The quality of coal in Poland, Russia and Ukraine and its effect on dust emission into the atmosphere during combustion

Piotr Małkowski,

Ievgen Tymoshenko

Abstrakt
W artykule przedstawiono charakterystyki jakościowe węgla kamiennego występującego i wydobywanego w Polsce oraz na Ukrainie i w Rosji – dwóch najbliższych źródeł jego importu. Przeprowadzono analizę rynku węgla energetycznego ww. krajach pod kątem celów komunalno-bytowych, analizując jego dostępność, zapotrzebowanie oraz aktualne ceny. Następnie wykonano analizę potencjalnej emisji pyłu węglowego wynikającego z naturalnej zawartości popiołu w spalanym węglu, uwzględniając możliwą sprawność kotła i metodę spalania. Wyniki analiz i obliczeń pokazują, że nie ma istotnych różnic jakościowych pomiędzy węglem polskim, ukraińskim i rosyjskim. Istotnym szczegółem jest jednak jego kaloryczność, która ściśle przekłada się na zawartość w nim cząstek stałych i emisję pyłu do atmosfery. Wpływ spalania węgla na środowisko naturalne będzie ograniczony, gdy będą spalane węgle o wartości opałowej minimum 27 000 kJ/kg. 
 
This paper presents the characteristics of coal quality in Poland as well in Ukraine and Russia – the two largest import sources. The analysis was carried out on the energy coal market for domestic use in all three countries from the perspective of the supply, demand and current prices. Thereupon was the analysis of the potential dust emission during combustion that results from the natural ash content in the coal, and with consideration to the efficiency of the furnace and the combustion method. The results of the analysis and the computation show that there are no significant differences in the quality of the coal from Poland, Ukraine or Russia. However, the important factor is the calorific value and, closely related to it, the content of non-combustible solids and dust emission. The analysis of dust emission proves that the impact on the environment can be significantly reduced by burning coals with a minimum calorific value of 27,000 kJ/kg.
Słowa kluczowe: parametry jakościowe węgla, rynek węgla energetycznego, spalanie węgla, emisja pyłu , coal quality parameters, steam coal market, coal combustion, dust emission
References

1.      Czerski G., Mirowicz T., Porównanie efektywności energetycznej kotłów gazowych i na paliwa stałe, Polski Instalator, No. 1, 2016, 38–43.

2.      Dychkovskyi, R.O., Tymoshenko, Y.V., Astafiev, D.O., Method of analytical investigation of wall advance speed and forms of line face influence on stress-strain state of a rock massif, Naukovyi Visnyk, No. 1, Natsional'nyi Hirnychyi Universytet, Dnipropetrovsk, 2014, 11–16.

3.      Ekonomika Rosji, https://utmagazine.ru/posts/10449-ekonomika-rossii-cifry-i-fakty-chast-5-ugolnaya-promyshlennost (access: 3.12.2017).

4.      Gawlik L., Lorenz U., Ile węgla kamiennego dla energetyki?, Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, Vol. 17, Issue 3, 2014, 19–32 .

5.      Kopacz M., Ocena kosztów gospodarki skałą płonną w funkcji zmiennego poziomu współczynnika uzysku węgla netto na przykładzie kopalni węgla kamiennego, Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, Vol. 31, Issue 3, 2015, 121–144, DOI 10.1515/gospo-2015-0028.

6.      Kuskowska K., Dmochowski D., Analiza rozkładu stężeń pyłu zawieszonego frakcji PM10, PM2,5 i PM1,0 na różnych wysokościach Mostu Gdańskiego, Zeszyty Naukowe SGSP, Vol. 59, No. 3, 2016, 101–119 .

7.      Linnik V.Y., Polyakov A.V., Linnik Y.N., Mining and geological and quality features of Russian coal seams practiced underground way, Is’vestya TulGu.Naukyi o Zemlye, Issue3,2017,168–182.

8.      Lorenz U., Skutki spalania węgla kamiennego dla środowiska, Mat. Szkoły Eksploatacji Podziemnej, Sympozja i Konferencje No. 64, Wyd. Instytutu GSMiE PAN, Kraków, 2006, 97–112 .

9.      Mucha, J., Nieć, M., Saługa, P., Sobczyk, E.J. i Wasilewska M., Ryzyko inwestycji w górnictwie węgla kamiennego jako funkcja dokładności oszacowań parametrów złożowych. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, Vol. 24, Issue 2/4, 2008, 161–174 .

