Статті

Оцінка та прогнозування викидів діоксиду вуглецю на вугільних теплових електростанціях України

Рейтинг користувача:  / 0
ГіршийКращий 

Authors:


І.А.Вольчин, orcid.org/0000-0002-5388-4984, Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Національний університет харчових технологій, м. Київ, Україна

Л.С.Гапонич, orcid.org/0000-0003-4611-3193, Інститут теплоенергетичних технологій Національної академії наук України, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.; Національний університет харчових технологій, м. Київ, Україна

В.О.Мокрецький, orcid.org/0000-0002-9517-3857, Національний університет харчових технологій, м. Київ, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.


повний текст / full article



Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (5): 080 - 088

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-5/080



Abstract:



Мета.
Розроблення, верифікація методу розрахунку та прогнозування викидів СО2, що утворюється при спалюванні вугілля на ТЕС, за даними технічного аналізу. Виконання розрахунку валових і питомих викидів СО2 на одиницю відпущеної енергії та маси спожитого вугілля на українських ТЕС.


Методика.
При обробці даних елементного й технічного аналізу 170 зразків вугілля марок А, П, Г, ДГ із нижчою робочою теплотою згоряння у діапазоні від 17,2 до 31,0 МДж/кг і зольністю на сухий стан (Ad) у діапазоні від 3,8 до 38,0 %, для встановлення залежностей між коефіцієнтами викиду вуглецю (kc), теплотою згоряння й зольністю, використані методи математичної статистики.



Результати.
Розраховані значення коефіцієнтів викидів і валових викидів СО2 для сумішей вугілля марок А, П та Г, ДГ на українських ТЕС у 2017–2021 рр. Для 2021 р. середні значення для марок вугілля Г, ДГ становили 94128 г/ГДж, а для марок вугілля А, П – 104 987 г/ГДж. Валові викиди СО2 на українських ТЕС в останні роки були в діапазоні 38–49 млн т., а їхнє щорічне скорочення пов’язане зі зменшенням виробництва енергії та споживання палива на ТЕС, у першу чергу марок А та П.


Наукова новизна.
Встановлені емпіричні залежності kc для енергетичного вугілля різних марок виду kc = a + Знайдені коефіцієнти а, в та с для марок А, П, Г, ДГ та їх сумішей. Залежність між вмістом вуглецю у вугіллі й теплотою згорання має лінійний характер: де K – коефіцієнт, що залежить від марки вугілля. Встановлені значення K для вугілля марок А, П, Г, ДГ.


Практична значимість.
Верифікація запропонованого методу показує, що похибка розрахунків становить менше 1,0 %. Це відповідає вимогам Порядку здійснення моніторингу та Директиви 2003/87/ЄС. Питомі викиди СО2 на одиницю відпущеної енергії на ТЕС України для всіх марок енергетичного вугілля у 2021 р. становили 1084 г/кВтгод. Значення питомих викидів СО2 на одиницю маси спожитого вугілля для вугілля всіх марок становили 1,94 т./т., для марок Г, ДГ – 1,91 т./т., а для марок А, П – 2,21 т./т. Офіційні щорічні звіти Міністерства енергетики України містять інформацію про кількість виробленої електроенергії, спожитого вугілля та прогнозні баланси виробництва електроенергії на ТЕС, тому встановлені нами питомі величини викидів зручно використовувати для оцінки та прогнозування викидів діоксиду вуглецю.


Ключові слова:
викиди, діоксид вуглецю, метод розрахунку, вугілля, вміст вуглецю, коефіцієнт викиду, теплоелектростанція

References.


1. Calvo Buendia, E., Tanabe, K., Kranjc, A., Baasansuren, J., Fukuda, M., Ngarize, S., …, & Federici, S. (Eds) (2019). IPCC 2019, 2019 Refinement to the 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. IPCC, Switzerland. Retrieved from https://www.ipccggip.iges.or.jp/public/2019rf/vol2.html.

2. Verkhovna Rada of Ukraine. Legislation of Ukraine (n.d.) On approval of the Procedure for Monitoring and Reporting on Greenhouse Gas Emissions. Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine of September 23, 2020 No. 960. Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/9602020%D0%BF#n407.

3. Volchyn, I. A., & Haponych, L. S. (2018). Carbon dioxide emissions at the Ukrainian pulverized-coal thermal power plants. Scientific Works of NUFT, 24(6), 131-142. https://doi.org/10.24263/2225-2924-2018-24-6-17.

4. Ministry of Ecology and Natural Resources of Ukraine (n.d.) (2021). Annual National Inventory Report for Submission under the United Nations Framework Convention on Climate Change and the Kyoto Protocol. Retrieved from https://menr.gov.ua/files/docs/Zmina_klimaty/Kadastr_2021/Ukraine_NIR_2021_draft.pdf.

5. Volchyn, I., & Haponych, L. (2019). Emissions of Greenhouse Gases from Ukrainian Thermal Power Plants. Energy Technologies & Resource Saving, (4), 3-12. https://doi.org/10.33070/etars.4.2019.01.

6. Hu, Y., & Shi, Y. (2021). Estimating CO2 Emissions from Large Scale Coal-Fired Power Plants Using OCO-2 Observations and Emission Inventories. Atmosphere, 12, 811. https://doi.org/10.3390/atmos12070811.

