LEVEGÕTISZTASÁG-VÉDELEM
2.1
Az üvegházhatású gázok kibocsátásának konzisztens becslése Tárgyszavak: üvegház; üvegházgáz-csökkentés; üvegházhatás; becslés; elszámolás; emissziókereskedelem; emisszió.
Az üvegházhatású gázok (továbbiakban GHG) kibocsátásának kézben tartásához mindenekelőtt forrásaikat és mennyiségüket kell megismerni. Ahhoz, hogy egy működésének környezeti hatásait ellenőrizni akaró, számos részleggel, létesítménnyel és termelő egységgel rendelkező nagyvállalat konzisztens és megbízható „leltárt” készíthessen ezekről a kibocsátásokról, mindenekelőtt tisztáznia kell, hogy mely létesítményeit kell ebből a szempontból figyelembe vennie, miként lehet számításba venni a cég területén kívül, de működésével összefüggésben bekövetkező emissziót, és milyen módszerek állnak rendelkezésre a sokfajta kibocsátási forrásból távozó GHG mennyiségének becslésére. Az alábbi megbízható, hatékony és a GHG-kibocsátás becslése során költséghatékonynak bizonyult módszereket az iparban is alkalmazzák. Megfelelő adatbázisokkal kombinálva egyfajta GHG-leltár készítésére is felhasználhatók. Noha e módszereket eredetileg az olaj- és gázipar számára fejlesztették ki, az itt ajánlott eljárások közül számos szélesebb körben, sok más iparágban is felhasználható.
Útmutatás az elszámoláshoz és a beszámoláshoz Fontos különbséget tenni a kibocsátásokra vonatkozó elszámolás és az erről szóló beszámoló között. Az elszámolás folyamán elismerik és konszolidálják az adott anyavállalat egyes létesítményeihez, telephelyeihez és földrajzi körzeteihez, termelési folyamataihoz, valamint tulajdonosi egységeihez köthető kibocsátásokat. Az ezekről szóló beszámoló viszont a különféle felhasználói igényekhez igazított szerkezetben mutatja be a cég GHG-kibocsátását. Fontos különbséget tenni az üzemeltetők és a tulajdonosok szerinti beszámolók között.
Amennyiben üzemeltetői megközelítésben készül a beszámoló, a cég csak azon vegyes vállalatainak kibocsátásait veszi figyelembe, amelyek üzemeltetését maga ellenőrzi. Egy létesítmény üzemeltetésének ellenőrzése ugyanis azt jelenti, hogy a cégnek joga van a vegyes vállalatnál annak üzemi, környezeti, egészségvédelmi és üzembiztonsági jellemzőit érintő politikát érvényesíteni. Ha viszont a tulajdonosi részesedés alapján számolnak be a GHGkibocsátásokról, ez utóbbiakat csak az anyacég tulajdoni részesedésének megfelelően szerepeltetik – feltéve, hogy külön szerződéses megállapodás erről másképpen nem rendelkezik. Az indirekt emisszió, amelyre a cég által külső forrásokból beszerzett villanyáram, gőz és forró víz előállítása során kerül sor, már megítélés kérdése. Amennyiben e tényezőket is figyelembe veszik, azokat mindenképpen a közvetlen kibocsátásoktól elkülönítve kell kezelni. Ugyanez áll a harmadik fél által a cég telephelyéig végzett szállítási tevékenységre, valamint a másokkal elvégeztetett karbantartási, előkészítési vagy feldolgozási műveletek során keletkező emissziókra is. 1. táblázat Elszámolási és beszámolási alapelvek a megfelelő GHG-kibocsátási leltárak készítéséhez Hitelesség
Úgy kell megállapítani a belső határvonalakat, hogy azok közelítőleg megfeleljenek az adott szervezet GHG-kibocsátásának és a felhasználók döntéshozatali igényeinek is.
Teljesség
El kell számolni az adott szervezet szervezeti és üzemeltetési határain belül valamennyi GHG-kibocsátási forrással és tevékenységgel. Bármely kihagyást megfelelően jelezni és indokolni szükséges.
Konzisztencia
Olyan konzisztens módszereket és méréseket kell alkalmazni, amelyek lehetővé teszik a kibocsátások értelmezhető időbeni egybevetését.
Átláthatóság
A felmerülő kérdéseket tényszerűen és koherens módon kell kezelni, amit világosan meghatározott beszámolási nyomvonal követése tesz lehetővé. Az alkalmazott számítási módszereket és a felhasznált adatbázist a megfelelő előfeltételezések és hivatkozások megadásával kell kiegészíteni.
