Парниковые газы

Многие химические соединения в атмосфере действуют как парниковые газы. При попадании солнечного света на поверхность земли, часть его излучается обратно в космос в виде инфракрасного излучения. Парниковые газы поглощают это инфракрасное излучение, улавливая его тепло в атмосфере, создавая парниковый эффект. Парниковый эффект приводит к глобальному потеплению и изменению климата.

Что такое парниковые газы?

На протяжении тысячелетий мировое предложение парниковых газов было по существу стабильным. Природные процессы удаляли из атмосферы столько углерода, сколько высвобождали.

Деятельность человека привела к увеличению количества углекислого газа, метана и закиси азота в нашей атмосфере, создав «парниковый эффект», который улавливает энергию солнца и вызывает повышение температуры Земли. В результате климат во всем мире меняется . Это изменение увеличило интенсивность и частоту штормов, волн тепла, лесных пожаров и проливных дождей. Нарушение климата также вызывает повышение уровня моря, закисление океана, исчезновение видов растений и животных и таяние вечной мерзлоты. По мере того, как уровень загрязнения атмосферы Земли парниковыми газами продолжает расти, эти эффекты будут ухудшаться.

Парниковые газы имеют разные химические свойства и удаляются из атмосферы с течением времени различными процессами.

Например, углекислый газ поглощается так называемыми поглотителями углерода, такими как растения, почва и океан.

Фторированные газы разрушаются только солнечным светом в дальних верхних слоях атмосферы.

Влияние парникового газа на глобальное потепление зависит от трех ключевых факторов.

1. Сколько парниковых газов содержится в атмосфере. Концентрации измеряются в частях на миллион (ppm), частях на миллиард (ppb) или частях на триллион (ppt); 1 ppm для данного газа означает, например, что одна молекула этого газа находится в каждом 1 миллионе молекул воздуха.
2. Время его жизни – как долго он остается в атмосфере.
3. Насколько эффективно он удерживает тепло. Это называется его потенциалом глобального потепления , или GWP, и является мерой общей энергии, которую газ поглощает за определенный период времени (обычно 100 лет) по отношению к выбросам 1 тонны углекислого газа.

---

Приказом Минприроды России от 30.06.2015 № 300 “Об утверждении методических указаний и руководства по количественному определению объема выбросов парниковых газов организациями, осуществляющими хозяйственную и иную деятельность в Российской Федерации” утверждены категории источников выбросов и парниковые газы, подлежащие учету в организациях, а именно: диоксид углерода (CO2), метан (CH4), закись азота (N2O), трифторметан (CHF3), перфторметан (CF4), перфторэтан (C2F6), гексафторид серы (SF6).

---

Что такое выбросы парниковых газов?

С начала промышленной революции и появления паровых двигателей, работающих на угле, деятельность человека привела к увеличению объема парниковых газов, выбрасываемых в атмосферу.

Подсчитано, что в период с 1750 по 2011 год концентрация углекислого газа в атмосфере увеличилась на 40 процентов, метана – на 150 процентов и закиси азота – на 20 процентов.

Парниковые газы можно разделить на два разных типа: выбросы парниковых газов и выбросы парниковых газов с обратной связью.

Вынужденными парниковыми газами являются четыре газа: диоксид углерода, метан, закись азота и фторированные газы. Им требуется много лет, чтобы покинуть атмосферу. Они не реагируют на изменения температуры или давления воздуха, поэтому их нелегко удалить.

Выбросы парниковых газов с обратной связью – это водяной пар. Водяной пар существует в атмосфере всего несколько дней и является активным компонентом климатической системы. Он действует как обратная связь с парниковыми газами, распространяя парниковый эффект и усиливая согревающий эффект от воздействия парниковых газов.

Пять основных парниковых газов

Наиболее важные газы, вызывающие глобальное потепление за счет парникового эффекта, следующие:

Двуокись углерода

На долю двуокиси углерода (CO₂) приходится около 76 процентов глобальных антропогенных выбросов.

Метан

Хотя метан (CH₄) сохраняется в атмосфере гораздо меньше времени, чем углекислый газ (около десяти лет), он является более сильным парниковым газом. Его влияние на глобальное потепление в 25 раз больше, чем у углекислого газа за 100-летний период. В глобальном масштабе на него приходится примерно 16 процентов выбросов парниковых газов, производимых человеком.

