Методология и методические вопросы инвентаризации парниковых газов

Размещено на http://www.allbest.ru/

МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИНВЕНТАРИЗАЦИИ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ

Ш.А. Ильясов

В.М. Якимов

Основным требованием Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) при проведении национальных инвентаризаций парниковых газов является использование методологий расчета, согласованных и принятых конференцией сторон. Методологическая основа для расчета эмиссии и поглощения парниковых газов изложена в Руководстве [1] и в Руководящих указаниях по эффективной практике и учету неопределенности в национальных инвентаризациях парниковых газов [2]. Справочная информация по различным типовым коэффициентам, применяемым для расчетов по различным регионам мира и/или отдельным странам (или группам стран), приведена в Справочном руководстве [3].

В некоторых случаях при инвентаризации парниковых газов в Кыргызской Республике разрабатывались и применялись национальные методики расчетов и коэффициенты эмиссии. Понимая некоторое несоответствие подобного подхода требованиям МГЭИК, предъявляемым к инвентаризации, было принято решение оценить уровень вклада неохваченных процессов в общую эмиссию парниковых газов, учитывая, что инвентаризация в республике проводится впервые. Полученные оценки могут помочь определить необходимость включения этих процессов в последующие инвентаризации парниковых газов в республике.

Эмиссия парниковых газов с прямым эффектом оценивалась как в единицах массы отдельных парниковых газов, так и в относительных единицах СО2-эквивалента, определяемых через потенциал глобального потепления. Значения потенциала глобального потепления для различных газов неоднократно пересматривались и последние, рекомендованные МГЭИК, приведены в табл. 1.

Информационной основой оценок эмиссии парниковых газов являются данные о потреблении топливно-энергетических ресурсов, наличие источников и стоков парниковых газов, объеме различных производств, в том числе и сельскохозяйственной продукции, сопровождаемых эмиссией парниковых газов, количестве отходов и характеристике способов их захоронения, состоянии лесных ресурсов.

Таблица 1. Время существования и потенциал глобального потепления (ПГП) некоторых парниковых газов [4]

При оценке эмиссии парниковых газов использовались следующие источники информации:

· официальные публикации Национального статистического комитета Кыргызской Республики и других министерств, ведомств и организаций. Обычно это ежегодные издания или издания иной периодичности. В случае расхождения данных по тождественным статьям в различных по времени изданиях, приоритет всегда отдавался наиболее позднему по времени изданию;

· служебная информация министерств, ведомств и организаций Кыргызской Республики;

· информация национальных экспертов. Некоторые предприятия и организации в связи с изменением форм собственности, ведомственной подчиненности или других причин фактически утратили архивы или они не велись, или хранились ограниченное время. В некоторых случаях методики расчета эмиссии парниковых газов предусматривали данные, которые не учитывались ни официальной, ни служебной информацией. Во всех перечисленных выше случаях, а также, когда требовалось обоснование национальных коэффициентов, привлекались национальные эксперты, мнение которых в перечисленных ситуациях иногда являлось единственным источником информации;

· информация, полученная расчетным путем. Этот метод использовался только для восполнения пробелов в исходных данных. Расчетный метод применялся в случаях, когда достаточно явно наблюдались тенденции в динамике потребления, наличия или производства и/или имелось теоретическое или логически удовлетворительное основание таких расчетов;

· сведения из средств массовой информации. Публикации СМИ использовались только в качестве справочных. Ни в одном из случаев информация СМИ, не подтвержденная другими источниками, не принималась во внимание.

Информация из разных источников по тождественным статьям, иногда даже одного и того же ведомства, не всегда совпадает, а существующее информационное обеспечение не позволяет определить источник с наиболее достоверной информацией. Поэтому все источники информации были ранжированы по достоверности. Наиболее высокий ранг достоверности информации придан официальным публикациям Национального статистического комитета и других министерств, ведомств и организаций, далее по нисходящей:

· служебная информация министерств, ведомств и организаций;

· информация национальных экспертов;

· данные, полученные расчетным путем;

· данные средств массовой информации.