Pontosság
Biztosítani kell, hogy a GHG-kibocsátások rendszeres alul- és túlbecsülését elkerüljék – amennyire ez egyáltalán megállapítható –, a becslések szórását pedig a lehetőség szerint csökkenteni és számszerűsíteni kell. Oly pontosságra van itt szükség, hogy a döntéshozók kellőképpen biztosak lehessenek a GHG-beszámolóban szereplő információk integritásában.
A beszámolók szerkezetét a rendelkezésre álló adatok és az emisszióleltár felhasználásának módja határozza meg. Ez lehetővé teszi, hogy az egyes kibocsátó forrásokra vonatkozó emissziós adatokat a lé-
tesítmény teljes kibocsátásán belül a becslés költséghatékonyságának és megbízhatóságának figyelembevételével csoportosítva adják meg. A GHG-beszámolási rendszerek fontosabb alapelveit az 1. táblázat foglalja össze.
Az emissziós leltár kereteinek kialakítása Az első lépésben meg kell határozni a GHG-kibocsátások számbavételi határait és elszámolási kereteit – pl. eldöntendő, hogy a közvetett kibocsátásokat is beszámítják-e, illetve az is, hogy a leltár az üzemeltetői vagy a tulajdonosi elv alapján készül. Ezután azonosítani szükséges az egyes létesítményekhez köthető kibocsátási forrásokat és az emisszió becslésére alkalmas módszereket. A GHG-kibocsátási források az alábbi három fő csoportba sorolhatók: égetőberendezések, gázkibocsátók és elszökő kibocsátások (2. táblázat). Az API (American Petroleum Institute) Compendium of Greenhouse Gas Emissions Estimation Methodologies című összefoglalója megfelelő technikákat tartalmaz valamennyi fenti GHG-kibocsátás meghatározásához. 2. táblázat A GHG-kibocsátási források osztályozása Kategória
Példák a forrásokra
Égetőberendezések Helyhez kötött források
kazánok, melegítők, kemencék, fáklyák, égetők, termikus/katalizátoros oxidálók
Mozgó források
bárkák, hajók, vasúti járművek és teherautók, repülőgépek, helikopterek és más technológiai járművek
Közvetett kibocsátás
a telephelyen kívül termelt villanyáram, forró víz és gőz a telephely energiaellátására és fűtésére
Gázkibocsátók Technológiai gázok
reaktorok, desztillációs oszlopok, abszorberek, sztripperek és keverőtartályok
Egyéb gázok
tárolótartályok, gázhajtású pneumatikus készülékek, vegyipari tápszivattyúk, máglyázó berendezések, rakodási műveletek
Karbantartás
készülékek nyomásának megszüntetése, berendezések tisztítása, festése
Nem rutinszerű tevékenységek
biztonsági nyomásszelepek és más üzembiztonsági készülékek kibocsátásai
Elszökő gázok forrásai Elszökő kibocsátások
szelepek, csőkarimák, szivattyúk, csatlakozások és tömítések szivárgása
Más nem pontszerű források
szennyvízkezelés, hulladékkezelési műveletek
A GHG-kibocsátások számszerűsítését megnehezítheti az iparban előforduló számos kibocsátó forrás és sokféle fűtőanyag. Sok létesítménynél a GHG-kibocsátások nagy része szénhidrogének elégetéséhez kapcsolódik. E fűtőanyagok egy részének összetétele eltérő és nem áll rendelkezésre megfelelő publikált kibocsátási tényező sem. Emellett sok fűtőanyagok kibocsátásaira vonatkozó információ iparáganként erősen eltérő is lehet. A fent említett API-összefoglaló eligazítást ad e kibocsátások kezelésének módjáról, a SANGEA ChevronTexaco Corporate Energy and GHG Inventory System nevű rendszer pedig segítséget ad az emisszió ennek megfelelő becsléséhez is.
