Nauki Techniczne

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk

Zawartość

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk | 2018 | Nr 105 |

Abstrakt

Rok 2017 w ponad 150-letniej historii węglowodorów będzie jednym z wielu podobnych. Ale dla skroplonego gazu ziemnego będzie rokiem przełomu. W Azji na liderem wzrostu importu stały się Chiny, wychodząc na drugiego światowego importera, wyprzedzając nawet Koreę Południową i mocno rywalizując z Japonią. Otwarto Kanał Panamski dla handlu LNG i „drogę północną” tak, że pojawiły się w Europie dostawy rosyjskiego gazu skroplonego. Rok 2017 stał pod znakiem dramatycznego skracania długości zawartych kontraktów long-term, krótszych ich kadencji i zmniejszania wolumenów – czyli był kolejnym okresem urynkowienia commoditization handlu tym surowcem energetycznym. Artykuł opisuje bieżący stan produkcji i handlu LNG w 2018 roku. Koncentruje się na wydobyciu gazu ziemnego w Stanach Zjednoczonych, Katarze, Australii, Rosji jako krajów mogących produkować i dostarczać LNG do Unii Europejskiej. Szczegółowo przeanalizowano kwestię cen i warunków kontraktów w 2017 r. Autorzy podkreślają, że rynek obecnie cechuje nadpodaż i utrzyma się ona co najmniej do połowy 2020 r. Novatek, Total – liderzy projektu Yamal-LNG – oddali do użytku instalację skraplającą na 5,5 mln Mg/r., a tankowiec Christophe de Margerie był pierwszą komercyjną jednostką, która pokonała trasę do Norwegii, a później dalej do Wielkiej Brytanii bez pomocy lodołamaczy i ustanowiła nowy rekord na Północnej Drodze Morskiej. W 2017 r. rosyjski koncern zwiększył udział w europejskim rynku gazu z 33,1 do 34,7%. Rosja, ale i Norwegia wyeksportowały w 2017 r. do Europy (i Turcji) rekordowe wolumeny „rurowego” – klasycznego gazu ziemnego, odpowiednio 194 i 122 mld m3, czyli o 15 i 9 mld m3 gazu ziemnego więcej niż w 2016 roku. Jeszcze w 2016 r. stawiano tezę, że Rosja łatwo nie odda swojej strefy wpływów i będzie robić wszystko oraz wykorzystywać najróżniejsze mechanizmy, nie tylko rynkowe, by inny niż rosyjski gaz ziemny był po prostu droższy i ekonomicznie mniej opłacalny. Podkreślano również, że presja, jaką wywiera na Rosjanach cały czas technicznie możliwe i ekonomicznie opłacalne przekierowanie do europejskich terminali metanowców wyładowanych amerykańskim LNG powoduje, że Gazprom nie ma wyboru i musi dopasowywać swoje ceny. Amerykanie, ale i każdy inny dostawca (Australia?) po prostu mogą to zrobić i sama ta świadomość po prostu wystarcza, by rosyjski gaz musiał być obecny w Europie w dobrej cenie.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Analiza funkcjonowania systemu elektroenergetycznego (SEE) oraz zachowań uczestników rynku energii pozwala zidentyfikować występujące na przestrzeni lat trendy, w tym te związane z ewolucją profilu zapotrzebowania na energię elektryczną i moc. Problemy bilansowe z pokryciem zapotrzebowania na moc szczytową mają charakter zarówno krótko, jak i długoterminowy, co implikuje konieczność zmian w sektorze wytwarzania energii elektrycznej. Obok istniejących, „silosowych”, systemowych jednostek wytwórczych, sukcesywnie znaczenia nabiera budowa energetyki rozproszonej realizowanej w formule obywatelskiej w ramach gmin samowystarczalnych energetycznie i klastrów energii. Wsparcie dla tych programów realizowane jest zarówno na poziomie ustawodawczym, jak i w ramach konkretnych konkursów oraz działań ministerialnych. Odczuwalne jest także wsparcie finansowe realizowane m.in. przez Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej i Regionalne Programy Operacyjne. Jednym z działań promujących ideę klasteryzacji było przeprowadzenie przez Ministerstwo Energii konkursu na certyfikowany klaster energii. Jego celem była promocja i rozwój energetyki rozproszonej, która służyłaby poprawie bezpieczeństwa energetycznego w wymiarze lokalnym, a także mogłaby stanowić bazę wiedzy niezbędnej w pracach planistycznych i opracowywaniu polityki energetycznej państwa. Na tle potrzeb planistycznych oraz operacyjnych związanych z funkcjonowaniem SEE w referacie przedstawiono syntetyczną analizę wyników konkursu na certyfikowany klaster energii. Przedstawiono informacje dotyczące planów inwestycyjnych w nowe moce wytwórcze, z uwzględnieniem ich rodzaju oraz mocy i kosztów. Dokonano również charakterystyki pokrycia zapotrzebowania na energię elektryczną w klastrach, pochodzącej z własnych źródeł dla trzech perspektyw czasowych

