UE energy mix by 2030 - the role of the native fuels

Unia Europejska jest silnie uzależniona od eksportu pierwotnych nośników energii. Prognozuje się, że to uzależnienie będzie rosło. Jedynymi nośnikami energii pierwotnej, których znaczne zasoby znajdują się na obszarze UE są węgle - kamienny i brunatny. Wykorzystanie węgla do celów energetycznych prowadzi do wielu niekorzystnych obciążeń środowiska naturalnego, na czele z emisją CO2. Pod tym względem węgiel jest najbardziej emisyjny w porównaniu z wykorzystaniem do celów energetycznych innych źródeł energii pierwotnej, także innych paliw kopalnych, zwłaszcza gazu ziemnego. W referacie przedstawiono prognozowane trendy kształtowania się struktury zużycia pierwotnych nośników energii w UE, ze szczególnym uwzględnieniem roli węgla brunatnego. Przedstawiono też najważniejsze wyzwania związane z zabezpieczeniem potrzeb energetycznych UE i kroki podejmowane w celu ich przezwyciężenia.The European Union is strongly dependent on the primary energy carriers import. Prognosis show increasing of this dependence in the next decades. The only own primary energy carrier, of which reasonable deposits are in EU countries are hard coal and lignite. Coal utilisation causes many negative impacts on environment, including CO2 emissions. Coals, as primary energy carriers, are characterised by the greatest emissivity, comparing with other carriers, including the natural gas. In the paper UE energy mix and prognosis for the future UE energy mix are discussed, emphasising the role of lignite. The most important challenges are emphasized and the most present actions and energy policy of UE are presented and discussed

Selected aspects of municipal waste economy in the Silesia Voivodeship

Municipal waste is a special waste group that requires a specifically organized logistic system, which is managed from the level of a single municipality and coordinated in the entire region. The aim of the article is to present selected aspects describing the state of waste management in the Silesian Voivodeship, in particular information on the amount of waste generated and regional infrastructure enabling collection and processing as well as waste management. The article is complemented by information about the circular economy, which is a new look at the problem of waste utilization.Odpady komunalne stanowią szczególną grupę odpadów, która wymaga specyficznie zorganizowanego systemu logistycznego, który zarządzany jest z poziomu pojedynczej gminy i koordynowany w sakli całego województwa. Celem artykułu jest przedstawienie wybranych aspektów opisujących stan gospodarki odpadami w województwie śląskim, a zwłaszcza informacje o ilości powstających odpadów oraz regionalną infrastrukturę umożliwiającą zbieranie i przetwarzanie oraz zagospodarowanie odpadów. Całość uzupełniają informacje dotyczące gospodarki obiegu zamkniętego, która stanowi nowe spojrzenie na problem wykorzystania odpadów

Zastosowanie metody LCA w projektach foresight na przykładzie węglowych technologii energetycznych

The paper aims to answer the question about the role of LCA in Foresight projects. Five clean coal technologies are under consideration: integrated gasification combined cycle with oxygen gasification and with air gasification, pulverized coal combustion with supercritical parameters, atmospheric circulating fluidised-bed boiler and oxy-combustion. The article compares results of assessments of above mentioned technologies by different methods: by experts in a foresight and based on calculations from LCA. Optimization of the technologies performed on the basis of different criteria showed that involving LCA is entirely appropriate and allows to accomplish impartial results because LCA unlike experts’ analysis takes into account factors, which have considerable impact on natural environment.Projekty typu foresight mają na celu wyznaczanie kierunków rozwoju danej dziedziny oraz wsparcie dla procesów podejmowania decyzji politycznych w gospodarce, nauce lub finansowaniu badań, a metodyka foresightu jest wykorzystywana, między innymi w obszarze ochrony środowiska do oceny możliwości wdrożenia technologii przyjaznych środowisku. Jedną z metod wartych zastosowania w tego typu projektach wydaje się być metoda oceny cyklu życia (LCA). Celem artykułu jest analiza możliwości zastosowania oceny cyklu życia (LCA) w projektach typu foresight. W ramach artykułu przeanalizowano pięć czystych technologii węglowych: układ IGCC ze zgazowaniem tlenowym oraz ze zgazowaniem powietrzem, kotły pyłowe na parametry nadkrytyczne, atmosferyczne kotły fluidalne z warstwą cyrkulacyjną oraz spalanie w czystym tlenie. Następnie porównano wyniki priorytetyzacji technologii z uwzględnieniem ocen eksperckich w zakresie bezpieczeństwa energetycznego i możliwości wdrożenia technologii, sprawności technologii, kosztów stałych i zmiennych oraz awaryjności technologii, jak również na podstawie wyników LCA. Stwierdzono, że uwzględnienie w analizie eksperckiej wyników obliczeń metodą LCA spowodowało niewielkie, lecz zauważalne zmiany w rankingu technologii. Obliczenia metodą LCA uwzględniają czynniki, które mają istotny wpływ na oddziaływanie na środowisko, które trudno jest uwzględnić w ocenie eksperckiej. Z tego względu, włączenie LCA do etapu priorytetyzacji technologii w ramach foresightu jest jak najbardziej celowe i pozwala na uzyskanie pełniejszych i bardziej obiektywnych wyników

