Polityka Energetyczna - Energy Policy Journal

Celem niniejszego badania jest analiza wpływu polityki energetycznej na bezpieczeństwo ekonomiczne w krajach europejskich i azjatyckich. Metodologia obejmuje analizę porównawczą polityk energetycznych w Europie i Azji, wraz z analizą treści ram prawnych, analizą statystyczną danych energetycznych oraz studiami przypadków w celu oceny skuteczności strategii energetycznych w zapewnianiu bezpieczeństwa gospodarczego. Porównano kluczowe aspekty strategii energetycznych, takie jak zależność od importowanych zasobów energetycznych, rozwój energii odnawialnej i efektywność energetyczna, oraz przeanalizowano, w jaki sposób czynniki te wpływają na stabilność gospodarczą. W badaniu przeanalizowano doświadczenia krajów europejskich, takich jak Niemcy i Francja, krajów azjatyckich, takich jak Chiny i Japonia, oraz Uzbekistanu, który aktywnie poprawia swoją infrastrukturę. Podkreślono rolę decyzji politycznych, inwestycji w zaawansowane technologie i współpracy międzynarodowej w zapewnieniu stabilności energetycznej. Kraje o zróżnicowanych źródłach energii wykazują większą odporność na kryzysy gospodarcze i zewnętrzne naciski polityczne w porównaniu z tymi o niższej niezależności energetycznej. Doświadczenia krajów europejskich, azjatyckich i Uzbekistanu pokazują, że polityka energetyczna jest kluczowym czynnikiem bezpieczeństwa gospodarczego. Niezawodne i dostępne źródła energii są niezbędne do stabilnego wzrostu gospodarczego. Stwierdzono, że kraje przyjmujące innowacyjne podejście w sektorze energetycznym, w szczególności poprzez rozwój energii odnawialnej i środki oszczędzania energii, mogą osiągnąć długoterminowe bezpieczeństwo gospodarcze. Wyniki podkreślają znaczenie przyjęcia strategicznego podejścia do polityki energetycznej jako kluczowego elementu zapewnienia bezpieczeństwa gospodarczego w zglobalizowanym środowisku.

Bioetanol jest alternatywnym rozwiązaniem, które zaspokaja zapotrzebowanie na benzynę i bezpośrednio zmniejsza import. Ma właściwości podobne do benzyny i jest bardziej zrównoważony, ponieważ pochodzi z biomasy i charakteryzuje się niższą emisją. Badania mają na celu ocenę produkcji bioetanolu w kontekście realizacji obowiązkowego wykorzystania bioetanolu w Indonezji i zmniejszenia importu do 2030 r., poprzez stworzenie dynamicznego modelu systemu podaży i popytu na benzynę w Indonezji. Dzięki wykorzystaniu oprogramowania do dynamiki systemowej STELLA model pomoże zrozumieć trendy podaży i popytu na benzynę w Indonezji wraz z powiązanymi zmiennymi, a przy pomocy kilku scenariuszy przeprowadzona zostanie symulacja w celu osiągnięcia określonych celów. Jeśli w modelowanym systemie nie ma żadnych interwencji, tendencja importu benzyny będzie rosła z roku na rok, osiągając ponad 70% całkowitej podaży. Wymóg dotyczący bioetanolu zostanie osiągnięty, gdy zastosowany zostanie scenariusz obowiązkowy, który przewiduje 20% domieszki do benzyny w 2025 r. Scenariusz ten spowoduje zmniejszenie importu benzyny do 4,13–10,39 mln kL w okresie symulacji. Tymczasem scenariusz zerowego importu benzyny będzie wymagał 31,54–43,91 mln kL bioetanolu, a stopień domieszki bioetanolu wyniesie 71–76%. Dlatego też rząd powinien ustanowić wymóg E75–E80, jeśli import benzyny ma zostać zniesiony. Przedstawiono również kilka polityk, które mogą wspierać ten scenariusz i które można zaproponować rządowi, takich jak zachęty dla producentów surowców i bioetanolu, regulacja cen benzyny i bioetanolu oraz zachęty dla klientów i producentów samochodów.

