Stanovení územně specifických emisních faktorů ze spalování rafinérského plynu a propan butanu

Transkript

1 Stanovení územně specifických emisních faktorů ze spalování rafinérského plynu a propan butanu Eva Krtková Sektorový expert IPPU Národní inventarizační systém skleníkových plynů

2 Národní inventarizační systém ČR A co ostatní paliva? kapalná paliva t.č. v řešení LPG Rafinérský plyn default EF (t C/TJ) nár. spec. EF (t C/TJ) cca 15.2 tyto národně specifické emisní faktory budou použity již v příští submisi; do submise 2015 budou nár. spec. EF i pro ostatní KP

3 Inventarizace skleníkových plynů spalovací procesy spalování paliva za účelem vyvinutí energie tepelné, elektrické sektor 1A Energetika neustálé vylepšování kvality reportingu národně specifické podmínky Revised 1996 Guidelines standardně stanovené emisní faktory tzv. default

4 Vztahy pro výpočet emisí Faktor obsahu uhlíku CC (Carbon Content Factor) Hmotnost uhlíku m C vplynu je součtem hmotností uhlíku v jednotlivých složkách plynu m Ci m Ci lze vyjádřit na základě počtu uhlíkových atomů N Ci v molekule složky i, atomové hmotnosti a hmotnosti této složky m i Pro výhřevnost plynu Q platí vztah

5 Vztahy pro výpočet emisí Výsledky analýz paliv plynného skupenství (např. u zemního nebo u rafinérského plynu) se však obvykle udávají vmolárních zlomcích y i (y i =n i /n), kde n i a n jsou látková množství složky i a plynu. Vtakových případech je třeba vyjádřit hmotnostní zlomky pomocí zlomků molárních kde M je střední molární hmotnost plynu (M = y i M i ). U zemního plynu se výhřevnost obvykle uvádí vztažená na objem Q v (MJ/m 3 ), přičemž kde d (kg/m 3 ) je hustota plynu. Tato hustota ovšem závisí na teplotě a tlaku proto je třeba veličiny Q v a d vyjadřovat za jasně definovaných podmínek. V plynárenství se obvykle používá tzv. obchodních podmínek, kde se Q v a d uvažují při absolutní teplotě T = 288,15 K (tj. 15 o C) a za normálního tlaku p = 101,33 kpa. Pokud hustota plynu není známa na základě měření, lze ji vypočítat ze stavové rovnice kde R je univerzální plynová konstanta (8,314 kj kmol 1 K 1 ) a z je kompresibilitní faktor, který je za atmosférického tlaku prakticky roven jedné. Dosazením hodnot pro výše uvedené obchodní podmínky (288,15 K; 101,33 kpa) do rovnice (9) je obdržen číselný výraz pro výpočet hustoty plynu potřebné pro výpočet Q v zrovnice (8) 0,0423 Při stanovení emisí oxidu uhličitého se obvykle používá emisního faktoru EF, a je tedy třeba faktor CC násobit poměrem molárních hmotností CO 2 a uhlíku tedy koeficientem 3,664. Protože emisní faktor EF se obvykle vyjadřuje v t CO 2 /TJ, je nutné výsledek vynásobit konverzním koeficientem Tedy 3664

6 Územně specifický emisní faktor pro CO 2 ze spalování rafinérského plynu nekondenzovatelný plyn získaný během destilace ropy nebo ze zpracování ropných produktů (např. z krakování) v rafinériích vodík (okolo 40 % molárních), metanu (okolo 25 % molárních) a dalších nižších alifatických uhlovodíků (C2 C7) tři soubory dat pro odlišné technologie používané v České rafinérské, a.s. údaje o složení plynu (ve formě molárních zlomků jednotlivých složek) vletech 2008 až 2012 analýzy byly pořizovány zhruba ve čtyřdenních intervalech vobou českých rafinériích z analýz u všech tří souborů byla pořízena průměrná roční složení, zkterých byly u plynů A, B a C vypočteny výhřevnosti a emisní faktory pro jednotlivé roky 2008 až 2012

