Выбросы парниковых газов: виды эмиссии, коэффициенты статистика в мире и в России

На увеличение парникового эффекта и глобальное потепление оказывают влияние выбросы парниковых газов (ПГ).

К ним относятся углекислый газ (СО₂), метан (СН₄), оксид азота (N₂O) и фторированные углеводороды.

СО₂ — основной парниковый газ, который выделяется при сжигании ископаемых видов топлива — нефти, угля и природного газа.

Метан (СН₄) выделяется в результате жизнедеятельности животных, разложения органических материалов и при процессах в рисовых полях. Оксид азота (N₂O) возникает в результате сжигания топлива, использования азотных удобрений и разложения органических материалов.

Выбросы (эмиссия) парниковых газов в атмосферу несут серьезные последствия для климата и окружающей среды. Они повышают температуру Земли с учетом климатических зон, а также повышают уровень моря. Существенная мера в борьбе с изменением климата — снижение выбросов ПГ в глобальных масштабах.

В статье мы рассмотрим понятие выбросов парниковых газов, примеры внешних эффектов от выбросов, а также мировую статистику в данном вопросе.

Определение понятия выбросов (эмиссии) парниковых газов

В ГОСТ Р ИСО 14064-1-2021 «Газы парниковые» понятие «выброс парниковых газов» определяется как выпуск ПГ в атмосферу.

В глоссарии под парниковыми выбросами подразумевается высвобождение ПГ в атмосферу в границах заданного района в заданный интервал времени.

Причины

Что содействует выбросам парниковых газов или основные причины выбросов:

1. Использование природных видов топлива: сжигание угля, нефти и газа для выработки энергии и работы транспорта. В соответствии со статистикой, четвертая часть антропогенных выбросов ПГ в мире приходится на сжигание природного топлива для производства электроэнергии и тепла. При этом выделяется порядка 40% от глобального объема СО₂.
2. Промышленные процессы: производство товаров и материалов (цемент, сталь, пластик и др.).
3. Сельское хозяйство: применение удобрений, переработка отходов, жизнедеятельность животных, рисоводство приводят к выбросам метана и оксида азота. Сжигание остатков растений (сахарного тростника, риса, пшеницы), кроме выбросов закиси азота и метана, способствует высвобождению углекислого газа.
4. Лесозаготовка и обезлесивание.
5. Транспорт. Использование автомобилей, грузовиков, самолетов и судов на ископаемых видах топлива приводит к выбросам ПГ, особенно углекислого газа. Порядка 14% мировых выбросов ПГ приходится на сжигание дизельного топлива и бензина, использующихся для питания мировых транспортных систем.
6. Обработка отходов. Размещенные на свалках отходы при отсутствии кислорода приводят к выделению метана.
7. Изменение статуса землепользования. Преобразование лесов в сельскохозяйственные угодья или использование лесных площадей под застройку городов приводит к выбросам СО₂.

В процессе жизнедеятельности человека также происходят выбросы ПГ (метана, закиси азота) от сточных вод при разложении органического вещества.

Что значит прямые и косвенные выбросы?

Формулировка и определения прямых и косвенных выбросов содержится в ГОСТ Р ИСО 14064-1-2021 «Газы парниковые», пункт 3.1. В приложении «В» данного документа приведена классификация выбросов ПГ. С целью упрощения распознавания источников ПГ выбросы скомпонованы в 6 категорий и могут иметь подкатегории.

Прямые выбросы

Относятся к категории 1. Прямые выбросы ПГ — выбросы из собственных источников ПГ предприятия или контролируемых им. Собственные источники ПГ — ресурсы, расположенные внутри пределов организации, управляющей или владеющей ими. Среди собственных источников ПГ предприятия выделяют стационарные и мобильные.

