Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Analiza zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego na wybranym obszarze aglomeracji miejskiej

100%

Kwilosz T.

|

tom R. 77, nr 10

673--682

PL

Jednym z ważniejszych problemów związanych ze stanem zdrowia ludzi oraz komfortem ich życia jest zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego. Problem ten występuje zarówno w dużych aglomeracjach miejskich, jak i w małych miejscowościach. Szczególnie szkodliwe są czynniki zanieczyszczenia utrzymujące się na niskich wysokościach i emitowane przez różne źródła, takie jak: miejskie kotłownie, domowe piece opalane węglem i transport samochodowy. Ze względu na niską wysokość (do 40 m) utrzymywania się substancji szkodliwych w zanieczyszczonym powietrzu zagrażają one ludziom w sposób bezpośredni poprzez wdychane powietrze. Są one jedną z głównych przyczyn groźnych chorób układu oddechowego i układu krążenia. Emisja zanieczyszczeń charakteryzująca się wymienionymi cechami nosi nazwę niskiej emisji. Pojęcie to zostało zdefiniowane w następujący sposób: niska emisja – emisja produktów spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych do atmosfery ze źródeł emisji (emiterów) znajdujących się na wysokości nie większej niż 40 m. Wyróżnia się emisję komunikacyjną, emisję wynikającą z produkcji ciepła dla potrzeb centralnego ogrzewania i ciepłej wody użytkowej oraz emisję przemysłową. Do produktów spalania wpływających na występowanie niskiej emisji zaliczyć można gazy: dwutlenek węgla CO2, tlenek węgla CO, dwutlenek siarki SO2, tlenki azotu NOX, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, np. benzo(a)piren oraz dioksyny, a także metale ciężkie (ołów, arsen, nikiel, kadm) i pyły zawieszone PM10, PM2,5. Pyły zawieszone, będące przedmiotem badań pracy, występują w postaci aerozoli atmosferycznych, sklasyfikowanych ze względu na wielkość cząstek jako: PM1 – o wielkości cząstek do 1 μm, PM2,5 – o wielkości cząstek do 2,5 μm, PM10 – o wielkości cząstek do 10 μm. Jedną z form kontroli niskiej emisji jest ciągłe monitorowanie zanieczyszczenia powietrza poprzez rozlokowane na terenach miejskich urządzenia pomiarowe – sensory. Rejestrowane wyniki pomiarów, wraz z przetworzonymi charakterystykami, prezentowane są na stronie internetowej pod adresem: https://airly.eu/map/pl poprzez portal Airly (Airly Sp. z o.o.). Portal ten udostępnia również, w postaci usługi sieciowej API, dane z wybranych punktów pomiarowych. Celem artykułu jest zaprezentowanie opracowanej metody lokalizacji najbardziej zanieczyszczonych obszarów na podstawie analizy wyników pomiarów zanieczyszczeń powietrza dla wybranego obszaru miejskiego zlokalizowanego w południowo-wschodniej części Polski (miasto Krosno). Analiza została wykonana pod kątem opisania dynamiki zmian poziomu zanieczyszczenia w czasie oraz wyznaczenia przestrzennych rozkładów.

EN

One of the most important problems related to the human health and the comfort of their lives is air pollution. This problem occurs both in large urban agglomerations and in small towns. Low altitude pollutants emitted by various sources such as municipal boiler rooms, domestic coal-fired stoves and car transport are particularly harmful. Due to the low altitude of persistence of harmful substances in the polluted air (less than 40 m), they pose a direct threat to people through inhaled air. They are one of the main causes of serious respiratory and cardiovascular diseases. The emission of pollutants characterized by these features is called “low emissions”. This concept has been formally defined as follows: low emission — emission of combustion products of solid, liquid and gaseous fuels to the atmosphere from emission sources (emitters) located at an altitude of no more than 40 m. There are transportation/traffic emissions, emissions resulting from production of heat for central heating and domestic hot water, and industrial emissions. Combustion products contributing to the occurrence of low emissions include the following gases: carbon dioxide CO2, carbon monoxide CO, sulfur dioxide SO2, nitrogen oxides NOX, polycyclic aromatic hydrocarbons, e.g. benzo(a)pyrene and dioxins, as well as heavy metals (lead, arsenic, nickel, cadmium) and suspended dusts PM10, PM2.5. The suspended dusts, which are the subject of the research, are in the form of atmospheric aerosols classified according to the particle size as: PM1 – particle size up to 1 μm, PM2.5 — particle size up to 2.5 μm, PM10 — particle size up to 10 μm. One of the forms of controlling low emissions is the continuous monitoring of air pollution through measuring devices — sensors located in urban areas. The recorded measurement results, along with the processed characteristics, are presented on the website at: https://airly.eu/map/pl (Airly Sp. z o.o.). This portal also provides data from selected measurement points in the form of a Web API service. The aim of the article is to present the development a method for identification the most polluted areas based on the analysis of the results of air pollution measurements for a selected urban area located in the south-eastern part of Poland (Krosno city). The analysis was performed to describe the dynamics of changes in the pollution level over time and to determine their spatial distribution.

2

Modelowanie geostatystyczne w wyznaczaniu przestrzennego rozkładu parametrów petrofizycznych utworów ilasto-mułowcowych

100%

Kwilosz T.

|

2020

|

tom R. 76, nr 4

230--238

PL

W związku ze zmniejszającymi się zasobami gazu w złożach zlokalizowanych w utworach piaskowcowych i skałach węglanowych coraz większym zainteresowaniem cieszą się obiekty strukturalne związane z utworami piaskowcowo-mułowcowo-łupkowymi ulokowane w utworach miocenu. Złoża te charakteryzują się dużą zmiennością facjalną tych utworów, w tym wyklinowaniem się lamin i warstewek. W związku z powyższym porowatość oznaczona dla tych skał nie może być liczona do bilansu porowatości efektywnej, służącej do oszacowania zasobów wydobywalnych. Obliczając miąższość efektywną, powinno się pominąć miąższość skał łupkowych. Jednym z zasadniczych problemów, będących przedmiotem tego opracowania, jest wydzielenie miąższości skał należących do poszczególnych typów litologicznych. W celu rozpoznania zmienności litologicznej tego typu skał użyto pomiarów profilowania gamma. Należy jednak podkreślić, że ze względu na bardzo małą miąższość warstw piaskowcowych i mułowcowych nie są one możliwe do jednoznacznej identyfikacji za pomocą profilowania gamma. Profilowanie gamma wskazuje raczej wartości uśrednione w obrębie pomiaru niż konkretne warstwy. W związku z tym dokonano oszacowania procentowego udziału miąższości każdego z typów litologicznych w całkowitej miąższości struktury przewierconej przez każdy odwiert. Podział taki przeprowadzono za pomocą analizy rozkładów empirycznych pomiarów gamma. Założono, że niejednorodności litologiczne uwidocznią się na wykresach histogramów w formie rozkładów wielomodalnych lub wyraźnych zmian monotoniczności. Dane te posłużyły do wygenerowania przestrzennych rozkładów parametrów na siatce modelu w punktach nieobjętych pomiarem. Użyto do tego celu metody krigingu zwyczajnego oraz krigingu z trendem. Przy zastosowaniu tych samych metod interpolacyjnych wygenerowano mapy stropu i spągu modelu badanego złoża. Korzystając z wyników pomiarów porowatości, dokonano przyporządkowania wyniku tych pomiarów do wydzielonych wcześniej typów litologicznych. Dla każdego typu skały i przy użyciu obydwu metod krigingu wyznaczono rozkład porowatości w punktach siatki modelu złoża. Do oszacowania niepewności uzyskanych wyników posłużono się metodą kroswalidacji. Na zakończenie obliczono objętość porów efektywnych modelu złoża, zakładając, że tylko skały piaskowcowe i mułowcowe są źródłem porów efektywnych. Oszacowano niepewność uzyskanego wyniku. Na rzecz opracowania posłużono się rzeczywistymi danymi z pomiarów geofizycznych dla złoża w utworach miocenu.

