emisija gasova sa efektom staklene ba{te u toplanama...

Predrag Q. Stefanovi}, Zoran J. Markovi}*,Vukman V. Baki}, Dejan B. Cvetinovi},Valentina M. Turawanin, Ma rina P. Jovanovi}

Laboratorija za termotehniku i energetiku,Institut za nuklearne nauke „Vin~a”, Univerzitet u Beogradu, Beograd, Srbija

Emisija gasova sa efektom staklene ba{teu toplanama javnih preduze}a daqinskog grejawau gradovima SrbijeStru~ni radUDK: 504.7:662.71/.74

Smatra se da je emisija gasova sa efektom staklene ba{te (Green House Gas ses –GHG) jedan od glavnih uzro~nika aktuelnih klimatskih promena. S toga je neop-hodno da se neprestano radi na smawewu emisije GHG. Republika Srbija, kaone-Aneks I dràva ~lanica Okvirne konvencije UN o promeni klime i Kjotoprotokola nastoji da doprinese ostvarewu osnovnih ciqeva Konvencije. Jedanod prvih koraka u tom smislu je izrada nacionalnih komunikacija kao strate-{kih nacionalnih dokumenata. Ciq ovih dokumenata je informisawe o sta-tusu sprovo|ewa Konvencije, naporima i predvi|enim akcijama dràve koje do-prinose borbi protiv klimatskih promena. Slede}i korak je priprema sveobu-hvatnog nacionalnog programa mera za ublaàvawe. Program podrazumeva una-pre|ewe modela projekcije emisija GHG za relevantne privredne sektore,analizu mogu}nosti smawewa emisija GHG u sektorima, prora~unavawe tro-{kova potrebnih za sprovo|ewe razli~itih scenarija, kao i utvr|ivawe ukup-nog potencijala za smawewe emisija GHG na nacionalnom nivou.Za potpuno i kvalitetno sprovo|ewe ovih aktivnosti, neophodno je izraditi detaqan inventar emisija GHG u pojedinim sektorima. U okviru posebne stu-dije su direktno od javnih komunalnih preduze}a koja se bave isporukom top-lotne energije za 50 gradova u Srbiji prikupqeni podaci o potro{wi energe-nata, proizvedenoj toplotnoj energiji i grejnoj povr{ini stambenog i pos-lovnog prostora po godinama u periodu 1990‡2008. Kao reprezentativne godine perioda izabrane su 1990, 1998. i 2008. godina. U ovom radu su prikazani podaci opotro{wi energenata i rezultati prora~una emisije GHG pri proizvodwitoplotne energije u toplanama javnih preduze}a daqinskog grejawa u Srbiji zareprezentativne godine. Prora~un emisije GHG je sproveden prema revidiranojIPCC metodologiji koja propisuje standardne vrednosti dowe toplotne mo}ii emisionih faktora za kori{}ena fosilna goriva.U radu je data i projekcija emisije GHG do 2012. i 2015. godine usled sagorevawafosilnih goriva koja se koriste za proizvodwu toplotne energije, za dva ra-zli~ita scenarija. Prvi sce nario predvi|a pove}awe emisije GHG pod pretpo-stavkom supstitucije ~vrstih goriva prirodnim gasom, a drugi predstavqaslu~aj kada bi prirodni gas u potpunosti bio zamewen mazutom. O~ekivanopove}awe proizvodwe toplotne energije za oba scenarija je 10% do 2012. i 15%do 2015. godine u odnosu na baznu 2008. godinu.

Kqu~ne re~i: emisija gasova staklene ba{te, Srbija,toplane, revidirana IPCC metodologija, ublaàvawe

P. Q. Stefanovi}: Emisija gasova sa efektom staklene ba{te u toplanama ...TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 183‡195

183

* Odgovorni autor; elektronska adresa: [email protected]

Uvod

Neophodno je da se neprestano radi na smawewu i ograni~avawu emisije gaso-

va sa efektom staklene ba{te (GHG). Republika Srbija je ~lanica Okvirne konven-

cije [1] Ujediwenih nacija o promeni klime (UNFCCC ‡ u daqem tekstu Konvencija) i

Kjoto protokola [2], sa statusom zemqe u razvoju (ne-Aneks I dràva). U prvom obave-

zuju}em periodu, Srbija nema obavezu kvantifikovanog smawewa emisija GHG. Me-

|utim, Srbija je ratifikacijom Konvencije preuzela obaveze utvr|ivawa i sprovo-

|ewa aktivnosti koje se odnose na analizu i izve{tavawe o mogu}nostima smawewa

emisija GHG.

Jedan od prvih koraka u tom pravcu je izrada inicijalne [3], a zatim i ostalih

nacionalnih komunikacija kao strate{kih nacionalnih dokumenata. Ciq ovih do-

kumenata je informisawe o statusu sprovo|ewa Konvencije, naporima i predvi|e-

nim akcijama dràve koje doprinose borbi protiv klimatskih promena, kao i defi-

nisawe nacionalnih potreba u procesu prilago|avawa izmewenim klimatskim uslo-

vima.

Slede}i korak je izrada sveobuhvatnog nacionalnog programa mera za

ublaàvawe [4]. Ovaj pro gram treba da defini{e izradu modela za projekciju emi-

sija GHG u relevantnim sektorima (energetika, saobra}aj, poqoprivreda, otpad i

{umarstvo), unapre|ewe usvojenih modela, analizu mogu}nosti smawewa emisija

GHG u relevantnim sektorima, procenu tro{kova ostvarivawa razli~itih scenari-

ja kao i utvr|ivawe ukupnog nacionalnog potencijala za smawewe emisije.