Энергетика

В общем объеме эмиссии парниковых газов сектор энергетики является наиболее весомым источником во всех странах мира. Не является исключением и Кыргызская Республика. В энергетическом секторе республики используются практически все основные виды топлива:

· твердое топливо (уголь, кокс, дрова);

· газообразное (природный газ);

· жидкое (нефть и ее производные, сжиженный газ).

Из источников информации отдельного упоминания заслуживает опубликованный <Топливно-энергетический баланс Кыргызской Республики 1985-1999> [5], в котором для 1990, 1995, 1997 и 1999 гг. даны достаточно подробные сведения о производстве энергии разных видов и о потреблении топливно-энергетических ресурсов и разных видов энергии в разных секторах экономики и/или отдельных производств.

В силу того, что энергетический сектор является доминирующим источником парниковых газов, методические вопросы и коэффициенты для оценки эмиссии парниковых газов в этом секторе являются наиболее проработанными МГЭИК. Для получения более достоверных результатов при проведении инвентаризации эмиссий парниковых газов от энергетического сектора в ряде случаев были использованы национальные коэффициенты и подходы. Система оценки энергетической ценности угля, принятая в СССР и действующая ныне в республике, и рекомендуемая МГЭИК система Международного агентства по энергетике не тождественны. При оценке эмиссии парниковых газов от сжигания углей нами применены национальные значения теплоты сгорания, которые были получены приведением имеющихся определений энергетической ценности угля к системе, рекомендуемой МГЭИК

В республике используются битуминозные угли как собственной добычи, так и импортные. Добыча производится открытым и подземным способами рядом угледобывающих предприятий (АО <Сулюктакомур>, АО <Кызыл-Киякомур>, АО <Алмалыккомур>, ГАО <Таш-Комур>, ГАО <Кок-Жангак>, ОсОО <Тегенек>, ГАО <Жыргалан>, ГАО <Ак-Улак>). Импорт битуминозных углей осуществляется только из Казахстана. Статистические данные по потреблению угля в республике достаточно достоверны и полны. При утверждении балансовых запасов месторождений угля, по принятой Госкомиссии по запасам процедуре, в обязательном порядке определяется теплотворная способность углей.

В справочной литературе по углям республики приводится удельная теплота сгорания (теплота сгорания по бомбе - Qdaf), высшая теплота сгорания сухого беззольного угля (Qdafs) и низшая теплота сгорания, рабочая (Qri). Кроме того, имеется, но редко высшая теплота сгорания рабочая (Qrs), высшая теплота сгорания влажного беззольного угля (Qafs) и низшая теплота сгорания сухого беззольного угля (Qdafi). Из всех этих значений экспериментально в лабораторных условиях определяется удельная теплота сгорания, остальные рассчитываются на ее основе с учетом физико-химических характеристик углей. В системе, рекомендуемой МГЭИК, используются два понятия: , которому ближе всего соответствует <удельная теплота сгорания>, и (нетто-теплотворное значение), которому ближе всего соответствует <низшая теплота сгорания сухого беззольного угля>. Международным агентством по энергетике (IEA) принято, что для угля составляет 0,95 от [3]. Следует отметить, что <низшая теплота сгорания сухого беззольного угля> отличается от <высшей теплоты сгорания сухого беззольного угля> учетом гидратированной воды в глинах минеральных примесей угля. Принимая во внимание изложенное, национальные значения теплоты сгорания углей рассчитывались как 0,95 от удельной теплоты сгорания.

Данные о теплотворной способности углей различных месторождений Кыргызстана опубликованы в официальных изданиях [6]. Данные для карагандинских углей (в основном импортируемых в Кыргызскую Республику) заимствованы из справочника по углям СССР [7].

В табл. 2 приведены средние данные по удельной теплоте сгорания для местных и импортируемых углей различных месторождений, используемых в республике.

