СРО НП «МАЭ» — СРО-Э-150
Расчет парниковых газов от энергетической деятельности предприятий (сжигание топлива)
В данном разделе приводится методика расчета выбросов парниковых газов от энергетической деятельности, связанной со сжиганием топлива. При проведении инвентаризации выбросов парниковых газов от сжигания топлива с целью производства энергии (электричества и тепла) и для собственных нужд предприятия оцениваются выбросы газов с прямым парниковым эффектом – двуокиси углерода (СО2), метана (СН4) и закиси азота (N2O).
В процессе сжигания топлива большая часть углерода выбрасывается непосредственно в виде CO2. Другие газы (СН4 и N2O) также оцениваются. Весь высвободившийся углерод рассматривается в качестве выбросов CO2. Неокислившийся углерод, остающийся в виде твердых частиц, сажи или золы, исключается из общих показателей выбросов парниковых газов путем умножения на коэффициент1 окисления углерода в топливе (который показывает долю сгоревшего углерода).
Выбросы двуокиси углерода
Выбросы двуокиси углерода при стационарном сжигании топлива являются результатом высвобождения углерода из топлива в ходе его сгорания и зависят от содержания углерода в топливе. Содержание углерода в топливе является физико-химической характеристикой, присущей каждому конкретному виду топлива и не зависит от процесса или условий сжигания топлива.
Таблица 1 - Приставки и множители
| Сокращение | Приставка | Символ |
| 1015 | пета | П |
| 1012 | тера | Т |
| 109 | гига | Г |
| 106 | мега | М |
| 103 | кило | К |
Исходными данными для расчета выбросов служат данные о деятельности предприятия. Данные о деятельности представляют собой сведения о количестве и виде сожженного за год ископаемого топлива, то есть фактическое потребление топлива за год, по которым предприятия ведут учет.
Для расчетов используются следующие физические единицы измерения массы или объема топлива: для твердого и жидкого топлива - тонны, для газообразного топлива - тысячи кубических метров. Для перевода физических единиц в общие энергетические единицы – джоули (Дж), мегаджоули (МДж), гигаджоули (ГДж) или тераджоули (ТДж) (Таблица 1) - используется низшее теплотворное значение (теплота сгорания, или теплотворное нетто-значение - ТНЗ) каждой категории топлива.
Оценка выбросов диоксида углерода при сжигания топлива установками
Каждое топливо имеет определенные химико-физические характеристики, которые воздействуют на горение, такие, как значение ТНЗ, и содержание углерода. Содержание углерода в топливе может определяться в лаборатории на предприятии, что позволяет рассчитать собственный коэффициент выбросов двуокиси углерода и получить более точное значение выбросов. Использование собственных коэффициентов выбросов предпочтительнее усредненных коэффициентов, указанных в методике.
Расчет выбросов СО2 при сжигании топлива разбивается на следующие шаги:
1) фактически потребленное количество каждого вида топлива по каждой установке в натуральных единицах (т, м3) для соответствующего вида продукции умножается на коэффициент его теплосодержания ТНЗ (ТДж/т, м3);
2) полученное произведение (расход топлива в энергетических единицах - ТДж) умножается на коэффициент выбросы углерода (т C/ТДж);
3) полученное произведение корректируется на неполное сгорание топлива – умножается на коэффициент окисления углерода (отношение СО2 : СО);
4) пересчет выбросов углерода в выбросы СО2 – путем умножения откорректированного углерода на 44/12.
Расчет выбросов СО2 для каждого вида топлива для отдельных источников (установок для сжигания) производится по формуле:
Е = М х К1 х ТНЗ х К2 х 44/12
где
Е - годовой выброс СО2 в весовых единицах (тонн/год);
М - фактическое потребление топлива за год (тонн/год);
К1 - коэффициент окисления углерода в топливе (показывает долю сгоревшего углерода), таблица 2;
ТНЗ - теплотворное нетто-значение (Дж/тонн), таблица 3;
К2 - коэффициент выбросов углерода (тонн/Дж), таблица 3;
44/12 - коэффициент пересчета углерода в углекислый газ (молекулярные веса соответственно: углерод - 12 г/моль, О2 = 2 х 16 = 32 г/моль, СО2 = 44 г/моль).
Определение фактического потребления топлива производится на основании учетных данных предприятия о потреблении различных видов топлива.
