8.3.2 Вопросы методологии

8.3.2.1 Выбор метода

По правилам эффективной практики рекомендуется использовать данные о потреблении, полученные от пользователей SF₆ или ПФУ, разгруппированные по основным типам применения SF₆ и ПФУ. Для сбора этих данных потребуется найти все организации, использующие SF₆ и ПФУ, чтобы определить суммарное потребление SF₆ и ПФУ. После того, как эти данные будут собраны, необходимо определить количества SF₆ и ПФУ, потребленные в отдельных областях применения этой категории источников.

Продукция военного назначения

Использование SF₆ и ПФУ в продукции военного назначения не является источником выбросов на региональном уровне и не должно учитываться в региональных кадастрах выбросов парниковых газов.

Выбросы SF₆ от учебных и исследовательских ускорителей частиц

SF₆ используется в качестве изоляционного газа в университетских и исследовательских ускорителях частиц. Обычно высоковольтное оборудование находится внутри емкости, заполненной SF₆, под давлением выше атмосферного. Количество SF₆ внутри такой емкости может составлять от 5 кг до 10000 кг и выше, но в основном от 500 до 3000 кг. При техническом обслуживании оборудования, SF₆ перепускают в контейнер для хранения. Потери SF₆ возникают в основном в процессе извлечения и перемещения газа, когда открывают перепускные клапаны, а также в результате медленных утечек.

В двух недавних исследованиях было показано, что потери SF₆ составляют 5 - 7% от объема резервуара в год и в целом зависят от частоты открывания резервуара и эффективности оборудования для извлечения и переноса SF₆. Мировая емкость банка по грубым оценкам составляет 500 тонн, при этом ежегодные утечки равны 35 тоннам.

Метод уровня 1

В тех случаях, когда невозможно получить данные от отдельных пользователей ускорителей частиц, можно использовать один крайне грубый метод, который состоит в определении общего количества учебных и исследовательских ускорителей частиц в регионе и использовании нескольких коэффициентов для определения годовых выбросов по уравнению 8.4. Для этого метода уровня 1 необходимо собрать только данные об общем числе учебных и исследовательских ускорителей частиц в конкретном регионе.

Уравнение 8.4

Выбросы от учебных и исследовательских ускорителей частиц

Выбросы = (Число учебных и исследовательских ускорителей

частиц в регионе) - (Коэффициент использования SF₆) ·

· (Коэффициент заряда SF₆) · (Коэффициент выбросов SF₆

для учебного и исследовательского ускорителя частиц)

где:

ЧИСЛО УЧЕБНЫХ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УСКОРИТЕЛЕЙ ЧАСТИЦ В РЕГИОНЕ = общее число учебных и исследовательских ускорителей частиц в регионе. Этот грубый метод не требует от регионов определения числа ускорителей, в которых применяется SF₆;

КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ SF₆ = 0,33. Приблизительно одна треть учебных и исследовательских ускорителей частиц использует SF₆ в качестве изолятора;

КОЭФФИЦИЕНТ ЗАРЯДА SF₆ = 2400 кг SF₆, средний заряд SF₆ в учебном и исследовательском ускорителе частиц;

КОЭФФИЦИЕНТ ВЫБРОСОВ SF₆ ДЛЯ УЧЕБНОГО И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО УСКОРИТЕЛЯ ЧАСТИЦ = 0,07, среднегодовая интенсивность выбросов учебного или исследовательского ускорителя частиц, выраженная в виде доли от общего заряда SF₆.

Метод уровня 2

Если данные о количестве SF₆, содержащегося внутри учебного или исследовательского ускорителя известны, то коэффициент выбросов по умолчанию 7% можно умножить на суммарный заряд SF₆ всех учебных и исследовательских ускорителей в регионе. Уравнение 8.5 предназначено для расчета интенсивности выбросов SF₆ от учебных и исследовательских ускорителей.