Izrada adekvatnog modela projekcije (scenarija) i ocena mogu}nosti za og-

rani~ewe emisija GHG zasniva se na detaqnoj analizi emisija GHG u prethodnom pe-

riodu (ukupno i pojedina~no po gasovima i sektorima), o~ekivanim promenama ukup-

ne emisije u odnosu na pretpostavqene tehnolo{ke i socijalno-ekonomske tokove u

posmatranom periodu i analizi zakonskih i strate{kih nacionalnih i me|una-

rodnih dokumenata. Rezultati definisanih scenarija se daqe koriste za formirawe

klimatskih modela koji omogu}avaju procenu mogu}ih promena klimatskih uslova u

zavisnosti od izabranog scenarija.

Smatra se da se najve}i potencijal za smawewe emisije GHG iz energetskog

sektora Srbije do 2015. godine nalazi u pove}awu energetske efikasnosti kori{-

}ewa energije [3] (revitalizacijom postoje}ih proizvodnih kapaciteta energetske

industrije) i sve intenzivnijem kori{}ewu obnovqivih izvora energije. To su dva od

pet glavnih prioriteta Strategije razvoja energetike u Republici Srbiji do 2015.

godine [5]. U javnom sektoru za centralno snabdevawe toplotnom energijom i toplom

vodom, mogu}nosti smawewa emisije GHG [3] sagledavaju se u:

‡ smawewu specifi~ne potro{we toplotne energije po grejnoj povr{ini uvo|e-

wem sistema merewa i naplate po utro{enoj koli~ini energije,

‡ smawewu specifi~ne potro{we toplotne energije po grejnoj povr{ini putem po-

boq{awa termoizolacije stambenog fonda,

‡ supstituciji ugqa i mazuta prirodnim gasom i/ili biomasom, i

‡ uvo|ewu savremenih tehnolo{kih re{ewa (kombinovana proizvodwa elektri~ne

i toplotne energije i postrojewa sa gasno-parnim ciklusom i kogeneracijom).


184

U ovom radu su kori{}eni podaci o potro{wi energenata za proizvodwu

toplotne energije, proizvedenoj toplotnoj energiji i grejnoj povr{ini stambenog i

poslovnog prostora po godinama u periodu 1990‡2008. godine u javnom sektoru za

daqinsko grejawe u Srbiji, prikupqeni i obra|eni u okviru studije [6]. Podaci

obra|eni u ovoj studiji dobijeni su putem upitnika za dostavqawe potrebnih poda-

taka direktno od javno komunalnih preduze}a koja se bave isporukom toplotne ener-

gije u 50 gradova u Srbiji. Prikupqeni podaci su provereni i dopuweni na osnovu

raspolo`ivih statisti~kih godi{waka Zavoda za statistiku Savezne Republike Ju-

goslavije, Zavoda za statistiku Republike Srbije i carinskih organa za pe riod

1990‡2008. Detaqan spisak raspolo`ivih statisti~kih godi{waka kori{}enih u iz-

radi ove studije dat je u pregledu lit er a ture [3, 6]. Podaci za toplane u Pri{tini,

\akovici, Kosovskoj Mitrovici i Zve~anu za pe riod 2000‡2008. su preuzeti iz [7].

Prikupqeni podaci ne obuhvataju toplane koje nisu u sastavu javnih preduze}a

(JPT), kao ni termoelektrane‡toplane koje su u sastavu JP „Elektroprivreda Sr-

bije”.

Za toplane za koje u pojedinim godinama ne postoje podaci o potro{wi odre-

|enog goriva, uzeta je prose~na potro{wa tog goriva u prethodnom periodu. Pro-

ra~un koli~ina emitovanih gasova staklene ba{te u 1990, 1998. i 2008. godine iz-

vr{en je prema uputstvu [8] metoda Tier 1.

Potro{wa energenata u JPTu 1990, 1998 i 2008. godini

Na osnovu podataka i rezultata studije [6] kao reprezentativne su izabrane

1990, 1998 i 2008. godine i za ove godine je pripremqen inventar GHG. Podaci o pot-

ro{wi te~nog i gasovitog goriva u toplanama za 1990, 1998. i 2008. godine sumirani su

u tabl. 1, dok su podaci o potro{wi ~vrstog goriva prikazani u tabl. 2 [6].

Nakon smawewa potro{we fosilnih goriva u energetske svrhe u Srbiji

krajem pro{log veka, nivo potro{we tokom posledwih deset godina je konstantno

rastao. Istovremeno je do{lo i do promena u procentualnim udelima kori{}enih


185

Tablica 1. Potro{wa te~nog i gasovitoggoriva u JPT za proizvodwutoplotne energije

GodinaGas[m3]

Mazut[t]

Lo`-uqe[t]

1990. 183613877 260701,6 1348,7

1998. 388516808 116157,5 1515,6

2008. 463539345 149875,3 574,1

Tablica 2. Potro{wa ~vrstog gorivau JPT za proizvodwutoplotne energije

Godina

Lignit izpodzemneeksploa-

tacije[t]

Su{enilignit

[t]

Kameniugaq

[t]

Mrkiugaq

[t]

1990. 20084,8 9804,4 12788,0 309364,8

1998. 41811,9 14733,5 2280,9 218089,3

2008. 27071,5 8587,7 3437,0 139192,0

goriva. Udeo prirodnog gasa u ukupnoj potro{wi zna~ajno je porastao u odnosu na po-

tro{wu u baznoj 1990. (112% za 1998. godinu i 152% za 2008. godinu, tabl. 1). Udeo os-

talih goriva je varirao od godine do godine. Nakon zna~ajnog pada potro{we u pe-

riodu 1990‡1998. godine potro{wa mazuta se do 2008. godine ustalila na oko 58%

potro{we u 1990. godini. Koli~ine ostalih kori{}enih te~nih goriva su male i ni-

su uzete u obzir u prora~unima.

