Analiza odporności na brak zasilania z krajowej sieci energetycznej w zmodernizowanej pompowni wód kopalnianych

• Autorzy: Chmiela, Andrzej , Guja, Sebastian , Smoliński, Adam

Warianty tytułu

EN

Analysis of resistance to lack of power supply from the national power grid in a modernized mine water pumping station

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Postępujące globalne ocieplenie stwarza rosnące zagrożenie dla bezpieczeństwa dostaw energii w postaci zjawisk „blackoutu”. Celem artykułu jest ocena celowości inwestycyjnej projektów bezpieczeństwa energetycznego przepompowni wód dołowych. Połączenie problematyki odwadniania opuszczonych kopalń, wykorzystania OZE i magazynowania energii dla poprawy bezpieczeństwa zasilania przepompowni nie było dotychczas przedmiotem badań naukowych. Zaprzestanie odpompowywania wód dołowych naraziłoby sąsiednie kopalnie i niżej położone tereny na zalanie. W artykule przeanalizowano cztery technicznie wykonalne warianty modernizacji przepompowni wód kopalnianych. Każdą z opcji charakteryzuje inny poziom bezpieczeństwa dostaw energii i inny poziom zaspokojenia zapotrzebowania na energię. Wszystkie warianty modernizacji przepompowni uwzględniają wytwarzanie energii elektrycznej na własne potrzeby.

EN

Increasing global warming poses a growing threat to the security of energy supply in the form of "blackout" phenomena. The purpose of this article is to assess the investment appropriateness of mine water pumping station energy security projects. The combination of the problems of dewatering abandoned mines, application of RES and energy storage to improve the security of power supply to pumping stations has not yet been the subject of scientific research. The cessation of mine water pumping would expose neighboring mines and lower—lying areas to flooding. This paper analyzes four technically feasible variants for upgrading mine water pumping stations. Each option is characterized by a different level of energy supply security and a different level of energy demand satisfaction. All of the modernization options for the pumping stations include the generation of electricity for own use.

Słowa kluczowe

PL

odwadnianie zlikwidowanych kopalń; magazynowanie energii; odnawialne źródła energii; pozyskanie wodoru; rewitalizacja terenów pogórniczych

EN

drainage of liquidated mines; energy storage; renewable sources of energy; hydrogen extraction; revitalization of post-mining installations

• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2024
• Tom: Nr 2
• Strony: 56--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 51 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chmiela, Andrzej

