Prof. dr hab. inż. Józef Flizikowski, Bydgoszcz prof. zw. UTP w Bydgoszczy Wydział Inżynierii Mechanicznej

Transkrypt

1 Prof. dr hab. inż. Józef Flizikowski, Bydgoszcz prof. zw. UTP w Bydgoszczy Wydział Inżynierii Mechanicznej RECENZJA pracy doktorskiej mgra Piotra WACHOWSKIEGO pt. METODYKA WYBORU I OCENY KLUCZOWYCH ASPEKTÓW EKOLOGICZNYCH W PRODUKCJI CIEPŁA NA PRZYKŁADZIE WYBRANEGO PRZEDSIĘBIORSTWA ENERGETYCZNEGO Promotor: Prof. dr hab. inż. Zbigniew KŁOS A. Podstawa opracowania: Recenzję opracowałem na zlecenie pisemne DR-63/411/01/2016 z dnia 29 kwietnia 2016r. Dziekana Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej Pana Prof. dr hab. inż. Franciszka TOMASZEWSKIEGO i umowy z dnia r., zawartej również z Panem Dziekanem WMRiT PP. B. Uwagi wstępne: Na podstawie Uchwały Rady Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu PP z dn r., podjąłem się oceny naukowej pracy doktorskiej mgra Piotra WACHOWSKIEGO pt. Metodyka wyboru i oceny kluczowych aspektów ekologicznych w produkcji ciepła na przykładzie wybranego przedsiębiorstwa energetycznego, ponadto: - całokształt działalności badawczej i publikacyjnej Zespołu Naukowego zgromadzonego wokół Prof. dr hab. inż. Zbigniewa KŁOSA jest mi dobrze znany, - zagadnienia proekologicznej budowy i eksploatacji maszyn, w tym projektowania środowiskowego, analizy konstrukcji, procesów eksploatacji i likwidacji maszyn wchodzą w zakres moich zainteresowań naukowych i były przedmiotem wielu krajowych i zagranicznych publikacji własnych i zespołu. Oceny dokonałem na podstawie przekazanego mi maszynopisu rozprawy, wraz z ilustracjami, obejmującego: stron formatu A4 tekstu (w tym: 25 stron 7-miu załączników) z 28. tabel (dodatkowo: nienumerowane tabele w załącznikach), 20. rysunków, 124. poz. bibliografii, - streszczenie w języku polskim i angielskim, - spis treści i siedem rozdziałów merytorycznych w tym podsumowanie, - wykaz cytowanej literatury ( bibliografii), - siedem załączników: Z.1: ZESTAWIENIE ASPEKTÓW...; Z.2: IDENTYFIKACJA I OCENA ASPEKTÓW...; Z.3: WYKAZ ASPEKTÓW...; Z.4: IDENTYFIKACJA I OCENA...; Z.5: ZNACZĄCE ASPEKTY...; Z.6: IDENTYFIKACJA I OCENA...; Z.7: ZNACZĄCE ASPEKTY.... C. Ocena formalno merytoryczna: W ocenie rozprawy przyjąłem kryteria wynikające z obowiązującej Ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz.U. Nr 65 poz.595, wraz z późniejszymi zmianami), szczególnie z zapisu Art.13:

2 Rozprawa doktorska, przygotowana pod opieką promotora, powinna stanowić oryginalne rozwiązanie problemu naukowego lub artystycznego oraz wykazywać ogólną wiedzę teoretyczną kandydata w danej dyscyplinie naukowej lub artystycznej, a także umiejętność samodzielnego prowadzenia pracy naukowej lub artystycznej ); Rozporządzenia MNiSW z dnia r. Oceniana rozprawa składa się z 7 (8 z literaturą) rozdziałów dotyczących: Ocena tematu rozprawy, zakresu badań i analiz 1. WPROWADZENIA. CELU I ZAKRESU PRACY. Narzędzia do kształtowania polityki środowiskowej organizacji (w tym przedsiębiorstw) oparto na rozwiązaniach systemów zarządzania środowiskowego (np. opartych o EMAS lub normę PN-EN ISO 14001). Cel główny pracy polegał na opracowaniu metody wyboru kluczowych aspektów ekologicznych w produkcji ciepła w normalnych i pogorszonych/awaryjnych warunkach eksploatacyjnych przedsiębiorstwa energetycznego, przy założeniu utrzymania sprawności urządzeń wytwórczych i osiągnięciu efektywności