Uo~ava se tendencija smawewa koli~ine mrkog ugqa (pad od 29% u 1998.

godini i 55% u 2008. godini) u odnosu na 1990. godinu (tabl. 2). Koli~ina lignita iz

podzemne eksploatacije potro{enog u proizvodwi toplotne energije je do 2008. go-

dine smawena na 65% od koli~ine potro{ene u 1998. godini, dok je koli~ina su{enog

lignita u 1998. godini porasla za 50% u odnosu na baznu 1990, a zatim pala u narednom

periodu ispod nivoa potro{we ostvarenog u 1990. godini.

Kori{}ewe biomase u obliku briketa i peleta u toplanama u Srbiji po~iwe

u mawim koli~inama od 1998. godine. Potro{ene koli~ine ogrevnog drveta i bri-

keta biomase nisu uzete u obzir u masenim i energetskim bilansima.

Ukupan energetski potencijal jedne vrste fosilnog goriva koje se tokom go-

dine sagori u toplanama u gradovima Srbije je:

AC m Hi idi

i= å (1)

pri ~emu je: mi [t] ‡ potro{wa fosilnog goriva na godi{wem nivou, a H di [TJkt–1] ‡

preporu~ena vrednost dowe toplotne mo}i za sirova i prera|ena ~vrsta i te~na

goriva [8]. Godi{wa potro{wa prirodnog gasa izraàva se u m3, a dowa toplotna mo}

u MJ/m3. Vrednost dowe toplotne mo}i prirodnog gasa u TJ/kt dobija se na osnovu

usvojene vrednosti za gustinu prirodnog gasa od 0,752 kg/m3. Preporu~ene vrednosti

[8] za dowu toplotnu mo} (efekat) fosilnih goriva koja se koriste u toplanama u

Srbiji prikazane su u tabl. 3.

Vrednosti za bruto specifi~nu toplotu dobijene su na osnovu raspoloìvih

podataka o grejnoj povr{ini stambenog i poslovnog prostora prikqu~enoj na sistem

daqinskog grejawa u posmatranoj godini. Instalisana snaga kotlovskih postrojewa

u periodu 1990‡2008. godine bila je oko 5500 MW.

Vrednosti bruto proizvedene toplotne energije (izraène u TJ i milio-

nima tona ekvivalentne nafte ‡ Mtoe) i bruto specifi~ne toplotne energije u top-

lanama u gradovima Srbije za 1990, 1998. i 2008. godinu date su u tabl. 4.


186

Tablica 3. Preporu~ene vrednosti dowe toplotne mo}igoriva kori{}enih u JPT

Kameniugaq

Mrkiugaq

Lignit iz podzemneeksploatacije

i kovinski lignit

Su{enilignit

Dizeli lo` uqe

MazutPrirodnigas (suvi)

Hd [TJkt–1] 23,55 16,90 11,00 18,10 43,33 40,19 45,22*

* Hd = 34,0 MJ/m3 /0,752 kg/m3 = 45,22 TJ/kt

Proizvodwa toplotne energije se do

1998. godine zadr`ala na skoro istom

nivou (pad od 1,3% proizvodwe u odnosu

na baznu 1990. godinu) a zatim porasla za

oko 8,8% do 2008. godine (tabl. 4). Vred-

nost ostvarene bruto specifi~ne top-

lote pratila je odgovaraju}e promene

ukupno proizvedene toplotne energije

i godi{we pove}awe povr{ine grejnog

prostora prikqu~enog na daqinsko

grejawe, tako da je proizvodwa 2008. go-

dine bila ve}a za oko 8,7% u odnosu na

baznu 1990. (tabl. 4). Porast u proizvodwi toplotne energije omogu}io je ostvari-

vawe vi{ih vrednosti bruto specifi~ne toplote odnosno kvalitetnije grejawe.

Emisija gasova sa efektom staklene ba{teiz JPT za 1990, 1998. i 2008. godinu

Tokom procesa proizvodwe, transformacije i potro{we fosilnih goriva u

energetske svrhe dolazi do emisije razli~itih gasova za koje se smatra da izazivaju

efekte staklene ba{te. Ukupna emisija GHG iz energetskih sistema u op{tem smis-

lu mo`e da se podeli na emisiju tokom procesa sagorevawa fosilnih goriva i fugi-

tivnu emisiju. Za najzna~ajnije GHG koji se osloba|aju prilikom sagorevawa fosil-

nih goriva smatraju se ugqen dioksid (CO2), metan (CH4), azot suboksid (N2O), azotni

oksidi (NOx), ugqen monoksid (CO), ne-metanska isparqiva organska jediwewa

(non-meth ane vol a tile or ganic com pounds* – NMVOC) i sumporni oskidi (SOx). Fugitivnu

emisiju, do koje dolazi tokom procesa eksploatacije, prerade, prenosa i skladi{-

tewa goriva, u najve}oj meri ~ini osloba|awe CH4 pri iskopavawu ugqa i izvla~ewu,

transportu i skladi{tewu sirove nafte i prirodnog gasa.