• Mines Restructuring Company, (Spółka Restrukturyzacji Kopalń S.A.), Bytom,

autor

Guja, Sebastian

• Mines Restructuring Company, (Spółka Restrukturyzacji Kopalń S.A.), Bytom,

autor

Smoliński, Adam

• Mines Restructuring Company, (Spółka Restrukturyzacji Kopalń S.A.), Bytom,

Bibliografia

• [1]. Barszczowska B.: Polska Strategia Wodorowa. Rola dolin wodorowych, [in:] Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk l (111). Zganienia surowców energetycznych i energii W gospodarce krajowej. Zagrożenia dla bezpieczeństwa energetycznego Polski i UE, 2023, 109—116. https//doi.org/10.33223/zn/2023/09.
• [2]. Barszczowska B.: Sytuacja ekonomiczno-finansowa sektora górnictwa węgla kamiennego W latach 2011-2021 W kontekście transformacji dekarbonizacji - wybrane aspekty, [in:] Gospodarka w pandemii. Wyzwania i działania, 2022.
• [3]. Bazaluk O., Sadovenko I., Zahrytsenko A., Saik P., Lozynskyi V., Dychkovskyi R.: Forecasting Underground Water Dynamics within the Technogenic Environment of a Mine Field. Case Study, Sustainability 2021. https://doi.org/10.3390/su13137161.
• [4]. Biały W., Grebski W., Galecki G., Kaniak W.: Environmental Impact of The Mechanical Coal Processing Plant. Acta Montanistica Slovaca 2020, 25 (2). https://doi.org/10.46544/AMS.v25i2. 1.
• [5]. Bluszcz A., Smoliło J.: Uwarunkowania transformacji rejonów górniczych, in: Wybrane problemy środowiska przyrodniczego w uj eciu naukowym. (Eds.), Lublin. Wydaw. Naukowe Tygiel. 2021.
• [6]. Bobruk M.: Zastosowanie analizy ekonomicznej w procesach decyzyjnych W obszarze zarządzania innowacjami. Myśl Ekonomiczna i Polityczna 2019, 95—114 https://doi.org/10.26399/meip.1(72).2022.05/m.bobruk.
• [7]. Bondaruk J., Janson E., Wysocka M., Chałupnik S.: Identification of hazards for water environment in the Upper Silesian Coal Basin caused by the discharge of salt mine water containing particularly harmful substances and radionuclides. Journal of Sustainable Mining 2015.https://doi.org/10.1016/j.jsm.2016.01.001.
• [8]. Chmiela A.: The Choice of the Optimal Variant of the Mine Liquidation due to the Possibility of Obtaining Methane from Goafs. European Journal of Business and Management Research 2023, 8(3), 89—95. https: //doi. org/ 10 24018/ejbmr. 2023.8.3. 1947
• [9]. Chmiela A., Smoliło J. The method of preliminary estimation of outlays and time necessary to carry out the processes of liquidation of a mining plant. Mining Machines 2023, Vol. 41 Issue 2. https://doi.org/10.32056/KOMAG2023.2.1.
• [10].Chmiela A., Smoliło J., Smoliński A., Magdziarczyk M.: Zarządzanie wyborem wariantu samowystarczalności energetycznej pompowni wód kopalnianych, Management and Quality — Zarządzanie i Jakość 2023, Vol 5 No 3.
• [11].Chmiela A., Smoliło J.: Systemy magazynowania energii szansą transformacji terenów pogórniczych. Napędyi Sterowanie 02/2023, ISSN 1507-7764.
• [12].Chmiela A., Wysocka M., Smoliński A.: Multi-criteria analysis of the possibility of retrofitting the system of rainwater drainage from subsidence basins in a liquidated mine, Journal of Sustainable Mining 2023, Vol. 22: Iss. 4, Article 2. https://doi.org/10.46873/2300-3960.1395.
• [13].Chmielewska I., Chałupnik S., Wysocka M., Smoliński A.: Radium measurements in bottled natural mineral-, spring- and medicinal waters from Poland, Water Resources and Industry 2020. https://doi.org/10. 1016/j.wri.2020. 100133.
• [14].Dźwigoł H.: Model restrukturyzacji organizacyjnej przedsiębiorstwa górnictwa węgla kamiennego. (Eds.), Warszawa, Difin. 2007.
• [15].Fernandez-Muńiz Z., Pallero J .L.G., Fernandez-Martinez J.L.: Anomaly shape inversion via model reduction and PSO, Computers & Geosciences, Volume 2020, 140, 104492, ISSN 0098-3004, https: //doi. org/10.1016/j. cageo. 2020. 104492.
• [16]. Fidalgo-Valverde G. Menćndez-Diaz A, Krzemień A, R1esgo-F emandez P. Marques Sierra A. L. Environmental risk assessment in coal mining With methane degassing, 11th International Symposium on Occupational Health and Safety (SESAM) 2023. https ://doi. org/10 1051/matecconf/20243 8900039
• [l7].Gajdzik, B., Sujova E., Małysa T., Biały W.: The accident rate in Polish mining. Current status and forecast. Acta Montanistica Slovaca 2022, 27(3). https://doi.org/10.46544/AMS.V27i3.3).