При сжигании топлива не весь содержащийся в нем углерод окисляется до СО2. Учет неполного сгорания топлива производится с помощью коэффициента окисления углерода К1. Средние значения К1 представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Коэффициенты окисления углерода (K1)
| Вид топлива | Коэффициент окисления углерода (К1) |
| Уголь | 0,98 |
| Нефть и нефтепродукты | 0,99 |
| Газ | 0,995 |
Для перевода потребленного количества топлива в энергетические единицы его масса умножается на его теплотворное нетто-значение (ТНЗ). Для получения эмиссий углерода полученное количество потребленного топлива умножается на коэффициент выбросы углерода. Значения ТНЗ и коэффициентов выбросы углерода для видов топлива приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Коэффициенты низших теплотворных нетто-значений (ТНЗ) и коэффициенты выбросов углерода (К2) для видов топлива
| Виды топлива | ТНЗ, ТДж/тыс.т |
Коэффициент выбросов углерода, К2, тС/ТДж |
| Сырая нефть | 40,12CS | 20,31CS |
| Газовый конденсат | ||
| Бензин авиационный | 44,21CS | 19,13CS |
| Бензин автомобильный | ||
| Реактивное топливо типа бензина | ||
| Реактивное топливо типа керосина | 43,32CS | 19,78CS |
| Керосин осветительный и прочий | 44,75 | 19,6 |
| Дизельное топливо | 43,02CS | 19,98CS |
| Топливо печное бытовое | 42,54CS | 20,29CS |
| Топливо для тихоходных дизелей (моторное) | 42,34CS | 20,22CS |
| Топливо нефтяное (мазут) | 41,15CS | 20,84CS |
| Мазут флотский | ||
| Пропан и бутан сжиженные | 47,31D | 17,2D |
| Углеводородные сжиженные газы | ||
| Битум нефтяной и сланцевый | 40,19D | 22D |
| Отработанные масла (прочие масла) | 40,19D | 20D |
| Кокс нефтяной и сланцевый | 31,0D | 27,5D |
| Прочие виды топлива | 29,309D | 20D |
| Коксующийся уголь | 24,01CS | 24,89CS |
| Уголь каменный | 17,62PS | 25,58PS |
| Лигнит (бурый уголь) | 15,73PS | 25,15PS |
| Кокс и полукокс из каменного угля | 25,12D | 29,5D |
| Коксовый газ | 16,73PS | 13D |
| Доменный газ | 4,19PS | 66D |
| Газ природный | 34,78CS | 15,04CS |
| Дрова для отопления | 10,22CS | 29,48CS |
Оценка выбросов парниковых газов от сжигания топлива автомобильным транспортом
Автомобильный транспорт производит значительное количество выбросов ПГ, таких, как диоксид углерода (CO2), метан (CH4) и закись азота (N2O). По методологии МГЭИК автомобильный транспорт, как один из источников эмиссий ПГ, входит в модуль «Энергетическая деятельность», так как выбросы ПГ от автотранспорта связаны со сжиганием топлива. При оценке выбросов ПГ можно использовать национальные факторы эмиссий или факторы эмиссий ПГ по умолчанию, предложенные в Справочном руководстве МГЭИК.
Расчеты выбросов от транспортных средств основаны на данных об общем потреблении топлива. Удельная теплота сгорания и коэффициенты выбросов для каждого типа топлива были частично рассчитаны с учетом специфики используемого топлива.
Методика расчета выбросов от сжигания топлива от автомобильного транспорта подразделяется на две части: оценка эмиссий двуокиси углерода и оценка эмиссий других газов. Оценка выбросов CO2 лучше всего рассчитывается на основе количества и типа сгораемого топлива и содержания углерода в нем. Количество окисленного углерода практически не варьирует в зависимости от применяемой технологии сжигания топлива. Оценка выбросов других газов с парниковым эффектом более сложна, так как зависит от типа автомобиля, топлива, характеристик эксплуатации транспортного средства, типа технологии контроля за выхлопными газами.