ekonomicznej. Dla osiągnięcia celu rozprawy przyjęto 5 zadań szczegółowych. Ocena doboru źródeł i ich analiz 2. ODDZIAŁYWANIE SEKTORA ENERGETYCZNEGO NA ŚRODOWISKO. W Polsce, w strukturze produkcji energii elektrycznej, oddziaływania sektora energetyki wiążą się z dominującymi nośnikami energii węgiel kamienny i brunatny (ok. 90%). Coraz bardziej zauważalny jest wzrost znaczenia odnawialnych źródeł energii (OZE), w tym niskoemisyjnej (zero-emisyjnej) technologii energii wody i biomasy. Obniżanie strat, podwyższanie efektywności energetycznej, w sektorze przesyłu i dystrybucji ciepła wiąże się głównie z ograniczeniem strat w przesyle rurociągami oraz podwyższaniem sprawności węzłów wymiennikowych. Zauważono, że metoda LCA (Life Cycle Assessment ocena cyklu życia), ilościowo określająca oddziaływanie na środowisko, może stanowić przydatny instrument oceny skuteczności i efektywności działań podejmowanych na rzecz poprawy, rozwoju ochrony środowiska na szczeblu krajowym, regionalnym i lokalnym. 3. CZYNNIKI KSZTAŁTUJĄCE ASPEKTY EKOLOGICZNE I METODY ICH OCENY. Omówiono główne czynniki i metody prawne, a za podstawowy dokument uznano Konstytucję Rzeczpospolitej Polskiej z 2 kwietnia 1997 r., gdzie w art. 5 ustawy zasadniczej znajduje się zapis mówiący o tym, że Rzeczpospolita oprócz strzeżenia niepodległości i nienaruszalności swojego terytorium, zapewniania wolności, praw i bezpieczeństwa obywateli, a także strzeżenia dziedzictwa narodowego zapewnia również ochronę środowiska, z uwzględnieniem i wykorzystaniem zasady zrównoważonego rozwoju. W roku 2013, w Polsce koncesje wydane przez Prezesa URE na prowadzenie działalności w zakresie wytwarzania, przesyłania i dystrybucji oraz obrotu ciepłem, a tym samym oddziaływań środowiskowych dotyczyły 455 podmiotów gospodarczych. W przedsiębiorstwach tych zidentyfikowano następujące znaczące aspekty środowiskowe: emisję zanieczyszczeń atmosferycznych (z procesów spalania paliw i procesów towarzyszących), zużycie wody i wytwarzanie ścieków (przemysłowych, komunalnych), zużycie paliw kopalnych, wytwarzanie odpadów (w tym niebezpiecznych), emisję hałasu, straty ciepła wynikające z przesyłu. Ocena wartości naukowej zawartej w rozprawie 2

3 4. CHARAKTERYSTYKA OBIEKTU BADAŃ. Obiektem badań, metodyki wyboru i oceny aspektów ekologicznych jest przedsiębiorstwo energetyczne funkcjonujące w dużej aglomeracji miejskiej. Przedsiębiorstwo zostało wybrane po analizie podmiotów działających na polskim rynku ciepłowniczym i elektrociepłowniczym, ze względu na: wielkość produkcji, udział w krajowym rynku, strukturę własnościową i reprezentacyjność realizowanych procesów przemysłowych z odniesieniem do struktury generowanych przez nie oddziaływań środowiskowych. Jest ono nowoczesnym, niezawodnym, solidnym dostawcą energii, posiadającym urządzenia ochrony emisji, spełniającym wymagane przez prawo unijne i polskie wysokie standardy ochrony środowiska. 