Українська  English

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Интенсивная экономическая деятельность человека и чрезмерное потребление природных ресурсов негативно влияют на состояние климатической системы нашей планеты.

Данные метеорологических наблюдений свидетельствуют о том, что за последние 100 лет средняя температура поверхности Земли выросла на 0,8 °C, причем темпы ее роста постепенно увеличиваются. По прогнозам Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) авторитетной международной организации в области климата – в ближайшие 20 лет рост температуры составит в среднем 0,2 °C за десятилетие.

На рисунке 1 представлен график зависимости температуры воздуха от концентрации СО2 в атмосфере.

График зависимости температуры атмосферного воздуха Земли от концентрации СО<sub>2</sub>

Рисунок 1 – График зависимости температуры атмосферного воздуха Земли от концентрации СО2
(анимация: 10 кадров, 5 циклов повторения, 111 килобайт)

Причиной этого является увеличивающаяся концентрация в атмосфере парниковых газов, задерживающих инфракрасное излучение Земли (парниковый эффект). По оценкам ученых за последние 50 лет содержание углекислого газа в атмосфере уже возросло на треть от его первоначальной величины и колеблется в пределах 0,0393-0,0397 %. Появились и новые, ранее не существовавшие, вещества с парниковым спектром поглощения – прежде всего это фторуглеводороды.

Среди наиболее очевидных и ощутимых последствий изменения климата, которые частично проявляются уже сегодня, можно выделить следующие:

Следует отметить, что при изменении климата может исчезнуть 30-40 % видов растений и животных, поскольку их среда будет меняться быстрее, чем они могут приспособиться к этим изменениям.

Серьезного удара может быть нанесен беднейшим странам, меньше всего готовым приспособиться к изменениям климата. По данным МГЭИК, к 2080 число людей, сталкивающихся с угрозой голода, может увеличиться на 600 млн. чел., что вдвое больше числа людей, которые сегодня живут в бедности в Африке.

Осознавая глобальный характер проблемы изменения климата и понимая важность принятия совместных действий в ее решении, международным сообществом, в декабре 1997 года, в дополнение к Рамочной конвенции ООН об изменении климата, был принят в г. Киото (Япония) международный документ, обязывающий государства, которые ратифицировали, сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов (ПГ) в атмосферу по сравнению с уровнем 1990 года - Киотский протокол (вступил в силу 16 февраля 2005 года) [1].

1. Актуальность темы

Известно, что выбросы парниковых газов Украины в 2012 году составили 374,64 млн. т парниковых газов с учетом сектора ЗИЗЛХ (землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство). Наибольшая доля выбросов парниковых газов приходится на углерода диоксид - 74,46 % с учетом ЗИЗЛХ. Более 95 % выбросов углерода диоксида связано с использованием ископаемых топлив в процессах сжигания или в технологических процессах.

Доля метана в суммарном объеме выбросов составляет 16,97 % (63,58 млн. т в СО2-экв.). Наибольшие выбросы метана в энергетическом секторе (66,16 %) происходят из угольных шахт, а также при добыче, транспортировании, хранении, распределении и потреблении нефти и природного газа. В сельском хозяйстве основным источником выбросов метана является кишечная ферментация скота (16,45 %).

Выбросы азота (I) оксида в Украине - 36 млн. т в СО2-экв. Доминирующим источником выбросов азота (I) оксида в Украине являются сельскохозяйственные почвы (69,26 % от общих выбросов азота (I) оксида) [2].

Чтобы избежать негативных последствий изменения климата, Украине необходимо принимать меры по стабилизации выбросов парниковых газов, а именно внедрения проектов совместного осуществления по таким направлениям, как реконструкция коммунальных систем теплоснабжения, внедрение альтернативных источников энергии, утилизация шахтного метана, лесонасаждения и др.

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью работы является разработка мероприятий и проектов совместного осуществления, действующих в рамках механизмов Киотского протокола, по уменьшению загрязнения окружающей среды города, уменьшению выбросов парникового газов, реконструкции котельного оборудования и уменьшению расхода топлива для производства тепловой энергии.