К подкатегориям прямых выбросов относятся выбросы:

1. От стационарных аппаратов сжигания какого-либо ископаемого топлива или биологической массы на неподвижном оснащении (котлы, турбины, нагреватели).
2. От передвижных агрегатов сжигания топлива в транспорте, принадлежащем организации.
3. Прямые технологические выбросы на производстве (например, химическое, нефтегазовое производство, изготовление извести и цемента).
4. От землепользования и лесного хозяйства, с охватыванием всех ПГ.
5. Летучие (неорганизованные), когда парниковые газы выделяются в антропогенных системах.

Например:

• утечки из оснащения;
• сварные соединения, клапаны и фланцы;
• сельскохозяйственные процессы (использование азотных удобрений, отходы домашнего скота, брожение и гниение навоза);
• бесконтрольное разложение отходов;
• выбросы от сжигания в факелах при прямой вентиляции газа.

В соответствии с областями охвата, прямые выбросы ПГ относятся к Scope 1.

Косвенные

Косвенные выбросы ПГ — это те, что производятся источниками, которые не принадлежат и не контролируются предприятием.

Косвенные выбросы имеют связь с потреблением энергии, а также иных ресурсов, полученных от внешних источников, служащих для обеспечения разного рода деятельности.

Национальным стандартом ГОСТ Р ИСО 14064-1-2021 обозначено 5 категорий косвенных выбросов ПГ (2, 3, 4, 5, 6 категории) от следующих источников.

От импортируемой энергии (категория 2)

Это выбросы от сжигания топлива на выработку тепла, электроэнергии, сжатого или охлажденного воздуха, потраченные предприятием.

К подкатегориям относятся косвенные выбросы:

• зависящие от выработки и потребления электрической энергии, которую импортирует предприятие;
• связанные с произведенной энергией, которую организация потребляет через физическую сеть.

От транспорта (категория 3)

К этой категории относятся выбросы от передвижных источников сжигания топлива на транспорте. Это разные перевозки товаров и людей на транспортных средствах, не принадлежащих предприятию и не контролируемых им.

В эту группу (при потребности) также входят выбросы:

• от утечек холодильного газа;
• зависящие от предыдущих этапов хозяйственной деятельности (выпуск, распределение топлива);
• образующиеся при строительстве транспортного оснащения.

К подкатегориям косвенных транспортных выбросов относятся выбросы:

• появляющиеся вследствие совершения услуг перевозок грузов;
• от обслуживания перевозок грузов, не оплачиваемых предприятием, а вырабатываемых за счет других покупателей цепочки поставок;
• от перевозок сотрудников организации от дома до места работы;
• от перевозок посетителей и клиентов предприятия, включая выбросы транспорта при доставке этой категории людей к объекту;
• от деловых поездок на транспорте, включая командировочные поездки.

От продукции, которой пользуется организация (категория 4)

К классу относятся выбросы, появляющиеся из источников, размещенных за пределами предприятия, связанные с товарами, находящимися в пользовании организации. К категории относятся неподвижные или передвижные источники, связанные с товарами, которые приобретает предприятие.

Примеры подкатегорий выбросов:

• от купленных товаров, связанных с выпуском продукции;
• от основных средств (товары производственного направления, с длительным сроком эксплуатации, закупаемые и используемые предприятием).

Выбросы, связанные с использованием конечных продуктов, выпускаемых предприятием (категория 5)

Сюда входит учет выбросов ПГ от стадии завершения производственного процесса.

Подкатегории выбросов:

• от применения продукции;
• от имущества, сданного в аренду;
• выбросы на конечной стадии жизни продукта, включая утилизацию отходов;
• выбросы от инвестиций.

Из других источников (категория 6)

К этой группе отнесены выбросы организации, не подходящие ни под один из классов. За содержание данной категории ответственность лежит на предприятии.

Примеры подкатегорий косвенных выбросов ПГ:

Косвенные выбросы ПГ на уровне предприятия также разграничивают по области охвата 2 и охвата 3 (Scope 2, Scope 3). К Scope 2 относятся косвенные выбросы от импортированной энергии. Остальные 4 класса учитываются в Scope 3.

