Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВА РОБОТА

на тему:

«Інвентаризація парникових газів в енергетичному секторі Тернопільської області»

ЗМІСТ

Вступ

Розділ 1. Сучасні підходи та методи інвентаризації парникових газів (ПГ) на різних рівнях

1.1 Парниковий ефект та Кіотський протокол до Рамкової конвенції ООН зі зміни клімату

1.2 Суть інвентаризації та математична модель процесу емісії парникових газів

1.3 Методики МГЕЗК, їх переваги та недоліки

Розділ 2. Стан сучасної системи інвентаризації парникових газів в Україні

2.1 Інвентаризація парникових газів в Україні

2.2 Інвентаризація на національному рівні

2.3 Інвентаризація на рівні адміністративних районів

2.4 Розподілена інвентаризація на рівні елементарних ділянок

2.5 Приклади просторової інвентаризації викидів парникових газів

Розділ 3. Основні джерела емісії парникових газів в енергетичному секторі Тернопільської області

3.1 Особливості інвентаризації парникових газів в енергетичному секторі

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Серед численних екологічних та соціально-економічних проблем людства на рубежі ХХ-ХХІ ст. однією з найактуальніших є глобальне потепління клімату. Масштабні, а в багатьох випадках і катастрофічні, стихійні явища в поєднанні з даними інструментальних вимірювань протягом майже 150-річного періоду їх проведення впевнили вчених, політичних діячів і світову спільноту, що клімат дійсно почав змінюватись і, що ці зміни згідно з останніми дослідженнями відбуваються досить швидко, суттєво впливаючи на умови життя та діяльності людини.

Україна також належить до регіонів планети, де зміни клімату є відчутними. Навіть без проведення спеціальних спостережень стало помітно, що тривалість зимових періодів значно скоротилась, а зими стали менш холодними, почастішали посухи.

І на глобальному, і на регіональному рівнях зміни клімату стали беззаперечним фактом, наявність якого поставила перед людством проблему розв'язання цілої низки надзвичайно важливих і складних завдань, пов'язаних з розробкою та реалізацією стратегії свого практичного існування в умовах зміни клімату.

Створена програмою ООН з охорони довкілля та Всесвітньою метеорологічною організацією у 1988 р. Міжурядова група експертів зі зміни клімату (МГЕЗК) збирає, аналізує, узагальнює опубліковані у світі дані щодо зміни клімату та готує звіти з цього питання. Автори звітів дійшли висновків, що подальше неконтрольоване зростання викидів парникових газів може призвести до прискорення антропогенного потепління та розвитку численних катастрофічних наслідків. Якщо викиди парникових газів протягом ХХ ст. зберігатимуться на теперішньому рівні чи перевершать його, це спричинить значні зміни, які, ймовірно, будуть серйознішими і глибшими, ніж відповідні зміни клімату протягом ХХ століття. Потепління спричиняє зменшення поглинання атмосферного вуглекислого газу сушею та океаном, збільшуючи частку антропогенних викидів у атмосферу.

Україна як Сторона Рамкової конвенції ООН про зміну клімату та Кіотського протоколу до неї здійснює системну роботу з впровадження положень Рамкової конвенції та виконує Національний план заходів з реалізації положень Кіотського протоколу до Рамкової конвенції.

Здійснення щорічної інвентаризації антропогенних викидів парникових газів в Україні є основою для реалізації механізмів Кіотського протоколу та впровадження схеми зелених інвестицій для реалізації проектів з модернізації промисловості, спрямованих на досягнення скорочення антропогенних викидів парникових газів. Особливої уваги на даний час потребують питання оцінки невизначеності кадастру емісій парникових газів в Україні та побудова розподілених в часі і просторі оцінок емісій. Одним із найвпливовіших секторів антропогенної діяльності людства в плані емісій парникових газів, таких як вуглекислий газ CO₂, метан CH₄, закис азоту N₂O, є енергетичний сектор. Саме тому розробка алгоритмів та моделей просторово розподіленої інвентаризації емісій парникових газів у енергетичному секторі є важливою і актуальною задачею.

Курсова робота складається з трьох розділів. У першому розділі “ Сучасні підходи та методи інвентаризації парникових газів (ПГ) на різних рівнях” описано парниковий ефект та Кіотський протокол до Рамкової конвенції ООН зі зміни клімату, суть інвентаризації та математична модель процесу емісії парникових газів, методики МГЕЗК, їх переваги та недоліки. У другому розділі “ Стан сучасної системи інвентаризації парникових газів в Україні” розглянуто інвентаризацію парникових газів в Україні на національному рівні, на рівні адміністративних районів, розподілену інвентаризацію на рівні елементарних ділянок, приклади просторової інвентаризації викидів парникових газів. У третьому розділі “ Основні джерела емісії парникових газів в енергетичному секторі Тернопільської області” досліджено особливості інвентаризації парникових газів в енергетичному секторі.

Розділ 1. Сучасні підходи та методи інвентаризації парникових газів (ПГ) на різних рівнях

1.1 Парниковий ефект та Кіотський протокол до Рамкової конвенції ООН зі зміни клімату

Зміна клімату - одна із найбільш обговорюваних проблем у сучасному світі. Небезпека процесу зміни клімату полягає не лише у підвищенні середньорічної температури, але й у частій появі надзвичайних погодних явищ. Разом з цим зміна клімату це не тільки екологічна проблема, але й фундаментальна проблема розвитку, її негативні наслідки загрожують соціально-економічному прогресу.