EN

Due to decreasing gas reserves in deposits found in sandstone f and carbonate formations, geological structures composed of mudstone and shale layers found in Miocene formations are growing in popularity. These deposits are characterized by high facial variability. Shale rocks have very low permeability. Therefore, the porosity determined for these rocks cannot be taken into account in the balance of the effective porosity used to estimate the natural gas reserves. Shale rock thickness should be excluded when calculating effective thickness of the gas bearing formations. The main problem of this study is the proper separation of the rocks belonging to individual lithological facies. Gamma ray logs were used to identify lithological variability of this type of rock. It should be emphasized, however, that due to the very low thickness of sandstones and mudstones, it was not possible to identify them clearly using the archival gamma ray logs. The archival gamma ray logs indicate the average values of the layer rather than that of specific laminas, because of its measurement resolution. Therefore, an estimation was made in order to calculate the percentage share of the thickness of each lithological type in the total layer thickness in each well. This division was made using the analysis of empirical distributions of gamma ray logs. It was assumed that lithological heterogeneities would be visible on experimental histograms in the form of multimodal distributions or clear changes in monotonicity. These data were used to generate a spatial distribution of parameters on the model grid at points not covered by the measurement. For this purpose, the ordinary kriging method and the kriging with trend method were used. Using the same interpolation methods, the structure maps of the top and bottom of the model were generated. The results of the porosity measurements were assigned to the previously separated lithological types of rocks. The distribution of porosity at the grid points of the deposit model was determined for each type of rock and using both kriging methods. The cross-validation method was used to assess the uncertainty of the results. Finally, the effective pore volume of the deposit model was calculated, assuming that only sandstone and mudstone rocks are sources of the effective pores. The uncertainty of the analysis was estimated. Real data from geophysical measurements for the Miocene gas field were used for the study.

3

Ekonometryczny model zużycia paliw ciekłych

63%

Kwilosz T. , Filar B.

Nafta-Gaz

|

2019

|

tom R. 75, nr 7

404--412

PL

Jednym z priorytetowych zagadnień dla państwa jest zapewnienie stabilnego rozwoju gospodarczego, który jest ściśle związany z bezpieczeństwem energetycznym kraju. Problem zagwarantowania bezpieczeństwa energetycznego Polski staje się bardzo istot- ny z powodu dużego importu ropy naftowej i gotowych produktów. W 2017 roku przerób ropy naftowej przez rafinerie krajowe wyniósł 26,8 mln ton. Krajowe wydobycie ropy naftowej w 2017 roku wynosiło około 1 mln ton i stanowiło zaledwie 3,7% przerobu. W związku z tym w Polsce występuje bardzo wysoki stopień uzależnienia od importu ropy naftowej, wynoszący 96,3%. Drugi niekorzystny czynnik zwiększający ryzyko związane z dostawami ropy naftowej do Polski to bardzo duże uzależnienie od jednego kierunku dostaw (Paliński i Łucki, 2006). Zgodnie z publikacją Polskiej Organizacji Przemysłu i Handlu Naftowego (POPiHN) aż 81,4% importu ropy naftowej pochodzi z Rosji. W sytuacji tak dużego uzależnienia od jednego kierunku dostaw bardzo istotne staje się zgromadzenie rezerw interwencyjnych ropy naftowej i produktów naftowych, gwarantujących dostawy przez wymagane 90 dni. W związku z tym, że budowa magazynów paliw ciekłych trwa co najmniej 2–3 lata, odpowiednie prace analityczne powinny wyprzedzać prace budowlane również co najmniej o kilka lat. W zaprezentowanym artykule przedstawiono wyniki zastosowania zbudowanego modelu matematycznego służącego do prognozowania zużycia paliw w kolejnych latach. Zaprojektowano i skalibrowano w oparciu o wybrany zestaw atrybutów (zmiennych objaśniających) niejednorodny liniowy model ekonometryczny. Dokonano statystycznej weryfikacji oszacowanych parametrów modelu. Do budowy modelu wykorzystano podstawowe wskaźniki makroekonomiczne. Zakres danych historycznych obejmował lata 2000–2017. Ze względu na dużą liczbę kombinacji, jaką należy przebadać dla każdego z modeli (217 − 1) opisane wyżej algorytmy zostały zaimplementowane w postaci programu komputerowego, za pomocą którego dokonano niezbędnych obliczeń.

EN

Ensuring the stable development of the country is one of the most important tasks facing the government. The stable development of the country is closely related to its energy security. The problem of ensuring Poland’s energy security becomes very important due to the large import of crude oil and liquid fuels. In 2017, the refining of crude oil by domestic refiners amounted to 26.8 million tones. Domestic crude oil production in 2017 amounted to approximately 1 million tons and accounted for only 3.7% of processing. Therefore, in Poland there is a high dependence on crude oil imports (96.3%). The second unfavorable factor increasing the risk of crude oil supplies to Poland lies in the very large dependence on one direction of supply (Paliński and Łucki, 2006). According to POPiHN, up to 81.4% of crude oil imports come from Russia. In the situation of such a large dependence on one direction of supply, it becomes very important to collect emergency reserves of crude oil and petroleum products, guaranteeing deliveries for the required 90 days. Due to the fact that the construction of liquid fuel storage facilities lasts at least 2–3 years, appropriate analytical works should precede the construction works also at least by several years. The article presents the results of the application of the mathematical model used to predict fuel consumption in subsequent years. A non-uniform linear econometric model was designed and calibrated based on a selected set of attributes (explanatory variables). A statistical verification of estimated model parameters was carried out. Basic macroeconomic indicators have been used to build the model. The historical data covered the years 2000–2017. Due to the large number of combinations to be tested for each of the models (217 − 1), the algorithms described above were implemented in the form of a computer program which was used to make all the necessary calculations.