Уравнение 8.5

Выбросы от учебных и исследовательских ускорителей частиц

(с использованием коэффициента выбросов,

на уровне ускорителя)

где:

КОЭФФИЦИЕНТ ВЫБРОСОВ SF₆ ДЛЯ УЧЕБНОГО И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО УСКОРИТЕЛЯ ЧАСТИЦ = 0,07, среднегодовая интенсивность выбросов учебного или исследовательского ускорителя частиц, выраженная в виде доли от общего заряда SF₆;

ЗАРЯДЫ ОТДЕЛЬНЫХ УСКОРИТЕЛЕЙ = Количество SF₆, которое содержится внутри каждого учебного и исследовательского ускорителя.

Метод уровня 3

Метод уровня 3 описан в Руководящих принципах МГЭИК (Межправительственная, 2006).

Выбросы SF₆ от ускорителей частиц промышленного и медицинского назначения

SF₆, также как в учебных и исследовательских ускорителях, используется как изолирующий газ в двух типах промышленных ускорителей (низковольтных и высоковольтных) и в медицинских ускорителях (для лечения рака). Однако коэффициенты выбросов и заряда для промышленных и медицинских ускорителей отличаются от коэффициентов выбросов и заряда учебных и исследовательских ускорителей. Мировая емкость банка промышленных ускорителей частиц по грубым оценкам составляет 500 тонн SF₆, при этом ежегодные утечки равны 35 тоннам. Мировая емкость банка медицинских ускорителей частиц (для радиотерапии) по грубым оценкам составляет менее 5 тонн SF₆, при этом ежегодные утечки равны 5 тоннам (Межправительственная, 2006).

Метод уровня 1

В тех случаях, когда невозможно получить данные от отдельных пользователей ускорителей частиц, можно использовать один крайне грубый метод, который состоит в определении общего количества ускорителей частиц в регионе и использовании нескольких коэффициентов выбросов для определения годовых выбросов по уравнению 8.6. Для этого метода уровня 1 необходимо собрать только данные о количестве SF₆-содержащих ускорителей частиц по отдельным типам ускорителей в регионе.

Уравнение 8.6

Выбросы от промышленных/медицинских ускорителей частиц

Выбросы = (число SF₆-содержащих ускорителей частиц

конкретного типа в регионе) - (коэффициент заряда SF₆, кг)·

· (коэффициент выбросов SF₆ для ускорителя частиц

конкретного типа)

где:

ЧИСЛО SF₆-СОДЕРЖАЩИХ УСКОРИТЕЛЕЙ ЧАСТИЦ КОНКРЕТНОГО ТИПА В РЕГИОНЕ = общее количество ускорителей по типам (промышленные высоковольтные, промышленные низковольтные и радиотерапевтические), в которых используется SF₆, в регионе (Считать только те ускорители, которые используют SF₆. Это условие отличается от расчета по уровню 1 для учебных и исследовательских ускорителей);

КОЭФФИЦИЕНТ ЗАРЯДА SF₆ = средний заряд SF₆ в ускорителях конкретного типа (будет указан ниже);

КОЭФФИЦИЕНТ ВЫБРОСОВ ДЛЯ SF₆-СОДЕРЖАЩЕГО УСКОРИТЕЛЯ ЧАСТИЦ = среднегодовая интенсивность выбросов SF₆-содержащего ускорителя частиц конкретного типа, выраженная в виде доли от общего заряда ускорителя.

Таблица 8.6

СРЕДНИЙ ЗАРЯД SF₆ В УСКОРИТЕЛЯХ РАЗНЫХ ТИПОВ

Метод уровня 2 - метод, основанный на коэффициенте выбросов, на уровне пользователя

Если данные о количестве SF₆, содержащегося внутри каждого промышленного и медицинского ускорителя, известны, то следует использовать метод уровня 2 для учебных и исследовательских ускорителей, но умножать коэффициент выбросов для каждого типа ускорителя (эти коэффициенты будут перечислены ниже) на суммарный заряд SF₆ этого типа ускорителей.

