakresie wytwarzania energii elektrycznej, biogazu, lub ciepła w instalacjach odnawialnego źródła energii.
Systemy wytwarzania oraz przesyłu energii ewoluują. Powstanie paradygmatu Smart Grid, wprowadzenie odnawialnych źródeł energii oraz nowych sposobów jej gromadzenia wymaga, aby sieci i systemy stawały się coraz bardziej elastyczne w zakresie swojego funkcjonowania. Powoduje to, że automatyczne sterowanie siecią staje się czynnikiem kluczowym w całym cyklu dostawy - poczynając od wytworzenia, poprzez transmisję, a na odczycie liczników konsumenckich (IED) kończąc
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Termoenergetyka jest działem energetyki obejmującym wytwarzanie i przetwarzanie energii cieplnej, m.in. w energię elektryczną. Rozwój energetyki cieplnej zapoczątkowany został wynalezieniem i zastosowaniem w przemyśle, parowego silnika tłokowego (XVIII w.) i odkryciem w pierwszej połowie XIX w. najważniejszych praw termodynamiki, a jego przyspieszenie datuje się na koniec XIX w. kiedy skonstruowano pierwszą turbinę parową. W ostatnich latach coraz częściej wykorzystuje się energię cieplną pochodzącą z ziemi (geotermia). Energia geotermiczna jest przyjazną dla środowiska, odnawialną, stabilną i zrównoważoną formą energii dającą szansę na zaspokojenie nawet całego światowego zapotrzebowania na energię użytkową.
Instalacje hybrydowe to układy wykorzystujące kilka różnych źródeł ciepła. Zazwyczaj łączy się w nich nowoczesne technologie wytwarzania energii z metodami konwencjonalnymi. Odpowiednie połączenie wielu źródeł ciepła zapewniają m.in. zestawy hydrauliczne, które mogą zastąpić bardziej skomplikowane układy z armaturą.
Future demand for managing a huge number of individually operating small and often volatile energy resources within the smart grid is preponderantly answered by involving decentralized orchestration methods for planning and scheduling. Many planning and scheduling problems are of a multi-objective nature. For the single-objective case - e.g. predictive scheduling with the goal of jointly resembling a wanted target schedule - fully decentralized algorithms with self-organizing agents exist. We extend this paradigm towards fully decentralized agent-based multi-objective scheduling for energy resources e.g. in virtual power plants for which special local constraint-handling techniques are needed. We integrate algorithmic elements from the well-known S-metric selection evolutionary multi-objective algorithm into a gossiping-based combinatorial optimization heuristic that works with agents for the single-objective case and derive a number of challenges that have to be solved for fully decentralized multi-objective optimization. We present a first solution approach based on the combinatorial optimization heuristics for agents and demonstrate viability and applicability in several simulation scenarios.
W dwuczęściowym artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące wybranych aspektów energetyki wiatrowej. Omówiono perspektywy rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce, aspekty ekonomiczne produkcji energii z farm wiatrowych oraz układy sterowania stosowane w siłowniach wiatrowych. Sformułowano wnioski końcowe.
EN
The two-part article presents issues related to selected aspects of wind energy. Prospects for the development of wind energy in Poland, economic aspects of energy production from wind farms and control systems used in wind turbines were described. The final conclusions have been presented.
W dwuczęściowym artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące wybranych aspektów energetyki wiatrowej. Omówiono perspektywy rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce, aspekty ekonomiczne produkcji energii z farm wiatrowych oraz układy sterowania stosowane w siłowniach wiatrowych. Sformułowano wnioski końcowe.
EN
The two-part article presents issues related to selected aspects of wind energy. Prospects for the development of wind energy in Poland, economic aspects of energy production from wind farms and control systems used in wind turbines were described. The final conclusions have been presented.
The Organic Flash Cycle (OFC) is suggested as a vapor power cycle that could potentially improve the efficiency of utilization of the heat source. Low and medium temperature finite thermal sources are considered in the cycle. Additionally the OFC’s aim is to reduce temperature difference during heat addition. The study examines 2 different fluids. Comparisons are drawn between the OFC and an optimized basic Organic Rankine Cycle (ORC). Preliminary results show that ethanol and water are better suited for the ORC and OFC due to higher power output. Results also show that the single flash OFC achieves better efficiencies than the optimized basic ORC. Although the OFC improves the heat addition exergetic efficiency, this advantage was negated by irreversibility introduced during flash evaporation.