4

Ekonometryczny model krótkoterminowego prognozowania zużycia gazu

63%

Kwilosz T. , Filar B.

Nafta-Gaz

|

2021

|

tom R. 77, nr 7

454--462

PL

W celu opracowania modelu krótkoterminowego zapotrzebowania na gaz konieczne jest dokonanie analizy najnowszych metod prognozowania matematycznego w celu wyboru i zaadaptowania właściwej z nich (spełniającej warunek efektywności i skuteczności). Niezbędne jest rozpoznanie i analiza czynników (głównie środowiskowych) wpływających na wynik krótkoterminowych prognoz oraz źródeł danych możliwych do wykorzystania. Efektem wykonanej pracy jest model numeryczny krótkoterminowego zapotrzebowania na gaz dla wybranej jednostki terytorialnej kraju. Opracowany model został skalibrowany i przetestowany na historycznych danych opisujących warunki środowiskowe i rzeczywiste zużycie gazu. Zaprojektowano i skalibrowano, na podstawie wybranego zestawu atrybutów (zmiennych objaśniających), niejednorodny liniowy model ekonometryczny. Dokonano statystycznej weryfikacji oszacowanych parametrów modelu. Warto zauważyć, że w krótkim terminie wykonania prognozy (7 dni) nie zachodzą znaczące zmiany w otoczeniu rynku gazowego (uruchomienie nowych inwestycji, podłączenie nowych użytkowników do systemu czy zmiany zapotrzebowania wynikające ze zmieniających się warunków makroekonomicznych). Inne czynniki techniczne, takie jak awarie linii produkcyjnych u odbiorców czy przestoje przemysłowe, są trudne do przewidzenia lub wiedza o nich rzadko jest dostępna. Z tego względu jedynymi czynnikami mogącymi mieć wpływ na zmiany zapotrzebowania gazu w krótkim terminie są czynniki pogodowe, które zostały wybrane jako zmienne objaśniające dla opracowanego modelu. Historyczne dane pogodowe zostały pobrane z usługi sieciowej (web service) OpenWeatherMap History Bulk. Jako zmiennej objaśnianej użyto dobowych wartości zużycia gazu dla jednego z województw Polski południowej. Dane zostały pobrane z systemu wymiany informacji operatora gazociągów przesyłowych. Dane dotyczą okresu trzyletniego, gdyż tylko takie dane zostały upublicznione. Zmienne objaśniające obejmują dobowe wartości danych pogodowych, takich jak: średnia temperatura, temperatura odczuwalna, temperatura minimalna, temperatura maksymalna, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność względna, prędkość wiatru i kierunek wiatru.

EN

In order to develop a mathematical model of short-term gas demand, it is necessary to analyze the latest mathematical forecasting methods in order to select and adapt the right one (meeting the condition of efficiency and effectiveness). It is necessary to recognize and analyze factors (mainly environmental) affecting the result of short-term forecasts and sources of data that can be used. The result of the work is a numerical model of short-term gas demand for a selected territorial unit of the country. The developed model was calibrated and tested on historical data describing environmental conditions and real gas consumption. A heterogeneous linear econometric model was designed and calibrated on the basis of a selected set of attributes (explanatory variables). The estimated parameters of the model were statistically verified. It is worth noting that in the short term of the forecast (7 days) there are no significant changes in the gas market environment (launching new investments, connecting new users to the system, or changes in demand resulting from changing macroeconomic conditions). Other technical factors, such as production line failures at customers or industrial downtime, are difficult to predict, or knowledge about their occurrence is rarely available. For this reason, the only factors that may have an impact on changes in gas demand in the short term are weather factors, which were selected as explanatory variables for the developed model. Historical weather data was retrieved from the OpenWeatherMapHistoryBulk web service. Daily values of gas consumption for one of the voivodships of southern Poland were used as the response variable. The data was downloaded from the information exchange system of the transmission pipeline operator. The data covers a three-year period, as only such data has been made public. The explanatory variables include the daily values of weather data such as: average temperature, chilled temperature, minimum temperature, maximum temperature, atmospheric pressure, relative humidity, wind speed and wind direction.

5

Ocena narażenia na zapylenie w obiektach przemysłu naftowego

63%

Kwilosz T. , Buczek J.

|

2022

|

tom R. 78, nr 2

154--161

PL

Zapylenie powietrza na stanowiskach pracy jest zjawiskiem, które może spowodować wiele groźnych chorób u narażonych na ten czynnik pracowników. Szczególnie niebezpieczny jest pył o najmniejszych średnicach ziaren, zaliczany do tzw. frakcji respirabilnych. Pył o tych własnościach dostaje się do pęcherzyków płucnych. Jest praktycznie nieusuwalny i stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia. W ostatnich latach wprowadzono do obowiązującego porządku prawnego wiele norm (PN-EN 482+A1:2016-01, PN-EN 13890:2010, PN-91/Z-04018/02, PN-91/Z-04018/03, PN-91/Z-04018/04) zmieniających metodykę wykonywania pomiarów oraz zwiększających wymogi związane z oszacowaniem niepewności uzyskanych wyników. Nowością w tym zakresie jest stosowanie kompleksowej metody szacowania niepewności pomiarów uwzględniającej nie tylko sam pomiar i kalibrację urządzeń pomiarowych, ale również szereg dodatkowych elementów, takich jak: stabilność przepływu pompy, czas wykonywania pojedynczego pomiaru pobierania próbek i wydajność przepływu powietrza w trakcie pomiaru czy transport i przechowywanie próbek. Okoliczności te były podstawą do podjęcia prac związanych z poszerzeniem metodyki badań w zakresie ich wykonywania, interpretacji wyników oraz statystycznej oceny. Konieczne stało się również opracowanie nowych narzędzi informatycznych (arkuszy kalkulacyjnych) pozwalających na usprawnienie wykonywania obliczeń. Artykuł odnosi się do zagadnienia związanego z zapyleniem powietrza na stanowiskach pracy. Pomiary zapylenia polegają na określeniu zawartości w powietrzu pyłu frakcji wdychalnej i/lub respirabilnej oraz krzemionki krystalicznej i obejmują pobór próbek powietrza, transport i przechowywanie próbek, oznaczenie rodzaju pyłu, wyniki obliczeń zawartości pyłu w powietrzu. W ramach prezentowanych zagadnień wykonano pomiary zapylenia na stanowisku pracy podczas pracy urządzenia wiertniczego. Dokonano oszacowania stopnia szkodliwości pyłów na organizm ludzki, oceny niepewności uzyskanych wyników oraz ryzyka popełnienia błędu zastosowania metody. Opracowano program (arkusz kalkulacyjny) przystosowany do szybkich obliczeń wyników końcowych z odniesieniem do najwyższych dopuszczalnych stężeń pyłu (NDS) oraz gromadzenia danych z wykonywanych pomiarów.

