Rysunek 76: Kroki w etapie A Krok 1 etapu A
Wyodrębnij z problemów PS (tabela 56, tabela 57) zasoby ograniczające • Które problemy są krytyczne?
• Przekształć grupy problemów w sprzeczności.
• Zidentyfikuj zasoby ograniczające dla grup problemów. Tabela 56: Alternatywne technologie – problemy krytyczne
Alterna-tywna tech-nologia Krytyczne problemy Spalanie w miejscu wy-tworzenia
Opłata za przesyłanie zmienionej formy energii w celu dostawy do właści-ciela, konieczność zmiany formy energii, strata na przesyle, magazynowanie energii, ciągły dopływ energii chemicznej z procesu fermentacji
Mobilna sta-cja biogazu
Załadunek, rozładunek (stacja nie musi być rozładowana z gazu, może być podłączana bezpośrednio do instalacji wewnętrznej), odporność na uszko-dzenia w czasie transportu, szkolenie obsługi, wymagane standardowe miej-sce składowania/postoju
Prognozowanie rozwoju rynku biogazu w Polsce
©FORMAT CONSORTIUM ALL RIGHTS RESERVED 21
Etap (A): <zidentyfikuj>
<przyszłe cechy> PS
Wyodrębnij z problemów PS zasoby ograniczające
• Które problemy są krytyczne? • Przekształć grupy problemów w
sprzeczności.
• Zidentyfikuj zasoby ograniczające dla grup problemów.
Z bramy M
Dopasuj serie danych parametrów mierzących
wydajność i koszty • Zbierz i oczyść serie danych • Dopasuj krzywą S • Popraw jakość dopasowania
Zbuduj podsumowanie o przyszłych cechach PS • Oceń cech PS
• Pogrupuj (chunk) cech do postaci cech głównych
Do Etapu T Brama
A Zdefiniuj grupę rozwiązań odnoszących się do zasobów ograniczających
• Rozpoznaj istotne wzorce
• Skorzystaj rozważanie analogiczne z wzorcami ewolucji
• Sprawdź współistnienie przewidywanej przyszłości z informacjami dostępnymi nt. Kontekstu.
Tabela 57: Problemy w postaci sprzeczności powiązane z zasobami ograniczającymi
Problem w postaci sprzeczności opisowej Zasób ograniczający
związany z problemem
System: Spalanie w miejscu wytworzenia
Opłata za przesyłanie zmienionej formy energii w celu dostawy do właściciela
Rozbicie problemu na dwa: (1) opłata za przesył, (2) konieczność zmiany formy energii
(1) Opłata za przesył
Chcemy płacić za przesył bo nie musimy zajmować się budową i obsługą sieci, ale podwyższa to całkowitą cenę energii, ale także nie chcemy płacić za przesył bo obniża to całkowitą cenę energii jednak musimy zbudować i obsługiwać sieć dystrybucji. (2) Zmiana formy energii
Chcemy zmienić formę energii w celu zastosowania standardo-wego transportu energii (sieć elektryczna, gazowa), ale wprowa-dza to opłatę dla pośrednika, ale także nie chcemy zmieniać formy energii w celu pominięcia pośrednika, ale wprowadza to konieczność niestandardowego środka transportu energii.
Odległość biogazownia – odbiorca (redefinicja problemu?); odległość źródło wkładu – reaktor – odbiorca energii
Konieczność zmiany formy energii
Chcemy zmienić formę energii w celu przejścia na ostateczną formę wykorzystywanej energii, ale powoduje to konieczność
lo-kalnego odbioru ciepła, ale także nie chcemy zmieniać formy
energii by nie mieć konieczności lokalnego odbioru ciepła, ale energia nie jest wtedy w formie ostatecznej.
