Wysokosprawne, niskoemisyjne i zintegrowane układy wytwarzania, magazynowania, przesyłu i dystrybucji energii

A- A+

I. WYTWARZANIE ENERGII

  1. Wytwarzanie skojarzone - kogeneracja, trigeneracja, poligeneracja

    • Technologie poprawiające efektywność skojarzonego wytwarzania i nowe metody skojarzonej generacji energii.

    • Dostosowanie układów skojarzonych do wykorzystywania nowych paliw lub paliw o gorszych parametrach jakościowych.

  2. Czysty węgiel

    • Nowe lub udoskonalone technologie wytwarzania energii z węgla zwiększające efektywność i/lub minimalizujące emisję zanieczyszczeń oraz konieczność składowania ubocznych produktów spalania.

  3. Rozwiązania poprawiające żywotność maszyn i urządzeń energetycznych oraz redukujące hałas

    • Nowe rozwiązania techniczne poprawiające żywotność maszyn i urządzeń energetycznych.

    • Nowe lub ulepszone metody monitorowania, predykcyjne i analizy stanu technicznego maszyn i urządzeń energetycznych, w tym również z użyciem SHM (Structural Health Monitoring).

    • Ograniczenie hałasu i drgań towarzyszących procesom generacji energii.

  4. Poprawa efektywności konwersji energii

    • Nowe lub ulepszone metody podnoszenia sprawności lub poprawy elastyczności wytwarzania energii.

    • Wykorzystanie ciepła odpadowego, niskotemperaturowego i innych form energii rozpraszanej, w tym energetyczne wykorzystanie hałasu i drgań.

    • Optymalizacja wytwarzania energii poprzez nowoczesne systemy sterowania i monitoringu – systemy zarządzania energią.

    • Wykorzystanie nowych form lub metod konwersji energii (np. Energy Harvesting).

  5. Poprawa parametrów jakościowych paliw

    • Nowe lub ulepszone metody poprawienia kaloryczności lub innych istotnych dla poprawy wytwarzania parametrów paliwa.

    • Monitorowanie parametrów jakościowych paliwa w czasie rzeczywistym.

    • Metody pozwalające utrzymać założone parametry paliwa w czasie rzeczywistym

    • Metody oczyszczania paliw stałych i płynnych.

  6. Ogniwa paliwowe

    • Technologie wytwarzania energii elektrycznej (również w skojarzeniu) z użyciem ogniw paliwowych (do zastosowań mobilnych lub stacjonarnych).

    • Układy hybrydowe z wykorzystaniem ogniw paliwowych.

    • Nowe lub ulepszone ogniwa paliwowe.

II. SMART GRIDS / INTELIGENTNE SIECI ELEKTROENERGETYCZNE

Obszar obejmuje rozwiązania zwiększające efektywność, pewność zasilania i bezpieczeństwo pracy sieci elektroenergetycznych przesyłowych i rozdzielczych. Obejmuje problematykę prowadzenia ruchu sieci, ochrony poszczególnych elementów i całej sieci przed awariami, ze szczególnym uwzględnieniem blackoutów, zagadnienia efektywności energetycznej i redukcji strat, właściwej integracji źródeł rozproszonych w sieci i zarządzania nimi, jak również inne zadania związane z zarządzaniem popytem i wdrożeniem nowych metod wyrównywania obciążeń oraz regulacji napięcia i innych parametrów jakości energii elektrycznej. Osiągnięcie wysokiego poziomu inteligencji sieciowej możliwe jest przez wykorzystanie inteligentnych technik pomiarowych, metod sterowania, a także stosownych narzędzi informatycznych, w tym efektywnych i bezpiecznych rozwiązań oraz środków teleinformatycznych.

  1. Inteligentne rozwiązania w sieciach elektroenergetycznych

    • Inteligentna automatyka zabezpieczeniowa i restytucyjna w systemach elektroenergetycznych

    • Inteligentne narzędzia wykorzystywane dla optymalizacji pracy i sterowania sieciami przesyłowymi i dystrybucyjnymi

    • Inteligentne systemy wsparcia decyzji operatorskich

    • Inteligentne i adaptacyjne układy pomiarowe i decyzyjne dla potrzeb Smart Grids

    • Systemy automatyzacji i zabezpieczeń rozległych sieci przesyłowych i rozdzielczych, w tym z wykorzystaniem układów WAMS, FACTS, HVDC itp.