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Celem artykułu jest charakterystyka międzynarodowego rynku węgla energetycznego bazująca na najnowszych dostępnych danych. Informacje sięgają pierwszej połowy 2018 roku. W artykule skupiono się na opisie trzech największych eksporterów i importerów węgla energetycznego. Reprezentantów w wymienionych kategoriach wyłoniono posługując się najnowszymi światowymi statystykami dotyczącymi 2017 roku. W 2017 r. światowa produkcja węgla energetycznego wyniosła 5,68 mld ton i przewyższyła produkcję z 2016 r. o 4%. Od kilku lat niezmiennie światową czołówkę eksporterów węgla energetycznego stanowią: Indonezja, Australia i Rosja. Łącznie te trzy państwa w 2017 r. dostarczyły na rynek międzynarodowy 73% węgla energetycznego. Natomiast za 46% importu węgla energetycznego w skali globalnej (dane za 2017 r.) odpowiadają trzy kraje azjatyckie: Chiny, Indie i Japonia. W przypadku każdego z tych sześciu wymienionych państw (czyli dla: trzech głównych światowych eksporterów i trzech głównych światowych importerów) w artykule zaprezentowano wolumeny odnoszące się do produkcji, eksportu lub importu węgla. Zamieszczono także kierunki dostaw lub głównych eksporterów węgla do danego kraju. Pod koniec artykuły przedstawiono sytuację cenową, jaka wystąpiła na w pierwszej połowie 2018 roku na rynku europejskim oraz azjatyckim.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule omówiono zagadnienia związane z rozwojem międzynarodowych rynków węgla. W 2017 r. produkcja węgla kamiennego wzrosła o 3,1% po dwuletnim spadku. Udział węgla energetycznego w porównaniu z 2010 rokiem nie zmienił się. W globalnym zużyciu pierwotnych nośników energii udział węgla zmniejszył do 28%. W UE ten wskaźnik jest dwukrotnie mniejszy. BP szacuje obecnie wystarczalność światowych zasobów węgla na 118 lat – jest to trzy razy więcej niż wystarczalność ropy i gazu. Produkcja węgla w świecie jest obecnie na poziomie niewiele wyższym od 2010 roku. Średnioroczne tempo wzrostu wynosi dla węgla 0,5%, dla ropy 1,5% i dla gazu 2,2%. Odmienna jest sytuacja w UE. Zarówno w produkcji, jak i w zużyciu mamy wyraźne tendencje spadkowe. Światowe prognozy wzrostu gospodarczego obecnie są oceniane optymistycznie, mimo występujących wielu zagrożeń. Jest to ważny wskaźnik pośrednio mówiący o zapotrzebowaniu na energię. Handel międzynarodowy węglem obejmuje około 15−20% produkcji. Chiny są kluczowe dla międzynarodowego rynku węgla. Jest to największy producent, konsument i importer węgla. Obecnie prognozy znajdują się pod silną presją sytuacji cenowej. Takie poziomy cen były obserwowane ponad siedem lat temu. Ceny te nie powinny się utrzymać w kolejnych latach. Średnia cena w prognozie do 2022 roku jest na poziomie 75 USD/tonę.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W okresie ostatnich dwóch lat ceny węgla koksowego były najbardziej niestabilne wśród głównych towarów masowych. Po stronie podaży najważniejszym czynnikiem determinującym ruch cen węgla były problemy pogodowe wpływające na eksport węgla z Australii (Queensland), gdzie koncentruje się produkcja najlepszych jakościowo węgli koksowych. Po stronie popytowej istotnym czynnikiem jest rosnąca na rynku rola Chin, które, będąc największym światowym producentem i konsumentem węgli metalurgicznych, stały się również jego największym importerem. Dominujący, około 75% udział Chin w światowym rynku spot powoduje, że stopień ich aktywności wpływa na okresowe spadki lub wzrosty cen w handlu międzynarodowym, a ceny na bazie CFR Chiny (obok cen FOB węgla australijskiego) stały się ważnymi wskaźnikami do monitorowania tendencji rynkowych i wyznaczania poziomów negocjowanych benchmarków. Wyjątkowa niestabilność na rynku doprowadziła w połowie 2017 r. do zmiany kwartalnego mechanizmu ustalania cen dla kontraktowych ładunków węgla hard premium na stosowanie formuły, która zakłada wycenę ich kwartalnych wolumenów na podstawie średniej z koszyka indeksów cen spotowych. Odzwierciedla to szerszy trend zmieniającego się rynku, wraz z rosnącą aktywnością rynku spot. W artykule opisano bieżącą sytuację na międzynarodowym rynku węgla koksowego oraz przedstawiono krótkoterminowe prognozy cen węgla koksowego hard premium (PHCC LV), które są punktem odniesienia dla ustalania cen pozostałych typów węgli metalurgicznych (hard standard, semi-soft, PCI).

