Проект выполняется
Научно-образовательным
центром «Конвергенция
нано-, био- и инфотехнологий для
сбалансированного
регионального развития»

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом,
Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № 3
Средства смягчения последствий изменения климата
Бескровная М.В., к.т.н., доц.

Донецкий национальный университет, Донецк, Украина

Проект «Низко-углеродные возможности для
индустриальных регионов Украины (LCOIR-UA)»
Лекция подготовлена по проекту в
рамках грантового контракта
№ DCI/ENV 2010/243-865
Проект финансируется
Европейским Союзом

Цикл лекций по изменению климата
и климатическим технологиям для
студентов естественнонаучных
факультетов университетов
ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Основные проблемы с которыми сталкивается человечество уже сейчас:
1.
Антропогенная деятельность приводит к выбросам парниковых газов в
атмосферу;
2.
Повышение уровня парниковых газов уже приводит к изменению климата;
3.
Согласно климатическим моделям, к 2100 году глобальная температура
повысится на 1,4-5,8°C;
4.
Изменение климата, вероятно, окажет значительное воздействие на
окружающую среду во всем мире;
5.
Человеческое общество столкнется с новыми видами опасностей и
воздействий;
6.
Людям и экосистемам придется приспосабливаться к будущим
климатическим режимам;
7.
Для стабилизации атмосферных концентраций парниковых газов потребуется
приложить огромные усилия;
8.
Международное сообщество пытается решить эту проблему посредством
реализации Конвенции об изменении климата;
9.
Исключительно важное значение имеет сокращение неопределенностей в
том, что касается изменения климата, вызываемых им воздействий и
стоимости различных вариантов ответных действий
Проект финансируется
Европейским Союзом

2

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом
Историю изменения климата Земли можно объяснить
изменениями концентрации углекислого и иных
парниковых газов в атмосфере

Механизм парникового эффекта (Источник: Climate Vitae Graphics)
Проект финансируется
Европейским Союзом

3

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом
2. СТРАТЕГИЯ СМЯГЧЕНИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ
ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Успех смягчения последствий изменения климата основывается на
трех столпах:
1.
2.

3.

Первый состоит в установлении цены на выбросы углерода. Два основных
способа установления цены – это налогообложение и торговля квотами на
выбросы;
Второй столп, на котором основывается смягчение последствий
климатических изменений, – это изменение поведения в самом широком
смысле. Успешная стратегия, в конечном счете, требует, чтобы потребители
и инвесторы переходили на источники энергии с низким содержанием
углерода;
Международное сотрудничество является третьим столпом в триаде
стратегии смягчения. Богатые страны должны возглавить борьбу с
климатическими изменениями: им придется первыми предпринять наиболее
глубокие сокращения выбросов. Чтобы избежать опасных изменений
климата, необходимо добиться перехода развивающихся стран к
низкоуглеродному
потреблению.
Международное
сотрудничество
способствует облегчению этого перехода, следя за тем, чтобы траектории
выбросов не препятствовали развитию человека и экономическому росту.

Проект финансируется
Европейским Союзом

4

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом
3. УЛАВЛИВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ДВУОКИСИ
УГЛЕРОДА
1.

2.

3.

Улавливание и хранение двуокиси углерода (СО2) – УХУ – это
процесс, включающий отделение СО2 от промышленных и
энергетических источников, транспортировку к месту хранения
и долгосрочную изоляцию от атмосферы;
В большинстве сценариев прогнозируется, что обеспечение
первичной энергией будет по-прежнему зависеть от
ископаемых видов топлива по меньшей мере до середины
века;
Улавливание СО2 может применяться в отношении крупных
точечных источников. В таком случае СО2 подвергают сжатию
и транспортируют для хранения в геологических формациях, в
океане, природных карбонатах или для использования в
промышленных процессах.

Проект финансируется
Европейским Союзом

5

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом
4. НА КАКОМ ЭТАПЕ НАХОДИТСЯ В
НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ТЕХНОЛОГИЯ УХУ?
Существуют разные типы систем улавливания СО2:
1.
2.
3.

Улавливание после сжигания;
До сжигания;
С сжиганием обогащенного кислородом топлива.
−

−

−

Улавливание СО2 после сжигания топлива в энергетических установках
является экономически осуществимым при определенных условиях.
Оно используется для улавливания СО2 из части дымовых газов,
выбрасываемых рядом существующих энергоустановок;
Первоначальные этапы улавливания до сжигания, связанные с
преобразованием
топлива,
являются
более
сложными
и
дорогостоящими, процесс сепарации упрощается благодаря более
высоким концентрациям СО2 в газовом потоке и более высокому
давлению;
Сжигание с обогащением топлива кислородом находится на
демонстрационном этапе и требует применения кислорода с высокой
степенью чистоты.

