Лабораторная работа № 8

ОЦЕНКА СОКРАЩЕНИЯ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ ПРЕДПРИЯТИЯМИ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ И АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Цель работы:

1.Изучить влияние предприятий топливно-энергетического на окружающую среду.

2.Произвести расчет сокращения выбросов парниковых газов

ватмосферу за счет применения возобновляемой и атомной энергетики.

1.Общие сведения

Экологическая безопасность – одно из направлений национальной безопасности Республики Беларусь. Рост антропогенного воздействия на экологическую сферу и повышение выбросов загрязняющих веществ, как и глобальные изменения окружающей среды связанные с изменением климата, угрожают национальной безопасности Республики Беларусь.

Парниковые газы – это газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким поглощением в среднем и дальнем инфракрасном диапазонах. Присутствие таких газов в атмосферах планет приводит к парниковому эффекту, то есть повышению температуры нижних слоев атмосферы планеты. Чрезмерная же концентрация парниковых газов создает угрозу увеличения темпов глобального потепления на Земле и возникновения сопутствующих негативных эффектов.

Республика Беларусь, являясь стороной Рамочной Конвенции Организации объединенных Наций об изменении климата, согласно принятым обязательствам, предпринимает действия по сокращению выбросов парниковых газов в окружающую среду. На регулярной основе публикуются кадастры антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями всех парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом, в том числе выбросы по категории «Энергетика». Энергетический сектор является наиболее

374

крупным источником выбросов парниковых газов. За последнее десятилетие выбросы энергетического сектора составляли 64-65%, а выбросы категории 1А1 «Энергетическая промышленность» – 3538% от суммы совокупных выбросов парниковых газов без учета сектора «Землепользование, изменение землепользования и лесное хозяйство» (далее ЗИЗЛХ). Стоит отметить, что за период 20102020 год выбросы парниковых газов в энергетическом секторе страны удалось сократить на 5,4%, а выбросы энергетической промышленности – на 8,0%.

Согласно исследованию Международного агентства IRENA, наибольшее снижение выбросов парниковых газов будет происходить за счет сочетания использования возобновляемых источников энергии, электрификации секторов конечного потребления (в особенности дорожного транспорта и низкотемпературного отопления) и повышения энергоэффективности. Три эти составляющие смогут обеспечить 70-процентное сокращение выбросов парниковых газов к 2050 году и позволят стремиться к выполнению сценария SSP1- 1.9 с ограничением роста температуры не выше 1,5 °С или, по крайней мере, сценария SSP1-2.6 с ограничением ниже 2 °С.

2. Описание Калькулятора сокращения выбросов парниковых газов

Предложенный в работе Калькулятор сокращения выбросов парниковых газов (далее – Калькулятор) дает оценку снижения выбросов парниковых газов при использовании возобновляемых источников энергии и ядерного топлива, заменяющих традиционные горючие ископаемые виды топлива. Инструмент предполагает, что количество энергии, полученной от возобновляемых источников энергии или ядерного топлива, заменяет аналогичное количество энергии, произведенной за счет сжигания ископаемого топлива при существующей или заданной пользователем структуре топлив.

Расчеты могут проводиться для анализа производства отдельно электрической или тепловой энергии, а также их совокупности, что важно для Республики Беларусь, где имеется большая потребность в тепловой энергии и широко распространено централизованное теплоснабжение.

Имеется возможность определить сокращение выбросов на полном жизненном цикле оборудования, которые включают выбро-

375

сы на этапе производства оборудования, его эксплуатации и в течение процессов, происходящих после окончания срока службы оборудования (сценарий А). Для расчета данного сценария исходные данные по удельным выбросам парниковых газов для различных технологий взяты из Специального доклада о возобновляемых источниках энергии и смягчении последствий изменения климата Межправительственной группы экспертов по изменению климата. В качестве базовых значений удельных выбросов приняты медианные значения, полученные экспертами в результате анализа более чем двух тысяч источников. Базовые значения были скорректированы для особенностей производства энергии в Республике Беларусь,

вчастности, учтена комбинированная выработка электрической и тепловой энергии на теплоэлектроцентралях, позволяющая более эффективно использовать топливо и, как результат, производить меньше выбросов парниковых газов по сравнению с раздельной выработкой.

Альтернативный вариант расчета (Сценарий Б) базируется на национальных выбросах парниковых газов, география которых ограничена границами государства. Такой подход позволяет оценить влияние энергетического сектора на экологию страны без учета косвенных выбросов, произведенных при, например, производстве либо доставке оборудования, а также принимать во внимание фактически производимые выбросы, которые могут несколько отличаться от медианных мировых значений. В данном сценарии применяются национальные коэффициенты выбросов парниковых газов. В значении коэффициента уже учтена структура энергетического баланса, что упрощает их применение. Важно отметить, что расчет по Сценарию Б без соответствующей корректировки национальных коэффициентов возможен только для Республики Беларусь и только для случая централизованного электро- и теплоснабжения

вбазовом варианте.