Подробнее о метане, как о парниковом газе написано здесь.

Закись азота

Закись азота (N₂O) также сильный парниковый газ: его потенциал глобального потепления в 300 раз больше, чем у углекислого газа в 100-летнем масштабе. Он остается в атмосфере в среднем немногим более века. На его долю приходится около 6 процентов антропогенных выбросов парниковых газов во всем мире.

Фторированные газы

Фторированные газы являются антропогенными.

Хотя фторированные газы выбрасываются в меньших количествах, чем другие парниковые газы (на них приходится всего 2 процента антропогенных выбросов парниковых газов в мире), они улавливают значительно больше тепла. Потенциал глобального потепления для этих газов может составлять от тысяч до десятков тысяч. Фторированные газы имеют длительный срок распада в атмосфере, в некоторых случаях длящийся десятки тысяч лет.

 

Водяной пар

Отличается от других парниковых газов тем, что изменения его концентрации в атмосфере напрямую связаны не с деятельностью человека, а с потеплением, которое является результатом воздействия других парниковых газов, которые как и раз и выделяются от деятельности человека. Более теплый воздух содержит больше воды. А поскольку водяной пар является парниковым газом, больше воды поглощает больше тепла, вызывая еще большее потепление.

---

Из пяти парниковых газов три вызывают наибольшую озабоченность, поскольку они тесно связаны с деятельностью человека:

• Двуокись углерода является основным фактором изменения климата, особенно из-за сжигания ископаемого топлива.
• Метан образуется естественным путем, когда растительность сжигается, переваривается или гниет без кислорода. При добыче нефти и газа, животноводстве, свалках и рисоводстве выделяется большое количество метана.
• Закись азота , выделяемая химическими удобрениями и сжиганием ископаемого топлива, имеет потенциал глобального потепления в 310 раз больше, чем углекислый газ.

---

Перечень парниковых газов

Перечень парниковых газов, в отношении которых осуществляется государственный учет выбросов парниковых газов и ведение кадастра парниковых газов утвержден Распоряжением Правительства РФ от 22 октября 2021 г. № 2979-р.

Диоксид углерода

Метан

Закись азота (Монооксид диазота)

Гексафторид серы

Гидрофторуглероды (ГФУ):
ГФУ-23 трифторметан CHF3
ГФУ-32 дифторметан
ГФУ-41 фторметан CH3F
ГФУ-43-10mee 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-декафторпентан
ГФУ-125 пентафторэтан C2HF5(CF3CHF2)
ГФУ-134 1,1,2,2-тетрафторэтан C2H2F4(CHF2CHF2)
ГФУ-134a 1,1,1,2-тетрафторэтан C2H2F4(CHF2CHF2)
ГФУ-143 1,1,2-трифторэтан
ГФУ-143а 1,1,1-трифторэтан
ГФУ-152 1,2-дифторэтан
ГФУ-152а 1,1-дифторэтан
ГФУ-161 фторэтан
ГФУ-227еа 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан
ГФУ-236cb 1,1,1,2,2,3-гексафторпропан
ГФУ-236еа 1,1,1,2,3,3-гексафторпропан
ГФУ-236fa 1,1,1,3,3,3-гексафторпропан
ГФУ-245са 1,1,2,2,3-пентафторпропан
ГФУ-245fа 1,1,1,3,3-пентафторпропан
ГФУ-365mfc 1,1,1,3,3-пентафторбутан

Перфторуглероды (ПФУ):
ПФУ-14 тетрафторметан (перфторметан)
ПФУ-116 гексафторэтан (перфторэтан)
ПФУ-218 октафторпропан (перфторпропан)
ПФУ-3-1-10 декафторбутан (перфторбутан)
ПФУ-318 октафторциклобутан (перфторциклобутан)
ПФУ-4-1-12 додекафторпентан (перфторпентан)
ПФУ-5-1-14 тетрадекафторгексан (перфторгексан)
ПФУ-9-1-18 октадекафтордекалин (перфтордекалин)

Перфторциклопропан

Трифторид азота

“Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух” НИИ Атмосфера. 2008 г.