5. METODYKA WYBORU I OCENY ASPEKTÓW EKOLOGICZNYCH. Istotą metodyki wyboru i oceny zidentyfikowanego aspektu ekologicznego jest model OWA oceny wpływu aspektu na środowisko (zależność (5.1) w pracy), obejmujący: WP wymagania prawne (waga), Lp liczby przyznanych punktów, OR obowiązki raportowania do jednostek zewnętrznych (waga), SŚ szkody środowiskowa (waga). Przyjęto, że wartość OWA w przedziale punktów oznacza znaczący wpływ aspektu na środowisko. Dodatkową metodą, która pozwala na identyfikowanie, ocenę i poprawę aspektu ekologicznego była Analiza Aspektów Środowiskowych (AAŚ). W ramach metody, został opracowany system oceny aspektów ekologicznych wykorzystujący trzy kryteria: zdolność do zapobiegania ryzyku, szkodliwość, rozległość (ciężkość) następstw, prawdopodobieństwo wystąpienia. Jako kluczowy wskaźnik oceny intensywności potencjalnego oddziaływania aspektów ekologicznych wyznaczano: C tzw. poziom krytyczności. Na podstawie doświadczeń Autora rozprawy, zaproponowano kwantyfikację istotności poszczególnych aspektów ekologicznych. Wykorzystując iloczyn trzech kryteriów oceny: ważności, prawdopodobieństwa wystąpienia oraz wrażliwości, z których każde jest oceniane w skali od 1 (najniższa ranga aspektu) do 4 (najwyższa ranga aspektu). Z tego założenia wynika, iż maksymalna wartość aspektu ekologicznego (jego najwyższa ranga) może wynosić 64. Jeśli wartość wskaźnika C jest większa lub równa połowie wartości maksymalnej (32), dany aspekt oceny uznaje się za znaczący! 6. OCENA OPRACOWANEJ METODYKI NA PRZYKŁADZIE WYBRANEGO PRZEDSIĘBIORSTWA ENERGETYCZNEGO. W ocenie metodyki zidentyfikowano aspekty ekologiczne, związane z działalnością przedsiębiorstwa, przede wszystkim: emisję gazów i pyłów do atmosfery (SO2, NO2, CO2, CO, pyły, pary substancji toksycznych), wzmaganie efektu cieplarnianego, zużycie wody (powierzchniowej z rzeki, ze studni głębinowych), wykorzystanie paliw nieodnawialnych, pylenie wtórne, zużycie energii cieplnej na potrzeby własne, wytwarzanie odpadów (paleniskowych, z instalacji oczyszczania, niebezpiecznych, bytowych, innych), mieszanie strumieni odpadów, wytwarzanie ścieków (przemysłowych, bytowych, opadowych), emisję hałasu, nieświadome działanie pracowników na szkodę środowiska, zagrożenia środowiskowe w sytuacjach awaryjnych (zanieczyszczenie wody, gruntu, rozszczelnienie zbiorników, emisje itp.). W zestawieniu (tab.7, załącznik 7) wybrano i oceniono 14 znaczących aspektów ekologicznych, związanych z A: normalnymi warunkami pracy zakładu: emisję gazów i pyłu do powietrza atmosferycznego: SO2, NO2, CO, pył; emisję gazów: do powietrza atmosferycznego CO2; zużycie wody powierzchniowej z rzeki, wykorzystanie paliw nieodnawialnych; składowanie odpadów w procesach magazynowania odpadów paleniskowych; potęgowanie efektu cieplarnianego w procesach produkcji energii elektrycznej i cieplnej; potęgowanie efektu cieplarnianego w procesach transportu energii cieplnej w wodzie i parze; mieszanie odpadów komunalnych z odpadami niebezpiecznymi. 3

4 B: awaryjnymi warunkami pracy zakładu: zanieczyszczenie zasobów wodnych i glebowych w procesach rozładunku cysterny z mazutem (zakłócenia podczas rozładunku); zanieczyszczenie zasobów wodnych i glebowych w procesach transportu i rozładunku paliwa ciekłego (OOL olej opałowy lekki); zanieczyszczenie zasobów wodnych, glebowych, wody podziemnej, powierzchniowej w procesach rozładunku chemikaliów stosowanych do regeneracji wymienników (ług, kwas solny); emisję gazów do atmosfery SO2 na skutek awarii instalacji odsiarczania spalin (IOS); emisję pyłu do atmosfery na skutek awarii elektrofiltra; emisję hałasu do środowiska zewnętrznego na skutek awaryjnego odstawienia bloków. 7. PODSUMOWANIE. Uważam, że cel główny pracy został osiągnięty dzięki opracowaniu oraz walidacji w warunkach praktycznego, przemysłowego zastosowania autorskiej metody identyfikacji i oceny aspektów ekologicznych w działalności przedsiębiorstwa energetycznego. 