Prora~un ukupne emisije GHG usled sagorevawa fosilnih goriva za proiz-

vodwu toplotne energije u JPT u Srbiji sproveden je prema revidiranoj IPCC metodo-

logiji za izradu inventara GHG [8], pri ~emu fugitivna emisija nije uzeta u obzir.

Kori{}ena metodologija defini{e standardne vrednosti emisionih faktora oslo-

bo|enih polutanata za sva fosilna goriva. Standardne preporu~ene vrednosti emi-

sionih faktora [8] za doma}a i uvozna ~vrsta, te~na i gasovita goriva prikazane su u

tabl. 5.

Ugqen dioksid je gas staklene ba{te koji se u zna~ajnoj meri emituje usled

antropogenih aktivnosti. Procewuje se da je emisija CO2 danas za preko 60% vi{a u

odnosu na emisiju u preindustrijskom periodu [9]. Najve}i izvor emisije CO2 je pro-

ces oksidacije ugqenika pri sagorevawu fosilnih goriva i ~ini oko 70‡90% ukupne


187

Tablica 4. Bruto proizvedena i brutospecifi~na toplota u JP „Toplane”

Godina

Toplotnaenergija

Brutospecifi~na

toplota

[TJ] [Mtoe] [kWhm–2]

1990. 22707 0,542 168,2

1998. 22411 0,535 166,0

2008. 24695 0,590 182,9

* Ne-metanska isparqiva organska jediwewa, svi ugqovodonici, ukqu~uju}i i one u kojima jeatom vodonika delimi~no ili u potpunosti zamewen drugim atomom (S, N, O, halogenielementi), isparqivi na sobnoj temperaturi

emisije CO2 usled antropogenih uticaja. Koli~ina tako emitovanog CO2 prvenstveno

zavisi od koli~ine ugqenika u sagorevanom fosilnom gorivu. Osim kroz emisiju

CO2, deo ugqenika se iz goriva osloba|a u obliku CO, CH4, ili ne-metanskih ugqo-

vodonika, koji daqe oksidiraju u CO2 u atmosferi u periodu od nekoliko dana do 10

godina.

Koli~ina CO2 koja se emituje prilikom sagorevawa odre|ene vrste goriva

odre|uje se na osnovu jedn. (2) [8]:

EMAC EF

OCii

C iCO2 1000

44

12=

×(2)

pri ~emu je: ACi ‡ energetski potencijal koli~ine fosilnog goriva potro{enog u

toku jedne godine, jedn. (1), EFC ‡ emisioni faktor ugqenika (tabl. 5), i OCi ‡ pro-

cenat ugqenika koji je oksidirao tokom sagorevawa posmatranog goriva (prema Tier 1

metodi [8] usvojene su vrednosti: 98% za ugqeve svih vrsta, 99% za sva te~na goriva i

99,5% za prirodni gas).

Za razliku od relativno jednostavnog na~ina odre|ivawa koli~ine emito-

vanog CO2, koli~ine CH4, N2O, NOx, CO i NMVOC emitovanih pri sagorevawu fosil-

nog goriva zavise od tipa goriva, tehnologije i uslova sagorevawa, pogonskih uslova,

tehnologije i politike kontrole emisije posmatranog gasa, starosti i na~ina odr-

`avawa opreme i dr. Usled nedostatka svih potrebnih podataka, metoda Tier 1

defini{e koli~ine EM ji [Gg] emitovanih CH4, N2O, NOx, CO i NMVOC kao proizvod

emisionog faktora EF ji polutanta (j) za posmatrano gorivo (i) i energetske vrednosti

goriva ACi:


188

Tablica 5. Standardne preporu~ene vrednosti emisionih faktoraza sirova i prera|ena ~vrsta, te~na i gasovita goriva

Emisioni faktorC CH4 N2O NOx NMVOC CO SO2

*

[tTJ–1] [kgTJ–1]

Kameni ugaq 25,8

1,0 1,4 300,0 5,0 20,0

2882,8

Mrki ugaq izpodzemneeksploatacije

26,2 1309,7

Lignit iz podzemneeksploatacije

27,6 1027,6

Su{eni lignit 26,7 862,4

Dizel i lo`-uqe 20,23,0 0,6 200,0 5,0 15,0

921,3

Mazut 21,1 993,3

Prirodni gas (suvi) 15,3 1,0 0,1 150,0 5,0 20,0 ‡

* odre|eno na osnovu jedn. (3) i (4)

EMEF AC

ji j

i i

=×

106(3)

Sumpor dioksid ne spada u kategoriju primarnih GHG. CO2 u atmosferi

reaguje sa raznim fotohemijski proizvedenim oksidansima stvaraju}i sulfatne

aerosole. Smatra se da usled stvarawa ovih aerosola dolazi do pojave efekta

lokalnog sniàvawa prose~ne tem per a ture vazduha [10]. Sagorevawem fosilnih

goriva koja sadrè sumpor, koncentracija ovih ~estica u atmosferi se pove}ava.

