Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

„Jeśli chcemy, by wszystko pozostało tak, jak jest, wszystko się musi zmienić”*. Dekarbonizacja Unii Europejskiej a boom łupkowego NGL

Sikora Andrzej P.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2024

|

nr 112

63--71

PL

W niniejszym rozdziale podjęto próbę opisu wpływu rewolucji łupkowej na rynek tzw. Natural Gas Liquids (etan, propan, butan, izobutan, pentan). Opisano szanse i wyzwania stojące przed rozwojem petrochemii opartej na krakerach parowych w Europie. Omówiono stosunek cen ropy naftowej do gazu ziemnego jako miarę względnej wartości węglowodorów w postaci ciekłej (np. ropy naftowej) i węglowodorów w postaci gazowej (np. gazu ziemnego). Rewolucja łupkowa dokonała znacznego postępu w technologiach, które obejmują wykorzystanie wody lub cieczy pod wysokim ciśnieniem do ekstrakcji gazu, kondensatu czy ropy naftowej. W rezultacie produkcja NGL – ciekłych pochodnych gazu ziemnego, stale rośnie. Wyzwaniem związanym z NGL jest to, że są one droższe w obsłudze, przechowywaniu czy transporcie w porównaniu z produktami rafinowanymi, ponieważ NGL wymagają wysokiego ciśnienia lub niskiej temperatury, aby były utrzymywane w stanie ciekłym, gotowe do wysyłki i przetworzenia. NGL są również wysoce łatwopalne i wymagają użycia specjalistycznej logistyki jak: cystern-ciężarówek, statków i zbiorników magazynowych. Polityka energetyczna i przewidywane odejście od węglowodorów powinno spowodować, że zapotrzebowanie na duże jednostki olefinowe i poliolefinowe zmniejszy się w ciągu najbliższych 20–25 lat z powodu przejścia na recykling mechaniczny i chemiczny plastików. Należy brać pod uwagę, że surowcami do produkcji polimerów staną się odpady z tworzyw sztucznych a nie jak dotychczas etylen (etan) i propylen (propan). Unia Europejska wprowadzając Europejski Zielony Ład pokazuje ambitny plany bycia klimatycznie neutralną do 2050 roku. Osiągnięcie tego celu będzie możliwe tylko dzięki nowym, opracowanym przez branżę petrochemiczną rozwiązaniom w zakresie gospodarki klimatycznej i cyrkularnej. Przemysł chemiczny jest niezbędny dla silnej i zrównoważonej gospodarki Europy przyszłości, ponieważ chemikalia są obecne w prawie każdym strategicznym łańcuchu wartości.

EN

The chapter attempts to describe the impact of the shale revolution on the market of the so-called Natural Gas Liquids (ethane, propane, butane, isobutane, pentane). The opportunities and challenges facing the development of steam cracker-based petrochemistry in Europe are described. The ratio of crude oil prices to natural gas is discussed as a measure of the relative value of hydrocarbons in liquid form (e.g. crude oil) and hydrocarbons in gaseous form (e.g. natural gas). The shale revolution has made significant advances in technologies that include the use of high-pressure water or liquids to extract gas, condensate or crude oil. As a result, the production of NGL – liquid derivatives of natural gas – is constantly increasing. The challenge with NGLs is that they are more expensive to handle, store or transport compared to refined products because NGLs require high pressure or low temperature to be kept liquid, ready for shipment and processing. NGLs are also highly flammable and require the use of specialized logistics such as tank-trucks, ships and storage tanks. Energy policy and the anticipated move away from hydrocarbons should reduce the demand for large olefin and polyolefin units over the next 20–25 years due to the shift to mechanical and chemical recycling of plastics. It should be taken into account that the raw materials for the production of polymers will be plastic waste and not ethylene (ethane) and propylene (propane) as before. By introducing the European Green Deal, the European Union shows ambitious plans to be climate neutral by 2050. Achieving this goal will only be possible thanks to new solutions developed by the petrochemical industry in the field of climate and circular economy. The chemical industry is essential for a strong and sustainable European economy of the future, as chemicals are present in almost every strategic value chain.

2

Instalacje power-to-x oparte na stałotlenkowych elektrolizerach jako rozwiązania do integracji sektorów - możliwości, wyzwania i dotychczasowe realizacje

Kupecki Jakub

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2024

|

R. 92, nr 2

11--15

PL

Stałotlenkowe ogniwa elektrochemiczne (SOC) są jedną z najbardziej innowacyjnych technologii, która może odegrać istotną rolę w obszarze elektroenergetyki, w przemyśle energochłonnym oraz w rozproszonych systemach generacji energii elektrycznej i ciepła. Urządzenia te mogą pracować w trybie elektrolizera lub w trybie ogniwa paliwowego. Zależnie od sposobu ich wykorzystania stanowią one rozwiązanie do elektrochemicznego rozkładu wody (pary wodnej) na tlen i wodór lub umożliwiają konwersję paliw różnego typu do energii elektrycznej wraz z produkcją ciepła odpadowego o walorach użytkowych. Technologia ta jest rozwijana w Polsce od blisko 20 lat. Jak dotąd w Polsce powstało kilka instalacji z ogniwami SOC, które pracują w trybie: elektrolizera, ogniwa paliwowego jak i w trybie pracy rewersyjnej jako magazyn energii. W artykule omówiono: podstawy teoretyczne, ogólną specyfikację technologii oraz jej potencjał wraz z przykładami instalacji, za których projekt, dostawę i eksploatację odpowiadał zespół Instytutu Energetyki - Państwowy Instytut Badawczy.