8. LITERATURA. Można uznać, że większość publikacji (bibliografii) jest z ostatnich dziesięciu lat. Starszych źródeł jest 41 na 124 pozycje literatury ogółem: wskaźnik współczesności 2:1 Wnioski ogólne z rozprawy Obiekt badań: Do zrealizowania celu badań: opracowania, doświadczalnego sprawdzenia metodyki wyboru i oceny kluczowych aspektów ekologicznych w produkcji ciepła na przykładzie wybranego przedsiębiorstwa energetycznego, wybrano przedsiębiorstwo energetyczne, reprezentujące 455 podmiotów gospodarczych w Polsce, które w Unii Europejskiej podlegają licznym regulacjom prawnym, od Konstytucji RP, poprzez Dyrektywy, normy ISO EN-PN, aż do wewnętrznych regulaminów ekologicznych. Od 2006 r. obserwowane jest zmniejszanie emisja CO 2 z poziomu ok. 332 mln ton. Potrzeba wielu działań, w tym naukowych, aby do 2020r. dojść do emisji ok. 280 mln ton. Obniżenie emisji w stosunku do emisji w 1990 r., wynosi ok. 15%, pomimo 11% wzrostu zapotrzebowania na energię finalną w tym okresie. Dla wyboru i oceny nieszkodliwości oddziaływania produktu (ciepła) i procesu (przetwarzania nośników energii na ciepło), kluczowych aspektów ekologicznych w normalnych i pogorszonych warunkach eksploatacyjnych, zidentyfikowano następujące: emisję zanieczyszczeń atmosferycznych (z procesów spalania paliw i procesów towarzyszących), zużycie wody i wytwarzanie ścieków (przemysłowych, komunalnych), zużycie paliw kopalnych, wytwarzanie odpadów (w tym niebezpiecznych), emisję hałasu, straty ciepła wynikające z przesyłu. Więc wybór obiektu badań uznaję za ilościowo ważny i jakościowo uzasadniony. Oryginalność celu i problemu naukowego: Oryginalność celu i problemu ujawnia się w: pro środowiskowym ujęciu, identyfikacji aktualnych rozwiązań organizacyjnych i technologicznych produkcji, eksploatacji ciepła, w tym następstw środowiskowych działania dużych podmiotów gospodarczych. Natomiast rozwiązanie problemu wyboru i oceny aspektów ekologicznych "produkcji" ciepła, osiągnięcie celu uzyskano metodami naukowymi, modelami wskaźników: OWA oceny wpływu aspektu na środowisko; C tzw. poziom krytyczności pozwalającymi na opracowanie i zweryfikowanie koncepcji środowiskowego opisu, analizy, oceny i polepszenia aspektów ekologicznych. To pozytywnie wyróżnia rozprawę, jest dobrym przykładem kompetencji w zakresie syntezy i analizy cyklu życia systemów, osiągniętego na WMRiT PP w Poznaniu, między innymi w efekcie prac naukowych Promotora tej rozprawy. 4

5 Rozwój ekologiczny, studium oraz badania konsekwencji, tj. skutków, logicznych następstw ciągłości produkowania, eksploatacji (użytkowania, częściowo: obsługiwania i zasilania) systemu energetycznego w sensie: negatywnym dla środowiska, dalej: potrzeby rozwoju przemysłowych technologii ciepła (nieszkodliwość oddziaływania produktu i procesu) opartego m.in. na zasadach racjonalnej inżynierii surowcowo-materiałowej, inżynierii odpadów w środowisku i w szeroko rozumianej gospodarce, to podstawy pro środowiskowej budowy i eksploatacji maszyn i urządzeń energetycznych. Jest to jednocześnie adekwatna, nowoczesna wiedza z zakresu dyscypliny przewodu doktorskiego: budowa i eksploatacja maszyn. Umiejętności samodzielnego prowadzenia pracy naukowej ujawniły się w metodycznym, eksperymentalnym podejściu do rozwiązania problemu (5 