Основные задачи:

  1. Проанализировать реализацию механизмов Киотского протокола в Украине, в частности в Донецкой области.
  2. Проанализировать исследования в области мероприятий по снижению выбросов парниковых газов в Украине.
  3. Оценить влияние на состояние окружающей среды деятельность котельных г. Донецка.
  4. Оценить способы снижения парниковых газов в системах теплоснабжения.
  5. Предложить оптимальные варианты снижения выбросов парниковых газов в системах теплоснабжения г. Донецка.

Объект исследования: системы теплоснабжения города Донецка.

Предмет исследования: процесс снижения выбросов парниковых газов в системах теплоснабжения.

Результатом работы будет являться разработка мероприятий, которые будут способствовать уменьшению использования природного газа в системах теплоснабжения г. Донецка, за счет чего будут снижены выбросы парниковых газов, а именно CO2 и N2O.

3. Обзор исследований и разработок

Сущность механизма совместного осуществления заключается в том, что стороны (одна из которых принимающая сторона – страна, где проект непосредственно реализуется) инициируют совместный проект по снижению выбросов или увеличению поглощения парниковых газов, в результате которого генерируются единицы сокращения выбросов (ЕСВ), подлежащих дальнейшей передачи от одной стороны другой или продаже (рисунок 2).

Механизм реализации проектов совместного осуществления

Рисунок 2 – Механизм реализации проектов совместного осуществления

Согласно Национальному Агенству Экологических Инвестиций Украины, на конец 2014 г. в Украине подписаны и реализуются более 200 проектов совместного осуществления, из которых 75 – реализуются в Донецкой области. Каждый проект относится к определенному сектору хозяйственной деятельности. В Донецкой области 13 проектов относятся к сектору Энергетика. Среди них масштабный проект Реконструкция системы теплоснабжения в Донецкой области [3].

Проект Реконструкция системы теплоснабжения в Донецкой области был инициирован в 2004 году, но Национальное Агентство Экологических Инвестиций Украины утвердило этот проект в 2008 году. Заказчиком проекта является областное коммунальное предприятие Донецктеплокомунэнерго. Страной-соучастником являются Нидерланды. В проекте предусмотрена реконструкция централизованной системы теплоснабжения в Донецкой области, включая замену и реконструкцию котлов и теплораспределительных сетей, а также установки когенерационных установок. На рисунке 3 представлена принципиальная схема когенерационной установки (КГУ).

Принципиальная схема когенерационной установки

Рисунок 3 – Принципиальная схема когенерационной установки

Основной целью проекта является уменьшение потребления топлива, в частности уменьшение потребления природного газа, потребление угля и жидкого топлива. Уменьшение потребления топлива позволит снизить выбросы парниковых газов (CO2 и N2O).

В проект включены 325 котельных с 1490 котлами и 1274 км теплораспределительных сетей. Согласно собранным данным, объем сокращения выбросов парниковых газов в течение периода мониторинга (2011 год) составляет 464426 т в эквиваленте СО2 (базовые выбросы 1473631 т СО2-экв.). По состоянию на 14.03.2014 г. этот проект действующий и, безусловно, приносит экологическую и социальную пользу жителям Донецкой области [4].

Статьи И. И. Сазановой, А. А. Мега посвящены результатам внедрения проектов совместного осуществления в городе Донецке [5, 6]. Авторы предлагают оптимизировать схемы теплоснабжения города, заменить морально и физически устаревших котлы с КПД до 75 % на высокоэффективные котлы, реконструировать тепловые сети с прокладкой предварительно изолированных пенополиуретаном трубопроводов, внедрить когенерационные установки в коммунальном секторе. Замена оборудования на котельных и реконструкция тепловых сетей повысят качество предоставляемых потребителю услуг за счет сведения к минимуму вероятности аварий или неисправностей в системе теплоснабжения. Кроме этого, уменьшение удельных расходов топлива на выработку единицы тепловой энергии и использование электроэнергии от когенерационных установок приведет к снижению себестоимости тепловой энергии. Авторы отмечают, что внедрение энергосберегающих технологий даст возможность снизить потребление природного газа и уменьшить выброс СО2, а также окажет благотворное влияние на экологическую ситуацию в городе, что немаловажно.

4. Перспективы снижения выбросов парниковых газов

Сегодня суммарные выбросы вредных веществ в Донецкой области составляют более 34 % объема таких выбросов в атмосферный воздух Украины – в 2013 году выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников составляли 1447,9 тыс. т. В структуре загрязняющих веществ метан, после серы диоксида, занимает второе место (383,4 тыс. т, или 26,5 %). Наряду с метаном, к парниковым газам относятся азота (I) оксиды, выбросы которых составляют 81,4 тыс. т, или 5,6 % областного объема всех загрязняющих атмосферу веществ [7].