EN

Solid oxide electrochemical cells (SOCs) are one of the most innovative technologies which can play a key role in power sector, energy-intensive industries, and distributed systems which produce electricity and heat. Systems based on SOCs can operated either in electrolysis or fuel cell mode. In the first one, they can be used to split water into oxygen and hydrogen. In the second mode, generation of electricity and heat is possible when SOCs are fed by fuel. Poland has been pioneering solid oxide cells for 20 years. Up to date, several systems with SOCs operated in fuel cell mode (SOFC) and in electrolysis mode (SOE), were delivered. Additionally, system with the functionality to operated as reversible system (rSOC) used for energy storage was designed, built and operated. The article summarizes theoretical background of the technology, typical specification of systems and their potential in various sectors. Units which are discussed in the paper were delivered by the Institute of Power Engineering - National Research Institute.

3

Wyzwania związane z integracją wodoru z infrastrukturą gazu ziemnego

Gburzyńska Marta

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 2

19--27

PL

Artykuł dotyczy matematycznego modelu mieszaniny wodoru i gazu ziemnego w kontekście izotermicznego przepływu gazów. Wprowadza się model przy użyciu równań ruchu, ciągłości i stanu, opisując przepływ w rurociągu. Analiza matematyczna obejmuje także dodanie wodoru do gazu ziemnego, badając wpływ na właściwości mieszaniny. Model umożliwia lepsze zrozumienie fizycznych i termodynamicznych zachowań mieszaniny wodoru i gazu ziemnego, co ma istotne znaczenie w aspekcie potencjalnego wykorzystania wodoru jako składnika sieci gazowej. W artykule podkreśla się również wyzwania związane z wprowadzeniem wodoru do istniejącej infrastruktury gazowej i analizuje konsekwencje tego procesu, mające istotne znaczenie w kontekście zrównoważonej energetyki.

EN

This article focuses on the mathematical model of a mixture of hydrogen and natural gas in the context of isothermal gas ﬂow. The model is introduced using the equations of motion, continuity and state describing the ﬂow in a pipeline. The mathematical analysis also includes the addition of hydrogen to natural gas, examining its impact on the properties of the mixture. The model enables a better understanding of the physical and thermodynamic behaviors of the hydrogen and natural gas mixture, which is crucial for the potential utilization of hydrogen as part of the gas network. The article also highlights the challenges: associated with introducing hydrogen into existing gas infrastructure and analyzes the consequences of this ,process, with signiﬁcant implications for sustainable energy.

4

Walidacja reaktora zgazowania biomasy odpadowej w technologii waste-to-fuel w programie EBSILON professional

Kotowicz Janusz, Bóhm Łukasz, Brzęczek Mateusz

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 3

59--63

PL

Artykuł prezentuje wyniki walidacji istniejącego stanowiska eksperymetalnego zgazowania tlenowego w programie EBSILON Professional. Pierwszym etapem była analiza wrażliwości modelu komputerowego, drugim - walidacja, a trzecim – analiza wyników. W pracy skupiono się na doborze parametrów pracy reaktora oraz zasilania czynnika zgazowującego tak, aby uzyskać oczekiwany skład syngazu. Paliwem do reakcji zgazowania był pelet drzewny. Przedstawiono strukturę analizowanego modelu, założenia oraz opisano wykonywane elementy walidacji. Na końcu porównano ostateczne wyniki modelu komputerowego oraz rzeczywistego stanowiska. Uzyskanie oczekiwanego składu syngazu w modelu komputerowym jest możliwe (z niewielką różnicą), a potencjalne różnice wynikają ze niewielkiej skali instalacji eksperymentalnej.

EN

The paper presents a validation of experimental oxygen gasiﬁcation installation 1n Ebsilon. First stage as sensitivity analysis, second— validation, and third — results analysis. The work focuses on the determining perating reactor parameters and gasiﬁcation medium ﬂow in order to achieve convergence results comparing to xperimental installation. Fuel for gasiﬁcation was softwood pellet. Structure of analyzed model, assumptions and lement of validation has been described. Finally, the ﬁnal results of the computer model and the actual position ere compared.

5

Transformacja energetyczna w Polsce: rola elektrolizerów PEM, dostępność danych technicznych i kryteria oceny ofert - studium przypadku

Brzuszkiewicz Michał, Bartela Łukasz

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 4

22--31

PL

Ostatnie lata w Polsce to postępujący proces dekarbonizacji połączony ze zwiększającym się udziałem niestabilnych źródeł energii z OZE w krajowym miksie energetycznym. Coraz częściej wydawane są przez Polskie Sieci Elektroenergetyczne polecenia zaniżania wytwarzania energii elektrycznej z OZE obejmujące głównie fotowoltaikę. Jednocześnie przyjęta w 2021r. Polska Strategia Wodorowa zakłada rozwój zielonego wodoru jako kluczowego elementu transformacji energetycznej i dekarbonizacji. Inwestycje w infrastrukturę, badania i rozwój technologii są kluczowymi filarami tej strategii, co z prognozami znaczącego spadku cen zielonego wodoru w perspektywie roku 2030, a następnie 2050 pozwala spodziewać się wzrostu liczby inwestycji związanych z budową wytwórni wodoru zasilanych energią elektryczną pochodzącą z farm fotowoltaicznych i wiatrowych. W artykule przedstawiono wyniki analizy poziomu gotowości technicznej elektrolizerów stanowiących kluczowe komponenty wytwórni wodoru zasilanych energią elektryczną pochodzącą z farm fotowoltaicznych i wiatrowych oraz zaprezentowano proponowaną metodologię porównania parametrów technicznych różnych dostawców i rozwiązań tych urządzeń.