Таблица 8.7

КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ ДЛЯ КАЖДОГО ТИПА УСКОРИТЕЛЕЙ,

(ВЫБРОСЫ SF6 ОТ ПРОМЫШЛЕННЫХ И МЕДИЦИНСКИХ

УСКОРИТЕЛЕЙ ЧАСТИЦ)

Метод уровня 3

Метод уровня 3 описан в Руководящих принципах МГЭИК (Межправительственная, 2006).

Выбросы от других секторов применения SF₆ и ПФУ

Эффективная практика предполагает налаживание контактов со всеми производителями/дистрибьюторами газа с целью выявления пользователей SF₆ и ПФУ и исследования объемов потребления газа в тех категориях источников, которые не были рассмотрены выше. Типы применения, которые будут обсуждены далее, принципиально отличаются друг от друга длительностью отсрочки между покупкой SF₆ или ПФУ и его выделением в атмосферу. В некоторых случаях (например, SF₆ для звуконепроницаемого остекления, ПФУ в качестве теплоносителя) химическое вещество довольно хорошо сохраняется в течение срока службы оборудования или продукции, и большая часть выбросов приходится на производство и удаление продукции в отходы. В этих случаях отсрочка между покупкой химического вещества и его окончательным выбросом в атмосферу зависит от срока службы продукции, т.е. от трех лет для шин и спортивной обуви и до 25 лет для звуконепроницаемого остекления. В других случаях (например, SF₆ и ПФУ в качестве индикатора или в медицинских приложениях) химическое вещество полностью улетает в течение года после покупки. Если предварительное исследование показывает, что сектора применения с отсроченными выбросами составляют значительную часть выбросов, то по правилам ЭФФЕКТИВНОЙ ПРАКТИКИ следует использовать расчеты, основанные на коэффициентах для конкретной категории источника, с учетом времени отсрочки выбросов.

Адиабатические системы

Адиабатические системы с использованием SF₆ и частично ПФУ основаны на свойстве низкой проницаемости этих газов через резину. Исторически в этом секторе применяли в основном SF₆, однако в последнее время стали применять также ПФУ с близкими молекулярными весами (например, C₃F₈). К системам с периодом отсрочки 3 года относятся автомобильные шины, подошва спортивной обуви и теннисные мячи. Для систем с выбросами, отсроченными на три года, можно использовать следующую формулу:

Уравнение 8.7

Выбросы от адиабатических систем

Выбросы в году t = продажи в году (t - 3)

Звуконепроницаемое остекление

Примерно одна треть всего закупаемого количества SF₆ улетает в процессе сборки (т.е. при заполнении окон с двойными стеклами). Для запаса газа, остающегося внутри окна (емкость окна), годовая интенсивность утечки принята равной 1% (включая поломку стекла). Таким образом, к концу 25-летнего срока службы остается около 75% первоначального запаса. SF₆ начали применять для изготовления окон в 1975 году, поэтому удаление таких окон в отходы началось совсем недавно. Выбросы от этой подкатегории источников следует рассчитывать по уравнениям 8.8 - 8.10:

Уравнение 8.8

Окна с двойным остеклением: сборка

Выбросы от сборки в году t = 0,33 · SF₆, закупленный

для заполнения окон в году t

Уравнение 8.9

Окна с двойным остеклением: эксплуатация

Выбросы от эксплуатации в году t = 0,01 ·

· Емкость существующих окон в году t

Уравнение 8.10

Окна с двойным остеклением: удаление в отходы

Выбросы от удаления в отходы в году t = Количество,

оставшееся в окне к концу срока службы в году t ·

· (1 - коэффициент извлечения)

Если национальные данные не известны, то в уравнении 8.10 следует применить коэффициент извлечения, по умолчанию равный нулю.

