Утверждено приказом И.о. Министра охраны окружающей среды Республики Казахстан от 5 ноября 2010 года № 280-п

Настоящая методика является рекомендацией по расчету выбросов парниковых газов (ПГ) в атмосферу от предприятий химической промышленности.

В связи с тем, что на территории Казахстана нет предприятий связанных с производством азотной кислоты - расчетов ПГ от данного вида деятельности в данной методике не представлено.

Случайные или намеренные высвобождения парниковых газов происходящие в результате производства различных органических и неорганических веществ, вносят значительный вклад в национальные выбросы парниковых газов и должны учитываться при проведении инвентаризации ПГ.

Данная методика позволит существенно сократить работы по расчету выбросов парниковых газов (ПГ) в атмосферу для действующих и проектируемых объектов и предприятий химической промышленности Республики Казахстан.

Главное внимание в данной методике будет уделено вопросу не допущения двойного учета выбросов диоксида углерода (CO2 ), равно как не упустить выбросы CO2 , поскольку выбросы CO2 , связанные с участием углерода в химических реакциях и в сжигании с целью получения энергии для проведения реакции могут быть тесно связаны между собой. Если на химическом заводе установлена и используется технология улавливания CO2 , то количество улавливаемого CO2 следует вычитать при расчётах выбросов ПГ.

Улавливание CO2 , должно предполагать, что выбросы CO2 улавливаемые при производстве, могут быть связаны как со сжиганием (рассматривается в методике для «Энергетики»), так и с технологическим процессом. Если необходимо проводить отдельный учёт выбросов от промышленных процессов и от сжигания, то расчеты для Инвентаризации парниковых газов на уровне предприятия (ИПГ) должны гарантировать, что одни и те же количества CO2 не были учтены дважды.

Аммиак (NH3 ) является одним из основных веществ, применяемых в промышленности, и наиболее важным азотсодержащим продуктом. Газообразный аммиак используется как удобрение, при тепловой обработке, при производстве бумажной массы, азотной кислоты и нитратов, эфиров азотной кислоты и нитросоединений, взрывчатых веществ различного типа, а также в качестве хладагента.

Аммиак производится в основном из природного газа (главным образом из метана, СН4 ), несмотря на то, что водород можно получать из других углеводородов (угля (косвенно), нефти) и воды. Заводы, использующие для производства аммиака водород вместо природного газа, не дают выбросов CO2 в процессе синтеза.

Выбор метода зависит от национальных условий, при этом, выбросы оценивают по общей потребности в топливе или по значениям, выведенным из оценок общей потребности в топливе для производства NH3 . Потребность в топливной энергии отдельно не учитывается.

Методы подразделяются по количеству доступной информации на уровне завода и страны.

Метод уровня 1 основан на значениях по умолчанию и национальных статистиках.

Метод уровня 2 основан на полных данных о выпуске продукции на уровне завода, различаемых по типу расходуемого топлива и по типу процесса, и на значениях по умолчанию.

Метод уровня 3 полностью основан на данных о загрузке сырья на уровне завода. Заводские данные о выпуске продукции и загрузке топлива используются для расчёта полной потребности в топливе.

В случае выполнения расчетов на уровне 3 можно также использовать заводские коэффициенты выбросов на единицу продукции, при условии, что источником этих коэффициентов служит детальная информация на уровне завода о потреблении топлива на единицу продукции. 

Процессы, которые влияют на выбросы CO2 при производстве аммиака:

- конверсия СО при двух температурах в присутствии катализатора оксида железа, оксида меди и/или оксида хрома с образованием CO2 ;

- поглощение CO2 в скруббере горячим раствором карбоната калия, моноэтаноламина (МЭА), сульфинола (алканоламин и тетрагидротиофендиоксид) или других веществ;

- конверсия остаточного CO2 в метан в присутствии никелевых катализаторов с целью очистки синтез-газа.

Производство аммиака - это крупный неэнергетический источник промышленных выбросов CO2 . Основное количество выбросов CO2 на заводах, использующих каталитический паровой реформинг природного газа, происходит в процессе регенерации CO2 из промывного раствора скруббера; в меньшем количестве выбросы происходят при отгонке конденсата.

В случае отсутствия информации о выпуске продукции на уровне завода, различаемых по типу расходуемого топлива, данных о загрузке сырья на уровне завода используются формулы расчета по методике уровня 1, основанные на использовании данные о производстве аммиака при оценке выбросов и представлены в уравнении 1 ниже:

E CO2  = AP* FR* CCF* COF*44/12- R CO2    (1),

где,

E CO2 = выбросы CO 2 , кг

AP = производство аммиака, тонны

FR = потребность в топливе на единицу продукции, ГДж/тонну продукции аммиака

CCF = коэффициент углеродного содержания топлива, кг С/ГДж

COF = коэффициент окисления углерода топлива, дробь

RCO2 = CO2 , извлечённый для дальнейшего использования (производство мочевины), кг

Данные по производству аммиака можно получить из отчетов конкретного предприятия, а коэффициент выбросов должен быть рассчитан самим предприятием или взят по умолчанию из таблицы 1, их следует использовать только в тех случаях, когда нет данных на уровне завода. Коэффициенты по умолчанию - это оценки общей потребности в топливе на единицу продукции, выраженные в единицах энергии. Если нет информации о типе топлива и/или типе процесса, то можно использовать самый большой коэффициент выбросов из таблицы 1 CO2 , извлечённый для дальнейшего использования. Данный коэффициент можно рассчитать по количеству произведенной мочевины, для этого количество произведённой мочевины умножают на 44/60 (стехиометрическое отношение CO2 к мочевине). Если нет данных о производстве мочевины, то можно сделать делают допущение о нулевом извлечении CO2 .