EN

Air pollution at workplaces is a phenomenon that can cause serious diseases in exposed workers. Particularly dangerous is the dust of the smallest particle size, classified as the so-called respirable fractions. Dust with these properties enters the alveoli. It is practically indelible and poses a health hazard. In recent years, many standards have been introduced into the current legal order (PN-EN 482+A1:2016-01, PN-EN 13890: 2010, PN-91/Z-04018/02 PN-91/Z-04018/03, PN-91/Z-04018/04). These standards change the methodology of performing measurements and increase the requirements for estimating an uncertainty of results obtained. A novelty in this field is the use of a comprehensive method for estimating measurement uncertainty, taking into account not only the measurement and calibration of measuring devices, but also a number of additional elements, such as pump flow stability, time taken to perform a single measurement sampling, air flow capacity during measurement, or their transport and storage. These circumstances formed the basis for undertaking works related to the extension of the research methodology in terms of their performance, interpretation of results and statistical evaluation. It also became necessary to develop new IT tools (spreadsheets) to streamline the computational work. The article presents issues related to workplace dust content. Dust measurements consist in determining the inhalable and/or respirable dust and crystalline silica airborne dust content, i.e. the collection of air samples and determining of the dust type, transport and storage of samples, and calculation results for the airborne dust. Dust measurements were performed on the drilling rig during the drilling rig operation. The degree of dust harmfulness to the human body was estimated, and the uncertainty of the obtained results and the risk of making an error in the application of the method was assessed. A program (spreadsheet) adapted to the quick calculations of the final results with reference to the maximum permissible concentrations (MOC) of dust and collection of data from the performed measurements was developed.

6

Magazynowanie wodoru w sczerpanych złożach gazu ziemnego

51%

Miziołek M. , Filar B. , Kwilosz T.

|

2022

|

tom R. 78, nr 3

219--239

PL

W artykule podjęto próbę oceny możliwości magazynowania w sczerpanych złożach gazu ziemnego zapadliska przedkarpackiego mieszaniny składającej się z gazu ziemnego (ok. 90%) i wodoru (do 10%). Problem magazynowania wodoru pojawi się w Europie, a zapewne też i w Polsce w nieodległym czasie, gdyż zgodnie z dyrektywą wodorową ogłoszoną przez UE w 2020 r. wodór produkowany z nadwyżek energii wytwarzanych przez OZE będzie stopniowo zastępował paliwa kopalne. Część wodoru będzie zużywana na bieżące potrzeby, a część będzie magazynowania w zbiornikach napowierzchniowych oraz podziemnych. Podziemne magazyny wodoru (PMW) będą budowane w kawernach solnych oraz w sczerpanych złożach gazu ziemnego. Istniejące podziemne magazyny gazu (PMG) działają w Polsce m.in. w rejonie zapadliska przedkarpackiego – są to np. PMG Husów i PMG Brzeźnica, w których gaz jest magazynowany w piaskowcowych poziomach miocenu. W tym rejonie występuje też cały szereg sczerpanych horyzontów gazowych, które mogą być wykorzystane w przyszłości jako potencjalne magazyny gazu ziemnego i wodoru. Dla potrzeb artykułu wybrano jeden z takich poziomów zbiornikowych, reprezentujący złoże mioceńskie, i przeprowadzono szczegółową analizę jego parametrów geologiczno-złożowych istotnych dla magazynowania wodoru. Zestaw analizowanych parametrów sprecyzowano na podstawie literatury oraz przyjętych ogólnie kryteriów wyboru struktury na potrzeby utworzenia PMG. Analizowane parametry skał magazynowych i uszczelniających dotyczyły: ich składu mineralogicznego i petrofizycznego, składu chemicznego gazu rodzimego oraz wód złożowych, oceny parametrów petrofizycznych skał, budowy strukturalnej poziomów zbiornikowych i uszczelniających, warunków mikrobiologicznych złoża. Dokonano też oceny zjawisk fizycznych, które będą lub mogą być efektem magazynowania wodoru, takich jak np.: proces dyfuzji, mieszanie się gazów i ich ewentualna segregacja oraz możliwość tworzenia się „języków” i „palców wodorowych”. W artykule podano również przykłady magazynów wodoru działających na świecie. Szczegółowo przedstawiono wyniki doświadczalnego podziemnego magazynowania wodoru w Austrii oraz Argentynie. W obu przypadkach projekty były realizowane w ostatnich latach. Szczególnie ważny dla niniejszej pracy był projekt austriacki Underground Sun Storage zrealizowany w Pilsbach w Austrii. Projekt ten jest istotny, gdyż proces magazynowania wodoru został przeprowadzony w podobnych do obszaru zapadliska przedkarpackiego utworach molasowych. Wyniki analiz wytypowanych poziomów zbiornikowych dają podstawę do pozytywnej rekomendacji sczerpanych złóż gazu ziemnego na obszarze zapadliska do celów podziemnego magazynowania wodoru. Jednocześnie jednak zwraca uwagę fakt małej liczby badań istotnych dla podjęcia decyzji o magazynowaniu wodoru w strukturach sczerpanych złóż gazu, dlatego konieczne będzie przed wydaniem takiej decyzji zaplanowanie i przeprowadzenie niezbędnego zakresu badań i analiz. Innym bardzo istotnym elementem będzie też dokonanie przeglądu i analizy stanu technicznego istniejących odwiertów, w tym stanu ich zacementowania oraz analizy materiałoznawczej.