Парниковые газы

Код	Наименование вещества	Формула	Коэффициент потенциального глобального потепления1
0380	Углерод диоксид	СО2	1,0
0381	Азот закись	N20	320
0369	Сера гексафторид	SF6	23900
0410	Метан	СН4	24,5
0013	Гидрофторуглероды (ГФУ)
0966	HFC-23 Трифторметан (Фреон-23)	CHF3	11700
0957	HFC-32 Дифторметан (, Фреон-32)	СН2F2	650
0971	HFC-41	CH3F	150
0972	HFC-43-l0mee	C5H2F10	1300
0967	HFC-125 Пентафторэтан (Хладон-125)	C2HF5	2800
0974	HFC-134	C2H2F4(CHF2CHF2)	1000
0938	HFC-134a 1,1,1,2-Тетрафторэтан (Фреон 134-а)	C2H2F4 (CH2FCF3)	1300
0850	HFC-152a 1,1-Дифторэтан (Фреон-152)	C2H4F2 (CH3CHF2)	140
0977	HFC-143	C2H3F3 (CHF2CH2F)	300
0978	HFC-143a	CJH,F,(CF,CH0	3800
0989	HFC-227ea 1,1,1,2,3,3,3-Гептафторпропан (Хладон 227еа)	C3HF7	2900
0980	HFC-236fa	C3H2F6	6300
0981	HFC-245ca	C3H3F5	560
0014	Перфторуглероды (ПФУ)
0965	Перфторметан Тетрафторметан (Фреон-14)	CF4	6500
0963	Перфторэтан Гексафторэтан (Фреон-116)	С2F6	9200
0964	Перфторпропан Октафторпропан (Хладон-218)	C3F8	7000
0991	Перфторбутан Декафторбутан (Перфторбутан; Фреон 31-10)	C4F10	7000
0986	Перфторциклобутан	c-C4F8	8700
0987	Перфторпентан	C5F12	7500
0988	Перфторгексан	C6F14	7400

^{______________________}

¹ Потенциал глобального потепления (ПГП) (коэффициент потенциального глобального потепления) служит измерением способности газа в атмосфере улавливать тепло, излучаемое поверхностью земли, в сравнении с эталонным газом, которым обычно считается углерода диоксид. Время жизни газов в атмосфере характеризуется большими различиями, поэтому полученные результаты интегрируются по различным временным интервалам. Обычно выбирается временной горизонт в 100 лет. (Бюллетень МАГАТЭ, том 42, № 2, 2000 г, Вена, Австрия).

Отчетность по парниковым газам

Федеральный закон от 02.07.2021 № 296-ФЗ “Об ограничении выбросов парниковых газов”.

Регулируемые организации, к которым по утвержденным Правительством РФ критериям будут относиться юридические лица и ИП, деятельность которых сопровождается выбросами парниковых газов:

• эквивалентной 150 тыс. тонн углекислого газа и более – до 1 января 2024 года,
• после этой даты – 50 тыс. тонн и более,

обязаны будут ежегодно отчитываться о выбросах парниковых газов до 1 июля следующего за отчетным года.
Обязанность возникает с 2023 года.

Откуда берутся парниковые газы?

Производство электроэнергии и тепла

Сжигание угля, нефти и природного газа для производства электроэнергии и тепла составляет четверть мировых антропогенных выбросов парниковых газов.

Примерно 40% мировых выбросов CO₂ происходит в результате производства электроэнергии за счет сжигания ископаемого топлива для выработки тепла, необходимого для работы паровых турбин. Сжигание этих видов топлива приводит к образованию углекислого газа (CO₂ ) – основного улавливателя тепла, «парникового газа», ответственного за глобальное потепление.

Применение технологий умных электрических сетей может потенциально снизить выбросы CO₂.

Электрическая сеть состоит из трех основных секторов: генерации, передачи и распределения, а также потребления.

1. Умная генерация включает использование возобновляемых источников энергии (ветра, солнца или гидроэнергии).
2. Интеллектуальная передача и распределение основываются на оптимизации существующих активов воздушных линий электропередачи, подземных кабелей, трансформаторов и подстанций таким образом, чтобы в будущем потребовались минимальные генерирующие мощности.
3. Интеллектуальное потребление будет зависеть от использования более эффективного оборудования, такого как энергосберегающие осветительные лампы, позволяющие создавать умные дома и технологии гибридных подключаемых электромобилей.