Significance of life cycle management in the circular economy on the example of polymer

Celem gospodarki o obiegu zamkniętym jest stworzenie systemu przepływu materiałów zgodnego z ideą „od kołyski do kołyski” (from cradle to cradle). Podejście takie wiąże się z zarządzaniem cyklem życia produktów w odniesieniu do wszystkich etapów, począwszy od wydobycia aż po pełne wykorzystanie wszystkich odpadów, które zgodnie z koncepcją tej gospodarki stanowią surowce dla innych procesów technologicznych. W artykule przedstawiono różne warianty zagospodarowania odpadów z tworzyw sztucznych i ich ocenę pod kątem wpływu na środowiskowo. Spośród analizowanych wariantów zagospodarowania najkorzystniejszym – ze środowiskowego punktu widzenia – jest recykling materiałowy, który stanowi również preferowane rozwiązanie w gospodarce o obiegu zamkniętym.The aim of the circular economy is to create a system based on the flow of materials compatible with the idea of “from cradle to cradle”. This approach involves managing the life cycle of products in all stages from exploration through to full utilization of all waste, according to the concept of circular economy wastes are the raw materials for other processes. The paper presents various options of plastic waste management. The different variants of plastic waste management were assessed for their impact on the environment. Among the analyzed options of plastic waste management, the most advantageous from the environmental point of view, is material recycling. Recycling is also the most preferred method of waste management in the circular economy

Alternative decrease of greenhouse gas emissions in the life cycle of the IGCC through carbon dioxide removal or/and methane management in hard coal mines

W artykule przedstawiono analizę potencjalnych korzyści dla środowiska, jakie płyną z wykorzystania CH4 w kopalniach węgla kamiennego, w cyklu życia systemu: kopalnia - blok gazowo-parowy zintegrowany ze zgazowaniem węgla (ang. Integrated Gasification Combined Cycle - IGCC). Następnie wyniki porównano z możliwymi korzyściami osiągalnymi wskutek wychwytywania CO2. W perspektywie całego cyklu istnienia bloku gazowo-parowego zintegrowanego ze zgazowaniem węgla najważniejsze są następujące czynniki: emisja CO2, sprawność wytwarzania energii elektrycznej i wielkość zużycia węgla. Zastosowanie układu wychwytywania CO2 przyczynia się do zmniejszenia potencjału cieplarnianego w cyklu życia, a w konsekwencji do obniżenia jego sprawności. W rezultacie następuje wzrost oddziaływania na środowisko we wszystkich pozostałych kategoriach wpływu, szczególnie związanych z wyczerpywaniem się paliw kopalnych. Zagospodarowanie CH4 w kopalni, szczególnie z układów wentylacyjnych, może przyczynić się do poprawy oddziaływania systemów energetycznych na środowisko, chociaż w porównaniu do sekwestracji w znacznie mniejszym stopniu. W przeciwieństwie do sekwestracji, zagospodarowanie CH4 nie wpływa na zwiększenie oddziaływania w innych kategoriach. Mimo to może wiązać się z dodatkowymi korzyściami w postaci zysków ze sprzedaży produktów ubocznych omawianego procesu - energii elektrycznej i ciepła.The article presents the analysis of potential advantages for the environment related to the use of CH4 in hard coal mines in the life cycle system: mine - Integrated Gasification Combined Cycle Plant - IGCC. Next the results were compared with the possible benefits accessible due to CO2 capture. In the perspective of the whole cycle of existence of the integrated gasification combined cycle block most important are the following factors: CO2 emissions, efficiency of electric energy generation and coal consumption quantity. The application of the CO2 capture system contributes to the decrease of the greenhouse potential in the life cycle and in consequence to the reduction of its efficiency. As a result follows the growth of impact on the environment in all remaining impact categories, particularly connected with fossil fuels exhaustion. CH4 management in the mine, especially from ventilation systems, can contribute to the improvement of impact of energy systems on the environment, though in comparison with sequestration to a considerably smaller extent. In contradiction to sequestration, CH4 management does not influence the increase of impact in other categories. In spite of this it can be connected with additional advantages in the form of profits from the sale of by-products of the discussed process - electric energy and heat