Проект финансируется
Европейским Союзом

6

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом
5. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПАРТНЕРСТВА И
МЕЖДУНАРОДНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
В настоящее время уже реализованы или запланированы несколько
крупных проектов по хранению:
1.
2.
3.
4.
5.

6.

В рамках проекта, начатого в 1996 году, в глубинный соляной резервуар
под дном Норвежского сектора Северного моря уже закачено на хранение
более 9 млн. т CO2;
Проект ORC (Нидерланды) и месторождении "Ин-Салах" в Алжире и проч.;
Проекты другого типа основаны на использовании СО2 для увеличения
нефтеотдачи пласта (УНП);
В течение трех лет на угольной шахте в Аллисоне, Нью-Мексико, США,
осуществлялся экспериментальный проект по повышению извлекаемости
метана из угольного пласта с использованием СО2;
Одним из важных ключевых аспектов, является выявление наиболее
оптимальных резервуаров для хранения и оценки их вместимости. В
рамках проекта GESTCO в Европе проведено обследование геологических
ресурсов;
Сотрудничество в проведении этих видов деятельности нередко
организовано или скоординировано по линии международных программ;
одной из таких программ, имеющих наиболее продолжительную историю,
является Программа МЭА по НИОКР в области парниковых газов, которая
была создана в 1991 году

Проект финансируется
Европейским Союзом

7

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Поддержание устойчивого углеродного баланса требует «управления
недостаточностью» поглощать парниковые газы Землей

•
•
•
•

Ключевой составляющей стратегии действий в ответ на
изменения
климата
является
разработка
новых
технологий;
Технология улавливания и хранения CO2 достаточно
отработана и внедрение ее может начаться уже сейчас;
Хранение CO2 в геологических структурах предоставляет
уникальную возможность значительно снизить объемы
выбросов CO2 в атмосферу;
Перед широкомасштабным внедрением процессов
улавливания и хранения CO2 необходимо решить ряд
сложных задач (технологии, общественное одобрение и
т.д.).
Проект финансируется
Европейским Союзом

8

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом
E-mail:
m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется
Европейским Союзом

Бескровная
Марина Викторовна,
К.т.н., доцент кафедры
ФНПМиЭ ДонНУ

9

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом
E-mail:
m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется
Европейским Союзом