Більша частина наукового співтовариства пояснює процес зміни клімату як результат антропогенної діяльності, особливо спалювання викопного палива, а також зниженням здатності екосистем до поглинання вуглецю, що пов'язано з індустріально-технічною діяльністю людини. Підвищення температури пов'язане із ростом концентрації в атмосфері ПГ- газоподібних складників атмосфери (як природного, так і антропогенного походження), які поглинають і перевипромінюють інфрачервоне випромінювання, що призводить до «парникового ефекту».

Природний парниковий ефект стабілізує температуру атмосферного повітря та є необхідним для підтримання життя на Землі. Проте, збільшуючи викиди ПГ в атмосферу, люди порушують баланс, що складався впродовж століть, концентрація ПГ зростає, посилюється парниковий ефект. За розрахунками МГЕЗК при подальшому зростанні викидів ПГ в атмосферу такими ж темпами як зараз середньорічна температура поверхні планети збільшиться до кінця XXI сторіччя на 1,5 - 4,5 ^оС, що може привести до екологічних катастроф (танення льодовиків і підвищення рівня світового океану, зсув кліматичних і рослинних зон та ін.). Вже й зараз людство може відчути перші результати зміни клімату - зросла повторюваність та інтенсивність природних стихійних явищ. Це також підтверджується даними Українського науково-дослідного інституту гідрометеорології: на кінець 20 ст. середньорічна температура повітря на більшій частині України зросла на 0,5 - 1,0^оС, збільшилась річна сума опадів, насамперед у зимовий та весняний періоди, частіше повторюються стихійні гідрометеорологічні явища (шквали, сильні зливи, високі паводки на ріках).

Порівняно із доіндустріальною епохою (з 1750 р.) концентрація викидів СО₂ в атмосфері значно зросла (із 280 до 375 ppm), причому найбільший ріст припадає на останні десятиліття ХХ століття і зумовлений в основному спалюванням викопного палива та процесами вирубування лісів, а також іншими змінами у землекористуванні. За останні 20 років спалювання викопного палива відповідає за 3/4 росту концентрації СО₂, решту росту спричинено вирубуванням лісів та деградацією земель.

Концентрація інших ПГ прямої дії - метану та закису азоту - також зростає внаслідок промислової, сільськогосподарської та інших видів діяльності. Підвищення концентрації метану приблизно на половину викликано антропогенними факторами (тваринництво, вирощування рису, утилізація відходів, витоки природного газу при його добуванні, емісії метану із шахт і т. д.). Приблизно третина сьогоднішнього росту закису азоту, за оцінками вчених, викликана теж антропогенними причинами (сільське господарство, хімічна промисловість, спалювання біомаси). В результаті антропогенної діяльності з'явились ПГ прямої дії, які раніше в атмосфері не спостерігалися. До них відносяться хлорфторвуглеці (CFCs) - родина створених людиною сполук, їх замінники гідрофторвуглеці (HFCs) та інші сполуки, як наприклад, перфторвуглеці (PFCs).

Крім того, існують інші гази, такі як моноксид вуглецю (CO), оксиди азоту (NO_X) та леткі неметанові органічні сполуки (NMVOCs), які безпосередньо не є ПГ, але опосередковано впливають на парниковий ефект в результаті хімічних реакцій в атмосфері. Їх називають прекурсорами або ПГ непрямої дії.

У 1988 р. Генеральною Асамблеєю ООН створено Міжурядову групу експертів з проблеми зміни клімату (МГЕЗК, англ.- Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC). В доповіді за 2001 р. вона зробила однозначний висновок: розбалансування глобальної кліматичної системи, як результат людської діяльності, - одна з основних причин існуючих та прогнозованих змін клімату. У 1992 р. у Ріо-де-Жанейро підписано Рамкову конвенцію ООН зі зміни клімату (РКЗК), а в 1997 р. - прийнято Кіотський протокол РКЗК.

Кінцева мета Конвенції полягає у стабілізації концентрацій ПГ у атмосфері на такому рівні, який не допускав би небезпечного антропогенного впливу на кліматичну систему. Конвенція також закликає Сторони спрямувати свої зусилля на досягнення наступних цілей:

· розробляти, періодично поновлювати, публікувати та надавати Конференції Сторін свої національні інвентаризації антропогенних викидів із джерел та абсорбції поглиначами усіх ПГ, які не регулюються Монреальським протоколом;

· використовувати порівнювальні методології інвентаризації викидів та поглинання ПГ, які мають бути ухвалені Конференцією Сторін.

Україна ратифікувала Конвенцію у жовтні 1996 р. і стала Стороною у серпні 1997 р. відповідно до процедур ООН, а 4 лютого 2004 р. Верховна Рада України ратифікувала Кіотський Протокол.

Виходячи з зобов'язань, які має Україна у відповідності із Кіотським Протоколом, необхідно в період з 2008 по 2012 р. стабілізувати емісії ПГ в атмосферу на рівні 1990 р. та налагодити національну систему інвентаризації викидів ПГ на базі сумісних методик. На сьогодні Україна посідає 20 місце у списку країн світу з найбільшими викидами ПГ в атмосферу , але її поточні річні викиди є значно нижчими від рівня викидів у 1990 році через економічний спад у 90х роках.

