Survey of the world practice of implementing energy-efficient technologies in terms of mining enterprises

Purpose is the analysis of world practice of applying the best available techniques to increase energy saving and energy efficiency of mining enterprises being the important factor of the economic development. Methods. The research methodology is based on the scientific approaches: historical-evolutionary, interdisciplinary, integration, process, and situational. Methods of retrospective, categorical, and system analysis as well as modeling have been applied. The analysis was performed on the basis of both initial information sources (original texts of legislative documents, strategies) and material of the international analytical organizations (International Energy Agency, World Bank) as well as the data of official statistical records. Findings. For the first time, different variants of the best available techniques in Japan, the USA, and the EU have been analyzed as well as the role of a state in applying institutional measures of energy efficiency support, including mining complex, and prospects of its use in the Russian Federation. It has been determined that energy efficiency is the effective and economically feasible tool in reaching sustainable development of the national economy. It has been demonstrated that energy saving and increased energy efficiency may reduce the needs in investment, raise industrial competitiveness and consumer welfare as well as improve environmental protection owing to the reduced greenhouse gas emissions and decreased air pollution. Energy efficiency growth has direct effect upon the industrial competitiveness; it can be achieved by means of innovations. Originality. Emphasis has been put on the key scientific and technical aspects and approaches stimulating increased energy efficiency in the developed countries under the effect of strong, coordinated, and consistent national policy in different sectors of economy. Practical implications. The carried-out analysis is useful in terms of the innovative and technological development of different industries of the Russian Federation in the context of its complicated cooperation with European countries and the USA, dependence on foreign technologies, and limited access to them.Мета. Аналіз світового досвіду використання найкращих доступних технологій для підвищення енергозбереження та енергетичної ефективності гірничодобувних підприємств, які є важливими факторами інноваційного розвитку і економіки. Методика. В основі методології дослідження застосовані наукові підходи: історико-еволюційний, міждисциплінарний, інтеграційний, процесний і ситуаційний. Використано методики ретроспективного, категоріального, системного аналізу, моделювання. Аналіз виконувався на основі як первинних інформаційних джерел (оригінальні тексти законодавства, стратегій), так і на основі матеріалів міжнародних аналітичних організацій (Міжнародного енергетичного агентства, Світового банку), а також даних офіційного статистичного обліку. Результати. Вперше проаналізовані різні варіанти найкращих доступних технологій в Японії, США, ЄС, роль держави у застосуванні інституційних заходів підтримки енергоефективності, в тому числі у гірничодобувному комплексі, а також перспективи їх використання у Російській Федерації. Визначено, що енергоефективність є дієвим і рентабельним інструментом досягнення сталого розвитку економіки країни в цілому. Показано, що енергозбереження та підвищення енергоефективності може знижувати потребу в інвестиціях, збільшити конкурентоспроможність промисловості й добробут споживача, а також покращувати охорону навколишнього середовища, завдяки зниженню викидів парникових газів та зменшенню забруднення повітря. Підвищення енергоефективності безпосередньо впливає на конкурентоспроможність промисловості та може бути досягнуто за рахунок інновацій. Наукова новизна. Виділено ключові науково-технічні асп екти й підходи, що стимулюють підвищення енергоефективності в розвинених зарубіжних країнах під впливом сильної, скоординованої та послідовної політики держави у різних секторах економіки. Практична значимість. Проведений аналіз корисний у побудові інноваційного та технологічного розвитку різних галузей Російської Федерації в умовах її непростої взаємодії з країнами Європи і США, залежно від зарубіжних технологій та обмеженого доступу до них.Цель. Анализ мирового опыта использования наилучших доступных технологий для повышения энергосбережения и повышение энергетической эффективности горнодобывающих предприятий, которые являются важными факторами развития экономики. Методика. В основе методологии исследования применены научные подходы: историко-эволюционный, междисциплинарный, интеграционный, процессный и ситуационный. Использованы методики ретроспективного, категориального, системного анализа, моделирования. Анализ выполнялся на основе как первичных информационных источников (оригинальные тексты законодательства, стратегий), так и на основе материалов международных аналитических организаций (Международного энергетического агентства, Всемирного банка), а также данных официального статистического учета. Результаты. Впервые проанализированы различные варианты наилучших доступных технологий в Японии, США, ЕС, а также роль государства в применении институциональных мер поддержки энергоэффективности, в том числе в горнодобывающем комплексе, перспективы его использования в Российской Федерации. Определено, что энергоэффективность является действенным и рентабельным инструментом достижения устойчивого развития экономики страны в целом. Показано, что энергосбережение и повышение энергоэффективности может снижать потребность в инвестициях, увеличить конкурентоспособность промышленности и благосостояние потребителя, а также улучшать охрану окружающей среды, благодаря снижению выбросов парниковых газов и уменьшению загрязнения воздуха. Повышение энергоэффективности напрямую влияет на конкурентоспособность промышленности и может быть достигнуто за счет инноваций. Научная новизна. Выделены ключевые научно-технические аспекты и подходы, стимулирующие повышение энергоэффективности в развитых зарубежных странах под влиянием сильной, скоординированной и последовательной политики государства в различных секторах экономики. Практическая значимость. Проведенный анализ полезен в построении инновационного и технологического развития различных отраслей Российской Федерации в условиях ее непростого взаимодействия со странами Европы и США, зависимости от зарубежных технологий и ограниченного доступа к ним.This article was prepared as a part of the project section of the government contract as requested by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation on the subject formulated as “Development of Methodological Principles and Organizational Economic Mechanism of Strategic Management of Economic Security in Russia” (Assignment No. 26.3913.2017/4.6)