Кроме 1,4 млн. т загрязняющих воздушный бассейн веществ, стационарными источниками Донецкой области выброшено в атмосферу 60,688 млн. т углерода диоксида, что составило 30,4 % годового его объема в Украине.

Поэтому на территории Донецкой области есть хорошая перспектива внедрения гибких механизмов Киотского протокола, а именно проектов совместного осуществления.

Большинство проектов совместного осуществления в Донецкой области относятся к сектору Шахты/добыча минерального сырья (52 % от всех проектов области). Среди них самый мощный в Европе проект – Утилизация шахтного метана на шахте им. А. Ф. Засядько. Данный проект предусматривает утилизацию шахтного метана с целью генерации тепла и электроэнергии, а также производства газа для использования в качестве топлива для автомобильного транспорта. Одобрение проекта позволило шахте им. А. Ф. Засядько получить за счет продажи квот поэтапно до 2012 года 60 млн. евро. Сокращение выбросов составляет 411273 т СО2-экв. [8].

Среди всех проектов Донецкой области есть единственный проект, который относится к сектору Сельское хозяйство. Проект называется Уменьшение выбросов СО2 путем системного применения технологии No-till в сельском хозяйстве. Технология No-till отличается от традиционной технологии тем, что обработка почвы состоит из меньшего количества технологических операций, в результате чего почти не происходит разрушение поверхностного слоя почвы, а также характером обращения с пожнивными остатками.

На сегодняшний момент проект является действующим. Сокращение выбросов углерода диоксида с 2008 года составляют 560836 т СО2–экв., а также наблюдается снижение объемов сжигания дизельного топлива в процессе обработки угодий до 60 % [9].

Вместе с тем, у Киотского протокола есть две стороны медали. С одной стороны, общественность говорит о том, что он бесполезен, с другой стороны – механизмы протокола влияют на снижение выбросов парниковых газов.

Положительные моменты Киотского протокола основаны на том, что он процесс комплексного международного изучения изменений земного климата. И результаты этого комплексного исследования на сегодняшний момент говорят о том, что потепление развивается и вина человека в этом тоже есть. Пусть не антропогенная деятельность его спровоцировала, однако благодаря ей температура на планете возрастает быстрее, чем следовало бы.

Недостатком Киотского протокола является то, что промышленное развитие многих стран-участниц резко затормозилось, и, соответственно, выбросы парниковых газов в них значительно уменьшились. А другие страны, в частности, Индия и Китай, наоборот, увеличили количество выбрасываемых парниковых газов в десятки, а то и сотни раз. То есть, получилось, что к моменту начала действия Киотского протокола участниками соглашений стали совсем не те государства, которым действительно нужно было ограничивать выбросы парниковых газов.

В 2014 г. в Лиме (Перу) прошла 20-я конференция участников Рамочной конвенции ООН об изменении климата. Проект документа, выработанный на конференции, станет основой для переговоров, которые подготовят следующую конференцию в декабре 2015 г. в Париже. Именно там должно быть достигнуто и подписано мировыми лидерами новое глобальное соглашение, которое в 2020 году придет на смену Киотскому протоколу. Впервые в истории борьбы с изменением климата все 196 стран ООН сообщили о готовности взять на себя конкретные обязательства по сокращению выбросов парниковых газов.

Выводы

  1. Наиболее существенный итог реализации Киотского протокола – его роль своеобразного катализатора всей климатической деятельности в целом: развития по всему миру энергоэффективных технологий, возобновляемой энергетики и использования природного газа, поддержка науки и образования.
  2. В Донецкой области достаточно эффективно реализуются проекты по Киотскому протоколу.
  3. Анализ направлений Программы Реконструкция коммунальных систем теплоснабжения позволил выделить из общего перечня основных мер, доля эффективности которых составляет более 70 % от всех: внедрение когенерационной установки и оптимизация системы теплоснабжения с применением индивидуальных тепловых пунктов (ИТП). Данные меры должны быть первоочередными для внедрения и повышения эффективности системы теплоснабжения в городе Донецке.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: декабрь 2015 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список источников

  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.