парниковий інвентаризація емісія газ

1.2 Суть інвентаризації та математична модель процесу емісії парникових газів

Процедуру оцінки величини емісії ПГ прийнято називати інвентаризацією. При цьому складним процесам антропогенної емісії (чи поглинання) ПГ на території відповідної країни ставлять у відповідність математичну модель:

, (1.1)

де - емісії, - параметри та дані про діяльність, і - категорія діяльності, t - час (година, рік тощо) і далі оцінюють величину емісії ПГ за допомогою цієї моделі. Специфіку функціональної залежності f описано далі при розгляді конкретних видів господарської діяльності.

Базова модель для оцінки емісій є добутком щонайменше двох величин, наприклад:

- даних про показники діяльності та середніх значень коефіцієнтів емісії.

- виміряних емісій за одиницю часу (напр., годину) та загального часу спостереження (місяць, рік).

На практиці підходи до інвентаризації емісій є набагато складнішими, але принцип залишається тим же.

Результати інвентаризації викидів ПГ є ключовим параметром у міжнародних угодах, спрямованих на боротьбу із зміною клімату. Усі наукові дослідження, що стосуються забруднення атмосферного повітря, базуються на результатах цих інвентаризацій у поєднанні із замірами концентрації деяких газів у атмосфері. Розроблено багато математичних моделей для опису фізичних, хімічних та гідрометеорологічних процесів, що ведуть до змін у навколишньому середовищі, які базуються на результатах інвентаризації викидів ПГ на регіональному, національному чи локальному рівні. Тобто, результати інвентаризації викидів ПГ є важливими як для наукових цілей, так і для політиків, технологів, людей, що приймають рішенні на регіональному рівні, бізнесменів та громадськості .

На сьогодні існує ряд підходів до інвентаризації викидів ПГ на рівні окремої країни. Уряди країн із спільними інтересами (учасники конвенцій) встановлюють стандартні методики, які повинні використовуватись усіма учасниками для проведення інвентаризації і результати відповідно подають в одному форматі, щоб забезпечити прозорість інвентаризацій, можливість порівняння результатів між країнами та моніторинг виконання учасниками своїх зобов'язань. В залежності від мети та цілей такої міжнародної угоди, у відповідних методиках окреслюють сектори та види забруднюючих речовин, для яких проводиться інвентаризація.

1.3 Методики МГЕЗК, їх переваги та недоліки

У відповідності з Кіотським протоколом кожна країна-учасниця повинна створити національну систему для оцінки антропогенних викидів із джерел та абсорбції поглиначами усіх ПГ, передбачених протоколом. Такі національні системи повинні базуватись на спільних засадах, а результати інвентаризацій у країнах повинні бути представлені в однаковому форматі. З цією метою МГЕЗК розробила "Керівництво для національних інвентаризацій викидів ПГ" (методики МГЕЗК) [54, 55, 164], де пропонуються підходи до здійснення національних інвентаризацій антропогенних емісій із поділом на категорії джерел емісій та поглиначів ПГ. У цих методиках взято до уваги такі ПГ: вуглекислий газ (СО₂), метан (СН₄), оксид азоту (N₂O), гідрофторвуглеці (HFCs), перфторвуглеці (PFCs), гексафторид сірки (SF₆), трифторид азоту (NF₃) та інші галокарбонові сполуки. Крім того, враховуються також інші гази, такі як моноксид вуглецю (CO), оксиди азоту (NO_X), діоксид сірки (SO₂), аміак (NH₃) та леткі неметанові органічні сполуки (NMVOCs), які безпосередньо не є ПГ, але опосередковано впливають на парниковий ефект в результаті хімічних реакцій в атмосфері.

Згідно із методиками МГЕЗК усі джерела та поглинаючі ПГ поділено на основні сектори, які включають відповідні процеси, джерела та поглиначі ПГ: 1) енергетика, 2) промисловість, 3) сільське господарство, лісове господарство та інші види землекористування, 4) відходи, 5) інші сектори.

Кожен сектор містись ряд категорій (напр., транспорт) та підкатегорій (напр., легкові автомобілі). Інвентаризація повинна проводитись для найнижчих підкатегорій із подальшим агрегуванням результатів до більш загальних категорій та секторів. Національні загальні емісії обчислюють як суму усіх емісій та поглинань для кожного газу із врахуванням коефіцієнту глобального потепління.

Для усіх категорій джерел/поглиначів ПГ методика інвентаризації подібна і базується на використанні інформації про обсяги людської діяльності у деякій країні та коефіцієнтів, які визначають емісії чи поглинання від одиниці такої діяльності. Наприклад, викиди вуглекислого газу внаслідок спалювання викопного палива можна оцінити як добуток кількості спожитого палива в країні на відповідний коефіцієнт емісії вуглекислого газу від спалювання одиниці цього виду палива. Методики передбачають можливість, що такий базовий підхід може бути доповнений і включатиме інші параметри.

В залежності від наявності та доступності необхідної інформації кожна країна може вибрати один із трьох рівнів проведення інвентаризації. Базовий рівень передбачає використання загальнонаціональних легкодоступних показників та запропонованих у методиках коефіцієнтів емісії. Середній рівень вимагає більшої деталізації по підсекторах та використання національних специфічних значень коефіцієнтів емісії. На найвищому рівні інвентаризації необхідно мати дані не на загальнонаціональному рівні, а окремі показники по основних джерелах викидів та відповідні коефіцієнти емісій.

