Кіріспе
Ластаушы заттың шығарынды деңгейі
Шығарынды интенсивтілігі (сондай-ақ көміртегі интенсивтілігі немесе C. I.) – белгілі бір ластаушының шығарынды деңгейінің, нақты бір қызметтің немесе өндірістік процестің қарқындылығына қатысты өлшенгені. Мысалы, өндірілген энергияның бір мегажуліне бөлінетін көмірқышқыл газының грамдары немесе жалпы ішкі өнімге (ЖІӨ) шаққандағы парниктік газдар шығарындыларының арақатынасы. Шығарынды интенсивтілігі ауа ластаушылардың немесе парниктік газдардың шығарындыларын бағалау үшін қолданылады, бұл бағалау отынның жағылу мөлшеріне, мал шаруашылығындағы жануарлар санына, өнеркәсіптік өндіріс деңгейіне, жүрілген қашықтыққа немесе ұқсас қызмет деректеріне негізделеді. Шығарынды интенсивтілігі әртүрлі отын түрлерінің немесе қызметтердің қоршаған ортаға тигізетін әсерін салыстыру үшін де пайдаланылуы мүмкін. Кейбір жағдайларда, байланысты терминдер – эмиссия коэффициенті және көміртегі интенсивтілігі – бір-бірін алмастырып қолданылады. Әртүрлі салалар мен өнеркәсіптік секторларда қолданылатын терминология әртүрлі болуы мүмкін; әдетте, "көміртегі" термині басқа ластаушы заттарды, мысалы, бөлшектік шығарындыларды қамтымайды. Электр энергиясының әртүрлі көздерінен болатын шығарындыларды салыстыру үшін жиі қолданылатын көрсеткіш – киловатт-сағатқа шаққандағы көміртегі интенсивтілігі (ККК).
Әдістемелер
Процестердің көміртегі интенсивтігін бағалау үшін әртүрлі әдістемелерді қолдануға болады. Ең көп қолданылатын әдістемелердің қатарында:
The whole life cycle assessment (LCA): this includes not only the carbon emissions due to a specific process, but also those due to the production and end of life of materials, plants and machineries used for the considered process. This is a quite complex method, requiring a big set of variables. The well to wheels (WTW), commonly used in the Energy and Transport sectors: this is a simplified LCA considering the emissions of the process itself, the emissions due to the extraction and refining of the material (or fuel) used in the process (also "Upstream emissions"), but excluding the emissions due to the production and end of life of plants and machineries. This methodology is used, in the US, by the GREET model and in Europe in the JEC WTW WTW LCA hybrid methods, trying to fill in the gap between the WTW and LCA methods. In example, for an Electric Vehicle, an hybrid method considering also the GHG due to the manufacturing and the end of life of the battery gives GHG emissions 10–13% higher, compared to the WTW
Methods not considering LCA aspects but only the emissions occurring during a specific process; i. e. just the combustion of a fuel in a power plant, without considering the Upstream emissions. Different calculation methods can lead to different results. The results can largely vary also for different geographic regions and timeframes (see, in example, how C. I. of electricity varies, for different European countries, and how varied in a few years: from 2009 to 2013 the C. I. of electricity in the European Union fell on average by 20%, So while comparing different values of Carbon Intensity it is important to correctly consider all the boundary conditions (or initial hypotheses) considered for the calculations. For example, Chinese oil fields emit between 1.5 and more than 40 g of CO2e per MJ with about 90% of all fields emitting 1.5–13.5 g CO2e. Such highly skewed carbon intensity patterns necessitate disaggregation of seemingly homogeneous emission activities and proper consideration of many factors for understanding.