Выбросы парниковых газов (объем) при нераспределенном сжигании топлива (7,8%)

Связанные с энергией выбросы от производства энергии из других видов топлива, включая электричество и тепло из биомассы; локальные источники тепла; комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ); атомная промышленность; и гидроаккумулятор.

Изменения в сельском хозяйстве и землепользовании

Около четверти мировых выбросов парниковых газов связано с сельским хозяйством и другими видами землепользования (в том такими как обезлесение).  Из них подавляющее большинство составляет метан (который образуется при разложении навоза, а также при жизнедеятельности крупного рогатого скота) и закись азота (часто выделяется при использовании тяжелых азотных удобрений).

Деревья, растения и почва поглощают углекислый газ из воздуха. Растения и деревья делают это посредством фотосинтеза (процесса, посредством которого они превращают углекислый газ в глюкозу). В почве обитают микробы, с которыми связывается углерод.

Таким образом, несельскохозяйственные изменения в землепользовании, такие как обезлесение, лесовозобновление (повторная посадка в существующих лесных районах) и облесение (создание новых лесных массивов), могут либо увеличить количество углерода в атмосфере (как в случае обезлесения), либо уменьшить его за счет поглощения , удаляя из воздуха больше углекислого газа, чем выделяют.

Когда деревья или растения вырубают, они больше не поглощают углекислый газ, а когда они сжигаются или разлагаются, они выделяют углекислый газ обратно в атмосферу .

Выбросы парниковых газов (объем):

при использовании энергии в сельском хозяйстве и рыболовстве (1,7%): выбросы, связанные с энергетикой, в результате использования техники в сельском хозяйстве и рыболовстве, например, топлива для сельскохозяйственных машин и рыболовных судов.

пастбища (0,1%): когда пастбища деградируют, эти почвы могут терять углерод, превращаясь в процессе в двуокись углерода. И наоборот, при восстановлении пастбищ (например, из пахотных земель) углерод может быть изолирован. Таким образом, выбросы здесь относятся к чистому балансу этих потерь и доходов углерода от биомассы пастбищ и почв.

пахотные земли (1,4%): в зависимости от методов управления, используемых на пахотных землях, углерод может теряться или связываться с почвами и биомассой. Это влияет на баланс выбросов двуокиси углерода: CO ₂ может выделяться при деградации пахотных земель; или изолированы, когда они восстанавливаются. Чистое изменение запасов углерода отражается в выбросах диоксида углерода. Это не включает пастбища для домашнего скота.

обезлесение (2,2%): чистые выбросы диоксида углерода в результате изменений лесного покрова. Это означает, что лесовозобновление считается «отрицательными выбросами», а вырубка лесов – «положительными выбросами». Таким образом, чистое изменение лесного хозяйства представляет собой разницу между потерей и прибылью лесного хозяйства. Выбросы основаны на потерях запасов углерода в лесах и изменениях запасов углерода в лесных почвах.

сжигание сельскохозяйственных культур (3,5%): сжигание сельскохозяйственных остатков – остатков растений, таких как рис, пшеница, сахарный тростник и другие культуры, – высвобождает углекислый газ, закись азота и метан. Фермеры часто сжигают пожнивные остатки после уборки урожая, чтобы подготовить землю для повторного посева сельскохозяйственных культур.

выращивание риса (1,3%): затопленные рисовые поля производят метан в результате процесса, называемого «анаэробным сбраживанием». Органические вещества в почве превращаются в метан из-за низкого содержания кислорода в заболоченных рисовых полях. 1,3% кажутся значительными, но важно рассматривать это в контексте: рис составляет около одной пятой мировой калорийности и является основной культурой для миллиардов людей во всем мире.

сельскохозяйственные почвы (4,1%): закись азота – сильный парниковый газ – образуется при внесении в почвы синтетических азотных удобрений. Сюда входят выбросы из сельскохозяйственных почв для всех сельскохозяйственных продуктов, включая продукты питания для непосредственного потребления людьми, корма для животных, биотопливо и другие непродовольственные культуры (например, табак и хлопок).

домашний скот и навоз (5,8%): животные (в основном жвачные, такие как крупный рогатый скот и овцы) производят парниковые газы в процессе, называемом «кишечная ферментация» – когда микробы в их пищеварительной системе расщепляют пищу, они производят метан в качестве побочного продукта . Это означает, что говядина и баранина, как правило, имеют высокий углеродный след, а меньшее потребление пищи – эффективный способ сократить выбросы из вашего рациона.