Бескровная
Марина Викторовна,
К.т.н., доцент кафедры
ФНПМиЭ ДонНУ

9

Проект реализуется
Донецким национальным
университетом

Bez lect-3

  • 1.
    Проект выполняется Научно-образовательным центром «Конвергенция нано-,био- и инфотехнологий для сбалансированного регионального развития» Проект реализуется Донецким национальным университетом, Донецк, Украина ЛЕКЦИЯ № 3 Средства смягчения последствий изменения климата Бескровная М.В., к.т.н., доц. Донецкий национальный университет, Донецк, Украина Проект «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины (LCOIR-UA)» Лекция подготовлена по проекту в рамках грантового контракта № DCI/ENV 2010/243-865 Проект финансируется Европейским Союзом Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов
  • 2.
    ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ ИЗМЕНЕНИЯКЛИМАТА Основные проблемы с которыми сталкивается человечество уже сейчас: 1. Антропогенная деятельность приводит к выбросам парниковых газов в атмосферу; 2. Повышение уровня парниковых газов уже приводит к изменению климата; 3. Согласно климатическим моделям, к 2100 году глобальная температура повысится на 1,4-5,8°C; 4. Изменение климата, вероятно, окажет значительное воздействие на окружающую среду во всем мире; 5. Человеческое общество столкнется с новыми видами опасностей и воздействий; 6. Людям и экосистемам придется приспосабливаться к будущим климатическим режимам; 7. Для стабилизации атмосферных концентраций парниковых газов потребуется приложить огромные усилия; 8. Международное сообщество пытается решить эту проблему посредством реализации Конвенции об изменении климата; 9. Исключительно важное значение имеет сокращение неопределенностей в том, что касается изменения климата, вызываемых им воздействий и стоимости различных вариантов ответных действий Проект финансируется Европейским Союзом 2 Проект реализуется Донецким национальным университетом
  • 3.
    Историю изменения климатаЗемли можно объяснить изменениями концентрации углекислого и иных парниковых газов в атмосфере Механизм парникового эффекта (Источник: Climate Vitae Graphics) Проект финансируется Европейским Союзом 3 Проект реализуется Донецким национальным университетом
  • 4.
    2. СТРАТЕГИЯ СМЯГЧЕНИЯПОСЛЕДСТВИЙ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА Успех смягчения последствий изменения климата основывается на трех столпах: 1. 2. 3. Первый состоит в установлении цены на выбросы углерода. Два основных способа установления цены – это налогообложение и торговля квотами на выбросы; Второй столп, на котором основывается смягчение последствий климатических изменений, – это изменение поведения в самом широком смысле. Успешная стратегия, в конечном счете, требует, чтобы потребители и инвесторы переходили на источники энергии с низким содержанием углерода; Международное сотрудничество является третьим столпом в триаде стратегии смягчения. Богатые страны должны возглавить борьбу с климатическими изменениями: им придется первыми предпринять наиболее глубокие сокращения выбросов. Чтобы избежать опасных изменений климата, необходимо добиться перехода развивающихся стран к низкоуглеродному потреблению. Международное сотрудничество способствует облегчению этого перехода, следя за тем, чтобы траектории выбросов не препятствовали развитию человека и экономическому росту. Проект финансируется Европейским Союзом 4 Проект реализуется Донецким национальным университетом
  • 5.
    3. УЛАВЛИВАНИЕ ИХРАНЕНИЕ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА 1. 2. 3. Улавливание и хранение двуокиси углерода (СО2) – УХУ – это процесс, включающий отделение СО2 от промышленных и энергетических источников, транспортировку к месту хранения и долгосрочную изоляцию от атмосферы; В большинстве сценариев прогнозируется, что обеспечение первичной энергией будет по-прежнему зависеть от ископаемых видов топлива по меньшей мере до середины века; Улавливание СО2 может применяться в отношении крупных точечных источников. В таком случае СО2 подвергают сжатию и транспортируют для хранения в геологических формациях, в океане, природных карбонатах или для использования в промышленных процессах. Проект финансируется Европейским Союзом 5 Проект реализуется Донецким национальным университетом
  • 6.
    4. НА КАКОМЭТАПЕ НАХОДИТСЯ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ТЕХНОЛОГИЯ УХУ? Существуют разные типы систем улавливания СО2: 1. 2. 3. Улавливание после сжигания; До сжигания; С сжиганием обогащенного кислородом топлива. − − − Улавливание СО2 после сжигания топлива в энергетических установках является экономически осуществимым при определенных условиях. Оно используется для улавливания СО2 из части дымовых газов, выбрасываемых рядом существующих энергоустановок; Первоначальные этапы улавливания до сжигания, связанные с преобразованием топлива, являются более сложными и дорогостоящими, процесс сепарации упрощается благодаря более высоким концентрациям СО2 в газовом потоке и более высокому давлению; Сжигание с обогащением топлива кислородом находится на демонстрационном этапе и требует применения кислорода с высокой степенью чистоты. Проект финансируется Европейским Союзом 6 Проект реализуется Донецким национальным университетом
  • 7.
    5. СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПАРТНЕРСТВАИ МЕЖДУНАРОДНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В настоящее время уже реализованы или запланированы несколько крупных проектов по хранению: 1. 2. 3. 4. 5. 6. В рамках проекта, начатого в 1996 году, в глубинный соляной резервуар под дном Норвежского сектора Северного моря уже закачено на хранение более 9 млн. т CO2; Проект ORC (Нидерланды) и месторождении "Ин-Салах" в Алжире и проч.; Проекты другого типа основаны на использовании СО2 для увеличения нефтеотдачи пласта (УНП); В течение трех лет на угольной шахте в Аллисоне, Нью-Мексико, США, осуществлялся экспериментальный проект по повышению извлекаемости метана из угольного пласта с использованием СО2; Одним из важных ключевых аспектов, является выявление наиболее оптимальных резервуаров для хранения и оценки их вместимости. В рамках проекта GESTCO в Европе проведено обследование геологических ресурсов; Сотрудничество в проведении этих видов деятельности нередко организовано или скоординировано по линии международных программ; одной из таких программ, имеющих наиболее продолжительную историю, является Программа МЭА по НИОКР в области парниковых газов, которая была создана в 1991 году Проект финансируется Европейским Союзом 7 Проект реализуется Донецким национальным университетом
  • 8.
    ЗАКЛЮЧЕНИЕ Поддержание устойчивого углеродногобаланса требует «управления недостаточностью» поглощать парниковые газы Землей • • • • Ключевой составляющей стратегии действий в ответ на изменения климата является разработка новых технологий; Технология улавливания и хранения CO2 достаточно отработана и внедрение ее может начаться уже сейчас; Хранение CO2 в геологических структурах предоставляет уникальную возможность значительно снизить объемы выбросов CO2 в атмосферу; Перед широкомасштабным внедрением процессов улавливания и хранения CO2 необходимо решить ряд сложных задач (технологии, общественное одобрение и т.д.). Проект финансируется Европейским Союзом 8 Проект реализуется Донецким национальным университетом
  • 9.
    E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua Проект финансируется Европейским Союзом Бескровная МаринаВикторовна, К.т.н., доцент кафедры ФНПМиЭ ДонНУ 9 Проект реализуется Донецким национальным университетом
  • 10.
    E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua Проект финансируется Европейским Союзом Бескровная МаринаВикторовна, К.т.н., доцент кафедры ФНПМиЭ ДонНУ 9 Проект реализуется Донецким национальным университетом