W pracy zaprezentowano zmodyfikowaną metodykę obliczania nadwyżki słomy dostępnej w Polsce na cele energetyczne względem metodyki opisanej przez KOWALCZYK-JUŚKO [2010]. Zaprezentowana metodyka została zmodyfikowana przez uwzględnienie: zapotrzebowania na słomę w elektrowniach, nadwyżki importu biomasy do Polski nad eksportem, ilości substancji organicznej do przyorania pochodzącej z obornika i ilości substancji organicznej do przyorania pochodzącej z gnojowicy. W zmodyfikowanej metodyce nadwyżka słomy dostępnej do wykorzystania na cele energetyczne wyniosła 11 471 486 t w 2016 r. Według metodyki niemodyfikowanej nadwyżka ta wyniosła 10 113 199 t w 2016 r. Dla 2016 r. otrzymano następujące wyniki obliczeń w skali Polski: produkcja słomy zbóż podstawowych oraz rzepaku i rzepiku - 34 493 000 t, zapotrzebowanie na słomę ściołową - 5 299 538 t, zapotrzebowanie na słomę na pasze - 5 603 990 t, zapotrzebowanie na słomę do przyorania - 13 476 273 t, zużycie słomy i agrobiomasy w elektrowniach - 2 460 000 t, nadwyżka importu nad eksportem agrobiomasy 1 152 997 t, ilość substancji organicznej do przyorania pochodząca z obornika - 2 251 156 t, ilość substancji organicznej do przyorania pochodząca z gnojowicy - 414 134 t.
EN
There is presented a modified methodology for calculating of straw surplus available in Poland for energy purposes versus methodology described by KOWALCZYK-JUŚKO [2010]. The presented methodology has been modified by taking into account: the demand for straw in power plants, surplus of biomass imports to Poland over exports, the amount of organic matter to be ploughed derived from manure and the amount of organic matter to be ploughed derived from slurry. In the modified methodology, the surplus of straw available for use for energy purposes was calculated as 11 471 486 t in 2016. According to the unmodified method, the surplus was calculated as 10 113 199 t in 2016. For 2016 year, the results of calculations for Poland were as follows: production of basic cereal straw and rape and turnip rape - 34 493 000 t, straw demand - 5 299 538 t, straw demand for feed - 5 603 990 t, straw demand for ploughing - 13 476 273 t, straw and agrobiomass consumption in power plants - 2 460 000 t, surplus of imports over exports of agrobiomass 1 152 997 t, amount of organic matter to be ploughed derived from manure - 2 251 156 t, amount of organic matter to be ploughed derived from slurry - 414 134 t.
W pracy oszacowano emisje gazów cieplarnianych w wybranej technologii uprawy kukurydzy na kiszonkę za pomocą metody LCA (ang. Life Cycle Assesment). Emisja skumulowana wyniosła 3,38 (t CO2eq)·ha-1. Ilość emisji odniesiona do plonu otrzymanego z hektara wyniosła 56,35 (kg CO2eq)·ha-1. W strukturze emisji największy udział miały emisje z operacji związanych z produkcją i przechowywaniem nawozów naturalnych – 37,68% (obornik – hodowla 6,99%, obornik – przechowywanie 14,28%, obornik – przechowywanie N2O 5,11%, gnojowica – hodowla 1,87%, gnojowica – przechowywanie 7,40%, gnojowica – przechowywanie N2O 2,03%), następnie emisje z gleby w grupie operacji związanych z uprawą – 30,32% (dla N całkowitego: z saletry amonowej – 4,67%, NPK – 0,97%, Polifoski – 0,71%, mocznika – 7,58%, gnojowicy 4,67%, obornika – 11,72%), emisje związane z paliwem do produkcji i uprawy kukurydzy na kiszonkę – 17,69% oraz emisje grupy operacji związanych z produkcją nawozów mineralnych – 14,24% (Polifoska – 0,46%, mocznik – 7,51%, NPK wieloskładnikowy – 0,69%, saletra amonowa – 4,44%, sól potasowa 1,14%).
EN
The study estimated greenhouse gas emissions in selected technology for maize for silage cultivation with LCA implementation. Cumulative emissions was 3.38 t CO2eq·ha-1. Emissions amount related to the yield obtained per hectare was 56.35 kg CO2eq·ha-1. The structure had the largest share of greenhouse emissions from operations related to the production and storage of natural fertilizers – 37.68% (manure – breeding 6.99%, manure storage – 14.28%, manure storage N2O 5.11%, slurry breeding 1.87%, slurry – storage 7.40%, slurry – storage N2O 2.03%), followed by emissions from soil in group operations related to the cultivation – 30.32% (for N total: ammonium sulphate – 4.67%, NPK – 0.97%, Polifoska – 0.71%, urea – 7.58%, slurry – 4.67%, manure – 11.72%), emissions associated with fuel production and crop – 17.69%, and emissions of operations related to the mineral fertilizers production – 14.24% (Polifoska – 0.46%, urea – 7.51%, NPK – 0.69%, ammonium sulphate – 4.44%, potassium salt – 1.14%).