Таким образом, усредненное нетто-теплотворное значение местных углей составляет

29,18 · 0,95 = 27,72 МДж/кг или ТДж/тыс. т,

а нетто-теплотворное значение импортируемых углей

32,49 · 0,95 = 31,01 МДж/кг или ТДж/тыс. т

Необходимо обратить внимание на то, что рассчитанные и принятые в качестве национальных нетто-теплотворные значения как местных, так и импортируемых углей выше типовых, рекомендуемых Справочником МГЭИК (18,58 ТДж/тыс. т).

Собственное производство светлых нефтепродуктов покрывает незначительную долю потребления. Основной объем потребления горюче-смазочных материалов (ГСМ) обеспечивается импортом. Постоянный внутренний спрос и ценовая разница с сопредельными странами-производителями делают ГСМ весьма привлекательными для контрабанды, объем которой, по оценкам экспертов, превышает легальный ввоз в несколько раз. Поэтому официальные статистические данные не могут служить информационной базой для оценки эмиссии парниковых газов от ГСМ.

Для оценки потребления ГМС был использован расчетный метод. Расчет произведен по количеству технически исправных единиц с приводом от двигателей внутреннего сгорания с учетом среднего годового пробега и/или средней годовой продолжительности работы двигателей внутреннего сгорания и норм потребления ГСМ на 100 км пробега и/или час работы. При определении среднегодового пробега были применены средневзвешенные коэффициенты коррекции к действующим нормативам пробега. Корректирующие коэффициенты определялись для каждого типа транспорта с учетом мощности двигателя и его юридической принадлежности.

Таблица 2. Теплота сгорания основных местных и импортируемых углей

При определении среднегодовой наработки машин и механизмов с приводом от двигателей внутреннего сгорания были применены средневзвешенные коэффициенты коррекции к действующим нормативам использования. Корректирующие коэффициенты учитывали использование (степень востребованности), техническое состояние, технологические особенности использования технических средств и определялись для каждого типа машин и механизмов с разбивкой по мощности двигателя.

Корректирующие коэффициенты определены сотрудниками кафедры <Автомобильный транспорт> Кыргызского технического университета им. И. Раззакова. Информационной базой для расчета корректирующих коэффициентов явились данные о режимах эксплуатации автотранспортных средств в разных автохозяйствах республики и данные о режимах эксплуатации машин и механизмов за многолетний период [8]. Классификация и категории автомоторных транспортных средств принята по классификации Европейской Комиссии ООН.

Нормы потребления ГСМ рассчитаны по базовым нормам, действующим в республике

[9], с поправкой на гипсометрическую высоту территории и условия преимущественной эксплуатации. С увеличением гипсометрической высоты эксплуатации снижается полнота сгорания топлива, что ведет к повышению его расхода. Для всех транспортных средств, машин и механизмов гипсометрическая высота их эксплуатации принималась по области, в которой они зарегистрированы. Данные о наличии технически исправного транспорта предоставлены УГАИ МВД.

Суммарное расчетное потребление ГСМ значительно превышает официальные статистические данные по всем годам (табл. 3).

Промышленные процессы

Промышленность Кыргызстана на конец XX в. включает следующие сектора и категории источников парниковых газов:

1. Производство минеральных веществ:

· цемента;

· строительной извести;

· стекла;

· битума и асфальта.

Таблица 3. Сопоставление расчетных и статистических данных
по потреблению бензина и дизельного топлива

Примечание: пустые клетки - отсутствие информации. Выделены годы, по которым статистические данные взяты из топливно-энергетического баланса.

2. Химическая промышленность:

· производство полиэтиленовой пленки и изделий из пластмассы.

3. Производство металлов:

· сурьмы;

· ртути;

· вторичная плавка черных и цветных металлов.

4. Другое производство - пищевая промышленность.