10.  Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 10 lutego 2017 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu ustawy – Prawo ochrony środowiska. Dz.U. 2017, poz. 519 (Journal of Law, 2017, Item 519) .

11.  Ocena skuteczności metody spalania węgla i drewna „od góry” jako narzędzia dopoprawy jakości powietrzaw Polsce, Instytut Przeróbki Chemicznej Węgla, Krakowski Alarm Smogowy, Kraków 2017 .

12.  PerovМ.О., МаkarovВ.М., NovickyiІ.Y.,Analiz potrebyТЕSUkrainy venergetychnomu ugyiliy z urachivanyam vymog do yakostyi paliva,Promlyemy Zagal’noy Energyetyiky, 2016, Issue3 (46),40–49.

13.  PN-EN 12809,2002Kotły grzewcze na paliwa stałe.Nominalna moc cieplna do 50 kW. Wymagania i badania.

14.  PN-EN 303-5,2012Kotły grzewcze.Część 5, Kotły grzewcze na paliwa stałe z ręcznym i automatycznym zasypem paliwa o mocy nominalnej do 500 kW.Terminologia, wymagania, badania i oznakowanie.

15.  Piszczatowska J., Zasuń R., Derski B., Drożeje węgiel do ogrzewania domów. 2017, http://biznes.onet.pl/wiadomosci/kraj/podwyzka-cen-wegla-do-ogrzewania-domow-2017/msc24z (access: 10.12.2017).

16.  PJSC DTEK, Integrated report 2016, http://www.dtek.com/content/files/dtek_ar_2016_en_e-version.pdf (access: 10.12.2017).

17.  Poland's coal imports from U.S. rose five-fold in 2017, https://www.reuters.com/article/poland-coal/polands-coal-imports-from-u-s-rose-five-fold-in-2017-idUSL8N1Q91FA (access: 19.05.2018).

18.  Polsha zhd’yot postavok uglya iz SShAv oktyabre2017 g. No mogut byt’ i drugiye istochnyiki,https://neftegaz.ru/news/view/165286-Polsha-zhdet-postavok-uglya-iz-SShA-v-oktyabre-2017-g.-No-mogut-byt-i-drugie-istochniki (access: 10.12.2017).

19.  Rossiya uv’yelichyit eksport uglya v2017godu na8%,http://tass.ru/ekonomika/4510568 (access: 30.12.2017).

20.  Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 15 stycznia 2007 r. w sprawie szczegółowych warunków funkcjonowania systemów ciepłowniczych. Dz.U. 2007,No.16 poz. 92(Journal of Law, 2007, no 16, Item 92).

21.  Rozporządzenie Ministra Rozwoju i Finansów z dnia 1 sierpnia 2017 r. w sprawie wymagań dla kotłów na paliwo stałe. Dz.U. 2017, poz. 1690 (Journal of Law, 2017, Item 1690).

22.  Sobczyk, E.J., Kicki J., Jarosz J., Kowalczyk I., Stachurski K., Gospodarka zasobami złóż węgla kamiennego w Polsce w latach 1990–2015, Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, 2016, No. 92, 36–57 .

23.  Szuflicki M., Malon A., Tymiński M. (eds.), Bilanse zasobów kopalin w Polsce według stanu na 31.12.2015, Państwowy Instytut Badawczy, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa 2016.

24.  Ugol’ marki D.,http://power.ub.ua/ru/goods/view/11295871/all/ugol-marki-d(access: 10.12.2017).

25.  Wskaźniki emisji zanieczyszczeń ze spalania paliw. Kotły o nominalnej mocy cieplnej do 5 kW, Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami, Warszawa 2015 .

26.  V2017 godudobychyauglawRossiyiuvyelichyt’sya na4%, https://ru.investing.com/ news/article-505934 (access: 28.12.2017).

27.  https://economics.unian.net/energetics/2336052-ukraina-v-proshlom-godu-udvoila-valyutnyie-rashodyi-na-import-uglya.html(access: 3.12.2017).

28.  http://gornictwo.wnp.pl/notowania/ceny_wegla_pgg/ (access: 4.01.2017).

29.  http://kemuglesbit.ru/catalog(access: 10.12.2017).

30.  http://miningwiki.ru/wiki/Угольная_промышленность_России (access: 3.12.2017).