Az adatok minősége iránti követelmények meghatározása Egy létesítmény különböző GHG-kibocsátásaira vonatkozó becslési módszert a szóban forgó kibocsátási forrásról elérhető információ, valamint a kibocsátási leltár felhasználói által megszabott pontossági követelmények alapján határozzák meg. Az égetőberendezésekre például többnyire CO2-kibocsátás jellemző, ami a felhasznált fűtőanyag mennyisége és összetétele alapján pontosan meghatározható. A nem égési folyamathoz kötött CH4- és CO2-kibocsátás megfelelő emissziós tényezők és műszaki számítások segítségével elfogadhatóan becsülhető. Alkalmazható közvetlen mérés is, de ez meglehetősen költséges, és gyakran csak jelentéktelen pontosságjavulás érhető el vele. Az API-összefoglaló létesítménytípusok szerint ad leírást az ipari kibocsátások becslésére ajánlott módszerekről és az általuk elérhető pontosságról is. Amennyiben a becslést komplex megközelítésben végzik, az alkalmazható módszerek a következő három csoportba foglalhatók: A-csoport adja a legpontosabb becslést; a B-csoport pontossága közepes, míg a C-csoport módszerei csak általános becslésre alkalmasak. A 3. táblázat olajfinomítók és petrolkémiai létesítmények CO2-kibocsátásának becslésével foglalkozik. A hibahatárok itt nem egy adott kibocsátó forrásra, hanem a létesítmény teljes kibocsátásának becslésére vonatkoznak – feltéve, hogy erre az adott csoport módszereit alkalmazzák. Az API-összefoglaló nem igényel speciális technikákat a GHG-kibocsátások becslésénél, inkább előnyben részesített és alternatív megközelítéseket ajánl, valamint egy döntéshozatali technikát („fát”) is felkínál az alkalmazandó módszereknek a rendelkezésre álló adatokkal és a minőségi követelményekkel összhangban való kiválasztásához.
3. táblázat Olajfinomítók és petrolkémiai létesítmények kiválasztott forrásai CO2-kibocsátásának becslésére szolgáló módszerek C-csoport (± 15–30%)
B-csoport (<± 15%)
A-csoport (± 5–10%)
Égetőberendezések
A termikus input (az elégetett fűtőanyag mennyisége) az üzem műszaki tervparaméterei, az üzemórák száma és a meghibásodások fűtőanyag-kihatásai alapján becsülhető.
A termikus input (az elégetett fűtőanyag mennyisége) mérés* vagy a melegítők/kazánok energiamérlege, valamint alkalmi üzemanyagminták összetétele alapján.
A termikus input (az elégetett fűtőanyag mennyisége) mérés* vagy a melegítők/kazánok energiamérlege, valamint alkalmi üzemanyagminták összetétele alapján.
FCC kokszolók
A termikus input (az elégetett fűtőanyag mennyisége) az üzem műszaki tervparaméterei, az üzemórák száma és a meghibásodások fűtőanyag-kihatásai alapján becsülhető.
A koksz égetési sebessége alapján, a technológia tömeg-/ energiamérlegének felhasználásával és helyi mintavételre támaszkodva meghatározott átlagos kokszösszetételnek megfelelően.
A koksz égetési sebessége alapján, a technológia tömeg-/ energia mérlegének felhasználásával és helyi mintavételre támaszkodva meghatározott átlagos kokszösszetételnek megfelelően.
VAGY
VAGY
Közvetlenül a távozó gázból helyben vett minták COés CO2-koncentrációjának mérése és a generátorba kerülő gáz levegő/oxigén aránya alapján.
Közvetlenül a távozó gázból helyben vett minták COés CO2-koncentrációjának mérése és a generátorba kerülő gáz levegő/oxigén aránya alapján.
Fáklyázás
Mérnöki becslés a fáklyán elégő gázra vonatkozóan az API gázlánghossz-korrelációs tényezője és a finomító gázmeghibásodási tényezője alapján.
A fáklyagáz mennyiségére vonatkozó műszaki– technológiai becslés az ismert öblítési és az egyes, a fáklyára kötött egységekre jellemző áramlási sebességek, valamint az üzem nem rutinszerűen rögzített fáklyázási adatai, valamint becsült összetételnek megfelelően súlyozott átlagos fáklyaösszetétel alapján.
Ahol van beépített fáklyázott gázmennyiségmérő ott ezen adat, az ismert öblítési sebességek és a legjobb technológiára vonatkozó mérnöki becslések, az év folyamán helyben vett mintákon mért átlagos fáklyaláng-összetétel (ha előfordul jelentős, nem rutinszerű fáklyázás, úgy ezzel korrigálva) alapján.
Hidrogénüzem (technológia)
A technológiai tömegmérleg a becsült hidrogéngyártás alapján.
Az API összefoglalóban ismertetett, a hidrogéngyártás becsült mennyiségére alapozott „egyszerű” módszer.
Az API összefoglalóban leírt „komplex” módszer – pl. a reformer bemeneti áramlási sebessége és összetétele ismeretére alapozott technológiai tömegmérleg alapján.
*Mérésre nem az egyes égetőberendezéseknél, inkább a fűtőanyag-elosztó csöveknél van lehetőség.
