Nauki Techniczne

Polityka Energetyczna - Energy Policy Journal

Zawartość

Polityka Energetyczna - Energy Policy Journal | 2018 | vol. 21 | No 4 |

Abstrakt

Podstawowym celem artykułu była ocena stanu rozwoju energetyki prosumenckiej w Polsce. W rozdziale pierwszym omówiono podstawowe pojęcia związane z energetyką prosumencką (mikroinstalacja, prosument), które zostały zdefiniowane w Ustawie o odnawialnych źródłach energii z dnia 20 lutego 2015 r. (Dz.U. poz. 478 ze zm.) oraz odniesiono się do polityki energetycznej Unii Europejskiej w kontekście rozwoju prosumenckiego modelu energetyki. W tej części pracy wskazano liczne korzyści dla polskiej gospodarki oraz konsumentów energii elektrycznej wynikające z rozwoju prosumeryzmu w polskiej energetyce, ale również zwrócono uwagę na bariery, które nadal stoją na drodze rozwoju energetyki prosumenckiej w naszym kraju. W rozdziale drugim dokonano wykładni fundamentalnych przepisów ustawy o odnawialnych źródłach energii z dnia 20 lutego 2015 r. (Dz.U. poz. 478 ze zm.; dalej: ustawa o OZE). Na ich podstawie omówiono system upustów, będący obecnie stosowanym w polskim porządku prawnym system wsparcia prosumentów. Wskazano także liczne uproszczenia administracyjno-prawne wynikające z zapisów wspomnianej ustawy o OZE. Krytyczne podejście do ustawy o OZE pozwoliło na uwypuklenie niekorzystnych lub nieprecyzyjnych przepisów w kontekście rozwoju prosumenckiego modelu energetyki. W rozdziale trzecim opisano programy dofinansowania wspierające rozwój energetyki prosumenckiej w Polsce, poprzez partycypowanie w kosztach zakupu i montażu mikroinstalacji. Dane liczbowe charakteryzujące stan energetyki prosumenckiej w naszym kraju zawarto w rozdziale 4. Na ich podstawie podjęto również próbę omówienia zależności pomiędzy liczbą prosumentów a udziałem energii elektrycznej z odnawialnych źródeł w całkowitej jej konsumpcji. W rozdziale piątym pochylono się nad technologiami energetycznymi wykorzystywanymi w energetyce prosumenckiej w Polsce. Wskazano w nim przyczyny dużej popularności paneli fotowoltaicznych wśród polskich prosumnetów, przy niskim zainteresowaniu mikroturbinami wiatrowymi i małymi elektrowniami wodnymi.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Niniejszy artykuł na tyle, na ile dostępna jest literatura, empiryczne pomiary oraz dane z modeli mezoskalowych opisuje i porównuje spodziewane warunki wietrzności na terenie Morza Bałtyckiego. Nawiązuje do problematyki związanej z projektowaniem oraz oceną spodziewanej produktywności farm wiatrowych na analizowanym terenie, w odniesieniu do dotychczasowych doświadczeń autora związanych z energetyką wiatrową na lądzie. W kolejnych rozdziałach niniejszej publikacji opisano stan obecny oraz prespektywy rozwoju energetyki wiatrowej w obrębie Morza Bałtyckiego. W dalszej części dokonano oceny potencjału tego akwenu, przy użyciu modeli mezoskalowych oraz danych empirycznych z masztu Fino 2, zlokalizowanego w odległości ok. 200 km od większości terenów wskazanych w projekcie miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego obszarów morskich Polski jako przeznaczonych pod rozwój enegetyki morskiej (Draft plan... 2018). W rozdziele dot. modeli mezoskalowych szczególną uwagę poświęcono modelowi GEOS5.12.4 jako źródle danych The Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Application zwanych w skrócie MERRA2 (Administration National Aeronautics and Space Agency 2018), które od lutego 2016 r. zastąpiły dane MERRA (Thogersen i in. 2016) oraz zyskały wysokie zastosowanie w ocenach produktywności przedinwestycyjnych, jak i realizowanych w fazach operacyjnych projektów farm wiatrowych ze względu na dobry poziom korelacji z danymi in situ. Dane z tego modelu uzyskano dla ośmiu lokalizacji, pokrywających się w dużej mierze z lokalizacjami obecnie istniejących morskich farm wiatrowych w obrębie Morza Bałtyckiego. Znaczącą cześć niniejszej publikacji poświęcono opisowi wczesniej wspomnianego masztu Fino 2 oraz analizie danych, rejestrowanych przez czujniki umieszczone na tym maszcie (Federal Maritime and Hydrographic Agency 2018). Analiza została przeprowadzona z użyciem skryptów opracowanych w języku programowania VBA umożliwiającym łatwiejszą pracę z dużymi ilościami danych. Pomiary z masztu Fino 2 wraz z użyciem pomiarów długoterminowych pochodzących z modeli mezoskalowych mogą zdaniem autora posłużyć w pewnym stopniu, do wstępnej oceny przewidywanej produkcji farm planowanych do zlokalizowania w obrębie terenów przeznaczonych pod rozwój energetyki odnawialnej w planie zagospodarowania przestrzennego morskich wód wewnętrznych, morza terytorialnego i wyłącznej strefy ekonomicznej Polski (Draft plan... 2018). W części końcowej artykułu podsumowano informacje dot. przewidywanych warunków wietrznych Morza Bałtyckiego w szczególności na terenie wyłącznej strefy ekonomicznej Polski. Zwrócono uwagę na różnice pomiedzy energetyką wiatrową morską a lądową oraz zaproponowano dalsze, konieczne zdaniem autora kwestie, które powinny zostać zbadane w celu optymalnego pod kątem technicznym rozwoju energetyki wiatrowej offshore.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Zwiększenie udziału produkcji energii ze źródeł odnawialnych (OZE) odgrywa kluczową rolę w zrównoważonym i bardziej konkurencyjnym rozwoju sektora energii. Wśród odnawialnych źródeł energii największy wzrost można zaobserwować w przypadku wytwarzania energii słonecznej i wiatrowej. Należy zauważyć, że OZE są coraz ważniejszym elementem systemów elektroenergetycznych i że ich udział w produkcji energii będzie nadal wzrastał. Z drugiej strony rozwój niestabilnych źródeł wytwarzania (elektrowni wiatrowych i fotowoltaiki) stanowi poważne wyzwanie dla systemów energetycznych, ponieważ operatorzy niekonwencjonalnych elektrowni nie są w stanie dostarczyć informacji o prognozowanym poziomie produkcji, a zapotrzebowanie na energię elektryczną jest często niższe od ilości energii wytworzonej w danym okresie. Dlatego wraz z rozwojem OZE tracona jest znaczna część wytworzonej energii. Rozwiązaniem jest magazynowanie energii, co pozwoliłoby na usprawnienie zarządzania systemami energetycznymi. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie koncepcji magazynowania energii elektrycznej w postaci energii chemicznej wodoru (Power to Gas) w celu poprawy funkcjonowania systemu elektroenergetycznego w Polsce.