W pracy przeprowadzono analizę LCA (ang. Life Cycle Assessment – ocena cyklu życia) procesu produkcji buraka cukrowego. Zakres pracy obejmował wszystkie etapy – od przygotowania pola pod siew aż po zbiór. Analiza obejmowała również produkcję nawozów naturalnych oraz ich przechowywanie, których udział wyniósł ok. 30% całkowitych skumulowanych emisji wyrażonych w ekwiwalencie CO2. Skumulowane emisje z produkcji nawozów mineralnych, pestycydów oraz nasion wyniosły ok. 26%, udział emisji z produkcji paliwa i jego zastosowania w uprawie – ok. 23%, emisje z nawozów aplikowanych do gleby (naturalnych i mineralnych razem) – ok. 21%, a wskaźnik emisji z uprawy – 96,6 (kg CO2 eq)·(t buraka)-1. Łączna suma asymilowanego CO2 dla korzeni i liści buraka cukrowego wyniosła 45 563 kg·ha–1, wskaźnik asymilowanego CO2 – 0,79 (t CO2)·(t buraka)-1.
EN
This paper is an LCA (Life Cycle Assessment) analysis of the sugar beet production process. The scope of work covered all cultivation phases – from field preparations for sowing, up to the harvest. The analysis also covered the production and storage of organic fertilizers, their share amounted to approx. 30% of the total cumulative emissions expressed in CO2 equivalent. Cumulative emissions from the production of mineral fertilizers, pesticides and seeds amounted to approx. 26%. The share of emissions from fuel production and its usage in cultivation stood at approx. 23%, emissions from fertilizers applied to the soil (organic and mineral altogether) stood at approx. 21% and the emission factor from cultivation was 96.6 (kg CO2eq)·(t beet)-1. The total amount of CO2 assimilated by the roots and leaves of sugar beet was 45 563 kg·ha–1 and the CO2 assimilation index – 0.79 (kg CO2)·(t beet)-1.
Świat staje w obliczu zagrożenia deficytem zasobów energii. Problemem jest ciągle zbyt niska efektywność wytwarzania, przesyłu, rozdziału i użytkowania energii. Jednym z istotnych elementów spełnienia oczekiwań użytkowników jest poprawa gospodarowania systemem energetycznym. W tym celu tworząc idee inteligentnego systemu zarządzania siecią elektroenergetyczną – powszechnie znanego jako smart grid, położono nacisk na automatyzację procesów, która umożliwi dynamiczne zarządzanie sieciami przesyłowymi i dystrybucyjnymi za pomocą punktów i węzłów łączeniowych, pomiarowych i kontrolnych, rozmieszczonych w rozproszonej infrastrukturze energetycznej. W celu poprawy efektywności i sprawności przesyłu z dotychczasowych źródeł wytwarzania i dla zintegrowania rozproszonych i alternatywnych źródeł energii wprowadzanych do sieci energetycznych także w ramach OZE, wykorzystuje się spójne systemy informatyczne, telekomunikacyjne, zaawansowaną technikę zabezpieczeniową. Istotą całego systemu jest optymalizacja wykorzystania zasobów niezbędnych do wytworzenia i dostarczenia energii elektrycznej, ale także docelowe, świadome i ekonomiczne z niej korzystanie.
Podano metodę i wyniki obliczeń średnich emisji z poszczególnych cykli uprawy ślazowca pensylwańskiego w rozbiciu na stosowane czynności technologiczne. Otrzymane emisje jednostkowe (przypadające na hektar uprawy ślazowca), w warunkach stosowania rzeczywistej technologii, w ciągu całego życia plantacji, w kg*ha-1 wynoszą: CO2 – 3 648,90, SO2 – 8,06*10–3, NOx – 14,65*10–3, pyłów – 2,49*10–3, VOC – 9,48*10–3. Przed założeniem plantacji roślin energetycznych zalecany jest dobór odpowiedniej rośliny, a w następnej kolejności – optymalizacja zestawu maszyn do poszczególnych czynności, z uwzględnieniem zużycia paliwa, oraz opracowanie, z zastosowaniem wirtualnego prototypowania, nowych innowacyjnych narzędzi, maszyn i technologii zużywających mniej paliwa.
