Семинар по применению модели GAINS для ревизии Гетеборгского

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

Семинар по применению модели GAINS для ревизии Гетеборгского протокола с фокусом на ключевые меры по улучшению качества атмосферного воздуха в Европе и роль стран ВЕКЦА в этом процессе 20 -21 июня 2011 IIASA, Лаксенбург

Janusz Cofala (IIASA), Stefan Åström (IVL) Модель GAINS Методология расчета выбросов и оценка потенциала их снижения

Outline • общая информация • метод • наглядные результаты

Общая информация о модели GAINS • Модель GAINS является обновленной и улучшенной версией более ранней модели RAINS • Модель RAINS изначально была разработана для поддержки Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (КТЗВБР) • Модель GAINS дает возможность предлагать международные стратегии снижения трансграничного переноса загрязнений, ориентированные на воздействия • Эти стратегии дешевле, чем стратегии с одинаковыми для всех стран целями качества воздуха • Модель GAINS включает также расчет парниковых газов • Модель GAINS обеспечивает поддержку при работе с вопросами загрязнения воздуха в ЕС и в рамках КТЗВБР, а также усилия ЕС по снижению выбросов парниковых газов внутри ЕС

Общая информация о модели GAINS • Модель рассчитывает экономическую эффективность с "техникоэкономической" точки зрения (влияние на макроэкономику не рассматривается) • Модель не включает денежную оценку воздействия загрязнения воздуха на здоровье населения и окружающую среду. Анализ затрат-выгод может выполняться в качестве отдельного задания другой исследовательской группой (AEA Technology) • Существет несколько версий модели: - Онлайн версия анализа сценариев для стран: Ø Европы (в рамках сети EMEP), Центральной Азии (включая Китай), Южной Азии, других стран мира - Оффлайн версия, минимизирующая затраты, используется IIASA Ø национальные модели длa: Ирландии, Италии, Нидерланов, Швеции, России - Калькулятор усилий по снижению выбросов парниковых газов (для стран Приложения I)

Методология GAINS – Важное напоминание!! Модель показывает упрощенную версию реальности, которая может быть использована с целью демонстрации сложных взаимодействий

Методология GAINS – Важное напоминание!! Разработка сценариев Сценарий – это описание вероятного, согласованного будущего развития системы (например, энергетики, транспорта или сельского хозяйства) Целями разработки сценария являются: • количественное представление различных направлений будущего развития технических систем и анализ последствий этих направлений развития (затраты, воздействие на окружающую среду) • анализ изменений системы в результате изменения внешних параметров Friedrich, 2010

Подход множества загрязнителей /множества воздействий

Структурные блоки модели GAINS Энергетические и сельскохозяйственные прогнозы PRIMES, POLES, CAPRI, IEA, национальные прогнозы Варианты контроля выбросов Выбросы Затраты Рассеивание в атмосфере Воздействие загрязнения воздуха, Ряд выбросов парниковых газов Симуляция/ Режим анализа сценариев, доступный онлайн

Режим оптимизации модели GAINS Энергетические и сельскохозяйственные прогнозы PRIMES, POLES, CAPRI, IEA, национальные прогнозы Варианты контроля выбросов Выбросы Затраты ОПТИМИЗАЦИЯ Рассеивание в атмосфере Воздействие загрязнения воздуха, Ряд выбросов парниковых газов Экологические цели

Модели помогают разделить стратегические и технические вопросы Лица и организации, принимающие решения Модели Принимают решение относительно: Определяют экономическиэффективные и устойчивые меры: • Уровня амбиций (экологических целей) • Уровня приемлемого риска • Желания платить • Баланс мер контроля по различным странам, секторам и загрязняющим веществам • Региональные различия в Европе • Побочные эффекты стратегий • Максимизация синергизма с другими проблемами качества воздуха • Поиск устойчивых стратегий Amann, 2009

Аггрегирование данных по энергетическим ресурсам Категории топлив: • Уголь • Нефть • Газ • Биомасса • Возобновляемые источники • Атомная энергия • Электричество • Тепло (пар, горячая вода) Включая различные типы и градации Секторы первого уровня: • Тепло- и электроэнергетика • Преобразование энергии • Промышленность • Бытовое потребление • Транспорт • Неэнергетическое использование Далее разделены на секторы второго и т. д. уровней

Аггрегирование данных по передвижным источникам • Дорожный транспорт – Легковые автомобили и малолитражные автобусы – Грузовые автомобили и автобусы большой грузоподъемности – Мотоциклы и мопеды, оснащенные 2 -х или 4 -х тактными двигателями • Внедорожные передвижные источники – Железные дороги, авиация, внутренние водные пути – Национальное морское судоходство и ловля рыбы – Передвижные механизмы, применяемые в промышленности, строительстве и сельском хозяйстве – Другие (бытовой сектор, газонокосилки, лесохозяйственная и военная техника) • Для каждого источника оценивается количество транспортных средств и потребление топлива. Для дорожного транспорта оценивается также пробег

Аггрегирование данных по процессам Производство сырья: • сталь • алюминий • другие металлы • цемент • стекло • нефть и природный газ • нефтепереработка • удобрения… Хранение и транспортировка продукции: • уголь • сельскохозяйственная продукция • металлическая руда • удобрения • другие… Строительная деятельность Перереботка и удаление отходов