7. Quick, J. C. (2014). Carbon dioxide emission tallies for 210 U.S. coal-fired power plants: A comparison of two accounting methods. Journal of the Air & Waste Management Association, 64(1), 73-79. https://doi.org/10.1080/10962247.2013.833146.

8. Ma, C.-M., & Ge, Q.-S. (2014). Method for calculating CO2 emissions from the power sector at the provincial level in China. Adv. Clim. Change Res. 5(2). https://doi.org/10.3724/SP.J.1248.2014.092.

9. Pan, K., Zhu, H., Chang, Z., Wu, K., Shan, Y., & Liu, Z. (2013). Estimation Of Coal-Related CО2 Emissions: The Case Of China. Energy & Environment, 24(7/8), 1309-1321. https://doi.org/10.1260/0958-305X.24.7-8.1309.

10. Volchyn, I. A., & Haponych, L. S. (2014). Estimate of the sulfur dioxide concentration at thermal power plants fired by Donetsk coal. Power Technology and Engineering, 3(48), 218-221. https://doi.org/10.1007/s10749-014-0511-0.

11. Volchyn, I., Haponych, L., & Bizek, V. (2021). Emissions of sulfur dioxide and dust at coal power plants of Ukraine. Environmental Problems, 6(3), 145-153. https://doi.org/10.23939/ep2021.03.145.

12. Ministry of Environmental Protection and Natural Resources of Ukraine (2021). Coefficients of emissions of greenhouse gases and lower calorific values (NTZ) of fuel types per unit mass used in the “National inventory of anthropogenic emissions from sources and absorption by sinks of greenhouse gases in Ukraine for 1990-2019”. Retrieved from https://mepr.gov.ua/news/37927.html.

13. Juhrich, K. (2016). CO2 emission factors for fossil fuels, Climate Change. Retrieved from https://www.umweltbundesamt.de/en/publikationen/co2-emission-factors-for-fossil-fuels.

14. Lee, J., Im, G., Yoo, J.-H., Lee, S., & Jeon, E.-C. (2015). Development of Greenhouse Gas (CO2) Emission Factor for Korean Coal Briquettes. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects37(13), 1415-1423. https://doi.org/10.1080/15567036.2011.610868.

15. Damayanti, R., & Khaerunissa, H. (2018). Carbon dioxide emission factor estimation from Indonesian coal. Indonesian Mining Journal, 21(1), 45-58. https://doi.org/10.30556/imj.Vol21.No1.2018.687.

16. Quick, J. C. (2010). Carbon dioxide emission factors for U.S. coal by origin and destination. Environ Sci Technol, 44(7), 2709-2714. https://doi.org/10.1021/es9027259.

17. Quick, J. C., & Marland, Е. (2019). Systematic error and uncertain carbon dioxide emissions from U.S. power plants. Journal of the Air & Waste Management Association, 69(5), 646-658. https://doi.org/10.1080/10962247.2019.1578702.

18. Chernyavskyy, M. V., Moiseyenko, O. V., & Monastyryova, T. M. (2017). History and prospects of coal use at TPPs of Ukraine in view of the goal of reducing greenhouse gas emissions. XIII International Scientific − Practical Conference “Coal thermal energy: ways of reconstruction and development”, (pp. 21-27). Kyiv: CETI of NAS of Ukraine. Retrieved from http://ceti-nasu.org.ua/upload/iblock/88c/88c6f0401fd1d30ba8dfad28c02675ad.pdf.

19. Phillips, J. N., & Wheeldon, J. M. (2010). Economic Analysis of Advanced Ultra-Supercritical Pulverized Coal Power Plants: A Cost-Effective CO2 Emission Reduction Option. Proceedings from the Sixth International Conference “Advances in Materials Technology for Fossil Power Plants”. Santa Fe, New Mexico, USA. Retrieved from https://www.asminternational.org/documents/10192/3298473/05319G_Sample_BuyNow.pdf/99adedbd-fc0e-4ff7-a650-5e2ad0210103.

20. Mohammed, S. J., & Mansoori, G. A. (2017). A Unique View on Carbon Dioxide Emissions around the World. Global Journal of Earth Science and Engineering, 4(1), 8-17. https://doi.org/10.15377/2409-5710.2017.04.01.2

21. Gouw, J. A., Parrish, D. D., Frost, G. J., & Trainer, M. (2014). Reduced emissions of CO2, NOx, and SO2 from U.S. power plants owing to switch from coal to natural gas with combined cycle technology. Earth’s Future. Bognor Regis, 2(2), 75-82. https://doi.org/10.1002/2013EF000196.

 

Наступні статті з поточного розділу:

Попередні статті з поточного розділу:

Відвідувачі

5244782
Сьогодні
За місяць
Всього
7025
140602
5244782

Гостьова книга

Якщо у вас є питання, побажання або пропозиції, ви можете написати їх у нашій «Гостьовій книзі»

Реєстраційні дані

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зареєстровано у Міністерстві юстиції України.
Реєстраційний номер КВ № 17742-6592ПР від 27.04.2011.

Контакти

49005, м. Дніпро, пр. Д. Яворницького, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.
Ви тут: Головна