EN

This paper presents the possibility of storing a mixture of natural gas (approx. 90%) and hydrogen (up to 10%) in depleted natural gas fields in the Carpathian Foredeep. The problem of hydrogen storage will arise in Europe, and probably also in Poland, in the near future. In accordance with the hydrogen directive announced by the EU in 2020, hydrogen produced from surplus energy from renewable energy sources is going to gradually replace fossil fuels. A part of the hydrogen will be used for current needs, and some will be stored in the surface and underground reservoirs. Underground hydrogen storage (UHS) facilities will be built in salt caverns and in depleted natural gas fields. The underground gas storage (UGS) facilities operate in Poland, e.g. in the area of the Carpathian Foredeep, (for example UGS Husów and UGS Brzeźnica), where gas is stored in the Miocene sandstone levels. This region is reach in depleted gas horizons that may be used in the future as a potential natural gas and hydrogen storage facilities. In this article, one of such reservoir horizons, representing the Miocene gas field, was selected, and its detailed analysis of geological and reservoir parameters, important for hydrogen storage, was carried out. The set of analyzed parameters was specified on the basis of the literature and generally accepted criteria for selecting a structure for UGS facilities. The analyzed parameters of storage and sealing rocks concerned: their mineralogical and petrophysical composition, chemical composition of native gas and reservoir waters, evaluation of petrophysical parameters of rocks, structure of reservoir and sealing levels, as well as microbiological conditions of the deposit. A physical phenomena that will or may be the effect of hydrogen storage, such as the diffusion process, mixing of gases and their possible segregation, and the possibility of the formation of hydrogen “tongues and fingers” were also assessed. The article also presents examples of hydrogen storage facilities operating in the world. The results of experimental underground hydrogen storage in Austria and Argentina are presented in details. In both cases, the projects were implemented in recent years. The Austrian project Underground Sun Storage realized in Pilsbach, Austria, was particularly important for this work. This project is significant, because the hydrogen storage process was carried out in molasses formations similar to those of the Carpathian Foredeep. The results of the analyses of the selected reservoir levels support a positive recommendation of the depleted natural gas fields in the area of the Carpathian Foredeep for the purpose of the underground hydrogen storage. However, due to the fact that there is a small amount of research relevant to making a decision on the hydrogen storage in the structures of depleted gas fields, it is necessary to plan and conduct more research and analyses. Another very important element will be the review and analysis of the technical condition of the existing wells, including the condition of their cementing and material science analysis.

7

Dostosowanie parametrów pracy PMG do aktualnych potrzeb rynku gazu ziemnego w Polsce

51%

Filar B. , Miziołek M. , Kwilosz T.

|

2020

|

tom R. 76, nr 9

601--609

PL

W publikacji poruszono problem dostosowania parametrów eksploatacji PMG do zmian zachodzących w polskim systemie gazowniczym. Podkreślono, że zapotrzebowanie na pojemność czynną magazynów bezpośrednio wynika z wielkości krajowego zużycia gazu ziemnego oraz ze struktury dostaw gazu na rynek. Na dołączonym do artykułu wykresie (rys. 1) zaprezentowano zużycie gazu w Polsce, w rozbiciu na wydobycie krajowe i import, w latach 1995–2018. Przedstawiony wykres potwierdził szybki wzrost zapotrzebowania na gaz w ostatnich latach. Dodatkowo wykres pokazał, że począwszy od 2012 roku krajowe wydobycie gazu ziemnego systematycznie spadało – z wielkości 4,3 mld m3 do 3,8 mld m3 . W związku z tym rosnące zapotrzebowanie na gaz jest zaspokajane dodatkowym jego importem. W roku 2018 wielkość importu gazu ziemnego wynosiła około 14,5 mld m3 . Obecnie około 79% całkowitego zużycia gazu pokrywane jest importem. W artykule podkreślono, że szybko rosnący import gazu generuje zapotrzebowanie na nowe pojemności czynne PMG. Głównym celem publikacji jest znalezienie odpowiedzi na pytanie, jakie parametry powinien posiadać nowo projektowany podziemny magazyn gazu, aby mógł spełnić obecne wymagania rynku gazowniczego w Polsce. W celu określenia pożądanych przez rynek parametrów PMG przeanalizowano koszty świadczenia usług magazynowania gazu w Polsce. Przeprowadzona analiza wykazała dużą rozpiętość tych kosztów. Generalnie wszystkie usługi magazynowania gazu można podzielić na usługi magazynowania na warunkach ciągłych oraz usługi magazynowania gazu na warunkach przerywanych. Usługi magazynowania gazu na warunkach ciągłych gwarantują dostawy gazu bez względu na warunki rynkowe i dlatego są znacząco droższe (389,1 zł/1000 m3 ) od usług przerywanych (107,5 zł/1000 m3 ). Tak znacząca różnica w kosztach wynika między innymi z tego, że na bazie usługi ciągłej można ustanowić zapas obowiązkowy, wymagany od importerów gazu prowadzących działalność w Polsce. W publikacji przedstawiono konsekwencje szybkiego wzrostu ilości importowanego gazu. Wzrost ten wpłynął na rosnącą wielkość zapasu obowiązkowego. W latach 2017–2019 wzrosła ona o około 56% (z 8,5 TWh do 13 TWh). W związku z tym parametry budowy przyszłego PMG powinny uwzględniać bieżące warunki rynkowe. Duża różnica pomiędzy kosztami usług magazynowych ma znaczący wpływ na przychody z usług magazynowania gazu. W związku z tym procedura określania najkorzystniejszych parametrów pracy PMG powinna uwzględniać nie tylko ograniczanie kosztów, budowy i eksploatacji magazynów gazu, ale również maksymalizację przychodów z usług magazynowania. W związku z tym parametry budowy przyszłego PMG powinny uwzględniać bieżące warunki rynkowe. W celu określenia preferowanych parametrów budowy i eksploatacji podziemnych magazynów gazu przeprowadzono analizę budowy nowego PMG w przykładowym sczerpanym złożu gazu ziemnego. Obliczenia wykonano dla pięciu wybranych różnych wielkości pojemności czynnej. Dla każdej pojemności czynnej przeprowadzono obliczenia dla trzech czasów sczerpania całej pojemności (80, 100 i 120 dni). Następnie wykonano analizę finansową różnych wariantów budowy nowego PMG, opierając się na wskaźniku NPV i wskaźniku jednostkowego kosztu budowy i eksploatacji pojemności czynnej. Analiza finansowa wykazała, że w obecnej sytuacji rynkowej bardziej opłaca się budować „szybki” magazyn gazu, o stosunkowo krótkim czasie odbioru i zatłaczania pojemności czynnej.

EN

The publication deals with the problem of adjusting UGS operation parameters to changes in the Polish natural gas system. It was emphasized that the demand for active storage capacity directly results from the volume of domestic consumption of natural gas and the structure of gas supply to the market. The chart attached to the article (Fig. 1) presents gas consumption in Poland, broken down into domestic production and imports for 1995–2018. The presented chart confirmed the fast increase in gas demand in recent years in Poland. In addition, the graph showed that since 2012, domestic natural gas production has been systematically falling from 4.3 to 3.8 billion m3 . Therefore, the growing demand for gas is met by additional gas imports. In 2018, the volume of natural gas import was around 14.5 billion m3 . Currently, approximately 79% of total gas consumption in Poland is covered by import. The article emphasized that rapidly growing gas import generates demand for new UGS working capacities. The main purpose of the publication was to find the answer to the question of which parameters of underground gas storage are preferred by the gas market in Poland. The costs of providing gas storage services in Poland were analyzed in order to determine the desired UGS parameters. The analysis showed a large difference between the costs of providing firm and interruptible storage services in Poland. Firm storage services guarantee gas supplies irrespective of market conditions and are therefore significantly more expensive (PLN 389.1/1000 m3 ) than interruptible services (PLN 107.5/1000 m3 ). The main reason for such a significant cost difference is because firm services can be used to establish a mandatory reserve, required by law in Poland. The article indicates the consequences of a rapid growing natural gas import trend. The increase of gas import volume results in a large increase of mandatory reserve volume. In 2017–2019, the amount of mandatory reserves increased by about 56% (from 8.5 to 13 TWh). Therefore, the construction parameters of the future UGS should take into account current market conditions. The large difference between the costs of storage services has a significant impact on revenues from gas storage services. Therefore, the procedure for determining the most favorable operating parameters of UGS should take into account not only the reduction of storage, construction and operation costs of gas storage facilities, but also the optimization of revenues from gas storage services. Therefore, the construction parameters of the future UGS should take into account current market conditions. In order to determine the preferred parameters for the construction and operation of underground gas storage facilities, an analysis of the construction of a new UGS in an exemplary depleted natural gas field was carried out. Calculations were made for five different active capacities. For each active capacity, calculations were made for three times of full capacity exhaustion (80, 100 and 120 days). Then, financial analysis was carried out for several variants of the construction of the new UGS based on the NPV index and the cost of construction and operation of active capacity. Financial analysis has shown that in the current market situation it is more profitable to build, a “fast” gas storage with a relatively short time of withdrawal and injection of working volume.