Procena je da je vi{e od 80% emisije SO2 usled antropogenih uticaja posledica sago-

revawa ugqa [11]. Usled nedostatka preciznijih informacija o sadràju sumpora u

kori{}enim gorivima, metodologija [8] preporu~uje da se za procenu emitovanog SO2

koristi jedn. (3) uzimaju}i za vrednosti emisionog faktora SO2 izraènog u kg/TJ:

EFPR

H

RA AESOi S

i

di

Si

Si

22

100

1 100

100

100

100=

-æ

è

çç

ö

ø

÷÷

-æ

è

çç

ö

ø

÷÷106 (4)

U jedn. (4) PRSi je sadràj sumpora u gorivu [%], RAS

i ‡ sadràj sumpora u

pepelu [%], AESi ‡ procenat odstrawivawa sumpora iz procesa (zanemaren u ovom

prora~unu), i H di ‡ dowa toplotna mo} goriva [TJkt–1].

Za sadràj sumpora u gorivima PRSi preuzete su standardne preporu~ene

vrednosti [8] i to: u mazutu i lo`-uqu 2%, kamenom ugqu 3,65%, mrkom ugqu 1,19%,

su{enom lignitu 0,51% i lignitu iz podzemne eksploatacije 1%. Zbog malog sadr-

àja sumpora u prirodnom gasu, emisija SO2 pri sagorevawu prirodnog gasa nije uzeta

u obzir u ovom prora~unu. Za sadràj sumpora u pepelu RASi usvojeno je 7% za sva

~vrsta goriva i 0,2% za sva te~na goriva.

Vrednosti prora~unatih koli~ina emitovanih GHG pri proizvodwi top-

lotne energije u JPT u Srbiji za 1990, 1998. i 2008. godinu date su u tabl. 6. U tablici

su prikazane i neto emisije ovih gasova izraènih u CO2 ekvivalentu (CO2 ekv.). Ova

vrednost se dobija kori{}ewem standardnih vrednosti za potencijale globalnog za-

grevawa (1 za CO2, 21 za CH4 i 310 za N2O). U tabl. 6 su date i vrednosti ukupno emito-

vanog CO2 ukup., definisanog kao zbir vrednosti emisija CO2 i CO2 ekv..

Emisija CO2 iz toplana u 1998. godini iznosila je oko 88,83% emisije u 1990.

godini pri potro{wi goriva od 0,535 Mtoe, dok je 2008. godine pri potro{wi goriva


189

Tablica 6. Godi{wa emisija GHG pri proizvodwitoplotne energije u JPT u Srbiji

GodinaKoli~ina emitovanog gasa [t]

CO2 CH4 N2O NOx NMVOC CO SO2 CO2 ekv. CO2 ukup.

1990. 1714343 43,78 15,24 4822 113,53 401,45 18643 5645 1719988

1998. 1522984 31,88 10,42 4268 112,05 424,54 10598 3898 1526882

2008. 1616328 36,79 9,25 4440 123,48 463,66 9905 3639 1619967

od 0,590 Mtoe, emisija CO2 dostigla nivo od 94,28% emisije u 1990. godini. Promena

koli~ine proizvedene toplotne energije i koli~ine emitovanog CO2, CO2 ekv. i CO2 ukup.

tokom posmatranog perioda prikazana je na sl. 1. Prikazane vrednosti su relativne u

odnosu na vrednost emisije u 1990. godini.

Koli~ina emitovanih gasova CH4, N2O, NOx, CO, NMVOC i SO2 u periodu

1990‡2008. godine je na sl. 2 prikazana relativno u procentualnom u delu koli~ina

emitovanih bazne 1990. godine.Do smawewa emisije CO2 u 2008. go-

dini u odnosu na 1990. godinu uz isto-vremeno pove}awe koli~ine proizve-dene toplotne energije od 8,85%, do{-lo je zahvaquju}i ~iwenicama da je uposmatranom periodu ostvarena pove-}ana potro{wa goriva u proizvodwitoplotne energije i da je zna~ajno pove- }ana koli~ina kori{}enog prirodnoggasa, a smawena potro{wa mazuta iugqa. Pove}awe procentualnog u~e{-}a prirodnog gasa u ukupnoj potro{wigoriva je dovelo i do zna~ajnog smawe-wa emisije ve}ine GHG u 2008. godini.Tako je emisija N2O smawena za 39,5%,NOx za 7,92%, CH4 za 15,97% i SO2 za46,87%, dok su emisije CO i NMVOCuve}ane za 15,5% odnosno 8,8% u odnosu na 1990. godinu.

Procentualni udeo emisije CO2

usled sagorevawa prirodnog gasa u emi- siji CO2 ekv. porastao je sa 20,26% u 1990.na 54,31% u 2008. godini (tabl. 7), dokse udeo u~e{}a te~nih goriva smawiosa 46,91% u 1990. na 28,59% u 2008. godi-ni. Udeo ~vrstih goriva u emisijiCO2ekv. smawio se sa 32,50% u 1990. na16,87% u 2008. godini.

Nesigurnost prora~una emisijeGHG odre|ena je prema IPCC uputstvu[12]. U tabl. 7 dat je pregled kqu~nihizvora emisije CO2 i odgovaraju}evrednosti kombinovane nesigurnostiizra~unate na osnovu nesigurnosti zaaktivnosti/koli~ine goriva i nesi-gurnosti za emisioni faktor tog iz-vora.