Закись азота и метан могут образовываться при разложении навоза в условиях низкого содержания кислорода. Это часто происходит, когда большое количество животных содержится в замкнутом пространстве (например, на молочных фермах, откормочных площадках, свиноводческих и птицеводческих фермах), где навоз обычно хранится в больших кучах или утилизируется в лагунах и других системах управления навозом. Выбросы «домашнего скота» здесь включают прямые выбросы только от домашнего скота – они не учитывают воздействия изменения землепользования на пастбища или корм для животных.

Земля выделяет выбросы – и поглощает их

Земля играет жизненно важную роль в углеродном цикле, поглощая парниковые газы и выбрасывая их в атмосферу. Это означает, что наши земельные ресурсы являются одновременно частью проблемы изменения климата и потенциально частью решения.

Улучшение управления землей, могло бы уменьшить изменение климата, одновременно улучшив устойчивость сельского хозяйства, поддерживая биоразнообразие и повышая продовольственную безопасность.

В то время как продовольственная система выбрасывает почти треть мировых парниковых газов –  наземные экосистемы поглощают около 22% глобальных выбросов парниковых газов. Это происходит в результате естественных процессов, которые накапливают углерод в почве и растениях, как на возделываемых землях, так и в управляемых лесах, а также в естественных «поглотителях углерода», таких как леса, водоросли и водно-болотные угодья.

Перегруженная земля

В настоящее время в мире используются беспрецедентные темпы использования суши и пресной воды для производства продуктов питания и других продуктов для рекордных глобальных уровней населения и уровней потребления.

Например, потребление пищевых калорий на человека во всем мире с 1961 года увеличилось примерно на треть, а потребление мяса и растительных масел в среднем увеличилось более чем вдвое.

Стремление к увеличению сельскохозяйственного производства привело к тому, что около четверти свободной ото льда территории Земли оказались в различных стадиях деградации из-за потери почвы, питательных веществ и растительности.

Одновременно сократилось биоразнообразие во всем мире, в основном из-за обезлесения, расширения пахотных земель и неустойчивой интенсификации землепользования.

Изменение климата усугубляет деградацию земель

Изменение климата уже оказывает серьезное влияние на землю. Температуры над сушей повышаются почти в два раза быстрее, чем средние глобальные температуры.

В связи с этим увеличилась частота и интенсивность экстремальных явлений, таких как волны тепла и паводковые дожди. С 1961 года глобальная площадь засушливых земель увеличилась более чем на 40%.

Дальнейшие климатические изменения, вероятно, будут способствовать деградации почвы, утрате растительности, биоразнообразия и вечной мерзлоты, а также увеличению ущерба от пожаров и деградации прибрежных районов.

---

Вода станет более дефицитной, а наши продукты питания станут менее стабильными. То, как именно будут развиваться эти риски, будет зависеть от роста населения, моделей потребления, а также от реакции мирового сообщества.

---

В целом упреждающее и осознанное управление нашими землями (для обеспечения продовольствием, водой и биоразнообразием) будет приобретать все большее значение.

Промышленность

Около одной пятой глобальных антропогенных выбросов приходится на промышленный сектор, который включает производство товаров и сырья (например, цемент и сталь), пищевую промышленность и строительство.

Выбросы парниковых газов в промышленности (объем):

Железо и сталь (7,2%) : выбросы, связанные с энергетикой, от производства чугуна и стали.

Химическая и нефтехимическая промышленность (3,6%): выбросы, связанные с энергетикой, при производстве удобрений, фармацевтических препаратов, хладагентов, добычи нефти и газа и т. д.

Продукты питания и табак (1%): выбросы, связанные с энергетикой, при производстве табачных изделий и пищевой промышленности (переработка сырых сельскохозяйственных продуктов в их конечные продукты, например, переработка пшеницы в хлеб).

Цветные металлы: 0,7%: производство цветных металлов требует энергии, что приводит к выбросам.

Бумага и целлюлоза (0,6%): выбросы, связанные с энергетикой, в результате переработки древесины в бумагу и целлюлозу.

