2.1 ВВЕДЕНИЕ

В этой главе рассмотрены методы оценки выбросов диоксида углерода (CO₂) от использования карбонатного сырья при производстве различных видов продукции. Есть два основных способа высвобождения CO₂ из карбонатов: кальцинирование и выделение CO₂ в реакции с кислотой. Главный процесс, приводящий к высвобождению CO₂, - это кальцинирование карбонатов, в ходе которого, при нагревании, образуется оксид металла. Типичная реакция кальцинирования на примере ископаемого кальцита или карбоната кальция выглядит так:

CaCO₃ + нагрев -> CaO + CO₂.

А это пример реакции с кислотой, в результате которой выделяется CO₂:

CaCO₃ + H₂SO₄ -> CaSO₄ + H₂O + CO₂.

Этот процесс используется во многих отраслях промышленности, но обычно в реакциях с кислотой, проводимых с целью очистки некарбонатного материала, карбонат присутствует в небольших количествах (как примесь). Например, при обработке фосфатных руд серной кислотой с целью получения фосфорной кислоты концентрат фосфата, который обрабатывают кислотой, может включать небольшой процент карбонатных минералов. В целом количество CO₂, которое выделяется при обработке кислотой этих карбонатных примесей, невелико. Поэтому главное внимание в этой главе будет уделено выбросам от кальцинирования карбонатных материалов. Несмотря на то, что процесс высвобождения выбросов при кальцинировании аналогичен для всех категорий производства минеральных материалов, можно выделить три категории источников по их относительному вкладу в глобальные выбросы. Это производство цемента, производство извести и производство стекла. Помимо этих трех категорий источников в этой главе рассмотрены выбросы от использования карбонатов в других отраслях, включая производство керамики и неметаллургическое производство магнезии.

Известняк и другие карбонатные материалы потребляют также другие отрасли, не включенные в эту главу. Это использование карбонатов в качестве флюсов <3> и шлакообразователей <4>, при выплавке и очистке металлов (например, при производстве чугуна и стали) и в качестве сырья для химической промышленности (например, для производства удобрений). Методы оценки выбросов от использования карбонатов, рассмотренные в этой главе, применимы также к этим отраслям. По правилам эффективной практики выбросы от использования известняка, доломита и других карбонатов относят к той категории промышленных источников, где они происходят (например, к сталелитейной промышленности).

--------------------------------

<3> Флюсы - это сырьевые материалы, такие как известняк, доломит, известь и кварцевый песок, которые используются для снижения потребления тепла и для других энергетических требований при термической обработке минерального сырья (например, при плавке металлов). Флюсы могут иметь вторую функцию - функцию шлакообразователя.

<4> Шлак - это силикатный расплавленный остаток, получаемый целенаправленно при плавлении металлических руд либо в последующих печах (например, в сталеплавильных) при добавлении шлакообразователя (обычно известь, известняк и/или доломит). Шлак содержит самую большую часть нелетучих примесей, перешедших из руды, а также компоненты производные от флюса, добавляемого в плавильный процесс.

Методики оценки выбросов, описанные далее (как и во всем разделе "Промышленные процессы и использование продукции" (ППИП), рассматривают только выбросы, связанные с процессами, и не рассматривают выбросы, связанные с энергией. Составители кадастра должны учитывать энергетические выбросы от этих производств в секторе "Энергетика", не допуская двойного учета выбросов ни в секторе "Энергетика", ни в секторе ППИП. Например, расчет выбросов CO₂ от топлива, потребленного при производстве цемента, следует учитывать, как сжигание ископаемого топлива. Эти связанные со сжиганием выбросы должны быть отнесены к энергетическим выбросам, а не к ППИП (куда относятся только выбросы от кальцинирования).

Таблица 2.1

ФОРМУЛЫ, МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЕСА И СОДЕРЖАНИЕ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА

ДЛЯ ОСНОВНЫХ ВИДОВ КАРБОНАТОВ <*>

Несмотря на то, что метан (CH₄) и оксид диазота (N₂O) могут выделяться из тех же категорий производства минеральных материалов, согласно современным научным данным эти выбросы считаются весьма незначительными и поэтому не рассматриваются в этой главе. Выбросы CO₂ могут сопровождать и другие виды деятельности, связанные с использованием ископаемого сырья, которые здесь не названы; там, где такие виды деятельности известны и могут быть оценены, они должны быть включены в кадастр.

Категории источников в этой главе рассмотрены с позиций общего подхода к методологическим уровням. Уровни 1 и 2 основаны на оценке потребленного сырья или произведенного продукта, а также на коэффициентах выбросов, которые показывают количество выделившегося CO₂ на единицу массы. Основные расчеты выбросов для всех отраслей, использующих карбонаты, одинаковы. Они основаны на отношении молекулярного веса карбоната и молекулярного веса CO₂, которые представлены в таблице 2.1 далее.