Ciepło użyteczne wy-tworzone w kogeneracji
Strata na przesyle
Chcemy dokonać przesyłu by dostarczyć energię do odbiorcy, ale powoduje to straty energii, ale także nie chcemy dokonać prze-syłu by nie powodować strat energii, ale nie dostarczymy energii do odbiorcy. (występuje w prognozie „dystrybucja”)
Odległość wytwórca (re-aktor) - odbiorca
Magazynowanie energii
Chcemy magazynować energię w celu przetrzymania jej do czasu odbioru, ale powoduje to konieczność utrzymania wysokiej obję-tości zbiorników ciśnieniowych (lub tkaninowych), ale także nie chcemy magazynować energii by nie utrzymywać objętości zbiorników, ale nie możemy przetrzymać energii do czasu od-bioru. (występuje w prognozie „dystrybucja”)
Wielkość magazynu gazu
Ciągły dopływ energii chemicznej (biogaz) z procesu fermentacji Chcemy ciągłego dopływu biogazu w celu utrzymania efektyw-ności fermentacji, ale nie jest to zharmonizowane z planem od-bioru, ale także nie chcemy ciągłego dopływu biogazu by zhar-monizować produkcję z planem odbioru ale obniża to efektyw-ność procesu fermentacji. (występuje w prognozie „dystrybucja”)
Balans strumienia z re-aktora i strumienia od-bioru
Tabela 58: Problemy w postaci sprzeczności powiązane z zasobami ograniczającymi
Problem w postaci sprzeczności opisowej Zasób ograniczający
związany z proble-mem
System: Mobilna stacja biogazu Załadunek
Chcemy dokonać załadunku by móc transportować biogaz wybra-nym środkiem transportu, ale załadunek konsumuje energię, ale także nie chcemy dokonać załadunku by nie zużywać energii, ale nie możemy transportować biogazu wybranym środkiem transportu (występuje w prognozie „dystrybucja”)
Energia zużywana na załadunek gazu
Rozładunek (stacja nie musi być rozładowana z gazu, może być podłączana bezpośrednio do instalacji wewnętrznej),
Chcemy rozładować biogaz by przekazać go odbiorcy, ale wymaga to energii, ale także nie chcemy dokonać rozładunku by nie zuży-wać energii, ale nie przekażemy biogazu odbiorcy (występuje w prognozie „dystrybucja”)
Energia zużywana na rozładunek gazu
Odporność na uszkodzenia w czasie transportu
Chcemy by zbiorniki były odporne na uszkodzenia w czasie trans-portu w celu zapewnienia maksymalnego bezpieczeństwa, ale waga zespołu zbiorników wzrasta, ale także nie chcemy odporności zbiorników na uszkodzenia by zmniejszyć ich wagę, ale poziom bezpieczeństwa maleje (występuje w prognozie „dystrybucja”)
Wytrzymałość kon-strukcji
Szkolenie obsługi
Ciśnienie gazu w mobilnej stacji powinno być wysokie by zwięk-szyć transportowaną objętość gazu (w jednostce objętości zbior-nika), ale obsługa zbiorników wysokiego ciśnienia wymaga szkole-nia i nie chcemy by ciśnienie było wysokie by obsługa nie wyma-gała szkolenia, ale transportowana objętość (w jednostce objętości zbiornika) jest mniejsza (występuje w prognozie „dystrybucja”)
Czas szkolenia, zasoby ludzkie
Wymagane standardowe miejsce składowania/postoju
Miejsce postoju mobilnej stacji powinno być specjalnie przygoto-wane by podwyższyć bezpieczeństwo przeładunku, ale wymaga in-westycji po stronie odbiorcy oraz miejsce postoju powinno być do-wolne by nie wymagało inwestycji po stronie odbiorcy, jednak ob-niża bezpieczeństwo przeładunku (występuje w prognozie „dystry-bucja”)
Przygotowana po-wierzchnia
Krok 2 etapu A
Zdefiniuj grupę rozwiązań odnoszących się do zasobów ograniczających: • Rozpoznaj istotne wzorce,
• Skorzystaj rozważanie analogiczne z wzorcami ewolucji,
• Sprawdź współistnienie przewidywanej przyszłości z informacjami dostępnymi nt. kontekstu.
Analiza zaobserwowanych trendów:
• Źródło w większej odległości od biogazowni – obniżenie kosztów transportu dzięki zastosowaniu nowego rodzaju paliwa pozwoli na zwiększenie zasięgu opłacalnego pozyskiwania wkładu dla biogazowni. Jest to element ewolucji roz-budowy obszaru z którego pozyskiwany jest wkład.
• Niższa masa zbiorników ciśnieniowych – dotychczasowe zbiorniki stalowe będą zastępowane lżejszymi zbiornikami wykonanymi z kompozytów co zmniejszy masę zespołu transportującego sprężony gaz. W ramach ograniczonego zasobu nośności konstrukcji dla baterii zbiorników sprężonego gazu będzie możliwe umieszczenie większej liczby zbiorników.