Беззаперечним позитивним аспектом методик МГЕЗК є їх гнучкість та універсальність, адже вони можуть використовуватись фахівцями багатьох країн, незважаючи на те, що країни розміщені у різних кліматичних зонах, мають істотні відмінності в рівнях економічного розвитку, різний розподіл секторів економічної діяльності, національні особливості збору та обробки статистичної інформації і т.д. Окрім того, для кожної категорії господарської діяльності запропоновано методи інвентаризації трьох рівнів деталізації:

1) країни, що мають низько розвинену національну статистичну систему проводять інвентаризації з використанням методів 1-го рівня (використовуючи узагальнені показники діяльності та коефіцієнти емісій, запропоновані МГЕЗК);

2) якщо в країні проводились дослідження, присвячені визначенню національних коефіцієнтів емісій для усіх чи деяких видів ПГ внаслідок тієї чи іншої діяльності, то країна обирає 2-й рівень інвентаризації (на основі загальних даних про діяльність, але з використанням національних коефіцієнтів емісії);

3) найбільш складний, третій рівень, вимагає детальних даних про основні параметри та характеристики кожного процесу, внаслідок якого виникають емісії (напр., технологія спалювання палива, вік устаткування, рівень впровадження каталізаторів на автомобілях і т.д) та застосування відповідних національних коефіцієнтів емісії.

Тобто, кожна країна незалежно від стану розвитку власної інвентаризаційної системи може вірно використати методики. Саме тому, результати інвентаризації, подані різними країнами є співставними, їх можна порівнювати, агрегувати до певних регіонів світу і т.д.

Проте, через свою універсальність методики МГЕЗК не пристосовані до повноцінного врахування регіональних особливостей країн, що веде до зниження ефективності інвентаризації з точки зору окремої країни та веде до збільшення похибки інвентаризації. Саме тому автори методик заохочують до розробки нових національних підходів на основі методик МГЕЗК, але із врахуванням особливостей кожної країни.

Окрім того, суттєвим недоліком методик є те, що на основі результатів інвентаризації можна оцінити лише загальнонаціональні емісії із поділом на види газів та сектори економіки, але неможливо виділити навіть загальні параметри розподілу цих даних по регіонах країни. Проте, в більшості країн джерела та поглиначі ПГ розміщені дуже нерівномірно, тому для владних структур та природоохоронних організацій дуже важливою є інформація про реальний територіальний розподіл таких джерел/поглиначів ПГ.

Саме тому окремі країни чи групи країн на основі методик МГЕЗК розробляють свої «національні» керівництва до інвентаризації викидів в атмосферу. На даний час в Європі розроблено системи національних інвентаризацій, які дозволяють готувати інвентаризаційні звіти згідно з вимогами IPCC та CoriNair. Серед них можна виділити системи інвентаризацій Великобританії та Німеччини. В таких системах додатково використано інструментарій геоінформаційних систем (ГІС) для оперування даними та візуалізації.

В США проведенням національних інвентаризацій емісій займається Агентство із захисту навколишнього середовища (U.S. EPA). На основі Методик МГЕЗК створено «Переглянуте керівництво інвентаризації ПГ для окремих штатів», а також відповідне програмне забезпечення, за допомогою якого інвентаризація проводиться на рівні окремого штату. Причому, детально враховано особливості цього штату, коефіцієнти, які пропонуються за замовчуванням, теж базуються на дослідженнях саме для нього (напр., враховано хімічний склад палива, умови спалювання, середній вік парку автомобілів, умови експлуатації обладнання на підприємствах, умови ведення сільськогосподарських робіт, характер використання родовищ та інші параметри). Очевидними є наступні переваги такого підходу: по-перше, ґрунтовні інвентаризації викидів ПГ забезпечують кожен штат найкращим фундаментом для оцінки їх джерел та визначення ефективних стратегій їх скорочення; по-друге, розробка Керівництва інвентаризації ПГ для окремих штатів містить уніфіковану методологію інвентаризації, що полегшує порівняння викидів між окремими штатами, та визначення внеску певного штату у загальнонаціональні емісії.

Прикладом застосування такого підходу для України може бути проведення інвентаризацій на рівні областей або адміністративних районів. Звичайно ж, для того, щоб приймати рішення по впровадженню природоохоронних заходів на обласному чи районному рівнях, такої інформації недостатньо. До подібного підходу можна віднести спроби деяких країн здійснювати інвентаризацію для окремих регіонів, причому для кожного сектору діяльності поділ на такі регіони не співпадає (напр., великі промислові райони, райони видобування корисних копалин, райони інтенсивної діяльності дорожнього транспорту, райони фермерської діяльності і т.д.).

Розділ 2. Стан сучасної системи інвентаризації парникових газів в Україні

2.1 Інвентаризація парникових газів в Україні

Розробка національної системи інвентаризації викидів вуглекислого газу та інших ПГ є обов'язковою передумовою для України для участі у міжнародному процесі стабілізації концентрації викидів ПГ у атмосферу. Реалізація взятих на себе зобов'язань дозволить Україні оцінити свій потенціал зниження викидів ПГ, впровадити проекти енергоефективності, брати участь в проектах спільного впровадження (передбачених Кіотським протоколом).

Державним органом, відповідальним за підготовку інвентаризації викидів і поглинання ПГ в Україні, є Міністерство охорони навколишнього середовища України. У 1998 році Україна підготувала Перше національне повідомлення до Секретаріату РКЗК, а в 2000 році - звіт про національну інвентаризацію ПГ за 1990-1998 рр. Проведення інвентаризації ПГ було здійснено для країни в цілому на рівні деталізації, який не є максимально можливим згідно рекомендацій IPCC. При цьому було враховано не всі антропогенні джерела та поглиначі ПГ, а також не бралися до уваги регіональні особливості України. На даний час Україна щорічно готує та подає Національні звіти про результати інвентаризації викидів ПГ на рівні цілої держави. Ці звіти готуються згідно із діючою в Україні національною системою інвентаризації та з врахуванням вимог МГЕЗК.