Варианты контроля выбросов загрязняющих веществ: Стационарные источники: • SO 2: • • – Топлива с низким содержанием серы – Контроль "в топке" – Десульфаризация дымовых газов – Контроль выбросов от процессов NOx: – Модификация процесса сгорания – Каталитическое и некаталитическое снижение NH 3: – Изменения в рационе питания – Адаптация животноводческих построек и очистка воздуха – Методы хранения и применения навоза – Замена мочевины • VOC: • PM – Основные методы управления – Замена растворителей – Меры "на конце трубы" – Циклоны, (электро-)фильтры – Более чистые промышленные процессы – Улучшенные котлы и печи – Надлежащая технология Передвижные источники: • Стандарты EURO • Эквиваленты EURO для внедорожных источников

База данных модели GAINS по мерам контроля выбросов SO 2: NOx: PM: NH 3: VOC: GHG: 180 вариантов мер 400 вариантов мер 850 вариантов мер (для передвижных источников – те же меры, что и для NOx) 110 вариантов мер 500 вариантов мер 300 (примерно), включая структурные меры для CO 2, варианты мер для CH 4, N 2 O, F-газов szczagner, Klimont, 2009

Методология модели GAINS - сценарии • С помощью использования базы данных, содержащей информацию о: – показателях выбросов без учета мер контроля – рассеивании загрязнений по Европе – чувствительности экосистем, распределении населения – технологиях и вариантах снижения выбросов, включающих такие параметры как: • эффективность снижения выбросов • затраты на применение • И с использованием сценарных оценок (прогнозов), содержащих данные о: – видах деятельности, вызывающих загрязнение – степени применения технологий по снижению выбросов

Результаты модели GAINS • Модель GAINS может рассчитать следующие результаты: – Выбросы в стране – Обусловленное выбросами воздействие на окружающую среду и здоровье населения – Затраты на снижение выбросов в стране • С учетом того, что: – Некоторые методы снижения выбросов могут привести к увеличению выбросов других загрязняющих веществ – Выбросы в некоторых странах оказывают большее воздействие на здоровье населения и окружающую среду, чем выбросы других стран

Методология модели GAINS– Расчет выбросов i, j, k, m Страна, сектор, топливо, мера/метод контроля Ei Выбросы в стране i A Объем деятельности в данном секторе ef Фактор эмиссии “неочищенного газа" effm Эффективность снижения выбросов с помощью меры m X Степень применения рассматриваемой меры контроля Klimont, 2009

Расчет затрат в модели GAINS • • Все затраты выражены в Euro 2005 После учета налога Метод "годовых затрат" Затраты основаны на международных инвестициях и опыте эксплуатации • Для развивающихся стран в стоимость инвестиций включены локальные компоненты • Три уровня учетной ставки – 4% (social) – 10% (business) – 20% (private)

Компоненты затрат • Общие (одинаковые для всех стран) - удельные затраты на инвестиции, - фиксированные затраты на эксплуатацию (ОМ), - необходимая дополнительная рабочая сила, энергия и материалы • Специфические (зависящие от страны) - размер установки, - заводские факторы, - цены на рабочую силу, электричество, топливо и другие материалы - стоимость переработки и удаления отходов

Расчет затрат на снижение выбросов Компоненты затрат: • общие (одинаковые для всех стран) - удельные годовые затраты на инвестиции, Iann - фиксированные затраты на эксплуатацию, OMfix - необходимая дополнительная рабочая сила, энергия и материалы, OMvar • зависящие от страны, OMvar - размер установки, - заводские факторы, - цены на рабочую силу, электричество, топливо и другие материалы - стоимость переработки и удаления отходов C = Iann + OMfix + OMvar Cofala, 2009

Расчет рассеивания загрязняющих веществ (Зависимость источник-рецептор для PM 2. 5 – из модели EMEP) PM 2. 5 j Среднегодовая концентрация PM 2. 5 в –ячейке-рецепторе j I Ряд источников выбросов (стран) J Ряд рецепоторов (ячеек сети) pi Первичные выбросы PM 2. 5 в стране i si Выбросы SO 2 в стране i ni Выбросы NOx в стране i ai Выбросы NH 3 в стране i αS, Wij, νS, W, Aij, σW, Aij, πAij Линейные матрицы переноса восстановленного и окисленного азота, серы и первичных PM 2. 5, для зимы, лета и среднегодовые

Воздействие загрязнения атмосферного воздуха Ущерб здоровью населения: • снижение ожидаемой продолжительности жизни, связанное с воздействием PM 2. 5 • смертность связанная с воздействием тропосферного озона Ушерб растительности: • подкисление и эвтрофикация лесов, полу-естественных экосистем, территорий Natura 2000 Выбросы парниковых газов

Результаты- примеры

Выбросы загрязняющих веществ в Европе в настоящем и будущем (2020), кт

Пример кривой затрат для SO 2 Кривые затрат описывают рост затрат на контроль выбросов в зависимости от роста снижаемых выбросов

Снижение ожидаемой продолжительности жизни связанное с мелкодисперсной пылью [месяцы] 2000 2020 CAFE базовый сценарий действующее законодательство 2020 Максимальное технически осуществимое снижение выбросов Снижение среднестатистической продолжительности жизни в результате воздействия неопределенных PM 2. 5 антропогенного происхождения, расчет для метеорологических данных 1997

Превышение выпадения кислот в лесных экосистемах 2000 2020 CAFE базовый сценарий Максимальное технически действующее законодательство осуществимое снижение выбросов Процент площади лесов с выпадением кислот выше уровня критических нагрузок, расчет для метеорологических данных 1997

Более подробная информация Документация http: //www. iiasa. ac. at/rains/gains-methodology. html? sb=10 Презентации http: //www. iiasa. ac. at/rains/meetings/GAINS-tutorial/presentations. html

Скачать презентацию Семинар по применению модели GAINS для ревизии Гетеборгского

273a1a2159c8b023cdfa17d8f1c8c15b.ppt

Количество слайдов: 30