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Zmiany, które dokonują się na krajowym rynku paliw stałych, w szczególności prognozy dotyczące wzrostu cen, a także rosnące wymagania związane z przestrzeganiem obowiązujących norm ochrony środowiska, powodują wzrost zainteresowania odnawialnymi źródłami energii, zwłaszcza biomasą, wiatrem i promieniowaniem słonecznym. Źródła te umożliwiają osiągnięcie redukcji emisji CO2, a tym samym uniknięcie kosztów środowiskowych po 2020 roku. Dlatego też istotne znaczenie w tym zakresie będzie miał rozwój energetyki rozproszonej, która wyposażona w kotły biomasowe, kotły gazowe i wysokosprawne CHP, umożliwi spełnienie obowiązujących norm w zakresie efektywności energetycznej oraz emisji zanieczyszczeń do powietrza. Trzeba podkreślić, że podejmowane działania związane z ograniczeniem emisji (ustawa antysmogowa) będą przyczyniać się do zmniejszenia zużycia węgla w sektorze drobnych odbiorców (gospodarstwa domowe, rolnictwo oraz pozostali odbiorcy) na korzyść biomasy bądź innych źródeł odnawialnych. W artykule dokonano przeglądu wybranych technologii biomasowych:

- kotły opalane biomasą rozdrobnioną (fluidalne, pyłowe oraz rusztowe),

- kotły do spalania słomy,

- układy kogeneracyjne zasilane biomasą,

- toryfikacja i karbonizacja biomasy.