ПФУ в качестве теплоносителей в коммерческих и потребительских изделиях

ПФУ используются в качестве теплоносителей во многих коммерческих изделиях с высокой плотностью мощности и в потребительских электронных приборах. К коммерческому применению относится охлаждение суперкомпьютеров, телекоммуникаций и радарных систем аэропорта, а также блоков привода (выпрямителей) на высокоскоростных поездах. Эти приложения потребляют намного меньшие объемы жидких ПФУ, чем производство электроники, но считаются значительными в данном секторе применения. Потребительское использование включает блоки охлаждения для настольных компьютеров, которые работают при высоких напряжениях для ускорения скорости обработки данных. Считается, что отдельные ПФУ, применяемые в этих приложениях, аналогичны ПФУ-теплоносителям, которые используются при производстве электроники (см. главу 6). Во всех этих приложениях жидкие ПФУ находятся в закрытых модулях, поэтому большинство выбросов происходит в процессе производства, обслуживания и удаления в отходы продукции или оборудования. Таким образом, если составители кадастра могут собрать информацию об интенсивностях выбросов в процессе производства, обслуживания и удаления оборудования в отходы, а также о количестве оборудования, произведенного, находящегося в эксплуатации или списанного в каждом году, то они смогут воспользоваться методом уровня 2 или 3 для оценки выбросов от электрооборудования. Для оборудования с разными графиками выбросов (например, с мгновенными выбросами) можно использовать подходящие уравнения из раздела 8.2.

ПФУ в косметике и медицине

ПФУ с относительно большими молекулярными весами (например, C₁₀F₁₈) применяются в косметике и медицине благодаря их способности переносить кислород к живым тканям. Косметическое применение включает кремы против морщин, которые, по оценкам, потребляют очень немного ПФУ. Текущие и потенциальные медицинские приложения включают хранение ткани поджелудочной железы, предназначенной для трансплантации (с использованием "двухслойного метода"), хирургию глаза (для лечения разрывов сетчатки), лечение и диагностику заболеваний легких, контрастное вещество в ультразвуковом исследовании и ЯМР-томографии, кровезаменители, лечение ран и заболеваний среднего уха. Все, кроме первых двух медицинских приложений, требуют небольших количеств и/или находятся на стадии разработки. Хранение ткани поджелудочной железы представляет небольшой, но растущий сектор применения. Выбросы от медицинского использования характеризуются высокой неопределенностью, однако считается, что они невелики.

Принято считать, что во всех этих приложениях ПФУ улетает в атмосферу в течение одного года после его закупки. Таким образом, выбросы от этой категории источников можно оценить с помощью уравнения 8.11 для мгновенных выбросов.

Выбросы от прочих приложений SF₆ и ПФУ

Другие приложения SF₆ и ПФУ, помимо вышеперечисленных, включают индикаторы (для поиска утечек, отслеживания потоков воздуха внутри и вне помещения и извлечения нефти) и использование SF₆ в производстве оптических кабелей (для придания флуоресцентных свойств стекловолокну). Как правило, газы или жидкости улетают в течение года после покупки. Эффективная практика предусматривает расчет выбросов SF₆ и ПФУ от этих приложений с мгновенными выбросами по следующей формуле:

Уравнение 8.11

Мгновенные выбросы

Выбросы в году t = (0,5 · количество, проданное в году t) +

+ (0,5 · количество, проданное в году t - 1)

Это уравнение напоминает уравнение для заменителей ОРВ с мгновенными выбросами (для аэрозолей, растворителей), которые рассмотрены в главе 7. Это уравнение охватывает период более года, поскольку считается, что и продажи, и выбросы происходят непрерывно в течение года; т.е. химическое вещество, проданное в середине года t - 1, улетит полностью к середине года t.

8.3.2.2 Выбор данных о деятельности

Данные о деятельности для этих подкатегорий источников должны быть согласованы с данными, которые используются для расчета выбросов SF₆ от других категорий источников (например, от электрооборудования), чтобы обеспечить полноту учета и отсутствие пропусков.