Zasilanie małych urządzeń biomedycznych i urządzeń Internetu rzeczy za pomocą piezoelektrycznych urządzeń zbierających energię stanowi wyzwanie, ponieważ dostępna moc jest niska, przerywana i trudna do uregulowania. Może to w rzeczywistości nadmiernie obciążać elementy magazynujące energię, jeśli ładowanie nie jest odpowiednio dostosowane. W niniejszym badaniu oceniono trwałość baterii litowo-jonowych w takich warunkach, wykorzystując zbiory danych NASA PCoE i opracowując zasady ładowania dostosowane do ograniczonego źródła zasilania. Po pierwsze, badamy zachowanie temperatury i napięcia oraz identyfikujemy umiarkowany zakres roboczy, co motywuje do zastosowania podstawowego trybu powolnego ładowania, który zmniejsza obciążenie elektrochemiczne. Po drugie, wprowadzamy dwie warstwy sterowania: dynamiczny, oparty na regułach kontroler, który zmniejsza prąd, gdy napięcie na zaciskach zbliża się do 4,2 V lub temperatura przekracza 24°C w określonym bezpiecznym zakresie, oraz inteligentne kontrolery (Random Forest, XGBoost, Gradient Boosting), które przewidują stopniową degradację na podstawie rutynowo mierzonych sygnałów i wybierają prąd, który minimalizuje oczekiwane uszkodzenia w tych samych warunkach. Wykorzystując liczbę cykli do SoH = 0,7 jako punkt końcowy, sterowanie dynamiczne wydłuża żywotność z 30 do 43 cykli, podczas gdy inteligentne sterowniki osiągają 45, 47 i 48 cykli. Mechanizm ten wspierają zmniejszone szczyty napięcia i tętnienia oraz niższa ekspozycja termiczna. Ogólnie rzecz biorąc, dostosowanie powolnego, uwzględniającego stan i predykcyjnego ładowania do dostępności piezoelektrycznej znacznie wydłuża żywotność i poprawia wydajność pozyskiwania energii, umożliwiając tworzenie bardziej niezawodnych i wymagających mniej konserwacji systemów biomedycznych oraz systemów Internetu rzeczy.

W artykule przeanalizowano potencjał oraz wsparcie marketingowe dla rozwoju bioenergetyki w Ukrainie, z uwzględnieniem doświadczeń europejskich i światowych. Stwierdzono, że Ukraina dysponuje znacznym potencjałem bioenergetycznym, który jednak nie jest w pełni wykorzystywany z powodu licznych przeszkód. Wykazano, że jednym z kluczowych problemów jest niejednoznaczna świadomość przedsiębiorców i społeczeństwa dotycząca produkcji biopaliw. Wśród dużych i średnich przedsiębiorstw z sektorów rolnego i drzewnego świadomość ta jest stosunkowo wysoka, natomiast wśród społeczeństwa pozostaje ograniczona. Ustalono, że Ukraina dysponuje potencjałem surowcowym do produkcji biopaliw, szacowanym na 22–25 mln ton ekwiwalentu ropy naftowej rocznie, z czego największy udział mają odpady rolnicze. Zidentyfikowano główne bariery rozwoju produkcji biopaliw, a mianowicie wysokie nakłady inwestycyjne, słabo rozwiniętą infrastrukturę, skomplikowane procedury regulacyjne, niską świadomość oraz brak wykwalifikowanej kadry. Ustalono, że w kontekście powojennej odbudowy oraz prawodawstwa europejskiego decentralizacja produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem nowoczesnych technologii energetycznych jest absolutnie konieczna. Ustalono, że w celu poprawy wsparcia marketingowego dla rozwoju bioenergetyki w Ukrainie określono następujące obszary priorytetowe: przede wszystkim prowadzenie kampanii informacyjnych i edukacyjnych mających na celu podniesienie świadomości społeczeństwa i przedsiębiorstw na temat korzyści i możliwości związanych z bioenergetyką; następnie opracowanie i wdrożenie skutecznych instrumentów finansowych, takich jak preferencyjne pożyczki, dotacje i subsydia na odpowiednie projekty; oraz wreszcie poprawa ram regulacyjnych poprzez uproszczenie procedur licencyjnych i ustanowienie stabilnych zasad dla inwestorów.