Вкачестве исходных данных для расчета по Сценарию А в Калькулятор должны быть введены объемы производства электрической и/или тепловой энергии, полученной за счет всех имеющихся источников энергии. Дополнительно может быть установлен удельный расход топлива на отпуск электрической и тепловой энергии, иначе используются значения, установленные по умолчанию и соответствующие рекомендациям Департамента по энергоэффек-

376

тивности Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь по проведению расчетов в 2023 году. Колебания удельных расходов топлива от средних значений за последние пять лет не превышает 2,5%, в связи с чем допускается не прибегать к дополнительной корректировке данных показателей (рисунок 2.1).

Рисунок 8.1 – Окно ввода данных калькулятора, Сценарий А

Для расчета по сценарию Б необходим ввод только объемов энергии, произведенной за счет возобновляемых источников энергии и ядерного топлива (рисунок 8.2).

Рисунок 8.2 – Окно ввода данных калькулятора, Сценарий Б

Алгоритм работы с Калькулятором представлен на рисун-

ке 8.3.

377

Рисунок 8.3 – Алгоритм работы с Калькулятором

3. Порядок выполнения работы

а) определение сокращения выбросов и доли возобновляемых источников энергии.

1. Открыть приложение. На вкладке «Ввод исходных данных» поочередно для Беларуси и обозначенной для варианта страны ввести объемы произведенной из различных источников энергии электроэнергии и тепловой энергии (таблицы 8.1 и 8.2).

378

Таблица 8.1. Выработка электроэнергии по виду источника энергии, млн. кВт

379

Таблица 8.2. Выработка тепловой энергии по виду источника энергии, ТДж

380

2.Занести результаты расчета (вкладка «Универсальная методика, Сценарий А) в таблицу 2.3. Провести сравнительный анализ сокращения выбросов парниковых газов в Беларуси и других странах (по вариантам).

3.Сравнить долю возобновляемых источников энергии в выработке электроэнергии и тепловой энергии в двух странах, а также общую долю возобновляемых источников энергии.

4.Определить, какой из источников вносит больший вклад с сокращение выбросов при выработке электрической энергии, а какой – при выработке тепловой.

Таблица 8.3. Результаты вычислений

б) сравнение удельных выбросов ископаемых горючих топ-

лив.

1. Определить, как изменится сокращение выбросов парниковых газов в Стране 2, если выработанная за счет природного газа,

459

топочного мазута и угля будет выработана при помощи только природного газа; только при помощи мазута и только угля. Для этого внести изменения в значения во вкладке «Ввод исходных данных». Занести данные в таблицу 8.4.

2. Выяснить, какой из источников горючего ископаемого топлива оказывает наименьшее воздействие на выбросы парниковых газов и глобальное потепление.

Таблица 8.4. Результаты вычислений

в) применение Национального коэффициента выбросов.

1.Определить сокращение выбросов парниковых газов с применением Национального коэффициента выбросов парниковых газов для Республики Беларусь и сравнить с полученным ранее значением.

2.Объяснить расхождение в полученных результатах при его наличии.

Задание в) можно выполнить в приложении Калькулятора , введя данные во вкладке «Национальная методика, Сценарий Б» либо с использованием формулы:

национальном уровне, тыс. т СО2 экв.;

∆B – экономия условного топлива, 4 540 тыс. т у.т.;

gheN – национальный коэффициент выбросов парниковых газов в пересчете на CO2, 1,58 т СО2 экв./т у.т.

460

г) задание для группы.

Сравнить полученные по странам значения доли возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии, тепловой энергии и общем производстве энергии.

4. Требования к оформлению отчета

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Общие сведения.

4.Выполнение расчетов с использованием приложения Калькулятора сокращения выбросов парниковых газов, заполнение таблиц.

5.Вывод к работе по результатам расчета.

Контрольные вопросы по лабораторной работе № 9

1.Цель лабораторной работы и объект исследования.

2.Почему важна экологическая безопасность?

3.Какой сектор является наиболее крупным источником выбросов парниковых газов в Республике Беларусь?

4.Какова динамика выбросов парниковых газов энергетической промышленностью в нашей стране на протяжении прошедшего десятилетия?

5.Путем реализации каких мероприятий ожидается наибольшее снижение выбросов парниковых газов в мире?

461