    • Inteligentne systemy wydzielania pracy wyspowej oraz ponownej synchronizacji z systemem elektroenergetycznym

    • Elektrownie wirtualne (Virtual Power Plants) i ich wykorzystanie do regulacji pracy systemu elektroenergetycznego

    • Metody i algorytmy zarządzania popytem na energię elektryczną (Demand Side Response, Demand Side Managemant)

    • Systemy sterowania i zabezpieczeń małych autonomicznych systemów elektroenergetycznych, rozwiązania dla społeczności lokalnych i przedsiębiorstw

    • Interfejsy energetyczne wielu nośników energii, ich zasilanie i opomiarowanie

    • Zastosowanie elektrycznych środków transportu lądowego i wodnego dla wyrównywania profilu obciążenia sieci

    • Integracja rozproszonych źródeł energii oraz zasobników energii z systemem elektroenergetycznym

    • Inteligentne zarządzanie zasobami rozproszonymi

    • Rozproszone systemy monitorowania jakości energii elektrycznej

    • Metody i środki poprawy efektywności energetycznej oraz redukcji strat energii w sieciach przesyłowych i rozdzielczych, w tym produkty, usługi oraz narzędzia inżynierskie

    • Integracja sieci elektroenergetycznych, sieci telekomunikacyjnych oraz systemów informatycznych tworzących inteligentne sieci elektroenergetyczne

    • Rozwój metod i algorytmów predykcji nasłonecznienia oraz wietrzności na potrzeby integracji źródeł OZE w ramach inteligentnych sieci elektroenergetycznych

    • Rozwój technik magazynowania energii elektrycznej w układach inteligentnych sieci elektroenergetycznych

  2. Smart metering i teleinformatyka w energetyce

    • Cyfrowe systemy pomiarowe, w tym systemy zdalnego opomiarowania (Advanced Metering Infrastucture – AMI) – nowe konstrukcje elementów AMI, technologie komunikacji i inteligentne oprogramowania Systemów Centralnych AMI, interoperacyjność i wymienność elementów AMI

    • Rozwój technik i technologii transmisji danych dla potrzeb elektroenergetyki

    • Rozwój technik cyberbezpieczeństwa (Cybersecurity) – rozwój oprogramowania, urządzeń i usług bezpieczeństwa informatycznego w elektroenergetyce

    • Integracja systemów opomiarowania i odczytu wielumediów (prąd, woda, gaz, ciepło), w tym rozwiązania dla Smart Cities

    • Zastosowania układów PMU (Phasor Measurement Units) w sieciach przesyłowych i rozdzielczych

III. MAGAZYNOWANIE ENERGII

  1. Metody magazynowania energii z wykorzystaniem różnych nośników

    • Wykorzystanie nadmiaru energii do produkcji nośnika możliwego do magazynowania (w tym m.in. wodoru i metanu syntetycznego)

    • Nowe lub ulepszone technologie magazynowania nośników energii

    • Technologie poprawiające efektywność źródeł szczytowo-pompowych

    • Nowe lub ulepszone technologie magazynowania energii z wykorzystaniem powietrza

    • Magazynowanie energii z zastosowaniem materiałów zmiennofazowych

    • Innowacyjne technologie magazynowania energii z wykorzystaniem związków chemicznych, w tym akumulatory ciepła

    • Akumulatory i baterie, w tym litowo-jonowe, kwasowe i przepływowe

    • Zarządzane automatyczne / zdalnie systemy umożliwiające płynną regulację podaży i popytu dla odnawialnych źródeł energii poprzez magazynowanie energii

    • Integracja magazynów energii z krajową siecią energetyczną na różnych poziomach napięć, w tym identyfikacja barier i koncepcji ich usuwania niezbędnych dla upowszechnienia technologii magazynowania energii

    • Integracja magazynów energii z instalacjami OZE

    • Mobilne magazyny energii w postaci ciepła wysokotemperaturowego - optymalizacja produkcji ciepła w stosunku do zapotrzebowania lokalnych układów kogeneracyjnych

    • Wykorzystanie zasobników energii w rozproszonych układach hybrydowych (w tym m.in. baterie, zasobniki kinetyczne – koło zamachowe, baterie akumulatorów z magazynowaniem wewnętrznym, elektrownie wodne pompowe)