Uprawa biomasy energetycznej na Słowacji jest regulowana wieloma aktami prawnymi, co wymaga podejścia interdyscyplinarnego. Poruszanie się po odpowiednich normach prawnych może stanowić wyzwanie dla producentów biomasy. Dyrektywa w sprawie odnawialnych źródeł energii wspiera cele Europejskiego Zielonego Ładu, w szczególności łagodzenie zmian klimatycznych i redukcję emisji, poprzez promowanie energii odnawialnej, w tym biomasy uprawianej w sposób zrównoważony na gruntach rolnych i leśnych. Głównym celem niniejszego artykułu jest ocena transpozycji dyrektywy do prawa słowackiego, zwłaszcza w odniesieniu do kryteriów zrównoważonego rozwoju w uprawie biomasy. Sama uprawa biomasy nie gwarantuje osiągnięcia celów Zielonego Ładu. Można je zrealizować jedynie poprzez odpowiednio zdefiniowane, zweryfikowane i przestrzegane kryteria zrównoważonego rozwoju. Jednak kryteria na poziomie UE prawdopodobnie nie odzwierciedlają w pełni specyfiki krajowej wszystkich 27 państw członkowskich. Dlatego też, chociaż prawodawstwo UE kładzie nacisk na aspekty środowiskowe, pozwala ono również państwom członkowskim na wprowadzenie dodatkowych kryteriów zrównoważonego rozwoju – przynajmniej w odniesieniu do paliw z biomasy. Pomimo tej elastyczności słowacki ustawodawca transponował dyrektywę niemal dosłownie, nie tworząc systematycznych ram prawnych dla producentów i przetwórców biomasy. Obecne przepisy wymagają ujednolicenia terminologii, harmonizacji procedur dotyczących zakładania plantacji na gruntach rolnych i leśnych, a także pewności co do mechanizmów dotacji w całym okresie uprawy. Niniejszy artykuł ma na celu nie tylko pomóc potencjalnym producentom biomasy w poruszaniu się po skomplikowanych ramach prawnych, lecz także przedstawić kilka propozycji dla lokalnych i krajowych decydentów politycznych.

Głównym celem badań jest opracowanie zaleceń dotyczących innowacji w zakresie wydajności produkcji, przetwarzania surowców rolniczych na alternatywne źródła energii, analiza wskaźników technologicznych poszczególnych zasobów wykorzystywanych w procesie produkcji biopaliw, badanie skuteczności alternatywnych rozwiązań technologicznych dla projektów związanych z bioenergią oraz możliwych sposobów rozwoju bioenergii w Ukrainie w okresie powojennym. Znaczne zubożenie gruntów rolnych, a w konsekwencji znaczny spadek podaży próchnicy i składników odżywczych, wymaga przeglądu struktury bazy surowcowej dla bioenergii. Ustalono, że poziom zużycia energii i dochodów energetycznych w postaci produktów głównych i ubocznych zależy od technik rolniczych stosowanych w uprawie roślin rolniczych, ich plonów, potencjalnego poziomu kosztów pracy, nawozów, nośników energii i innych zasobów produkcyjnych. Uzyskano wyniki badań dotyczących efektywności wykorzystania surowców ekologicznych do produkcji biopaliw oraz możliwości wykorzystania produktów pierwotnych i wtórnych kompleksu rolno -przemysłowego w produkcji biogazu. Przeprowadzone badania wykazały, że optymalnym surowcem do uzyskania biogazu jest kukurydza i inne surowce o minimalnej zawartości białka i wysokiej zawartości węglowodanów. Głównym wynikiem badań jest ustalenie parametrów modelu zależności wielkości produkcji energii od wartości energetycznej produktów ubocznych przetwarzania nasion oleistych, zbóż, pasz i innych zasobów wykorzystywanych w procesie produkcji biogazu modelowania wydajności produkcji biogazu.