W wymienionych technologiach biomasowych pokłada się nadzieję na ich dynamiczny rozwój i praktyczne zastosowanie w najbliższych latach, a tym samym na poprawę trudnej sytuacji w sektorze energetyki rozproszonej w zakresie mocy do 50 MW.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Biomasa jest jednym z najczęściej wykorzystywanych źródeł energii odnawialnej. Drewno od wieków służyło człowiekowi do ogrzewania swoich domostw, a w dzisiejszych czasach jest istotne podczas wytwarzania energii elektrycznej. W artykule omówiono zagadnienia prawne związane z biomasą, przedstawiono klasyfikację biomasy do celów energetycznych, parametry jakościowe wybranych paliw ekologicznych, wymagania jakościowe dotyczące biomasy, a także handel biomasą w świecie. W artykule porównano wymagania jakościowe stawiane biomasie kupowanej przez poszczególne spółki z sektora elektroenergetycznego (głównie wymiary, wartość opałową, zawartość wilgoci, zawartość popiołu, siarki i chloru). Wykonano także analizę ceny pelletów drzewnych na rynkach międzynarodowych, reprezentowanych przez giełdy: RBCN, EEX oraz BALTPOOL. Z analizy rynku wyraźnie wynika, że międzynarodowy rynek pelletu przemysłowego zdominowany jest przez handel międzykontynentalny, dotyczy to głównie wymiany pomiędzy Stanami Zjednoczonymi Ameryki Północnej, jako producentem, i Europą, jako konsumentem. Najwięcej biomasy importuje Wielka Brytania, przede wszystkim dla swojej elektrowni biomasowej Drax, a biomasa ta pochodzi z USA i Kanady. Oprócz Wielkiej Brytanii znaczącymi importerami pelletu drzewnego są Holandia, Belgia i Dania. Sądząc po zainteresowaniu polskich firm energetycznych zakupem biomasy, również w Polsce należy spodziewać się rozwoju rynku biomasowego.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Węgiel jest w Polsce dostępnym paliwem konwencjonalnym, zapewniającym bezpieczeństwo i niezależność energetyczną kraju. Z tego powodu energetyka konwencjonalna powinna pozostać oparta na węglu, jednocześnie zapewniając optymalną rozbudowę energetyki opartej na OZE. Takie rozwiązanie zapewnia bezpieczeństwo energetyczne kraju, mające podstawy w paliwie kopalnym, jakim jest węgiel, dzięki czemu jesteśmy i będziemy niezależni od zawirowań politycznych i koniunkturalnych na światowych rynkach. Polska natomiast posiada zasoby węgla kamiennego, które mogą zapewnić bezpieczeństwo energetyczne kraju na kilka dziesięcioleci. Można z całą odpowiedzialnością stwierdzić, iż mimo wzrastającego udziału ropy naftowej i gazu w zużyciu paliw, węgiel (kamienny i brunatny), będzie również w przyszłości ważnym stabilizatorem bezpieczeństwa energetycznego kraju. Rozwój energetyki opartej na OZE możliwy będzie przy zapewnieniu przez energetykę konwencjonalną regulowalności, umożliwiającej kompensowanie niestabilnej pracy źródeł odnawialnych, ponieważ uwarunkowania klimatyczne Polski nie pozwalają na stabilne korzystanie ze źródeł OZE, a tym samym efektywne ich wykorzystanie. Przy obecnej polityce Unii Europejskiej w zakresie redukcji emisji tzw. gazów cieplarnianych i podobnych tendencji światowych, co znalazło swoje odzwierciedlenie w porozumieniu paryskim z 2015 roku, jako kraj będziemy zmuszeni do znacznego zwiększenia udziału energii z OZE w krajowym bilansie energetycznym. Proces ten nie może się jednak odbić na bezpieczeństwie energetycznym oraz stabilności i ciągłości dostaw energii elektrycznej do konsumentów. Poszukiwanie kompromisu jest przy obecnym miksie energetycznym Polski najlepszą drogą do jego stopniowej zmiany, przy równoczesnym nieeliminowaniu żadnego źródła wytwarzania. Wiadomo, że Polska nie może być samotną wyspą energetyczną w Europie i na świecie, który coraz bardziej rozwija technologie rozproszone/ /odnawialne oraz technologie magazynowania energii. Bez energii z OZE i przy dalszym spadku udziału węgla w krajowym miksie energetycznym staniemy się importerem energii elektrycznej i zależność energetyczna Polski będzie rosła.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Wprowadzane nowe przepisy legislacyjne, regulujące w naszym kraju obrót paliwami stałymi, zwracają uwagę na konieczność rozwijania i doskonalenia sposobów i metod zagospodarowania mułów węglowych z węgla kamiennego. Celem pracy było wykazanie, czy parametry filtracyjne (głównie współczynnik filtracji) mułów węglowych są wystarczające do budowy warstw izolujących na składowiskach na etapie ich zamykania i jakie jest zapotrzebowanie na materiał w przypadku takiego postępowania. Analizę przeprowadzono dla składowisk odpadów komunalnych na obszarze województw opolskiego, śląskiego i małopolskiego. Dla mułów węglowych z górnictwa węgla kamiennego wartości współczynnika filtracji mieszczą się w zakresie 10–8‒10–11 m/s, przy średniej wartości 3,16 × 10–9 m/s. Można wnioskować, że materiał ten spełnia zasadniczo kryteria szczelności dla przepływów poziomych i często też pionowych. Przy zagęszczaniu, wzrastającym obciążeniu czy mieszaniu z popiołami lotnymi ze spalania węgla kamiennego oraz iłami osiągany współczynnik filtracji często obniża swoje wartości. Na podstawie przeprowadzonej analizy można sądzić, że muły węglowe mogą zostać wykorzystane do budowy mineralnych barier izolujących. Na koniec roku 2016 na obszarze województw opolskiego, śląskiego i małopolskiego czynnych było 50 składowisk odpadów komunalnych. Jedynie 36 z nich uzyskało status instalacji regionalnej, blisko 1/3 obiektów znajduje się w zasięgu Głównych Zbiorników Wód Podziemnych (GZWP). Pozostałe składowiska zostaną przeznaczone do zamknięcia. Zakładając konieczność zamknięcia wszystkich czynnych obecnie składowisk odpadów komunalnych, zapotrzebowanie na muły węglowe wynosi ogółem 1 779 000 m3, co przy przyjętych założeniach daje masę 2 704 080 Mg. Całkowita ilość wytwarzania mułów węglowych jest w Polsce bardzo duża. Tylko dwie podstawowe grupy górnicze wytwarzają rocznie łącznie około 1 500 000 Mg mułów węglowych. Budowa warstw izolujących na składowiskach odpadów obojętnych, niebezpiecznych oraz innych niż niebezpieczne i obojętne jest interesującym rozwiązaniem. Takie zastosowanie jest perspektywiczne, ale nie rozwiąże całościowo problemu związanego z wytwarzaniem i zagospodarowaniem tego materiału odpadowego. Istotne jest poszukiwanie kolejnych rozwiązań.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W ostatnich latach KWK Budryk udostepniła poziom 1300 m, gdzie znajduje się około 160 mln ton węgla, w tym około 120 mln ton węgla koksowego typu 35. Podjęto zadanie kompleksowej modernizacji Zakładu Wzbogacania Węgla. W artykule przedstawiono modernizację układów przesiewania, klasyfikacji i odwadniania węgla w Zakładzie Wzbogacania Węgla KWK Budryk i wdrożenie przesiewaczy firmy PROGRESS ECO sp. z o.o. sp.k. W projekcie modernizacji określono następujące wymagania techniczne dotyczące wszystkich przesiewaczy w projekcie rozbudowy Zakładu Przeróbczego KWK Budryk:

- przesiewacze wibracyjne o napędzie typu liniowego z jednostką napędową umieszczoną na belce napędowej przesiewacza w postaci generatorów drgań;

- napędy przesiewaczy wyposażone w urządzenie rozruchowo-hamujące;

- zastosowanie łożysk głównych napędu przesiewacza o nominalnym okresie eksploatacji wynoszącym co najmniej 40 000 roboczogodzin;

- wszystkie powierzchnie robocze wykonane z materiałów o wytrzymałości dla nadawy o uziarnieniu do 80 mm i odporności na ścieranie; listwy boczne oraz sita umocowane w sposób zapewniający bezawaryjną pracę, a jednocześnie łatwą i szybką wymianę;

- osłony z blachy nierdzewnej;

- burty boczne, belki oraz inne elementy do nich montowane połączone śrubami z zastosowaniem systemu zabezpieczającego przed korozją szczelinową oraz rozłączaniem się elementów;

- zastosowanie systemu monitorowania i wizualizacji parametrów pracy, tj.:

- skoku rzeszota,

- temperatury pracy łożysk i stanu ich zużycia.