Еще одна классификация косвенных выбросов ПГ по цепочкам поставок: вверх и вниз.

Объединенная классификация выбросов ПГ предприятия представлена на рисунке:

Что такое внешние выбросы?

В соответствии с формулировкой в пункте 3.1.7 ГОСТ Р ИСО 14064-1-2021, под внешним выбросом имеется в виду другой косвенный выброс ПГ, не принадлежащий к выбросам верхнего и нижнего сегментов.

На основании подпункта 3.1.3 ГОСТа под другим косвенным выбросом подразумевается выброс ПГ вследствие деятельности предприятия, возникающий от источника ПГ, владельцем которого является другая организация или контролирующая данный источник.

Фугитивная эмиссия

К классу источников фугитивных выбросов относятся организованные и неорганизованные атмосферные выбросы метана и углекислого газа, возникающие в процессе:

1. Подземной добычи угля.
2. Проведения технологических операций с природном газом и сырой нефтью. Это продувка скважин, отрезков газопроводов, технологических трубопроводов и оборудования. Изменение режимов функционирования газоперекачивающих устройств, остановки, пуски, а также вытеснение газом воздуха, стравливание из зон газопроводов, коммуникаций, технологического оборудования.
3. Залповых выбросов или постоянных сформированных выбросов при удалении технологических газов в атмосферу через свечи и дефлекторы (стравливание, рассеивание, удаление) без каталитического окисления или сжигания.

Пример внешних эффектов от выброса парниковых газов

В области производства и потребления продукции решения компаний или отдельных физических лиц могут затрагивать интересы людей, не принимающих прямое участие в той или иной операции.

Когда такие эффекты набирают обороты, могут возникать проблемы — внешние эффекты. Их считают одной из основных причин вторжения в экономическую область органов госуправления.

К сложной современной проблеме внешних эффектов относятся выбросы парниковых газов. Накопление ПГ в атмосфере вследствие антропогенной деятельности считают одной из основных причин глобального потепления климата.

По мнению ученых при непринятии мер, ограничивающих выбросы парниковых газов, проблема будет углубляться, вплоть до изменения климата с вытекающими из этого обстоятельствами. Так, вследствие разрушения основных фондов и снижения производительности в сельскохозяйственной сфере возможен ущерб для экономической деятельности.

В этом случае имеют место внешние эффекты, так как за последствия изменения климата станет платить весь мир, а механизмы принуждения к ответственности виновных в получении выгоды от деятельности, вызывающей выбросы ПГ, отсутствуют.

Атмосфера — всеобщее мировое благо, от которой пользу получают все, в связи с этим добиться согласования этого вопроса между частными лицами способом переговоров невозможно.

Интернализовать общественные затраты от выбросов парниковых газов в мировых масштабах трудно из-за издержек для определенных компаний или частных лиц, а также сложностей контроля реализации таких мероприятий на мировом уровне.

Если организации, домашние хозяйства и физические личности не выполняют интернализацию выгод своих экономических действий и косвенных издержек, внешние эффекты образовывают значительные проблемы для экономической политики.

Возникшая проблема между издержками или выгодой на общественном и частном уровнях вызовет неэффективные результаты работы рынка.

Для полной интернализации издержек и выгод часто необходимо вмешательство государства. Одним из перспективных способов интернализации негативных последствий от парникового эффекта является продажа или покупка прав на вредные выбросы.

Государством для каждой территории устанавливаются допустимые предельные объемы на определенный период времени. Продажа или покупка временных квот (разрешений) на выбросы осуществляется в виде лицензий с аукциона, соответственно с установленными объемами. Чем больше организаций в определенной отрасли купит лицензии, тем выше конкурентная способность рынка квот.