W niniejszym badaniu przeanalizowano wpływ energooszczędnych i ekologicznych elementów zrównoważonego rozwoju na produkcję nawozu bioorganicznego „Effluent”, pochodzącego z beztlenowego rozkładu odchodów świń w biogazowni. Badania skupiają się na jego zastosowaniu w technologiach uprawy kukurydzy w celu zwiększenia plonów i poprawy jakości upraw. Autorzy uwzględnili technologie wykorzystania gnojowicy jako nawozu organicznego, co jest obecnie najbardziej racjonalnym sposobem bezpośredniego stosowania jej na polach po wstępnej fermentacji beztlenowej w biogazowniach. Stwierdzono, że nawóz ten zawiera znaczną ilość makro- i mikroelementów oraz pożyteczną mikroflorę. Stosowanie takich nawozów rozwiązuje problem środowiskowy związany z gospodarką odpadami pochodzącymi z hodowli zwierząt, zwłaszcza z hodowli świń, przyczynia się do rozwoju sektora energetycznego poprzez produkcję biogazu oraz łagodzi wyzwania gospodarcze i społeczne w rolnictwie. Wyniki niniejszego badania potwierdzają, że optymalizacja odżywiania roślin poprzez zrównoważone dostarczanie makro- i mikroelementów może znacznie zwiększyć wydajność, poprawić jakość produktów i przyczynić się do żyzności gleby. Zastosowanie nawozu bioorganicznego „Effluent”, pochodzącego z digestatu, stanowi zrównoważone rozwiązanie w zakresie utylizacji odpadów pochodzących z hodowli zwierząt w dużych kompleksach przemysłowych, jednocześnie promując zrównoważony rozwój rolnictwa i społeczności lokalnych. Podejście to umożliwia produkcję ekologicznych produktów roślinnych i warzywnych, a jednocześnie pozwala zarządzać odpadami pochodzącymi z hodowli zwierząt, optymalizować wykorzystanie zasobów naturalnych, zmniejszać zanieczyszczenie środowiska oraz przyczyniać się do bezpieczeństwa żywnościowego i energetycznego kraju, a także zrównoważonego rozwoju obszarów wiejskich.

Przemysł energochłonny odgrywa kluczową rolę w strukturze emisji gazów cieplarnianych w Polsce i stanowi jeden z najtrudniejszych sektorów do dekarbonizacji w procesie transformacji energetycznej. Celem artykułu jest identyfikacja i uporządkowanie głównych ścieżek dekarbonizacji przemysłu energochłonnego w Polsce w kontekście dążenia do neutralności klimatycznej do 2050 roku, ze szczególnym uwzględnieniem roli elektryfikacji, wodoru nisko- i zeroemisyjnego oraz paliw syntetycznych. Artykuł opiera się na przeglądzie aktualnej literatury naukowej, raportów instytucji międzynarodowych oraz dokumentów strategicznych Unii Europejskiej i Polski. W pierwszej części przedstawiono charakterystykę przemysłu energochłonnego w Polsce na tle Unii Europejskiej oraz główne uwarunkowania strukturalne wpływające na tempo i zakres dekarbonizacji. Następnie omówiono potencjał, ograniczenia oraz wzajemne powiązania trzech kluczowych ścieżek transformacji: bezpośredniej elektryfikacji procesów przemysłowych, wykorzystania wodoru jako nośnika energii i surowca oraz rozwoju paliw syntetycznych w ramach technologii Power-to-X. Artykuł pokazuje, że skuteczna dekarbonizacja przemysłu energochłonnego wymaga podejścia portfelowego, łączącego różne technologie w zależności od specyfiki procesów i sektorów, a także ścisłej koordynacji polityki energetycznej i przemysłowej. Wyniki wskazują, że elektryfikacja będzie odgrywać dominującą rolę w procesach niskotemperaturowych i średniotemperaturowych, natomiast wodór i paliwa syntetyczne będą nieodzowne w zastosowaniach wysokotemperaturowych oraz w procesach, w których jako surowiec wykorzystuje się paliwa kopalne.