W związku z oczekiwanym wzrostem mocy zainstalowanej w elektrowniach wiatrowych należy się spodziewać, że w systemie będzie coraz więcej okresów, w których wytwarzana będzie nadwyżka energii. Aby uniknąć marnowania dużych ilości energii, konieczne jest wprowadzenie systemów magazynowania energii. Analiza rozwoju elektrowni wiatrowych pokazuje, że koncepcja Power to Gas może być rozwijana w Polsce, o czym świadczy szacowana moc zainstalowana i potencjalna ilość energii do wygenerowania. W związku z nadwyżką energii elektrycznej będzie dostępna do magazynowania w postaci energii chemicznej wodoru, która z kolei może być wykorzystana do zasilania sieci dystrybucyjnych gazu, wytwarzania energii elektrycznej w okresach zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną lub do tankowania pojazdów.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule omówiono znaczenie elektrowni wodnych w systemie elektroenergetycznym Polski oraz określono uwarunkowania prawne dotyczące funkcjonowania małych elektrowni wodnych w systemie elektroenergetycznym. Przeanalizowano zjawiska zachodzące w układzie hydrologicznym małych elektrowni wodnych oraz ich wpływ na środowisko naturalne. Na podstawie analizy funkcjonowania grupy małych elektrowni wodnych działających na rzece Raduni, charakteryzujących się różnymi rozwiązaniami technicznymi, dokonano identyfikacji zależności między różnymi rodzajami elektrowni pracujących w kaskadzie. Wyżej wymienione analizy zostały wykorzystane przy opracowaniu modelu matematycznego testowej elektrowni wodnej oraz testowej kaskady elektrowni wodnych. Przeprowadzone symulacje numeryczne dotyczyły zarówno samodzielnie działającej siłowni, jak i kaskady złożonej z dwóch identycznych obiektów tego typu. Stwierdzono, że w zależności od przyjętego planu pracy siłowni możliwe jest wykorzystanie jej jako elektrowni pracującej zarówno w podstawie, jak i w szczycie obciążenia systemu elektroenergetycznego. Ponadto nawet pojedyncza elektrownia posiada stosunkowo duże możliwości reagowania na zmiany zachodzące w systemie – zarówno te dotyczące wzrostu obciążenia, jak i spadku mocy oddawanej przez sąsiednie elektrownie. Możliwości te znacznie wzrastają w przypadku zbudowania na danym cieku kolejnej siłowni. Kaskada zbiornikowych elektrowni wodnych ma dużo większą zdolność do magazynowania energii i oddawania jej w odpowiednim czasie. Dodatkowo istnienie drugiej elektrowni wyposażonej w zbiornik wyrównawczy pozwala na znaczne zmniejszenie amplitudy przepływów w rzece poniżej kaskady, co zredukuje negatywny wpływ kaskady na środowisko.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Wśród wielu nowoczesnych, wysokosprawnych technologii energetycznych pozwalających na przetwarzanie energii chemicznej węgla w energię elektryczną i ciepło na szczególną uwagę zasługują węglowe ogniwa paliwowe (ang. Direct Carbon Fuel Cells – DCFC). Są to urządzenia, które umożliwiają, jako jedyne spośród wszystkich typów ogniw paliwowych, bezpośrednią konwersję energii chemicznej zawartej w paliwie stałym (węglu) w energię elektryczną. Ponadto charakteryzują się one wysoką sprawnością i niską emisją zanieczyszczeń. W artykule dokonano przeglądu i omówienia dotychczasowych prac badawczo-rozwojowych, prowadzonych zarówno na świecie, jak i w Polsce, nad technologią węglowych ogniw paliwowych z elektrolitem alkalicznym (wodorotlenkowym).