Égetésnél keletkező kibocsátások becslése Az 1. ábrán egy helyhez kötött égetőberendezés CO2-kibocsátásának becslésével kapcsolatos döntési fa látható. Előnyben részesítendő a fűtőanyag felhasználás (tömegben vagy térfogati egységben) és összetételének mérése, majd a CO2-kibocsátás számítása a felhasznált fűtőanyag és a széntartalom alapján. A számítás pontosságának javítása érdekében definiálni kell a fűtőanyag fűtőértékét („bruttó” vagy magas fűtőérték [HHV], illetve „nettó” vagy alacsony fűtőérték [LHV]), és mindig ennek megfelelően kell azt használni. Preferált megközelítés Az elégetett fűtőanyagok teljes volumene (típus szerint).
Ismert-e a fűtőanyagok összetétele?
igen
Számítsák a kibocsátásokat a felhasználás és a széntartalom alapján!
nem Ismert-e a fűtőanyag magasabb fűtőértéke (HHV)?
A kibocsátások számításához használja fel a 4. táblázat kibocsátási tényezőit!
nem Határozza meg vagy becsülje a fűtőértéket és a kibocsátások becslésénél használja fel a 4. táblázat kibocsátási tényezőit! Alternatív megközelítések (az elérhető információ alapján) Rendelkezésre állnak adatok a berendezésgyártótól vagy hasonló minőségű fűtőanyaggal végzett tesztek alapján.
Helyettesítse be a gyártó vagy a tesztelés adatainak megfelelő kibocsátási tényezőt!
Adatok a berendezés teljesítményére és az üzemórákra vonatkozóan.
Számítsa át kimenő teljesítményről energiainput adatokra!
1. ábra Helyhez kötött égetőberendezés CO2-kibocsátásának becslésével kapcsolatos döntési fa az elérhető információnak megfelelően
4. táblázat Gyakrabban használt fűtőanyagok CO2-kibocsátási tényezői (HHVa fűtőértékkel) Kibocsátási tényező m.t./106 Btu
Kibocsátási tényező m.t./1012 J
Oxidált szén aránya
Repülőbenzin
0,0692
65,6
0,99
Nyersolaj
0,0744
70,5
0,99
Dízel/gázolaj
0,0742
70,4
0,99
Desztillált üzemanyag
0,0732
69,3
0,99
#1: 86,6e #2: 87,3e
Villamosenergetikai szén
0,0953
90,3
0,99
88,3e
Flexicoker Kis fűtőértékű gáz
0,1135
107,6
–
#4-es fűtőolaj
0,0762
72,2
0,99
Sugárhajtóművek üzemanyaga
0,0709
67,2
0,99
Kerozin
0,0723
68,5
0,99
59,0
0,995
Fűtőanyag
Cseppfolyósított petróleum Cseppfolyósított gáz (LPG)
0,0623
Motorbenzin
0,0709
67,2
0,99
Természetes cseppfolyós gáz
0,0632
59,9
0,995
Földgáz (csővezetéki)c
0,0531
50,3
0,995
Földgáz (fáklyázott)
0,0547
51,9
0,995
Petróleumkoksz
0,1021
96,8
0,99
Finomítók fűtőgáza
0,0567
53,8
0,995
#6-os olajpárlási maradék
0,0811
76,8
0,99
Széntartalom. %(m/m)
83,7–86,1d
86,4e
85,5e 69,4 %(m/m) Ce (92,5 %(m/m) CH4) 85,0e 88,3e
A CO2-kibocsátási tényezők az alapértelmezés szerint, 100%-os oxidációnak megfelelő értékek. A magasról az alacsony fűtőértékre történő átszámításnál gáz-halmazállapotú fűtőanyagok esetében a konverziós tényező EFHHV = 0,9 x EFLHV, szilárd és cseppfolyós fűtőanyagoknál pedig EFHHV = 0,95 x EFLHV. b A CO -kibocsátási tényezőknél figyelembe kell venni az oxidálódott szén arányát. Konzervatív megközelítésben 2 az API összefoglaló 100%-os oxidálódással operál, de a cégek használhatják a fenti oxidációs tényezőket is. Forrás: Energy Information Administration (EIA), „Emmissions of Greenhouse Gases in the United States 2001,” DOE/EIA-0573(2001), december 2002. c A földgáz széntartalma az USA-ra jellemző súlyozott átlagérték. d Baumeister és mások: „Marks’ Standard Handbook for Mechanical Engineers, 8-ik kiadás, 7. fejezet, 9. táblázat, McGraw Hill Book Co., New York, NY (1978) e North American Combustion Handbook, Volume I: Combustion Fuels, Stoichiometry, Heat Transfer, Fluid Flow,” 3-ik kiadás, North American Manufacturing, Cleveland, OH. www.namfg.com (1986) a