Статистика в мире

В соответствии с материалами статистических данных, учеными проведен анализ вклада стран BRICS в выбросы парниковых газов на глобальном уровне в разные периоды времени.

На графике 1 приведена статистика накопления выбросов углекислого газа странами BRICS за период 1901 – 2021 гг.

График 1

На графике 2 показана величина выбросов СО₂ на единицу произведенной энергии в странах BRICS, в долях единицы, с 1965 по 2021 гг.

График 2

Статистику общих выбросов всех видов ПГ в странах BRICS в период 1990-2019 гг. можно проследить на графике 3.

График 3

Из графика 3 видно, что сумма выбросов ПГ в странах BRICS за 2019 год составила 19.36 GtCO₂. В соответствии со статистикой, за 2019 год в мире поступило в атмосферу 37.08 GtCO_2.. Исходя из этого, на долю стран BRICS пришлось 52.2% от общего мирового выброса парниковых газов.

На основании других научных данных, в 2010 году доля в общих мировых выбросах ПГ составила:

• углекислого газа — 73.4%;
• метана — 17.6%;
• закиси азота — 6.7%;
• перфторуглеродов, гидрофторуглеродов, гексафторида серы — 2.4%.

Распределение стран по выбросам ПГ в 2010 году (в убывающем порядке) отражено в таблице:

Ситуация в России

В Четвертом двухгодичном докладе России приведены сведения о выбросах ПГ за 1990-2017 гг.

Так, в 2017 году общий объем антропогенных выбросов в РФ составил 2155.5 млн т СО₂-экв., что соответствовало 67.6% общего выброса 1990 года.

С 1990 по 1998 год из-за отрицательной ситуации в экономическом секторе в РФ наблюдался существенный спад выбросов ПГ. С 1999 по 2008 год произошел экономический подъем в производственной сфере, что вызвало увеличение потребления и, соответственно, небольшой рост выбросов ПГ.

В 2009 году Россию затронул мировой экономический кризис, что привело к очередной волне спада выбросов. С 2010 по 2012 гг. после кризисного периода началось восстановление экономики и вновь возобновился рост выбросов ПГ.

Период 2013-2014 гг. ознаменовался уменьшением совокупного выброса на 55.6 млн т СО₂-экв. (2013 год) и 56.8 млн т СО₂-экв. (2014 год) по сравнению с 2012 годом. В дальнейшие годы наблюдалось увеличение совокупного выброса ПГ (в 2017 году прирост, по сравнению с 2014 годом, составил 3.2%).

Динамика распределения выбросов ПГ по секторам представлена на диаграмме:

В выбросах не учитывались землепользование и лесное хозяйство.

Распределение глобального выброса ПГ по секторам в процентном отношении в 1990 и 2017 годах показано на рисунке 1:

Рисунок 1

Преобладающим в структуре выбросов является энергетический сектор (78.9% в 2017 году).

На рисунке 2 представлена доля различных ПГ в 1990 и 2017 гг. в общем выбросе:

Рисунок 2

Ведущая роль отведена углекислому газу (СО₂): 79.2 % (1990 год), 76.4% (2017 год). Его основной источник — сжигание ископаемого топлива в энергетическом секторе.

Все коэффициенты и значения выбросов ПГ по секторам экономики можно увидеть в таблицах ниже.

Энергетика (таблица 1):

Промышленные процессы (таблица 2):

Сельское хозяйство (таблица 3):

Землепользование и лесное хозяйство (таблица 4):

Отходы производства и потребления (таблица 5):

Заключение

Выбросы парниковых газов — серьезная проблема, влияющая на изменение климата Земли. Парниковые газы задерживают тепло в атмосфере и приводят к повышению парникового эффекта, что вызывает глобальное потепление и ухудшение климатических условий.

Выбросы ПГ происходят из различных источников, включая энергетику, промышленность, транспорт и другие виды деятельности человека и представляют серьезные последствия для окружающей среды и человечества.