EN
The method and calculation results of average emissions for separate crop cycles have been presented in terms of applied technological operations. Unitary emissions per hectare of Sida cultivation, with the use of real technology during the whole life cycle of the plantation, in kg*ha-1 are for CO2 – 3 648.90, SO2 – 8.06*10–3, NOx – 14.65*10–3, dust – 2.49*10–3, VOC – 9.48*10–3. Prior to founding the plantation of energy crops it is recommended, first of all, to select the appropriate plant species, then an optimal set of machines for each operation, taking into account fuel consumption. It is also advised to develop (using virtual prototyping) new innovative tools, machines and technologies that consume less fuel.
Badania wpływu czynników agrotechnicznych na właściwości energetyczne słomy przeprowadzono w 42 gospodarstwach i na 8 poletkach doświadczalnych. Ciepło spalania i wartość opałowa zostały wyznaczone wg normy PN-ISO1928. Analiza wariancji wykazała, że na ciepło spalania i wartość opałową słomy istotny statystycznie wpływ ma gatunek uprawianej rośliny. Nie stwierdzono statystycznie istotnego wpływu stosowania środków ochrony roślin na wartość energetyczną słomy. Średnia wartość opałowa i ciepło spalania słomy w stanie suchym wynoszą odpowiednio 17,0 i 18,3 MJ*kg-1 z odchyleniem standardowym obu wielkości na poziomie 0,4 MJ*kg-1.
EN
The influence of agrotechnical factors on energy characteristics of the straw was investigated on 42 farms and 8 experimental plots. Heat of combustion and the calorific value were determined according to PN-ISO 1928 standard. Analysis of variance proved that both, the heat of combustion and calorific value of the straw, significantly depended on the species of cultivated crops. No significant effect of applied plant protection chemicals on energetic value of the straw was observed. Mean calorific value and the heat of combustion for dry straw amounted to 17.0 and 18.3 MJ*kg-1, respectively, at standard deviation on the level of 0.4 MJ*kg-1 for both determined values.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule podano metodę i wartości średnie emisji wybranych gazów dla poszczególnych cykli uprawy miskanta w podziale na zastosowane operacje technologiczne. Obliczono następujące emisje jednostkowe gazów przypadające na hektar uprawy miskanta przy zastosowaniu rzeczywistej technologii w ciągu okresu całego życia plantacji: C02 - 3 683 281,04 [g/ha], S02 - 8 341,75 [g/ha], NOx - 14 995,29 [g/ha], pyły - 2 383,36 [g/ha], VOC - 9 533,43 [g/ha]. Sformułowano wnioski wskazujące sposoby zmniejszenia emisji gazów dla całego cyklu życia plantacji. Optymalizacja doboru maszyn dla poszczególnych operacji pod kątem ich zużycia paliwa podczas pracy może zmniejszyć emisje gazów.
W pracy przeanalizowano nakłady materiałowo-energetyczne, ponoszone w uprawie miskantusa. Obliczono skumulowane nakłady materiałowo-energetyczne zarówno w poszczególnych etapach uprawy, jak i w całym cyklu użytkowania plantacji. Badania przeprowadzono na plantacji o powierzchni 50 ha. Nakłady materiałowo-energetyczne zostały odniesione do powierzchni 1 ha. Wyniki przedstawiają strukturę energochłonności uprawy miskantusa w poszczególnych latach i strukturę udziału poszczególnych rodzajów energochłonności skumulowanej w uprawie miskantusa. Uprawa miskantusa na cele energetyczne jest znacznie mniej energochłonna niż produkcja ziarna kukurydzy, ziarna jęczmienia, pszenicy ozimej i rzepaku ozimego.
EN
Paper analyzed material and energy inputs born at miscanthus cropping for energy purposes. Cumulated material and energy inputs were calculated both, for successive cultivation stages and for the whole cycle of plantation usage. Investigations were conducted on plantation of the area 50 ha. The inputs of material and energy were related to the surface of 1 ha. The results present the structure of energy consumption at miscanthus growing in particular years, as well as a share of particular kinds of these energy inputs in miscanthus cropping. Cultivation of miscanthus for energy purposes is much less energy consuming than production of the maize, barley and winter wheat grains and winter rape seeds.