The material flow analyses in production system assessment on example of biocomposites

W artykule przedstawiono zastosowanie nowych narzędzi w zarządzaniu środowiskowym, jakimi są analiza przepływu materiału (MFA – Material Flow Analysis) i rachunek kosztów przepływu materiałów (MFCA – Material Flow Cost Accounting). Celem artykułu jest wskazanie korzyści z zastosowania tych narzędzi w zarządzaniu produkcją i gospodarką materiałową w systemie produkcyjnym. MFA służy ocenie i doskonaleniu przepływu materiałów i energii pomiędzy jednostkowymi procesami produkcyjnymi, MFCA pozwala na przeprowadzenie analizy kosztów przepływów materiałowych w systemie produkcyjnym. Artykuł uzupełnia praktyczne wykorzystanie narzędzi MFA i MFCA systemu produkcyjnego biokompozytów.This paper presents a new tools for environmental management, which are the MFA – Material Flow Analyses and MFCA – Material Flow Cost Accounting. MFA is used to analyze the physical flow of material, energy for each technological process consisting of many unit processes as well as for each unit process. MFCA – is a management tool that assists organizations in better understand the potential environmental and financial consequences of their material and energy practices and seeks to improve them via changes in those practices. The purpose of this article is an indication of the benefits of using these tools both in a production process, as well as within the organization and processes. An analysis of the MFA and the MFCA were shown in the example of the production systems of the biocomposites

New Technologies of Coal Gasification under development as part of the NCBiR Strategic Programme