Методология МГЭИК предусматривает оценку эмиссий парниковых газов, связанную с каждым отдельным промышленным процессом. Особенность методологии оценки эмиссии парниковых газов промышленных процессов заключается в том, что расчет ведется не от объема потребления сырья, а от объема производства конечной продукции. Хотя для некоторых видов промышленных процессов имеются некоторые специфические особенности и разные подходы для оценки эмиссий, в общем виде алгоритм расчета может быть представлен в следующим виде:

Эмиссия = Объем продукции за год * Коэффициент эмиссии газа на единицу продукции

При оценке эмиссии парниковых газов в Кыргызской Республике использовались в основном типовые коэффициенты, рекомендуемые МГЭИК. Для технологических процессов, не отраженных в рекомендациях МГЭИК, проведены дополнительные исследования.

На основании данных аналитических измерений и анализа технологических процессов производства ртути и сурьмы, экологических паспортов и проектов нормативов предельно допустимых выбросов производств определена общая эмиссия парниковых газов. Затем из этой общей эмиссии вычтена доля, приходящаяся на сжигание топлива в технологических процессах (мазута), которая, согласно рекомендациям МГЭИК, учитывается в секторе энергетики. Оставшаяся часть и представляла собственную эмиссию технологических процесссов [10, 11]. Отношение собственной эмиссии к объему выпуска продукции (ртуть, сурьма) и определяло национальные коэффициенты эмиссии.

Для оценки эмиссий парниковых газов от вторичной плавки черных и цветных металлов по данным экологических паспортов предпри-

ятий и проектов нормативов предельно допустимых выбросов производств, осуществляющих переработку (переплавку) стального литья и цветных металлов, были определены коэффициенты эмиссии. Эти данные можно считать вполне достоверными, как рассчитанные по фактическим объемам выбросов газов и объемам выпущенной продукции.

Расчеты эмиссий парниковых газов от пищевой промышленности выполнены с использованием типовых коэффициентов.

Значительный объем взрывчатых веществ, используемых при горнодобывающих работах, а также при строительстве и реконструкции горных дорог, обусловил необходимость оценки эмиссии парниковых газов при взрывных работах, которые отсутствуют в методических и справочных руководствах МГЭИК.

Собственное производство на Кара-Балтинском горнорудном комбинате составило:

1997 г. - 194,5 т, 1998 г. - 180 т,

1999 г. - 554,9 т, 2000 г.- 957,9 т.

Определение объемов эмиссий парниковых газов при производстве взрывных работ выполнено согласно одной из действующих методик, по следующей схеме [12]:

1. Объем пылегазового облака Vо = 44000 А1,08, где А - количество взорванных ВВ, т

2. Удельный расход ВВ на 1 м3 взорванной горной массы ? =1000A/Vгм, где Vгм - объем взорванной горной массы, 4-5 т/кг - рекомендуемое количество материала, поднимаемого в воздух при взрыве 1кг ВВ, плотность материала принята 2,7 т/м3.

Удельное выделение газов на 1т ВВ (q) принимается в зависимости от значения ? и типа ВВ.

3. Объем валовых выбросов при производстве взрывных работ

По = k q (1 - ?/100),

где k - коэффициент, учитывающий гравитационное оседание загрязняющих веществ, для газов k = 1;

? - эффективность применяемых при взрывных работах средств пылеподавления.

Таблица 4. Объемы использования ВВ в период с 1990 по 2000 г., т

Значение ? при гидрозабойке скважин составляет 85%, в среднем для республики можно принять, что в 50% случаях применяются средства газоподавления.

Кроме выбросов с пылегазовым облаком, после взрыва дополнительно выделяется из горной массы 50% СО от выброса.

Сельское хозяйство

В сельскохозяйственной деятельности основными источниками эмиссии парниковых газов являются:

· животноводство и птицеводство, которые включают эмиссии при внутренней (кишечной) ферментации у сельскохозяйственных животных и домашнего скота, а также эмиссии при сборе, хранении и использовании продуктов жизнедеятельности животных и птицы (навоз и птичий помет);

· рисоводство (выращивание риса на затопленных рисовых полях);

· сельскохозяйственные земли (эмиссии от внесенных удобрений и от выращивания определенных культур);

· сжигание сельскохозяйственных остатков на полях;

· стихийные горные пожары (эмиссия от пожаров отнесена к компетенции сельского хозяйства как антропогенный по своей природе источник, влияющий на кормовые ресурсы именно этой отрасли).