Dostarczono trzy rodzaje przesiewaczy:

- przesiewacze PWP1-1Z-2,8x6,0 realizujące alternatywnie procesy odmulania lub odsiewania,

- przesiewacze PWP1-2,4x6,0 realizujące procesy odmulania,

- przesiewacze PWP1-2,0x6,0 realizujące proces klasyfikacji.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przybliżono charakterystykę frakcji nadsitowej wytwarzanych w regionalnych instalacjach przetwarzania odpadów komunalnych. W lipcu 2013 roku wprowadzono zmiany do ustawy o czystości i porządku w gminie, które wdrożyły w Polsce nowy model gospodarki odpadami komunalnymi oparty na mechaniczno-biologicznym ich przetwarzaniu. Podstawowym elementem tego systemu są sortownie odpadów komunalnych, które są obecnie źródłem wytwarzania frakcji nadsitowej posiadającej własności paliwowe. Dla potrzeb rozpoznania jej właściwości autorzy artykułu przeprowadzili badania własne koncentrujące się na rozpoznaniu podstawowych własności energetycznych frakcji nadsitowej w poszczególnych sezonach roku wraz z rozróżnieniem rodzajów zabudowy. Przeprowadzono badania składu morfologicznego dla potrzeb określenia koncentracji frakcji energetycznych. Przeanalizowano stabilność jakościową strumienia frakcji nadsitowej pod względem możliwości energetycznego zagospodarowania w instalacjach termicznego przekształcania odpadów. Badania składu morfologicznego wykazały podwyższoną koncentrację frakcji energetycznych (papier, tworzywa sztuczne, tekstylia) w stosunku do zmieszanych odpadów komunalnych. Jednocześnie badania własności energetycznych wskazują na podwyższoną standaryzację energetyczną tej frakcji w rozkładzie czasowym (pory roku) oraz rozkładzie przestrzennym (zróżnicowany rodzaj zabudowy). Badania wykazały, że wartość opałowa w zbadanych próbkach zawiera się w przedziale 18,1–23,5 MJ/kg, gdzie wartość średnia wynosi 21,5 MJ/kg. Udział popiołu zawiera się natomiast w przedziale 11,8–24,1%, a udział części palnych 67,6–77,5%. Dobre własności paliwowe oraz standaryzacja jakościowa strumienia wskazują na możliwość stosowania rozwojowych technologii zgazowania odpadów zgodnie z nowymi przepisami dyrektywy IED (Dyrektywa 2010). Technologia zgazowania, produkcja syngazu i jego spalanie w silnikach tłokowych małej mocy stanowią obecnie interesującą alternatywę dla klasycznych instalacji termicznego przekształcania odpadów opartych na technologii spalania wpisując się w rozwój instalacji RIPOK i potrzebę wdrażania gospodarki w obiegu zamkniętym.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Badania popiołów pod względem składu petrograficznego, chemicznego i właściwości fizycznych prowadzone są na szeroką skalę i prezentowane w licznych opracowaniach naukowych. Popioły te są pozyskiwane z filtrów i elektrofiltrów zamontowanych w dużych instalacjach przemysłowych. Masowe badanie popiołów pozyskanych bezpośrednio z palenisk rusztowych lub nadmuchowych, zamontowanych w kotłach o niskiej mocy, praktycznie rozpoczęło się dopiero w wyniku walki ze smogiem powstającym wraz z niską emisją. Przy czym pobieranie materiału do badań z palenisk domowych zazwyczaj wiąże się z badaniem ich pod kątem ewentualnego spalania odpadów w kotłach o niskiej mocy. Jest to celowe działanie w przypadku kotłów starego typu, które mogły być zasilane praktycznie dowolnym paliwem. Obecnie na rynku są oferowane piece nowego typu na paliwa dedykowane, w których istnieje możliwość spalania paliw wyłącznie do tych kotłów dostosowanych. Ma to na celu spalanie tylko paliw odnawialnych (z biomasy) lub paliw kopalnych mniej uciążliwych dla środowiska, w założeniu o wysokich parametrach jakościowych, np. ekogroszek, brykiety z węgla brunatnego i torfu. Autorzy opracowania skupili się na przebadaniu popiołu pozyskanego z kotłów przeznaczonych do spalania pelletów drzewnych poprzez wykonanie analizy mikroskopowej pozostałości po spalonej biomasie. Tego typu badanie popiołów dostarcza kompleksowej informacji na temat efektywności procesu spalania, zawartości zanieczyszczeń pozostałych w popiele oraz przydatności popiołu do innych zastosowań. Cały proces od momentu pobrania materiału do badań poprzez wykonanie preparatu i przeprowadzenie analizy trwa do 12 godzin, co zapewnia szybką decyzję o regulacji pieca lub zmianie paliwa. Identyfikacja składników popiołu została opracowana na bazie wyników prac przeprowadzonych przez Grupę roboczą do spraw popiołów lotnych (Komisja III) Międzynarodowego Komitetu ds. Węgla i Petrologii Organicznej – ICCP. Wykazana klasyfikacja została uzupełniona o nowe kluczowe elementy występujące w popiołach powstałych w wyniku spalania pelletów drzewnych w kotłowniach przydomowych. Pozwoliło to na określenie procentowej zawartości charakterystycznych składników występujących w badanym materiale, które stają się swoistym reperem do opiniowania o jakości i sprawności kotła oraz spalanego pelletu.