EN

In recent years, Poland has undergone a progressive decarbonization process, combined with an increasing share of unstable renewable energy sources (RES) in the national energy mix. The Polish Power Grid is increasingly issuing orders to reduce electricity generation from RES, mainly affecting photovoltaics. Simultaneously, the Polish Hydrogen Strategy adopted in 2021 envisions the development of green hydrogen as a key element of the energy transition and decarbonization. Investments in infrastructure, research, and technology development are the key pillars of this strategy. With forecasts predicting a significant drop in the price of green hydrogen by 2030 and then 2050, we can expect an increase in investments related to the construction of hydrogen plants powered by electricity from photovoltaic and wind farms. The article presents the results of an analysis of the technical readiness levels of electrolyzers, which are crucial components of hydrogen plants powered by electricity from photovoltaic and wind farms, and proposes a methodology for comparing the technical parameters of various suppliers and solutions for these devices.

6

Recent advances in hydrogen dual-fuel conversion of diesel engines: a literature review

Grzebyk Michał, Hardy Tomasz, Matla Jędrzej, Kaźmierczak Andrzej

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 3

93--106

EN

This paper presents a comprehensive review of hydrogen internal combustion engines (H2ICEs) in the context of heavy transport vehicles, highlighting their potential as a sustainable alternative to traditional diesel engines. The study synthesizes current research, evaluating the environmental impact, technological developments, challenges, and economic viability of H2ICEs. Key findings demonstrate that hydrogen, as a clean energy carrier, significantly reduces greenhouse gas emissions and air pollutants. The adaptability of H2ICEs to existing diesel engine infrastructure offers a practical pathway for rapid implementation. However, challenges such as efficient hydrogen storage, distribution logistics, and infrastructure development remain substantial barriers. The paper also discusses the compliance of H2ICEs with emission regulations, emphasizing the reduction in nitrogen oxide emissions. The economic assessment underscores the need for cost-effective hydrogen production methods, particularly focusing on steam reforming for large-scale applications. The study concludes with recommendations for future research directions and policy implications, advocating for a balanced approach that combines technological innovation with environmental and economic considerations to facilitate the transition to a more sustainable heavy transport sector.

PL

W artykule przedstawiono obszerny przegląd rozwiązań zasilania silników spalinowych wodorem (HZICES), W szczególności W kontekście pojazdów ciężarowych, podkreślając ich potencjał jako zrównoważonej alternatywy dla tradycyjnych silników Diesla. W pracy skupiono się na ocenie wpływu na środowisko, rozwoju technologicznym i związanym z tym wyzwaniom oraz opłacalności ekonomicznej HZICEs. Wodór wykorzystywany jako paliwo silnikowe znacznie zredukuje emisję gazów cieplarnianych i zanieczyszczeń powietrza towarzyszących spalaniu oleju napędowego. Możliwość dostosowania istniejących silników Diesla do współspalania wodoru oferuje praktyczną ścieżkę do szybkiego i taniego wdrożenia, niemniej wyzwania takie jak efektywne przechowywanie wodoru, logistyka dystrybucji i rozwój infrastruktury nadal pozostają znaczącymi barierami w rozwoju. Zwrócono uwagę na potrzebę rozwoju nisko kosztowych metod wytwarzania wodoru i kierunki dalszych badań, łącząc innowacje technologiczne z aspektami środowiskowymi i ekonomicznymi w celu ułatwienia przejścia do bardziej zrównoważonego sektora transportu ciężkiego

7

Wpływ wodoru na stale konstrukcyjne stosowane w sprzęcie i urządzeniach do jego transportu i magazynowania

Masłowski Mateusz, Czupski Marek, Kasza Piotr, Moska Rafał

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 3

410--416

PL

Przegląd literatury dotyczący wpływu wodoru na wyroby stalowe. Opisano proces korozji rur, podstawowe rodzaje uszkodzeń stali wywoływane przez wodór oraz główne czynniki wpływające na kruchość wodorową, takie jak m.in. mikrostruktura, właściwości mechaniczne, charakter granicy ziaren, tekstura krystalograficzna, wtrącenia i wydzielenia oraz temperatura. Mechanizmy niszczenia wodorowego przedstawiono za pomocą dwóch modeli: dekohezji wzmocnionej wodorem HEDE oraz miejscowego odkształcenia plastycznego pod wpływem wodoru HALP. Zwrócono także uwagę na warunki niezbędne do inicjacji i propagacji pęknięć HIC.

EN

A review, with 53 refs., on the fundamentals of the H₂ corrosion process, the types of steel damage caused by H₂, and the main factors affecting H₂ embrittlement, such as the material’s microstructure, mech. properties, the nature of the grain boundary, crystallographic texture, inclusions and precipitates, and temp. Two models of the H₂ destruction mechanism were presented. Attention was also paid to the conditions necessary for the initiation and propagation of H₂ -induced cracking.