Исходные данные о поголовье животных и площадях посева рисом для инвентаризации за период 1990-2000 гг. были получены от Национального статистического комитета и Министерства сельского, водного хозяйства и перерабатывающей промышленности.

Соотношение количества навоза в различных системах хранения; количество пожнивных остатков, сжигаемых на полях по видам культур; доля биомассы, сжигаемая на полях; доля углерода в сухой биомассе пшеницы и риса; доля азота в сухой биомассе азотофиксирующих и неазотофиксирующих культур, выращиваемых в Кыргызстане, определена национальным экспертом [13].

Землепользование и лесное хозяйство

Изменение землепользования и лесное хозяйство охватывают три вида деятельности, которые приводят к эмиссии и стокам двуокиси углерода:

· изменения в лесах и других резервуарах древесной биомассы;

· конверсия лесных и луговых угодий;

· прекращение эксплуатации земель.

Растительная биомасса, особенно леса и другие резервуары древесной биомассы, являются основным источником стока СО2 в природном углеродном цикле. Но параллельно со стоком здесь же происходит и эмиссия СО2 от разложения отмершей биомассы. При оценке эмиссии от изменения в лесах и других резервуарах древесной биомассы проблема состоит в расчете баланса СО2 для древесной растительности в углеродном цикле. Доходная статья баланса учитывает скорость прироста в лесах и других резервуарах древесины, которая различна для разных пород деревьев и зависит от возраста и климатических условий их произрастания. Коэффициенты прироста древесины для основных лесообразующих пород для разных климатических (высотных) зон были определены национальным экспертом.

Промышленная заготовка древесины в Кыргызстане не ведется. Расходная статья баланса учитывает санитарные рубки и рубки ухода как в лесах, так и вне леса.

Конверсии лесных и луговых угодий в пашни в республике в последнее время не происходит. Но к этой категории источников парниковых газов отнесена эмиссия от сухой древесины - отходов санитарных рубок и рубок ухода, использованной в качестве бытового топлива, как эмиссии от <сжигания биомассы не на месте ее произрастания>.

Отходы

Эмиссии парниковых газов происходят при захоронении твердых отходов, очистке бытовых, коммунальных и промышленных сточных вод. В Кыргызской Республике размещение твердых отходов осуществляется только на неуправляемых свалках: на глубоких - у населения, проживающего в городах; неглубоких - в поселках городского типа. Согласно рекомендациям МГЭИК, эмиссия парниковых газов от коммунальных отходов населения, прожива-ющего в сельской местности, не учитывалась.

Для определения эмиссий метана использован метод недостатка [2], основанный на расчетах эмиссий метана по объему образующихся твердых отходов в конкретном году, так как количество и состав отходов по годам изменялся незначительно. Метод распада первого порядка, по информации МГЭИК, обеспечивающий большую точность, не использовался из-за отсутствия исходных данных за предшествующие годы.

Учитывая, что в Кыргызской Республике отсутствуют полигоны для размещения промышленных отходов (кроме хвостохранилищ, шламонакопителей и т.п.), можно предположить, что часть промышленных отходов (особенно в крупных населенных пунктах) попадает без официальной регистрации на свалки бытовых отходов, но, по оценкам экспертов, эта часть незначительна и в расчетах эмиссии парниковых газов не учитывалась. инвентаризация парниковый газ топливо

На свалках твердых отходов анаэробное разложение органического вещества метаногенными бактериями приводит к эмиссии метана и диоксида углерода. Однако количество диоксида углерода может быть незначительным за счет химических процессов, протекающих в различных условиях и растворения в воде, поэтому в соответствии с рекомендациями МГЭИК этот газ не учитывается. Метан выделяют бытовые и коммунальные сточные воды и илистые отходы. Расчеты эмиссий метана от бытовых, коммунальных сточных вод и илистых отходов были выполнены по типовым методикам.