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Wydarzenia, które miały miejsce w dniu 10 kwietnia 2010 roku na Zatoce Meksykańskiej rozpoczęły międzynarodową debatę w zakresie minimalizacji, jak i materializacji ryzyka wystąpienia niebezpiecznych zdarzeń i wypadków podczas eksploatacji podmorskich złóż surowców energetycznych. Po tym wydarzeniu, dla zapewnienia prowadzenia bezpiecznej działalności na obszarach morskich, Unia Europejska postanowiła wprowadzić regulacje na terenie całej Wspólnoty. W dniu 12 czerwca 2013 roku została wydana Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady nr 2013/30/UE w sprawie bezpieczeństwa działalności związanej ze złożami ropy naftowej i gazu ziemnego na obszarach morskich. W artykule przedstawiono implementację jej postanowień na obszarach morskich, ze szczególnym uwzględnieniem polskich obszarów morskich. Przedstawiono główne postanowienia tego dokumentu, krajowe regulacje prawne wprowadzające na grunt polski postanowienia Dyrektywy oraz rozwiązania w zakresie wdrożenia wymogów do 19 lipca 2018 roku w przedsiębiorstwach zajmujących się prowadzeniem działalności związanej ze złożami ropy naftowej i gazu ziemnego na obszarach morskich.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Celem artykułu jest przedstawienie zagadnienia ryzyka oraz powiązanych z nim metod zarządzania, ze szczególnym uwzględnieniem warunków inwestycji w infrastrukturę energetyczną. Praca składa się z dwóch głównych części – w pierwszej z nich dokonano analizy teoretycznej zagadnienia, natomiast w drugiej przedstawiono zastosowanie metod analizy na przykładzie realizacji inwestycji w biogazownię rolniczą. W artykule przedstawiono podstawowe definicje związane z zagadnieniem ryzyka inwestycyjnego i zarządzania nim; w szczególności dokonano rozróżnienia pojęcia ryzyka i niepewności. Ponadto analizie poddano główne grupy ryzyka, specyficzne dla sektora energetycznego. Następnie przedstawiono podstawową systematykę oraz możliwe kategorie podziałów grup ryzyka oraz określono wpływ dywersyfikacji inwestycji w portfelu na ogólny poziom ryzyka. Omówiono źródła niepewności, w szczególności kierując się kategoriami występującymi w przypadku inwestycji energetycznych. W kolejnej części pracy przedstawiono metody mitygacji ryzyka, będące elementem zintegrowanego procesu zarządzania ryzykiem oraz opisano podstawowe metody wspomagające ilościowe określenie poziomu ryzyka oraz jego skutków – w tym metodę Monte Carlo (MC), Value at risk (VaR) oraz inne. W ostatniej części pracy przedstawiono możliwe zastosowanie metod przedstawionych w części teoretycznej. Przedmiotem przykładowej analizy była inwestycja w biogazownię rolniczą, ze względu na przewidywalny charakter jej pracy, przy jednocześnie złożonym i długim okresie procesu inwestycyjnego. Przedstawiono przykład „Analizy dużego rysunku”, a następnie przeprowadzono symulację Monte Carlo oraz określono wartość VaR. Przeprowadzone badania pozwalają na określenie poziomu ryzyka wynikającego z odchylenia wartości przepływów finansowych w poszczególnych okresach od wartości założonych oraz pomagają w określeniu skutków takich odstępstw. Przeprowadzona analiza wskazała na niskie ryzyko przedmiotowej inwestycji oraz sugeruje łatwość przeprowadzenia podobnych obliczeń dla innych inwestycji energetycznych.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W artykule przedstawiono syntetyczną analizę rynku ropy naftowej w Polsce. Badania te mają niezwykle istotne znaczenie w kontekście zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego Polski. Obecnie bezpieczeństwo to jest utrzymywane głównie na podstawie rodzimego węgla brunatnego i kamiennego. Przeprowadzona przez autorów analiza rynku węgla kamiennego wskazuje jednak, iż prowadzona restrukturyzacja górnictwa doprowadziła do nadmiernej redukcji wydobycia oraz zatrudnienia w sektorze górnictwa węgla kamiennego. Wywołało to precedensową sytuację, kiedy to Polska stała się importerem netto tego nośnika energii. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę wymagania Unii Europejskiej w zakresie emisji gazów cieplarnianych. W związku z powyższym konieczne staje się poszukiwanie nowych źródeł energii bądź technologii umożliwiających węglowi kamiennemu sprostanie stawianym wymaganiom. Istnieje możliwość zastosowania tzw. czystych technologii węglowych pozwalających na ograniczenie emisji gazów cieplarnianych powstających podczas spalania węgla. Na dzień dzisiejszy nie są one stosowane na skalę masową, ponieważ korzystanie z tego typu technologii wiąże się z dodatkowymi nakładami finansowymi. Jednak biorąc pod uwagę, że w ostatnim czasie technologie rozwijają się coraz szybciej, są unowocześniane w coraz krótszym czasie, kiedyś przełomowe odkrycia dzieliły setki lat, dekady – teraz powstają one w rekordowym tempie nawet kilku miesięcy, to czyste technologie węglowe mogą stać się optymalnym rozwiązaniem już w niedalekiej przyszłości. Konieczne jest również zdywersyfikowanie źródeł pozyskania importowanych nośników energii. W artykule scharakteryzowano węgiel oraz ropę naftową pod kątem możliwości ich wzajemnej substytucji. Artykuł stanowi kontynuację prowadzonych przez autorów badań. Przeanalizowano rynek ropy naftowej w Polsce oraz zaprezentowano prognozy wielkości wydobycia i zapotrzebowania na ropę naftową na świecie i Polsce do roku 2023. Utworzono także model SARIMA, który umożliwił pozyskanie prognozy cen ropy naftowej. We wcześniejszych publikacjach przedstawiono rozważania o analogicznej tematyce odnośnie do gazu ziemnego oraz odnawialnych źródeł energii.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