zadań sformułowanych dla osiągnięcia celu rozprawy), w wypracowaniu koncepcji, poznaniu dla wyboru i oceny wskaźników ekologicznych procesów produkcyjnych ciepła. Uzasadnione jest zastosowanie metody LCA (wspomniano program SimaPro 7.3, str.32) obiektywizującej szkodliwość i wpływ tych procesów na kluczowe aspekty ekologiczne. Ponadto, w określeniu środowiskowej analizy i oceny, wskaźniki: OWA oceny wpływu aspektu na środowisko, C tzw. poziom krytyczności wprowadzone przez Autora, spełniają poznawczą i twórczą rolę. Uwagi ogólne: Pracę oceniam wysoko i pozytywnie. Mam dwie uwagi ogólne, związane z realizacją zadania nr 5: I. Zadanie nr 5 rozprawy brzmi: "dokonanie oceny zaproponowanej metodyki identyfikacji i oceny aspektów ekologicznych w normalnych i pogorszonych warunkach eksploatacji." W pracy dokonano oceny stanu wybranego przedsiębiorstwa. Czy próbowano dokonać oceny zmian aspektów ekologicznych, np. po modernizacji, optymalizacji czy innowacji istniejących rozwiązań konstrukcyjnych, bądź procesowych, wykonanych lub planowanych do wykonania w badanym przedsiębiorstwie energetycznym? II. Druga uwaga z zakresu projektowania, koncypowania rozwiązań pobadawczych, w szczególności: wyniki badań aspektów ekologicznych zidentyfikowanych w działalności przedsiębiorstwa energetycznego (m.in. tabela, zał.1 i 2): Diagnoza, podobnie jak krytyka nic nie daje jeżeli nie można jej zastosować. Po pierwsze: które postępowania projektowokoncepcyjne prowadzą (prowadziły) do poprawy oceny warunków operacyjnych normalnych i pogorszonych/awaryjnych? Po drugie - czy i jak działania podjęte w ramach postępowania planowo-porządkującego, w przedsiębiorstwie energetycznym, odpowiadają postępowaniu projektowo-koncepcyjnemu spotykanemu w budowie i eksploatacji maszyn? Uwagi szczegółowe: W dalszych publikacjach proponuję, do rozważenia, wykorzystanie następujących spostrzeżeń związanych z tekstem rozprawy: s aspektów ekologicznych, czego? s wykazały udział.. czego? s jak Autor ocenia realność prognozy:... kilku bloków jądrowych do 2020 roku [92]? s do lat poprzednich wynosiła... ile? s jest nowa Ustawa o efektywności energetycznej z r. s w tył... czego? s energii nie można produkować, można jedynie przetworzyć z jednej postaci w drugą, s co znaczy słowo "zdezagagregowanych"? 5

6 s powtórzenie zdania wymieniającego, s co to jest...paliwo odpadowe? s zużycie 122,4 Mg węgla kamiennego. (również 48 6 ) - nie jest emisją, s zdanie nieczytelne, s tej zadaniem... przestawiony szyk wyrazów, s byłych radzieckich... określenie niezręczne, są to dzisiaj autonomiczne państwa, s.97, tab brakuje jednostek "Wielkości emisji" s , tab dlaczego od poz. 18 oceny są poniżej 60 punktów, w tym, np. "22.Emisja hałasu"? s rozkłada się... - może lepiej dekomponuje się? s ciężkość następstw, może lepiej uciążliwość następstw (w innych miejscach pracy stosuje się to określenia)? s.119, rys za mała czcionka tekstu opisującego na rysunku, s w pracy (rozprawie) nie ma tabeli 5.8?! s jaka jest różnica miedzy... działaniami korekcyjnymi..., a... działaniami korygującymi...? s.137, tab czy energia elektryczna, ciepło nie powinny być zakwalifikowany do WARTOŚCI WYCHODZĄCYCH? s błąd logiczny, s błąd logiczny s błąd logiczny. Drobne uwagi formalne, redakcyjne, które zaznaczyłem w tekście rozprawy i przekazałem do wiadomości Doktoranta. Wymienione wyżej uwagi szczegółowe, redakcyjne, formalne