190

Slika 1. Promena koli~ine proizvedenetoplotne energije i koli~ine emitovanog

CO2 u periodu1990‡2008. godine

Slika 2. Promena emitovanih koli~inaCH4, N2O, NOx, CO, NMVOC i SO2

u periodu 1990‡2008. godine

Projekcije emisije GHG sagorevawem fosilnih gorivaza proizvodwu toplotne energije

Izrada nacionalnih akcija za ublaàvawe, od strane ne-Aneks I ~lanica

Konvencije, jedan je od kqu~nih ciqeva Okvirne konvencije UN o promeni klime i

smawewu GHG na globalnom nivou [4]. Sprovo|ewem nacionalnih akcija za ublaà-

vawe dràva Srbija bi potvrdila opredeqenost da u skladu sa svojim mogu}nostima

ograni~ava emisije GHG i razvija svoju ekonomiju na principima odrìvog razvoja.

Pod pretpostavkom da }e se proizvodwa toplotne energije do 2012. pove}ati

za 10%, a do 2015. godine za 15% u odnosu na baznu 2008. godinu (osnovni sce nario), uz

nepromeweno procentualno u~e{}e fosilnih goriva koja su bazne 2008. godine ko-

ri{}ena za proizvodwu toplotne energije, izvr{eni su prora~uni emisije GHG za

dva razli~ita scenarija.


191

Tablica 7. Kqu~ni izvori emisije i kombinovana nesigurnost wihoveprocewene emisije GHG u Srbiji za 1990. 1998. i 2008. godinu

Godina 1990. 1998. 2008. Nesigurnostodre|ivawa

[%]Kqu~ne kategorije

izvoraCO2 ekv.

[Gg]Nivo[%]

Kum.[%]

CO2 ekv.

[Gg]Nivo[%]

Kum.[%]

CO2 ekv.

[Gg]Nivo[%]

Kum.[%]

OC

2 i

rp

m

on

ran

oi

catsu

waver

ogas

Lo`-uqe 15 0,25 0,25 17 0,32 0,32 6 0,11 0,11 7

Mazut 2609 46,66 46,91 1162 23,42 23,74 1500 28,48 28,59 7

Kameni ugaq 137 1,62 48,53 24 0,33 24,06 37 0,46 29,06 ‡

Mrki ugaq 2379 28,62 77,15 1677 22,73 46,79 1070 13,67 42,73 12

Su{eni lignit 81 0,99 78,14 121 1,68 48,47 71 0,92 43,65 7

Podzemni lignit 101 1,27 79,41 209 2,99 51,45 135 1,82 45,47 7

Prirodni gas 325 20,26 99,67 687 48,29 99,74 820 54,31 99,78 7

Tablica 8. Projekcija emisija GHG prema scenarijima I i II

Godina/scenario

Koli~ina emitovanog gasa [t]

CO2 CH4 N2O NOx NMVOC CO SO2 CO2 ekv. CO2 ukup.

2008. 1616328 36,79 9,25 4440 123,48 463,66 9905 3639 1619967

2012. 1777961 40,47 10,17 4884 135,82 510,03 10896 4003 1781963

2015. 1858777 42,31 10,63 5106 142,00 533,21 11391 4185 1862962

2012–I 1654443 40,47 6,04 4407 135,82 510,03 6607 2723 1657166

2015–I 1729645 42,31 6,32 4608 142,00 533,21 6907 2847 1732492

2012–II 2138098 75,14 18,84 5750 135,82 423,35 28116 7418 2145516

2015–II 2235284 78,56 19,70 6012 142,00 442,59 29394 7755 2243039

Prvi sce nario (I) predvi|a prome-

nu emisije GHG u odnosu na baznu 2008.

godinu pod pretpostavkom supstituci-

je ~vrstih goriva prirodnim gasom.

Drugi sce nario (II) predstavqa slu~aj

kada bi se umesto potrebne koli~ine

prirodnog gasa koristila odgovaraju}a

koli~ina mazuta. Prora~un emisije

GHG za 2012. i 2015. godinu sproveden je

prema metodologiji [8] i dobijeni re-

zultati su prikazani u tabl. 8. Dija-

gramima na sl. 3 su dobijeni rezultati

prikazani relativno u odnosu na vred-

nost ukupne emisije CO2 u baznoj 2008.

godini.

Uticaj strukture kori{}enih goriva na emisiju CO2 ukup. se najdirektnije

ogleda u ~iwenici da o~ekivano pove}awe emisije CO2 u 2015. godini u odnosu na 2008.

godinu prema scenariju (I) iznosi 113 Gg, dok prema scenariju (II) to pove}awe iznosi

skoro 5,5 puta vi{e tj. 623 Gg. Prema scenariju (I) emitivana koli~ina CO2 u 2012.

godini bi, bez obzira na pretpostavqeno pove}awe proizvodwe, bila ve}a za 2,36% u

odnosu na emisiju u baznoj 2008, a 7,73% mawa od o~ekivane emisije u 2012. godini

prema osnovnom scenariju, dok bi pove}awe prema scenariju (II) iznosilo 32,28% u

odnosu na baznu 2008. godinu odnosno 25,72 prema osnovnom scenariju. Emitivana

koli~ina CO2 u 2015. godini bi prema scenariju (I) bila ve}a za 7,01% od emisije u

baznoj 1998. godini, a prema scenariju (II) to pove}awe bi iznosilo 38,29%.