8

Dotychczasowe doświadczenia w magazynowaniu wodoru w podziemnych strukturach geologicznych

51%

Miziołek M. , Filar B. , Kwilosz T.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

tom R. 25, Nr 3 (279)

8-10

9

Badania i ocena szkodliwości drgań mechanicznych występujących na stanowiskach pracy w górnictwie nafty i gazu

51%

Buczek J. , Balawajder Z. , Kwilosz T.

Nafta-Gaz

|

2019

|

tom R. 75, nr 2

101--110

PL

Wśród wielu uciążliwych czynników środowiskowych charakteryzujących pracę maszyn i urządzeń tak na wiertni podczas wiercenia otworu, jak i w czasie pracy podobnych urządzeń górniczych występuje szkodliwe działanie przyspieszenia drgań mechanicznych (wibracji), wpływające niekorzystnie na pracowników przebywających na swoich stanowiskach. Wyciągi wiertnicze, silniki spalinowe, pompy płuczkowe, agregaty prądotwórcze, sita wibracyjne, szlifierki pneumatyczne to mechanizmy, które w czasie pracy wytwarzają drgania mechaniczne. Zdarza się, że drgania te przekraczają poziom dopuszczalnych wartości norm i przepisów prawnych obowiązujących w tym zakresie, co niejednokrotnie naraża pracownika obsługującego te urządzenia techniczne na utratę zdrowia. Dla ustalenia wielkości wibracji przeprowadza się okresowo badania i pomiary, głównie na stanowiskach pracy. Dokonano wielu pomiarów i interpretacji drgań o charakterze ogólnym (przekazywanych do organizmu człowieka przez jego nogi, miednicę, plecy lub boki) oraz drgań o charakterze miejscowym (oddziałujących na organizm człowieka przez kończyny górne). Wyliczono główne parametry oceny oddziaływania czynnika szkodliwego na pracowników, dopuszczalne wartości przyspieszenia drgań, dopuszczalny czas narażenia i porównano je z wielkościami zmierzonymi. Oszacowano wskaźniki krotności przekroczenia wartości dopuszczalnych NDN. Dokonano porównania zmian wskaźnika NDN, jakie nastąpiły w latach 2005–2016 na stanowiskach pracy dla wybranych urządzeń wiertniczych. W pracy omówiono zagadnienie drgań mechanicznych występujących na stanowiskach pracy. Pilotowe badania wibracji wykonano zgodnie z wymaganiami określonymi w prawodawstwie polskim oraz z odpowiednimi dokumentami Unii Europejskiej. Porównując wartości uzyskane w czasie pomiaru z wielkościami dopuszczalnymi wibracji określonymi w rozporządzeniach, ustalono stopień szkodliwości drgań. W celu ułatwienia i przyśpieszenia wykonywanych obliczeń oraz ich interpretacji przygotowano oprogramowany arkusz kalkulacyjny. Opracowane metody pomiarów i interpretacji wyników zaimplementowane w formie arkusza kalkulacyjnego wykorzystywane są na bieżąco do oceny drgań mechanicznych w przemyśle naftowym oraz branżach pokrewnych.

EN

Acceleration associated with mechanical vibrations on drilling rigs during drilling and in similar mining equipment have harmful effects on workers present at their work stations. This adverse condition coexists together with other numerous environmental factors characteristic for the activity of drilling equipment. Drawworks, combustion engines, mud pumps, electrical generators, shale shakers, pneumatic grinders are mechanisms creating different kinds of vibrations during their work. It happens, that vibration amplitude exceeds allowable values of obligatory standards or legal regulations, and puts workers at risk of health loss. In order to determine the magnitude of vibration, measurements and tests are performed periodically mainly at work stations. Whole body vibrations (WBV) (transmitted to the human body through his legs, pelvis, back or shoulders) and hand-arm vibrations (HAV) (acting through hands) have been measured and interpreted. The main parameters characterizing the harmful factors acting on workers, such as: permissible values of vibration acceleration, permissible exposure time have been calculated and compared with measured values. Ratios of measured vibration values to Occupational Exposure Limits (NDN) were evaluated. A comparison of the changes in the NDN index that took place in 2005–2016 at work stations for selected drilling equipment was made. The publication discusses the issue of mechanical vibrations occurring at work stations. Pilot vibration surveys were performed according to the requirements described in Polish regulations and appropriate EU documents. By comparing measured vibration values with OEL, the degree of their harmful effect was determined. In order to facilitate and accelerate calculations, a spreadsheet was prepared. Elaborated measuring and interpretation methods were implemented in the form of a spreadsheet and are currently used to evaluate mechanical vibrations in oil industry plants and in other similar industries.

10

Ocena kosztów produkcji wodoru z wykorzystaniem energii pochodzącej z instalacji fotowoltaicznej wybudowanej w Polsce

51%

Filar B. , Miziołek M. , Kwilosz T.