A 4. táblázatban a gyakrabban felhasznált fűtőanyagok ajánlott kibocsátási tényezői szerepelnek. E kibocsátási tényezők azon a konzervatív feltételezésen alapulnak, hogy a fűtőanyagokban található szén teljes egészében szén-dioxiddá alakul át. Ennek alternatívájaként a szén tényleges oxidálódásához vezető korrekciós tényező is alkalmazható. Ha ilyen adat nem áll rendelkezésre, a gyártók adatai, speciális tesztvizsgálatok és publikált emissziós tényezők is felhasználhatók. Általában a CO2-kibocsátási tényezők becslésére az adott mennyiségű fűtőanyagra vagy meghatározott energiafelhasználásra eső – metrikus tonnában kifejezett mennyiségekből számított – emissziós tényezők pontosabbak a berendezésspecifikus mutatóknál. Az esetek többségében az égetőberendezések CH4-kibocsátása elhanyagolható mennyiségű. Ha viszont mégis számolni kell vele, a legjobb olyan publikált kibocsátási tényezőket és katalógus szerinti fűtőanyagösszetételt használni, amely figyelembe veszi az adott berendezéstípusra jellemző metánbontás hatékonyságát is.
Technológiai és elszökő gázok kibocsátásának becslése Technológiai gázok kibocsátása akkor megy végbe, ha ez a berendezés konstrukciójából vagy üzemeltetésének módjából következik. Működésük módját tekintve e források igen specifikusak és rendkívül sokfélék lehetnek, ezért általános emissziós tényezők vagy katalógusadatok a CO2- és CH4-kibocsátás becsléséhez nem állnak rendelkezésre. A kibocsátás becsléséhez alaposan ismerni kell az értékelendő technológiai folyamatot, amelynek kapcsán rendszerint tömegmérlegekre vagy technológiai paraméterek olyan – mérésekre támaszkodó és szimulációs technikákra alapozott – becslésére van szükség, mint például az öblítőgáz áramlási sebessége és a koncentrációk. Az elszökő gázkibocsátás a berendezések szelepein, csőkarimáin, a szivattyú- és kompresszortömítéseken, biztonsági szelepeken, mintavételi csatlakozásokon, technológiai kifolyókon, nyitott végű vezetékeken és más komponenseken keresztül megy végbe, valamint nem pontszerű forrásokból történő párolgás révén – például szennyvíztisztítókból és tárolómedencékből. Az elszökő technológiai gázok miatti kibocsátás becslésével kapcsolatos dokumentumokban egyebek közt a metán is szerepel, az általában égési folyamatokhoz kötődő CO2-vel viszont rendszerint nem fog-
lalkoznak. Lehetséges, hogy számottevő mértékű szén-dioxid-kibocsátás esetében a CH4-kibocsátás becslésére szolgáló módszerek is adaptálhatók. A berendezésekből elszökő technológiai gázok emissziójának becslésére megfelelő kibocsátási tényezőket és korrelációs egyenleteket alakítottak ki, de ezek közül számos komponensszintű adatgyűjtést és számításokat igényel, ezért a GHG-t kibocsátó berendezések többsége esetében célszerű az alábbi két, egyszerűbb megközelítést alkalmazni: – létesítményszintű átlagos kibocsátási tényezőkkel; – berendezésszintű átlagos kibocsátási tényezőkkel. Preferált megközelítés Működik szivárgásellenőrző és -elhárító (LDAR) az üzemben? igen
nem
Becsüljék a kibocsátásokat a létesítmény szintű módszerrel!
Az így kapott kibocsátás a gyár teljes kibocsátásában jelentős részt képvisel?
nem
Használják a létesítményszintű módszert!
igen
Alternatív megközelítések (attól függően, hogy az elszökő kibocsátások mennyire fontosak a létesítmény GHG-leltárában)
Felhasználhatók-e a kapott kibocsátási eredmények tervezett létesítmények emissziójának becslésére?
nem
VAGY Részletesebb becslési módszerek alkalmazására van szükség
Becsüljék a kibocsátásokat a berendezésszintű módszerrel!
igen Alkalmazzák az API összefoglaló „B” mellékletének valamelyik komponensszintű megközelítését!