W artykule analizowana jest wycena różnych gatunków miałów węgla energetycznego na rynku międzynarodowym, w kontekście zmian cen spot w latach 2015–2025. Ceny węgla w tym okresie ulegały dużym wahaniom pod wpływem czynników takich jak: popyt, podaż, koszty produkcji oraz globalne wydarzenia, np. kryzys COVID-19, agresja Rosji na Ukrainę czy polityki klimatyczne. Głównym benchmarkiem jest cena węgla australijskiego 6000 kcal/kg (25 MJ/kg) notowanego w porcie Newcastle (NEWC), która odzwierciedla trendy rynkowe. W okresie analizy ceny występowały w trzech fazach: stabilnej, dynamicznej wzrostowej (2021–2022) oraz stabilizacji po szczycie. Analiza obejmowała wycenę gatunków o różnej wartości opałowej, od 6000 do 3400 kcal/kg, sprawdzono podczas niej, jak zmiany wartości opałowej wpływają na wycenę. Obliczono, że spadek wartości opałowej o 1 MJ/kg powoduje zmianę ceny o około 6–7% (w stosunku do ceny bazowej węgla 6000 kcal/kg), choć w okresach dużej zmienności wskaźnik ten kształtował się nawet na poziomie 8–10%. Wyniki potwierdzają stabilność metod wyceny w różnych okresach i wskazują, że wycena gatunków węgla o niższej wartości opałowej jest proporcjonalna do spadku energii zawartej w węglu. Podsumowując, mimo dużej zmienności cen relacja wyceny węgli o różnej jakości jest w dużej mierze stabilna i oparta na parametrach energetycznych, co pozwala na racjonalne szacowanie wartości surowca na rynku międzynarodowym. Zaproponowano formułę cenową do wyliczenia cen różnych gatunków węgla, wykorzystując obliczony współczynnik gradacji cen.

Hybrydowe systemy energii odnawialnej są jednym z najbardziej odpowiednich rozwiązań dla rosnącego zapotrzebowania na energię. Jednak na ich wydajność znaczący wpływ mają nierównowaga mocy, niestabilne napięcie szyny prądu stałego oraz zmniejszona wydajność systemu. Aby rozwiązać te problemy, zaproponowano nowatorską strukturę HawkDeep Gradient Fuzzy Recurrent Control. Metoda ta służy do optymalizacji zarządzania charakterystyką mocy i stabilizacji wydajności systemu w systemach o wysokim udziale energii odnawialnej. Ponadto obecne algorytmy sterowania często opierają się na z góry określonych regułach, które nie są wystarczająco elastyczne, aby poradzić sobie z nagłymi i nieregularnymi zmianami zapotrzebowania na energię i jej wytwarzania. Aby rozwiązać ten problem, zaproponowano inteligentny algorytm sterowania Hawk Fuzzy, który integruje logikę rozmytą z optymalizacją Reflective Quasi-Hawk w celu szybkiego uzyskania najlepszych odpowiedzi, gwarantując w ten sposób zrównoważone dostawy energii i zapotrzebowanie na nią, nawet w przypadku nagłych prądów rozruchowych. Ponadto niedopasowanie szybkości narastania powoduje tymczasową nierównowagę mocy i niestabilność napięcia szyny prądu stałego, obciążając system i zmniejszając jego wydajność. W związku z tym wprowadzono technikę głębokiego rekurencyjnego gradientu polityki, która łączy bramkowane jednostki rekurencyjne z głębokim deterministycznym gradientem polityki. Metoda optymalizuje działania sterujące w celu stabilnej regulacji mocy, w której bramkowane jednostki rekurencyjne zajmują się dynamiką czasową w celu skorygowania rozbieżności w szybkości narastania i nierównowagi mocy w wieloportowych przetwornikach prądu stałego. Wyniki eksperymentów pokazują, że proponowany model osiąga dokładność 0,98 i moc wyjściową netto 72,1 kW w zmiennych warunkach, zapewniając wydajną i stabilną pracę przy średnich poziomach mocy.