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Przez bardzo długi okres czasu polska gospodarka odpadami opierała się głównie na składowaniu odpadów na składowiskach, co negatywnie wpływało na otaczające środowisko. Wymagania unijne wobec państw członkowskich sprawiły, że w polskim prawodawstwie dotyczącym gospodarki odpadami nastąpiła rewolucja, a samorządy stały się odpowiedzialne za stworzenie lokalnych systemów gospodarki odpadami komunalnymi, które wpłyną na osiągnięcie unijnych celów. Jednym z rozwiązań, którego podjęło się kilka gmin, jest wybudowanie i eksploatacja instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych, które nie tylko wpłynęły na zmniejszenie ilości odpadów składowanych, ale wsparły lokalną energetykę poprzez wytworzenie energii elektrycznej i ciepła. Standardy emisyjne wobec instalacji produkujących energię z odpadów, podobnie jak w przypadku konwencjonalnych elektrowni i elektrociepłowni są bardzo rygorystyczne, w związku z czym prowadzony jest ciągły monitoring emitowanych zanieczyszczeń, a systemy oczyszczania gazów odlotowych opracowane są w oparciu o najlepsze dostępne techniki (BAT). W artykule przedstawiono standardy emisyjne obowiązujące spalarnie odpadów, wraz z obowiązkami w zakresie środowiska, a także kwestie związane z instalacją jako źródłem energii. Ponadto krótko scharakteryzowane zostały aktualnie funkcjonujące spalarnie odpadów komunalnych w Polsce, jak również opisano plany rozwojowe w tym zakresie w kraju.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Jednym z parametrów oceny zagrożenia wynikającego ze składowania lub gospodarczego wykorzystania odpadów powęglowych jest badanie wymywalności szkodliwych substancji, takich jak arsen i jego związki. Wymywalność zależy zarówno od warunków środowiskowych terenu składowania, jak również od samych właściwości materiału odpadowego. Istnieje szereg metod badania wymywalności, które pozwalają modelować określone warunki lub mierzą swoiste właściwości procesu wymywania. Badania przeprowadzone w ramach opracowania miały na celu porównanie dwóch metod o odmiennych założeniach stosowania. Badanie wymywalności arsenu z odpadu pochodzącego z procesu wzbogacania węgla kamiennego przeprowadzono zgodnie z polską normą PN-EN 12457 oraz amerykańską procedurą TCLP. Wyniki wymywalności uzyskane obiema metodami nie przekraczały granicznych wartości tego parametru, określonych w polskim prawie. Obie metody charakteryzowały się również dobrą powtarzalnością wyników. Zastosowanie roztworu kwasu octowego (metoda TCLP) spowodowało jednak trzykrotnie większe wymycie arsenu z badanego odpadu w porównaniu do zastosowania wody dejonizowanej jako cieczy wymywającej (metoda PN-EN 12457). Należałoby w związku z tym rozważyć stosowanie testów z użyciem kwasów organicznych w przypadku składowania odpadów wydobywczych z odpadami komunalnymi, gdyż wyniki testu podstawowego opartego na wymywaniu czystą wodą mogą być nieadekwatne do rzeczywistej wymywalność arsenu w takich warunkach środowiskowych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Największym dobrem człowieka jest jego środowisko. Każdy chce oddychać powietrzem o jak najlepszych walorach niezależnie czy w centrum dużej aglomeracji, czy poza nią. Zanieczyszczone bardzo drobnymi pyłami powietrze niesie ze sobą niekorzystne skutki zdrowotne dla człowieka i jego otoczenia. Istotna część zanieczyszczeń pyłowych powietrza pochodzi z tzw. niskiej emisji powodowanej stosowaniem jako źródeł ciepła nienormowanych pieców i kominków oraz przestarzałych kotłów i instalacji cieplnych (lokalnych kotłowni). PGG SA od początku swojego istnienia aktywnie uczestniczy i wspiera wszelkie działania zmierzające do poprawy stanu powietrza, dbając o jakość produkowanego i dostarczanego węgla opałowego dla sektora komunalno- bytowego. Spółka podjęła szeroko zakrojone działania proekologiczne w kierunku tworzenia nowej, proekologicznej strategii i oferty produktowej. Systematycznie rozwijana jest produkcja ekologicznych sortymentów węgla oraz wprowadzane są do sprzedaży nowe paliwa węglowe. Produkcja węgla handlowego dla obiorców rynku komunalno-bytowego jest jednym z głównych priorytetów Spółki. W tym zakresie dokonano wielu zmian organizacyjnych (m.in. powołano do życia Zakład Produkcji Ekopaliw) i technologicznych mających na celu zapewnienie produkcji węgla opałowego o najwyższej jakości.