7 CS EF rafinérský plyn : průměrná hodnota emisního faktoru z období 2008 až 2012 EF =55,08 t CO 2 /TJ a průměrná výhřevnost Q = 46,22 MJ/kg národně specifické hodnoty emisního faktoru pro rafinérský plyn jsou blízké standardní (default) hodnotě EF = 57,5 t CO 2 /TJ (IPCC, 2006) Soubor A výhřevnost MJ/kg 46,88 46,86 47,61 46,98 46,75 EF t CO 2 /TJ 57,62 55,53 53,82 55,51 57,55 Podíl spotřeby plynu 44,3% 48,5% 44,9% 41,6% 48,3% Soubor B výhřevnost MJ/kg 43,78 43,69 44,28 42,96 44,57 EF t CO 2 /TJ 54,32 55,64 54,29 58,48 55,86 Podíl spotřeby plynu 30,2% 25,3% 27,9% 30,5% 26,3% Soubor C výhřevnost MJ/kg 47,49 47,25 47,81 47,07 47,32 EF t CO 2 /TJ 52,02 52,24 51,93 53,41 54,06 Podíl spotřeby plynu 25,5% 26,2% 27,2% 27,9% 25,4% Vážené průměry výhřevnost MJ/kg 46,10 46,16 46,74 45,78 46,32 EF t CO 2 /TJ 55,19 54,70 53,44 55,83 56,22

8 Územně specifický emisní faktor pro CO 2 ze spalování propan butanu směsí C2 C5 uhlovodíků, přičemž C3 a C4 uhlovodíky převažují zkapalňovány pod tlakem pro účely dopravy, skladování a distribuce 2 varianty LPG Parametr letní směs zimní směs C2-uhlovodíky a inerty - %, max, 7 7 C3-uhlovodíky - %, min, C4-uhlovodíky - % C5-a vyšší uhlovodíky - %, max, 3 2 Nenasycené uhlovodíky - %, max, Sirovodík mg*kg -1, max, 0,2 0,2 Obsah síry mg*kg -1, max,

9 Územně specifický emisní faktor pro CO 2 ze spalování propan butanu průměrné složení LPG distribuovaného na území České republiky pro letní i zimní období data o složení LPG od České rafinérské, a.s. jakožto majoritního distributora tohoto paliva norma ČSN Plyn LPG letní LPG zimní C2 0,2 0,1 Propan 38,5 58,7 Propylen 7,2 4,5 Izobutan 25,6 27,9 n-butan 15,7 5,9 Suma butenů 12,2 2,8 C5 a vyšší 0,6 0,1 Poměr výroby letní směs : zimní směs = cca 1 : 1,1

10 Územně specifický emisní faktor pro CO 2 ze spalování propan butanu nedostupná data v časové řadě norma ČSN norma ČSN (starší) CO 2 EF pro LPG souhlasí s hodnotou 65,6 t CO 2 /TJ (Harmelen & Koch, 2002), (Nizozemí) standardně doporučovaná (default) hodnota IPCC (IPCC, 2006) nižší 63.1 t CO 2 /TJ default hodnota IPCC podhodnocena EF pro čistý etan vychází dle postupu uvedeného výše 61,6 t CO 2 /TJ a pro čistý propan 64,6 t CO 2 /TJ doporučovaná hodnota IPCC možná pro směs C2 a C3 uhlovodíků, ale NE LPG Ukazatel Letní směs Zimní směs Vážený průměr EF (t CO 2 /TJ) 66,22 65,53 65,86 Q (MJ/kg) 45,85 46,03 45,95 Podíl výroby 47,6% 52,4%

11 A co dál? ostatní kapalná paliva motorová update CS EF pro uhlí příští rok na semináři ÚOČO publikace CS EF pro RP a LPG v Plyn (9/2014)

12 DĚKUJI ZA POZORNOST