2.3.1 Вопросы методологии

Оксид кальция (СаО или негашеная известь) образуется при нагревании известняка с разложением карбонатов. Этот процесс обычно проводят в шахтных или вращающихся печах при высоких температурах; процесс протекает с выделением CO₂. В соответствии с требованиями, предъявляемыми к конечному продукту (целлюлоза и бумага, строительные материалы, очистка сточных вод, смягчение воды, контроль pH, закрепление грунта и т.д.), известняк с изначально высоким содержанием кальция перерабатывают согласно следующей реакции:

CaCO₃ (известняк высокой чистоты) + нагрев ->

-> CaO (негашеная известь) + CO₂.

Доломит и доломитовые (с высоким содержанием магния) известняки также могут быть переработаны при высокой температуре с образованием доломитовой извести (и CO₂) согласно следующей реакции:

CaMg(CO₃)₂ (доломит) + нагрев ->

-> CaO-MgO (доломитовая известь) + 2CO₂.

На том же оборудовании производят гашеную (гидратированную) известь, добавляя стадию гидратирования.

Производство извести состоит из нескольких стадий, включая добычу сырьевых материалов, дробление и сортировку по размеру, кальцинирование сырья с целью получения извести и (при необходимости) гидратирование извести для получения гидроксида кальция.

Оценка выбросов с помощью уровня 2 и уровня 3 должна учитывать выбросы, связанные с образованием известковой пыли ИП.

2.3.1.1 Выбор метода

Имеется три базовых методики оценки выбросов при производстве извести (так же, как при производстве цемента): метод, основанный на объеме выпуска с использованием значений по умолчанию (уровень 1); метод, основанный на объеме выпуска, в котором оцениваются выбросы от производства CaO и СаО-MgO и национальная или региональная информация для расчета поправочных коэффициентов (уровень 2); и метод, основанный на загрузке карбонатов (уровень 3). В отличие от уровня 3, где требуется оценка на уровне завода, в уровнях 2 и 3 можно использовать либо региональные, либо (по возможности) заводские статистики. Выбор правильного метода эффективной практики зависит от национальных условий. Если производство извести является ключевой категорией для региона, необходимо выполнять оценку выбросов, используя методы уровня 2 и 3.

Эффективная практика включает оценку доступных региональных статистик на полноту, а также на соотношение известняка к доломиту, которые используются при производстве извести. Некоторые отрасли промышленности производят нетоварные известковые реагенты для собственных нужд (например, в сталелитейной промышленности для использования в качестве шлакообразователя). Все производство извести (независимо от того, будет она продана или нет) должно быть учтено в подкатегории 2A2 "Производство извести".

Метод уровня 1

Метод уровня 1 основан на применении коэффициентов выбросов по умолчанию к данным о производстве извести на региональном уровне. Хотя для эффективной практики при оценке выбросов по методу уровня 1 не требуется информация о производстве извести по типам извести (например, извести с высоким содержанием кальция, доломитовой извести или гидравлической извести), но там, где имеются данные о типах производимой в регионе извести, они должны использоваться. По правилам эффективной практики нет необходимости учитывать ИП в уровне 1.

Метод уровня 2

Если данные региональной статистики о типах производимой извести доступны, то в эффективной практике оценку выбросов проводят с использованием уравнения 2.5. Для уровня 2 требуется информация о доле производимой гашеной извести на уровне региона. Следует выяснить типичное отношение производства извести к производству ИП на уровне завода.

Уравнение 2.5

Уровень 2: выбросы, рассчитанные на основании данных

региональной статистики о производстве извести

по типам извести

где:

Выбросы CO₂ = выбросы CO₂ от производства извести, тонны;

EF_{известь,i} = коэффициент выбросов для извести типа i, тонн CO₂/тонну извести (см. уравнение 2.7);

M_{известь,i} = производство извести типа i, тонны;

CF_ИП,i = поправочный коэффициент на ИП для извести типа i, относительные единицы. Эта поправка может быть учтена аналогично поправке на ЦП (уравнение 2.4, но без коэффициента (E_c/EF_ci));

C_ГАШ,i = поправочный коэффициент на гашеную известь типа i, относительные единицы (см. описание в разделе 2.3.1.3 "Выбор данных о деятельности");

i = любой тип извести из перечисленных в таблице 2.4.