• Od Kogeneracji do trigeneracji – spalanie biogazu przechodzi ewolucję, od spa-lania, poprzez skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła, do trigene-racji czyli skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej, ciepła i chłodu. • Dostosowanie do spalania nieoczyszczonego biogazu – kosztu produkcji
bio-gazu zostanie obniżony jeśli dostarczany będzie do odbiorców wyposażonych w urządzenia dostosowane do spalania nieoczyszczonego biogazu.
• Dywersyfikacja odbiorców – możliwości dostawy i zróżnicowania odbiorców wzrosną od spalania w miejscu wytworzenia, poprzez dostawę lokalną siecią, do dostawy z wykorzystaniem mobilnej stacji gazowej (uniezależnienie od sieci). Krok 3 etapu A
Dopasuj serie danych parametrów mierzących wydajność i koszty • Zbierz i oczyść serie danych.
• Dopasuj krzywą S.
• Popraw jakość dopasowania.
Dopasowania krzywej logistycznej (krzywa S):
• Biogaz pozyskany z oczyszczalni ścieków i składowisk odpadów: krzywa sku-mulowanych wielkości pozyskanego biogazu [TJ] w latach 2000-2012 na pod-stawie danych z GUS (rysunek 77),
• Biogaz pozyskany z biogazowni rolniczych (biogaz pozostały): krzywa skumu-lowanych wielkości pozyskanego biogazu [TJ] w latach 2003-2012 na podsta-wie danych z GUS (rysunek 78)
Rysunek 77: Krok 3 etapu a – prognoza rozwoju rynku biogazu w Polsce –
Krzywa logistyczna: Biogaz pozyskany z wysypisk odpadów i oczyszczalni (dostęp do danych 2014)
Rysunek 78: Krok 3 etapu a – prognoza rozwoju rynku biogazu w Polsce – Krzywa logistyczna: Biogaz z biogazowni rolniczych (dostęp do danych 2014)
Wyliczenia pozyskanego biogazu wykonano dla średniej biogazowni rolniczej. Średnia wyliczona została na podstawie danych Agencji Rynku Rolnego ze stycznia 2014 - liczby istniejących biogazowni rolniczych. Jako liczbę gmin przyjęto liczbę gmin wiejskich w Polsce. Szczegółowe wyliczenia udostępniono w załączniku do niniejszego rozdziału. Krok 4 etapu A
Zbuduj podsumowanie o przyszłych cechach PS • Oceń cech PS.
Wnioski:
• Produkcja biogazu pochodzącego z oczyszczalni ścieków i składowisk odpadów ulegnie stabilizacji do roku 2025.
• Rynek biogazu w Polsce będzie rósł zgodnie z budową nowych biogazowni rol-niczych produkujących nadwyżkę biogazu ponad potrzeby przedsiębiorstw w ich bezpośrednim sąsiedztwie.
• Kluczową dla rozwoju rynku biogazu jest odległość pomiędzy biogazownią, a odbiorcą biogazu. Odległość ta zmniejszy się do roku 2020 zgodnie z założe-niami programu wsparcia budowy biogazowni rolniczych prowadzonego przez Ministerstwo Gospodarki.
Biogaz pochodzący z oczyszczalni ścieków i składowisk odpadów najczęściej jest wyko-rzystywany na pokrywanie potrzeb energetycznych samych przedsiębiorstw tj. Oczysz-czalni ścieków i składowisk odpadów. Ewentualne nadwyżki w postaci prądu elektrycz-nego sprzedawane są do sieci krajowej. Wynika z tego, że produkcja biogazu w tych za-kładach wpływa w niewielkim stopniu na możliwość obrotu biogazem ze względu na zużycie wytwarzanego biogazu w miejscu wytworzenia.
Krok 5 etapu A
Przygotowanie prognozy zdecydowano zakończyć na etapie bramy A. Jako podsumowa-nie prognozy przyjęto wyniki z kroków 1-3 w etapie A, które zostały podsumowane w kroku 4 etapu A.
6.2. Prognozowanie rozwoju systemów dystrybucji biogazu w Polsce
Prognozowanie dla systemów dystrybucji biogazu w Polsce wykonano analogicznie do prognozy w rozdziale 6.1. Rysunki i kroki przedstawiające schemat kroków metody pro-gnozowania w poszczególnych etapach przedstawione w rozdziale 6.1 zostały pominięte.