2. ábra Döntési fa az elszivárgó kibocsátások becsléséhez szükséges részletezettség kiválasztásához
A létesítményszintű módszer az esetek többségében megfelelő elszökő GHG-becslést tesz lehetővé – csupán a berendezés típusát és átbocsátó képességét kell ehhez ismerni. A berendezésszintű megközelítés egy adott létesítmény konkrét nagyberendezései kibocsátásának vizsgálatakor alkalmazható. Bár e – különösen a tervezési szakaszban jól bevált – módszer több információt igényel, eredményei valamivel pontosabbak a létesítményszintűéinél. A 2. ábra arról ad eligazítást, hogy a vélhetően számottevő mennyiségben elszivárgó kibocsátások értékeléséhez mennyire részletes becslésre van szükség, valamint bemutatja azt az információt, ami a szivárgások kimutatására és kijavítására irányuló program kapcsán szerezhető. A konkrét becslési módszert annak alapján választják ki, hogy az adott szivárgás mekkora súllyal szerepel a teljes GHG-leltárban. Lehetőleg olyan módszert kell alkalmazni, amely kielégíti a leltár szabta pontossági követelményeket, és amelyhez a szükséges adatok is elérhetők. Az 5. táblázat létesítmény- és berendezésszintű kibocsátási tényezőket tartalmaz olajbázisú ipari létesítményre, de ezek relevánsak lehetnek vegyipari berendezések esetében is.
Összegző kibocsátási becslések készítése A létesítmény teljes GHG-kibocsátásának összegzése során az egyes GHG-összetevők viszonylagos szerepe a kibocsátott tömeg vagy globális felmelegedéshez vezető potenciális hatásuk (GWP) súlyozásával felmérhető, ahogy azt az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) ajánlja. Bár több GHG hatásának aggregálásánál a GWP alkalmas megközelítésnek tekinthető, e súlyozott átlag mellett fontos a tényleges kibocsátásokat tömegük szerint is nyomon követni. A GHG-kibocsátás GWP-alapú becslése során a potenciális hatást gyakran karbon (CO2) egyenértékben fejezik ki. Bár a GHG-kibocsátások megfelelő átszámításához bármilyen tömegegység felhasználható, a leggyakrabban a metrikus tonna és a millió metrikus tonna használatos, az alábbi képletek segítségével: GHG-k száma
CO2 egyenérték, m.t. =
∑
i =1
(MTi × GWPi)
(1)
MMTCE = CO2 egyenérték, m.t. ×
MWcarbon MMT × MWCO 2 106 m.t.
(2)
ahol: MMTCE = millió m.t. karbon egyenértékes és MW = molekulasúly (MWcarbon = 12; MWCO2 = 44). 5. táblázat Létesítmény- és berendezés szintű átlagos kibocsátási tényezők elszökő gázok emissziójára Forrás Létesítmény szintű tényezők Gázfeldolgozó üzemek Gáztároló állomások Gáz gerincvezetékek (szivárgása)
2,918E-02 m.t. CH4/106 scf 1,030E+00 m.t. CH4/106 scf 6,754E+02 m.t. CH4/tároló 3,594E+00 m.t. CH4/mérföld/év 2,233E+00 m.t. CH4/km/év 2,117E+01 m.t. CO2/mérföld/év 1,315E+01 m.t. CO2/km/év CO2 a CH4b oxidációjából 3,443E+03 m.t. CO2/mérföld/év 2,139E+03 m.t. CO2/km/év
Gázelosztó vezetékek (szivárgása)
1,611E+00 m.t. CH4/mérföld/év 1,001E+00 m.t. CH4/km/év 1,069E+01 m.t. CO2/mérföld/év 6,640E+02 m.t. CO2/km/év CO2 a CH4b oxidációjából 5,611E+01 m.t. CO2/mérföld/év 3,486E+01 m.t. CO2/km/év
Finomítókc
8,43E-05 m.t. THC/bbl 1 adag 5,30E-04 m.t. THC/m3 1 adag
Berendezésszintű tényezők Gázfeldolgozó üzem kompresszorai Dugattyúknál Centrifugális aA
Kibocsátási tényezőa
8,95E-03 m.t. CH4/kompresszor-h 1,70E-02 m.t. CH4/kompresszor-h
CH4-kibocsátási tényezőknek a CO2 és CH4 relatív aránynak megfelelő korrigálásával a CO2kibocsátás is becsülhető. b A földalatti vezetékek által kibocsátott CH egy része oxidálódik. 4 c Forrás: Európai Környezetvédelmi Ügynökség (EEA), Joint EMEP/CORINAIR Atmospheric Emmission Inventory Guiedebook, harmadik kiadás, EEA. Koppenhága, 2001, korszerűsítve 2002. október.
