Техническое приложение

ГАРАНТ:

Согласно ст. 10 настоящего Протокола Техническое приложение к нему является неотъемлемой частью Протокола.

Техническое приложение

1. Информация, касающаяся данных о выбросах и расходах, основана на официальной документации Исполнительного органа и его вспомогательных органов, в частности на документах ЕВ.AIR/WG.3/R.8, R.9 и R.16 и ENV/WR.1/R.86 и Corr.1, воспроизводимых в главе 7 исследования "Воздействие загрязнения и борьба с ним" (**). Если нет иных указаний, то перечисленные технологии считаются хорошо себя зарекомендовавшими в ходе промышленной эксплуатации (***).

2. Информация, содержащаяся в настоящем приложении, в любом случае является неполной. Поскольку опыт применения новых двигателей и новых установок, использующих технологии с низким уровнем выбросов, а также опыт переоборудования существующих установок постоянно расширяется, необходимо будет регулярно дорабатывать приложение и вносить в него поправки. Приложение не может являться исчерпывающим описанием технологических решений; его цель заключается в обеспечении для Сторон руководящих указаний по определению экономически осуществимых технологий с целью выполнения обязательств по Протоколу.

I. Технологии борьбы с выбросами NOx из стационарных источников

3. Установки по сжиганию ископаемых видов топлива являются основным стационарным источником антропогенных выбросов NOx. Кроме того, определенная доля выбросов NOx приходится на ряд процессов, не связанных со сжиганием.

4. К основным категориям стационарных источников выбросов NOx могут относиться:

а) установки для сжигания;

b) промышленные производственные печи (например, в производстве цемента);

с) стационарные газовые турбины и двигатели внутреннего сгорания;

d) процессы, не связанные со сжиганием (например, производство азотной кислоты).

5. Основное внимание при разработке методов сокращения выбросов NOx сосредоточено на определенной модификации сжигания / технологического процесса и на очистке топочных газов, особенно на крупных энергетических установках.

6. При переоборудовании существующих установок степень применения технологий с малым преобразованием NOx может быть ограничена ввиду отрицательных побочных эффектов для эксплуатации или других проблем, связанных с данным предприятием. Поэтому в случае переоборудования приводятся лишь приблизительные оценки достижимых при обычных условиях уровней выбросов NOx. В новых установках отрицательные побочные эффекты могут быть сведены к минимуму или исключены благодаря использованию соответствующих конструкционных элементов.

7. Согласно имеющимся в настоящее время данным, расходы на модификации сжигания для новых установок можно считать незначительными. Однако в случае переоборудования, например крупных энергетических установок, они колеблются от приблизительно 8 до 25 швейцарских франков на кВт электроэнергии (в 1985 году). Как правило, инвестиционные затраты на системы очистки топочных газов значительно выше.

8. Для стационарных источников факторы выброса выражаются в миллиграммах NO2 на нормальный (0шС, 1013 мбар) кубический метр (мг/м3), сухая основа.

Установки для сжигания

9. Категория установок для сжигания охватывает печи, котельные агрегаты, коммунальные тепловые установки и другие устройства для сжигания ископаемого топлива с затратами тепла выше 10 МВт без перемешивания топочных газов сжигания с другими потоками или обрабатываемыми материалами. На новых и существующих установках могут применяться либо отдельно, либо в сочетании с другими следующие технологии сжигания:

а) низкотемпературный режим камеры сгорания, включая сжигание в кипящем слое;

b) работа с ограниченным доступом воздуха;

с) установка специальных горелок с малым образованием NOx;

d) возвращение топочного газа в камеру сгорания;

е) многоступенчатое сжигание / дожигание в потоке воздуха;

f) повторное сжигание (поэтапная подача топлива) (****).

Эксплуатационные нормы, которых можно достичь, кратко изложены в таблице 1.

Таблица 1

Эксплуатационные нормы NOx (мг/м3), которых можно достичь с помощью модификации процесса сжигания

		Тип установки (а)	Неконтро- лируемый базовый уровень	Действующая переоборудо- ванная уста- новка (b)		Новая уста- новка	О 2 %
				Диапазон	Типич- ные значе-
Твердые топлива	10 МВт(с) - 300 МВт	Сжигание с применением решетки (уголь) Сжигание в кипящем слое i) стационарная установка ii) мобильная установка Сжигание пылевидного угля: i) на сухой основе ii) на влажной основе	300-1000 300-600 150-300 700-1700 1000-2300	- - - 600-1100 1000-1400	600 - - 800 -	400 400 200 <600 <1000	7 7 7 6 6
	>300 МВт	Сжигание пылевидного угля i) на сухой основе ii) на влажной основе	700-1700 1000-2300	600-1100 1000-1400	- -	<600 <1000	6 6
Жидкие топлива	10 МВт(с) - 300 МВт	Сжигание дистиллятного масла Сжигание остаточных нефтепродуктов	- 500-1400	- 200-400	300 400	- -	3 3
	>300 МВт	Сжигание остаточных нефтепродуктов	500-1400	200-400	-	-	3
Газооб- разные топлива	10 МВт(с) - 300 МВт		150-1000	100-300	-	<300	3
	>300 МВт		250-1400	100-300	-	<300	3