8

Wpływ wodoru na przemiany fazowe gazu kondensatowego w kontekście wielkoskalowego magazynowania

Warnecki Marcin, Wojnicki Mirosław, Kuśnierczyk Jerzy, Szuflita Sławomir

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 1

93--96

PL

Polska jako trzeci (po Niemczech i Niderlandach) producent szarego wodoru w Europie ma kompetencje do ambitnej transformacji energetycznej z wykorzystaniem zielonego wodoru. Zielony wodór może wspierać elastyczność sieci elektroenergetycznych poprzez magazynowanie nadwyżki energii elektrycznej z OZE. Istotne jest zbadanie krajowych możliwości wielkoskalowego magazynowania wodoru w podziemnych strukturach geologicznych. Przedstawiono wyniki badań termodynamicznych nad zjawiskami zachodzącymi w dojrzałym złożu gazu kondensatowego podczas wprowadzania doń wodoru w celu magazynowania. Analizowano diagram fazowy, punkty rosy oraz krzywe kondensacji frakcji węglowodorowych. Badania te przyczyniają się do zrozumienia wpływu wodoru na parametry gazów węglowodorowych w złożu i pomogą w rozwijaniu efektywnych rozwiązań w zakresie magazynowania energii odnawialnej.

EN

Condensate gas contg. 75 mole % of MeH and subsequent hydrocarbon fractions were modeled. The gas mixing process was carried out using PVTsim software. The simulations were performed based on the SoaveRedlich-Kwong gas equation of state. The phase diagram, dew points and condensation curves of hydrocarbon fractions were analyzed. This research contributes to understanding the impact of H₂ on hydrocarbon gas parameters and will help in developing effective solns. for storing renewable energy.

9

Transfer mieszaniny poreakcyjnej w reformingu parowym metanu

Grabarczyk Robert, Jarosiński Przemysław, Masztakowski Paweł, Sadowski Adam, Wernik Jacek

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 12

1514--1516

PL

Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych połączenia wytwórni wodoru, w której przetwarzana jest mieszanina wysokometanowego gazu ziemnego i benzyny lekkiej, zawierającej w swym składzie głównie heksan, heptan oraz pentan, z wytwórnią wodoru, w której surowcem jest jedynie wysokometanowy gaz ziemny. Pierwsza z wymienionych wytwórni była wyposażona w reaktor prereformingu, w którym zawarte w benzynie frakcje węglowodorów były krakowane do metanu. Część strumienia opuszczającego reaktor prereformingu była kierowana do drugiej wytwórni wodoru. Symulację wytwórni wodoru przeprowadzono w programie Aspen HYSYS. Wykonano analizę wpływu transferowania mieszaniny poreakcyjnej opuszczającej reaktor prereformingu na zapotrzebowanie na moc chłodniczą, cieplną i elektryczną.

EN

A computer simulation of the connection of a H₂ unit processing a mixt. of high-MeH natural gas and light petrol contg. mainly C₅H₁₂, C6H₁₄ and C₇H₁₆ (pre-reformer) with a H₂ unit using only high-MeH natural gas as a feedstock was carried out. In the pre-reformer, hydrocarbon fractions contained in petrol were cracked to MeH. A part of the stream leaving the pre-reformer was directed to the second unit. Modeling was carried out using Aspen HYSYS software. The effect of transfer of the post-reaction mixt. leaving the pre-reformer on the demand for cooling, heat and electricity was analyzed.

10

Przegląd oceny cyklu życia produkcji biowodoru w procesie reformingu biogazu

Abawalo Mamo, Pikoń Krzysztof, Landrat Marcin

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 12

1497--1501

PL

Kompleksowo przeanalizowano ocenę cyklu życia (LCA) produkcji H₂ w procesie reformingu biogazu. W większości przypadków badacze przyjmują, że LCA uwzględnia produkcję biogazu, reforming, budowę instalacji i jej wycofanie z eksploatacji. Technologia reformingu biogazu jest jedną z najskuteczniejszych obecnie dostępnych technologii do zagospodarowania biogazu. Przekształca zarówno CH₄, jak i CO₂ z biogazu w H₂. Zgodnie z LCA proces reformingu biogazu do wodoru jest wysoce wydajny i przyjazny dla środowiska. Z tego powodu promowane jest wykorzystanie biogazu do zrównoważonej produkcji wodoru.

EN

Life cycle assessment of H₂ prodn. by biogas reforming was comprehensively reviewed. In most cases, researchers reported that the LCA takes into account biogas prodn., reforming, construction, and decommissioning. The assessment showed that the anaerobic digestion plant is the most important subsystem in the entire life cycle. It converts both MeH and CO₂ from biogas into H₂. Despite the fact the largest energy demand came from the H₂ prodn. plant, the biogas reforming process was generally beneficial. According to the life cycle assessment (LCA), the biogas-to- H₂ system is highly efficient and environmentally friendly.

11

Zielony wodór – metody wytwarzania

Gburzyńska Marta

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2024

|

nr 6

25--28

PL

artykule poruszono temat metod produkcji wodoru z odnawialnych źródeł energii. W kontekście globalnych dążeń do dekarbonizacji i osiągnięcia neutralności klimatycznej, skupiono się na pięciu głównych metodach: elektrolizie wody, fotolizie wody, termochemicznym rozkładzie wody, biologicznej produkcji wodoru oraz wykorzystaniu biomasy i odpadów.

EN

The article addresses the topic of hydrogen production methods from renewable energy sources. In the context of global efforts towards decarbonization and achieving climate neutrality, it focuses on five main methods: water electrolysis, water photolysis, thermochemical water splitting, biological hydrogen production, and the utilization of biomass and waste.

