Приложение Д (справочное). Показатели выбросов, вносящих вклад в глобальное потепление (парниковые газы). Углеродный след жизненного цикла продукции

Приложение Д
(справочное)

Показатели выбросов, вносящих вклад в глобальное потепление (парниковые газы). Углеродный след жизненного цикла продукции

Для стекольной отрасли веществом, выброс которого вносит вклад в глобальное потепление, является диоксид углерода CO ₂. Для расчета эмиссий используется методика, изложенная в приказе Минприроды РФ N 300 от 30.06.2015 [55]. Для сопоставимости результатов выброс диоксида углерода приведен от процессов, протекающих на промплощадке (Охват 1).

Основной вклад в образование диоксида углерода вносит разложение карбонатсодержащих компонентов сырья в процессе стекловарения - до 210 кг CO ₂/т, а также сгорание углеводородов топлива (от 230 кг CO ₂/т в зависимости в основном от энергоэффективности процесса стекловарения). Очевидно, что замещение компонентов шихты стеклобоем снижает вклад разложения карбонатов, а использование электроподогрева, а также безуглеродного топлива (например, водорода) позволяет снизить углеродный след от его сгорания (в рамках Охвата 1). Обогрев печи и поступающей шихты при помощи отходящих газов позволяет уменьшить технологический расход энергии, следовательно, и углеродсодержащего топлива.

Существует предел, который являет собой минимально достижимый углеродный след при использовании экономически рентабельной организации технологического процесса. Согласно [68], этот уровень для 10 % наилучших европейских предприятий составляет 421 кг CO ₂/т стекломассы для предприятий листового стекла и 265-323 кг CO ₂/т для предприятий тарного стекла (Охват 1). Более низкие показатели в Европейском Союзе по тарному стеклу (особенно по цветному) связаны с высокими нормативами использования стеклобоя (до 80 %), что объясняется удобной и дешевой логистикой по сравнению с Российской Федерацией, а также использованием регуляторных компенсирующих механизмов, мотивирующих к увеличению оборота стеклобоя (например, использование механизма залоговой стоимости стеклянной тары).

Этапы проведения бенчмаркинга

Национальный бенчмаркинг для стекольной отрасли выполнен с учетом требований ГОСТ Р 113.00.11-2022 "Наилучшие доступные технологии. Порядок проведения бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов в отраслях промышленности" [69].

Основные этапы проведения бенчмаркинга:

- формирование экспертной группы;

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

- валидация и верификация результатов расчетов удельных выбросов парниковых газов;

- графическая визуализация бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов.

Бенчмаркинг удельных выбросов парниковых газов выполнен на основании данных 18 предприятий стекольной отрасли, входящих в число крупнейших в Российской Федерации, предоставленных в ходе анкетирования с использованием унифицированного шаблона отраслевой анкеты для сбора данных. Обработаны данные за 2021 год.

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

Критерии установления индикативных показателей удельных выбросов парниковых газов

На основании полученных результатов для производственных процессов установлены индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов двух уровней.

1 Верхний уровень индикативного показателя (ИП 1) - может использоваться в рамках правового регулирования отношений, связанных с ограничением выбросов парниковых газов. Определяется следующим образом:

,

где: - максимальный удельный показатель выбросов, т CO ₂/т продукции;

- минимальный удельный показатель выбросов, т CO ₂/т продукции.

2 Нижний уровень индикативного показателя (ИП 2) - может использоваться при принятии решений о государственной поддержке. Определяется следующим образом:

,

где: - максимальный удельный показатель выбросов, т CO ₂/т продукции;

- минимальный удельный показатель выбросов, т CO ₂/т продукции.

Под максимальным (минимальным) удельным показателем выбросов подразумевался наибольший (наименьший) результат анализа массива данных, полученных от предприятий со сходными технологическими процессами и их долей в производстве. Такой подход позволяет избежать сравнения показателей предприятий, которые являются сходными по основному способу производства, но имеют значительные отличия в выпускаемом ассортименте и, соответственно, в технологических процессах.

Полученные результаты показаны на рисунках Д.1 и Д.2.

Рисунок Д.1 - Выбросы парниковых газов предприятиями листового стекла (Охват 1)

Индикативные показатели удельных выбросов парниковых газов

Ввиду недостаточного количества результатов, полученных от предприятий по производству сортового стекла и силиката натрия растворимого, а также отсутствия данных предприятий по производству стекловолокна, уровни воздействия (бенчмарк) установлены для подотраслей листового и тарного стекла. Результаты проведенного отраслевого бенчмаркинга удельных выбросов парниковых газов производственных процессов стекольной отрасли представлены в таблице Д.1.

Рисунок Д.2 - Выбросы парниковых газов предприятиями тарного стекла (Охват 1)

Таблица Д.1 - Уровни удельных выбросов парниковых газов в стекольной отрасли

Производство	Эмиссия CO 2 от стекловарения, кг/т стекломассы
	существующий диапазон	10 % лучших предприятий ЕС [68]	бенчмарк "зеленых проектов" (ИП2)	бенчмарк ограничений (ИП1)
Листовое стекло	479-569	421	514	556
Тарное стекло	431-520	265-323 *	461	496

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

^*_{Более высокий показатель соответствует бесцветной стеклянной таре.}

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

Основные направления снижения выбросов парниковых газов в стекольной отрасли

1. Доведение доли используемого стеклобоя до 30 % (листовое стекло) и 40-50 % (тарное стекло) при условии соответствия качества стеклобоя предъявляемым к нему производителем стекла требований, а также недопущения снижения качества изготавливаемой продукции.

2. Использование в качестве источника энергии водорода (требует уточняющего исследования и создания необходимой инфраструктуры) и электроподогрева.

3. Использование энергии отходящих газов для обогрева печи и поступающей шихты.

4. 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 (требует уточняющего исследования и создания необходимой инфраструктуры).

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 используются для постоянного хранения CO ₂.

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).

В стекольной отрасли в настоящее время технологии улавливания углерода не используются. Ключевые разрабатываемые и применяемые технологии улавливания углерода приведены в таблице Д.2.

Таблица Д.2 - Ключевые разрабатываемые и применяемые технологии улавливания углерода [70]

Технология улавливания углерода	Обзор 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
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)
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
Мембранная сепарация	Технология основана на применении полимерных или неорганических устройств (мембран) с высокой селективностью по CO 2, которые пропускают CO 2, но действуют как барьеры, удерживающие другие газы в газовом потоке
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 получаются известь и чистый поток CO 2. Затем известь возвращается в первый реактор
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
Энергетические циклы на суперкритических параметрах CO 2	Технология основана на применении в 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

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.

Углеродный след жизненного цикла стекольной продукции

В рамках углеродного следа всего жизненного цикла продукции следует отметить возможности низкоэмиссионного листового стекла по сокращению выбросов парниковых газов во время эксплуатации в коммунальном секторе за счет снижения энергозатрат на поддержание комфортной температуры в помещении. Так, сопротивление теплопередаче возрастает более чем вдвое (с 0,5 до 1,2 м ² * °С/Вт [71]), и, соответственно, настолько же снижается относительный углеродный след от эксплуатации окон или стен, сделанных с использованием низкоэмиссионного стекла. Чем дольше эксплуатируется такое стекло, тем больший экономический и экологический эффект это приносит.

Что касается жизненного цикла тарного стекла, то использование оборотной стеклянной тары наряду с практикуемым в настоящее время оборотом стеклобоя может также внести значительный вклад в снижение углеродного следа жизненного цикла продукции [72].