(а) - показатели мощности относятся к МВт (тепловым) показателям вводимого тепла с разбивкой по топливу (более низкая теплотворная способность);

(b) - ввиду специфических технологических факторов и значительной неопределенности в отношении переоборудования существующих установок приводятся только приблизительные величины;

(с) - для всех приводимых параметров небольших установок (10 МВт - 100 МВт) характерна повышенная неопределенность.

10. Очистка топочного газа путем ИКВ (избирательного каталитического восстановления) является дополнительной мерой сокращения выброса NOx, эффективность которой достигает 80% и более. В регионе ЕЭК в настоящее время накоплен значительный опыт эксплуатации новых и переоборудованных установок, в частности для электростанций, мощность которых превышает 300 МВт (тепловых). В сочетании с модификациями сжигания можно легко достичь уровней выброса в 200 мг/м3 (твердые топлива, 6 % O ) и 150 мг/м3

э

(жидкие топлива, 3 % O ).

э

11. ИНКВ (избирательное некаталитическое восстановление), представляющее собой очистку топочного газа в целях сокращения выбросов NOx на 20-60 %, является более дешевой технологией, которая предназначена для специальных видов применения (например, печи для рафинирования и сжигания газа на установках базовой нагрузки).

Стационарные газовые турбины и двигатели внутреннего сгорания (ВС)

12. Выбросы NOx из стационарных газовых турбин можно уменьшить путем модификации сжигания (сухой метод) или путем впрыскивания воды / пара (влажный метод). Обе меры хорошо освоены на практике. С их помощью можно достигать уровней выброса в 150 мг/м3 (газ, 15% O ) и 300 мг/м3 (мазут,

э

15% O ). Возможно переоборудование.

э

13. Выбросы NOx из стационарных двигателей ВС с искровым зажиганием можно сократить с помощью модификации сжигания (например, методы сжигания бедной рабочей смеси топлива и рециркуляции выхлопных газов) или с помощью очистки выхлопных газов (каталитический преобразователь тройного действия замкнутого цикла, ИКВ). Техническая и экономическая осуществимость этих различных процессов зависит от размера, типа двигателя (двухтактный / четырехтактный) и режима эксплуатации двигателя (постоянный / с изменяющейся нагрузкой). Метод сжигания бедной рабочей смеси топлива позволяет достичь уровней выбросов NOx в 800 мг/м3 (5% O ), э процесс ИКВ сокращает выбросы NOx до менее 40 мг/м3 (5% O ), а

э

каталитический преобразователь тройного действия сокращает такие выбросы до уровня ниже 200 мг/м3 (5 % O ).

э

Промышленные технологические печи (обжиг цемента)

14. Процесс предварительного обжига рассматривается в регионе ЕЭК как перспективная технология, обладающая потенциалом снижения концентраций NOx в топочном газе новых и действующих печей для обжига цемента до уровня приблизительно в 300 мг/м3 (10 % O ).

э

Процессы, не связанные со сжиганием (производство азотной кислоты)

15. Концентрация NOx в неразбавленных потоках при производстве азотной кислоты с абсорбцией при высоком давлении (>8 бар) могут не превышать 400 мг/м3. Таких же показателей выброса можно достичь с помощью абсорбции при среднем давлении в сочетании с процессом ИКВ или любым аналогичным эффективным процессом сокращения выбросов NOx. Возможно переоборудование.

II. Технологии борьбы с выбросами NOx из механических транспортных средств

16. В число механических транспортных средств, рассматриваемых в настоящем приложении, входят транспортные средства, используемые для автодорожных перевозок, а именно пассажирские автомобили с бензиновым и дизельным двигателями, транспортные средства для нормальных условий и транспортные средства для тяжелых условий эксплуатации. При необходимости делается соответствующая ссылка на конкретные категории транспортных средств (М1, М2, М3, N1, N2, N3), определенные в Правиле N 13 ЕЭК, касающемся Соглашения о принятии единообразных условий официального утверждения и о взаимном признании официального утверждения предметов оборудования и частей механических транспортных средств 1958 года.