12

Możliwości wytwarzania wodoru z gazu ziemnego

Gburzyńska Marta

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2024

|

nr 2

25--28

PL

Wytwarzanie wodoru stanowi kluczowy obszar w dziedz inie energetyki i mobilności, dlatego istotne jest zrozumienie technologii oraz rozwijanie bardziej zrównoważonych metod produkcji tego cennego nośnika energii. W artykule skoncentrowano się na aspektach technologic znych związanych z wytwarzaniem wodoru z gazu ziemnego, wykorzystu jąc cztery metody: SMR, POX, ATR, piroliza. Przedstawiono informacje dotyczące technologii produkcji wodoru przy użyciu gazu ziemnego, szczegółowo omawiając procesy związane z każdą z metod. Zaprezentow ane zostały schematy produkcyjne dla każdej z metod, a także przeanal izowane reakcje chemiczne charakteryzujące poszczególne procesy. W celu pełniejszego zrozumienia omawianych metod, podsumowano również wady i zalety każdego z procesów.

EN

The production of hydrogen is a crucial area in the field of energy and mobility, making it essential to understand the technology and develop more sustainable methods for producing this valuable energy carri er. The article focuses on the technological aspects of hydrogen production from natural gas, utilizing four methods: SMR, POX, ATR, and pyrolysis. Information regarding the technology of hydrogen production using natural gas is presented, with a detailed discussion of the processes associated with each method. Production schematics are provided for each method, along with an analysis of the chemical reactions characterizing each process. To enhance comprehension of the discussed methods, the article also summarizes the advantages and disadvantages of each process.

13

The geopolitical implications of the German hydrogen sector development and its imports strategy

Bukowski Maciej Filip

Polityka Energetyczna

|

2024

|

T. 27, z. 4

169--186

EN

Germany has a long history of making bold choices in its foreign policy, and the Hydrogen Strategy (NHS), along with the Import Strategy for Hydrogen and Hydrogen Derivatives (ISHHD), is another instance of its strategic gambling. In the past years, Germany’s federal government has proven its ambitious approach to energy transformation by systematically expanding its focus on renewable energy via the Energiewende strategy. Today, low-carbon hydrogen, identified by the German government and the European Union as a key element of the future net zero economy, plays a central role in Germany’s energy transformation. The scale of these ambitions is immense: the strategy projects that by 2030, Germany will need 95–130 TWh of hydrogen, and by 2045, this demand could rise to as much as 500 TWh. Under every plausible scenario, the vast majority of this demand would need to be covered with imports. The materialization of such imports is therefore the “but for” condition for the success of the German hydrogen strategy. Accordingly, the ISHHD includes extensive investment plans and envisages to the creation of new economic and political structures. Germany views hydrogen as a pathway to reducing its reliance on traditional fossil fuels and decarbonising its economy, while simultaneously taking on risks associated with new uncertainties of technological and market developments. The implementation of the ISHHD, if successful, will entail structure-altering changes to the international energy landscape. This article examines the geopolitical implications that such successful implementation would likely entail for Germany and beyond. It begins with an overview of the policy and market developments, followed by a geopolitical analysis of Germany’s strategy and its implementation measures.

PL

Niemcy mają długą historię dokonywania odważnych wyborów w swojej polityce zagranicznej, a Strategia Wodorowa (NHS), wraz ze Strategią Importu Wodoru i Pochodnych Wodoru (ISHHD), jest kolejnym przykładem ich strategicznego hazardu. W ostatnich latach rząd federalny Niemiec udowodnił swoje ambitne podejście do transformacji energetycznej, systematycznie zwiększając nacisk na energię odnawialną za pośrednictwem strategii Energiewende. Obecnie wodór niskoemisyjny, zidentyfikowany przez rząd niemiecki i Unię Europejską jako kluczowy element przyszłej gospodarki netto zerowej, odgrywa centralną rolę w transformacji energetycznej Niemiec. Skala tych ambicji jest ogromna: strategia przewiduje, że do 2030 r. Niemcy będą potrzebować 95–130 TWh wodoru, a do 2045 r. zapotrzebowanie to może wzrosnąć nawet do 500 TWh. W każdym prawdopodobnym scenariuszu zdecydowana większość tego zapotrzebowania musiałaby zostać pokryta importem. Materializacja takiego importu jest zatem warunkiem „ale nie” sukcesu niemieckiej strategii wodorowej. W związku z tym ISHHD obejmuje rozległe plany inwestycyjne i przewiduje stworzenie nowych struktur gospodarczych i politycznych. Niemcy postrzegają wodór jako drogę do zmniejszenia zależności od tradycyjnych paliw kopalnych i dekarbonizacji swojej gospodarki, jednocześnie podejmując ryzyko związane z nowymi niepewnościami dotyczącymi rozwoju technologicznego i rynkowego. Wdrożenie ISHHD, jeśli zakończy się sukcesem, pociągnie za sobą zmiany strukturalne w międzynarodowym krajobrazie energetycznym. W tym artykule zbadano geopolityczne implikacje, jakie taka udana implementacja prawdopodobnie pociągnie za sobą dla Niemiec i nie tylko. Rozpoczyna się od przeglądu polityki i rozwoju rynku, po czym następuje analiza geopolityczna strategii Niemiec i jej środków wdrożeniowych.