• [18].Gawęda A., Sajnóg A.: Cross-sectoral detection of the Return on Equity determinants based on the 7-factor DuPont model. Studia Prawna-Ekonomiczne 2020, 114, 217—234, ttps://doi.org/10.26485/SPE/2020/114/12.
• [19].Gawęda A.: ESG Rating and Market Valuation of the F irm: Sector Approach. European Joumal of Sustainable Development 2022, 11(4), 91. https://doi.org/10.14207/ejsd.2022.v11n4p91.
• [20].Gaweda A., Złoty M.: The impact of ESG ratings on the market performance of commodity stock sector before and during the COVID-19 pandemic. Economics and Law 2023, Vol. 22, no. 3, 531-553. https://doi.org/10.12775/EiP.2023.029.
• [21].Gaweda A., Sajnog A.: Cross-sectoral detection of the Return on Equity determinants based on the 7—factor DuPont model. Studia Prawno-Ekonomiczne 2020, 114, 217—234. https://doi.0rg/ 10.26485/SPE/2020/1 14/ 12.
• [22].Howaniec N., Zdeb J., Gogola K., Smoliński, A.: Utilization of Carbon Dioxide and Fluidized Bed Fly Ash in Post-Industrial Land Remediation. Materials 2023. https://doi.org/ 10.3390/ma161345 72 '
• [23].Kaczmarek J., Kolegowicz K., Szymla W.: Restructuring of the Coal Mining Industry and the Challenges of Energy Transition in Poland (1990—2020). Energies 2022. https://doi.org/ 10.3390/en15 1035 1 8.
• [24].Kaczmarek J.: The Balance of Outlays and Effects of Restructuring Hard Coal Mining Companies in Terms of Energy Policy of Poland PEP 2040. Energies 2022. https://doi.org/10.3390/en15051853.
• [25].Kamiński P., Niedbalski Z., Małkowski P., Bozic D.: Application of composite materials in undergroundmining industry—fore-shaft closing platform. Mining Machines 2022, 40(1). https://doi.org/10.32056/KOMAG2022.1.3.
• [26].Khomenko D., Jelonek I.: Study of a Low-Cost Method for Estimating Energy Fuel Resources in Anthropogenic Sediments. Management Systems in Production Engineering 2023, 31(4), 434-441. https://doi.org/10.2478/mspe-2023-0049.
• [27].Krzemier'1 A., Alvarez Fernandez J .J., Riesgo Fernandez P., Fidalgo Valverde G., Garcia-Cortes, S.: Restoring Coal Mining- Affected Areas. The Missing Ecosystem Services. International Journal of nvironmental Research and Public Health 2022. https: //doi. org/ 10 3390/ij erphl921 14200.
• [28]. Krzemień A.,Alvarez Fernandez J. J. ,Riesgo Fernandez P., Fidalgo Valverde G. Garcia-Cortes S. Valuation of Ecosystem Services Based on EU Carbon Allowances—Optimal Recovery for a Coal Mining Area. International Journal of Environmental Research and Public Health 2023. 20(1), 381. https://doi.org/1 0.3390/ij erph200 1 03 81. '
• [29].Krzemier’1 A., Frejowski A., Fidalgo Valverde G., Riesgo Femandez P, Garcia-Cortes S.: Repurposing End-of-Life Coal Mines with Business Models Based on Renewable Energy and Circular Economy Technologies. Energies 2023. 16(22):7617. https://doi.org/10.3390/en16227617.
• [30].Łabaj P., Wysocka M., Janson E., Deska M.: Application of the Unified Stream Assessment Method to Determine the Direction of Revitalization of Heavily Transformed Urban Rivers. Water Resources 2020, 47(4), https://doi.org/10.1134/S0097807820040120.
• [31].Magdziarczyk M., Smoliło J., Chmiela A., Smoliński A.: Method of estimating the expenditures required to carry out the liquidation processes of a mining site, Scientific Papers of Silesian University of Technology —- Organization and Management Series -— Issue No. 182, 2023. http://dx.doi.org/10.29119/1641- 3466.2023.182.12.
• [32]. Maruszewska E.W., Kołodziej S., Boitan I. Intention to Pay Higher Taxes Dedicated to Reduction of Coal Energy -A Case of Young Central Eastern Europeans, Acta Montanistica Slovaca 2023, 28(3) 579-591, https: //doi. org/ 10 46544/AMS.V28i3. 05.
• [33]. Mercado J.M. R. Kawamura A., Amaguchi H., Rubio C.J.P.. Fuzzy based multi- criteria M&E of the integrated flood risk management performance using prio-rity ranking methodology: A case study m Metro Manila, Philippines, International Journal of Disaster Risk Reduction 2021. https: //doi. org/ 10 1016/j. ijdrr. 2021. 102498.
• [34]. Mhlongo S.E.,Amponsah-Dacosta F.: A review of problems and solutions of abandoned mines in South Africa, Intemational Journal of Mining, Reclamation and Environment 2016, 279-294. https://doi.org/10. 1080/17480930.2015.1044046.