nie obniżają wartości merytorycznej opiniowanej pracy doktorskiej, bowiem mają charakter dyskusyjny i porządkowy. Według mojej wiedzy i zawartych w rozprawie relacji z badań własnych, opisano wiele rozwojowo ważnych - dla budowy, eksploatacji, kluczowych dla ekologii przemysłowych technologii energetycznych, opisów stanu, zależności merytorycznych pomiędzy: normalnymi i awaryjnymi warunkami pracy zakładu produkcji ciepła, a emisją gazów i pyłu do powietrza atmosferycznego: SO 2, NO 2, CO; zużyciem wody powierzchniowej z rzeki, wykorzystaniem paliw nieodnawialnych; składowaniem odpadów paleniskowych; potęgowaniem efektu cieplarnianego w procesach produkcji energii elektrycznej i cieplnej; potęgowaniem efektu cieplarnianego w procesach transportu energii cieplnej w wodzie i parze; mieszaniem odpadów komunalnych z odpadami niebezpiecznymi. Podczas obrony oczekuję krótkich odpowiedzi, na kwestie podniesione w uwagach ogólnych. D. Wniosek końcowy: W oparciu o przeprowadzoną ocenę rozprawy doktorskiej stwierdzam, że: Autor osiągnął, w sposób zadowalający, oryginalne rozwiązanie problemu naukowego, w postaci: celu głównego przez rozwiązanie 5 zadań szczegółowych; Doktorant wykazał się znajomością, niezbędnej do realizacji tematu, wiedzy teoretycznej z zakresu budowy i eksploatacji systemów energetycznych, którą wykorzystał w należytym stopniu podczas koncypowania, opracowania i weryfikacji 6

7 (w dużym przedsiębiorstwie energetycznym) metodyki wyboru i oceny aspektów ekologicznych produkcji ciepła; Kandydat wykazał się skrupulatnością i talentem twórczym we wprowadzaniu autorskich wskaźników oceny, umiejętnościami wykorzystania wiedzy matematycznej, z zakresu budowy i eksploatacji maszyn, w podejściu badawczym (produkcyjnym); Opiniowana praca w obszarze opisu, kryteriów, ocen analitycznych wyników i syntezy badań: produkcji, eksploatacji i kluczowych aspektów ekologicznych produkcji ciepła rozszerza wiedzę ekologiczną, a w zakresie pro środowiskowego wyboru i oceny aspektów ekologicznych świadczy o umiejętności samodzielnego prowadzenia pracy naukowej na dużych obiektach produkcyjnych. W związku z powyższym uważam, że przedstawiona mi do oceny rozprawa: mgr Piotra WACHOWSKIEGO pt. Metodyka wyboru i oceny kluczowych aspektów ekologicznych w produkcji ciepła na przykładzie wybranego przedsiębiorstwa energetycznego spełnia w świetle obowiązujących, a wymienionych wcześniej przepisów wymagania stawiane pracom doktorskim i wnioskuję o dopuszczenie Doktoranta do publicznej obrony, przed Komisją Rady Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej prof. dr hab. inż. Józef Flizikowski 7

8 Prof. dr hab. inż. Józef B. Flizikowski Bydgoszcz prof. zw. UTP w Bydgoszczy Zakład Systemów Technicznych i Ochrony Środowiska Szanowny Pan Prof. dr hab. inż. Franciszek TOMASZEWSKI Dziekan Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej Ul. Piotrowo Poznań Szanowny Panie Dziekanie, Uprzejmie dziękuję za okazane zaufanie naukowe i powierzenie mi obowiązków recenzenta pracy doktorskiej mgr Piotra WACHOWSKIEGO pt. Metodyka wyboru i oceny kluczowych aspektów ekologicznych w produkcji ciepła na przykładzie wybranego przedsiębiorstwa energetycznego W załączeniu przesyłam 1 egzemplarz recenzji w wersji papierowej, jej kopię cyfrową (płyta CD w formacie pdf z podpisem) i dokumentację towarzyszącą zleceniu. Łączę wyrazy uszanowania 8