14

Wymagania wobec wodoru RFNBO

Mojsiejewska Katarzyna, Rogowska Delfina

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 2

96--101

PL

Wodór odgrywa coraz istotniejszą rolę w kontekście dążenia do neutralności klimatycznej poprzez odejście od paliw kopalnych. Nie tylko jest on nośnikiem energii, ale także stanowi surowiec oraz rozwiązanie do magazynowania energii pozyskiwanej ze źródeł odnawialnych. Technologia power-to-gas, która umożliwia konwersję energii elektrycznej na wodór, stanowi kluczowy element tego procesu. Unia Europejska wyznaczyła ambitny cel redukcji emisji CO2 o 55% do 2030 roku, określając go nazwą „Gotowi na 55”. Wodór odnawialny ma znaczący wkład w realizację tego celu. Produkcja wodoru przy wykorzystaniu energii odnawialnej zależy od dostępności źródeł odnawialnych i od polityki energetycznej poszczególnych krajów, zwłaszcza w kontekście unijnym. W 2021 roku Polska ogłosiła Polską Strategię Wodorową do roku 2030 z perspektywą do 2040 roku. Dokument ten zawiera sześć głównych celów dotyczących rozwoju gospodarki wodorowej, obejmujących: energetykę, transport, przemysł, produkcję wodoru, przesył, dystrybucję i magazynowanie, a także tworzenie stabilnego otoczenia regulacyjnego. Strategia ta wpisuje się w ogólną politykę europejską dotyczącą wzrostu roli wodoru jako nośnika energii. Realizacja celów strategii wodorowej ma przyczynić się do dekarbonizacji sektorów o dużym zapotrzebowaniu na energię, w szczególności transportu. Unia Europejska stara się również rozwijać infrastrukturę wodorową, aby przyspieszyć dojście do neutralności klimatycznej. European Hydrogen Backbone to jedna z inicjatyw promujących wodór jako nośnik energii i infrastrukturę wodorową. W przeszłości działania Unii Europejskiej skupiały się głównie na dekarbonizacji sektora elektroenergetycznego, ale teraz uwaga skierowana jest także na produkcję wodoru jako kluczowy element transformacji energetycznej. Wzrost produkcji energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, w tym z elektrolizy wody, jest niezbędny, aby osiągnąć cele związane z produkcją wodoru odnawialnego. Ważne jest, aby woda używana w procesie elektrolizy wody była dostarczana ze źródeł odnawialnych, co można osiągnąć poprzez umowy zakupu energii odnawialnej. Istnieją też określone kryteria dotyczące czasu i geografii, które muszą być spełnione, aby wodór mógł być uznany za odnawialny. Certyfikacja wodoru RFNBO (ang. renewable fuels of non-biological origin) jest ważnym elementem tego procesu. Systemy certyfikacji, takie jak System KZR INiG, potwierdzają, że wodór spełnia określone standardy zrównoważonego rozwoju i może być uznawany za odnawialny nośnik energii. Certyfikaty te są istotne zarówno na poziomie krajowym, jak i międzynarodowym, zwłaszcza w kontekście eksportu wodoru do Unii Europejskiej.

EN

Hydrogen is playing an increasingly significant role in the pursuit of climate neutrality by transitioning away from fossil fuels. It not only serves as an energy carrier but also functions as a raw material and a solution for storing energy generated from renewable sources. Power-to-gas technology, which enables the conversion of electric energy into hydrogen, is a crucial element of this process. The European Union has set an ambitious target of reducing CO2 emissions by 55% by 2030, known as “Fit for 55”, and renewable hydrogen contributes substantially to achieving this goal. The production of hydrogen using renewable energy depends on the availability of renewable sources and the energy policies of individual countries, especially within the EU context. In 2021, Poland announced its Polish Hydrogen Strategy for 2030 with a perspective to 2040. This document includes six main objectives related to the development of the hydrogen economy, encompassing energy, transportation, industry, hydrogen production, transmission, distribution, storage, and the creation of a stable regulatory environment. This strategy aligns with the broader European policy aimed at increasing the role of hydrogen as an energy carrier. The Hydrogen Strategy’s goals are designed to contribute to the decarbonization of sectors with high energy demand, particularly transportation. The European Union is also working on expanding hydrogen infrastructure to accelerate the transition to climate neutrality. The European Hydrogen Backbone is one of the initiatives promoting hydrogen as an energy carrier and hydrogen infrastructure. While previous EU efforts predominantly focused on decarbonizing the electricity sector, current attention is also directed towards hydrogen production as a key element of the energy transformation. Scaling up the production of electric energy from renewable sources, including water electrolysis, is essential to meet renewable hydrogen production targets. It is crucial for the water used in the electrolysis process to come from renewable sources, which can be achieved through agreements for the purchase of renewable energy. Specific criteria related to timing and geography must also be met for hydrogen to be recognized as renewable. The Certification of Renewable Fuels of Non-Biological Origin (RFNBO) is a significant part of this process. Certification systems, such as the INiG KZR System, confirm that hydrogen meets specific sustainability standards and can be considered a renewable energy carrier. These certificates are important both at the national and international levels, especially concerning hydrogen exports to the European Union. In summary, renewable hydrogen plays a pivotal role in the energy transformation, and the EU is committed to its development.