Толық өмірлік циклты бағалау (ТӨЖБ): Бұл әдіс нақты процестен туындайтын көміртегі шығарындыларын ғана емес, сонымен қатар қарастырылып отырған процеске қолданылатын материалдардың, жабдықтар мен машиналарын өндіру және пайдаланудан шығару кезеңдеріне байланысты шығарындыларды да қамтиды. Бұл өте күрделі әдіс, ол көптеген айнымалыларды қажет етеді. Энергетика және көлік салаларында кеңінен қолданылатын «құдықтан дөңгелекке» (WTW) әдістемесі: Бұл процестің өзінен және процесте қолданылатын материалды (немесе отынды) өндіру және тазартудан туындайтын шығарындыларды («Алдыңғы шығарындылар») ескеретін, бірақ жабдықтар мен машиналарын өндіру және пайдаланудан шығару кезеңдеріне байланысты шығарындыларды ескермейтін ТӨЖБ-нің оңайлатылған түрі. АҚШ-та бұл әдістеме GREET моделімен, ал Еуропада JEC WTW және WTW-ТӨЖБ гибридтік әдістемелерімен қолданылады, олар WTW және ТӨЖБ әдістемелері арасындағы алшақтықты толтыруға бағытталған. Мысалы, электр көлігі үшін гибридтік әдіс батареяның өндірісінен және пайдаланудан шығару кезеңдерінен туындайтын парниктік газдарды да ескере отырып, парниктік газдар шығарындыларын 10–13%-ға арттырады, бұл WTW әдістемесімен салыстырғанда.
The whole life cycle assessment (LCA): this includes not only the carbon emissions due to a specific process, but also those due to the production and end of life of materials, plants and machineries used for the considered process. This is a quite complex method, requiring a big set of variables. The well to wheels (WTW), commonly used in the Energy and Transport sectors: this is a simplified LCA considering the emissions of the process itself, the emissions due to the extraction and refining of the material (or fuel) used in the process (also "Upstream emissions"), but excluding the emissions due to the production and end of life of plants and machineries. This methodology is used, in the US, by the GREET model and in Europe in the JEC WTW WTW LCA hybrid methods, trying to fill in the gap between the WTW and LCA methods. In example, for an Electric Vehicle, an hybrid method considering also the GHG due to the manufacturing and the end of life of the battery gives GHG emissions 10–13% higher, compared to the WTW
Methods not considering LCA aspects but only the emissions occurring during a specific process; i. e. just the combustion of a fuel in a power plant, without considering the Upstream emissions. Different calculation methods can lead to different results. The results can largely vary also for different geographic regions and timeframes (see, in example, how C. I. of electricity varies, for different European countries, and how varied in a few years: from 2009 to 2013 the C. I. of electricity in the European Union fell on average by 20%, So while comparing different values of Carbon Intensity it is important to correctly consider all the boundary conditions (or initial hypotheses) considered for the calculations. For example, Chinese oil fields emit between 1.5 and more than 40 g of CO2e per MJ with about 90% of all fields emitting 1.5–13.5 g CO2e. Such highly skewed carbon intensity patterns necessitate disaggregation of seemingly homogeneous emission activities and proper consideration of many factors for understanding.
ТӨЖБ аспектілерін ескермейтін, тек нақты процесс кезінде туындайтын шығарындыларды ғана қарастыратын әдістемелер де бар; мысалы, электр стансасында отынды жағу, ал алдыңғы шығарындыларды ескермейді. Әртүрлі есептеу әдістемелері әртүрлі нәтижелерге әкелуі мүмкін. Нәтижелер әртүрлі географиялық аймақтар мен уақыт кезеңдеріне байланысты да айтарлықтай өзгеруі мүмкін (мысалы, әртүрлі еуропалық елдер үшін электр энергиясының көміртегі интенсивтігінің өзгеруін және бірнеше жыл ішіндегі өзгерісін қараңыз: 2009 жылдан 2013 жылға дейін Еуропалық Одақта электр энергиясының көміртегі интенсивтігі орташа есеппен 20%-ға төмендеді). Сондықтан, көміртегі интенсивтігінің әртүрлі мәндерін салыстырғанда, есептеулер үшін қарастырылған барлық шешімді жағдайларды (немесе бастапқы гипотезаларды) дұрыс ескеру маңызды. Мысалы, Қытайдың мұнай кен орындары 1,5 және 40 г CO2e/MJ-ден астам шығарынды береді, ал барлық кен орындарының 90%-ы 1,5–13,5 г CO2e шығарынды береді. Мұндай күрт айырмашылық көміртегі интенсивтігінің үлгілерін біртекті көрінетін шығарындылардың жіктелуін және түсіну үшін көптеген факторларды дұрыс ескеруді талап етеді.
