2.4.1 Вопросы методологии

Многие виды стеклянных изделий и составов используются в промышленных масштабах, при этом стекольная промышленность подразделяется на четыре основных категории - тарное стекло, листовое (оконное) стекло, стекловолокно и стекло специального назначения. Огромное количество промышленного стекла относится к первым двум категориям. Эти две категории используют почти исключительно известково-натриевое стекло, которое состоит из оксида кремния (SiO₂), соды (Na₂O) и извести (CaO) с небольшим количеством оксида алюминия (Al₂O₃) и оксидов других щелочных и щелочноземельных элементов, а также других ингредиентов в меньших количествах. Изоляционное стекловолокно - основной компонент третьей категории - имеет аналогичный состав. Отдельные производители обладают запатентованными рецептурами стекла, но эти рецептуры имеют лишь минимальные отличия от базового состава.

Эта категория источников также включает выбросы от производства стеклянной ваты (категория минеральной ваты), в которой производственный процесс аналогичен производству стекла.

Наибольшую часть стекольного сырья, которое выделяет CO₂ в процессе плавки, составляют известняк (CaCO₃), доломит CaMg (CO₃)₂ и кальцинированная сода (Na₂CO₃). В меньшем количестве выделяют CO₂ такие сырьевые материалы, как карбонат бария (BaCO₃), костная зола (3CaO₂P₂O₅ + XCaCO₃), карбонат калия (K₂CO₃) и карбонат стронция (SrCO₃). Кроме того, для создания восстанавливающих условий в расплав стекла может быть добавлена пыль антрацита или некоторые другие органические материалы; они могут реагировать с кислородом, который присутствует в расплаве стекла, с образованием CO₂.

Поведение этих карбонатов в процессе плавления стекла представляет собой сложную высокотемпературную реакцию, которую невозможно напрямую сравнивать с реакцией кальцинирования карбонатов с образованием негашеной извести или с обжигом доломитовой извести. Тем не менее такая плавка (в районе 1500 °C) дает такой же нетто-эффект в пересчете на выбросы CO₂.

На практике стекло изготавливают не только из сырьевых материалов, но добавляют также некоторое количество стеклянного лома (стеклобоя). В большинстве операций стеклобой используется в максимально доступном количестве; иногда накладывается ограничение по качеству стекла в стеклобое. Доля стеклобоя (процент стеклобоя в загрузке печи) составляет от 0,4 до 0,6 для тарного стекла, которое преобладает в общем производстве стекла. Производители изоляционного стекловолокна обычно используют меньше стеклобоя, тем не менее они также используют максимальное количество стеклобоя, которое могут купить.

Стеклобой приходит из двух источников: возврат стекла, разбитого на собственном предприятии в процессе производства, или другое (собственное) бракованное стекло, а также стеклобой из посторонних источников - из программ по вторсырью или брокерских услуг по стеклобою. Этот второй источник менее важен для регионов, в которых утилизация стекла не так распространена. Было показано, что удержание растворенного CO₂ в стекле относительно мало, и его можно проигнорировать при оценке выбросов парниковых газов.

2.4.1.1 Выбор метода

Метод уровня 1

Метод уровня 1 (уравнение 2.8) следует применять в том случае, когда нет данных о производстве стекла по различным технологиям или о карбонатах, использованных при производстве стекла. В методе уровня 1 применяется коэффициент выбросов по умолчанию и пропорция стеклобоя. Неопределенность, связанная с этим методом, может быть намного выше, чем неопределенность, связанная с методами уровня 2 или 3.

Уравнение 2.8

Уровень 1: расчет выбросов от производства стекла

Выбросы CO₂ = M_g · EF · (1 - CR),

где:

Выбросы CO₂ = выбросы CO₂ от производства стекла, тонны;

M_g = масса произведенного стекла, тонны;

EF = коэффициент выбросов по умолчанию для производства стекла, тонны CO₂/тонну стекла;

CR = доля стеклобоя, использованного в процессе (среднее значение по региону либо значение по умолчанию), дробь.

Метод уровня 2

Метод уровня 2 представляет собой улучшенный вариант метода уровня 1. Оценка выбросов базируется на данных о различных технологиях производства, применяемых в регионе. Как будет описано ниже, в различных технологиях производства стекла (листовое стекло, тарное стекло, стекловолокно и т.д.) обычно используются различные типы и отношения сырьевых материалов. В методе уровня 2 применяются коэффициенты выбросов по умолчанию для каждой технологии производства. Оценка выбросов при этом должна быть скорректирована с учетом добавления в печь отходов стекла (стеклобоя) (уравнение 2.9). Если производство стекла является ключевой категорией для данного региона, оценка выбросов должна выполняться по методам уровня 2 или 3.