Jednym z celów strategicznych Polski jest zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych w finalnym zużyciu energii, co najmniej do 15% w 2020 r. (Polityka Energetyczna Polski do 2030 roku). Polska energetyka systemowa jest zobligowana do wykorzystywania biomasy rolnej w procesie produkcji energii. Celem niniejszej pracy jest określenie bilansu biomasy rolnej, która może być przeznaczona do energetycznego wykorzystania. Na podstawie przyjętych założeń oszacowano nadwyżkę słomy produkowanej w Polsce. Obliczono, że w ciągu ostatnich trzech lat nadwyżka zwiększyła się z ok. 1,3 mln t w 2007 r. do 2,6 mln t w 2009 r.
EN
One of the strategic purposes of Poland is to increase the share of energy from renewable sources in total energy consumption at least to 15% in 2020 (Energetic Policy of Poland until 2030). Polish systemic energetics has been obliged to use the agricultural biomass in process of energy generation. The study undertaken aimed at evaluating the balance of agricultural biomass which may be provided for energetic usage. On the basis of assumed rules, the surplus of straw produced in Poland was estimated. It was calculated that during last three years this surplus increased from about 1.3 million ton in 2007, up to 2.6 million ton in 2009.
Końcową, użytkową formą handlową biomasy z roślin energetycznych są najczęściej: zrębki, brykiety, pelety i bele słomy. Odbiorca tych produktów najczęściej stawia ściśle określone wymagania dotyczące parametrów biomasy energetycznej, w tym odnośnie postaci produktu, jego wymiarów, wartości opałowej, wilgotności, zawartości zanieczyszczeń itp.
Przedstawiono zapotrzebowanie na ziemię jako czynnik warunkujący produkcję biopaliw przy istniejących uwarunkowaniach prawnych oraz na estry rzepakowe i rzepak w latach 2009-2020. Zakładając stabilność potrzeb nasion rzepaku na cele spożywcze i odpowiadające zapotrzebowanie na ziemię wynoszące około 0,5 mln ha, w 2020 r. potrzeby ziemi będą wynosić 1,2 mln ha. Prognozę zapotrzebowania na bioetanol i surowce do jego wytwarzania podano dla lat 2010 i 2020. Ponieważ bioetanol był produkowany w określonych ilościach w poprzednich latach obliczono przyrost zapotrzebowania ziemi na tę produkcję. W 2010 r. powinien on wynosić 252,5 tys. ha, a w 2020 r. - 428,76 tys. ha. Zapotrzebowanie na ziemię do produkcji biomasy stałej dla energetyki systemowej z upraw rolnych w 2010 r. wynosi 16 363 ha, a w 2020 r. 132121 ha. Ogółem zapotrzebowanie na ziemię pod produkcję biopaliw zgodnie z uregulowaniami prawnymi wynosić będzie 787 863 ha w 2010 r. i 1 511 521 ha w 2020 r.
EN
Paper discussed the demand for land area as a factor conditioning production of the biofuels under existing legal regulations. The demands for rape seeds and rape seed esters within 2009-2020 were presented. Assuming stable request of the rape seeds for consumption and adequate demand for land area of about 0.5 million ha, in 2020 the demand for land area will reach 1.2 million ha. Forecasted requests of bio-ethanol and the raw materials for its production were given for the years 2010 and 2020. As the bio-ethanol had been produced during previous years in determined quantities, an increase of land area necessary for this production was determined; it should amount 252.5 and 428.76 thousand ha in 2010 and 2020 years, respectively. Land areas necessary for solid biomass production from agricultural crops for the energy systems will amount 16 363 ha and 132 121 ha in 2010 and 2020 years, respectively. The total demand for land area for biofuel production - according to legal regulations - will reach 787 863 ha in 2010 and 1 511 521 ha in 2020.
Polska jest krajem o profilu rolniczym. Wg danych GUS w 2007 roku 51,7% powierzchni kraju stanowiły użytki rolne. Obejmowały one powierzchnię nieco powyżej 16 mln ha. Ziemia rolnicza związana jest ze znacznym potencjałem biomasy, która jest w warunkach polskich istotnym odnawialnym źródłem energii. Z biomasy łącznie z biogazem produkowane jest ok. 46% energii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł energii. Powszechne występowanie oraz stosunkowo niskie koszty przetworzenia na energię (w porównaniu z innymi rodzajami OZE) decydują o wykorzystaniu biomasy.