|

2022

|

tom R. 78, nr 6

451--459

PL

W 2020 r. Komisja Europejska (KE) ogłosiła strategię wodorową spójną z założeniami Europejskiego Zielonego Ładu. Strategia zakłada ograniczenie wykorzystania paliw kopalnych do produkcji energii i zastępowanie ich energią odnawialną (OZE), produkowaną głównie przez farmy wiatrowe oraz solarne. Sumaryczna moc uruchomionych instalacji fotowoltaicznych (PV) w Polsce w listopadzie 2021 r. osiągnęła wartość 7,1 GW. Obecnie największą elektrownią fotowoltaiczną w Polsce jest elektrownia o mocy 70 MW wybudowana przez ZE PAK w Brudzewie. Nadwyżki energii pochodzącej z OZE mogłyby zostać wykorzystane do produkcji tzw. zielonego wodoru. W publikacji przedstawiono wyniki analizy, której celem było określenie szacunkowych kosztów produkcji wodoru przez elektrolizer zasilany energią pochodzącą z farmy fotowoltaicznej (PV). W przeprowadzonej analizie założono, że wodór będzie produkowany przez elektrolizer PEM o mocy 2,5 MW. W związku z tym, że ilość produkowanej energii jest zmienna w czasie, to ilość produkowanego wodoru obliczono dla instalacji o mocy zmieniającej się w zakresie 7–11 MW. Zakres minimalny wielkości instalacji był tak dobrany, aby w czerwcu (najlepszym miesiącu dla fotowoltaiki w Polsce) elektrolizer mógł pracować z całą mocą. Natomiast górny zakres mocy instalacji, wynoszący 11 MW, został określony w taki sposób, aby elektrolizer pracował z maksymalną mocą od marca do października. Obliczenia wykazały, że instalacja o mocy 7 MW pozwoli wyprodukować około 1,34 mln mn 3 wodoru, podczas gdy instalacja o mocy 11 MW może wyprodukować około 1,7 mln mn 3 wodoru. W dalszej kolejności obliczono nakłady inwestycyjne dla wszystkich wariantów budowy instalacji fotowoltaicznej. Koszt budowy instalacji o mocy 7–11 MW zmieniał się w przedziale 34,4–44,7 mln zł. Natomiast roczne koszty operacyjne eksploatacji instalacji o mocy 7–11 MW zmieniały się w przedziale 1,19–1,4 mln zł. W dalszej kolejności obliczono koszt wyprodukowania 1 mn 3 wodoru, zakładając eksploatację całej instalacji przez 20 lat. Koszt produkcji 1 mn 3 wodoru uzyskano dzieląc sumę zdyskontowanych kosztów inwestycyjnych i operacyjnych, uzyskaną w okresie 20 lat, przez sumę zdyskontowanej ilości wyprodukowanego wodoru. Obliczenia wykazały, że optymalna instalacja PV dla elektrolizera o mocy 2,5 MW posiada moc 9 MW. Koszt produkcji wodoru obliczony dla instalacji PV o mocy 9 MW wyniósł 3,17 zł/mn 3.

EN

In 2020, the European Commission (EC) announced a hydrogen strategy consistent with the principles of the European Green Deal. The strategy assumes limiting the use of fossil fuels for energy production and replacing them with renewable energy (RES) produced mainly by wind and solar farms. The power of launched photovoltaic (PV) installations in Poland in November 2021 reached a total value of 7.1 GW. Currently, the largest photovoltaic power plant in Poland is the one built by ZE PAK in Brudzewo with a capacity of 70 MW. Surplus energy from RES could be used to produce “green” hydrogen. This publication presents the results of the analysis aimed at determining the estimated costs of hydrogen production by an electrolyser powered by energy from a photovoltaic (PV) farm. In the conducted analysis, it was assumed that hydrogen will be produced by the PEM electrolyser with a capacity of 2.5 MW. Since the amount of produced energy varies with time, the amount of produced hydrogen was calculated for installations with a capacity of 7–11 MW. The minimum installation size was selected so as to allow the electrolyser to operate at full capacity in June (the best month for photovoltaics in Poland). On the other hand, the upper power range of the installation, amounting to 11 MW, was defined in such a way so as to allow the electrolyser to operate at maximum power from March to October. Calculations have shown that the 7 MW installation will produce approximately 1.34 million mn 3 of hydrogen, while an 11 MW plant can produce about 1.7 million mn 3 of hydrogen. Subsequently, the investment outlays were calculated for all variants of building a photovoltaic installation. The cost of building the installation with a capacity of 7–11 MW varied in the range of PLN 34.4–44.7 million. On the other hand, the annual operating costs for the operation of installations with a capacity of 7–11 MW varied in the range of PLN 1.19–1.4 million. Subsequently, the cost of producing 1 mn 3 of hydrogen was calculated, assuming the operation of the entire installation for 20 years. The cost of producing 1 mn 3 of hydrogen was obtained by dividing the sum of discounted investment and operating costs obtained over a period of 20 years by the sum of the discounted amount of produced hydrogen. The calculations showed that the optimal size of the PV installation for a 2.5 MW electrolyser has a capacity of 9 MW. The cost of hydrogen production, calculated for a 9 MW PV installation, was PLN 3.17 mn3.

11

Wykorzystanie energii pochodzącej z farm wiatrowych do produkcji zielonego wodoru

51%

Filar B. , Kwilosz T. , Miziołek M. , Moska A.

|

tom R. 79, nr 11

716--721

PL

Zatwierdzona 2 lutego 2021 r. Polityka energetyczna Polski do 2040 r. (PEP2040) zakłada duży wzrost udziału energii pochodzącej z OZE we wszystkich sektorach gospodarki. Zgodnie z prognozą w 2030 r. udział OZE w końcowym zużyciu energii brutto powinien wynieść co najmniej 23%. Projekt PEP2040 zakłada rozwój energetyki wiatrowej i fotowoltaicznej, co wpłynie na wzrost zainstalowanej mocy elektrowni wiatrowych do około 8–11 GW oraz fotowoltaicznych do około 10–16 GW. Zgodnie z danymi publikowanymi przez Rynek Elektryczny sumaryczna moc zainstalowanych OZE w Polsce na koniec sierpnia 2022 r. osiągnęła 20,9 GW. Należy podkreślić, że sumaryczna moc zainstalowana w całej polskiej energetyce (OZE i konwencjonalna) w sierpniu 2022 r. wynosiła 59 GW. Spośród elektrowni OZE największy udział miała fotowoltaika (11 GW), co stanowiło 19,2% ogółu zainstalowanych mocy. Natomiast sumaryczna moc elektrowni wiatrowych wynosiła 7,7 GW (13,3%). W publikacji podkreślono również, że w 2022 r. moc zainstalowanej fotowoltaiki wzrosła w porównaniu z rokiem 2021 o 84%, a elektrowni wiatrowych – o 12,7%. Powodem szybkiego rozwoju OZE jest duży wzrost ceny konwencjonalnych nośników energii (paliwa kopalne), który wpłynął na wzrost ceny energii elektrycznej. W czerwcu 2022 r. cena kontraktów na dostawy energii elektrycznej wynosiła około 884,68 PLN/MWh. Dla porównania cena referencyjna energii elektrycznej produkowanej w elektrowniach wiatrowych, na podstawie wyników aukcji przeprowadzonej przez Prezesa Urzędu Regulacji Energetyki z grudnia 2021 r., wyniosła 250 PLN/MWh. Niestety produkcja prądu przez elektrownię wiatrową zależy od siły wiatru i cechuje się bardzo dużą zmiennością, często zmienia się z godziny na godzinę. Przykładowo w nocy elektrownie mogą pracować z mocą ponad 5 GW, a po południu wykorzystanie ich mocy będzie poniżej 1 GW. W związku z tym, że produkcja energii z OZE jest wysoce niestabilna, to jej nadwyżki powinny zostać zmagazynowane. Głównym celem publikacji jest określenie ilości wodoru, jaka może zostać wyprodukowana z nadwyżek energii pochodzących z elektrowni wiatrowej.

