ORIGINAL PAPER
The concept of hard coal supplies model with the inclusion of selected environmental regulations
More details
Hide details
1
The Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland
Submission date: 2019-05-06
Final revision date: 2019-05-28
Acceptance date: 2019-05-28
Publication date: 2019-06-24
Corresponding author
Marcin Malec
The Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, Kraków, Poland
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2019;22(2):61-74
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
The implementation of EU environmental regulations in the energy sector is challenging for the
power industry of its member states. The main role is played by documents such as the Winter Package
and, especially, the Directive of the European Parliament and of the Council on the emission
limits of certain pollutants and the implementation of BAT conclusions in order to achieve the EU’s
decarbonization objectives. These regulations impose a greater need to control harmful substances
emitted to the atmosphere while using fossil fuels, including hard coal, which is the main fuel for
domestic units. At the same time, the decline in domestic fossil fuel production and decrease in the
quality of parameters of the hard coal makes it difficult to purchase the proper fuel for power plants.
As a consequence, the costs of hard coal increase. The article presents the concept of a mathematical
model that can be applied for the optimization of coal supplies. The employment of this model
allows one to achieve cost reductions. One of the advantages of the proposed tool, in addition to
minimizing the cost of purchase and use of hard coal, is its rational management, especially for
companies producing and using hard coal.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Koncepcja budowy modelu dostaw węgla kamiennego do energetyki zawodowej w aspekcie wybranych regulacji środowiskowych
energetyka, modelowanie matematyczne, regulacje środowiskowe, węgiel kamienny, konkluzje BAT
Wdrażanie regulacji środowiskowych dla sektora energetycznego w krajach członkowskich Unii Europejskiej
stanowi duże wyzwanie dla funkcjonowania jednostek wytwórczych energetyki zawodowej.
Główną rolę odgrywają dokumenty takie jak tzw. Pakiet Zimowy czy Dyrektywa Parlamentu Europejskiego
i Rady UE w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza i wdrożenie
konkluzji BAT służące kontynuacji kierunku polityki dekarbonizacyjnej. Regulacje te nakładają większą
potrzebę kontroli substancji szkodliwych emitowanych do atmosfery przy spalaniu paliw kopalnych,
w tym węgla kamiennego, który jest podstawowym paliwem krajowych jednostek. Jednocześnie spadek
krajowego wydobycia paliw kopalnych, kierowanych do jednostek wytwórczych energii elektrycznej oraz
wzrost zawartości pierwiastków szkodliwych w węglach kamiennych stanowi problem przy konieczności
pozyskania odpowiedniej jakości paliwa i w konsekwencji prowadzi do wzrostu kosztów użytkowania
węgla kamiennego. W artykule przedstawiono koncepcję budowy modelu matematycznego, którego celem
jest odpowiedni dobór paliwa już na etapie planowania jego pozyskania co da możliwość redukcji tych
kosztów. Zaletami proponowanego narzędzia, oprócz minimalizacji kosztu zakupu i użytkowania węgli,
dla przedsiębiorstwa posiadającego własne zasoby węgla kamiennego może być także racjonalne gospodarowanie
surowcami. W kolejnych krokach przedstawiona koncepcja będzie transponowana do postaci
matematycznej modelu, czyli zestawu równań, nierówności i bilansów, co po zaimplementowaniu modelu
w środowisku modelowania, wprowadzeniu danych wejściowych oraz opracowaniu scenariuszy badawczych
pozwoli na rozwiązanie problemu badawczego.
REFERENCES (22)
1.
Arigoni et al. 2017 – Arigoni, A., Newman, A., Turner, C. and Kaptur, C. 2017. Optimizing global thermal coal shipments. Omega Vol. 72, Issue C, pp. 118–127.
2.
ARE 2018. Polish Power Industry Statistics (Statystyka Elektroenergetyki Polskiej) 2014–17, ARE (Energy Market Agency), Warsaw 2015–18.
3.
BAT Conclusions 2017. Commission Implementing Decision (EU) 2017/1442 of 31 July 2017 establishing best available techniques (BAT) conclusions, under Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council, for large combustion plants (notified under document C(2017) 5225) [Online]
https://eur-lex.europa.eu/lega... [Accessed: 2019-04-05].
5.
Directive 2010. Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council of 24 November 2010 on industrial emissions (integrated pollution prevention and control) [Online]
https://eur-lex.europa.eu/lega... [Accessed: 2019-04-05].
6.
ARP (Industrial Development Agency JSC) 2018. Information on the situation of the steam coal market in Poland (Sygnalna informacja o sytuacji na rynku węgla energetycznego w Polsce) (in Polish), Katowice 2014–19.