The whole life cycle assessment (LCA): this includes not only the carbon emissions due to a specific process, but also those due to the production and end of life of materials, plants and machineries used for the considered process. This is a quite complex method, requiring a big set of variables. The well to wheels (WTW), commonly used in the Energy and Transport sectors: this is a simplified LCA considering the emissions of the process itself, the emissions due to the extraction and refining of the material (or fuel) used in the process (also "Upstream emissions"), but excluding the emissions due to the production and end of life of plants and machineries. This methodology is used, in the US, by the GREET model and in Europe in the JEC WTW WTW LCA hybrid methods, trying to fill in the gap between the WTW and LCA methods. In example, for an Electric Vehicle, an hybrid method considering also the GHG due to the manufacturing and the end of life of the battery gives GHG emissions 10–13% higher, compared to the WTW
Methods not considering LCA aspects but only the emissions occurring during a specific process; i. e. just the combustion of a fuel in a power plant, without considering the Upstream emissions. Different calculation methods can lead to different results. The results can largely vary also for different geographic regions and timeframes (see, in example, how C. I. of electricity varies, for different European countries, and how varied in a few years: from 2009 to 2013 the C. I. of electricity in the European Union fell on average by 20%, So while comparing different values of Carbon Intensity it is important to correctly consider all the boundary conditions (or initial hypotheses) considered for the calculations. For example, Chinese oil fields emit between 1.5 and more than 40 g of CO2e per MJ with about 90% of all fields emitting 1.5–13.5 g CO2e. Such highly skewed carbon intensity patterns necessitate disaggregation of seemingly homogeneous emission activities and proper consideration of many factors for understanding.
Еуропадағы көміртегі шығындары
Энергияны пайдаланудан болатын жалпы CO2 шығарындылары 2007 жылы 1990 жылғы деңгейден 5% төмен болды. 1990–2007 жылдар аралығында энергияны пайдаланудан CO2 шығарындылары жылына орташа есеппен 0,3%-ға азайды, ал экономикалық белсенділік (ЖІӨ) жылына 2,3%-ға өсті. 1994 жылға дейін төмендегеннен кейін (жыл сайын -1,6%), 2003 жылға дейін CO2 шығарындылары тұрақты түрде өсті (орташа есеппен 0,4%/жыл), содан кейін қайтадан баяу төмендеді (орташа есеппен 0,6%/жыл). Бір адамға шаққандағы жалпы CO2 шығарындылары 1990 жылғы 8,7 тоннадан 2007 жылы 7,8 тоннаға дейін төмендеді, яғни 10%-ға азайды. CO2 интенсивтілігінің төмендеуінің шамамен 40%-ы төмен эмиссиялық факторлары бар энергия тасымалдаушыларды пайдаланудың артуына байланысты. Жалпы ЖІӨ бірлігіне шаққандағы CO2 шығарындылары, яғни "CO2 интенсивтілігі", энергия интенсивтілігінен жылдам төмендеді: 1990–2007 жылдар аралығында орташа есеппен жылына 2,3% және 1,4%-ға төмендеді. Алайда, 2007 жылғы есептерде CO2 шығарындылары азайып бара жатқаны көрсетілсе де, соңғы зерттеулер бойынша, әлемдік шығарындылар тез өсіп келеді. IPCC жүргізген Климаттың өзгеруін азайту жөніндегі 2022 жылғы баяндамаға сәйкес, 2019 жылы әлемдік шығарындылар көлемі 59 гигатоннаны құрады. Бұл өткен онжылдықпен салыстырғанда жыл сайын шамамен 2,1%-ға өскенін, яғни әлемдік шығарындылардың жылдам өскенін көрсетеді. Еуропалық комиссияның мәліметтері бойынша, 2030 жылға қарай парниктік газдар шығарындыларын 1990 жылмен салыстырғанда кем дегенде 55%-ға азайту мақсатына жету үшін, ЕО-дағы энергияға жұмсалатын инвестициялар өткен онжылдыққа қарағанда екі есеге артып, осы онжылдықта жылына 400 миллиардтан астам евроға жетеді. Оның ішінде энергия тиімділігіне қажетті жылдық инвестициялар шамамен 300 миллиард евроны, ал электр желілері мен жаңартылатын энергия көздеріне шамамен 120 миллиард евроны құрайды.