W ramach projektu finansowanego ze oerodków NCBiR p.t.: "Opracowanie technologii zgazowania węgla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii", Konsorcjum Naukowo-Przemysłowe "Zgazowanie węgla" buduje dwie pilotowe instalacje. Pierwszą z nich jest ciśnieniowy reaktor z cyrkulującym złożem fluidalnym do zgazowania węgla z wykorzystaniem CO2 jako czynnika zgazowującego. Instalacja ta wyposażona będzie w następujące układy węzeł przygotowania węgla, zbiorniki gazów technicznych, wytwornicę pary, układ chłodzenia, oczyszczania i konwersji gazów, komorę spalania oraz turbinę gazową. Na podstawie uzyskanych wyników przygotowany zostanie projekt procesowy krajowej instalacji demonstracyjnej zgazowania węgla z wykorzystaniem reaktora CFB. Przewiduje się, że rozwijana technologia ciśnieniowego zgazowania węgla może znaleźć zastosowanie w instalacjach przemysłowych średniej mocy zarówno w przemyśle chemicznym (produkcja wodoru) jak i energetyce (wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej w kogeneracyjnych układach IGCC). Druga instalacja pilotowa przeznaczona będzie dla podziemnego zgazowania węgla kamiennego powietrzem wzbogaconym w tlen. Zlokalizowana będzie w kopalni Wieczorek, a obiektem zgazowania będzie znajdujący się na głębokości 400 m pokład 501 o miąższości około 5 m. Uzyskany gaz, po schłodzeniu i oczyszczeniu będzie wykorzystany do produkcji ciepła na potrzeby własne kopalni. Dzięki wynikom trwającej około 3 miesiące próby pilotowej opracowany zostanie projekt procesowy krajowej instalacji demonstracyjnej podziemnego zgazowania węgla kamiennego. W przyszłości przewiduje się wykorzystanie tej technologii w zakładach energetycznych o mocy rzędu 50 MW, zasilających lokalne rynki energii elektrycznej i ciepła sieciowego. Proponowane instalacje podziemnego zgazowania przeznaczone są w pierwszej kolejności dla eksploatacji złóż węgla kamiennego w których zakończono już eksploatację, a także dla tych partii będących w eksploatacji pokładów, które ze względów technicznych lub ekonomicznych nie nadają się do wydobycia tradycyjnymi metodami.As part of the project "Development of Coal Gasification Technology for High-efficiency Fuels and Energy Production", the Scientific-Industrial Consortium "Coal Gasification" is constructing two pilot plants. The first one is a pressurized CFB reactor for coal gasification with the use of CO2. The reactor will be equipped with the following process units: solid fuel preparation, tanks for compressed air and nitrogen, a steam generator, systems for syngas cooling, cleaning and conversion, a combustion chamber and a gas turbine. Based on the results obtained from that plant, the process design of a domestic demo plant will be prepared. It is predicted that the technology under development will be used in medium-power commercial plants, both in the chemical industry (hydrogen production) and in the energy industry (heat and power production in IGCC cogeneration systems). The second pilot plant will be used for Underground Coal Gasification (UCG) by means of air enriched with oxygen. It will be located at the Wieczorek Coal Mine, and the gasification will take place in the seam no. 501, with the thickness of about 5 metres, situated at the depth of about 400 metres. The resulting gas, after cooling and cleaning, will be used to produce heat for the coal mine. Based on the results obtained during the ca. 3-months-long test, the process design of a domestic demo plant will be developed. It is predicted that in the future the technology will be used for supplying power plants with the power of about 50 MW, operating on the local power and heat markets. The suggested UCG plants are designed for utilizing disused hard coal seams, and, in the case of seams which are still used, for the sections which, for technical or financial reasons, cannot be mined

Sensitivity analysis of eco-efficiency for the underground coal gasification process

W artykule przedstawiono wyniki analizy wrażliwości ekoefektywności technologii wytwarzania energii elektrycznej w procesie podziemnego zgazowania węgla. Analiza ekoefektywności integruje wyniki oceny efektywności kosztowej metodą kosztów cyklu życia (LCC – Life Cycle Costing) oraz wyniki oceny środowiskowej metodą analizy cyklu życia LCA (Life Cycle Assessment). Analizę ekoefektywności przeprowadzono dla technologii podziemnego zgazowania węgla metodą bezszybową w zakresie od przygotowania złoża, uzyskania gazu procesowego oraz jego oczyszczania do otrzymania energii elektrycznej oraz opcjonalnie sekwestracji ditlenku węgla (CCS – Carbon Capture and Storage. Przeprowadzona analiza wrażliwości wykazała, że największy wpływ na ekoefektywność technologii podziemnego zgazowania węgla metodą bezszybową, zarówno z, jak i bez CCS, ma dyspozycyjność instalacji produkcji energii elektrycznej, a w następnej kolejności miąższość pokładu węgla. Kolejne istotne czynniki wpływające na wynik to: długość kanałów poziomych (w technologii podziemnego zgazowania z CCS) i ceny praw do emisji CO2 (w technologii podziemnego zgazowania bez CCS).This paper presents the results of sensitivity analysis of eco-efficiency assessment of energy production technologies based on underground coal gasification. Eco-efficiency analysis integrates the results of the cost analysis based on Life Cycle Costing (LCC) and environmental impact assessment based on Life Cycle Assessment (LCA). Eco-efficiency analysis was performed for the underground coal gasification process, and includes: syngas obtained and its purification, energy production and optionally Carbon Capture and Storage (CCS). Sensitivity analysis of eco-efficiency of energy production based on underground coal gasification process allowed to determine the hierarchy of the impact of the variables considered critical for eco-efficiency of the technologies, such as the availability of electricity generation capacity, and further the coal seam thickness. Other important factors affecting the results are the length of horizontal channels (underground coal gasification with CCS) and the price of CO2 emission rights (underground coal gasification without CCS)