EN

The Energy Policy of Poland until 2040 (EPP2040) approved on 2 February 2021 assumes a significant increase in the share of RES energy in all sectors of the economy. According to the prognosis, in 2030 the share of RES in gross final energy consumption should amount to at least 23%. The EPP2040 assumes that the development of wind and photovoltaic energy, will increase the installed capacity to approx. 8–11 GW (wind) and 10–16 GW (photovoltaic). According to the data published by the Rynek Elektryczny, the total installed capacity of RES in Poland reached 20.9 GW at the end of August 2022. It should be noted that the total installed capacity of the entire Polish energy sector (RES and conventional) in August 2022 was 59 GW. Among power plants classified as RES, the largest share was held by photovoltaics (11 GW), which accounted for 19.2% of the total installed capacity. The total capacity of wind farms was 7.7 GW (13.3%). The publication also emphasizes that in 2022, the installed capacity of photovoltaics, compared to 2021, increased by 84%, and wind farms by 12.7%. The rapid development of RES can be attributed a large increase in the price of conventional energy carriers (fossil fuels), which led to a rise in electricity prices. In June 2022, the price of electricity supply contracts was approximately PLN 884.68/MWh. For comparison, the reference price of electricity produced in wind farms, based on the results of the auction conducted by the President of the Energy Regulatory Office in December 2021, was PLN 250/MWh. Unfortunately, electricity production from wind farms depends on wind strength and characterized by high variability, often changing from hour to hour. For example, at night wind farms can operate with a capacity of over 5 GW, but in the afternoon their capacity utilization may be below 1 GW. As energy production from RES is highly unstable, its surpluses should be stored. The main purpose of this publication is to determine the amount of hydrogen that can be produced from surplus energy from a wind farm.

12

Magazynowanie wodoru w podziemnych strukturach geologicznych

51%

Miziołek M. , Filar B. , Kwilosz T.

|

tom R. 26, Nr 2 (288)

4-9

13

Poprawa parametrów ekologicznych paliw opałowych pochodzących z upraw rolnych

38%

Żak G. , Wojtasik M. , Markowski J. , Wojtowicz R. , Rataj M. , Kwilosz T.

Nafta-Gaz

|

2021

|

tom R. 77, nr 12

821--829

PL

Wykonane badania zostały ukierunkowane na poprawę parametrów ekologicznych paliw opałowych wytworzonych z komponentów pochodzących z upraw rolnych. Dotyczyły przede wszystkim: oceny wpływu różnych innych niż biomasa leśna komponentów paliw biomasowych na wielkość emisji toksycznych składników spalin powstających w trakcie spalania, poprawy parametrów ekologicznych paliw biomasowych poprzez wykorzystanie mieszanin komponentów „agro” z mniej problematycznym komponentem pochodzenia leśnego oraz poprawy procesu spalania poprzez zastosowanie modyfikatora procesu spalania. Jako komponenty paliw z biomasy wykorzystano pozostałości roślin uprawnych (słomę pszenżyta, łuski słonecznika), roślinę z upraw energetycznych (miskant) oraz biomasę pochodzenia leśnego w postaci pozostałości z przemysłu meblarskiego (trociny). Testy spalania próbek peletów przeprowadzono w piecu kominkowym na pelet model AirPell 8, o nominalnej mocy cieplnej 8 kW. Wykonano pomiary zawartości w spalinach: CO, NOx oraz OGC. Spaliny przeznaczone do analizy zawartości substancji szkodliwych pobierano z króćców zamontowanych w odcinku pomiarowym łączącym ogrzewacz z przewodem kominowym. Skład spalin analizowano z wykorzystaniem analizatorów gazu: model MRU ECU 3000 oraz model Thermo-FID TG. Paliwa biomasowe otrzymane wyłącznie ze składników pochodzących z upraw rolnych charakteryzowały się znacznie wyższymi poziomami emisji CO i OGC niż paliwo z biomasy leśnej. Poprawa parametrów ekologicznych paliw z biomasy poprzez zastosowanie komponentu pochodzenia leśnego okazała się skuteczna w przypadku słomy i łuski słonecznika i dotyczyła obniżenia średniej emisji CO i OGC. Wprowadzenie do składu paliwa trocin w przypadku miskantu wpłynęło jednak negatywnie na stabilność procesu spalania oraz w niewielkim stopniu poprawiło stabilność procesu spalania paliwa z łuskami słonecznika. Zastosowanie modyfikatora spalania wpłynęło pozytywnie na wielkość emisji CO i OGC mieszanek paliw zawierających miskant i łuskę słonecznika. Modyfikator stabilizował również przebieg procesu spalania mieszanek z tymi komponentami. W przypadku wartości emisji NOx nie zaobserwowano jednoznacznego wpływu na ten parametr ani w przypadku wprowadzenia do składu paliw biomasy leśnej, ani modyfikatora spalania.

EN

The research was aimed at improving the environmental performance of heating fuels made from components from agricultural crops and mainly concerned of the impact of biomass fuel other than forest biomass on the emission of toxic flue gas components formed during combustion, improvement of the environmental performance of biomass fuels by using mixtures of "agro" components with a less problematic component of forest origin and improving the combustion process by using a combustion process modifier. Crop residues (wheat straw, sunflower husks), energy crop residues (miscanthus) and forest biomass (sawdust from a furniture industry) were used as biomass fuel components. Combustion tests of pellets were carried out in Defro Airpell 8 furnace with a nominal thermal power of 8 kW. CO, NOx and OGC were measured in the exhaust gases. The flue gases for the analysis were collected from connectors mounted in a measuring section connecting the heater with the chimney. The composition of the exhaust gas was tested using gas analyzers: MRU ECU 3000 and ThermoFID TG. Biomass fuels derived solely from agricultural crops residues were characterized by significantly higher levels of CO and OGC emissions compared to forest biomass fuel. An effective improvement in the environmental performance of those fuels by using the forest biomass was obtained in the case of straw and sunflower husks and concerned a reduction of average CO and OGC emission. An addition of sawdust to miscanthus had a negative impact on the combustion process stability and had a slightly positive impact on the stability of the sunflower husks combustion process. The use of the combustion modifier had a positive impact on the emission of CO and OGC of fuels containing miscanthus and sunflower husks. The modifier also stabilized the combustion process of those fuels. In the case of NOx emission, the addition of forest biomass or of the combustion modifier had no clear impact on this parameter.