Mintalétesítmények GHG-kibocsátásának leltára Az ipari létesítmények és berendezések sokféleségét teljesítményük és az adott telepre jellemző specifikus feltételek határozzák meg. Általában véve a GHG-kibocsátás a következőktől függ: – az energiafelhasználás intenzitása, – a berendezés belsejében lekötött és az újrahasznosított mennyisége, – a „csővégi” szabályozás módja, – a gázok áramlási viszonyai. Az elvégezhető kibocsátásbecsléseket a következő feltételezett példák mutatják be: Egy földgázfeldolgozó üzem átbocsátó képessége 800 millió std. köbláb nyersgáz (70% CH4 és 3,5% CO2), míg végtermékében >90% CH4 és <2% CO2 található. A létesítmény nem használ fel kívülről érkező elektromos áramot. A 6. táblázat a számottevő égetési és gázkibocsátó forrásokat sorolja fel. 6. táblázat A példabeli gázfeldolgozó üzem égetési és gázkibocsátó forrásai Teljesítménytényező Égetési források
(teljes)
Segédkazánok*
2,18×1012 Btu/év
Forró olajos melegítők*
1,28×1012
Emisszió, mt/év CO2
CH4
122 827
2,18
Btu/év
71 807
1,28
Újrasűrítő gázturbina*
3,00×1012 Btu/év
168 447
11,68
Áramfejlesztő gázturbina*
213 559 MW-h/év kimenet
92 257
1,45
Biztonsági fáklya (kisnyomású savgáz)
74,4×106 scf/év
5 297
19,99
240,2×106 scf/év
17 094
64,50
Gázkibocsátó források Vízmentesítő gázok (beleértve a szivattyúk kibocsátását is)
292×109 scf/év feldolgozott gáz
Gázfeldolgozás és a kéntartalmú gáz kezelése
beömlés: 292×109 scf/év (3,5 mól% CO2) kiömlés: 227×109 scf/év (2,0 mól% Co2)
Technológia karbantartás lefúvatás *Földgáz elégetésével
1 feldolgozó üzem
230
1,676
298 908
1,400
–
1,030
Egy finomító kapacitása 250 000 bbl/nap, a saját hidrogénfejlesztő berendezéséé pedig 29 millió std. köbláb/nap. Égetőberendezéseit a finomító fűtőgázával vagy földgázzal működteti, miközben évente 76 000 MW villamos energiát kívülről szerez be. A finomító CO2 és CH4 kibocsátását a 7. táblázat mutatja be. 7. táblázat A példabeli finomító gázkibocsátó forrásai Teljesítménytényező (teljes)
Emisszió, mt/év CO2
CH4
Égetési források Teljesítmény (gőz) kazánok†
22,4×1012 Btu/év
1 159 239
5,08
Technológiai melegítők† FCCU CO kazán†
21,8×1012 Btu/év 1,5×1012 Btu/év
1 130 258 78 792
4,96 0,35
Belsőégésű motorok*
0,67×1012 Btu/év
35 565
443,52
Gázturbinák*
7,1×1012 Btu/év
377 874
27,85
Fáklyázás, beleértve a karbantartást és az átállásokat is
2,4×1012 Btu/év
153 477
0.330
Égetők (a kén kinyerésére és a véggáz kezelésére szolgáló egységek)
0,34×1012 Btu/év
19 505
0,33
Gázkibocsátó és más közvetlen források Hidrogénüzem – földgázt használ fel
6,6×109 scf/év
366 760
Hidrogénüzem – a finomító fűtőgázát használja fel
4×109 scf/év
231 641
Hidrogénüzem – butánt használ fel
34,8×109 scf/év
7 308 776
FCCU regenerátor
16,5×1012 Btu/év kokszfelhasznlálás (a koksz 91 %(m/m) karbont tartalmaz)
1 972 547
Nyersolajtartályok
91,3×106 bbl/év
Szökőgáz-kibocsátás Közvetett források Kívülről kapott villanyáram *Földgáz elégetésével † Finomítói fűtőgáz elégetésével
0 0
76,0×109 W-h/év
0
32 680
0 0,705
Záró gondolatok A GHG-kibocsátás becslésére itt bemutatott módszerek – az ipar számára összeállított útmutató, az API összefoglalója és az esetleg választható SANGEA adatkezelési rendszer – hiteles és rendszerezett eszközül szolgálnak a klímaváltozás mérséklésének előkészítéséhez szükséges GHG-leltár összeállításához. További, konzisztens megközelítés kialakítására irányuló munkával sikerülhet alapot teremteni az érintett üzleti vállalkozások és irányító hatóságok által e fontos kérdés kezelésére folytatott együttműködéshez. Az olaj- és gázipar – tervei szerint – szerte a világon tovább fog dolgozni a jelen eszköztár fejlesztésén és alkalmazásának széles körű elterjesztésén, megfelelő szakmai fórumot és képzést is biztosítva a szóban forgó módszerek alkalmazásához. Emellett az említett iparágak folytatni akarják a kormányzati és kormányközi szervezetekkel kialakított együttműködést a fent vázolt útmutató fejlesztése és az új technikai eredményeknek megfelelő korszerűsítése érdekében. Összeállította: dr. Balog Károly Ritter K.; Nordrum S. stb.: Ensuring consistent greenhouse gas emissions estimates. = CEP Chemical Engineering Progress, 101. k. 9. sz. 2005. p. 30–35. Nordrum S., Loreti Ch. P. stb: Developing a consistent approach to estimating greenhouse gas emissions for the petroleum industry. = Industry and Environment, 27. k. 2-3. sz. 2004. szept. p. 72–75.
