Зменшення емісії парникових газів у Харківській області за рахунок розвитку біоенергетики. О. Третьяков

 

 

В роботі визначено ефект зменшення емісії парникових газів завдяки розвитку біоенергетики в Харківській області. Ефект оцінювався в цілому по області та в розрізі адміністративних районів. До уваги приймались лише ті джерела емісії парникових газів, що безпосередньо стосуються біоенергетики. Враховувався також опосередкований ефект, що полягає у заміщенні вугілля, необхідного для виробництва обсягів енергії, що еквівалентна біоенергетичному потенціалу області.

В работе определен эффект снижения эмиссии парниковых газов вследствие развития биоэнергетики в Харьковской области. Эффект оценивался в целом по области и в разрезе административных районов. Во внимание принимались только те источники эмиссии парниковых газов, которые непосредственно касаются биоэнергетики. Учитывался также опосредованный эффект, который заключается в замещении угля, необходимого для выработки энергии, эквивалентной биоэнергетическому потенциалу области.

Tretyakov O.S. The reduction of greenhouse gases emissions in the Kharkiv region caused by bioenergy power ingeneering. The effect of greenhouse gases emissions diminishing caused by bioenergy power development in the Kharkiv region is described in the article. The effect was assessed at the region at all and by the administrative regions. It was taken into account only those sources of greenhouse emissions, which directly concern bioenergy power engineering. The indirect effect of coal replacement, needed for energy production, that equals bioenergy potential of the region was also accounted in the article.

Вступ. Використання біоенергетичних ресурсів (БЕР) є дуже актуальною проблемою не тільки з ресурсної, але й з природоохоронної точки зору, що пов’язане з необхідністю зниження негативного впливу відходів органічного походження на довкілля.

Серед основних напрямків негативного впливу БЕР на навколишнє середовище в разі відсутності їх використання є наступні:

• викиди парникових газів;

• створення сприятливих умов до розмноження шкідливих мікроорганізмів;

• сприяння розмноженню тварин, що знаходять на місцях складування (накопичення, звалища) відходів (особливо, ТПВ) харчову базу та виконують роль поширювачів хвороботворних мікроорганізмів;

• утворення на поверхні місць складування відходів пилу, насиченого шкідливими мікроорганізмами, що легко розноситься вітром;

• забруднення поверхневих водних об’єктів та ґрунтових вод фільтратом та рідинною складовою органічних відходів;

• поширення на значній території, що прилягає до звалищ, неприємних запахів;

• створення пожежнонебезпечних ситуацій.

Відходи органічного походження, розкладаючись на звалищах, утворюють низку газів, котрі за кліматичним ефектом дії на атмосферу відносять до парникових: СО2, N2O, CH4 та ін. В разі використання БЕР в процесах виробництва енергії найбільший ефект зниження тиску на навколишнє середовище спостерігається у зменшенні емісії парникових газів. До того ж даний напрямок найбільш легко піддається кількісному виміру.

Вихідні передумови. Питання оцінки емісії парникових газів та створення їх кадастру для певної території привертає сьогодні багато уваги. Найбільшого розвитку це питання отримало в роботах Міжурядової групи експертів з питань змін клімату, зокрема, у Керуючих принципах з ефективної практики та врахування факторів невизначеності у національних кадастрах парникових газів [5, 8]. Викладені методики оцінки емісії парникових газів застосовувались для території різних країн, зокрема, Киргизстану [2] та Вірменії [4].

Формулювання цілей статті, постановка завдання. Метою даної роботи є визначення потенційного ефекту зменшення обсягів емісії парникових газів на території Харківської області у зв’язку з розвитком біоенергетики. Для досягнення поставленої мети нами вирішувались такі завдання:

1. Оцінка емісії парникових газів в альтернативних сценаріях (відсутності та, навпаки, повного використання БЕР).

2. Аналіз зменшення емісії парникових газів по районах області.

Виклад основного матеріалу. Для кількісного визначення зменшення емісії парникових газів внаслідок розвитку біоенергетики нами було обчислено емісію парникових газів в разі відсутності використання БЕР в енергетиці (Сценарій 1) та за умови залучення до виробництва енергії всього об’єму біоенергетичних ресурсів (Сценарій 2). В розрахунках використовувались статистичні дані за районами області. В табл. 1. показані джерела викидів парникових газів, що приймалися до уваги відповідно за сценаріями 1 та 2.

Таблиця 1

 

Запобігання викидам СО2 при використані кількості вугілля , котра необхідна для забезпечення виробництва об’єму енергії, еквівалентного отриманому на основі БЕР

Як можна побачити, нами не були охоплені всі джерела утворення парникових газів – в даному розділі ми намагались показати лише ефект зниження емісії парникових газів в галузях, що безпосередньо стосуються утворення БЕР.

Використання енергетичної деревини для виробництва теплової енергії нами враховувалось лише в розрізі заміщення використання викопних джерел енергії. Це пояснюється тим, що, згідно з [3], за умовами Кіотського протоколу, спалювання деревини не пов’язане з викидами парникових газів.

