Русский  English

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

Вступ

Інтенсивна економічна діяльність людини і надмірне споживання природних ресурсів негативно впливають на стан кліматичної системи нашої планети.

Дані метеорологічних спостережень свідчать про те, що за останні 100 років середня температура поверхні Землі виросла на 0,8 °C, причому темпи її зростання поступово збільшуються. За прогнозами вчених – в найближчі 20 років зростання температури складе в середньому 0,2 °C за десятиріччя.

На рисунку 1 представлений графік залежності температури повітря від концентрації СО2 в атмосфері.

Графік залежності температури атмосферного повітря Землі від концентрації СО<sub>2</sub>

Рисунок 1 – Графік залежності температури атмосферного повітря Землі від концентрації СО2
(анимація: 10 кадрів, 5 циклів повторення, 116 кілобайт)

Причиною цього є зростаюча концентрація в атмосфері парникових газів, що затримують інфрачервоне випромінювання Землі (парниковий ефект). За оцінками вчених за останні 50 років вміст вуглецевого газу в атмосфері вже зросла на третину від його первинної величини і коливається в межах 0,0393-0,0397 %. З’явилися і нові, що раніше не існували, речовини з парниковим спектром поглинання – перш за все це фторвуглеці.

Серед найбільш очевидних та відчутних наслідків зміни клімату, які частково проявляються вже сьогодні, можна виділити такі:

  1. Танення льодовиків; товща Гімалайських льодів тане зі швидкістю 10-15 м в рік. При нинішній швидкості цих процесів дві третини льодовиків Китаю зникнуть до 2060 р., а до 2100 року всі льодовики розтануть остаточно.
  2. Підвищення рівня світового океану, затоплення узбережних територій, посилення ерозії берегової лінії.
  3. Збільшення частоти і сили екстремальних природних явищ (землетруси, урагани, цунамі тощо).
  4. Клімат на планеті став більш вологим. Але кількість опадів не розповсюджується по Землі рівномірно.

Слід зазначити, що під час зміни клімату може зникнути 30-40 % видів рослин і тварин, оскільки їх середовище буде змінюватиметься швидше, ніж вони можуть пристосуватися до цих змін.

Найсерйознішого удару може бути завдано найбіднішим країнам, якнайменше всього готовим пристосуватися до змін клімату. За даними експертів, до 2080 р. число людей, що стикаються із загрозою голоду, може збільшитися на 600 млн. чол., що удвічі більше числа людей, які сьогодні живуть в бідності в Африці.

Усвідомлюючи глобальний характер проблеми зміни клімату й розуміючи важливість прийняття спільних дій в її вирішенні, міжнародним співтовариством, у грудні 1997 року, на додаток до Рамкової конвенції ООН про зміну клімату, був прийнятий у м. Кіото (Японія) міжнародний документ, що зобов’язує держави, які його ратифікували, скоротити або стабілізувати викиди парникових газів (ПГ) в атмосферу в порівнянні з рівнем 1990 року – Кіотський протокол (набрав чинності 16 лютого 2005 року) [1].

1. Актуальність теми

Відомо, що викиди парникових газів України в 2012 році склали 374,64 млн. т  парникових газів з урахуванням сектора ЗЗЗЛГ (землекористування, зміни в землекористуванні та лісове господарство). Найбільша частка викидів парникових газів припадає на вуглецю діоксид – 74,46 % з урахуванням ЗЗЗЛГ. Понад 95 % викидів вуглецю діоксиду пов’язане з використанням викопних палив у процесах спалювання або в технологічних процесах.

Частка метану в сумарному обсязі викидів становить 16,97 % (63,58 млн. т в СО2-екв.). Найбільші викиди метану в енергетичному секторі (66,16 %) походять з вугільних шахт, а також при видобутку, транспортуванні, зберіганні, розподілі та споживанні нафти і природного газу. В сільському господарстві основним джерелом викидів метану є кишкова ферментація худоби (16,45 %).

