Откройте актуальную версию документа прямо сейчас
Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.
Вход
Купить систему ГАРАНТ
Получить демо-доступ
Узнать стоимость
Информационный банк
Подобрать комплект
Семинары
- Главная
- Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям ИТС 26-2022 "Производство чугуна, стали и ферросплавов" (утв. приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 декабря 2022 г. N 3196)
- Приложение Д (обязательное). Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов
Приложение Д (обязательное). Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов
Приложение Д
(обязательное)
Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов
Введение
Достижение углеродной нейтральности при устойчивом росте экономики России - такие цели заявлены в стратегии социально-экономического развития Российской Федерации с низким уровнем выбросов парниковых газов до 2050 года (далее - Стратегия низкоуглеродного развития РФ) [188], подготовленной в рамках указа Президента РФ [189].
В соответствии со Стратегией низкоуглеродного развития РФ прогнозируется 2 сценария с разными подходами по адаптации российской экономики к глобальному энергопереходу:
1. Инерционный сценарий предусматривает реализацию уже принятых решений по достижению национальных целей и задач отраслевых документов стратегического планирования. Дополнительные меры, прямым или косвенным результатом которых является сокращение выбросов парниковых газов, этим сценарием не рассматриваются.
2. Целевой (интенсивный) сценарий предусматривает дополнительные меры по декарбонизации отраслей экономики и увеличению поглощающей способности управляемых экосистем. Этим сценарием глобальный энергопереход рассматривается как один из факторов обеспечения конкурентоспособности российской экономики в глобальном масштабе.
Реализация целевого (интенсивного) сценария приведет в 2050 году к сокращению нетто-выбросов парниковых газов на 60 процентов по сравнению с уровнем 2019 года и на 80 процентов по сравнению с уровнем 1990 года. Это позволит последовательно повышать амбициозность определяемых на национальном уровне вкладов Российской Федерации в реализацию Парижского соглашения (в случае обеспечения соответствия международным стандартам российской системы углеродного регулирования, критериев устойчивых проектов и уровня поглощающей способности управляемых экосистем).
Набор и значения индикаторов реализации Стратегии низкоуглеродного развития РФ ведется с использованием, в т. ч. показателей выбросов парниковых газов, выраженных в млн тонн эквивалента углекислого газа.
Показатели массы выбросов и поглощений парниковых газов в сценариях Стратегии низкоуглеродного развития РФ приведены в таблице Д.1.
Таблица Д.1 - Показатели массы выбросов и поглощений парниковых газов (млн тонн эквивалента углекислого газа)
|
Наименование показателей |
Факт - 2019 год |
План - 2030 год |
План - 2050 год |
|
Инерционный сценарий | |||
|
Выбросы парниковых газов |
2119 |
2253 |
2521 |
|
Поглощения |
- 535 |
- 535 |
- 535 |
|
Нетто-выбросы |
1584 |
1718 |
1986 |
|
Целевой (интенсивный) сценарий | |||
|
Выбросы парниковых газов |
2119 |
2212 |
1830 |
|
Поглощения |
- 535 |
- 539 |
- 1200 |
|
Нетто-выбросы |
1584 |
1673 |
630 |
В целях реализации Стратегии низкоуглеродного развития РФ [188] и поручений Правительства Российской Федерации [190] необходимо установить показатели удельных выбросов парниковых газов, которые послужат ориентирами достижения углеродной нейтральности в углеродоемких отраслях промышленности. Такие показатели могут быть определены по результатам проведения национального отраслевого бенчмаркинга.
Д.1 Краткая характеристика отрасли с точки зрения выбросов парниковых газов
Д.1.1 Энергоемкость производства стали
Черная металлургия является энергоемкой отраслью, в которой до 75 % совокупного потребления топливно-энергетических ресурсов обеспечивается за счет сжигания угля. В 2019 году потребление угля в черной металлургии в мире составило около 900 млн т у. т., что составляет порядка 15 % его совокупного мирового потребления.
Большая часть угля в черной металлургии потребляется в доменных печах в виде кокса. В ряде регионов мира в качестве альтернативного топлива для доменного способа производства в качестве топлива используется природный газ, нефтепродукты, угольная пыль и вторичные энергоресурсы, однако доля данных видов энергоресурсов в совокупном потреблении энергии предприятиями черной металлургии является незначительной.
Вторым по значимости топливно-энергетическим ресурсом, потребляемым в черной металлургии, является электроэнергия, совокупное потребление в отрасли по итогам 2019 года составляло 1230 , порядка 25 % которого приходится на электродуговые печи.
Мировое потребление природного газа в черной металлургии составляло по итогам 2019 г. порядка 90 млрд м куб. (или 3,4 ЭДж), основными направлениями его использования в отрасли является производство тепла, а также восстановительных газов (в частности, порядка 5 млн т водорода, применяемого в технологическом процессе прямого восстановления железа).
На протяжении последних двух десятилетий, согласно оценкам IEA, энергоемкость производства продукции черной металлургии в мире снизилась незначительно, и в целом этот фактор был компенсирован значительным ростом производства продукции отрасли, что повлекло устойчивый рост потребления топливно-энергетических ресурсов и эмиссии парниковых газов предприятиями индустрии.
Энергоемкость производства сильно зависит от соотношения используемого металлолома и железной руды. В частности, первичное производство стали характеризуется более высокой (до 8 раз) энергоемкостью по сравнению с применением металлолома в качестве сырья. В настоящее время порядка 80 % мирового производства стали приходится на первичные методы производства, что обуславливает высокую степень зависимости отрасли от потребления органического топлива, и, соответственно, высокий уровень эмиссии парниковых газов.
Анализ данных the World Steel Association 2 (далее - WSA) и the International Energy Agency 3 (далее - IEA) (таблица Д.2) свидетельствует о том, что среднемировое значение энергоемкости производства стали для доменно-конверторного способа, в зависимости от методики оценки, составляет 21,4-22,7 ГДж/т, электродугового способа при использовании металлолома - 2,1-5,2 ГДж/т, технологической цепочки "железо прямого восстановления - электродуговая печь" (далее - ПВЖ-ЭДП) (при использовании природного газа) - 17,1-21,8 ГДж/т.
В целом средняя энергоемкость производства стали для стран G20 оценивается в 19 ГДж (или 0,45 т н.э.) с учетом энергозатрат на финишные процессы, производство ферросплавов и другие вспомогательные процессы.
Таблица Д.2 - Средняя энергоемкость производства стали в мире в зависимости от способа производства, ГДж/т
|
Методология |
Домна-конвертор |
ЭДП (на металлоломе) |
ПВЖ-ЭДП (на природном газе) |
|
IEA |
21,4 |
2,1 |
17,1 |
|
WSA |
22,7 |
5,2 |
21,8 |
Источник: IEA, WSA [191]
На рисунке Д.1 рассмотрены данные по энергоемкости производства стали в странах G20 согласно данным IEA.
Как следует из представленных данных, доминирование доменно-конверторного способа производства стали в ключевых странах мира обуславливает сохраняющуюся высокую энергоемкость процессов черной металлургии. При этом рядом государств G20 осуществляется активных переход на использование технологической цепочки ПВЖ-ЭДП.
Источник: IEA [192]
Рисунок Д.1 - Энергоемкость производства стали в странах G20, ГДж/т
Д.1.2 Углеродоемкость производства стали
Следствием высокой энергоемкости производства стали в мире является значительный вклад отрасли в эмиссию парниковых газов промышленными источниками: совокупный объем прямых выбросов парниковых газов предприятиями черной металлургии по итогам 2019 г. составил 2,6 Гт прямых выбросов CO 2-экв., что составляет около 30 % общей эмиссии промышленными источниками. При этом общий углеродный след черной металлургии в мире в 2019 г. оценивался приблизительно в 3,7 Гт CO 2-экв., в том числе косвенные выбросы составляли в 1,1 Гт CO 2-экв.
Суммарный выброс парниковых газов в Российской Федерации по данным Национального доклада о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом, за 1990-2019 гг. в 2019 г. [193] составил 2119,4 млн т СО 2-экв. (без учета сектора землепользования, изменения землепользования и лесного хозяйства), из них на долю отрасли черной металлургии приходится 140,3 млн т СО 2-экв. (или 6,6 % от общего выброса).
Вклад различных секторов промышленности в суммарный объем выбросов парниковых газов представлен на рисунке Д.2.
Рисунок Д.2 - Выбросы парниковых газов в Российской Федерации по секторам (% от общего выброса)
Д.2 Этапы проведения бенчмаркинга
Национальный бенчмаркинг для отрасли черной металлургии выполнен с учетом требований ГОСТ Р 113.00.11-2022 "Наилучшие доступные технологии. Порядок проведения бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов в отраслях промышленности" [194].
Основные этапы проведения бенчмаркинга:
- формирование экспертной группы 4;
- определение границ процессов для количественного определения выбросов парниковых газов и выбор методик(и) расчета выбросов парниковых газов;
- разработка анкеты для сбора данных, необходимых для расчета выбросов парниковых газов;
- сбор и обработка данных, необходимых для расчета удельных выбросов парниковых газов;
- расчет удельных выбросов парниковых газов;
- верификация результатов расчетов удельных выбросов парниковых газов;
- построение кривой бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов.
Результаты бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов являются основой для установления индикативных показателей удельных выбросов парниковых газов.
Д.3 Методология проведения бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов
Д.3.1 Определение границ производственных процессов для количественного определения выбросов парниковых газов и выбор методик(и) расчета выбросов ПГ
Количественная оценка выбросов парниковых газов выполнена для следующих производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии:
- добыча железной руды и производство железорудных концентратов;
- производство кокса;
- производство агломерата;
- производство железорудных окатышей;
- производство чугуна в доменной печи;
- производство железа прямого восстановления;
- производство стали в конвертерах;
- производство стали в электродуговых печах.
- горячий прокат и обработка (в т.ч. бесшовные трубы, катанка, сортовой прокат).
Границы расчета выбросов парниковых газов от производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии приведены в таблице Д.3.
Таблица Д.3 - Границы расчета выбросов парниковых газов от производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии
|
Наименование производственного процесса (передела) |
Описание границ |
|
Добыча руды и производство концентратов (справочно) |
Добыча железных руд открытым способом (буровые работы, взрывные работы, пыление отвалов пустых пород и некондиционных руд извлечение руды из массива горных пород, погрузочно-разгрузочные работы, транспортирование горной массы, отвалообразование и складирование, первичное дробление, отгрузка продукции, установки газо- и водоочистки) Добыча железных руд подземным способом (буровые работы, взрывные работы, погрузочно-разгрузочные работы, транспортирование горной массы) Обогащение железных руд методом измельчения с последующим разделением полезного компонента и пустой породы (подготовительные процессы (дробление, измельчение, грохочение, классификация), обогащение (гравитационная, мокрая магнитная сепарация; флотация, электрическая сепарация, специальные методы обогащения), вспомогательные (обезвоживание (сгущение и фильтрование), сушка, пылеулавливание), транспортирование руды, концентрата и продуктов обогащения, погрузочно-разгрузочные работы, складирование; классификация, сгущение и транспортирование хвостов; установки газо- и водоочистки) Обогащение железных руд методом измельчения с последующим разделением полезного компонента и пустой породы методами сухой магнитной сепарации (подготовительные процессы (дробление, измельчение, грохочение, классификация), обогащение (гравитационная, сухая магнитная сепарация), вспомогательные (пылеулавливание), транспортирование руды и продуктов обогащения, погрузочно-разгрузочные работы, складирование; фракционирование, транспортирование сухих хвостов; установки газо- и водоочистки)). Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
|
Производство кокса |
Производство кокса (подготовка углей к коксованию (размораживание, погрузочно-разгрузочные работы, складирование, дробление, дозировка, транспортирование), технологические процессы производства кокса (загрузка камер коксования угольной шихтой, трамбование шихты, нагрев угольной шихты в коксовых печах, отвод и охлаждение прямого коксового газа из камер коксования, выдача готового кокса из печей, тушение кокса, сортировка кокса на фракции, транспортирование в границах передела, очистка коксового газа, биохимическая очистка сточных вод). Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
|
Производство агломерата |
Производство агломерата (прием сырья, размораживание, складирование, усреднение, подготовка компонентов агломерационной шихты к спеканию (измельчение, смешивание, грануляция), спекание шихты на конвейерных машинах, охлаждение и дробление агломерата, горячее и холодное грохочение, сортировка, отсев мелочи, установки газо- и водоочистки). Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
|
Производство железорудных окатышей |
Окускование железорудного сырья путем производства обожженных окисленных окатышей (подготовка шихты (дробление, измельчение смешивание), окомковывание, классификация, обжиг (сушка, нагрев, спекание, термический упрочняющий обжиг, рекуперация, охлаждение), погрузочно-разгрузочные работы, транспортирование, сортировка, складирование, установки газо- и водоочистки). Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
|
Производство чугуна в доменной печи |
Производство чугуна (прием и хранение сырья, дозирование, отсев мелочи, загрузка печи, подготовка дутья, выплавка чугуна, разливка товарного чугуна на разливочных машинах, обработка доменного шлака, очистка доменного газа и утилизация его химической энергии, утилизация избыточного давления доменного газа, транспортировка жидкого чугуна в сталеплавильный цех, установки газо- и водоочистки). Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
|
Производство железа прямого восстановления |
Производство железорудного сырья с высоким содержанием железа металлического по технологии прямого восстановления железа в шахтных печах металлизации (транспортировка исходного сырья, его классификация, покрытие перед восстановлением, восстановление, генерация восстановительного газа, окислительная пассивация восстановленных окатышей, горячее брикетирование восстановленных окатышей и охлаждение ГБЖ, погрузочно-разгрузочные работы, транспортирование в границах передела, установки газо- и водоочистки). Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
|
Производство стали в конвертерной печи (включая внепечную обработку и разливку) |
Производство стали в конвертерах (прием жидкого чугуна, усреднение жидкого чугуна в стационарном миксере, перелив из чугуновозных ковшей или чугуновозных ковшей миксерного типа в чугунозаливочные ковши, подготовка твердой металлической шихты и шлакообразующих материалов, десульфурация чугуна, прием и подготовка ферросплавов, выплавка стали, выпуск расплава из конвертера в сталеразливочный ковш, присадка ферросплавов, раскислителей и других добавок, внепечная обработка расплава, подготовка сталеразливочных и промежуточных ковшей, разливка стали на МНЛЗ или в изложницы (слитки), обработка непрерывнолитых заготовок и слитков, переработка и утилизация шлаков сталеплавильного производства, установки газо- и водоочистки). Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
|
Производство стали в электродуговой печи (включая внепечную обработку и разливку) с использованием ПВЖ/ГБЖ |
Производство стали в электродуговых печах (подготовка шихтовых материалов, подготовка печи, завалка шихты, залив чугуна (если применимо), плавка, обезуглероживание, выпуск, раскисление, легирование, внепечная обработка, разливка стали на МНЛЗ, подготовка сталеразливочных ковшей, обработка электросталеплавильного шлака и пыли, очистка отходящего газа сталеплавильных печей, установки газо- и водоочистки). Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
|
Производство стали в электродуговой печи (включая внепечную обработку и разливку) с использованием жидкого чугуна | |
|
Производство стали в электродуговой печи (включая внепечную обработку и разливку) с использованием лома | |
|
Горячий прокат и обработка (в т.ч. бесшовные трубы, катанка, сортовой прокат) (справочно) |
Производство горячекатаного плоского проката: - предварительная подготовка заготовки, нагрев заготовки, удаление окалины, прокат (горячая прокатка в реверсивных, полунепрерывных, непрерывных станах), охлаждение, финишная обработка (резка, термообработка, правка, травление, промывка, сушка), установки газо- и водоочистки. Производство горячедеформированных (горячекатаных и горячепрессованных) труб: - производство горячекатаных труб: нагрев заготовки, удаление окалины, прокат (прошивка заготовок, раскатка гильз, калибровка, правка, резка), высадка концов труб, термообработка, финишная обработка (нарезка резьб, снятие фаски, обработка торцов, гидроиспытание труб, нанесение консервационного покрытия, покраска труб), установки газо- и водоочистки; - производство горячепрессованных труб: подготовка заготовки (обточка, порезка, сверление, торцовка), (нагрев, удаление окалины, прошивка либо экспандирование заготовки, прессование гильз, химическая обработка труб, термообработка (нормализация, отпуск, отжиг), финишная обработка (резка, снятие фаски, обработка торцов, правка), установки газо- и водоочистки Производство сортового проката (в том числе длинномерной продукции): - производство арматуры и катанки: нагрев блюмовой заготовки, прокат (получение арматуры и катанки), подготовка катанки (удаление окалины, травление), волочение (сухое или мокрое), термообработка (отжиг, патентирование, закалка), финишная обработка, установки газо- и водоочистки; - производство сортовой продукции: нагрев блюмовой заготовки, прокат (формование сортового профиля), охлаждение, термообработка, финишная обработка, установки газо- и водоочистки. Не включаются в границы выбросы парниковых газов от использования топлива и энергоресурсов (электроэнергии, тепловой энергии, технических газов) на: - водоподготовку и водоотведение за пределами данного производства; - выработку сжатого воздуха; - транспортировку и переработку твердых и жидких отходов за пределами данного производства; - ремонтные работы; - общецеховые нужды, не связанные непосредственно с технологическим процессом. |
Д.3.2 Исходные данные для расчета выбросов парниковых газов
Бенчмаркинг удельных выбросов парниковых газов выполнен на основании данных 30 предприятий отрасли черной металлургии, являющихся крупнейшими производителями металлургической продукции в Российской Федерации и обеспечивающих порядка 98 % производства чугуна и 90 % стали и проката, предоставленных в ходе анкетирования с использованием унифицированного шаблона отраслевой анкеты для сбора данных. Данные предоставлены за период 2017-2020 гг.
Д.3.3 Методические подходы к количественной оценке выбросов парниковых газов
При проведении количественной оценки выбросов ПГ для отрасли черной металлургии учитываются выбросы СО 2, выбросы иных парниковых газов не учитываются, т.к. в соответствии с данными [193] их вклад в общую массу выбросов парниковых газов составляет менее 1 %.
Для расчета интенсивности выбросов СО 2 в целях определения бенчмарков производства продукции черной металлургии принята единая методика для всех видов продукции (концентрат, кокс, агломерат, окатыши, железо прямого восстановления (горячебрикетированное железо), чугун, электросталь, конвертерная сталь, горячекатаный прокат), разработанная в рамках работы экспертной группы по проведению бенчмаркинга удельных выбросов ПГ, состав которой утвержден приказом Аналитического центра устойчивого развития промышленности Минпромторга России от 21.02.2022 г. N 106 АЦ [195], на основании методических подходов, описанных в существующих национальных нормативно-методических документах, международных руководящих документах и документах стандартизации [196], [197], [198], [199], [200], [201], [202].
Методика учитывает прямые выбросы СО 2 от производственного процесса (передела), а также косвенные выбросы, связанные с производством электрической и тепловой энергии, технических газов и дутья, используемых в производственном процессе (на переделе).
Методика разработана для целей установления индикативных показателей выбросов парниковых газов отдельных производственных процессов (переделов) и позволяет провести сравнительный анализ (бенчмаркинг) производственных процессов (переделов) отрасли.
Выбросы определяются за один полный календарный год.
Расчет интенсивности выбросов СО 2 (бенчмарк) для производства продукции
Расчет удельных выбросов СО 2 для производства продукции выполняется по формуле (1):
,
(1)
где:
- интенсивность выбросов (бенчмарк) для производства определенного вида металлургической продукции, т СО 2/т продукции;
- удельные прямые выбросы в границах производственного процесса (передела) без учета вторичных топливных газов, т СО 2/т продукции;
- удельные выбросы, связанные с электроэнергией, т СО 2/т продукции;
- удельные выбросы, связанные с тепловой энергией, т СО 2/т продукции;
- удельные выбросы, связанные с техническими газами и дутьем, т СО 2/т продукции;
- удельная поправка к прямым выбросам на вторичные топливные газы, т СО 2/т продукции.
Удельные выбросы СО 2 определяются как валовые выбросы СО 2, отнесенные к объему основной произведенной продукции для каждого производственного процесса (передела).
Расчет удельных прямых выбросов СО 2 в границах производственного процесса (передела) без учета вторичных топливных газов
Расчет удельных прямых выбросов СО 2 в границах производственного процесса (передела) без учета вторичных топливных газов выполняется по формуле (2):
,
(2)
где:
- удельный объем использования i-го углеродсодержащего ресурса в границах производственного процесса (передела) металлургической продукции (на входе в передел) за исключением вторичных топливных газов, ед. изм. (т, тыс. м3 и др.)/т продукции;
- содержание углерода в i-м углеродсодержащем ресурсе, т С/ед. изм. (т, тыс. м3 и др.);
- удельный объем производства (образования) j-го углеродсодержащего ресурса в границах производственного процесса (передела) (на выходе из передела) за исключением вторичных топливных газов, ед. изм. (т, тыс. м3 и др.)/т продукции;
- содержание углерода в j-м углеродсодержащем ресурсе, т С/ед. изм. (т, тыс. м3 и др.).
Вторичные топливные газы (доменный, коксовый, конвертерный) не учитываются здесь ни на входе, ни на выходе. Остальные значимые углеродсодержащие ресурсы, включая отходы, учитываются.
В формуле (2) должны учитываться объемы ресурсов, непосредственно использованные и произведенные (образовавшиеся) в технологических процессах, после внесения всех возможных поправок на изменение запасов на складах. Рекомендуемым источником информации о расходе ресурсов являются технические и балансовые отчеты производственных и энергетических цехов предприятия.
Содержание углерода рекомендуется принимать одинаковым для всех предприятий для следующих видов топлива/сырья: природный газ, мазут, дизельное топливо, сталь и т.п.
Содержание углерода принимается по данным предприятий или рассчитывается на основании данных о физико-химических характеристиках для следующих видов топлива, сырья и продукции: коксующегося угля, кокса (валового), угля энергетический, угля в шихте и т.п. Расчет выполняется по единым формулам для всех предприятий согласно [9] или иным методическим документам, например, методологии WSA [199], [200].
Расчет удельных выбросов СО 2, связанных с потреблением и выработкой электроэнергии
Расчет удельных выбросов СО 2, связанных с электроэнергией, выполняется по формуле (3):
,
(3)
где:
Р потр. - удельное потребление электроэнергии в границах производственного процесса (передела), /т продукции;
Р выр. - удельная выработка электроэнергии в границах производственного процесса (передела), /т продукции;
- коэффициент выброса для электроэнергии, т СО 2/
.
Величины Р потр., Р выр. определяются по фактическим данным предприятия. Величины Р потр. и Р выр. при подстановке в формулу (3) не должны включать затраты электроэнергии на собственные нужды источника электроэнергии. Величина Р потр. включает суммарное потребление электроэнергии, как поставленной со стороны для данного производства (передела), так и выработанной в границах производственного процесса (передела). Электроэнергия Р выр. включает суммарную выработку электроэнергии, которая может быть потреблена как внутри, так и за границами рассматриваемого производственного процесса (передела).
Величина принимается равной 0,504 т СО 2/
для всех предприятий черной металлургии, что соответствует значению по умолчанию, принимаемому WSA при определении бенчмарков. Данное значение находится между средним значением для сетевой электроэнергии в РФ (около 0,34) и приблизительным значением для конденсационного режима заводских электростанций черной металлургии (0,55-0,6) применительно к природному газу или его эквиваленту с точки зрения выбросов СО 2. Также значение 0,504 примерно соответствует замыкающему конденсационному режиму регулирующих электростанций в энергосистеме (условно газовые станции).
Расчет удельных выбросов СО 2, связанных с потреблением и выработкой тепловой энергии
Расчет удельных выбросов СО 2, связанных с тепловой энергией, выполняется по формуле (4):
,
(4)
где: Q потр. - удельное потребление тепловой энергии (в паре и горячей воде) в границах производственного процесса (передела), Гкал/т продукции;
Q выр. - удельная выработка тепловой энергии (в паре и горячей воде) в границах производственного процесса (передела), Гкал/т продукции;
- коэффициент выброса для тепловой энергии, т СО 2/Гкал.
Тепловая энергия включает энергию, передаваемую с паром и горячей водой. Величины Q потр., Q выр. определяются по фактическим данным предприятия. Величина Q потр. включает суммарное потребление тепловой энергии, как поставленной со стороны для данного производственного процесса (передела), так и выработанной в границах производственного процесса (передела). Тепловая энергия Q выр. включает суммарную выработку тепловой энергии, которая может быть потреблена как внутри, так и за границами рассматриваемого производственного процесса (передела).
Величина EF тепл. принимается равной 0,27 т СО 2/Гкал для всех предприятий черной металлургии. Данная величина рассчитана исходя из предположения, что тепловая энергия вырабатывается на основе природного газа (как замыкающего топлива) с эффективностью производства и передачи тепловой энергии, равной 85 %.
Расчет удельных выбросов СО 2, связанных с техническими газами и дутьем
Расчет удельных выбросов СО 2, связанных с техническими газами и дутьем, выполняется по формуле (5):
,
(5)
где:
G i - удельное потребление i-технического газа, доменного дутья в границах производства, тыс. м 3/т продукции;
- коэффициент выброса для i-технического газа, доменного дутья, т СО 2/тыс. м 3.
Технические газы включают кислород, азот, аргон, а также доменное дутье, используемые на технологические нужды в границах рассматриваемого производственного процесса (передела). Величины G i определяются по фактическим данным предприятия без учета потерь при производстве и передаче. Расход газов приводится к стандартным условиям (20 °С, 101,325 кПа).
Величины для всех предприятий черной металлургии принимаются равными для кислорода 0,355 т СО 2/тыс. м 3; азота 0,103 т СО 2/тыс. м 3; аргона 0,103 т СО 2/тыс. м 3; доменного дутья 0,05 т СО 2/тыс. м 3. Для кислорода, азота и аргона приняты значения, рекомендованные WSA по умолчанию. Для доменного дутья принято значение принято на основании экспертной оценки, основанная на анализе эффективности производства дутья паро- и электровоздуходувками. Топливом считается природный газ.
Расчет удельной поправки к прямым выбросам СО 2 на вторичные топливные газы
Расчет удельной поправки к прямым выбросам СО 2 на вторичные топливные газы, выполняется по формуле (6):
,
(6)
где:
- коэффициент выброса СО 2 для природного газа, т СО 2/т у.т;
F потр.,i - удельное потребление i-го вторичного топливного газа в границах производственного процесса (передела), т у.т./т продукции;
F выр.,i - удельная выработка (образование) i-го вторичного топливного газа в границах производственного процесса (передела), т у.т./т продукции;
F потери.,i - удельные потери i-го вторичного топливного газа в границах предприятия, включая сжигание на свечах, рассеивание и утечки, т у.т./т продукции;
- показатель эффективности сжигания i-го вторичного топливного газа в сравнении со сжиганием природного газа, доля.
Вторичные топливные газы включают доменный, коксовый, конвертерный газы.
Удельное потребление F потр.,i - включает расход доменного, коксового и конвертерного газов в рассматриваемом производственном процессе (переделе). Удельная выработка (образование) i-го вторичного топливного газа F выр.,i и удельные потери i-го вторичного топливного газа в границах предприятия F потери.,i включаются в расчет по формуле (6) только для доменного газа в производстве доменного чугуна, коксового газа в производстве кокса, конвертерного газа в производстве конвертерной стали; для прочих производственных процессов (переделов), где указанные вторичные топливные газы не образуются, F выр.,i и F потери.,i принимаются равными нулю.
Если конвертерный (или любой другой вторичный топливный) газ не используется в качестве топлива, то при расчете по формуле (6) принимать во внимание данный газ не требуется (т.к. его вклад в поправку равен нулю).
Величины F выр.,i, F потр.,i, F потери.,i определяются по фактическим данным предприятия. Потери F потери.,i принимаются по разнице между выработкой вторичного топливного газа (F выр.,i) и его суммарным полезным использованием, включая собственные объекты и отпуск сторонним потребителям.
Величины принимаются равными: для доменного газа 0,92; коксового газа 0,99; конвертерного газа 0,95.
Расчет удельных выбросов парниковых газов с учетом потенциалов глобального потепления парниковых газов
Расчет удельных выбросов парниковых выбросов в т СО 2-эквивалента (СО 2-экв.) выполняется по формуле согласно методическим указаниям [196] по формуле (7):
,
(7)
где:
- удельные выбросы парниковых газов в CO 2-эквиваленте за период y, т CO 2-экв./т продукции;
E i,y - выбросы i-парникового газа за период y, т/т продукции;
GWP i - потенциал глобального потепления i-парникового газа, т CO 2-экв./т;
n - количество видов выбрасываемых парниковых газов;
i - CO 2, CH 4, N 2O, CHF 3, CF 4, C 2F 6, SF 6.
Для производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии, при расчете удельных выбросов парниковых газов в CO 2-эквиваленте учитываются только выбросы СО 2.
Значения потенциалов глобального потепления (GWPi) приведены в распоряжении Правительства РФ от 22 октября 2021 г. N 2979-р [203]. Для СО 2 потенциал глобального потепления равен 1.
Д.3.4 Коэффициенты содержания углерода и выбросов парниковых газов
Расчет выполнен на основании данных об объемах производимой продукции, а также данных об объемах потребляемых материальных и энергетических ресурсов, предоставленных предприятиями отрасли при проведении анкетирования.
Коэффициенты содержания углерода в энергетических ресурсах приняты по данным предприятий, при отсутствии данных - на основании показателей, приведенных в национальных и международных методиках и стандартах. Для природного газа принят коэффициент содержания углерода по умолчанию - 0,52 т/тыс. м 3 (на основании усреднённых данных, полученных от предприятий).
Для неэнергетических ресурсов приняты коэффициенты по умолчанию - на основании данных национальных методических указаний [196], методик WSA [199], [200] и Eurofer 5 [201], [202], а также усреднённых данных, полученных от предприятий.
Учитываемые при проведении количественной оценки удельных выбросов СО 2 входные и выходные материально-энергетические ресурсы для производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии, а также рекомендуемые к использованию коэффициенты содержания углерода и выбросов парниковых газов в продукции, материальных и энергетических ресурсах приведены в таблице Д.4.
Таблица Д.4 - Коэффициенты содержания углерода и выбросов СО 2 в продукции, материальных и энергетических ресурсах
|
Ресурсы |
Единицы измерения |
Содержание углерода, т С/ед. |
Коэффициент выбросов, т СО 2/ед. |
Источник данных/Примечание |
|
|
Добыча руды и производство концентрата | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Известь |
т (сухой вес) |
0,0065 |
0,0238 |
EN 19694-2, Annex C [201] |
|
|
Дизельное топливо |
т у. т. |
0,5900 |
2,1618 |
||
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Мазут |
т у. т. |
0,6200 |
2,2717 |
||
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
|
0,2700 |
Расчетная величина (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Концентрат железорудный (всего) |
т (сухой вес) |
0,0005 |
0,0018 |
EN 19694-2, Annex C (fine iron ore) [201] |
|
|
Руда железная (товарная) |
т |
0,0100 |
0,0366 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Производство кокса | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Коксующиеся угли |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Доменный газ |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Коксовый газ (на производство кокса) |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Кислород |
тыс. м 3 |
- |
0,3550 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Азот |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Аргон |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Кокс (валовой, всех фракций) |
т.(сухой вес) |
- |
- |
Фактическое значение |
|
|
Каменноугольная смола + Нафтален |
т |
0,9249 |
3,3890 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Бензол |
т. |
0,9230 |
3,3820 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Коксовый газ (выработано всего) |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Коксовый газ (потери) |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Производство агломерата | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Концентрат железорудный |
т (сухой вес) |
0,0005 |
0,0018 |
EN 19694-2, Annex C (fine iron ore) [201] |
|
|
Другие железосодержащие материалы (окалина, отсевы и др.) |
т (сухой вес) |
0,0100 |
0,0366 |
По данным предприятий |
|
|
Пыль газоочисток |
т (сухой вес) |
0,2500 |
0,9160 |
По данным предприятий |
|
|
Известняк |
т (сухой вес) |
0,1200 |
0,4397 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Доломит |
т (сухой вес) |
0,1300 |
0,4763 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Доломитовая известь |
т (сухой вес) |
0,0065 |
0,0238 |
EN 19694-2, Annex C [201] |
|
|
Известь |
т (сухой вес) |
0,0065 |
0,0238 |
EN 19694-2, Annex C [201] |
|
|
Оливин |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Коксовая мелочь (валовой, всех фракций) |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Антрацит |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Другие виды углей |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Другие виды топлива |
т у. т. |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Доменный газ |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Коксовый газ |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Кислород |
тыс. м 3 |
- |
0,3550 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Азот |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Аргон |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Агломерат (бункерный) |
т (сухой вес) |
0,0003 |
0,0011 |
По данным предприятий |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Производство железорудных окатышей | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Концентрат железорудный |
т (сухой вес) |
0,0005 |
0,0018 |
EN 19694-2, Annex C (fine iron ore) [201] |
|
|
Другие железосодержащие материалы (окалина, отсевы, колошниковая пыль и др.) |
т (сухой вес) |
0,0100 |
0,0366 |
По данным предприятий |
|
|
Бентонит |
т (сухой вес) |
0,0050 |
0,0183 |
По данным предприятий |
|
|
Известь |
т (сухой вес) |
0,0065 |
0,0238 |
EN 19694-2, Annex C [201] |
|
|
Известняк |
т (сухой вес) |
0,1200 |
0,4397 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Другие Флюсы (ФМ-1, МАХГ, ФМИ, ФОМИ и др.) |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Мазут |
т у. т. |
0,6200 |
2,2717 |
||
|
Другие виды топлива |
т у. т. |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Доменный газ |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Коксовый газ |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
|
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
|
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Кислород |
тыс. м 3 |
|
0,3550 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Азот |
тыс. м 3 |
|
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Аргон |
тыс. м 3 |
|
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Окатыши |
т (сухой вес) |
0,0003 |
0,0011 |
По данным предприятий |
|
|
Отсев окатышей |
т (сухой вес) |
0,0003 |
0,0011 |
По данным предприятий |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Производство чугуна в доменной печи | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Кусковая руда |
т (сухой вес) |
0,0100 |
0,0366 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Концентрат железорудный |
т (сухой вес) |
0,0005 |
0,0018 |
EN 19694-2, Annex C (fine iron ore) [201] |
|
|
Агломерат |
т (сухой вес) |
0,0003 |
0,0011 |
По данным предприятий |
|
|
Окатыши |
т (сухой вес) |
0,0003 |
0,0011 |
По данным предприятий |
|
|
Другие железосодержащие материалы (окалина, отсевы, колошниковая пыль и др.) |
т (сухой вес) |
0,0100 |
0,0366 |
По данным предприятий |
|
|
Лом |
т |
0,0025 |
0,0092 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Кокс (валовой, всех фракций) |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Антрацит |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Пылеуглеродное топливо (ПУТ) |
т |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Другие виды углей |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Доменный газ |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Коксовый газ |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Дутье |
тыс. м 3 |
- |
0,0500 |
По данным предприятий |
|
|
Кислород |
тыс. м 3 |
- |
0,3550 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Азот |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Аргон |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Чугун жидкий |
т |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Доменный газ (выработано всего) |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Доменный газ (потери) |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Газовая пыль (колошниковая, газоочисток) |
т (сухой вес) |
0,2500 |
0,9160 |
По данным предприятий |
|
|
Шлак |
т (сухой вес) |
0,0010 |
0,0037 |
По данным предприятий |
|
|
Шлам газоочисток |
т (сухой вес) |
0,2500 |
0,9160 |
По данным предприятий |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Производство железа прямого восстановления | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Кусковая руда для прямого восстановления |
т (сухой вес) |
0,0100 |
0,0366 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Окатыши для прямого восстановления |
т (сухой вес) |
0,0003 |
0,0011 |
По данным предприятий |
|
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) (за исключением вторичной) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Кислород |
тыс. м 3 |
- |
0,3550 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Азот |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Аргон |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Железо прямого восстановления |
т |
0,0170 |
0,0623 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Производство стали в конвертерах | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Чугун жидкий |
т |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Чугун твердый (чушки) |
т |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Лом |
т |
0,0025 |
0,0092 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Железо прямого восстановления |
т |
0,0170 |
0,0623 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Руда |
т (сухой вес) |
0,0100 |
0,0366 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Окалина |
т (сухой вес) |
- |
0,0000 |
По данным предприятий |
|
|
Известь |
т (сухой вес) |
0,0065 |
0,0238 |
EN 19694-2, Annex C [201] |
|
|
Известняк |
т (сухой вес) |
0,1200 |
0,4397 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Доломит |
т (сухой вес) |
0,1300 |
0,4763 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Доломитовая известь |
т (сухой вес) |
- |
0,0238 |
EN 19694-2, Annex C [201] |
|
|
Другие Флюсы (ФМ-1, МАХГ, ФМИ, ФОМИ и др.) |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Ферросилиций |
т |
0,0010 |
0,0037 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Ферросиликомарганец |
т |
0,0050 |
0,0183 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Ферромарганец |
т |
0,0500 |
0,1832 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Феррохром |
т |
0,0100 |
0,0366 |
По данным предприятий |
|
|
Другие ферросплавы (феррованадий, ферротитан и др.) |
т |
0,0120 |
0,0440 |
||
|
Уголь и другие углеродсодержащие |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Графитовые электроды |
т (сухой вес) |
0,9990 |
3,6603 |
EN 19694-2, Annex C [201] |
|
|
Доменный газ |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Коксовый газ |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Конвертерный газ |
прив. тыс. м 3 |
0,1014 |
0,3716 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Кислород |
тыс. м 3 |
|
0,3550 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Азот |
тыс. м 3 |
|
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Аргон |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [196] |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Литая сталь (слябы, слитки, блюм и др. заготовки) |
т |
0,0010 |
0,0037 |
Eurofer report template, Default units [202] |
|
|
Лом (немерные заготовки, обрезь, угар, брак) |
т |
0,0010 |
0,0037 |
Eurofer report template, Default units [202] |
|
|
Шлак конвертерный |
т (сухой вес) |
0,0010 |
0,0037 |
По данным предприятий |
|
|
Пыль и шламы газоочистки конверторной печи |
т (сухой вес) |
0,0470 |
0,1722 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Конвертерный газ (выработано всего) |
прив. тыс. м 3 |
0,1014 |
0,3716 |
Расчетное значение |
|
|
Конвертерный газ (потери) |
прив. тыс. м 3 |
0,1014 |
0,3716 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Производство стали в электродуговых печах | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Чугун жидкий |
т |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Чугун твердый (чушки) |
т |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Лом |
т |
0,0025 |
0,0092 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Железо прямого восстановления |
т |
0,0170 |
0,0623 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Руда |
т (сухой вес) |
0,0100 |
0,0366 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Известь |
т (сухой вес) |
0,0065 |
0,0238 |
EN 19694-2, Annex C [201] |
|
|
Известняк |
Т. (сухой вес) |
0,1200 |
0,4397 |
Приказ МПР N 300, Прил. 2, Табл. 14.1 [196] |
|
|
Другие Флюсы (ФМ-1, МАХГ, ФМИ, ФОМИ и др.) |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Окалина |
т (сухой вес) |
- |
0,0000 |
По данным предприятий |
|
|
Ферросилиций |
т |
0,0010 |
0,0037 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Ферросиликомарганец |
т |
0,0050 |
0,0183 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Ферромарганец |
т |
0,0500 |
0,1832 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Феррохром |
т |
0,0100 |
0,0366 |
По данным предприятий |
|
|
Другие ферросплавы (феррованадий, ферротитан и др.) |
т |
0,0120 |
0,0440 |
||
|
Уголь и другие углеродсодержащие |
т (сухой вес) |
- |
- |
Принимается фактическое значение |
|
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Электроды |
т (сухой вес) |
0,9990 |
3,6603 |
EN 19694-2 [201] |
|
|
Доменный газ |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Коксовый газ |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Кислород |
тыс. м 3 |
- |
0,3550 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Аргон |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Азот |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Литая сталь (слябы, слитки, блюм и др. заготовки) |
т |
0,0010 |
0,0037 |
Eurofer report template, Default units [202] |
|
|
Шлак ЭСП производства |
т (сухой вес) |
0,0010 |
0,0037 |
По данным предприятий |
|
|
Лом (немерные заготовки, обрезь, угар, брак) |
т |
0,0010 |
0,0037 |
Eurofer report template, Default units [202] |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Производство горячего проката | |||||
|
Входной поток: | |||||
|
Литая сталь (слябы, слитки, блюм и др. заготовки) |
т |
0,0010 |
0,0037 |
По данным предприятий |
|
|
Природный газ |
тыс. м 3 |
0,5200 |
1,9053 |
По данным предприятий |
|
|
Коксовый газ |
прив. тыс. м 3 |
0,2517 |
0,9221 |
Расчетное значение |
|
|
Доменный газ |
прив. тыс. м 3 |
0,0585 |
0,2142 |
Расчетное значение |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
|
Кислород |
тыс. м 3 |
- |
0,3550 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Азот |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Аргон |
тыс. м 3 |
- |
0,1030 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Выходной поток: | |||||
|
Лом (обрезь, угар, брак) |
т |
0,0010 |
0,0037 |
Eurofer report template, Default units [202] |
|
|
Горячекатаная сталь (в том числе бесшовные трубы, катанка, сортовой прокат) |
т |
0,0010 |
0,0037 |
Eurofer report template, Default units [202] |
|
|
Электроэнергия |
|
- |
0,5040 |
WSA, СО 2 Data Collection, App. 3 [200] |
|
|
Теплоэнергия (пар, сетевая вода) |
Гкал |
- |
0,2700 |
Расчет (КПД 85 %, топливо - природ. газ) |
|
Д.3.5 Результаты расчетов удельных выбросов парниковых газов
Результаты расчета удельных выбросов парниковых газов производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии представлены в таблице Д.5.
Проведенные в ходе проведения бенчмаркинга расчеты удельных выбросов парниковых газов признаны достоверными по результатам оценки экспертной группы. Выявленные в ходе проведения расчетов отдельные искажения исходных данных были устранены, выпадающие из ряда данных верхние и нижние значения были исключены из расчетов.
Таблица Д.5 - Результаты расчетов удельных выбросов парниковых газов производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии
|
Производственный процесс (передел) |
Удельные выбросы парниковых газов, т СО 2-экв./т продукции |
||||
|
2017 г. |
2018 г. |
2019 г. |
2020 г. |
Среднее за период 2017-2020 гг. |
|
|
Добыча и обогащение железных руд (производство железорудного концентрата) (справочно) |
0,045 |
0,046 |
0,045 |
0,045 |
0,045 |
|
0,043 |
0,046 |
0,047 |
0,047 |
0,046 |
|
|
0,048 |
0,047 |
0,048 |
0,048 |
0,048 |
|
|
0,061 |
0,059 |
0,060 |
0,062 |
0,060 |
|
|
0,072 |
0,067 |
0,068 |
0,066 |
0,068 |
|
|
0,071 |
0,072 |
0,073 |
0,070 |
0,071 |
|
|
0,079 |
0,081 |
0,080 |
0,080 |
0,080 |
|
|
- |
- |
- |
0,082 |
0,082 |
|
|
0,108 |
0,133 |
0,107 |
0,119 |
0,117 |
|
|
Производство кокса |
0,262 |
0,266 |
0,255 |
0,301 |
0,271 |
|
0,294 |
0,320 |
0,336 |
0,326 |
0,331 |
|
|
0,377 |
0,371 |
0,347 |
0,335 |
0,358 |
|
|
- |
- |
- |
0,359 |
0,359 |
|
|
0,284 |
0,362 |
0,406 |
0,465 |
0,379 |
|
|
- |
0,464 |
0,457 |
0,468 |
0,463 |
|
|
Производство агломерата |
- |
- |
- |
0,175 |
0,175 |
|
0,189 |
0,188 |
0,177 |
0,197 |
0,188 |
|
|
0,209 |
0,210 |
0,194 |
0,210 |
0,206 |
|
|
0,207 |
0,236 |
0,207 |
0,224 |
0,219 |
|
|
0,242 |
0,240 |
0,246 |
0,245 |
0,244 |
|
|
0,263 |
0,254 |
0,255 |
0,244 |
0,254 |
|
|
0,291 |
0,286 |
0,262 |
0,255 |
0,273 |
|
|
- |
- |
- |
0,298 |
0,298 |
|
|
Производство железорудных окатышей |
0,033 * |
0,029 * |
0,029 * |
0,028 * |
0,030 * |
|
0,048 |
0,046 |
0,044 |
0,043 |
0,045 |
|
|
- |
- |
- |
0,055 |
0,055 |
|
|
0,056 |
0,056 |
0,056 |
0,055 |
0,056 |
|
|
0,060 |
0,061 |
0,058 |
0,059 |
0,059 |
|
|
0,062 |
0,062 |
0,066 |
0,067 |
0,065 |
|
|
Производство чугуна |
1,247 |
1,250 |
1,238 |
1,220 |
1,239 |
|
- |
- |
- |
1,267 |
1,267 |
|
|
1,267 |
1,272 |
1,268 |
1,275 |
1,271 |
|
|
- |
- |
- |
1,315 |
1,315 |
|
|
1,360 |
1,349 |
1,331 |
1,373 |
1,353 |
|
|
1,400 |
1,399 |
1,397 |
1,399 |
1,399 |
|
|
1,622 |
1,379 |
1,356 |
1,642 |
1,500 |
|
|
Прямое восстановление железа |
0,514 |
0,557 |
0,555 |
0,551 |
0,544 |
|
0,564 |
0,559 |
0,559 |
0,562 |
0,561 |
|
|
Производство стали в конвертерах |
- |
- |
- |
0,203 |
0,203 |
|
0,211 |
0,214 |
0,214 |
0,213 |
0,213 |
|
|
0,231 |
0,221 |
0,223 |
0,226 |
0,225 |
|
|
0,226 |
0,228 |
0,231 |
0,234 |
0,230 |
|
|
0,241 |
0,243 |
0,243 |
0,245 |
0,243 |
|
|
- |
- |
- |
0,258 |
0,258 |
|
|
Производство стали в электродуговых печах |
0,320 |
0,315 |
0,300 |
0,289 |
0,306 |
|
0,303 |
0,298 |
0,312 |
0,331 |
0,311 |
|
|
0,360 |
0,348 |
0,319 |
0,309 |
0,334 |
|
|
0,369 |
0,375 |
0,367 |
0,350 |
0,365 |
|
|
0,368 |
0,352 |
0,364 |
0,381 |
0,366 |
|
|
0,383 |
0,368 |
0,363 |
0,354 |
0,367 |
|
|
0,411 |
0,392 |
0,395 |
0,388 |
0,397 |
|
|
0,409 |
0,392 |
0,432 |
0,377 |
0,403 |
|
|
0,436 |
0,392 |
0,424 |
0,422 |
0,418 |
|
|
0,389 |
0,459 |
0,449 |
0,453 |
0,437 |
|
|
0,467 |
0,488 |
0,486 |
0,445 |
0,471 |
|
|
|
|
|
0,485 |
0,485 |
|
|
0,512 |
0,516 |
0,527 |
0,538 |
0,523 |
|
|
0,465 |
0,562 |
0,554 |
0,537 |
0,530 |
|
|
Горячий прокат и обработка (справочно) |
0,078 |
0,080 |
0,086 |
0,075 |
0,080 |
|
0,082 |
0,081 |
0,083 |
0,080 |
0,082 |
|
|
- |
- |
0,081 |
0,099 |
0,090 |
|
|
0,105 |
0,103 |
0,103 |
0,105 |
0,104 |
|
|
0,110 |
0,102 |
0,103 |
0,106 |
0,105 |
|
|
0,133 |
0,125 |
0,128 |
0,125 |
0,128 |
|
|
0,127 |
0,126 |
0,128 |
0,132 |
0,128 |
|
|
0,174 |
0,172 |
0,171 |
0,168 |
0,171 |
|
|
0,175 |
0,176 |
0,172 |
0,170 |
0,173 |
|
|
- |
- |
- |
0,226 |
0,226 |
|
|
- |
- |
- |
0,264 |
0,264 |
|
|
0,276 |
0,250 |
0,268 |
0,298 |
0,273 |
|
|
0,273 |
0,288 |
0,315 |
0,322 |
0,300 |
|
|
0,296 |
0,308 |
0,293 |
0,306 |
0,301 |
|
|
0,320 |
0,331 |
0,330 |
0,364 |
0,336 |
|
|
0,343 |
0,337 |
0,337 |
0,349 |
0,342 |
|
|
0,348 |
0,368 |
0,394 |
0,375 |
0,371 |
|
|
0,381 |
0,398 |
0,397 |
0,411 |
0,397 |
|
|
0,430 |
0,430 |
0,432 |
0,435 |
0,432 |
|
|
0,717 |
0,704 |
0,720 |
0,784 |
0,731 |
|
|
* Показатель для производства окатышей с низким содержанием флюсов, при установлении уровней индикативных показателей удельных выбросов парниковых газов не учитывается. | |||||
Д.4 Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов
Д.4.1 Критерии установления индикативных показателей удельных выбросов парниковых газов
Методика разработана для целей установления индикативных показателей удельных выбросов парниковых газов отдельных производственных процессов (переделов) и позволяет провести сравнительный анализ (бенчмаркинг) производственных процессов отрасли.
На основании полученных результатов отраслевого бенчмаркинга и построенных кривых бенчмаркинга для производственных процессов (переделов) отрасли установлены индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов двух уровней:
1. Верхний уровень индикативного показателя (ИП 1) - может использоваться в рамках правового регулирования отношений в области выбросов парниковых газов и определяется по формуле (8):
,
(8)
где:
I max - максимальный удельный показатель выбросов СО 2-экв., т СО 2-экв./т продукции;
I min - минимальный удельный показатель выбросов СО 2-экв., т СО 2-экв./т продукции;
2. Нижний уровень индикативного показателя (ИП 2) - может использоваться при принятии решений о государственной поддержке и определяется по формуле (9):
,
(9)
где:
I max - максимальный удельный показатель выбросов СО 2-экв., т СО 2-экв./т продукции;
I min - минимальный удельный показатель выбросов СО 2-экв., т СО 2-экв./т продукции.
Д.4.2 Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов
Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для различных производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии приведены в таблице Д.6 и на кривых бенчмаркинга на рисунках Д.3 - Д.8.
Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для следующих производственных процессов будут установлены в соответствующих отраслевых информационно-технических справочниках по наилучшим доступным технологиям:
- добыча железной руды и производство железорудных концентратов - при проведении актуализации информационно-технического справочника по добыче и обогащение железных руд;
- горячий прокат и обработка (в т.ч. бесшовные трубы, катанка, сортовой прокат) - при проведении актуализации информационно-технического справочника по производству изделий дальнейшего передела черных металлов.
Таблица Д.6 - Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для различных производственных процессов (переделов) отрасли черной металлургии
|
Производственный процесс (передел) |
Индикативный показатель удельных выбросов парниковых газов, т СО 2-экв./т продукции |
||
|
Нижний уровень индикативного показателя (ИП 2) |
Верхний уровень индикативного показателя (ИП 1) |
||
|
Производство кокса |
0,348 |
0,434 |
|
|
Производство агломерата |
0,224 |
0,280 |
|
|
Производство железорудных окатышей |
0,053 |
0,062 |
|
|
Производство чугуна в доменных печах |
1,343 |
1,460 |
|
|
Производство железа прямого восстановления * Прямое восстановление железа относится к ключевым технологиям декарбонизации черной металлургии, верхний уровень индикативного показателя удельных выбросов парниковых газов (ИП 1) для данной технологии не устанавливается |
0,561 |
- |
|
|
Производство стали в конвертерах |
0,225 |
0,250 |
|
|
Производство стали в электродуговых печах |
0,395 |
0,496 |
|
|
Производство стали в электродуговых печах (ПВЖ в шихте > 70 %) * Производство стали в электродуговых печах с использованием ПВЖ относится к ключевым технологиям декарбонизации черной металлургии, верхний уровень индикативного показателя удельных выбросов парниковых газов (ИП 1) для данной технологии не устанавливается |
0,523 |
- |
|
|
* Кривая бенчмаркинга для данных производственных процессов не строится в связи с единичными данными предприятий. | |||
Рисунок Д.3 - Кривая бенчмаркинга и индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для производства кокса, т СО 2-экв./т продукции
Рисунок Д.4 - Кривая бенчмаркинга и индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для производства агломерата, т СО 2-экв./т продукции
Рисунок Д.5 - Кривая бенчмаркинга и индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для производства окатышей, т СО 2-экв./т продукции
Рисунок Д.6 - Кривая бенчмаркинга и индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для производства чугуна в доменных печах, т СО 2-экв./т продукции
Рисунок Д.7 - Кривая бенчмаркинга и индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для производства стали в конвертерах, т СО 2-экв./т продукции
Рисунок Д.8 - Кривая бенчмаркинга и индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов для производства стали в электродуговых печах, т СО 2-экв./т продукции
Д.5 Основные направления снижения выбросов парниковых газов в черной металлургии
Стратегия низкоуглеродного развития РФ предполагает реализацию следующих мер в промышленности (применимых для отрасли черной металлургии):
- улучшение качества железорудных материалов, физико-технических характеристик кокса, применение металлизированного сырья и горячих восстановительных газов;
- улучшение качества железорудных материалов, физико-технических характеристик кокса, применение металлизированного сырья и горячих восстановительных газов;
- повышение энергетической и ресурсной эффективности металлургической промышленности, увеличение доли производства электростали, доли производства железа прямого восстановления, замена природного газа на водород (требует исследования и создания необходимой инфраструктуры), максимизация использования оборотной воды;
- повышение эффективности использования исходного сырья и материалов; повышение энергоэффективности производства, в том числе энергоресурсов и тепла, использование вторичных ресурсов в производстве в рамках экономики замкнутого цикла; стимулирование технического прогресса в части увеличения срока эксплуатации устройств и изделий в целях снижения потребности в материальных и энергетических ресурсах для производства новых изделий, снижения объемов производственного брака;
- разработка и внедрение технологий улавливания, захоронения и дальнейшего использования углекислого газа и метана, а также создание соответствующей инфраструктуры, инжиниринга и производств необходимого оборудования, за счет чего обеспечивается снижение выбросов парниковых газов в атмосферу в объеме уловленного и использованного диоксида углерода и метана, в том числе сожженного.
Д.5.1 Удельные показатели выбросов парниковых газов для различных маршрутов по производству стали (справочная информация)
На основании полученных значений удельных выбросов парниковых газов для интегрированных предприятий определены удельные показатели для следующих маршрутов по производству стали:
1 маршрут (производство чугуна в доменных печах - производство стали в конвертерах), включающий следующие производственные процессы (переделы):
- добыча железной руды и производство железорудного концентрата;
- производство кокса;
- производство агломерата;
- производство окатышей;
- производство извести;
- производство чугуна в доменных печах;
- производство стали в конвертерах.
2 маршрут (прямое восстановление железа - производство стали в электродуговых печах), включающий следующие производственные процессы (переделы):
- добыча железной руды и производство железорудного концентрата;
- производство окатышей;
- производство извести;
- производство железа прямого восстановления;
- производство стали в электродуговых печах.
3 маршрут (лом - производство стали в электродуговых печах), включающий следующие производственные процессы (переделы):
- производство стали в электродуговых печах из лома.
4 маршрут (производство чугуна в доменных печах - производство стали в электродуговых печах), включающий следующие производственные процессы (переделы):
- добыча железной руды и производство железорудного концентрата;
- производство кокса;
- производство агломерата;
- производство окатышей;
- производство извести;
- производство чугуна в доменных печах;
- производство стали в электродуговых печах с использованием жидкого чугуна.
Количественная оценка удельных выбросов СО 2-экв. по каждому выбранному маршруту выполняется следующим образом:
- выбросы по каждому переделу приводятся к тонне сырой стали. Для этого удельные выбросы по переделам умножаются на коэффициенты использования ресурсов;
- коэффициенты использования ресурсов берутся из формы расхода ресурсов, заполняемой компаниями;
- приведенные к тонне сырой стали выбросы по переделам суммируются:
(9)
где:
- удельные выбросы CO 2 по j-му маршруту ("цепочкам") по производству стали, т СО 2-экв./т стали;
- средний удельный выброс CO 2-экв. по i-му переделу, т СО 2-экв./т продукции передела;
P i - удельный расход ресурса по i-му переделу на 1 тонну сырой произведенной стали.
Удельные показатели выбросов парниковых газов для различных маршрутов по производству стали представлены на рисунке Д.9.
Рисунок Д.9 - Удельные показатели выбросов парниковых газов для различных маршрутов по производству стали, т СО 2-экв./т стали
Приведенные значения по маршрутам производства стали являются ориентировочными и не могут использоваться для установления индикативных показателей удельных выбросов парниковых газов по отрасли, т.к. методические подходы, используемые для определения удельных выбросов парниковых газов, предназначены исключительно для сравнительного анализа эффективности различных производств.
Д.5.2 Прогнозные тенденции декарбонизации черной металлургии
Согласно оценкам IEA, ключевой вклад в снижение углеродоемкости продукции черной металлургии в мире в долгосрочной перспективе будут вносить следующие направления декарбонизации:
- внедрение решений в сфере повышения ресурсоэффективности;
- совершенствование существующих технологических процессов;
- электрификация отрасли;
- расширение применения водорода в технологических процессах черной металлургии;
- применение биотоплив и иных низкоуглеродных видов топлива для получения электрической и тепловой энергии;
- внедрение технологий улавливания и хранения углерода.
Анализ наиболее амбициозного сценария декарбонизации черной металлургии (сценарий углеродной нейтральности IEA) предполагает снижение углеродоемкости производства стали в мире с 1,4 т СО 2-экв./т. в 2020 г. до 0,9 т СО 2-экв./т. уже к 2030 г., или на 35,7 % (рисунок Д.10).
Источник: IEA [205]
Рисунок Д.10 - Текущая и прогнозируемая углеродоемкость производства стали согласно сценарию углеродной нейтральности IEA
Согласно сценарию углеродной нейтральности IEA, ключевой вклад в снижение углеродоемкости производства стали в горизонте до 2050 г. будет вносить повышение ресурсоэффективности (в первую очередь - увеличение доли металлолома в качестве сырья): на указанный фактор будет приходиться до 40 % совокупного снижения эмиссии парниковых газов предприятиями отрасли на период до 2050 г. (рисунок Д.11).
Совершенствование технологических процессов и внедрение технологий по улавливанию и хранению углерода обеспечат соответственно 21 % и 16 % сокращение эмиссии предприятиями черной металлургии на период до 2050 г. Иные направления декарбонизации обеспечат порядка 23 % совокупного сокращения эмиссии парниковых газов.
Источник: IEA [205]
Рисунок Д.11 - Прогноз снижения эмиссии парниковых газов в черной металлургии в разрезе направлений декарбонизации согласно сценарию углеродной нейтральности IEA
Д.5.3 Ключевые технологии декарбонизации черной металлургии
К основным технологиям, обеспечивающим декарбонизацию предприятий черной металлургии, активно прорабатываемым в настоящее время, следует отнести:
- модернизацию действующих производств с внедрением наилучших доступных технологий;
- внедрение технологии рециркуляции колошниковых газов и вдувание водорода;
- расширение использования электродугового способа производства стали;
- интеграция процессов прямого восстановления железа в действующие технологические цепочки;
- интеграцию в существующее производство схемы прямого восстановления железа с кислородным конвертором через плавильных агрегат;
- внедрение технологий улавливания и хранения углерода;
- использование "голубого" либо "зеленого" 6 водорода;
- использование электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками.
Указанные технологические решения находятся на различных этапах вывода на рынок.
Уровень готовности технологии к выводу на рынок целесообразно оценивать в соответствии с критерием TRL (Technology Readiness Level), разработанным IEA [192], [205].
В соответствии с указанной методологией, наибольшим уровнем готовности к внедрению на предприятиях черной металлургии характеризуются технологии, характеризующиеся значением параметра TRL на диапазоне 9-11.
Технологии со значением параметра TRL в диапазоне 5-8 характеризуются наличием на рынке действующих прототипов, а также демонстрационных объектов и могут рассматриваться как важные решения по декарбонизации черной металлургии в среднесрочной перспективе.
Технологии со значением параметра TRL 1-3 находятся на этапе концептуальных проработок, потенциал их внедрения следует оценивать в долгосрочной перспективе.
В таблице Д.7 приведен анализ основных направлений декарбонизации предприятий черной металлургии и готовность технологий декарбонизации к внедрению на рынке.
Таблица Д.7 - Основные направления декарбонизации предприятий черной металлургии и готовность технологий декарбонизации к внедрению на рынке
|
Шифр технологии |
Краткая характеристика технологии |
Уровень готовности технологии (Technology Readiness Level - TRL) |
|
BAT BF-BOF |
Модернизация производства домна-конвертор с учетом НДТ |
8-10 |
|
BAT BF-BOF TGR |
Внедрение рециркуляции колошниковых газов и вдувание водорода для снижения выбросов CO 2 в доменно-конверторном процессе производства стали |
5-7 |
|
BF-EAF/BF-OHF |
Производство с использованием домны и электродуговой печи/мартеновской печи |
8-10 |
|
DRI-EAF (NG) |
Интеграция процесса прямого восстановления железа на основе природного газа в электродуговой способ производства стали |
8-10 |
|
DRI-Melt-BOF |
Интеграция в существующее производство схемы прямого восстановления железа с кислородным конвертором через плавильных агрегат |
5-7 |
|
BAT BF-BOF CCS |
Использование технологии улавливания и хранения углерода для доменно-конверторного способа производства с эффективностью 50 %-75 % |
7-8 |
|
BAT BF-BOF TGR CCS |
Использование технологии улавливания и хранения углерода в технологической схеме рециркуляции колошниковых газов и вдувания водорода в доменно-конверторном процессе производства стали |
5-6 |
|
DRI-EAF CCS |
Использование технологии улавливания и хранения углерода в технологической схеме прямого восстановления железа на основе природного газа |
9 |
|
DRI-Melt-BOF CCS |
Использование технологии улавливания и хранения углерода в технологической схеме, предусматривающей интеграцию в существующее производство прямого восстановления железа с кислородным конвертором через плавильных агрегат |
5-7 |
|
DRI-EAF (100 % H2 blue/green) |
Использование "голубого"/"зеленого" водорода в процессе прямого восстановления железа |
5-7 |
|
DRI-Melt-BOF (H2 blue/green) |
Использование "голубого"/"зеленого" водорода в процессе, предусматривающем интеграцию в существующее производство схемы прямого восстановления железа с кислородным конвертором через плавильных агрегат |
5-7 |
|
Scrap-EAF |
Переработка лома в дуговой сталеплавильной печи |
8-10 |
|
Низкоуглеродная электроэнергия |
Использование электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников (гидроэнергетика, ветроэнергетика, фотовольтаика, биоэнергетика) |
8-10 |
Д.5.4 Общая характеристика технологий улавливания и хранения углерода
Улавливание и хранение углерода (CCS) относится к набору технологий, которые могут играть важную и разнообразную роль в достижении глобальных целей в области энергетики и климата.
Технология CCS включает в себя улавливание CO 2 из крупных точечных источников, включая производство электроэнергии или промышленные объекты, которые используют либо ископаемое топливо, либо биомассу в качестве топлива. CO 2 также можно улавливать непосредственно из атмосферы. Если улавливаемый CO 2 не используется на месте, его компримируют и транспортируют по трубопроводу, морскому, железнодорожному или автомобильному транспорту для использования в различных целях или закачивают в глубокие геологические формации (включая истощенные нефтегазовые пласты или соляные пласты), которые улавливать CO 2 для постоянного хранения.
CO 2 можно использовать в качестве сырья для производства ряда продуктов и услуг.
Потенциальные области применения CO 2 включают прямое использование, при котором CO 2 не подвергается химическому изменению (неконверсия), и преобразование CO 2 в полезный продукт с помощью химических и биологических процессов (конверсия).
Ключевые разрабатываемые и применяемые технологии улавливания углерода приведены в таблице Д.8.
Таблица Д.8 - Ключевые разрабатываемые и применяемые технологии улавливания углерода
|
Технология улавливания углерода |
Обзор технологии |
Статус технологии |
|
Химическая абсорбция |
Представляет собой технологическую операцию, основанную на реакции между CO 2 и химическим растворителем (например, соединениями этаноламина). Химическая абсорбция с использованием растворителей на основе аминов является наиболее передовым методом улавливания CO 2. |
Технология широко используется на протяжении десятилетий и в настоящее время применяется в ряде малых и крупных проектов по всему миру в области энергетике и промышленности электроэнергии. Технология применяется в черной металлургии. |
|
Физическая сепарация |
Метод основа на использовании адсорбции, абсорбции, криогенного разделения или дегидратации и сжатия. Для физической адсорбции используется твердая поверхность (например, активированный уголь, оксид алюминия, оксиды металлов или цеолиты), а для физической абсорбции используется жидкий растворитель (например, Selexol или Rectisol). После улавливания с помощью адсорбента CO 2 высвобождается при повышении температуры (адсорбция при переменном изменении температуры) или давления (адсорбция при переменном давлении или адсорбция при переменном вакууме). |
В настоящее время технология используется в основном для переработки природного газа и производства этанола, метанола и водорода. В черной металлургии технология не применяется. |
|
Кислородно-топливная сепарация |
Технология основана на сжигании топлива с использованием почти чистого кислорода и последующем улавливанием выделяемого CO 2. Поскольку дымовой газ состоит почти исключительно из CO 2 и водяного пара, последний можно легко удалить с помощью дегидратации, чтобы получить CO 2 высокой чистоты. |
В настоящее время технология находится на стадии крупного прототипа/предварительной демонстрации. В черной металлургии технология в настоящее время не применяется. |
|
Мембранная сепарация |
Технология основана на применении полимерных или неорганических устройств (мембран) с высокой селективностью по СО 2, которые пропускают СО 2, но действуют как барьеры, удерживающие другие газы в газовом потоке. |
Уровень готовности технологии варьируется в зависимости от топлива и области применения. В сфере переработке природного газа технология находится в основном на демонстрационной стадии. Мембраны для удаления CO 2 из синтез-газа и биогаза уже коммерчески доступны, а мембраны для очистки дымовых газов в настоящее время находятся в стадии разработки. В черной металлургии технология в настоящее время не применяется. |
|
Регенеративный цикл кальция |
Технология включает в себя улавливание CO 2 при высокой температуре с использованием двух основных реакторов. В первом реакторе известь (CaO) используется в качестве сорбента для улавливания CO 2 из газового потока с образованием карбоната кальция (CaCO 3). CaCO 3 впоследствии транспортируется во второй реактор, где он регенерируется, в результате чего получается известь и чистый поток CO 2. Затем известь возвращается в первый реактор. |
В настоящее время технология находится на стадии пилотного (предкоммерческого) использования. В черной металлургии технология в настоящее время не применяется. |
|
Химическое циклическое сжигание |
Технологическая схема представляет собой двухреакторную технологию (аналогично технологии регенеративного цикла кальция). В первом реакторе мелкие частицы металла (например, железа или марганца) используются для связывания кислорода воздуха с образованием оксида металла, который затем транспортируется во второй реактор, где вступает в реакцию с топливом, производя энергию и концентрированный поток CO 2, регенерирующий восстановленную форму металла. Затем металл возвращается в первый реактор. |
Технология была протестирована в ходе реализации около 35 пилотных проектов по сжиганию угля, газа, нефти и биомассы. В черной металлургии технология в настоящее время не применяется. |
|
Энергетические циклы на суперкритических параметрах CO 2 |
Технология основана на применении энергетических циклах со сверхкритическими параметрами CO 2 в качестве рабочего тела (то есть параметры CO 2 выше критической температуры и давления). Турбины со сверхкритическими параметрами CO 2 обычно используют почти чистый кислород для сжигания топлива, чтобы получить дымовой газ, состоящий только из CO 2 и водяного пара. |
В настоящее время в эксплуатации находятся два прототипа/демонстрационных проекта: NET Power's Allam cycle и the Trigen Clean Energy Systems (CES) cycle. В черной металлургии технология в настоящее время не применяется. |
Источник: IEA [192]
Хранение CO 2 предполагает закачку уловленного вещества в глубокий подземный геологический резервуар из пористой породы, покрытый непроницаемым слоем горных пород, который герметизирует резервуар и предотвращает восходящую миграцию или "утечку" CO 2 в атмосферу.
Существует несколько типов резервуаров, подходящих для хранения CO 2, при этом наибольшую емкость имеют глубокие солевые формации и истощенные нефтегазовые резервуары.
Глубинные солончаки представляют собой слои пористых и проницаемых пород, насыщенных соленой водой (рассолом), которые широко распространены как в наземных, так и в морских осадочных бассейнах.
Истощенные нефтяные и газовые резервуары представляют собой пористые горные породы, в которых сырая нефть или газ находились в ловушке в течение миллионов лет, прежде чем они были извлечены, и которые могут аналогичным образом улавливать закачиваемый CO 2.
Когда CO 2 закачивается в пласт, он проходит через него, заполняя поровое пространство. Газ обычно сначала сжимают, чтобы увеличить его плотность, а резервуар, как правило, должен находиться на глубине более 800 метров, чтобы удерживать CO 2 в плотном жидкообразном состоянии. CO 2 постоянно удерживается в резервуаре с помощью нескольких механизмов:
- структурное улавливание;
- улавливание растворимости (CO 2 растворяется в рассоле);
- остаточное улавливание (CO 2 остается в порах между породами);
- улавливание минералов (CO 2 реагирует с породой-коллектором с образованием карбонатных минералов (минерализация).
Природа и тип механизмов улавливания для надежного и эффективного хранения CO 2, которые варьируются в пределах и на протяжении всего срока службы площадки в зависимости от геологических условий, хорошо изучены благодаря многолетнему опыту закачки CO 2 для повышения нефтеотдачи и специализированного хранения.
Хранение CO 2 в базальтах (магматических породах) с высокой концентрацией реакционноспособных химических веществ также возможно, но находится на ранней стадии разработки. Вводимый CO 2 вступает в реакцию с химическими компонентами с образованием устойчивых минералов, удерживающих CO 2.