Слід також відзначити дослідження емісій ПГ в Україні за останній час, а саме: Національна стратегія України для сумісного (з іншими країнами) виконання та торгівлі емісіями; інвентаризація емісій в енергетичному секторі; джерела емісій ПГ та заходи щодо зменшення впливу зміни клімату в інфраструктурі міст України; дослідження процесів емісії у промисловості.

Важливим завданням є постійне удосконалення існуючих методик, врахування національних особливостей при побудові кадастру, проведення інвентаризації на різних рівнях.

2.2 Інвентаризація на національному рівні

Інвентаризація на національному рівні полягає в побудові кадастрів викидів та поглинання ПГ на рівні окремої країни. При такому підході вхідною інформацією для інвентаризації є загальні для країни дані про споживання палива, виробництво промислової продукції, вирубування лісів та ін., а також коефіцієнти емісій характерні для країни в цілому. Така інвентаризація є швидкою, усі дані є легкодоступними і щорічно готуються органами статистики тієї чи іншої країни.

Згадані вище міжнародні організації IEA та CDIAC разом із глобальними оцінками щорічно готують інвентаризації по усіх країнах окремо. Такі дані характеризуються дуже великою невизначеністю, адже не проводиться аналіз невизначеності даних для окремих країн. Проте, в загальному вони відтворюють глобальний розподіл емісій для заданого часового проміжку.

Іншим підходом є розподіл загальних емісій ПГ по окремих країнах на основі деякого показника, наприклад валового внутрішнього продукту (так звана інвентаризація «зверху-вниз»).

Окрім того, усі країни-учасники Кіотського протоколу із Додатку I (в тому числі Україна) та багато інших країн щорічно готують національні інвентаризації викидів ПГ та представляють їх до РКЗК. Такі звіти подають у вигляді уніфікованих таблиць, що включають шість ПГ із розбиттям на основні види джерел емісій та абсорбції. Інвентаризація проводиться на основі методик МГЕЗК, але кожна країна сама вибирає рівень деталізації, передбачений у цих методиках, чи навіть використовує національні методики, якщо вони науково обґрунтовані, краще відображають специфіку країни та узгоджуються із методиками МГЕЗК. Перші такі національні звіти були подані до РКЗК у 2000 році.

Результати інвентаризації на такому рівні є цінними для встановлення міжнародних домовленостей щодо зниження викидів ПГ, дають можливість контролювати процес виконання країнами-учасниками своїх зобов'язань, ранжувати країни за рівнями викидів і т.д.

Недоліком такого підходу є те, що як вхідні дані для інвентаризації, так і результати є зосередженими, вони мають сенс лише для країни в цілому, тому є малокорисними для планування екологічного розвитку регіонів та обґрунтовування виправданості заходів на місцевому рівні щодо зниження викидів.

2.3 Інвентаризація на рівні адміністративних районів

Інвентаризації викидів ПГ у атмосферу для деякої адміністративної території відбувається в основному двома способами. Перший спосіб (так звана інвентаризація «знизу-вверх») полягає у використанні інформації для окремих джерел емісії та відповідних значень коефіцієнтів емісії для побудови кадастру (рис. 1.2). Емісії при цьому підході обчислюють наступним чином:

,

де - емісії g-го ПГ від і-го роду господарської діяльності (для деякого джерела); - статистичні показники діяльності; - коефіцієнт емісії g-го ПГ від і-го роду діяльності.

Цей метод дає можливість поєднувати результати скінченого числа обчислень емісій, які можуть бути доступними лише з декількох, але дуже великих джерел емісії. Такий підхід найкраще і найточніше відображає емісії на деякій території, за умови вірного застосування коефіцієнтів емісії та розбиття на джерела емісій. Прикладами реалізації підходу «знизу-вверх» є інвентаризація, проведена в Індії окремо для кожного із 466 її адміністративних районів, інвентаризація для окремих штатів у США, інвентаризація для окремих адміністративних районів України та ін. Проте, така інвентаризація вимагає досить детальних вхідних даних (які часто є недоступними), досліджень коефіцієнтів емісії в окремих регіонах, розбиття усіх вхідних даних на окремі категорії джерел і т.д.

Інший спосіб полягає у використанні загальнонаціональних значень емісії, які розподіляють (дезагрегують) по регіонах, використовуючи один чи декілька наявних та легкодоступних статистичних показників. Цей спосіб часто називають інвентаризацією «зверху-вниз» (рис. 2.1.). Такий підхід застосовують наступним чином - оцінюються загальнонаціональні значення емісій і далі ці значення розподіляють по окремих адміністративних регіонах, використовуючи деякий показник діяльності в цьому регіоні по відношенню до загальнонаціонального показника цієї діяльності. Ідею цього методу можна представити за допомогою формули , де Е_R - емісії у деякому регіоні, S_R - статистичний показник для регіону R, S_N - національний статистичний показник, Е_N - загальнонаціональні емісії. Для різних джерел емісії статистичні показники, на основі яких здійснюють розбиття, є різними. Наприклад, показником для розбиття загальнонаціональних емісій від дорожнього транспорту може служити кількість зареєстрованого у регіоні автотранспорту; емісії від нафтопереробного комплексу розподіляють пропорційно до частки випуску переробленої нафти в деякому регіоні; статистичним індикатором емісій в результаті діяльності житлового сектору може бути частка населення, що проживає на досліджуваній території.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.1. Методи просторової оцінки атмосферних емісій