Emisija CH4 u 2015. godini dobijena prema scenariju (II) je za 86% ve}a nego

vrednost emisije prema scenariju (I). Analogno, vrednost emisije N2O u 2015. godini

je prema scenariju (II) ve}a za 212%, a emisija SO2 za 197% od emisija dobijenih na os-

novu scenarija (I).

Zakqu~ak

Smatra se da je emisija GHG jedan od glavnih uzro~nika aktuelnih klimat-

skih promena. Stoga je neophodno da se neprestano radi na smawewu emisije GHG.

Smatra se da se veliki potencijal za smawewe emisije GHG u javnom sektoru za cen-

tralno snabdevawe toplotnom energijom i toplom vodom u Srbiji nalazi u supstitu-

ciji ugqa i mazuta prirodnim gasom i/ili biomasom i u uvo|ewu savremenih tehno-

lo{kih re{ewa (kombinovana proizvodwa elektri~ne i toplotne energije i pos-

trojewa sa gasno-parnim ciklusom i kogeneracijom).

U ovom radu su prikazani podaci o potro{wi energenata i rezultati prora-

~una emisije GHG pri proizvodwi toplotne energije u toplanama javnih preduze}a

daqinskog grejawa u Srbiji za izabrane reprezentativne godine. U okviru posebne

studije, direktno od javnih komunalnih preduze}a koja se bave isporukom toplotne


192

Slika 3. Projekcije emisije CO2 ukup. za 2012.i 2015. godinu prema scenarijima I i II

energije za 50 gradova u Srbiji prikupqeni su podaci o potro{wi energenata, pro-

izvedenoj toplotnoj energiji i grejnoj povr{ini stambenog i poslovnog prostora po

godinama u periodu 1990‡2008. Kao reprezentativne godine navedenog perioda

izabrane su 1990, 1998. i 2008. godina. Prora~un ukupne emisije GHG usled sagore-

vawa fosilnih goriva za proizvodwu toplotne energije sproveden je prema revidi-

ranoj IPCC metodologiji za izradu inventara GHG, pri ~emu su u prora~unu kori{-

}ene standardne preporu~ene vrednosti za dowi toplotni efekat i emisione fakto-

re kori{}enih goriva.

Na osnovu prikupqenih i obra|enih podataka uo~eno je da je u periodu od

1990. do 2008. godine do{lo do zna~ajnog porasta kori{}ewa prirodnog gasa, a sma-

wewa potro{we mazuta i ugqa, {to je bilo pra}eno pove}awem proizvodwe toplot-

ne energije (potro{we goriva) na godi{wem nivou. Do smawewa emisije CO2 u 2008.

godini za 5,72% u odnosu na 1990. godinu, uz istovremeno pove}awe koli~ine proizve-

dene toplotne energije od 8,85%, do{lo je zahvaquju}i ~iwenicama da je u posmatra-

nom periodu ostvarena pove}ana potro{wa goriva u proizvodwi toplotne energije i

da je zna~ajno pove}ana koli~ina kori{}enog prirodnog gasa, a smawena potro{wa

mazuta i ugqa. Pove}awe procentualnog u~e{}a prirodnog gasa u ukupnoj potro{wi

goriva je dovelo i do zna~ajnog smawewe emisije ve}ine GHG u 2008. godini u odnosu

na 1990. godinu.

Prora~unata je emisija GHG u 2012. i 2015. godini usled sagorevawa fosil-

nih goriva koja se u JPT koriste za proizvodwu toplotne energije, za dva razli~ita

scenarija. Prvi sce nario predvi|a pove}awe emisije GHG pod pretpostavkom

supstitucije ~vrstih goriva prirodnim gasom, a drugi predstavqa slu~aj kada bi

prirodni gas u potpunosti bio zamewen mazutom. O~ekivano pove}awe proizvodwe

toplotne energije za oba scenarija je 10% do 2012. i 15% do 2015. godine u odnosu na

baznu 2008. godinu.

Prora~unom je dobijeno da je emisija CO2 u 2015. godini u odnosu na 2008.

godinu skoro 5,5 puta vi{a prema scenariju (II) nego vrednost emisije dobijena prema

scenariju (I). Emisija CH4 u 2015. godini dobijena prema scenariju (II) je za 86% ve}a

nego vrednost emisije prema scenariju (I). Analogno, vrednost emisije N2O u 2015.

godini je prema scenariju (II) ve}a za 212%, a emisija SO2 za 197% od emisija dobije-

nih na osnovu scenarija (I). Dobijeni rezultati omogu}avaju da se kvantitativno oce-

ni uticaj procentualnog u~e{}a odre|ene vrste goriva ~ijim sagorevawem se proiz-

vodi toplotna energija na emisiju GHG i prednost jednog u odnosu na drugi sce nario.