Викиди азоту (I)оксиду в Україні – 36 млн. т в СО2-екв. Домінуючим джерелом викидів азоту (I)оксиду в Україні є сільськогосподарські грунти (69,26 % від загальних викидів азоту (I)оксиду) [2].

Щоб уникнути негативних наслідків зміни клімату, Україні необхідно вживати заходи щодо стабілізації викидів парникових газів, а саме впровадження проектів спільного впровадження за такими напрямами, як реконструкція комунальних систем теплопостачання, впровадження альтернативних джерел енергії, утилізація шахтного метану, лісонасадження, тощо.

2. Мета і задачі дослідження

Метою роботи є розробка заходів і проектів спільного впровадження, що діють в рамках механізмів Кіотського протоколу, по зменшенню забруднення навколишнього середовища міста, зменшення викидів парникових газів, реконструкції котельного обладнання та зменшенню витрати палива для виробництва теплової енергії.

Основні задачі:

  1. Проаналізувати реалізацію механізмів Кіотського протоколу в Україні, зокрема в Донецькій області.
  2. Проаналізувати дослідження в області заходів щодо зниження викидів парникових газів в Україні.
  3. Оцінити вплив діяльності котелень м. Донецька на стан довкілля.
  4. Оцінити способи зниження парникових газів в системах теплопостачання.
  5. Запропонувати оптимальні варіанти зниження викидів парникових газів в системах теплопостачання м. Донецька.

Об’єкт дослідження: системи теплопостачання міста Донецьк.

Предмет дослідження: процес зниження викидів парникових газів в системах теплопостачання.

Результатом роботи буде розробка заходів, які сприятимуть зменшенню використання природного газу в системах теплопостачання м. Донецька, за рахунок чого будуть знижені викиди парникових газів, а саме CO2 й N2O.

3. Огляд досліджень та розробок

Сутність механізму спільного впровадження полягає в тому, що сторони (одна з яких приймаюча сторона – країна, де проект безпосередньо реалізується) ініціюють спільний проект щодо зниження викидів або збільшення поглинання парникових газів, в результаті якого генеруються одиниці скорочення викидів (ОСВ), підлягають подальшій передачі від однієї сторони іншій або продажу (рис. 2).

Механізм реализації проектів спільного впровадження

Рисунок 2 – Механізм реализації проектів спільного впровадження

Згідно Національному Агенству Екологічних Інвестицій України, на кінець 2014 р. в Україні підписані і реалізуються більш 200 проектів спільного впровадження, з яких 75 – реалізуються в Донецькій області. Кожен проект відноситься до певного сектору господарської діяльності. В Донецької області 13 проектів відносяться до сектору Енергетика. Серед них масштабний проект Реконструкція системи теплопостачання в Донецькій області [3].

Проект Реконструкція системи теплопостачання в Донецькій області був ініційований в 2004 році, але Національне Агентство Екологічних Інвестицій України затвердило цей проект в 2008 році. Замовником проекту є обласне комунальне підприємство Донецьктеплокомуненерго. Країною-співучасником є Нідерланди. У проекті передбачена реконструкція централізованої системи теплопостачання в Донецькій області, включаючи заміну та реконструкцію котлів та теплорозподільчих мереж, а також встановлення когенераційних установок. На рисунку 3 представлена принципова схема когенераційної установки (КГУ).

Принципова схема когенераційної установки

Рисунок 3 – Принципова схема когенераційної установки

Основною метою проекту є зменшення споживання палива, зокрема зменшення споживання природного газу, споживання вугілля та рідкого палива. Зменшення споживання палива дозволить знизити викиди парникових газів (CO2 й N2O).