Krajowa energetyka oparta jest w głównej mierze na własnych surowcach energetycznych takich jak węgiel kamienny i brunatny. Produkcja ponad 80% energii elektrycznej z tych kopalin daje nam pełną niezależność energetyczną, a koszty produkcji energii z tych surowców są najmniejsze w stosunku do innych technologii. Polska posiada zasoby tych kopalin na wiele dziesiątków lat, doświadczenie związane z ich wydobyciem i przeróbką, zaplecze naukowo-projektowe oraz fabryki zaplecza technicznego produkujące maszyny i urządzenia na własne potrzeby, a także na eksport. Węgiel jest i winien pozostać przez najbliższe 25–50 lat istotnym źródłem zaopatrzenia w energię elektryczną i ciepło, gdyż stanowi jedno z najbardziej niezawodnych i przystępnych cenowo źródeł energii. Polityka ta w okresie następnych dekad może być zachwiana z powodu wyczerpywania się udostępnionych zasobów węgla. Uwarunkowania dla budowy nowych kopalń, a tym samym dla rozwoju górnictwa w Polsce są bardzo złożone zarówno pod względem prawnym, środowiskowym, ekonomicznym, jak i wizerunkowym. Autorzy proponują zmiany, które rozwiązywałyby problemy w przedmiocie uzyskiwania koncesji wydobywczych. Artykuł sygnalizuje instytucjom odpowiedzialnym za bezpieczeństwo Polski, że bez wprowadzenia zaproponowanych istotnych zmian w procesie formalnoprawnym jest mało prawdopodobne, aby wybudowano, tak potrzebne kopalnie węgla brunatnego, kamiennego, rud cynku i ołowiu czy innych kopalin.