Методика «зверху-вниз» є значно простішою порівняно із методикою «знизу-вверх» і вимагає менше часу та ресурсів для її використання. До того ж, інколи емісії для деякого адміністративного району в певному секторі людської діяльності просто неможливо обчислити методом «знизу-вверх», оскільки немає відповідних вхідних даних на районному рівні або ці дані не повні. В такому випадку метод «зверху-вниз» є надзвичайно цінним. Натомість, недоліком такого підходу є те, що результати інвентаризації є наближеними, не враховуються специфічні значення коефіцієнтів емісії на досліджуваній території та ін. Проте його широко використовують з метою одержання надійного індикатора величини емісій на регіональному рівні та дослідження характеристик емісій (розбиття на джерела та поглиначі ПГ). Прикладом застосування цього підходу можуть бути праці.

Інвентаризація на рівні окремих адміністративних районів деякої країни має вагоме значення. Така інвентаризація допомагає не лише уточнити дані про викиди ПГ по країні в цілому, але й підвищити ступінь їх деталізації, проаналізувати структуру викидів і джерел ПГ в розрізі районів, виявити пріоритетні напрями зниження антропогенних викидів, а також найбільш перспективні в цьому відношенні географічні райони та галузі економіки.

2.4 Розподілена інвентаризація на рівні елементарних ділянок

Найнижчий рівень інвентаризації полягає у проведенні інвентаризації для окремих, достатньо малих ділянок території визначеного розміру. Тобто сама математична модель інвентаризації викидів є тією ж, що і для попередніх рівнів (наприклад, методики МГЕЗК чи СORINAIR), але її необхідно застосувати почергово для кожного елементарного об'єкту (інвентаризація «знизу-вверх»). Якщо дані щодо господарської діяльності на -й елементарній ділянці позначити як з відповідним індексом (s - номер сектору інвентаризації, ; m - вид діяльності, ), а результати інвентаризації в цілому чи в окремо взятому секторі економічної діяльності як та , відповідно, то в цьому випадку загальну модель інвентаризації записуємо у вигляді:

,

де - коефіцієнт для обчислення викидів для m-го роду діяльності s-го сектору n-ї елементарної ділянки, N - загальне число об'єктів (елементарних ділянок).

На відміну від попередніх рівнів у цьому випадку вхідні та вихідні дані моделі відносяться до елементарної ділянки, тобто, в принципі, вони не є зосередженими. За умови достатнього рівня деталізації результати добре відображають характер та структуру емісій на деякій території, що дає можливість здійснити різноманітні види аналізу. З іншого боку, інвентаризація такого рівня дає можливість використовувати специфічні коефіцієнти емісій, відомі, наприклад, для конкретних підприємств, що дає широкі можливості для зниження невизначеностей результатів інвентаризації. Недоліком такої інвентаризації є важкість застосування, адже необхідно мати дуже детальні вхідні дані про господарську діяльність на певній ділянці території, коефіцієнти емісій ПГ, які б враховували основні параметри тієї чи іншої діяльності в конкретній елементарній ділянці.

Дещо простішим є застосування методики «зверху-вниз», яка передбачає проведення інвентаризації для усього об'єкту дослідження (наприклад, для країни чи однієї області), а далі вже готові результати розподіляють за певним алгоритмом по елементарних ділянках визначеного розміру. Такий підхід не дозволяє враховувати знання про територіальну відмінність коефіцієнтів емісій і дає досить грубі оцінки емісій.

Важливим параметром інвентаризації на будь-якому рівні є оцінка невизначеності одержаних результатів. У додатку Б наведено загальні методи та підходи верифікації результатів інвентаризації та спеціальні методи для аналізу достовірності результатів просторових інвентаризацій.

2.5 Приклади просторової інвентаризації викидів парникових газів

Одним із важливих параметрів інвентаризацій ПГ є просторова характеристика емісій, адже усі джерела емісій та поглиначі можна віднести до певної ділянки території. Для більшості країн джерела та поглиначі ПГ розміщені дуже нерівномірно, навіть на рівні окремого адміністративного району - більшість емісій виникає в місцях розташування великих підприємств та на територіях з великою щільністю населення.

Просторовий розподіл даних про емісії ПГ особливо необхідний для регіонального планування та оцінки і прогнозування стану навколишнього середовища. Представлені в такому вигляді дані про емісії використовуються також як вхідні дані багатьох моделей для дослідження якості атмосферного повітря. Оскільки атмосферні процеси є нелінійними, то використання просторово усереднених значень емісій спричинить хибні розрахунки процесів переміщення досліджуваних газів. Окрім того, попри те, що міжнародні домовленості щодо зниження чи обмеження викидів ПГ встановлюють вимоги на рівні окремої країни чи групи країн, заходи щодо зниження емісій рідко проводяться на національному рівні, вони здебільшого носять локальний характер. Тому для раціонального планування таких заходів (наприклад, вибір підприємств, на яких встановлюватимуть очисні установки) необхідно володіти інформацією про викиди шкідливих речовин, розподілені по території країни та по секторах діяльності.