У проект включені 325 котелень з 1490 котлами і 1274 км теплорозподільчих мереж. Згідно зібраним даними, обсяг скорочення викидів парникових газів протягом періоду моніторингу (2011 рік) складає 464426 т СО2-екв. (базові викиди 1473631 т СО2-екв.). Станом на 14.03.2014 р. цей проект діючий і, безумовно, приносить екологічну та соціальну користь жителям Донецької області [4].

Статті І. І. Сазанової, А. А. Мега присвячені результатам впровадження проектів спільного впровадження в місті Донецьку [5, 6]. Автори пропонують оптимізувати схеми теплопостачання міста, замінити морально й фізично застарілі котли з ККД до 75 % на високоефективні котли, реконструювати теплові мережі з прокладанням попередньо ізольованих пінополіуретаном трубопроводів, впровадити когенераційні установки в комунальному секторі. Заміна обладнання на котельнях та реконструкція теплових мереж підвищать якість послуг, що надаються споживачу, за рахунок зведення до мінімуму ймовірності аварій або несправностей в системі теплопостачання. Крім цього, зменшення питомих витрат палива на вироблення одиниці теплової енергії та використання електроенергії від когенераційних установок призведе до зниження собівартості теплової енергії. Автори відзначають, що впровадження енергозберігаючих технологій дасть можливість знизити споживання природного газу і зменшити викид СО2, а також зробить благотворний вплив на екологічну ситуацію в місті.

4. Перспективи зниження викидів парникових газів

Сьогодні сумарні викиди шкідливих речовин в Донецькій області складають більше 34 % обсягу таких викидів в атмосферне повітря України – у 2013 році викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря від стаціонарних джерел становили 1447,9 тис. т. У структурі забруднюючих речовин метан, після сірки діоксиду, займає друге місце (383,4 тис. т, або 26,5 %). Поряд з метаном, до парникових газів відносяться азоту (I) оксиди, викиди яких складають 81,4 тис. т, або 5,6 % обласного обсягу всіх забруднюючих атмосферу речовин [7].

Крім 1,4 млн. т забруднюючих повітряний басейн речовин, стаціонарними джерелами Донецької області викинуто в атмосферу 60,688 млн. т вуглецю діоксиду, що склало 30,4 % річного його обсягу в Україні.

Тому на території Донецької області є хороша перспектива впровадження гнучких механізмів Кіотського протоколу, а саме проектів спільного впровадження.

Більшість проектів спільного впровадження в Донецькій області відносяться до сектору Шахти/видобуток мінеральної сировини (52 % від всіх проектів області). Серед них найпотужніший в Європі проект – Утилізація шахтного метану на шахті ім. О. Ф. Засядька. Даний проект передбачає утилізацію шахтного метану з метою генерації тепла та електроенергії, а також виробництва газу для використання в якості палива для автомобільного транспорту. Схвалення проекту дозволило шахті ім. О. Ф. Засядька отримати за рахунок продажу квот поетапно до 2012 року 60 млн. євро. Скорочення викидів становить 411273 т СО2-екв. [8].

Серед усіх проектів Донецької області є єдиний проект, який відноситься до сектору Сільське господарство. Проект має назву Зменшення викидів СО2 шляхом системного застосування технології No-till в сільському господарстві. Технологія No-till відрізняється від традиційної технології тим, що обробка ґрунту складається з меншої кількості технологічних операцій, в результаті чого майже не відбувається руйнування поверхневого шару ґрунту, а також характером поводження з пожнивними залишками.

На сьогоднішній момент проект є чинним. Скорочення викидів вуглецю діоксиду з 2008 року становлять 560836 т СО2-екв., а також спостерігається зниження обсягів спалювання дизельного палива в процесі обробки угідь до 60 % [9].

Разом з тим, у Кіотського протоколу є дві сторони медалі. З одного боку, громадськість говорить про те, що він марний, з іншого боку – механізми протоколу впливають на зниження викидів парникових газів.