  2. E-mobility

    • Baterie pojazdów elektrycznych jako zasobniki energii w optymalizacji pracy sieci inteligentnej z odnawialnymi źródłami energii

    • Zarządzanie ładowaniem pojazdów elektrycznych

  3. Technologie magazynowania energii nowej generacji

    • Superkondensatory – badania w kierunku opracowania nowego typu urządzeń w celu stworzenia możliwości ich zastosowania w energetyce

    • Poszukiwanie rozwiązań pozwalających na skalowanie technologii różnych magazynów energii i metod zwiększających efektywność i żywotność magazynów

    • Badania i rozwój nowego typu materiałów lub technologii stosowanych w procesie magazynowania energii w celu zwiększenia jego bezpieczeństwa i efektywności

IV. OZE

Obszar ten dotyczy wykorzystania dostępnych lokalnie odnawialnych źródeł energii i paliw, w celu zwiększenia niezależności energetycznej określonego obszaru (w tym autonomiczne regiony energetyczne) oraz stosowania nowych, efektywnych technologii w zakresie produkcji i przetwarzania i magazynowania energii ze źródeł odnawialnych oraz otrzymywania paliw płynnych w celu zmniejszenia zapotrzebowania na energię ze źródeł konwencjonalnych. Energia może być wytwarzana niezależnie z każdego źródła, w oparciu o inteligentne synergiczne układy modułowe łączące kilka takich samych źródeł lub różnorodne źródła energii odnawialnej komponowane pod względem parametrów technicznych, w zależności od miejscowego potencjału i dostępności wybranych źródeł energii (w tym m.in. synergia OZE z budownictwem). Główny cel działań w niniejszym sektorze to poprawa efektywności generacji energii.

  1. Energia wiatrowa

    • Optymalizacja budowy lokalnych elektrowni wiatrowych w skali mikro i mini

    • Innowacyjne technologie wytwarzania energii elektrycznej z energii wiatru mające na celu zwiększanie sprawności procesu konwersji energii wiatru na energię elektryczną (m.in. turbiny wiatrowe z pionową osią obrotu)

    • Rozwój oraz doskonalenie narzędzi do prognozowania wytwarzania energii z elektrowni wiatrowych

  2. Energia słoneczna

    • Innowacyjne technologie solarne umożliwiające wytwarzanie ciepła

    • Ogniwa fotowoltaiczne oparte na nowych materiałach oraz inne nowe technologie pozwalające na wytwarzanie energii ze źródeł solarnych

    • Technologie umożliwiające poprawę sprawności wytwarzania energii oraz innych cech eksploatacyjnych w konwencjonalnych ogniwach fotowoltaicznych

  3. Energia wodna

    • Opracowanie wydajnych technologii umożliwiających wykorzystywanie wody jako surowca energetycznego z ograniczaniem ich negatywnego wpływu na zmiany środowiska naturalnego

    • Poprawa sprawności w układach konwersji energii wody na energię elektryczną

  4. Energia geotermalna

    • Wydajna i przyjazna dla środowiska produkcja energii w oparciu o ciepło geotermalne

  5. Biomasa, biogaz, biopaliwa i inne nośniki energii pochodzące z przetwarzania biomasy odpadowej pochodzenia roślinnego i zwierzęcego oraz innego rodzaju biomasy roślinnej z wykluczeniem nadmiernej eksploatacji obszarów leśnych

    • Innowacyjne procesy i technologie dotyczące obróbki wstępnej i pozyskania surowca

    • Technologie poprawy jakości biomasy oraz technologie pozwalające na efektywną obróbkę wstępną biomasy za pomocą metod fizycznych i/lub chemicznych umożliwiające intensyfikację procesów otrzymywania biopaliw ciekłych (płynnych i gazowych) oraz biopłynów do zastosowań stacjonarnych

    • Nowe lub ulepszone technologie produkcji biogazu (w tym m.in. rozwój i badania nad procesami oczyszczania biogazu do biometanu z jednoczesnym opracowaniem metod wykorzystania odpadowego CO2, produkcja bionawozów - rolnictwo energetyczne)

    • Nowe lub ulepszone technologie zgazowania biomasy do celów energetycznych (w tym m.in. innowacyjne technologie małoskalowe - do 5MW do spalania biomasy z wyłączeniem współspalania)

    • Innowacyjne procesy prowadzące do otrzymywania biopaliw ciekłych, innych związków chemicznych z biomasy drugiej i dalszych generacji:

      • Katalityczne technologie otrzymywania biopaliw umożliwiające zmniejszenie ilości produktów odpadowych i ubocznych

      • Produkcja paliw, biopolimerów substancji chemicznych i nawozów w oparciu o wydzielanie i/lub syntezę wartościowych związków chemicznych w procesach biorafineryjnych

      • Opracowanie koncepcji budowy rafinerii biomasy (biorafinerii) w warunkach polskich

  6. Wytwarzanie energii elektrycznej z otaczających źródeł odnawialnych z zastosowaniem energy harvesting

V. ENERGETYKA PROSUMENCKA

Obszar ten obejmuje przyjazne w użytkowaniu technologie i systemy, których zastosowanie przyczyni się do zwiększenia efektywności energetycznej oraz poprawy jakości zasilania odbiorców w sieciach i instalacjach niskiego napięcia. Badania powinny zmierzać do stworzenia warunków rozwoju i upowszechnienia tych rozwiązań oraz aktywizacji grupy konsumenckiej do ich wprowadzania.

  1. Prosumenckie źródła energii

    • Innowacyjne, wysokosprawne urządzenia i systemy mikrogeneracyjne ciepła i/lub energii elektrycznej, zasilane z dowolnego źródła energii pierwotnej.

    • Zintegrowane układy do wytwarzania różnych nośników energii: elektrycznej, ciepła, chłodu, lub ewentualnie inne media.

    • Wysokosprawne systemy konwersji i użytkowania energii w małej skali, usytuowane w pobliżu lub bezpośrednio u użytkownika.

    • Źródła odnawialne małej mocy zintegrowane z zasobnikami energii, dla poprawy jakości zasilania i efektywności energetycznej.

    • Efektywne energetycznie, prosumenckie (tanie i łatwe w obsłudze) systemy umożliwiające dostosowanie ilości energii wytwarzanej w mikroźródłach do zapotrzebowania odbiorcy.

    • Wykorzystanie innowacyjnych rozwiązań technologicznych w mikroźródłach: fotowoltaicznych (w tym nowe materiały do zastosowań w fotowoltaice), ogniwach paliwowych, biologicznych i mikrobiologicznych, wykorzystujących zjawiska termoelektryczne, piezoelektryczne i in. do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła.

    • Mobilne źródła energii elektrycznej (środki transportu lądowego i wodnego) w odniesieniu do magazynowania energii elektrycznej i zwiększenia niezawodności zasilania układów prosumenckich.

    • Systemy umożliwiające wykorzystanie energii odpadowej w skali mikro.

    • Innowacyjne systemy wykorzystujące cieki, prądy wodne itp. do produkcji energii elektrycznej na potrzeby odbiorcy i lokalnego systemu.

  2. Instalacje prosumenckie i sieci rozdzielcze niskiego napięcia z generacją rozproszoną

    • Integracja źródeł i zasobników energii elektrycznej i ciepła z siecią elektroenergetyczną niskiego napięcia.

    • Bezpieczeństwo współpracy mikroźródeł z siecią rozdzielczą niskiego napięcia

    • Systemy optymalnego zarządzania i sterowania pracą sieci niskiego napięcia ze źródłami i zasobnikami energii.

    • Regulacja napięcia w sieciach z dużym udziałem mikroźródeł.

    • Wykorzystanie inteligentnych algorytmów prognostyczno-decyzyjnych do sterowania pracą mikrosystemów niskiego napięcia.

    • Optymalizacja strategii prosumenckich z wykorzystaniem inteligentnych liczników energii.

    • Środki i rozwiązania do poprawy jakości zasilania dla różnych nośników energii.

    • Wykorzystanie zasobników energii do wspomagania zarządzania energią oraz do realizacji usług pomocniczych związanych z poprawą jakości zasilania.

    • Jakość energii i jej regulacja w instalacjach mikrosystemach pracujących autonomicznie.

    • Optymalizacja struktury mikrosystemów do zadanego otoczenia i warunków zapotrzebowania na różne nośniki energii.

    • Praca autonomiczna mikrosystemów energetycznych.

    • Rozwój technologii zaspokajania dostaw nośników energetycznych w ARE (Autonomiczne Regiony Energetyczne).

    • Technologie integrujące różne systemy zasilania i dostępu do nośników energetycznych w skali mikro.