7.
Fałtyn, M. and Naczyński, D. 2018. The factors shaping the demand, supply, and prices on the hard coal market. Modeling of possible changes in the long-term horizon. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 21, Issue 3, pp. 47–68.
8.
Grudziński Z. 2011. The impact of environmental charges influenced by coal quality on electricity production costs (Wpływ opłat środowiskowych wynikających z parametrów jakościowych węgla na koszty produkcji energii elektrycznej). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 27, Issue 1, pp. 115–127 (in Polish).
9.
GUS 2018. Fuel and energy economy in the years 2016–2017 (Gospodarka Paliwowo-Energetyczna w latach 2016–2017), GUS (Statistics Poland), Warszawa 2018.
10.
Huang, Y.-H. and Wu J.-H., 2016. A portfolio theory based optimization model for steam coal purchasing strategy: A case study of Taiwan Power Company. Journal of Purchasing and Supply Management Vol. 22, pp. 131–140.
11.
Jeng-Wen, L. and Chia-Yon, C. 1996. A cost minimization model for coal import strategy. Energy Policy Vol. 24, Issue 12, pp. 1111–1117.
12.
Kamiński, J. and Saługa, P. 2014. Steam coal supplies for power generation – the concept of a mathematical model (Pozyskanie surowców energetycznych na potrzeby wytwarzania energii elektrycznej – koncepcja budowy modelu matematycznego). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management Vol. 30, Issue 1, pp. 39–52 (in Polish).
13.
Kamiński, J. 2018. Supporting decision-making process in the fuel and energy industry with mathematical programming (Wsparcie procesu podejmowania decyzji w sektorze paliwowo-energetycznym z wykorzystaniem programowania matematycznego). Publishing House of the MEERI PAS, Kraków. Kraków, pp. 181 (in Polish).
14.
Liu C.-M. 2008. A Blending and Inter-Modal Transportation Model for the Coal Distribution Problem. International Journal of Operations Research Vol. 5, No. 2, pp. 107–116.
15.
Malec et al. 2016 – Malec, M., Kamiński, J. and Kaszyński, P. 2016. Environmental regulations in the energy sector and demand for the hard coal (Regulacje środowiskowe w energetyce a zapotrzebowanie na węgiel kamienny). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 19, Issue 1, pp. 21–34 (in Polish).
16.
Ministry of the Environment 2019. Announcement of the Minister of the Environment of October 3, 2018 on fees for using the environment for 2019 (Obwieszczenie Ministra Środowiska z dnia 3 października 2018 r. w sprawie wysokości stawek opłat za korzystanie ze środowiska na rok 2019) (in Polish).
17.
Róg, L. 2006. The impact of factors resulting from the quality of fuel on the combustion process in power boilers (Wpływ czynników wynikających z jakości paliwa na proces spalania w kotłach energetycznych) Proceedings of the Conference „Nowoczesne technologie spalania węgla i paliw odpadowych” (Modern technologies of burning coal and waste fuels), Szczyrk, pp. 211–225 (in Polish).
18.
Suwała et al. 2015 – Suwała, W., Kudełko, M., Olkuski, T., Szurlej, A. and Wyrwa, A. 2015. Principles of optimization of supplies for mineral and energy industries (Zasady optymalizacji dostaw surowców dla przedsiębiorstw sektora mineralnego i energetycznego). Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN No. 90, pp. 47–56 (in Polish).
19.
Yucekaya, A. 2013. Cost Minimizing Coal Logistics for Power Plants Considering Transportation Constraints. Journal of Traffic and Logistics Engineering Vol. 1, No. 2, pp. 122–127.
20.
Yucekaya, A. 2015. Managing Fuel Coal Supply Chains With Multiple Objectives and Multimode Transportation. Engineering Management Journal Vol. 25, No. 1, pp. 58–70.
21.
Wojtkowska-Łodej, G. 2014. Climate and energy challenges and the European Union’s policy (Wyzwania klimatyczne i energetyczne a polityka Unii Europejskiej). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal Vol. 17, Issue 2, pp. 39–52 (in Polish).
22.
Wojtkowska-Łodej, G. and Nyga-Łukaszewska, H. 2018. Low-emission development strategies in the countries of Central and Eastern Europe (Strategie niskoemisyjnego rozwoju w krajach Europy Środkowo-Wschodniej, Raport SGH). XXVIII Forum Ekonomiczne w Krynicy. [Online]
http://www.sgh.waw.pl/pl/Docum... [Accessed: 2019-04-05] (in Polish).