Метод уровня 3

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

2.3.1.2 Выбор коэффициентов выбросов

Метод уровня 1

Уровень 1 - это метод, основанный на учете выпускаемой продукции; в нем коэффициент выбросов умножается на общее количество произведенной извести. Коэффициент выбросов основан на стехиометрических отношениях, показанных в таблице 2.4, которые меняются в зависимости от типа производимой извести. Стехиометрическое отношение равно количеству CO₂, которое выделилось из предшественника извести, при допущении, что степень кальцинирования составляет 100% и отсутствует ИП. Например, для получения 1 тонны CaO необходимо кальцинирование 1,785 тонны CaCO₃, при этом выделяется 0,785 тонны CO₂ при условии полного кальцинирования.

При отсутствии данных региональной статистики, в рамках эффективной практики делают допущение, что производится 85% извести с высоким содержанием кальция и 15% доломитовой извести. С учетом этого допущения коэффициент выбросов для производства извести для уровня 1 рассчитывают по уравнению 2.6.

Уравнение 2.6

Уровень 1: коэффициент выбросов по умолчанию

для производства извести

EF_{известь} = 0,85 · EF_{известь с выс. сод. кальция} + 0,15 ·

· EF_{доломит. известь} = 0,85 · 0,75 + 0,15 · 0,77 =

= 0,6375 + 0,1155 = 0,75 тонн CO₂/тонну произведенной

извести.

Таблица 2.4

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЫБРОСОВ

ОТ ПРОИЗВОДСТВА ИЗВЕСТИ

Метод уровня 2

Аналогично уровню 1 коэффициент выбросов для производства извести в уровне 2 отражает стехиометрические отношения между CO₂ и СаО и/или CaO-MgO, а также поправку на содержание СаО или CaO-MgO в извести. Однако в уровне 2, в отличие от уровня 1, необходимо использовать данные по производству типов извести на региональном уровне. В рамках эффективной практики для вывода коэффициента выбросов и учета содержания СаО или CaО-MgО используют уравнение 2.7.

Уравнение 2.7

Уровень 2: коэффициенты выбросов для производства извести

EF_{известь a} = SR_CaO · Содержание CaO

EF_{известь b} = SR_CaOMgO · Содержание CaO MgO

EF_{известь c} = SR_CaO · Содержание CaO

где:

EF_{известь a} = коэффициент выбросов для негашеной извести (известь с высоким содержанием кальция) тонны CO₂/тонну извести;

EF_{известь b} = коэффициент выбросов для доломитовой извести, тонны CO₂/тонну извести;

EF_{известь c} = коэффициент выбросов для гидравлической извести, тонны CO₂/тонну извести;

SR_CaO = стехиометрическое отношение CO₂ и CaO (см. таблицу 2.4), тонны CO₂/тонну CaO;

SR_CaOMgO = стехиометрическое отношение CO₂ и CaO-MgO (см. таблицу 2.4), тонны CO₂/тонну CaO-MgO;

Содержание CaO = содержание CaO (см. таблицу 2.4), тонны CaO/тонну извести;

Содержание CaO MgO = содержание CaO-MgO (см. таблицу 2.4), тонны CaO-MgO/тонну извести.

2.3.1.3 Выбор данных о деятельности

Некоторые отрасли промышленности выпускают известь и потребляют ее для собственных нужд. Это количество извести может никогда не попасть на рынок. При сборе данных о деятельности по производству извести важно, чтобы была учтена известь, которая продается на рынке, а также известь, которая используется предприятием для собственных нужд. Во многих случаях поиск статистики о производстве извести не для продажи может быть очень трудным. Составителям кадастра рекомендуется определять потенциальные отрасли, где может производиться известь не для продажи (например, металлургия, целлюлоза и бумага, рафинирование сахара, осажденный карбонат кальция, смягчители воды) и выяснять, действительно ли они производят такую известь и учитывается ли эта известь органами Росстата. Поскольку отрасли промышленности и регионы могут сильно различаться по количеству производства нетоварной извести, то для оценки этого вида деятельности невозможно установить значение по умолчанию.

Метод уровня 1

В уровне 1 можно использовать значения по умолчанию для любой из следующих переменных: (1) типы выпускаемой извести и/или (2) доля выпуска гашеной извести. В таблице 2.4 представлены данные о стехиометрических отношениях, пределы содержания CaO и CaO-MgO и получаемые в результате коэффициенты выбросов по умолчанию для основных выпускаемых типов извести. Если отсутствуют разгруппированные данные по отдельным типам извести, то в эффективной практике делают допущение о том, что 85% составляет известь с высоким содержанием кальция и 15% - доломитовая известь, а доля гидравлической извести приравнивается к нулю, если нет другой информации.