Thermal Transients in District Heating Systems

Heat fluxes in a district heating pipeline systems need to be controlled on the scale from minutes to an hour to adjust to evolving demand. There are two principal ways to control the heat flux - keep temperature fixed but adjust velocity of the carrier (typically water) or keep the velocity flow steady but then adjust temperature at the heat producing source (heat plant). We study the latter scenario, commonly used for operations in Russia and Nordic countries, and analyze dynamics of the heat front as it propagates through the system. Steady velocity flows in the district heating pipelines are typically turbulent and incompressible. Changes in the heat, on either consumption or production sides, lead to slow transients which last from tens of minutes to hours. We classify relevant physical phenomena in a single pipe, e.g. turbulent spread of the turbulent front. We then explain how to describe dynamics of temperature and heat flux evolution over a network efficiently and illustrate the network solution on a simple example involving one producer and one consumer of heat connected by "hot" and "cold" pipes. We conclude the manuscript motivating future research directions.Comment: 31 pages, 7 figure

Smart Table Based on Metasurface for Wireless Power Transfer

Metasurfaces have been investigated and its numerous exotic functionalities and the potentials to arbitrarily control of the electromagnetic fields have been extensively explored. However, only limited types of metasurface have finally entered into real products. Here, we introduce a concept of a metasurface-based smart table for wirelessly charging portable devices and report its first prototype. The proposed metasurface can efficiently transform evanescent fields into propagating waves which significantly improves the near field coupling to charge a receiving device arbitrarily placed on its surface wirelessly through magnetic resonance coupling. In this way, power transfer efficiency of 80$\%$ is experimentally obtained when the receiver is placed at any distances from the transmitter. The proposed concept enables a variety of important applications in the fields of consumer electronics, electric automobiles, implanted medical devices, etc. The further developed metasurface-based smart table may serve as an ultimate 2-dimensional platform and support charging multiple receivers.Comment: 8 pages, 7 figure

Perspectives of Integrated “Next Industrial Revolution” Clusters in Poland and Siberia

Rozdział z: Functioning of the Local Production Systems in Central and Eastern European Countries and Siberia. Case Studies and Comparative Studies, ed. Mariusz E. Sokołowicz.The paper presents the mapping of potential next industrial revolution clusters in Poland and Siberia. Deindustrialization of the cities and struggles with its consequences are one of the fundamental economic problems in current global economy. Some hope to find an answer to that problem is associated with the idea of next industrial revolution and reindustrialization initiatives. In the paper, projects aimed at developing next industrial revolution clusters are analyzed. The objective of the research was to examine new industrial revolution paradigm as a platform for establishing university-based trans-border industry clusters in Poland and Siberia47 and to raise awareness of next industry revolution initiatives.Monograph financed under a contract of execution of the international scientific project within 7th Framework Programme of the European Union, co-financed by Polish Ministry of Science and Higher Education (title: “Functioning of the Local Production Systems in the Conditions of Economic Crisis (Comparative Analysis and Benchmarking for the EU and Beyond”)). Monografia sfinansowana w oparciu o umowę o wykonanie projektu między narodowego w ramach 7. Programu Ramowego UE, współfinansowanego ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego (tytuł projektu: „Funkcjonowanie lokalnych systemów produkcyjnych w warunkach kryzysu gospodarczego (analiza porównawcza i benchmarking w wybranych krajach UE oraz krajach trzecich”))

Energy security issues in contemporary Europe

Throughout the history of mankind, energy security has been always seen as a means of protection from disruptions of essential energy systems. The idea of protection from disorders emerged from the process of securing political and military control over energy resources to set up policies and measures on managing risks that affect all elements of energy systems. The various systems placed in a place to achieve energy security are the driving force towards the energy innovations or emerging trends in the energy sector. Our paper discusses energy security status and innovations in the energy sector in European Union (EU). We analyze the recent up-to-date developments of the energy policy and exploitation of energy sources, as well as scrutinize the channels of energy streaming to the EU countries and the risks associated with this energy import. Moreover, we argue that the shift to the low-carbon production of energy and the massive deployment of renewable energy sources (RES) might become the key issue in ensuring the energy security and independency of the EU from its external energy supplies. Both RES, distributed energy resources (DER) and “green energy” that will be based on the energy efficiency and the shift to the alternative energy supply might change the energy security status quo for the EU

A survey study of steering wheel vibration and sound in automobiles at idle

Copyright @ 2009 Engineering Integrity SocietyThis work is supported by Shell Global Solutions UK for their sponsorship of this research as part of the activities of the EFII3 project