Röviden… Alábecsülték az üvegházhatású gázok okozta terményveszteséget
Szabadföldi nagyméretű „növekedéskamrákban” végzett kísérletek szerint az üvegházhatású gáz növekvő koncentrációja jobban károsítja a növények terméshozamát mint azt korábban gondolták. Szakértői becslés szerint a nagyobb károsítás miatt, főleg Afrikában, további 50 millió ember lesz kitéve 2050-ig az éhezés kockázatának. Az üvegházi kísérletek szerint a környezetszennyeződés és a szélsőséges időjárás klímaváltozás miatt bekövetkező hatását – a terméskiesést – bizonyos mértékig enyhíti a magasabb hőmérséklet és a nagyobb CO2-koncentráció. Ez a fotoszintézis hatásosabbá tételével elő-
segíti a növekedést és növeli a növények víztároló-képességét. Azonban az üvegházi kísérletek alkalmazhatósága a szabadon, természetes körülmények között lévő növényekre és hosszabb időszakaszokra vonatkozóan kétségessé vált. Egy új technológia (Free-Air gas Concentration Enrichment – FACE) a szabadlevegőn a gázkoncentráció megnövelését teszi lehetővé, ez biztosította a tudósok számára, hogy az üvegházhatású gázok 2050-ben várható koncentrációja mellett vizsgálják a növényekre gyakorolt hatást. A hozam növekedése a várt érték fele (23% helyett csak 11%), gabona esetében nincs növekedés, szója esetében pedig a hozam 15%-os csökkenését tapasztalták, ha az ózon koncentrációja elérte a 2050-ben várható értéket. A FACE-technológiát a világon négy csoport alkalmazza, az eljárás 300 m2 területű parcellára terjed ki, amelyet gyűrűk ölelnek körül. A gyűrűk mindegyikét függőleges gázkivezető csövek alkotják. A hőmérsékletet állandóan tartó termosztátokhoz hasonlóan, a termőföldön elhelyezett érzékelők ellenőrzik a levegő összetételét, ez lehetővé teszi a kutatók számára, hogy szabályozzák az ózon és a CO2 koncentrációját a parcella felett. A csöveken keresztül naponta kb. 1 tonna CO2-t bocsátanak ki. A széndioxid a klímaváltozás legfontosabb hajtóereje, koncentrációja a mai 430 ppm-ről 2050-ig várhatóan 550 ppm-re fog növekedni. (Chemistry & Industry, 18 sz. 2005. p. 6.)
Kibocsátás-csökkentés – mexikói cégeknél
Tizenöt mexikói nagyvállalat kapott nemrég hivatalos elismerést önkéntes szén-dioxid-kibocsátási adatszolgáltatásért. Az ICIS Chemical Business hetilap tudósítása szerint a Mexikói Üvegházhatású Gázkibocsátási Önkéntes Elszámolási és Beszámolási Program a fejlődő országokban az első ilyen kezdeményezés. A Mexikói Környezetvédelmi Minisztérium mellett a programot számos más szervezet is támogatja, köztük a Világ Erőforrásainak Intézete (World Resource Institute) és a Nemzetközi Fenntartható Fejlődési Tanács (World Business Council for Sustainable Development) is. Az elismerést kapott cégek között van a Pemex és a Sumitomo Corporative de Mexico. (ICIS Chemical Business, 1. k. 9. sz. 2006. márc.)