За результатами моделювання можливостей використання БЕР [6] Харківської області було виявлено, що, за умови вироблення енергії лише в житловому секторі та на деяких з

підприємств – джерелах утворення БЕР, було виявлено певні надлишки енергетичного потенціалу. Проте, на нашу думку, наведені оцінки енергетичних потреб показують лише мінімальні значення. Отже, ми вважаємо, що весь об’єм енергетичного потенціалу БЕР може бути використаний, що є вихідним припущенням при оцінці емісії парникових газів за Сценарієм 2.

Об’єми емісії парникових газів обчислювались за методиками, що наведені в роботах Міжурядової групи експертів з питань зміни клімату [5, 8], а також за даними французьких експертів (для визначення об’ємів запобігання викидів парникових газів при спалювані вугілля) [8].

 

Рис. 1. Викиди парникових газів джерелами БЕР Харківської області. а – викиди за категоріями (вісь у – річні об’єми викидів, Гг еквіваленту СО2; вісь х – категорії викидів: 1 – СН4 внаслідок ентеральної ферментації; 2,3 – СН4 та N2O внаслідок поводження з відходами тваринництва відповідно; 4,5 – СН4 та N2O на СОКСВ; 6 - СН4 на звалищах ТПВ; 7 – СО2 внаслідок спалювання біогазу; 8,9 - СН4 та N2O внаслідок спалювання відходів рослинництва; 10 – зниження емісії СО2 внаслідок заміщення вугілля). б. – порівняння загального об’єму викидів, Гг еквіваленту СО2 в цілому по області.

Для оцінки можливостей співставлення та визначення «чистого» ефекту зниження емісії парникових газів від запровадження технологій використання БЕР, всі обчислені нижче об’єми емісії парникових газів переводились в Гг-еквівалент СО2/рік на основі інформації, що потенціал глобального потепління для СН4 в 21, а N2O – в 310 разів більш значущий, ніж потенціал СО2 [1].

На рис. 1 (а, б). представлені результати обчислення об’ємів емісії парникових газів. Як можна побачити, серед розглянутих категорій найбільші викиди відносяться до ентеральної ферментації тварин, а також до емісії СО2 внаслідок спалювання біогазу. Найбільший вплив на зменшення об’єму емісії парникових газів чинить біогаз звалищ ТПВ. Також слід відмітити необхідність врахування опосередкованого ефекту, який полягає у заміщенні викидів від спалювання вугілля. В цілому, як можна побачити на рис. 1, б емісія парникових газів за сценарієм 2 є вдвічі меншою порівняно зі сценарієм 1.

Вплив біоенергетики на емісію парникових газів за районами області представлений на рис. 2. Як можна побачити, найбільший ефект спостерігається в Харківському та Дергачівському районах. Виділені райони є найбільш перспективними для початку реалізації регіонального розвитку біоенергетики завдяки наявності найкрупніших в області місць концентрації БЕР (Дергачівські полігони ТПВ та СОКСВ м. Харкова). Іншим фактором, що сприяє цьому, є концентрація населення, а також промисловості в даних районах, яки можуть стати потенційними споживачами виробленої енергії. В решті районів області також спостерігається значний ефект щодо зменшення емісії парникових газів, серед яких він найбільший для районів зі значним потенціалом біогазу звалищ ТПВ.

Рис. 2. Ефект зменшення емісії парникових газів внаслідок розвитку біоенергетики

за районами області

Висновки. Таким чином, розвиток біоенергетики здатний у значній мірі зменшити викиди парникових газів. Це може стати додатковим фактором підвищення рентабельності проектів завдяки можливості отримання додаткового фінансування з боку міжнародних фондів.

Максимальний ефект зменшення емісії парникових газів спостерігається в районах, що межують з обласним центром. Ці райони характеризуються найбільшими значеннями біоенергетичного потенціалу, значною кількістю потенційних споживачів енергії, що може бути вироблена за рахунок БЕР. Саме Харківський та Дергачівський райони мають стати місцем запровадження перших біоенергетичних проектів в області.

 

 

1. Звонов В.А. Образование загрязнений в процессах сгорания. – Луганск: Издательство ВГУ, 1998. – 126 с.

2. Ильясов Ш.А., Якимов В.М. Результаты инвентаризации парниковых газов в Кыргызстане // Вестник КРСУ № 6, 2003

3. Обзор доклада Николаса Стерна «Экономика изменения климата» / Кокорин А. О., Кураев С. Н. WWF, GOF. – М.: WWF России, 2007. – 50 с.

4. Первое национальное сообщение республики Армения по рамочной конвенции ООН об изменении климата. – Ереван, Министерство охраны природы республики Армения, 1998. – 80 с.

5. Руководящие принципы по эффективной практике и учет факторов неопределенности в национальных кадастрах парниковых газов // Программа МГЭИК по национальным кадастрам парниковых газов, 2000. – 560 с.

6. Третьяков А.С. Геоинформационное моделирование оптимального использования биоэнергетических ресурсов Харьковской области // Материалы международной научно-практической конференции «Географические проблемы сбалансированного развития староосвоенных регионов (Брянск, 25-27 октября 2007 г.). – Брянск, РИО БГУ, 2007. – с. 256-259.

7. Jancovici J-M. Existe-t-il des énergies sans CO2 ?. – Paris, 2003. – 28 p.

8. Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories// IPCC, 1996. – 486p