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawiono analizę wpływu energii wytwarzanej z odnawialnych źródeł na poprawę efektywności energetycznej obiektów użyteczności publicznej oraz gospodarstw domowych. Przedstawiono obecny stan technologii wytwarzania energii elektrycznej z odnawialnych źródeł oraz ich udział w ogólnokrajowym systemie energetycznym. Przeprowadzona analiza dotyczy zarówno mikroinstalacji, jak i dużych systemów wytwarzających energię elektryczną. Rosnąca świadomość społeczeństwa w zakresie korzystnego oddziaływania systemów energetyki odnawialnej na środowisko oraz wsparcie w postaci różnych programów dotujących wykonanie nowych instalacji, sprawiają, że wytwarzanie energii z odnawialnych źródeł staje się coraz bardziej popularne i powszechne. Pomimo jeszcze niewielkiego przekonania, co do opłacalności zastosowania systemów energetyki odnawialnej, to instalacje OZE są pozytywnie postrzegane i uznawane jako nowy trend w budownictwie zarówno jedno-, jak i wielorodzinnym. Rosnący udział energetyki odnawialnej w krajowym systemie energetycznym wpływa na zmniejszone zapotrzebowanie w energię wytworzoną z konwencjonalnych źródeł. W oczywisty sposób przekłada się to na zmniejszone zużycie energii pierwotnej, na przykład paliw kopalnych. W konsekwencji przekłada się to na ograniczenie eksploatacji zasobów tych surowców, a więc przyczynia się do ochrony środowiska przyrodniczego. Działania zmierzające do poprawy efektywności energetycznej i zmniejszenia zużycia energii finalnej są podejmowane przez wiele krajów na świecie oraz Unię Europejską. W 2012 roku Parlament Europejski i Rada Europy opublikowały Dyrektywę 2012/27/UE, która nakłada na kraje członkowskie obowiązek podejmowania działań mających na celu zmniejszenie zużycia energii końcowej o 1,5% w skali roku. W artykule przedstawiono stan wytwarzania w Polsce energii z OZE na przestrzeni ostatnich 13 lat. Wspomniano także o sposobach wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych do poprawy efektywności energetycznej obiektów.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawiono kierunki zagospodarowania odpadów odlewniczych, przede wszystkim zużytych piasków formierskich (SFS – Spent Foundry Sands) oraz pyłu po regeneracji mas odlewniczych. Ważnym aspektem ochrony środowiska w produkcji odlewniczej jest ograniczenie ilości wytwarzanych odpadów. Można to osiągnąć poprzez regenerację SFS. Dzięki temu powtórnie wykorzystuje się odpady, co zmniejsza koszty zakupu surowców i opłaty środowiskowe związane z ich składowaniem. Zużyte piaski formierskie, które nie nadają się do powtórnego wykorzystania w odlewniach, mogą być stosowane w innych dziedzinach przemysłu. SFS stosuje się najczęściej w drogownictwie i budownictwie oraz jako materiał inertny do wypełniania nieczynnych kopalni (Smoluchowska i Zgut 2005; Bany-Kowalska 2006). Ciekawym rozwiązaniem jest stosowanie SFS w ogrodnictwie i rolnictwie. W artykule przedstawiono zalety i wady takiego wykorzystania. Stwierdzono, że zużyte piaski formierskie mogą być przydatne do produkcji mieszanek glebowych dla wielu zastosowań rolniczych i ogrodniczych. Ze względu na możliwość zanieczyszczenia środowiska metalami ciężkimi i związkami organicznymi takie stosowanie zaleca się dla tak zwanych green sands, czyli SFS ze spoiwami mineralnymi. Poza tym omówiono – proponowane przez niektórych badaczy – nowatorskie rozwiązanie energetycznego wykorzystania pyłów po regeneracji SFS ze spoiwami organicznymi. Okazuje się, że pyły z regeneracji zużytych piasków formierskich ze spoiwami organicznymi, ze względu na wysoki udział substancji organicznych, decydujących o ich wartości opałowej oraz krzemionki, mogą być wykorzystane jako paliwo alternatywne i surowiec w piecach cementowych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Problem wykorzystania popiołów lotnych ciągle stanowi obszar badawczo-poszukiwawczy dla naukowców. Wynika to z faktu, iż rocznie tylko w Polsce na składowiska wpływa średnio 6 000 000 