17. Автодорожный транспорт является основным источником антропогенного выброса NOx во многих странах ЕЭК, и на него приходится 40-80 % общего объема национальных выбросов. Обычно на транспортные средства с бензиновым двигателем приходится две трети общих выбросов NOx автодорожного транспорта.

18. Технологии борьбы с выбросами окислов азота механическими транспортными средствами кратко изложены в таблицах 3 и 6. Удобно классифицировать технологии со ссылкой на существующие или предложенные национальные и международные нормы выбросов, отличающиеся по жесткости контроля. Поскольку нынешние контрольные испытания только отражают движение в условиях городов и крупных центров, приведенные ниже оценки относительных выбросов NOx учитывают движение с более высокой скоростью, когда выбросы NOx могут быть особенно значительными.

19. Показатели дополнительных издержек производства по различным технологиям, приведенные в таблицах 3 и 6, представляют собой оценки заводской себестоимости, а не розничные цены.

20. Важное значение при обеспечении того, чтобы на практике достигалось потенциальное снижение норм выбросов, имеет контроль за технологией производства и эксплуатацией используемых транспортных средств.

21. Для технологий, в которых предусмотрено использование каталитических преобразователей или которые основаны на их использовании, требуется неэтилированное топливо. Свободное движение транспортных средств, оснащенных катализаторами, зависит от повсеместного наличия неэтилированного бензина.

Пассажирские автомобили с бензиновыми и дизельными двигателями (М1)

22. В таблице 2 кратко изложены четыре стандарта на выбросы. Они используются в таблице 3 для классификации различных конструкций двигателей транспортных средств с бензиновым двигателем в соответствии с потенциальными возможностями сокращения выбросов NOx.

Таблица 2

Определение стандартов на выбросы

Стандарт	Пределы	Замечания
А. ЕЭК R.15-04 В. Люксембург -1985 С. Стокгольм - 1985 D. Калифорния -1989	НС + NOx: 19-28 г/ испытание НС + NOx: 1,4-2,0 л: 8,0 г/ испытание Данный стандарт применяется только к групповой технологии (<1,4 л: 15,0 г/ испытание >2,0 л: 6,5 г/ испытание) NOx: 0,62 г/км NOx: 0,76 г/км NOx: 0,25 г/км	Нынешний стандарт ЕЭК (Правило N 15, включая серию поправок 04 в соответствии с Соглашением 1958 года, упомянутым в пункте 16 выше), также принятый Европейским экономическим сообществом (директива 83/85/ЕЭС). Испытания в городских условиях ЕЭК R.15. Предел выброса меняется в зависимости от массы транспортного средства. Стандарты, которые будут введены в течение 1988-1993 годов в Европейском экономическом сообществе; они обсуждались на совещании Совета министров ЕЭС в Люксембурге в 1985 году и в конечном счете были приняты в декабре 1987 года. Используется цикл испытаний в городских условиях ЕЭК R.15. Стандарты для двигателей объемом >2 л, как правило, соответствуют стандартам США - 1983. Стандарты для двигателей объемом <1,4 л являются предварительными, окончательный стандарт должен быть разработан до конца 1987 года. Стандарт для двигателей объемом 1,4-2 л относится ко всем автомобилям с дизельным двигателем объемом >1,4 л. Стандарты для национального законодательства, основанные на "итоговом документе", разработанном после Стокгольмского совещания 1985 года министров восьми стран по вопросам окружающей среды. Соответствует стандартам США - 1987 со следующими процедурами испытания: федеральная процедура испытаний США (1975 года); процедура испытаний экономии топлива при движении по автомагистрали. Стандарты, которые будут введены в штате Калифорния, США, начиная с моделей 1989 года. Федеральная процедура испытания США.

Таблица 3

Технология бензиновых двигателей, показатели выбросов, издержки и потребления топлива при соблюдении стандартов на выброс

Стандарт Технология	Сокращение смешанного (а) выброса NOx, %	Дополнительные (b) издержки производства (1986 год, шв. фр.)	Показатель потребления топлива (а)
А. Основной вариант (обыч- ный двигатель с системой искрового зажигания, ос- нащенный карбюратором) В. а) Впрыскивание топлива + РВГ + система вто- ричной подачи возду- ха (d) b) Катализатор тройного действия открытого цикла (+ РВГ) с) Сжигание обедненной смеси с катализатором окисления (+ РВГ) (е) С. Катализатор тройного действия замкнутого цикла D. Катализатор тройного действия замкнутого цикла (+ РВГ)	(с) 25 55 60 90 92	- 200 150 200-600 300-600 350-650	100 105 103 90 95 9

(а) - оценочные значения сокращения смешанного выброса NOx и показателя потребления топлива указаны для европейских автомобилей среднего веса при работе в среднеевропейских условиях эксплуатации;

(b) - дополнительные издержки производства могут быть выражены более реалистично в процентах от общей стоимости автомобиля. Однако, поскольку стоимостные расчеты прежде всего приводятся лишь для условного сравнения, сохраняется формулировка первоначальных документов;

(с) - фактор смешанного выброса NOx = 2,6 г/км;

(d) - "РВГ" означает рециркуляцию выхлопного газа;

(е) - полностью основано на данных экспериментальных двигателей. Практически не существует производства транспортных средств, оснащенных двигателями с сжиганием обедненной смеси.

23. Стандарты выброса А, В, С и D включают пределы по выбросам углеводорода (НС) и окиси углерода (СО), а также NOx. В таблице 4 указаны оценки сокращения выбросов для этих загрязнителей по отношению к базовому уровню ЕЭК R.15-04.

Таблица 4

Оценки сокращения выбросов НС и СО пассажирскими автомобилями с бензиновыми двигателями при использовании разных технологий

Стандарт	Сокращение выбросов НС, %	Сокращение выбросов СО, %
В. (а) (b) (c) C. D.	30-40 50-60 70-90 90 90	50 40-50 70-90 90 90

24. Нынешние дизельные автомобили могут отвечать требованиям в отношении выбросов NOx, предъявляемым стандартами А, В и С. Строгие требования к выбросу твердых частиц, а также жесткие пределы на выброс NOx стандарта D означают, что потребуется дальнейшее усовершенствование дизельных пассажирских автомобилей, включая установку топливного насоса с системой электронного контроля, применение усовершенствованных систем впрыскивания топлива, рециркуляцию выхлопных газов и использование фильтров твердых частиц. В настоящее время существуют лишь экспериментальные транспортные средства такого типа (см. также таблицу 6, сноска а/).

Прочие транспортные средства для нормальных условий эксплуатации (N1)

25. Методы борьбы с выбросами загрязнителей для пассажирских автомобилей применимы на практике, однако сокращение выбросов NOx, издержки и коммерческие факторы времени реализации заказов могут различаться.

Транспортные средства с бензиновым двигателем для тяжелых условий эксплуатации (М2, М3, N2, N3)

26. Этот класс транспортных средств незначителен в Западной Европе и уменьшается в Восточной Европе. Уровней выбросов NOx в соответствии со стандартами США-1990 и США-1991 (см. таблицу 5) можно достичь при небольших издержках и без значительного усовершенствования технологии.

Транспортные средства с дизельными двигателями для тяжелых условий эксплуатации (М2, М3, N2, N3)

27. В таблице 5 кратко представлены три стандарта на выбросы. Они используются в таблице 6 для классификации конструкций двигателей дизельных транспортных средств, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, в соответствии с потенциальным сокращением выбросов NOx. Конфигурация двигателей основного варианта изменяется, при этом проявляется тенденция отказа от двигателей с естественным наддувом и перехода на двигатели с турбонаддувом. Эта тенденция требует повысить характеристики потребления топлива основного варианта. Поэтому сравнительные оценки потребления топлива не включены.

Таблица 5

Определение стандартов на выбросы

Стандарт	Пределы выбросов NOx (г/кВт. ч)	Замечания
I ЕЭК R.49 II США-1990 III США-1991	18,0 8,0 6,7	Испытание 13 видов Промежуточное испытание Промежуточное испытание

Таблица 6

Конструкции дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации, показатели выбросов (а) и издержки при соблюдении предусмотренных стандартами уровней выбросов

Стандарт	Конструкция	Оценка сокращения выбросов NOx (%)	Дополнительные производственные издержки (1984 год, долл. США)
I II (b) III (b)	Применяемые в настоящее время обычные дизельные двигатели с прямым впрыскиванием Турбонаддув + последующее ох- лаждение + более позднее впрыскивание (Модификация камеры сгорания и прохода) (Маловероятно, что двигатели с естественным наддувом будут отвечать требованиям этого стандарта) Дальнейшие усовершенствования технологий, перечисленных в стандарте II, в сочетании с изменяющимся режимом впрыски- вания и использованием элек- троники	- 40 50	- 115 долл. США (69 долл. США за счет стандарта на выбросы NOx) (c) 404 долл. США (68 долл. США за счет стандарта на выбросы NOx) (c)

(а) - ухудшение качества дизельного топлива отрицательно повлияет на выброс и может сказаться на потреблении топлива у транспортных средств, предназначенных для тяжелых и легких условий эксплуатации;

(b) - по-прежнему необходимо проверить в широких масштабах наличие новых компонентов;

(с) - данный баланс обусловлен мерами борьбы с выбросом твердых частиц и другими соображениями.