Udokumentowane zasoby paliw kopalnych oraz prognozy ich zużycia wskazują, że węgiel, w perspektywie średnio i długoterminowej, będzie miał istotną rolę jako źródło energii i surowiec dla przemysłu chemicznego. Dotyczy to zarówno naszego kraju, jak i gospodarki światowej. Procesy przetwórstwa węgla, w tym zgazowanie i piroliza mogą wykorzystywane być również do wielotonażowej produkcji wodoru, tworząc podstawę do rozwoju nowych kierunków energetycznych w ramach tzw. Gospodarki Wodorowej. W powiązaniu ze wzrostem zapotrzebowania na energię spowoduje to konieczność rozwoju zarówno istniejących, jak i opracowania nowych wysokoefektywnych technologii wykorzystania węgla. Oprócz wymagań wzrostu sprawności wytwarzania energii kluczowym kierunkiem rozwoju technologii węglowych będzie radykalne obniżenie ich uciążliwości dla środowiska, ze szczególnym uwzględnieniem emisji CO2, uważanej za jedną z podstawowych przyczyn efektu cieplarnianego. W pracy przedstawiono charakterystykę podstawowych kierunków rozwoju Czystych Technologii Węglowych (CTW), obejmujących zarówno procesy przygotowania paliwa, jak również jego przetwórstwa do energii oraz cennych produktów chemicznych w tym paliw płynnych i gazowych. Szczególną uwagę poświęcono metodom obniżenia emisji CO2 oraz technologiom zgazowania jako źródła gazu syntezowego dla zastosowań energetycznych i chemicznych. Przedstawiono podstawy procesu zgazowania węgla oraz stan rozwoju komercyjnych technologii zgazowania na świecie. Omówiono również wyniki badań ukierunkowanych na rozwój własnych, krajowych, rozwiązań technologicznych. Dotyczy to zwłaszcza rozwoju fluidalnej technologii zgazowania wykorzystującej jako surowiec w procesie ditlenek węgla. Ważnym elementem pracy jest również przedstawienie aktualnej sytuacji w obszarze działań administracyjnych oraz komercyjnych ukierunkowanych na wdrożenie pierwszych układów przemysłowych w naszym kraju.
EN
Fossil fuel reserves and forecasts of their consumption indicate that coal, in the medium to long term perspective, will have a significant role as a source of energy and raw materials for the chemical industry. This applies both to Poland and world economy. Coal can also be a valuable source of hydrogen, whose multi-tonnage production is the basis for the development of new energy directions within Hydrogen Economy. The key directions of coal technologies development are related to increase of energy efficiency and radical reduction in environmental impact, with particular emphasis on CO2 emission, which contribute in to global warming and climate change. The paper presents the main directions for the development of Clean Coal Technologies (CTW), which covers both, coal preparation processes and coal processing into energy and valuable chemical products including liquid and gaseous fuels. Particular attention has been paid to CO2 separation processes and coal gasification technology as a source of synthesis gas for energy and chemical applications. The principles of the gasification process and state of development of commercial solutions were shown. The results of national research aimed at the development of in-house, technology were also discussed. An important part of the paper is also presentation of the current situation in the field of activities aimed at the implementation of the first commercial gasification technology in Poland.
Aktualne kierunki rozwoju technologii zgazowania węgla są związane przede wszystkim z wytwarzaniem energii elektrycznej oraz gazu procesowego na potrzeby syntezy chemicznej. Szczególnie atrakcyjne wydaje się zastosowanie zgazowania w tzw. układach poligeneracyjnych, łączących wytwarzanie energii elektrycznej oraz produktów chemicznych z węgla, głównie paliw płynnych silnikowych, metanolu lub wodoru.
W artykule przedstawiono koncepcję wykonania małej elektrowni wiatrowej, przeznaczonej dla pojedynczego gospodarstwa domowego, o mocy rzędu 150 W. W celu ułatwienia wykonania prądnicy wykorzystano silnik Direct Drive (napęd bezpośredni) z pralki automatycznej. Aby poznać zachowanie maszyny przy pracy generatorowej, wykonano fizyczny model generatora. Po wykonaniu badań laboratoryjnych model udoskonalono tak, aby zwiększyć moc prądnicy. Następnie wyznaczono parametry turbiny dostosowanej do współpracy z badaną prądnicą.
EN
Presents a concept of realization a small wind power plant, dedicated for a single household, with power about 150 W. In order to facilitate the implementation of the generator was used Direct Drive motor of automatic washing machine. In order to know the behavior of the machine while its work as a generator, was performed investigations of physical model of the generator. After the laboratory tests model was improved in order to increase the power of the generator. Then parameters of the turbine adapted to cooperate with tested generator were proposed.