Лише останнім часом питанню просторового аналізу емісій ПГ почали приділяти значну увагу і з'явились праці присвячені цій проблемі. Як і у випадку інвентаризації на рівні адміністративної області, для реалізації просторової інвентаризації використовують один із методів - «знизу-вверх» чи інвентаризацію «зверху-вниз». Підхід «зверху-вниз» передбачає обчислення емісій на деякій ділянці території, використовуючи статистичні дані для адміністративної одиниці (області, району) та деякий параметр розподілу (напр., показники густоти населення, землекористування та ін.). При цьому робиться припущення, що величина емісії корелює із величиною деякого показника.

Отримання інвентаризацій за допомогою методу «знизу-вверх» передбачає умовний поділ території на ділянки достатньо малого розміру. Далі для кожної такої комірки враховуються усі джерела емісії та антропогенна діяльність в ній і здійснюється інвентаризація викидів для кожної такої ділянки окремо. Такий підхід дає набагато кращу оцінку викидів для деякої території, проте його значно важче застосувати, адже він вимагає більше часу та ресурсів і часто уся необхідна інформація є доступною лише для частини об'єктів розбиття .

Багато літературних джерел пропонують методи та підходи до розподілення загальнонаціональних даних по емісіях до рівня адміністративних одиниць, а далі до вищого рівня розподілення інвентаризацій для основних секторів людської діяльності. Такі рекомендації носять або загальний характер, або прив'язані до конкретної території чи країни і враховують лише дані, що є доступними для неї.

Вибір підходу для проведення інвентаризації повинен базуватися на типі джерела емісії. Наприклад, великі точкові джерела для вірної інвентаризації необхідно точно ідентифікувати та враховувати їх розміщення, в той час як дрібні джерела емісій (наприклад, спалювання палива у побутових котлах) практично неможливо виділити і окремо локалізувати . Тому в ряді випадків інвентаризацію доцільно проводити застосовуючи і комбінуючи ці два підходи.

Аналіз наукових праць, присвячених питанням просторової інвентаризації ПГ, а також її практичної реалізації для окремих країн та великих міст наведено в додатку А. Із проведеного аналізу прикладів просторової інвентаризації можна зробити висновок, що більшість робіт, присвячених просторовій інвентаризації прив'язані до конкретного міста, країни чи групи країн і опираються на вхідні дані, що є доступними лише для них (енергетичні баланси, результати дистанційного зондування атмосфери та ін.).

Для України просторова інвентаризація викидів ПГ не проводилась. Але через суттєву нерівномірність розподілу джерел емісій та поглиначів ПГ по території держави, та й у межах кожного адміністративного району, такий розподіл є необхідним. Виходячи із наявних національних вхідних даних (статистичних даних, цифрових карт) необхідно розробити національну інформаційну систему просторової інвентаризації, яка б допомагала та сприяла в процесі прийняття рішень з охорони навколишнього середовища та впровадження ефективних заходів щодо зменшення антропогенного навантаження на атмосферне повітря. Суть такої системи полягає в інформаційній підтримці процесів прийняття рішень для політиків та природоохоронних організацій на основі використання професійного інструментарію для аналізу та прогнозування стану атмосферного повітря, які базуються на результатах (просторово розподілених) інвентаризації ПГ.

Розділ 3. Основні джерела емісії парникових газів в енергетичному секторі Тернопільської області

3.1 Особливості інвентаризації викидів парникових газів в енергетичному секторі

Енергетичний сектор є найбільшим джерелом емісій в Україні. Цей сектор дає 70% всіх викидів вуглекислого газу, метану та оксиду азоту .

До енергетичного сектору економіки відноситься діяльність, пов'язана з виробництвом, транспортуванням, зберіганням та розподілом енергії і в основному включає наступні процеси:

· видобування первинних енергетичних ресурсів,

· перетворення первинних енергетичних ресурсів в інші види енергії на переробних заводах та електростанціях,

· передача та розповсюдження палива та енергії,

· кінцеве використання палива стаціонарними та мобільними джерелами.

Внаслідок цих процесів емісії виникають при спалюванні палива чи як супутні емісії. Методики МГЕЗК пропонують проводити інвентаризацію викидів у цьому секторі окремо для кожної підкатегорії сектору. За методиками МГЕЗК сектор «Енергетика» поділяють на ряд основних підсекторів (рис. 3.1), деякі з яких для детальної інвентаризації ділять на окремі категорії джерел (рис. 3.2-рис. 3.4.).



Рис. 3.1. Структура джерел емісій в енергетичному секторі.

Рис. 3.2. Структура джерел емісій в підсекторі «енергетична промисловість»

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.3. Структура джерел емісій в секторі «промисловість та будівництво»

Рис. 3.4. Структура джерел емісій в секторі «транспорт»

Дослідження в цьому секторі охоплюють шість видів ПГ з прямим (СО₂, CH₄, N₂O) та непрямим (NO_x, CO, NMVOC) парниковим ефектом. Викиди ПГ розділяють на викиди, пов'язані із спалюванням викопного палива, та супутні викиди (при видобуванні та транспортуванні корисних копалин).