Oznake

EFC ‡ emisioni faktor ugqenika, [tTJ–1]H d

i ‡ dowa toplotna mo}, [TJkt–1]mi ‡ godi{wa potro{wa fosilnih goriva, [t]Mtoe‡ miliona tona ekvivalentne nafte, [×106 t]OCi ‡ procenat oksidiranog ugqenika, [%]PRS

i ‡ sadr`aj sumpora u gorivu, [%]RAS

i ‡ sadr`aj sumpora u pepelu, [%]TJ ‡ teraxul, [×1012J]


193

Literatura

[1] ***, Slu`beni list SRJ, Me|unarodni ugovori, broj 2/97, 1997.[2] ***, Zakon o potvr|ivawu Kjoto protokola uz Okvirnu konvenciju Ujediwenih na-

cija o promeni klime („Slu`beni glasnik RS”, br. 88/07, 2007)[3] ***, Prva (Inicijalna) nacionalna komunikacija Republike Srbije ‡

http://www.ekoplan.gov.rs/srl/up load-centar/dokumenti/razno/inicijalna_nacionalna_komunikacija.pdf

[4] ***, IPCC, Tech nol o gies. Pol i cies and Mea sures for Mit i gat ing Cli mate Change, IPCC Tech -ni cal Pa per I, 1996, http://www.ipcc.ch/pub/techrep.htm

[5] ***, Ministarstvo rudarstva i energetike: Pro gram ostvarivawa strategije razvojaenergetike Republike Srbije do 2015. godine za pe riod od 2007. do 2012. godine,Beograd, 2007.

[6] Predrag Stefanovi} i dr., Emisija gasova sa efektom staklene ba{te u toplanama ugradovima Republike Srbije u periodu od 1990. do 2008. godine, Interni izve{tajNIV-ITE 445, 2010.

[7] www.ero-ks.org[8] ***, The Re vised 1996 IPCC Guide lines for Na tional Green house Gas In ven to ries, Tier 1,

1996[9] ***, United Na tions Frame work Con ven tion on Cli mate Change (UNFCCC), New York,

1992[10] Hought on, J., Global Warm ing, the Com plete Brief ing, Ox ford, UK, 1994[11] Vernon, J. L., Coal and En vi ron men tal Qual ity through out the 1990s and Sul phur Emis sions

World wide, En ergy Busi ness Re view, 1 (1990), 2, 35-60[12] ***, IPCC, Good Prac tice Guid ance and Un cer tainty Man age ment in Na tional Green house

Gas In ven to ries, Geneve, Swit zer land, 2000

Ab stract

Emis sions of Green house Gases within the Pub licDis trict Heat ing Plants of Ser bia

by

Predrag Lj. STEFANOVI], Zoran J. MARKOVI]*,Vukman V. BAKI], Dejan B. CVETINOVI],Valentina M. TURANJANIN, and Ma rina P. JOVANOVI]

Lab o ra tory for Thermal En gi neer ing and En ergy,Vin~a In sti tute of Nu clear Sci ences, Uni ver sity of Bel grade, Bel grade, Ser bia

It is ev i dent that global cli mate change has led to sig nif i cant changes of Ser biacli mate char ac ter is tics. Each of the sce nar ios of cli mate change in the re gion of Ser biashows that some of eco nomic sec tors will be highly af fected by the ex pected changes. It isthere fore nec es sary to con tin u ally work on green house gases (GHG) emis sions re duc -tion.


194

Re pub lic of Ser bia, a non-An nex I mem ber States of the Frame work Con ven -tion on Cli mate Change (UNFCCC), seeks to con trib ute in achiev ing the ba sic ob jec tivesof the Con ven tion, in ac cor dance with their ca pa bil i ties and the prin ci ples of sus tain ablede vel op ment. Prep a ra tion of na tional com mu ni ca tions and re lated doc u ments is one ofthe most im por tant ob li ga tion of non-An nex I coun tries.

Prerequirements for these ac tiv i ties are prep a ra tion of the in ven tory of GHGemis sions in rel e vant sec tors such as the en ergy, trans port, ag ri cul ture, waste, and for -estry. For the pur pose of a sep a rate study, build ing of data base on en ergy con sump tion in Re pub lic Ser bia, have been col lected data on gen er ated heat en ergy and to tal heat ingarea in the pe riod 1990-2008 from the pub lic dis trict heat ing plants lo cated in 50 cit ies ofSer bia. As a rep re sen ta tive of the afore men tioned pe riod, the years of 1990, 1998, and2008 have been se lected. Pa per pres ents re sults of cal cu la tion of GHG emis sions as a re -sult of the fos sil fu els com bus tion in pub lic dis trict heat ing en ter prises in Ser bia for theheat pro duc tion. Cal cu la tion of GHG emis sions was car ried out ac cord ing to the re visedIPCC meth od ol ogy, which pro vides stan dard net cal o rific val ues and emis sion fac tors forfos sil fu els of in ter est.

The pa per also pres ents es ti ma tion of GHG emis sions from the heat pro duc tionin the pub lic dis trict heat ing plants for years 2012 and 2015 us ing two dif fer ent sce nar ios.The first sce nario pre dicts an in crease of GHG emis sions un der the as sump tion that solidfu els are sub sti tuted by the nat u ral gas, and the sec ond one rep re sents the case where thenat u ral gas is com pletely re placed by liq uid oil fuel. The ex pected in crease of heat pro -duc tion is 10% by 2012 and 15% by 2015 in com par i son to the base year of 2008 for bothsce nar ios.

Key words: green house gas emis sions in ven tory, Re pub lic of Ser bia, pub lic dis trict heat ing plants, re vised IPCC meth od ol ogy, mit i ga tion

* Cor re spond ing au thor; e-mail: [email protected]

Rad primqen: 20. juna 2011.Rad revidiran: 22. juna 2011.Rad prihva}en: 29. juna 2011.


195

emisija gasova sa efektom staklene ba{te u toplanama...

Documents