Biorąc pod uwagę usprawnienie przełączeń planowych oraz skrócenie czasów usunięcia awarii w oparciu o dotychczasowe doświadczenia własne i spółek dystrybucyjnych opracowano, a następnie zrealizowano instalacje punktów rozłącznikowych sterowanych radiowo, z założeniem zdalnego nadzoru nad siecią napowietrzną średnich napięć (SN). Automatyzacja procesów łączeniowych polega na wykorzystaniu możliwości technicznych rozłączników, informacji o przepływie prądów zwarciowych oraz zaniku napięcia na linii. Na podstawie prostego algorytmu, w zależności od spełnienia warunków, ciąg przesyłowy może zostać wyłączony lub przełączony automatycznie lub zdalnie. W referacie przedstawiono różne systemy zdalnego nadzoru punktów rozłącznikowych sterowanych radiowo i wyposażonych w rozłączniki napowietrzne typu THO 24(36).
EN
In order to improve planned power supply transfers and to shorten the time necessary for repair of failures, on the basis of experience and knowledge acquired by distribution companies, there was developed and implemented a system of radio controlled load break switches, aiming at remote supervision of medium voltage overhead Automation of switching process consists in utilization of technical possibilities of disconnecting switches, information about short circuit current flow and lack of voltage in overhead medium voltage line. On the basis of a simple algorithm, depending upon meeting certain conditions, power transmission line can be automatically or remotely switched off or changed over. The paper presents various systems of remote supervision of remotely controlled load break switches equipped with overhead disconnectors THO 24(36).
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Biomasa jest najwiekszym potencjalnym źródłem energii na świecie, a także w Polsce. Technologie produkcji energii elektrycznej i cieplnej z wykorzystaniem biomasy, jak dotychczas, nie mogą, być bezpośrednio skojarzone z energetyką jądrową. Potencjalne źródła biomasy mogą być bardzo rozproszone, więc ich wykorzystanie w energetyce systemowej do produkcji energii elektrycznej będzie wymagać opracowania nowych systemow logistycznych.
EN
Biomass is the biggest potential energy source in the world and in Poland but, till now, it has been impossible to join electric and heat energy production technologies using this kind of fuel directly with nucelar power industry. Potential biomass sources can be greatly scattered so using them for producing electric energy in system power industry will need an elaboration of new logistic systems.
Przedstawiono kształtowanie się popytu na surowce rolne uprawiane pod kątem wykorzystania w energetyce systemowej. Zgodnie z prawodawstwem polskim i UE określona ilość energii elektrycznej powinna pochodzić z biomasy, a w tym od 2008 r. z upraw rolnych. Uprawy te, głównie rośliny energetyczne wieloletnie o dużych przyrostach rocznych, będą uprawiane na ziemi rolnej. Obliczono, że na te potrzeby powinno być wykorzystane 1431 tys. ha ziemi rolniczej w 2008 r. i 30960 tys. ha w 2015 r. W 2015 r. surowce pochodzenia rolniczego na cele energetyczne powinny być uprawiane na 2,2% aktualnych gruntów ornych. Ponadto biomasa jest wykorzystywana w istniejących i przyszłych systemach ciepłowniczych; średniej i małej mocy. Zakładając równomierny przyrost mocy do 2010 r. oraz to, że 1 t biomasy odpowiada 15 GJ energii, zapotrzebowanie na biomasę wynosić będzie 6,22 mln t.
EN
Author forecasted the demand formation for agricultural crops (raw materials) cultivated for the use in systematic energetics. According to Polish and the EU regulations, definite quantity of electric energy ought to be generated from biomass, since 2008 - from the field crops. These crops, mainly perennial energetic plants of abundant annual growth, will be cultivated on arable land. The forecasting calculations show that the acreage of agricultural land, necessary to cover these needs, will amount to about 1431 thousand ha and 30960 thousand ha, in 2008 and 2015 years, respectively. In 2015 the raw materials of agricultural origin for energetic purposes should be cultivated on 2.2% actual area of arable land. Moreover, the biomass is and will be used in existing and prospective heat energy systems of medium and small power output. Assuming a steady increase of the power until 2010, and 1t biomass equivalent to 15 GJ energy, the demand for biomass will reach 6.22 million t.
Ustawa Prawo energetyczne zapewnia koncesjonowanemu wytwórcy możliwość sprzedaży całości wytworzonej energii elektrycznej z OZE do sieci sprzedawcy z urzędu, do której jest przyłączony. Rozwiązania prawne powinny pomóc oddzielić koszty ponoszone przez inwestora na rozbudowę sieci od kosztów ponoszonych przez operatora. Ważnym mechanizmem wsparcia produkcji energii elektrycznej z OZE jest system wydawania i umarzania świadectw pochodzenia.
EN
Energy Law Act enables a licenced producer to sell all energy coming from Renewed Energy Sources to the distributor's network he is connected to. Legal solutions should help to separate investment costs from the ones born by an operator. Important mechanism in supporting production of electric energy from RES is the system of C/Os issuing and remitting.