Позитивні моменти Кіотського протоколу засновані на тому, що він є процес комплексного міжнародного вивчення змін земного клімату. І результати цього комплексного дослідження на сьогоднішній момент говорять про те, що потепління розвивається і вина людини в цьому теж є. Нехай не антропогенна діяльність його спровокувала, проте завдяки їй, температура на планеті зростає швидше, ніж варто було б.

Недоліком Кіотського протоколу є те, що промисловий розвиток багатьох країн-учасниць різко загальмувався, і, відповідно, викиди парникових газів в них значно зменшилися. А інші країни, зокрема, Індія і Китай, навпаки, збільшили кількість викидів парникових газів в десятки, а то й сотні разів. Тобто, вийшло, що до моменту початку дії Кіотського протоколу учасниками угод стали зовсім не ті держави, яким дійсно потрібно було обмежувати викиди парникових газів.

У 2014 р. в Лімі (Перу) пройшла 20-та конференція учасників Рамкової конвенції ООН про зміну клімату. Проект документа, вироблений на конференції, стане основою для переговорів, які підготують наступну конференцію в грудні 2015 р. в Парижі. Саме там має бути досягнуто і підписано світовими лідерами нову глобальну угоду, яка в 2020 році прийде на зміну Кіотському протоколу. Вперше в історії боротьби зі зміною клімату усі 196 країн ООН повідомили про готовність взяти на себе конкретні зобов’язання щодо скорочення викидів парникових газів.

Висновки

  1. Найбільш істотний підсумок реалізації Кіотського протоколу – його роль своєрідного каталізатора всієї кліматичної діяльності в цілому: розвитку по всьому світу енергоефективних технологій, відновлюваної енергетики та використання природного газу, підтримка науки і освіти.
  2. У Донецькій області досить ефективно реалізуються проекти за Кіотським протоколом.
  3. Аналіз напрямів Програми Реконструкція комунальних систем теплопостачання, дозволив виділити з загального переліку основних заходів, частка ефективності яких становить більше 70 % від усіх: впровадження когенераційної установки та оптимізація системи теплопостачання із застосуванням індивідуальних теплових пунктів (ІТП). Дані заходи повинні бути першочерговими для впровадження та підвищення ефективності системи теплопостачання в місті Донецьку.

Під час написання даного реферату робота магістра ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2015 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Перелік посилань

  1. Протидія глобальній зміні клімату в контексті Кіотських домовленостей / С. Л. Орленко, Я. А. Жаліло, І. В. Трофимова та ін. – К.: НІСД, 2010. – 48 с.
  2. Национальный кадастр антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов в Украине за 1990–2012 гг. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.seia.gov.ua.
  3. Звіт про Проекти спільного впровадження України станом на 26.11.2014 [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.carbonunitsregistry.gov.ua.
  4. Звіт з моніторингу проекту СВ Реконструкція системи теплопостачання у Донецькій області [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.seia.gov.ua.
  5. Сазанова И. И. Реализация механизмов Киотского протокола в Донецкой области / И. И. Сазанова // Охорона навколишнього середовища та рацiональне використання природних ресурсів / Збiрка доповiдей VII Міжнародної наукової конференцiї аспiрантiв та студентiв. – Т. 1 - Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2008. – C. 177–178.
  6. Мега А. А. Енергозберігаючі проекти в рамках Кіотського протоколу на Україні / А. А. Мега, А. І. Панасенко // Охорона навколишнього середовища та рацiональне використання природних ресурсів / Збiрка доповiдей XXIII Всеукраїнської наукової конференцiї аспiрантiв та студентiв. – Т. 1 - Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2013. – C. 186–187.
  7. Екологічний паспорт Донецької області (2012 р.) [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.menr.gov.ua.
  8. Верифікація проекту Утилізація шахтного метану на шахті ім. О. Ф. Засядька [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.seia.gov.ua.
  9. Звіт з моніторингу проекту СВ Зменшення викидів СО2 шляхом системного застосування технології No-till в сільгоспвиробництві [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.seia.gov.ua.