Уравнение 2.9

Уровень 2: расчет выбросов от производства стекла

где:

Выбросы CO₂ = выбросы CO₂ от производства стекла, тонны;

M_gi = масса выплавленного стекла типа i (например, листового, тарного, стекловолокна и т.д.), тонны;

EF_i = коэффициент выбросов для производства стекла типа i, тонны CO₂/тонну выплавленного стекла;

CR_i = доля стеклобоя при производстве стекла типа i, дробь.

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

2.4.1.2. Выбор коэффициентов выбросов

Метод уровня 1

В методе уровня 1 к данным по производству стекла в регионе применяется коэффициент выбросов по умолчанию, который основан на "типовой" сырьевой смеси. Типовая содово-известковая загрузка состоит из песка (56,2 вес%), шпата (5,3 вес%), доломита (9,8 вес%), известняка (8,6 вес%) и кальцинированной соды (20,0 вес%). Исходя из этого состава, на одну тонну сырья производится около 0,84 тонны стекла, при этом теряется около 16,7% веса в виде летучих веществ (в данном случае летучие вещества почти полностью состоят из CO₂).

Уравнение 2.10

Уровень 1: коэффициент выбросов по умолчанию

для производства стекла

EF = 0,167 / 0,84 = 0,20 тонн CO₂/тонну стекла

Метод уровня 2

В методе уровня 2 коэффициенты выбросов по умолчанию и пропорции стеклобоя применяются к показателям производства различных типов стекла в регионе (таблица 2.6). Если известны региональные данные или данные на уровне заводов, рекомендуется использовать их в дополнение или вместо значений по умолчанию, представленных далее. Пропорции стеклобоя могут значительно меняться.

По правилам эффективной практики используют средние значения диапазона при условии, что другие значения этого диапазона (насколько известно) не являются более правильными для конкретного региона.

Таблица 2.6

КОЭФФИЦИЕНТЫ ВЫБРОСОВ ПО УМОЛЧАНИЮ

И ДОЛЯ СТЕКЛОБОЯ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ СТЕКЛА

2.4.1.3 Выбор данных о деятельности

Метод уровня 1

Данные о деятельности для уровня 1 включают региональные статистические данные о производстве стекла по весу, а также поправку на количество стеклобоя, использованного при производстве стекла. В уровне 1 делается допущение о том, что пропорция стеклобоя по умолчанию составляет 50%; поэтому чтобы оценить выбросы, данные о массе произведенного стекла на уровне региона умножают на 0,20 · (1 - 0,50) = 0,10 тонн CO₂/тонну стекла. Если для региона известна ежегодная пропорция использования стеклобоя, то рекомендуется модифицировать коэффициент выбросов следующим образом - EF = 0,20 · (1 - пропорция стеклобоя для данного региона).

Метод уровня 2

Для уровня 2 необходимо как минимум собрать данные о количестве стекла, сделанного по различным технологиям, на уровне региона. Данные о стекле часто приводятся в разных единицах (например, в тоннах, бутылках, квадратных метрах и т.д.); эти единицы должны быть переведены в тонны. Если возможно, следует собирать данные на уровне заводов и сгруппировать их до уровня региона.

В государственной статистике России данные о производстве листового строительного стекла представлены в квадратных метрах. Данные о производстве тарного стекла представлены в бутылках и условных банках. Данные о плотности и толщине различных видов строительного стекла, а также средний вес банок и бутылок представлены в таблице 2.7.

Несмотря на то, что уровень 2 предусматривает для стеклобоя коэффициенты по умолчанию, если имеются данные о пропорции стеклобоя для заводов, то рекомендуется использовать такие данные.

Таблица 2.7

ТОЛЩИНА И ПЛОТНОСТЬ ЛИСТОВОГО СТРОИТЕЛЬНОГО СТЕКЛА.

СРЕДНИЙ ВЕС ТАРНОГО СТЕКЛА

2.4.1.4 Полнота

При оценке выбросов от производства стекла составителям кадастра необходимо рассмотреть несколько вопросов, касающихся полноты данных. Во-первых, стекло производится из различного карбонатного сырья.

Кальцинированная сода во многих случаях является важнейшим сырьем для стекольного производства. Рекомендуется, чтобы составители кадастра убедились в отсутствии двойного учета выбросов от использования кальцинированной соды - в выбросах от производства стекла (кальцинированная сода должна быть учтена в категории 2A3 (Производство стекла)) и выбросах от "Другого использования кальцинированной соды", о котором речь пойдет ниже. Важно иметь в виду, что в национальных статистиках могут быть не учтены многочисленные мелкие предприятия (например, по выпуску художественного стекла или стекла специального назначения). Надо добиться того, чтобы вся стекольная промышленность была учтена.