15

Matematyczny model nieustalonego przepływu mieszaniny wodoru i gazu ziemnego w rurociągu

Gburzyńska Marta

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 4

230--242

PL

W niniejszym artykule opisany został matematyczny model przepływu gazu w stanie nieustalonym, który następnie został uzupełniony do postaci prezentującej matematyczny model mieszaniny wodoru i gazu ziemnego. Model ten jest wyprowadzany za pomocą równań ruchu, ciągłości oraz stanu i dostarcza precyzyjnego opisu dynamicznych aspektów przepływu gazu. Badania matematyczne obejmują dodanie wodoru do gazu ziemnego, mając na celu umożliwienie zrozumienia wpływu tej modyfikacji na właściwości mieszaniny gazów. Model matematyczny mieszaniny gazów jest linearyzowany w celu zapisu w postaci operatorowej. Postać operatorowa modelu daje możliwość między innymi definicji funkcji przejścia. Funkcje przejścia definiowane są w celu badania reakcji wejście–wyjście. Po przekształceniu do postaci operatorowej funkcje przejścia są wykorzystywane do badania właściwości dynamicznych układu. Kolejnym etapem jest opis funkcji przejścia w postaci widmowej, aby zbadać właściwości dynamiczne rurociągu z wykorzystaniem analizy częstotliwościowej. Charakterystyki częstotliwościowe opisują zachowanie układu w stanie ustalonym przy sygnałach sinusoidalnych. Wyrażają relację między odpowiedzią układu a zadanym wymuszeniem harmonicznym, zmieniającym się w określonym zakresie prędkości kątowej. Charakterystyki częstotliwościowe w skali logarytmicznej przedstawione oddzielnie dla modułu liczby określającej stosunek amplitudy sygnału wyjściowego do amplitudy sygnału wejściowego oraz logarytmicznej charakterystyki fazowej, czyli zależności przesunięcia fazowego od prędkości kątowej przedstawionej w skali logarytmicznej, nazywane są charakterystykami Bodego. Charakterystyki Bodego pozwalają analizować, jak dla określonych wartości prędkości kątowej sygnału wejściowego zmieniają się amplituda oraz przesunięcie fazy między sygnałem wyjściowym a wejściowym. Podstawowym celem przeprowadzonej analizy jest zrozumienie procesów przepływu gazu w warunkach nieustalonych. Jednym z kluczowych parametrów branym pod uwagę jest stosunek masowy wodoru do gazu ziemnego, oznaczany jako θ. Ten współczynnik ma decydujące znaczenie dla zrozumienia właściwości mieszaniny gazów. Daje on cenne informacje na temat dynamiki mieszanki. Wpływ tej mieszaniny na procesy przepływu gazu jest istotny zarówno teoretycznie, jak i praktycznie. Prezentowana analiza stanowi istotny krok w kierunku lepszego zrozumienia tych procesów.

EN

This article describes a mathematical model of unsteady gas flow in an unsteady state, which is then extended to represent a mathematical model of a mixture of hydrogen and natural gas. This model is derived using equations of motion, continuity, and state, providing a precise description of the dynamic aspects of gas flow. The mathematical investigations include the addition of hydrogen to natural gas, aiming to understand the impact of this modification on the properties of the gas mixture. The mathematical model of the gas mixture is linearized for representation in operator form. The operator form of the model allows, among other things, the definition of transfer functions. Transfer functions are defined to examine input-output responses. After transformation into operator form, transfer functions are utilized to investigate the dynamic properties of the system. The next step involves describing the transfer functions spectrally to examine the dynamic properties of the pipeline using frequency analysis. Frequency characteristics describe the system's behavior in a steady state under sinusoidal signals. They elucidate the relationship between the system's response and a specified harmonic excitation, varying within a defined range of angular velocities. Frequency characteristics, presented separately for the magnitude of the number, determining the ratio of output signal amplitude to input signal amplitude, and the logarithmic phase characteristics, depicting the phase shift dependence on angular velocity presented in a logarithmic scale, are known as Bode characteristics. Bode characteristics allow the analysis of how amplitude and phase shift between the output and input signals change for specific angular velocity values of the input signal. The primary goal of the conducted analysis is to understand gas flow processes under unsteady conditions. One of the key parameters taken into account is the mass ratio of hydrogen to natural gas, denoted as θ. This coefficient is crucial for understanding the properties of the gas mixture, providing valuable insights into its dynamics. The impact of this mixture on gas flow processes is significant both theoretically and practically. The presented analysis represents a crucial step towards a better understanding of these processes.

16

Analysis of the Environmental Parameters of the GTM 400 Turbojet Engine During the Co-Combustion of JET A-1 Jet Oil with Hydrogen

Ciupek Bartosz, Brodzik Łukasz, Semkło Łukasz, Prokopowicz Wojciech, Sielicki Piotr W.

Journal of Ecological Engineering

|

2024

|

Vol. 25, nr 3

205--211

EN

The aim of the research was to determine the possibility of co-combustion of conventional aviation fuel (JET A-1 jet fuel) with hydrogen (H2). The tested miniature turbojet engine was adapted to co-combust of both fuels. The results obtained from the research provide a positive premise for the application and implementation of hydrogen co-combustion (or combustion) technology in aircraft turbojet engines, which has not yet found industrial application. Observations and research show that co-combustion of jet fuel with hydrogen helps reduce the carbon footprint of the use of turbojet aircraft engines and also reduces other harmful substances (e.g. carbon monoxide, nitrogen oxides or solid particles). During the tests, no deterioration of the engine’s operating parameters was observed and the set operating parameters were maintained. To summarize, the technology of co-combustion or hydrogen combustion in miniature turbojet engines is an indicated direction in the development of pro-ecological aircraft engines.