• [35].Mhlongo S.E.: Evaluating the post—mining land uses of former mine sites for sustainable purposes in South Africa, Journal of Sustainable Mining 2023. https://doi.org/10.46873/2300-3960. 1381
• [36].Michlowicz E., Wojciechowski J.: Analiza energochłonności pomp głównego odwadniania kopalń podziemnych. Mining - Informatics, Automation, and Electrical Engineering 2021, vol. 546, no. 2, 55—62.
• [37].Mucha Z., Generowicz A., Wójcik W., Jóźwiakowski K., Baran S.: Application of multi-criterial analysis to evaluate the method of utilization of sludge from small wastewater treatment plants with sustainable development of rural areas. Environment Protection Engineering 2016. https://doi.org/10.5277/epel60408.
• [38].Prakash Pandey B., Prasad Mishra D.: Improved Methodology for Monitoring the Impact of Mining Activities on Socio—Economic Conditions of Local Communities, Journal of Sustainable Mining 2022. https://doi.org/10.46873/2300—3960.1348.
• [39].Prusek S., Turek M.: Improving the Management of a Mining Enterprise a Condition for Increasing the Efficiency of Hard Coal Production, Journal of the Polish Mineral Engineering Society 27018..
• [40].Riesgo Fernandez P., Rodriguez Granda G., Krzemień A., Garcia Cortes S., Fidalgo Valverde G.: Subsidence versus natural landslides when dealing with property damage liabilities in underground coal mines, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 2020, 126. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2019.104175.
• [41].Rubio C.J.P., Yu 1., Kim H., Kim S., Jeong S.: An investigation of the adequacy of urban evacuation centers using index—based flood risk assessment, Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2019, 19 (2), 197-207. https://doi.org/l0.9798/KOSHAM.2019.19.2.197.
• [42].Salom A.T., Kivinen S.: Closed and abandoned mines in Namibia: a critical review of environmental impacts and constraints to rehabilitation, South African Geographical Journal 2020, 102:3, 389-405. https://doi.org/10. 1080/03736245.2019.1698450.
• [43].Shavarskyi I., Falshtynskyi V., Dychkovskyi R., Akimov O., Sala D., Buketov V.: Management of the longwall face advance on the stress-strain state of rock mass. Mining of Mineral Deposits 2022, 16(3). https://doi.org/10.3327l/mining16.03.078.
• [44].Shnorhokian S., Mitri H.: Quantifying the Influence of Variations in Rock Mass Properties on Stope Stability, Journal of Sustainable Mining 2022. https://doi.org/10.46873/2300-3960.1368.
• [45].Smoliło J, Morawski A.,Gaj dzik M., Chmiela A.: Projekt pilotażowego rozwiązania samowystarczalności energetycznej pompowni zabezpieczającej przed zalaniem sąsiednie zakłady górnicze. Napędy 1 Sterowanie 2023, 04/2023, ISSN 1507-7764.
• [46].Smoliński A., Howaniec N.: Hydrogen energy, electrolyzers and fuel cells — The future of modern Energy sector, International Journal of Hydrogen Energy 2020, 45 (9). https: //doi. org/ 10 1016/j. ijhydene 2019.11.076.
• [47]. Tokarski S., Magdziarczyk M., Smoliński A.: Risk management scenarios for investment program delays in the Polish power industry, Energies 2021. https: //doi. org/ 10 3390/en14165210.
• [48].Villar Y, Mene’ndez M., Fernandez Z., Bernardo A: Sustainable earthworks: Optimization with the ICOM method, Energy Reports 2020, Volume 6, Supplement 6, 404-419. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2020.08.060.
• [49].Wojtacha-Rychter K., Kucharski P., Smoliński A.: Conventional and alternative sources of thermal Energy in the production of cement an impact on C02 emission, Energies 2021 https://doi.org/l0.3390/ma15 124176.
• [50].Woszczyński M., Jasiulek D., Jagoda J., Kaczmarczyk K., Matusiak P., Kowol D., Marciniak B.: Monitoring of the mining waste neutralization facility of LW Bogdanka. Acta Montanistica Slovaca 2023, 28(1). https://doi.org/l0.46544/AMS.V2811. 19.
• [51].Wysocka M., Chałupnik S., Chmielewska I., Janson E., Radziejowski W., Samolej K.: Natural Radioactivity in Polish Coal Mines: An Attempt to Assess the Trend of Radium Release into the Environment.International Journal of Mine Water 2019. https://doi.org/10.1007/s10230-019-00626-0.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).