Оценка выбросов диоксида углерода от сжигания топлива автомобильным транспортом
Расчет выбросов диоксида углерода от сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания рекомендуется проводить на основе учета видов топлива и типов двигателя. Выбросы углекислого газа по этому методу оцениваются следующим образом. Сначала оценивается потребление каждого вида топлива по типам транспорта (легковой, грузовой, автобусы, спецмашины). Затем оцениваются общие выбросы СO2 путем умножения количества потребленного топлива на фактор выбросы для каждого типа топлива и типа транспорта по формуле:
Е = М х К1 х ТНЗ х К2 х 44/12
где
Е - годовой выброс СО2 в весовых единицах (тонн/год);
М - фактическое потребление вида топлива за год (тонн/год);
К1 - коэффициент окисления углерода в топливе (показывает долю сгоревшего углерода), таблица 4;
ТНЗ - теплотворное нетто-значение (Дж/тонн), таблица 4;
К2 - коэффициент выбросов углерода (тонн С/Дж), таблица 4;
44/12 – коэффициент для пересчета выбросов углерода С в двуокись углерода СО2.
Для оценки выбросов диоксида углерода от автотранспортного сектора для используемых видов топлива (бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, сжатый природный газ) были рассчитаны региональные коэффициенты пересчета сожженного топлива в выбросы СО2 (теплотворные нетто-значения, коэффициенты выбросы углерода, фракция окисленного углерода). Расчеты коэффициентов для пересчета, представленные в таблице 3.4, были проведены по составу топлива и их физическим характеристикам на основе следующих источников данных: данные ГОСТов различных видов топлива; справочные данные; данные, полученные от некоторых нефтяных и газовых месторождений.
Таблица 4 - Коэффициенты для пересчета сожженного топлива в выбросы СО2 для автотранспорта
| Виды топлива | Теплотворное нетто-значение низшее, ТНЗ ТДж/тыс.тонн |
Коэффициент выбросов углерода, К2, тС/ТДж |
Фракция окисленного углерода, К1 |
| Бензин | 44,21 | 19,13 | 0,995 |
| Дизельное топливо | 43,02 | 19,98 | 0,995 |
| СНГ | 47,17 | 17,91 | 0,99 |
| Природный газ | 34,78 | 15,04 | 0,995 |
Коэффициенты для расчета выбросов СО2 при сжигании ископаемого топлива
Выбросы СО2 от сжигания топлива — не только главная составляющая всех антропогенных выбросов парниковых газов, но и их наиболее точно известная часть. Во всех странах сжигание топлива — предмет строгой статистической отчетности. При этом выбросы СО2 при сжигании угля, газа, нефтепродуктов и торфа зависят, прежде всего, от количества использованного топлива. Энергетическая эффективность сжигания топлива очень важна для энергетики и транспорта, но на выбросы СО2 влияет слабо. Главное именно то, сколько топлива было сожжено. Здесь мы не рассматриваем энергетику стран. Однако в качестве справочной информации для заполнения энергетического паспорта и Приложения 7 «Сведения по выбросам СО2-эквивалента при использовании энергетических ресурсов за отчетный (базовый) год» полезно привести коэффициенты пересчета — данные о том, сколько СО2 поступает в атмосферу при сжигании тонны того или иного топлива.
Таблица 5 - Коэффициенты для расчета выбросов СО2 при сжигании ископаемого топлива
| Виды топлива | Выбросы СО2 |
| Природный газ | 1,85 т СО2/(тыс. м3) |
| Каменный уголь | 2,7–2,8 т СО2/т, в зависимости от марки угля |
| Торф | ~1,5 т СО2/т, одна тонна торфа дает в ~2 раза меньше энергии, чем тонна угля |
| Топочный мазут | 3,1 т СО2/т |
| Автомобильный бензин | 3,0 т СО2/т или 2,1–2,3 кг СО2/л в зависимости от температуры топлива и его марки (летнее более плотное, а зимнее менее плотное) |
| Дизельное топливо | 3,15 т СО2/т или 2,6–2,8 кг СО2/л в зависимости от температуры топлива и его марки (летнее более плотное, а зимнее менее плотное |
| Авиационный керосин | 3,1 т СО2/т |
| Древесное топливо и сельскохозяйственные отходы | Выбросы СО2 считают равными нулю, так как СО2, поступивший в воздух при горении, ранее был поглощен из атмосферы в процессе роста растений (образуется замкнутый круговорот, не ведущий к росту концентрации СО2 в атмосфере) |
Источник: Национальный доклад РФ о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом за 1990– 2010 гг. М., 2012.
Также на нашем сайте:
