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) [71], подготовленной в рамках указа Президента РФ [72].

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 (далее - ПГ), выраженных в млн тонн эквивалента углекислого газа.

Показатели массы выбросов и поглощений ПГ в сценариях Стратегии низкоуглеродного развития РФ приведены в таблице Д.1.

Таблица Д.1 - Показатели массы выбросов и поглощений ПГ (млн тонн экв. углекислого газа)

Наименование показателей	Факт - 2019 год	План - 2030 год	План - 2050 год
Инерционный сценарий
Выбросы ПГ	2119	2253	2521
Поглощения	- 535	- 535	- 535
Нетто-выбросы	1584	1718	1986
Целевой (интенсивный) сценарий
Выбросы ПГ	2119	2212	1830
Поглощения	- 535	- 539	- 1200
Нетто-выбросы	1584	1673	630

В целях реализации Стратегии низкоуглеродного развития РФ [71] и поручений Правительства Российской Федерации [73] необходимо установить показатели удельных выбросов ПГ (далее - УВ), 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 алюминия

Глобальное производство первичного алюминия является очень энергоемким сегментом отрасли цветной металлургии, в котором по состоянию на 2020 г. до 59 % совокупного потребления топливно-энергетических ресурсов обеспечивается за счет сжигания угля. Доля прочих потребляемых энергоресурсов составляет 41 %, в том числе: 26 % приходится на гидроэнергетику, 11 % на природный газ, 3 % на прочие возобновляемые источники энергии, 1 % на ядерную энергетику ¹⁶.

Основная часть потребляемых топливно-энергоресурсов используется в отрасли первичного производства алюминия в целях получения электрической энергии для обеспечения электролитических процессов производства.

Малая часть ориентирована на вспомогательные процессы - производство анодов и используется в печах прокалки кокса и обжига анодов.

По данным the International Aluminium Institute (далее - IAI), мировая алюминиевая промышленность в 2005-2021 гг. характеризовалась тенденцией устойчивого снижения энергоемкости выпуска продукции. Если в 2005 г. среднемировой удельный показатель энергоемкости производства алюминия составлял 15080 кВт*ч/т, то к 2010 г. указанный показатель снизился до 14777 кВт*ч/т, а по итогам 2021 г. составил 14114 кВт*ч/т ¹⁷, что на 6,4 % ниже уровня 2005 г.

Рисунок Д.1 - Средняя энергоемкость производства алюминия в мире в 2005-2021 гг., кВт*ч/т

Наибольшее годовое снижение показателя среднемировой энергоемкости производства алюминия было достигнуто по итогам 2007, 2009, 2014, 2017 и 2021 годов и составляло 129-269 кВт*ч/т. При этом по итогам 2006, 2016, 2018 и 2019 годов в мире был зафиксирован рост показателя средней энергоемкости производства алюминия на уровне 34-126 кВт*ч/т.

Рисунок Д.2 - Динамика изменения энергоемкости производства алюминия в мире в 2006-2021 гг. по отношению к предыдущему году, кВт*ч/т

Мировая алюминиевая промышленность характеризуется существенными региональными различиями в энергоэффективности действующих производств. Наименьшее среднее удельное потребление электроэнергии на производство алюминия по итогам 2021 г. было характерно для производителей Северной Америке и составляло 13089 кВт*ч/т продукции. В то же время для производителей из Океании данный показатель составлял 16513 кВт*ч/т при среднемировом значении 14114 кВт*ч/т алюминия.

Таким образом, региональное значение энергоемкости производства алюминия в мире по итогам 2021 г. варьировалось в диапазоне от 92,7 % от среднемирового значения (Северная Америка) до 116,8-117,0 % (соответственно для производителей из Южной Америки и Океании).

Рисунок Д.3 - Сравнительный анализ энергоемкости производства алюминия в разрезе регионов мира в 2021 г. (среднемировое значение = 100 %)

Основной вклад в энергоемкость производства алюминия в мире вносят технологические процессы. В 2005-2021 гг. доля потребления энергоресурсов на технологические нужды в совокупных энергозатратах алюминиевых производств варьировалась в пределах 93,3-94,3 %. На прочие процессы в среднем по отрасли приходится 5,7-6,7 % совокупных энергозатрат алюминиевых производств.

Рисунок Д.4 - Структура энергоемкости производства алюминия в мире в 2005-2021 гг. в разрезе типов процессов, % от совокупного потребления энергии

Основным источником энергии, потребляемой в электролитических процессах производства первичного алюминия в России, является электрическая энергия, полученная из гидроэнергетики. Это обусловлено расположением электролизных производств вблизи крупных гидроэлектростанций. Около 85 % производимого в РФ алюминия базируется на электроэнергии крупных ГЭС [74].

Крупнейший в мире Братский алюминиевый завод расположился у Братской ГЭС. Энергообеспечение алюминиевых заводов в Саяногорске, Волгограде, Шелехове, Новокузнецке осуществляют соответственно Саяно-Шушенская ГЭС, Волжская ГЭС, Усть-Илимская ГЭС, Братская ГЭС. Красноярский алюминиевый завод является основным потребителем электроэнергии, производимой соседней Красноярской ГЭС.

Удельные расходы электрической энергии на 1 т производимого алюминия на российских заводах составляют от 13,2 до 16,1 тыс. кВт*ч (Приложение Б "Энергоэффективность", таблица Б.3.2). Разница в электропотреблении на различных заводах определяется особенностями используемой технологии (технология Содерберга или технология обожженных анодов), конструкцией используемых электролизеров (с верхним или боковым токоподводом) и другими факторами.

Необходимо отметить устойчивое снижение электропотребления в связи с переходом заводов на технологии производства алюминия с использованием предварительно обожженных анодов.

Д.1.2 Углеродоемкость производства алюминия

Следствием высокой энергоемкости производства первичного алюминия в мире является значительный вклад отрасли в эмиссию ПГ промышленными источниками.

Совокупная эмиссия ПГ мировой алюминиевой промышленностью в период с 2005 по 2018 гг. выросла с 569 млн т CO _2-экв. до 1095 млн т CO _2-экв., или на 92,4 %.

Рисунок Д.5 - Динамика выбросов ПГ от производства алюминия в мире в 2005-2018 гг., млн т СО _2-экв. ¹⁸

Мировая алюминиевая промышленность начиная с 2006 г. демонстрировала устойчивый рост объемов эмиссии ПГ. Ежегодный прирост эмиссии составлял от 3 млн т CO _2-экв. до 88 млн т CO _2-экв., отрицательная динамика выбросов была зафиксирована лишь по итогам 2009 года и составила 54 млн т CO _2-экв..

Рисунок Д.6 - Динамика изменения выбросов ПГ от производства алюминия в мире в 2006-2018 гг. по отношению к предыдущему году, млн т СО _2-экв.

Общий углеродный след производства первичного алюминия в мире в 2018 г. оценивался приблизительно в 16,1 т CO _2-экв./т первичного алюминия, в том числе косвенные выбросы ПГ составляли в 10,7 т CO _2-экв./т первичного алюминия ¹⁹.

По итогам 2018 г. совокупная эмиссия ПГ (прямые и косвенные выбросы) при производстве тепловой энергии, потребляемой алюминиевыми производствами в мире, оценивается в 183 млн т CO _2-экв..

Прямой углеродный след технологических процессов алюминиевой промышленности оценивается в 134 млн т CO _2-экв. и включает в себя прямые выбросы диоксида углерода и перфторуглеродов.

Косвенный углеродный след характеризуют производство вспомогательных материалов (41 млн т CO _2-экв.), транспортировки сырья и продукции (34 млн т CO _2-экв.) и потребление сторонней электроэнергии (703 млн т CO _2-экв.).

Рисунок Д.7 - Эмиссия ПГ от производства алюминия в мире в 2018 г. в разрезе источников эмиссии, млн т СО _2-экв.

Таким образом, доминирующую роль в структуре углеродного следа предприятий алюминиевой промышленности в мире по итогам 2018 г. играли косвенные выбросы ПГ от потребляемой электроэнергии, доля которой в совокупной эмиссии оценивается в 64 %.

Рисунок Д.8 - Структура выбросов ПГ от производства алюминия в мире в 2018 г. в разрезе источников эмиссии, %

Высокий объем эмиссии ПГ предприятиями алюминиевой промышленности обусловлен в первую очередь высокой энергоемкостью процесса электролиза: суммарное количество прямых выбросов ПГ предприятиями производства первичного алюминия по итогам 2018 г. только в процессе электролиза составил 823 млн т CO _2-экв..

К углеродоемким технологическим переделам алюминиевой промышленности также относится плавка (эмиссия ПГ составила 171 млн т CO _2-экв. по итогам 2018 года).

Рисунок Д.10 - Выбросы ПГ от производства алюминия в мире в 2021 г. в разрезе технологических переделов, млн т СО _2-экв.

Таким образом, в структуре эмиссии ПГ предприятиями алюминиевой промышленности на технологический процесс электролиза приходится порядка 75,2 % выбросов, плавку - 15,6 %, прочие процессы - 9,2 %.

Рисунок Д.11 - Структура выбросов ПГ от производства алюминия в мире в 2021 г. в разрезе технологических переделов %

Суммарный выброс ПГ 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. составил 2119,4 млн т СО _2-экв. (без учета сектора землепользования, изменения землепользования и лесного хозяйства), из них на долю отрасли цветной металлургии приходится 9 млн т СО _2-экв. (или 0,4 % от общего выброса), в том числе 8,7 млн т СО _2-экв. на сектор производства первичного алюминия [75].

Вклад различных секторов промышленности в суммарный объем выбросов ПГ представлен на рисунке Д.12.

Рисунок Д.12 - Выбросы парниковых газов в Российской Федерации по секторам (% от общего выброса)

Согласно данным основного российского производителя первичного алюминия углеродный след продукции ALLOW составляет не более 4 тонн СО2 в эквиваленте на тонну алюминия в 1 и 2 группе выбросов (прямые и косвенные энергетические выбросы ПГ), что в 3 раза меньше глобальных показателей в мировой отрасли и в 4-5 раз ниже, чем углеродный след алюминия, произведенного на заводах, использующих энергию от угольных электростанций ²⁰.

Снижение удельного показателя выбросов ПГ при производстве ALLOW (около 80 % производства первичного алюминия) достигается за счет использования электроэнергии из возобновляемых источников: ее поставщиками выступают гидроэлектростанции Сибири. К 2025 году этот показатель производства планируется довести до 95 %.

Д.2 Этапы проведения бенчмаркинга

Национальный бенчмаркинг для отрасли цветной металлургии (производство первичного алюминия) выполнен с учетом требований ГОСТ Р 113.00.11-2022 "Наилучшие доступные технологии. Порядок проведения бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов в отраслях промышленности" [76].

Основные этапы проведения бенчмаркинга:

- формирование экспертной группы;

- определение границ процессов для количественного определения выбросов ПГ и выбор методик(и) расчета выбросов ПГ;

- разработку анкеты для сбора данных, необходимых для расчета выбросов ПГ;

- сбор и обработку данных, необходимых для расчета удельных выбросов ПГ;

- расчет удельных выбросов ПГ;

- верификацию результатов расчетов удельных выбросов ПГ;

- построение кривой бенчмаркинга удельных выбросов ПГ.

Бенчмаркинг УВ ПГ выполнен на основании данных 8 предприятий, являющихся основными производителями первичного алюминия в Российской Федерации, предоставленных в ходе анкетирования с использованием унифицированного шаблона отраслевой анкеты для сбора данных. Данные предоставлены за период 2018-2021 гг.

Результаты бенчмаркинга УВ ПГ являются основой для установления индикативных показателей удельных выбросов парниковых газов.

Д.3 Методология проведения бенчмаркинга УВ ПГ

Д.3.1 Определение границ производственных процессов для количественного определения выбросов ПГ и выбор методик(и) расчета выбросов ПГ

Количественная оценка выбросов ПГ проводится для следующих производственных процессов производства первичного алюминия:

- электролитическое получение алюминия на электролизерах Содерберга с боковым токоподводом;

- электролитическое получение алюминия на электролизерах Содерберга с верхним токоподводом

- электролитическое получение алюминия на электролизерах ЭкоСодерберга с верхним токоподводом;

- электролитическое получение алюминия на электролизерах с обожженными анодами (далее - ОА) (используемая сила тока < 300 kA);

- электролитическое получение алюминия на электролизерах с обожженными анодами (используемая сила тока > 300 kA).

Границы расчета выбросов ПГ производства первичного алюминия включают количественную оценку прямых выбросов:

- перфторуглеродов (CF ₄, C ₂F ₆) в результате "анодных эффектов" - отклонение технологических параметров в электролизерах;

- диоксида углерода (CO ₂) при использовании анодной массы и предварительно обожженных анодов в результате окисления углерода анодной массы и анодов в электролизерах

В границы расчета не включаются выбросы СО ₂, CH ₄ и N ₂O от сжигания топлива для прокалки кокса, обжига анодов и вспомогательных процессов.

Для расчета величины прямых абсолютных выбросов ПГ производства первичного алюминия принят единый методологический подход, разработанный в рамках работы экспертной группы, на основании утвержденных национальных нормативно-методических документов [77], [78].

Выбросы определяются за один полный календарный год.

Д.3.2 Исходные данные для расчета выбросов ПГ

Исходными сведениями для расчета прямых абсолютных выбросов ПГ были приняты данные 8 заводов, являющихся крупнейшими производителями первичного алюминия в Российской Федерации, предоставленных в ходе анкетирования с использованием унифицированного шаблона отраслевой анкеты для сбора данных. Данные предоставлены за период 2018-2021 гг.

Д.3.3 Расчет прямых абсолютных выбросов ПГ

Д.3.3.1 Расчет прямых абсолютных выбросов перфторуглеродов (CF ₄) для каждого производственного процесса электролитического получения алюминия проводится по формуле (1):

,

(1)

где:

E ^ЭЛ _{ПФУ (CF4)} - массовый выброс СF ₄ от производственного процесса электролитического получения алюминия, т CF ₄;

Е ^ЭЛ _CF4 - удельный выброс CF ₄ от производственного процесса электролитического получения алюминия, т CF ₄/т

M _Al - выпуск алюминия (электролитического), т/год.

При этом расчет удельного выброса перфторуглеродов (CF ₄) от производственного процесса электролитического получения алюминия проводится по формуле (2):

,

(2)

где:

Е ^ЭЛ _CF4 - удельный выброс CF ₄ от производства алюминия, т CF ₄/т Ал.;

S _CF4 - угловой коэффициент для CF ₄, (кг CF ₄/т Ал.)/(минуты анодного эффекта/ванно-сутки);

AEM - минуты анодного эффекта на ванно-сутки, (минуты анодного эффекта/ванно-сутки).

При этом:

,

(3)

где:

AEF - средняя частота анодных эффектов за период, шт./ванно-сутки;

AED - средняя продолжительность анодных эффектов за период, минут/шт.

ГАРАНТ:

Нумерация подпунктов приводится в соответствии с источником

Д.3.3.1 Расчет прямых абсолютных выбросов перфторуглеродов (C ₂F ₆) для каждого производственного процесса электролитического получения алюминия проводится по формуле (4):

,

(4)

где:

E ^ЭЛ _{ПФУ (C2F6)} - массовый выброс C ₂F ₆ от производственного процесса электролитического получения алюминия, т C ₂F ₆;

Е ^ЭЛ _C2F6 - удельный выброс C ₂F ₆ от производственного процесса электролитического получения алюминия, т C ₂F ₆/т;

M _Al - выпуск алюминия (электролитического), т/год.

При этом расчет удельного выброса перфторуглеродов (C ₂F ₆) от производственного процесса электролитического получения алюминия проводится по формуле (5):

,

(5)

где:

Е ^ЭЛ _C2F6 - удельный выброс C ₂F ₆ от производства алюминия, т C ₂F ₆/т Ал.;

F _C2F6/CF4 - весовая доля C ₂F ₆/CF ₄, кг C ₂F ₆/кг CF ₄.

Расчет выбросов перфторуглеродов выполняется по отдельным корпусам электролиза с учетом применяемой технологии получения первичного алюминия.

Производство электролитического алюминия (M _Al), включающего наработку первичного алюминия в электролизерах за отчетный период, определяется организациями по корпусам электролиза в соответствии с утвержденными на предприятиях технологическими регламентами.

Угловой коэффициент выбросов CF ₄ (S _CF4) зависит от используемой технологии получения первичного алюминия и технологических параметров производства. Следует использовать значения угловых коэффициентов, приведенные в таблице Д.2 настоящего приложения. Организации могут самостоятельно определять значения углового коэффициента (S _CF4) на основе выполненных инструментальных измерений. Значения угловых коэффициентов устанавливаются для отдельного предприятия и конкретной технологии производства первичного алюминия с актуализацией не менее 1 раза в пять лет или при существенных изменениях в технологии производства.

Значение весового отношения C ₂F ₆ к CF ₄ (F _C2F6/CF4) принимается в соответствии с данными для различных технологий производства первичного алюминия, приведенными в таблице Д.2. Организации могут самостоятельно определять значения весового отношения C ₂F ₆ к CF ₄ (F _C2F6/CF4) на основе выполненных инструментальных измерений. Значение весового отношения C ₂F ₆ к CF ₄ устанавливается для отдельного предприятия и конкретной технологии производства первичного алюминия с актуализацией не менее 1 раза в пять лет или при существенных изменениях в технологии производства.

Средняя частота анодных эффектов (AEF) и средняя продолжительность анодных эффектов (AED) принимается по фактическим данным регистрации технологических параметров электролизных корпусов.

Таблица Д.2 - Угловые коэффициенты, весовое отношение C ₂F ₆/CF ₄ и содержание окисляемого углерода в анодной массе (предварительно обожженных анодах) для расчета выбросов ПГ от производства алюминия по различным технологиям

Технология	Угловой коэффициент для CF 4 (S CF4), (кг CF 4/т алюминия)/(минуты анодного эффекта/ванно-сутки)	Весовое отношение C 2F 6/CF 4 (F C2F6/CF4), кг C 2F 6/кг CF 4
Электролизеры с предварительно обожженными анодами (CWPB)	0,143	0,121
Электролизеры Содерберга с верхним токоподводом (VSS)	0,092	0,053
Электролизеры Содерберга с боковым токоподводом (HSS)	0,099	0,085

Д.3.3.3 Расчет прямых абсолютных выбросов диоксида углерода (СО ₂) для производственных процессов электролитического получения алюминия проводится по формулам (5-6):

ГАРАНТ:

Нумерация формул приводится в соответствии с источником

,

(5)

,

(6)

где:

E ^{эл содб} _СО2 - массовый выброс СО ₂ от электролитического получения алюминия на электролизерах Содерберга, т СО ₂;

E ^{эл оа} _СО2 - массовый выброс СО ₂ от электролитического получения алюминия на электролизерах с обожженными анодами, т СО ₂;

E ^содб _СО2 - удельный выброс СО ₂ от электролитического получения алюминия на электролизерах Содерберга, т СО ₂/т;

Е ^оа _CO2 - удельный выброс СО ₂ от электролитического получения алюминия на электролизерах с обожженными анодами, т СО ₂/т;

M _Al - выпуск алюминия (электролитического), т/год.

1) на электролизерах Содерберга с боковым токоподводом и верхним токоподводом, на электролизерах ЭкоСодерберга с верхним токоподводом (формула 5)

При этом расчет удельного выброса диоксида углерода (CО ₂) от производственного процесса электролитического получения алюминия проводится по формуле (7):

,

(7)

где:

E ^содб _СО2 - удельный выброс СО ₂ от электролизных корпусов, т СО ₂/т Ал.;

P _ам - расход анодной массы, т/т Ал.;

М ^н _ам - потери анодной массы с водородом, т/т Ал.;

М ^sz _ам - потери анодной массы с серой и золой, т/т Ал.;

М ^с _см - потери углерода со смолистыми веществами, т/т Ал.;

М ^с _пыль - потери углерода с пылью, т/т Ал.;

М ^с _пена - потери углерода с угольной пеной, т/т Ал.;

E ^МО _СО2 - удельный выброс СО ₂ при мокрой очистке отходящих газов содовым раствором, т СО ₂/т Ал.;

44/12 - стехиометрический коэффициент пересчета углерода в CO ₂.

При этом расчет потерь анодной массы в связи с содержанием в ней водорода осуществляется по формуле (8):

,

(8)

где:

М ^н _ам - потери анодной массы с водородом, т/т Ал.;

H _п - содержание водорода в анодной массе, %.

При этом расчет потерь анодной массы в связи с содержанием в ней серы и золы осуществляется по формуле (9):

,

(9)

где:

М ^sz _ам - потери анодной массы с серой и золой, т/т Ал.;

S _ам - содержание серы в анодной массе, %;

Z _ам - содержание золы в анодной массе, %.

При этом расчет потерь углерода со смолистыми веществами осуществляется по формулам (10-13):

- при наличии мокрой ступени газоочистки:

,

(10)

где:

М ^с _см - потерь углерода со смолистыми веществами, т/т Ал.;

E ^ф _см - выброс смолистых веществ через фонарь, кг/т Ал.;

W ^с _см - содержание углерода в смолистых веществах, %;

P ^г _см - удельное поступление смолистых веществ в ГОУ, кг/т Ал.;

- при наличии сухой газоочистки:

,

(11)

где:

М ^с _см - потерь углерода со смолистыми веществами, т/т Ал.;

P ^ф _см - выброс смолистых веществ через фонарь, кг/т Ал.;

W ^с _см - содержание углерода в смолистых веществах, %.

При этом:

,

(12)

где:

P ^ф _см - выброс смолистых веществ через фонарь, кг/т Ал.;

- эффективность укрытия электролизера, доли ед.;

P ^г _см - удельное поступление смолистых веществ в ГОУ, кг/т Ал.;

P ^пш _см - количество смолистых веществ, выделяющихся в атмосферу при перестановке штырей для электролизеров с верхним токоподводом, кг/т Ал.

При этом:

,

(13)

где:

P ^пш _см - количество смолистых веществ, выделяющихся в атмосферу при перестановке штырей для электролизеров с верхним токоподводом, кг/т Ал.;

d _л - диаметр лунки (принят равным среднему диаметру участка штыря, запеченного в теле анода), дм;

h - средняя по электролизеру высота лунки (высота штыря в запечной части анода), дм;

q - степень заполнения лунки, доли ед.;

c - содержание пека в анодной массе, загружаемой перед перестановкой штырей, доли ед.;

p _жам - плотность жидкой анодной массы, кг/дм ³;

k - выход кокса при быстром коксовании пека, доли ед.;

n _ш - количество переставляемых штырей в расчете на 1 т Ал.

При этом расчет потерь углерода с пылью осуществляется по формулам (14-16):

- при наличии мокрой ступени газоочистки:

,

(14)

где:

М ^с _пыль - потери углерода с пылью, т/т Ал.;

Е ^ф _пыль - удельный выброс пыли через фонарь, кг/т Ал.;

Р ^г _пыль - удельное поступление пыли в ГОУ, кг/т Ал.;

W ^с _пыль - содержание углерода в пыли, %.

- при наличии сухой газоочистки:

,

(15)

где:

М ^с _пыль - потери углерода с пылью, т/т Ал.;

Р ^ф _пыль - удельный выброс пыли через фонарь, кг/т Ал.;

W ^с _пыль - содержание углерода в пыли, %.

При этом:

,

(16)

где:

Р ^ф _пыль - удельный выброс пыли через фонарь, кг/т Ал.;

- эффективность укрытия электролизера, доли ед.;

Р ^г _пыль - удельное поступление пыли в ГОУ, кг/т Ал.

При этом расчет потерь углерода с угольной пеной осуществляется по формуле (17):

,

(17)

где:

М ^с _пена - потери углерода с угольной пеной, т/т Ал.;

Р ^вых _пена - выход угольной пены, кг/т Ал.;

W ^с _пена - содержание углерода в пене, %.

При этом расчет выбросов диоксида углерода при мокрой очистке отходящих газов содовым раствором осуществляется по формуле (18):

,

(18)

где:

E ^мо _СО2 - удельный выброс диоксида углерода при мокрой очистке отходящих газов содовым раствором, т СО ₂/т Ал.;

P _SO2 - Удельное поступление диоксида серы в ГОУ, кг/т Ал.;

- эффективность улавливания диоксида серы в ГОУ, доли ед.;

44/64 - стехиометрический коэффициент пересчета углерода в CO ₂.

Расчет выбросов СО ₂ выполняется по отдельным корпусам электролиза с учетом применяемой технологии получения первичного алюминия.

Производство электролитического алюминия (M _Al), включающего наработку первичного алюминия в электролизерах за отчетный период, определяется организациями по корпусам электролиза в соответствии с утвержденными на предприятиях технологическими регламентами.

Удельный расход анодной массы (P _ам) за отчетный период принимается по фактическим данным организаций, определенным по материальным балансам сырья.

Содержание водорода в анодной массе (H _п) (формула 8) определяется по данным, полученным в результате установленных в организации процедур, при отсутствии данных принимается 1,4 %.

Содержание серы и золы в анодной массе (S _ам) и (Z _ам) (формула 9) принимается по данным, полученным в результате установленных в организации процедур.

При расчете потерь углерода со смолистыми веществами (формула 10) удельное поступление смолистых веществ в газоочистные установки (P ^г _см) принимается по данным учета выбросов, содержание углерода в смолистых веществах (W ^с _см) принимается по лабораторного анализа, при отсутствии экспериментальных данных принимается равным 95 %.

Количество смолистых веществ (P ^пш _см), выделяющихся в атмосферу при перестановке штырей для электролизеров с верхним токоподводом определяется формулой (13).

Удельное поступление пыли в газоочистные установки принимается по данным учета выбросов (Р ^г _пыль) содержание углерода в пыли (W ^с _пыль) определяются по данным, полученным в результате установленных в организации процедур (формула 14).

При расчете потерь углерода с угольной пеной (формула 17) содержание углерода в пене (W ^с _пена) принимается по данным учета выбросов.

Удельное поступление диоксида серы (P _SO2) (формула 18) в газоочистные установки принимается по данным учета выбросов.

2) на электролизерах с обожженными анодами (используемая сила тока < 300 kA и > 300 kA) (формула 19):

,

(19)

где:

Е ^оа _CO2 - удельный выброс СО ₂ от электролизных корпусов, т СО ₂/т;

P _а - расход обожженных анодов нетто, т/т Ал.;

S _а - содержание серы в обожженном аноде, %;

Z _а - содержание золы в обожженном аноде, %;

М ^с _пыль - потери углерода с пылью, т/т Ал.;

М ^с _пена - потери диоксида углерода с угольной пеной, т/т Ал.;

44/12 - стехиометрический коэффициент пересчета углерода в CO ₂.

При этом расчет потерь углерода с пылью осуществляется по формуле (20):

,

(20)

где:

М ^с _пыль - потери углерода с пылью, т/т Ал.;

Р ^ф _пыль - удельное поступление пыли в ГОУ, кг/т Ал.;

W ^с _пыль - содержание углерода в пыли, %.

При этом расчет потерь углерода с угольной пеной осуществляется по формуле (21):

,

(21)

где:

М ^с _пена - потери углерода с угольной пеной, т/т Ал.;

Р ^вых _пена - выход угольной пены, кг/т Ал.;

W ^с _пена - содержание углерода в пене, %.

Удельный расход обожженных анодов (P _а) за отчетный период принимается по фактическим данным организаций, определенным по материальным балансам сырья.

Содержание серы и золы в обожженных анодах (Sа) и (Zа) принимается по данным, полученным в результате установленных в организации процедур.

Д.3.3.4 Приведение суммарных прямых абсолютных выбросов ПГ от электролитического получения алюминия к СО ₂ эквиваленту:

1) на электролизерах Содерберга с боковым токоподводом и верхним токоподводом, на электролизерах ЭкоСодерберга с верхним токоподводом (формула 22):

,

(22)

где:

Е ^{эл содб} _{СО2-экв.} - массовые выбросы ПГ, т СО _2-экв.;

E ^эл _{ПФУ (CF4)} - массовый выброс СО ₂ от производственного процесса электролитического получения алюминия, т CF ₄;

ПГП _CF4 - потенциал глобального потепления для CF ₄, т CO _2-экв./т Ал.;

E ^ЭЛ _{ПФУ (C2F6)} - массовый выброс диоксида углерода от производственного процесса электролитического получения алюминия, т C ₂F ₆;

ПГП _C2F6 - потенциал глобального потепления для C ₂F ₆, т CO _2-экв./т Ал.;

E ^{эл содб} _СО2 - массовый выброс СО ₂ от электролизных корпусов, т СО ₂;

ПГП _СО2 - потенциал глобального потепления для СО ₂, т CO _2-экв./т Ал.

2) на электролизерах с обожженными анодами (используемая сила тока < 300 kA и > 300 kA) (формула 23):

,

(23)

где:

Е ^{эл оа} _{СО2-экв.} - массовые выбросы ПГ, т СО _2-экв.;

E ^ЭЛ _{ПФУ (CF4)} - массовый выброс СО ₂ от производственного процесса электролитического получения алюминия, т CF ₄;

ПГП _CF4 - потенциал глобального потепления для CF ₄, т CO _2-экв./т Ал.;

E ^ЭЛ _{ПФУ (C2F6)} - массовый выброс диоксида углерода от производственного процесса электролитического получения алюминия, т C ₂F ₆;

ПГП _C2F6 - потенциал глобального потепления для C ₂F ₆, т CO _2-экв./т Ал.;

E ^{эл оа} _СО2 - массовый выброс СО ₂ от электролизных корпусов, т СО ₂;

ПГП _СО2 - потенциал глобального потепления для СО ₂, т CO _2-экв./т Ал.

Потенциал глобального потепления (ПГП) для перфторметана (CF ₄), перфторэтана (C ₂F ₆), диоксида углерода (СО ₂) определяется в соответствии с перечнем ПГ, в отношении которых осуществляется государственный учет выбросов парниковых газов и ведение кадастра парниковых газов, утвержденного распоряжением Правительства Российской Федерации от 22.10.2021 N 2979-р [79].

Следует использовать значения потенциалов глобального потепления, приведенные в таблице Д.3 настоящего приложения.

Таблица Д.3 - Значения потенциалов глобального потепления парниковых газов

N	Парниковый газ	Код вещества	Химическая формула	Потенциал глобального потепления (ПГПi i)
1	Диоксид углерода	0380	CO 2	1
2	Метан	0410	CH 4	25
3	Закись азота	0381	N 2O	298
4	Трифторметан (HFC-23)	0966	CHF 3	14800
5	Перфторметан (PFC-14)	0965	CF 4	7390
6	Перфторэтан (PFC-116)	0963	C 2F 6	12200
7	Гексафторид серы	0369	SF 6	22800
Решение 24/CP.19 Конференции Сторон Рамочной Конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (далее - РКИК), ратифицированной Федеральным законом от 04.11.1994 N 34-ФЗ "О ратификации рамочной конвенции ООН об изменении климата" (Собрание законодательства Российской Федерации, 1994, N 28, ст. 2927) (официальный сайт РКИК http://unfccc.int/).

Д.3.3.5 Расчет суммарных прямых выбросов ПГ в т СО _2-экв. проводится по формуле (24):

,

(24)

где:

Е ^{эл оа} _{СО2-экв.} - массовые выбросы ПГ, т СО _2-экв.;

Е ^{эл оа} _CO2-экв. - массовые выбросы ПГ, т СО _2-экв.

Д.3.4 Расчет удельных выбросов ПГ

Расчет удельных выбросов ПГ (УВ _{СО2-экв.}) проводится на основании данных о суммарных значениях выбросов ПГ, выраженных в т СО _2-экв., и сведениях о производимой продукции по видам производственных процессов электролитического получения алюминия по формуле (25):

,

(25)

где:

УВ _{СО2-экв.} - удельные выбросы CO _2-экв., т CO _2-экв./т Ал.;

Е _{СО2-экв.} - выброс CO _2-экв. от электролизного производства, т/год;

M _Al - выпуск алюминия (электролитического), т Ал./год.

Д.3.5 Результаты расчетов УВ ПГ

Результаты расчета УВ ПГ производственных процессов электролитического получения первичного алюминия представлены в таблице Д.3.

ГАРАНТ:

Нумерация таблицы приводится в соответствии с источником

Таблица Д.3 - Результаты расчетов УВ ПГ производственных процессов электролитического получения первичного алюминия

Завод	Применяемый производственный процесс	Удельные выбросы ПГ, т CO 2-экв./т алюминия
		Период				Средние значения за период
		2018	2019	2020	2021
АЗ-1	ОА > 300	1,510	1,512	1,467	1,488	1,494
АЗ-2	ВТ	2,583	2,557	2,730	2,664	2,634
АЗ-2	ЭС	0	2,381	2,246	2,124	1,688
АЗ-3	ВТ	2,924	2,818	2,617	2,396	2,689
АЗ-4	ОА > 300	1,605	1,618	1,643	1,624	1,622
АЗ-5	БТ	2,390	2,346	2,226	2,260	2,305
АЗ-6	ОА < 300	1,972	1,810	1,804	1,755	1,835
АЗ-6	ЭС	2,028	2,015	1,979	1,975	1,999
АЗ-7	ОА < 300	1,700	1,656	1,750	1,726	1,707
АЗ-8	ОА < 300	1,590	1,570	1,559	1,562	1,570
АЗ-8	ОА > 300	1,516	1,498	1,478	1,504	1,499

Д.3.6 Построение кривой бенчмаркинга УВ ПГ

На основании результатов расчетов УВ ПГ производственных процессов электролитического получения первичного алюминия построена кривая бенчмаркинга.

Рисунок Д.13 - Кривая бенчмаркинга УВ ПГ электролитического производства первичного алюминия

Д.4 Определение индикативных показателей УВ ПГ

Д.4.1 Критерии установления индикативных показателей УВ ПГ

Методика разработана для целей установления индикативных показателей УВ ПГ отдельных производственных процессов 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 УВ ПГ двух уровней:

1. Верхний уровень индикативного показателя (ИП 1) - может использоваться в рамках правового регулирования отношений в области УВ ПГ и определяется по формуле (24):

ГАРАНТ:

Нумерация формулы приводится в соответствии с источником

,

(24)

где:

I _max - показатель максимальных УВ, т СО _2-экв./т продукции;

I _min - показатель минимальных УВ, 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 (25):

,

(25)

где:

I _max - показатель максимальных УВ, т СО _2-экв./т продукции;

I _min - показатель минимальных УВ, т СО _2-экв./т продукции.

Д.4.2 Установление индикативных показателей УВ ПГ

Индикативные показатели УВ ПГ для всех производственных процессов электролитического получения первичного алюминия приведены в таблице Д.4 и на кривой бенчмаркинга на рисунке Д.14.

Таблица Д.4 - Индикативные показатели УВ ПГ для всех производственных процессов электролитического получения первичного алюминия, т СО _2-экв./т алюминия

Производственный процесс (передел)	Индикативный показатель УВ ПГ, т СО 2-экв./ т алюминия
	Нижний уровень индикативного показателя (ИП 2)	Верхний уровень индикативного показателя (ИП 1)
Электролитическое получение первичного алюминия	1,972	2,509

Рисунок Д.14 - Индикативные показатели УВ ПГ при электролитическом производстве первичного алюминия, т СО _2-экв./т алюминия

Д.5 Основные направления снижения выбросов ПГ в производстве первичного алюминия

Стратегия низкоуглеродного развития РФ предполагает реализацию следующих мер в промышленности (применимых для отрасли цветной металлургии, в частности производства первичного алюминия):

1) повышение доли производства первичного алюминия с помощью электролизеров с предварительно обожженными анодами второго поколения (мощностью 300 кА и выше);

2) переход на технологию электролиза с инертным анодом (требует проведения исследований и разработок);

3) повышение эффективности использования исходного сырья и материалов;

4) повышение энергоэффективности производства, в том числе энергоресурсов и тепла, использование вторичных ресурсов в производстве в рамках экономики замкнутого цикла;

5) 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;

6) разработка и внедрение технологий улавливания, захоронения и дальнейшего использования углекислого газа, а также создание соответствующей инфраструктуры, инжиниринга и производств необходимого оборудования, за счет чего обеспечивается снижение выбросов ПГ в атмосферу в объеме уловленного и использованного диоксида углерода, в том числе сожженного;

7) создание системы утилизации отработавшего энергетического оборудования; обеспечивается возврат в экономический цикл цветных и черных металлов, что снижает потребность в первичных металлах и соответственно обеспечивает снижение негативного воздействия на окружающую среду за счет снижения объемов добычи полезных ископаемых, снижения сопутствующих энергетических затрат.

Д.5.1 Прогнозные тенденции декарбонизации производства первичного алюминия

Согласно оценкам the International Energy Agency ²¹ (далее - IEA), ключевой вклад в снижение углеродоемкости первичного алюминия в мире в долгосрочной перспективе будут вносить следующие направления декарбонизации:

1) внедрение решений в сфере повышения ресурсоэффективности;

2) совершенствование существующих технологических процессов;

3) развитие и внедрение перспективных технологий;

4) внедрение технологий улавливания и хранения углерода.

Согласно сценарию углеродной нейтральности IEA, ключевой вклад в снижение углеродоемкости производства алюминия в горизонте до 2050 г. будет вносить повышение ресурсоэффективности и снижение энергоемкости производства, в первую очередь - расширение вторичного производства алюминия за счет улучшения сбора и сортировки старого лома, а также снижения потерь при переработке. При этом глобальная энергоемкость производства алюминия в целом (первичный и вторичный вместе взятые) должна снижаться не менее чем на 0,8 % ежегодно до 2030 года.

Д.5.2 Ключевые технологии декарбонизации производства первичного алюминия

К основным технологиям, обеспечивающим декарбонизацию предприятий цветной металлургии (производство первичного алюминия), активно прорабатываемым в настоящее время, следует отнести:

1) модернизацию действующих производств с внедрением наилучших доступных технологий ЭкоСодерберга и производства алюминия с помощью предварительно обожженных анодов;

2) внедрение технологий производства первичного алюминия с помощью инертных анодов (требует проведения исследований и разработок);

3) использование электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками.

Указанные технологические решения находятся на различных этапах внедрения на производстве и вывода на рынок.

Уровень готовности технологии к выводу на рынок целесообразно оценивать в соответствии с критерием TRL (Technology Readiness Level), разработанным IEA ²².