Парниктік газдар инвентаризациясының есептілігі үшін эмиссия факторлары
Эмиссия факторларының ең маңызды қолданылуларының бірі – БҰҰ-ның Климаттың өзгеруі жөніндегі негіздемелік конвенциясына (UNFCCC) сәйкес, парниктік газдардың ұлттық тізімдерін есепке алу. UNFCCC-нің I қосымшасына енген Тараптар жыл сайын парниктік газдардың ұлттық жалпы шығарындыларын ресми есеп беру форматында ұсынуға міндетті, сондай-ақ қамтуға тиіс көздер мен отын түрлерінің санаттарын анықтауы керек. БҰҰ Көмірқышқыл газдар жөніндегі үкіметаралық топ (IPCC) әзірлеген және жариялаған, 1996 жылғы МХКК-ның қайта қарастырылған нұсқаулары, конвенцияға қатысушы мемлекеттердің парниктік газдардың ұлттық тізімдерінің ашықтығын, толықтығын, дәйектілігін, салыстырылатындығын және дәлдігін қамтамасыз ету үшін қолданылуға тиіс шығарындыларды бағалау әдістері ретінде қабылданды. Осы IPCC нұсқаулары стандартты эмиссия факторларының негізгі көзі болып табылады. Жақында IPCC ұлттық парниктік газдар тізімдері бойынша 2006 жылғы IPCC нұсқауларын жариялады. Осы және көптеген басқа парниктік газдар шығарындыларының факторларын IPCC-нің Эмиссия факторларының дерекқорынан табуға болады. Коммерциялық қолданысқа жарамды ұйымдық парниктік газдар шығарындыларының факторларын EmissionFactors.com іздеу жүйесінен табуға болады. Әсіресе CO2e емес шығарындылар үшін, бұл эмиссия факторларын жеке елдерге қолданғанда көбінесе жоғары дәрежедегі белгісіздік туындайды. Жалпы алғанда, елге тән эмиссия факторларын пайдалану, стандартты эмиссия факторларын пайдалануға қарағанда шығарындыларды дәлірек бағалауға мүмкіндік береді. IPCC-нің пікірінше, егер белгілі бір қызмет ел үшін шығарындылардың маңызды көзі болса («негізгі көз»), онда сол қызмет үшін елдік эмиссия факторын әзірлеу «жақсы тәжірибе» болып саналады.
Ауаны ластайтын заттардың түгендеуін есеп беру үшін эмиссия факторлары
Біріккен Ұлттар Ұйымының Еуропа экономикалық комиссиясы және Еуроодақтың 2016 жылғы Ұлттық шығарындылар шегі туралы директивасы елдерді Ауаның ұзақ мерзімді трансшекаралық ластануы туралы конвенцияның (CLRTAP) қағидаларына сәйкес жыл сайынғы Ұлттық ауа ластануының шығарындыларын есепке алу тізімін жасауды талап етеді. Еуропалық қоршаған орта агенттігінің Еуропалық мониторинг және бағалау бағдарламасы (EMEP) жұмыс тобы ауа ластағыштарының шығарындыларын және олармен байланысты шығарынды коэффициенттерін бағалау әдістерін жасады, олар EMEP/CORINAIR шығарындылар тізімі бойынша нұсқаулық және болжамдар TFEIP кітабында жарияланды.
Жеделділік мақсаттары
Көмір негізінен көміртектен тұрғандықтан, жағу кезінде көп мөлшерде шығарады: оның эмиссиялық қарқындылығы жоғары. Метаннан тұратын табиғи газдың әрбір көміртегіне 4 сутегі атомы тосқалағандықтан, оның эмиссиялық қарқындылығы орташа.
Әлемдегі барлық ірі белсенді мұнай кен орындарының ұңғымадан өңдеу зауытына дейінгі көміртегі интенсивтілігі (КИ)
Маснади және басқалардың 2018 жылғы 31 тамызда жариялаған, «Science» журналында шыққан мақаласында авторлар «ашық қолжетімді мұнай секторының көміртегі интенсивтігін (CI) модельдеу құралдарын» пайдаланып, «әлемдегі барлық ірі активті мұнай кен орындарының ұңғымадан мұнай өңдеу зауытына дейінгі көміртегі интенсивтігін (CI) модельдеуге және осы эмиссиялардың негізгі факторларын анықтауға» тырысты. Олар ең көп шикі мұнай із қалдыратын 90 елді салыстырды. Стэнфорд университеті жүргізген «Science» зерттеуі көрсеткендей, Канаданың шикі мұнайы әлемдегі «төртінші парниктік газдарды (GHG) ең көп бөлетін ел», Алжир, Венесуэла және Камеруннан кейін осы көрсеткіш бойынша көш бастап отыр.