    • Rozwój nowych usług (w tym narzędzi inżynierskich) do projektowania nowych technologii dla energetyki prosumenckiej.

    • Rozwój technik magazynowania energii elektrycznej w układach prosumenckich.

  3. Technologie informatyczne w energetyce prosumenckiej

    • Technologie informatyczne w określaniu warunków przyłączenia oraz prognozy pracy sieci elektroenergetycznych z udziałem energetyki prosumenckiej.

    • Technologie GIS w sieciach niskiego napięcia.

    • Systemy wspomagania energetyki prosumenckiej.

    • Inteligentne systemy obsługi prosumenta z udziałem domowych sieci komputerowych typu HAN.

    • Bezpieczeństwo pracy sieci prosumenckich i mikrosystemów energetycznych.

    • Integracja systemów inteligentnego budynku ze systemami obsługi i sterowania energetyki prosumenckiej.

    • Rozwój otwartych protokołów i standardów wymiany danych w sieciach i instalacjach energetycznych.

VI. ENERGIA Z ODPADÓW, PALIW ALTERNATYWNYCH I OCHRONA ŚRODOWISKA

  1. Zagospodarowanie odpadów przemysłowych i komunalnych

    • Rozwój technologii energetycznego zagospodarowania odpadów (w tym w układzie skojarzonym).

    • Rozwój technologii oczyszczania gazów powstałych w procesie energetycznego zagospodarowania odpadów w zakresie optymalizacji kosztów wytworzenia i zagospodarowania.

    • Rozwój instalacji do przygotowywania paliwa do celów energetycznych z odpadów, z wyłączeniem produkcji RDF.

    • Rozwój instalacji do podsuszania i zagospodarowania frakcji biodegradowalnych.

    • Badania nad przygotowywaniem mieszanek odpadów pozwalających na zwiększenie ich kaloryczności a przez to możliwość zastosowania w energetyce.

    • Badania nad przygotowywaniem mieszanek odpadów pozwalających na mniejszą emisję niebezpiecznych związków.

    • Rozwój, badania i wsparcie infrastruktury do kompostowania; wprowadzenie selekcji odpadów mokrych biodegradowalnych i wdrożenie technologii procesu otrzymywania pełnowartościowego kompostu.

    • Innowacyjne systemy do wytwarzania energii elektrycznej (także w skojarzeniu) z wykorzystaniem węglowodorów odpadowych (waste hydrocarbons) oraz wodoru będącego produktem ubocznym (byproduct hydrogen) w procesach technologicznych (np. produkcja kwasu solnego, nawozów, rafinerie).

  2. Zgazowanie paliwa

    • Rozwój technologii pirolizy i zgazowania.

    • Rozwój technologii oczyszczania gazu po procesie zgazowania pozwalającej na bezpośrednie zastosowanie jednostek wytwórczych (w tym ogniw paliwowych i turbin gazowych) do wytwarzania energii.

    • Rozwój technologii zgazowania pozwalającej na stosowanie w tym samym urządzeniu różnych paliw np. biomasy i odpadów (w tym m.in. zgazowanie ze złożem fluidalnym).

    • Innowacyjne układy wykorzystujące procesy biologicznej i termicznej gazyfikacji z zastosowaniem rozwiązań dotyczących oczyszczania i uszlachetniania wytwarzanego gazu.

  3. Redukowanie i zagospodarowanie związków szkodliwych z emisji i produktów ubocznych z procesu wytwarzania energii

    • Technologie redukujące szkodliwe gazy w procesie wytwarzania energii wykorzystujące procesy chemiczne i fizyczne.

    • Nowe lub ulepszone technologie dotyczące użytkowego zagospodarowania ubocznych produktów spalania (UPS).

    • Nowe lub ulepszone technologie redukcji/ zagospodarowania związków szkodliwych z emisji, w tym NOx (także metody redukcji poślizgu amoniaku), SOx, pył, metali ciężkich, dwutlenku węgla (CCU).

  4. Paliwa alternatywne

    • Konwersja biomasy lub odpadów do paliw o parametrach umożliwiających bezpieczne zastosowanie w obecnie produkowanych jednostkach wytwórczych.

    • Procesy wytwarzania płynnych (ciekłych i gazowych, w tym biowodoru) paliw alternatywnych do celów energetycznych z wybranych odpadów (lub innych niezagospodarowanych materiałów) jako surowca – procesy WtL („waste to liquid”).