Сточные воды жизнедеятельности человека, кроме метана, выделяют и закись азота. Эмиссия закиси азота от сточных вод жизнедеятельности человека зависит от питания и потребления белка населением. При расчетах общее потребление белка на душу населения было принято по данным Национального статистического комитета.

Количество бытовых сточных вод определено по численности населения. Поскольку в сельских населенных пунктах сточные воды не проходят через какие-либо системы очистки, то при оценке эмиссий в расчет принято только городское население, численность которого взята по данным Национального статистического комитета.

Коэффициенты конверсии метана для различных систем очистки были приняты по <Справочнику проектировщика. Канализация населенных мест и промышленных предприятий>, 1981 г. В соответствии с указанными рекомендациями было принято, что максимально возможное преобразование органического вещества сточных вод и осадков в метан возможно после первичных отстойников на 53%, а после биологической очистки - на 44%.

Среднее на душу населения количество загрязняющих веществ, поступающих в системы очистки, выраженное БПК = 0,05 кг/ чел. сутки, или 18250 кг/1000 чел. год. Коэффициент максимальной величины образования метана в сточных водах и илистых осадках принят 0,25 СН4/кг БПК. Общее количество утилизированного или сожженного метана принято равным 0, так как на существующих очистных сооружениях отсутствуют системы сбора, утилизации и сжигания метана.

Агрегированный коэффициент конверсии метана для бытовых сточных вод равен 0,477-0,434, для илистых отходов - 0,47.

Для расчета эмиссий метана от промышленных сточных вод было определено количество образующихся сточных вод, согласно информации Национального статистического комитета по объему произведенной продукции в каждой отрасли промышленности за период с 1990 по 2000 г. Типы систем очистки для промышленных сточных вод приняты по данным Министерства экологии и чрезвычайных ситуаций. Доли сточных вод, приходящиеся на разные системы очистки, приняты по оценке национальных экспертов.

Остальные коэффициенты для расчета эмиссий были приняты, согласно рекомендациям МГЭИК.

Литература

1. Greenhouse Gas Inventory Workbook: Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. - Vol.2. I IPCC/UNEP/OECD/ IEA, 1997. - 335 p.

2. Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories//IPCC Secretariat. Sixteenth session. - Montreal, 1-8 May, 2000.

3. Reference Manual: Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. - Vol.2. I IPCC/UNEP/OECD/IEA, 1997. - 213 p.

4. Climate Change 2001: The Scientific Basis. IPCC, 2001. - 881 p.

5. Топливно-энергетический баланс Кыргызской Республики за 1985-1999. - Бишкек: Нацстатком, 2000. - 53 с.

6. Угольные месторождения Кыргызской Республики: Справочник. - Бишкек, 1998. - 511 с.

7. Угли СССР: Справочник. - М., 1975. 8. Бекетаев О.Б. Отчет национального эксперта в области энергетики: Фонды Проекта ГЭФ/ПРООН#KYR/00/G31. - Бишкек, 2002. - 50 с.

9. Линейные нормы расхода топлива и смазочных материалов для автомобильного транспорта /АООТ НПО "Кыргыздортранстехника" Министерства транспорта и коммуникаций КР. - Бишкек, 2001. - 67 с.

10. Лупинин Э.В. Отчет национального эксперта в области промышленных процессов: Фонды Проекта ГЭФ/ПРООН#KYR/00/G31. - Бишкек, 2002. - 20 с.

11. Садабаева Ч.О. Расчет эмиссии и стока парниковых газов в модуле "Промышленные процессы" по АО "Кадамжайский сурьмяный комбинат": Фонды Проекта ГЭФ/ ПРООН#KYR/00/G31. - Бишкек, 2002. - 13 с.

12. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 180 с.

Размещено на Allbest.ru