Таблица 1 - Коэффициенты для расчета выбросов СО2 при производстве аммиака (на тонну аммиака NH3 ) на предприятиях Казахстана по умолчанию 

 
 Промышленный процесс  
 
 Общая потребность в топливе (ГДж (НТС)/тонну NH3)  ± неопределённость (%)  
 
 Коэффициент углеродного содержания [CCF]1  (кг/ГДж)  
 
 Коэффициент окисления углерода [COF]1  (дробь)  
 
 Коэффициент выбросов CO2 (тонны CO2/тонну NH3)  
 
 
 Конвенционный реформинг - природный газ 
 
 30,2 (± 6%) 
 
 15,3 
 
 1 
 
 1,694 
 
 
 Реформинг с избытком воздуха - природный газ 
 
 29,7 (± 6%) 
 
 15,3 
 
 1 
 
 1,666 
 
 
 Аутотермический реформинг - природный газ 
 
 30,2 (± 6%) 
 
 15,3 
 
 1 
 
 1,694 
 
 
 Частичное окисление 
 
 36,0 (± 6%) 
 
 21,0 
 
 1 
 
 2,772 
 
 
 Средние значения удельного потребления энергии (для современных и старых заводов)  Среднее значение - природный газ 
 
 37,5 (± 7%) 
 
 15,3 
 
 1 
 
 2,104 
 
 
 Среднее значение - частичное окисление 
 
 42,5 (± 7%) 
 
 21,0 
 
 1 
 
 3,273 
 
 

НТС - низшая теплота сгорания

SUB304023.4.2. Расчеты по уровню 2

В случае использования методики расчетов по второму уровню сначала определяют общую потребность в топливе, которая рассчитывается следующим образом:

TFR i   = ∑  i      (AP ij   *FR ij  )  (2),

TFRi = общая потребность в топливе для топлива типа i , ГДж

APij = производство аммиака с использованием топлива типа i  в процессе типа j , тонны

FRij = потребность в топливе на единицу продукции для топлива типа i  в процессе типа j , ГДж/тонну продукции аммиака

Данные о производстве аммиака, типе топлива и типе процесса имеются на каждом предприятии связанным с производством аммиака, потребность в топливе на единицу продукции (FR) можно определить из значений по умолчанию, представленных в таблице 1. Выбросы рассчитывают по уравнению 3:

ECO 2  =∑  i      (TFR i  *   CCF i  *   COF i  *44/12)- R CO2   (3),

где:

ECO2 - выбросы CO2 , кг

TFRi -общая потребность в топливе для топлива типа i , ГДж

CCFi - коэффициент углеродного содержания для топлива типа i , кг С/ГДж

COFi  - коэффициент окисления углерода для топлива типа i , дробь

RCO2 - CO2 , извлечённый для дальнейшего использования (производство мочевины, улавливание и хранение CO2 ), кг.

Содержание углерода в топливе (CCF) и коэффициент окисления углерода (COF) можно получить из национальных данных методики для сектора «Энергетика». 

SUB304033.4.2. Неопределенности при производстве аммиака 

Если данные о деятельности получают с заводов, то оценки неопределённостей можно получать от производителей. Данные о деятельности, полученные от производителей, по-видимому, более точные (т.е. неопределённость составляет всего ±2%). Эта неопределённость включает оценки неопределённостей для использования топлива, производства аммиака и извлечения CO2 . Данные, получаемые от национальных статистических агентств, обычно не включают оценки неопределённостей. В эффективной практике  информацию о погрешностях выборки запрашивают у национальных статистических агентств. Если национальные статистические агентства собирают данные от множества предприятий по производству аммиака, то считается, что неопределённости в национальных статиках не отличаются от неопределённостей, установленных в результате консультаций на уровне завода. Если значения неопределённостей не доступны из внешних источников, то можно применить значение по умолчанию ±5%.

В целом коэффициенты выбросов по умолчанию для газового сырья и продукции характеризуются более высокими неопределённостями, чем для твёрдых или жидких видов сырья и продукции. Значения массы для газообразных веществ зависят от температуры и давления; кроме того, газы легче теряются в результате утечек. В эффективной практике  оценку неопределённостей проводят на уровне завода - такие неопределённости должны быть меньше, чем неопределённости, связанные со значениями по умолчанию. Неопределённости для коэффициентов выбросов по умолчанию отражают различия между заводами на различных территориях