Метод уровня 1 для производства извести не включает поправку на ИП. Существует вероятность того, что некоторые источники извести будут исключены из национального кадастра из-за проблем с получением данных о деятельности (см. разделы 2.3.1.4 и 2.3.2.2). Метод уровня 1 может дать сильно заниженную оценку выбросов, если эти вопросы не были исследованы должным образом.

Метод уровня 2

При использовании метода уровня 2 необходимо собрать разгруппированные данные для следующих трех основных типов негидратированной (негашеной) извести:

известь с высоким содержанием кальция (СаО + примеси);

доломитовая известь (CaO-MgO + примеси);

гидравлическая известь (CaO + гидравлические силикаты кальция), которая представляет собой промежуточный материал между известью и цементом.

Основной причиной необходимости различать три типа негидратированной извести является то, что они имеют различные коэффициенты выбросов. Важно также сделать поправку на процент гидратированной (гашеной) извести в общем производстве извести. Так же, как в методе уровня 2 для производства цемента, необходимо собрать данные обо всех некарбонатных источниках CaO.

Значительные количества ИП могут быть произведены в качестве побочного продукта при производстве извести. Количества ИП зависят от типа обжиговой печи и характеристик применяемых карбонатов. Средняя вращающаяся печь производит 9 - 10% ИП на произведенную тонну извести, или 16 - 18% от загрузки сырья. Химический состав ИП меняется в зависимости от загрузки сырья, но, как правило, известковая пыль с высоким содержанием кальция может содержать 75% оксида кальция и некальцинированного карбоната кальция вместе взятых (примерно в соотношении 50:50); при этом остальная часть состоит из примесей - оксидов кремния, алюминия и железа, а также серы (в зависимости от используемого топлива). Поправка на ИП в методе уровня 2 аналогична поправке на ЦП в цементном производстве как по методологии, так и по значениям по умолчанию. По возможности следует собирать данные о типичных соотношениях ИП к количеству произведенной извести и о типичном составе ИП. При отсутствии данных составители кадастра могут сделать поправку на ИП, прибавив 2% (т.е. умножить выбросы на 1,02).

Вертикальные печи шахтового типа производят относительно небольшие количества ИП. По оценкам, поправочный коэффициент на ИП для вертикальных шахтовых печей весьма мал, и его не надо учитывать.

Поправка на долю гашеной извести

Известь с высоким содержанием кальция и доломитовая известь могут быть гидратированы и превращены в гашеную известь, соответственно в Ca(OH)₂ или Ca(OH)₂-Mg(OH)₂. По правилам эффективной практики поправку на гашеную известь учитывают в уровне 2 и, если имеются данные, в уровне 1. Если нет данных для уровня 1, то в эффективной практике делают допущение о нулевом производстве гашеной извести. Если x - это доля гашеной извести, а y - содержание воды в ней, то в эффективной практике количество произведенной гашеной извести умножают на поправочный коэффициент 1 - (x · y). Поскольку в огромном большинстве случаев преобладает гашеная известь с высоким содержанием кальция (90%), то значения по умолчанию будут x = 0,10 и y = 0,28 (содержание воды по умолчанию), следовательно, поправочный коэффициент равен 0,97. Этот поправочный коэффициент по умолчанию для гашеной извести можно включить в уравнение 2.5.

2.3.1.4 Полнота

Для эффективной практики необходима полнота данных о деятельности (т.е. о производстве извести). Обычно отчетные показатели производства включают только часть фактического производства - только то, что было продано на рынке. Использование или производство извести в качестве нетоварного промежуточного продукта бывает недостаточно хорошо учтено или отражено в отчетах. Например, многие заводы, выпускающие сталь, синтетическую кальцинированную соду, карбид кальция, оксид магния и металлический магний, а также медеплавильные и сахарные заводы производят известь, но могут не сообщать об этом органам Росстата. Упущение этих данных может привести к заниженной оценке производства извести в два и более раз. Аналогично, может существовать сельское или кустарное производство извести для санитарных целей или побелки. Все производство извести должно быть учтено в этой категории источников независимо от того, предназначена известь, полученная в обжиговых печах, для продажи или это нетоварный промежуточный реагент.

Составители кадастра не должны допускать двойного учета или пропусков выбросов от этой категории источников. Другой потенциальный источник двойного учета, о котором необходимо помнить, связан с гашеной известью. Производство гашеной извести может оказаться учтенным дважды, если производство извести было скорректировано на гашеную известь, но при этом известь, использованная для получения гашеной извести, уже была включена в цифру общего производства извести.