Przejdź do artykułu

Abstrakt

W ciągłym dążeniu do zrównoważenia systemów społeczno-przemysłowych definicja użytecznych, wiarygodnych i informacyjnych, a jednocześnie prostych i przejrzystych wskaźników jest ważnym krokiem w ocenie obiegu zamkniętego ocenianych systemów. W kontekście gospodarki o obiegu zamkniętym, literatura naukowa zidentyfikowała już brak nadrzędnych wskaźników (społecznych, miejskich, zorientowanych na zapobieganie itd.), wskazując, że wskaźniki jednowymiarowe nie są w stanie uchwycić złożoności systemu, close-loop, funkcji sprzężenia zwrotnego gospodarki o obiegu zamkniętym. Pod tym względem rachunkowość Emergy jest jednym z podejść, które zostały zidentyfikowane jako posiadające potencjał do uwzględnienia zarówno zasoby, jak i produkty, co pozwala na ocenę systemu w perspektywie gospodarki o obiegu zamkniętym.

Ze względu na definicję Emergy i jej strukturę obliczeniową, wskaźniki oparte na Emergy bardzo dobrze nadają się do oceny i monitorowania procesów o zamkniętych pętlach. Dodatkowo Emergy ma unikalną cechę umożliwiającą ocenę systemów, które niekoniecznie są tylko systemami technosfery, ale także systemami technologicznymi, które biorą pod uwagę naturę (systemy techniczno-ekologiczne). W niniejszym artykule przedstawiono propozycję zestawu wskaźników Emergy, które zostały zidentyfikowane jako odpowiednie do oceny systemów zamkniętych, i nakreślono inną perspektywę w porównaniu ze wskaźnikami zdefiniowanymi w zakresie obiegu zamkniętego przez Ellen MacArthur Foundation w Circulariity Indicators Project.

Przejdź do artykułu

Redakcja

Kolegium redakcyjne
  • Redaktor naczelny: Eugeniusz Mokrzycki
  • Z-ca redaktora naczelnego: Lidia Gawlik
  • Redaktor tematyczny: Wykorzystanie surowców energetycznych
  • Sekretarz redakcji: Katarzyna Stala-Szlugaj
  • Redaktor tematyczny: Paliwa i energia
  • Z-ca sekretarza redakcji: Jacek Kamiński
  • Redaktor tematyczny: Energetyka
  • Redaktor statystyczny: Jacek Mucha
Rada redakcyjna
  • Prof. Rolf Bracke – International Geothermal Centre Hochschule, Bochum, Niemcy
  • Prof. Tadeusz Chmielniak – Politechnika Śląska, Gliwice, Polska
  • Prof. Mariusz Filipowicz – Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, Polska
  • Prof. Anatoliy Goncharuk – International Humanitarian University, Odessa, Ukraina
  • Prof. Ernst Huenges – GFZ German Research Centre for Geosciences, Poczdam, Niemcy
  • Prof. Louis Jestin – University of Cape Town, Rondebosch, RPA
  • Dr Gudni Johannesson – Orkustofnun-Icelandic National Energy Authority, Reykjavik, Islandia
  • Prof. Jacek Marecki – Politechnika Gdańska, Gdańsk, Polska
  • Dr Nuria G. Rabanal – Universidad de Leon, Leon, Hiszpania
  • Prof. Jakub Siemek – Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, Polska
  • Dr Jan Soliński – Polski Komitet Światowej Rady Energetycznej, Warszawa, Polska
  • Prof. Namejs Zeltins – Institute of Physical Energetics, Ryga, Łotwa
Komitet wydawniczy
  • Emilia Rydzewska – redaktor językowy (polski)
  • Michelle Atallah – redaktor językowy (angielski)
  • Beata Stankiewicz – 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: polene@min-pan.krakow.pl
https://min-pan.krakow.pl

Ta strona wykorzystuje pliki 'cookies'. Więcej informacji