Для оцінки емісій, пов'язаних із спалюванням викопного палива, пропонується три методи, які повинні використовуватись в залежності від наявності вхідних даних. Метод першого рівня (Tier1) базується на загальній кількості спаленого палива по видах палива та узагальнених факторах емісій. Значення узагальнених факторів емісій є різні і залежать від виду ПГ. Для СО₂, коефіцієнти емісій залежать лише від вмісту вуглецю в паливі, а умови спалювання (такі як коефіцієнт корисної дії устаткування, технологія спалювання, показники кількості вуглецю, що залишився у шлаку та попелі та ін.) мають незначний вплив. Тому оцінки викидів вуглекислого газу, зроблені за таким підходом, є досить точними. Щодо коефіцієнтів емісій метану та закису азоту, то вони суттєво залежать від технології спалювання палива та умов спалювання, тому використання усереднених значень коефіцієнтів приведе до значних невизначеностей.

Методи другого рівня (Tier2) базуються на тих же даних про кількість спаленого палива, що й методи першого рівня, але при цьому використовуються національні коефіцієнти емісій ПГ, замість узагальнених. Проте, оскільки доступні дані про коефіцієнти емісій можуть відрізнятися для різних типів палива, технологій спалювання чи навіть для окремих заводів, то й дані про кількість спалювання палива необхідно розподілити, щоб їх правильно використати. Розподіл спаленого палива та коефіцієнтів по секторах діяльності чи навіть окремих джерелах емісій сприятиме зниженню невизначеності загальних результатів інвентаризації.

Методи третього рівня (Tier3) вимагають або використання додаткових моделей для обчислення величини емісії або вимірювань та даних про емісії на рівні окремих заводів. Використання таких моделей та замірів покликано в першу чергу забезпечити кращі оцінки для емісій ПГ, відмінних від вуглекислого газу (в загальному такий підхід невиправданий для оцінки викидів СО₂ через значні затрати). Прямі вимірювання викидів бувають доступними лише для великих промислових джерел, тобто лише для частини стаціонарних джерел. У випадку вуглекислого газу такі вимірювання повинні бути спрямованими на визначення вмісту вуглецю в паливі (особливо для рідкого та газоподібного палива) перед спалюванням, для інших газів вимірювання бажано проводити в димових трубах.

Доцільно для кожної категорії та кожного виду ПГ обрати різні методи та підходи до проведення інвентаризації, в залежності від важливості категорії порівняно з іншими (для ключових категорій краще використовувати методи вищих рівнів) та доступності і наявності відповідних даних. Навіть в межах одного роду діяльності чи категорії варто використовувати методи різних рівнів.

Висновки

Аналіз сучасних тенденцій в зміні клімату свідчить, що ці зміни в основному викликані всезростаючими антропогенними викидами парникових газів в атмосферу. Оскільки неможливо реалізувати прямі вимірювання емісій парникових газів тому здійснюють так звану інвентаризацію викидів за даними про господарську діяльність та з врахуванням коефіцієнтів емісії внаслідок такої діяльності. При цьому складним процесам антропогенної емісії (чи поглинання) парникових газів на території відповідної країни ставлять у відповідність математичну модель і оцінюють величину емісії за допомогою цієї моделі.

Проаналізовано стан сучасної системи інвентаризації парникових газів в Україні, виділено основні недоліки та переваги методик МГЕЗК, якими Україна зобов'язана користуватись при підготовці Національних звітів про викиди шкідливих речовин в атмосферу.

Проаналізовано основні джерела емісії парникових газів в енергетичному секторі Тернопільської області: промисловий сектор, викиди транспорту, супутна емісія парникових газів при ваидобуванні палива.

Виділено основні рівні інвентаризації антропогенних викидів в атмосферу: глобальний, рівень країни, рівень адміністративної області (чи району), рівень елементарних ділянок території. Описано сфери застосування результатів для кожного рівня, основні недоліки та переваги, наведено приклади реалізації.

Список використаної літератури

1. Бунь Р.А. Геоінформаційна технологія просторової інвентаризації парникових газів в енергетичній галузі на регіональному рівні / Р.А. Бунь, Х.В. Гамаль // Вісник Східноукраїнського національного університету. - Луганськ, 2008. - №. 1. - С. 25-31.

2. Гамаль Х.В. Геоінформаційні технології просторового аналізу емісії парникових газів у енергетичному секторі : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : спец. 05.13.06 "інформаційні технології" / Х. В. Гамаль. - Львів, 2009. - 22 с.

3. Енергетична та екологічна політика на автомобільному транспорті України : шляхи адаптації до законодавства ЄС // Автошляховик України. - 2007. ? №5. ? С. 2?4.

4. Забруднення атмосфери викидами транспортних засобів. Основні сполуки. Вплив каталітичних нейтралізаторів // Автошляховик України. - 2006. ? № 3. - С. 20?23.

5. Міхно М.В. Зниження витрати палива та шкідливих викидів рухомим складом автомобільного транспорту раціональним вибором експлуатаційних факторів : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. технічних наук : спец. 05.22.10 «Експлуатація автомобільного транспорту» / М.В. Міхно. ? Київ, 1998. - 13 с.

6. Пропозиції щодо екологічної класифікації колісних транспортних засобів та її застосування // Автошляховик України. - 2006. ? №5. - С. 3?6.

7. Просторова база даних України масштабу 1:500 000. Версія 1.5 / Товариство з обмеженою відповідальністю "Інтелектуальні Системи ГЕО" (ТОВ IСГЕО).

8. Рекомендації щодо створення національної системи оцінки викидів із джерел та абсорбції поглиначами парникових газів відповідно до міжнародних стандартів : Заключний звіт. Канадсько?українська програма екологічного співробітництва / [відповідальний виконавець проекту - к.т.н. Іваненко Н.П.]. ? Київ : Інститут загальної енергетики, 2002. - 48 c.

Размещено на Allbest.ru