Mg ubocznych produktów spalania (UPS). Jednym z potencjalnych kierunków wykorzystania popiołu lotnego jest użycie go jako substratu w syntezach hydrotermalnych materiałów mezoporowatych (zeolitów syntetycznych). Zeolity są to glinokrzemiany o strukturze przestrzennej, które ze względu na swoją budowę charakteryzują się szeregiem specyficznych właściwości (molekularno-sitowe, jonowymienne, katalityczne) wykorzystywanych w inżynierii i ochronie środowiska. Dotychczas syntezy zeolitów przeprowadzano wykorzystując uboczne produkty spalania, takie jak popioły lotne lub wyodrębnioną z nich mikrosferę. W artykule przedstawiono wpływ wydzielenia z popiołu lotnego odpowiedniej frakcji (poniżej 63 μm) na wykształcenie ziaren zeolitowych. Syntezę przeprowadzono wykorzystując popiół lotny klasy F oraz wydzieloną z niego frakcję, którą otrzymano poprzez przesianie popiołu przez sito o wielkości oczek 63 μm. Dla substratów, jak i otrzymanych produktów reakcji przeprowadzono analizy chemiczne (XRF) oraz mineralogiczne (XRD, SEM-EDS). Podczas analizy substratów nie zaobserwowano istotnych różnic pomiędzy popiołem surowym a wydzieloną frakcją. Natomiast w produktach po syntezie (zeolit typu Na-X z niewielką ilością zeolitu Na-P1, oraz niewielkie ilości kwarcu i nieprzereagowanego szkliwa glinokrzemianowego – mullitu) w wydzielonej frakcji zaobserwowano wyższą zawartość glinu i sodu, natomiast niższą wapnia i potasu. Na dyfraktogramie zeolitu uzyskanego z frakcji widoczna była nieznaczna ilość illitu. Obserwacje morfologii ziaren nie wykazały różnic w wykształceniu. Na podstawie przeprowadzonych analiz stwierdzić można, że biorąc pod uwagę aspekt ekonomiczny procesu syntezy, wydzielanie drobnych frakcji z popiołu nie jest konieczne, gdyż proces ten nie wpływa w sposób znaczący na jakość otrzymanego produktu.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Kończące się zasoby paliw kopalnych, a także niestabilność produkcji energii ze źródeł odnawialnych powodują, że zrównoważone zarządzanie produkcją i zużyciem energii stanowi jedno z naczelnych wyzwań XXI wieku. Wiąże się ono również z zagrożeniami stanu środowiska przyrodniczego m. in. wskutek negatywnego wpływu energetyki na klimat. W takiej sytuacji jednym ze sposobów poprawy efektywności gospodarki energetycznej – zarówno w skali mikro (energetyka rozproszona), jak i makro (system elektroenergetyczny), mogą być innowacyjne rozwiązania technologiczne umożliwiające magazynowanie energii. Ich skuteczna implementacja pozwoli na jej gromadzenie w okresach nadprodukcji i wykorzystanie w sytuacjach niedoboru. Wyzwania te są nie do przecenienia – przed współczesną nauką staje konieczność rozwiązywania różnego rodzaju problemów związanych z magazynowaniem między innymi z zastosowaną technologią czy sterowaniem/zarządzaniem magazynami energii. Technologie magazynowania ciepła, nad którymi są prowadzone prace badawcze dotyczące zarówno magazynów opartych na medium takim jak woda, jak i magazynów wykorzystujących przemiany termochemiczne czy też materiały zmiennofazowe. Dają one szerokie możliwości zastosowania i poprawy efektywności systemów energetycznych zarówno w skali makro, jak i mikro. Oczywiście właściwości technologiczne oraz parametry ekonomiczne mają wpływ na zastosowanie wybranej technologii. W artykule przedstawiono porównanie magazynów czy sposobów magazynowania ciepła oparte na różnych materiałach z określeniem ich parametrów pracy czy kosztów eksploatacji.

Przejdź do artykułu

Redakcja

Kolegium Redakcyjne
  • Redaktor naczelny: Krzysztof Galos
  • Z-ca redaktora naczelnego: Lidia Gawlik
  • Redaktor tematyczny: Gospodarka surowcami
  • Sekretarz redakcji: Zbigniew Grudziński
  • Redaktor tematyczny: Paliwa i energia
  • Z-ca sekretarza redakcji: Zenon Pilecki
  • Redaktor tematyczny: Górnictwo i geoinżynieria
  • Redaktor statystyczny: Jacek Mucha
Komitet Wydawniczy
  • Emilia Rydzewska – redaktor językowy (polski)
  • Michelle Atallah – redaktor językowy (angielski)
  • Barbara Sudoł – redaktor techniczny

Kontakt

Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energia Polskiej Akademii Nauk
ul. J. Wybickiego 7, 31-261 Kraków
tel.: +48 12 6323300, faks: +48 12 6323524
e-mail: lidia.gawlik@min-pan.krakow.pl

https://min-pan.krakow.pl/wydawnictwo/czasopisma/zeszyty-naukowe-instytutu-surowcami-mineralnymi-i-energia-pan/

Ta strona wykorzystuje pliki 'cookies'. Więcej informacji