17

Evolutionary process of changing marine fuels - transition fuels on the way to the hydrogen era

Herdzik Jerzy

Journal of Civil Engineering and Transport

|

2024

|

Vol. 6, No 1

51--59

EN

The article presents the ongoing transformation of marine fuels - from fossil fuels to transition fuels and the final target - hydrogen. This process was forced by the legal regulations of the International Maritime Organization and the European Union Parliament. The target year is 2050, but intermediate targets should be achieved in 2030 and 2040. The base year is 2008. By the end of 2022, an increasing trend of interest in more environmentally friendly fuels was observed. However, it is far from expectations. Analyzing ships under construction and those ordered, a much higher share of renewable fuels intended for propulsion of ships is observed. The shipowners took precautionary measures. They order ships for transitional fuels, which reduce investment and operating costs, assuming that far-reaching changes will take place after overcoming significant technological problems, lowering the prices of equipment and fuel. The article analyzes the ongoing processes, justifying the sense of the actions taken. The regulations being introduced have a significant impact on the ongoing transformation processes of marine fuels. It was noted that they may have serious consequences for maritime transport, indicating potential threats.

PL

W artykule przedstawiono postępującą transformację paliw żeglugowych - od paliw kopalnych do paliw przejściowych i docelowego - wodoru. Proces ten został wymuszony regulacjami prawnymi Międzynarodowej Organizacji Morskiej oraz Parlamentu Europejskiego. Rok docelowy to rok 2050, ale cele pośrednie powinny zostać osiągnięte w latach 2030 i 2040. Rokiem bazowym jest rok 2008. Do końca 2022 roku można było zaobserwować wzrost zainteresowania paliwami bardziej przyjaznymi dla środowiska. Daleko mu jednak do oczekiwań. Analizując statki w budowie i zamawiane, obserwuje się znacznie większy udział paliw odnawialnych przeznaczonych do napędu statków. Armatorzy podjęli środki ostrożności. Zamawiają statki na paliwa przejściowe, które obniżają koszty inwestycyjne i eksploatacyjne, zakładając, że daleko idące zmiany nastąpią po przezwyciężeniu istotnych problemów technologicznych, obniżeniu cen sprzętu i paliwa. W artykule poddano analizie zachodzące procesy, uzasadniając sens podejmowanych działań. Wprowadzane regulacje mają istotny wpływ na zachodzące procesy transformacji paliw żeglugowych. Zwrócono uwagę, że mogą one mieć poważne konsekwencje dla transportu morskiego, wskazując na ich potencjalne zagrożenia.

18

Investigation of Methane-Hydrogen Mixtures in Vertical Pipelines

Marius Darie, Vlasin Nicolae, Prodan Maria, Burian Sorin, Pupazan Gabriela, Moldovan Lucian

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

63--69

EN

The paper presents an assessment of issues regarding the separation phenomena of methane-hydrogen mixtures in vertical pipelines. In the first part of the paper, the explosion risk is underlined. Thus, the widespread use of methane in both the industrial and domestic sectors is well known. In practice, due to recent trends, the injection of hydrogen into dedicated methane installations, the differences in densities can lead to separation phenomena which have an unfavorable effect on the operating regimes of equipment using this mixture and also, on the risk of explosion. The use of hydrogen in the industry is not new, but the increasing impact in terms of the number of users may involve a higher number of accidents due to the increased field of probability of hazardous situations in terms of explosions. The second part presents the used methods. The diffusion and gravitational separation are presented as phenomena having opposite effects. The used methods are theoretical and simulation approaches. The theoretical model is based on a nondynamic model. Therefore, no time parameter was not involved in the model. A linear dependence with the height of the concentration variation was observed for the range of heights considered. The conducted simulation underlined the same conclusion regarding the magnitude of gravitational separations in the methanehydrogen mixtures. The main conclusion of the approach is that the separation phenomenon effect due to the gas density differences is negligible. The approach also revealed, as expected that the higher level of pipe is exposed to a higher risk of increased hydrogen concentration.

19

Nieodkryty potencjał naturalnego wodoru

Twaróg Anna

Energia i Recykling : gospodarka obiegu zamkniętego

|

2024

|

nr 6

PL

Poszukiwanie alternatywnych źródeł oraz nośników energii stało się priorytetem na początku XXI wieku. Aby osiągnąć neutralność klimatyczną do 2050 roku, należy przyspieszyć z inwestycjami w bezemisyjne źródła energii. Jedną z dróg dekarbonizacji, jaką podjęły państwa Unii Europejskiej, jest wprowadzenie wodoru jako nośnika energii.

20

Czy wodór i amoniak mogą stać się paliwami w przyszłej energetyce?

Bartnik Ryszard, Kabza Zdzisław

Energetyka

|

2024

|

nr 11

463--464

PL

Wodór i amoniak trzeba produkować, bo w przyrodzie w stanie wolnym nie występują! Należy zatem odpowiedzieć na pytanie, czy energetyki: wodorowa i amoniakalna mają sens? Aby na nie odpowiedzieć należy przyjrzeć się stechiometrii produkcji wodoru i amoniaku.

EN

Hydrogen and ammonia have to be produced because they are not found in a free state in nature! Thus, the question to be answered is, whether hydrogen and ammonia power generation makes sense? In order to answer this question, it is necessary to look at the stoichiometry of hydrogen and ammonia production.