Машины (0,5%): выбросы, связанные с энергетикой, при производстве машин.

Прочие отрасли (10,6%): выбросы, связанные с энергетикой, от производства в других отраслях, включая горнодобывающую промышленность и разработку карьеров, строительство, текстильную промышленность, изделия из дерева и транспортное оборудование (например, производство автомобилей).

Цемент (3%): диоксид углерода образуется как побочный продукт процесса химической конверсии, используемого при производстве клинкера, компонента цемента. В этой реакции известняк (CaCO₃) превращается в известь (CaO) и производит CO₂ в качестве побочного продукта.

Химия и нефтехимия (2,2%): парниковые газы могут образовываться как побочный продукт химических процессов – например, CO₂  может выделяться при производстве аммиака, который используется для очистки водоснабжения, чистящих средств и в качестве хладагента, и используется в производстве многих материалов, включая пластик, удобрения, пестициды и текстиль.

Транспорт

На сжигание нефтяного топлива, а именно бензина и дизельного топлива, для питания мировых транспортных систем приходится 14 процентов глобальных выбросов парниковых газов.  Диоксид углерода является основным выбрасываемым газом. При сжигании топлива также выделяются небольшие количества метана и закиси азота. Системы кондиционирования воздуха и рефрижераторные транспортные средства также выделяют фторированные газы.

Выбросы парниковых газов от транспорта включает в себя небольшое количество электроэнергии (косвенные выбросы), а также все прямые выбросы от сжигания ископаемого топлива для энерготранспортной деятельности. Эти цифры не включают выбросы от производства автомобилей или другого транспортного оборудования.

Выбросы парниковых газов (объем):

Автомобильный транспорт (11,9%): выбросы от сжигания бензина и дизельного топлива от всех видов автомобильного транспорта, включая легковые, грузовые, грузовые, мотоциклы и автобусы. Шестьдесят процентов выбросов автомобильного транспорта приходится на пассажирские перевозки (автомобили, мотоциклы и автобусы); а остальные сорок процентов – автомобильные перевозки (грузовые и грузовые автомобили). Это означает, что если бы мы могли электрифицировать весь сектор автомобильного транспорта и перейти на полностью декарбонизированную структуру электроэнергии, мы могли бы реально сократить глобальные выбросы на 11,9%.

Авиация (1,9%): выбросы от пассажирских и грузовых перевозок, а также от внутренней и международной авиации. 81% авиационных выбросов приходится на пассажирские перевозки; и 19% от фрахта. От пассажирской авиации 60% выбросов приходится на международные поездки и 40% – на внутренние.

Судоходство (1,7%): выбросы от сжигания бензина или дизельного топлива на лодках. Сюда входят как пассажирские, так и грузовые морские перевозки.

Железнодорожный транспорт (0,4%): выбросы от пассажирских и грузовых железнодорожных перевозок.

Трубопровод (0,3%): топливо и товары (например, нефть, газ, вода или пар) часто необходимо транспортировать (внутри страны или между странами) по трубопроводам. Это требует затрат энергии, что приводит к выбросам. Плохо построенные трубопроводы также могут протекать, что приводит к прямым выбросам метана в атмосферу.

Здания

Действующие здания по всему миру генерируют 6,4% парниковых газов в мире.  Эти выбросы, состоящие в основном из углекислого газа и метана, происходят в основном от сжигания природного газа и масла для отопления и приготовления пищи.

Жилые здания (10,9%): выбросы, связанные с энергетикой, от производства электроэнергии для освещения, бытовой техники, приготовления пищи, отопления дома.

Коммерческие здания (6,6%): связанные с энергией выбросы от производства электроэнергии для освещения, бытовой техники и  отопления в коммерческих зданиях, таких как офисы, рестораны и магазины.

Другие источники

В эту категорию входят выбросы от деятельности, связанной с энергетикой, за исключением сжигания ископаемого топлива, а также добычи, переработки и транспортировки нефти, газа и угля. В глобальном масштабе на этот сектор приходится 9,6 процента выбросов.

Неорганизованные выбросы парниковых газов от производства энергии (объем): 5,8%

Неорганизованные выбросы от нефти и газа (3,9%): неорганизованные выбросы представляют собой часто случайную утечку метана в атмосферу во время добычи и транспортировки нефти и газа из поврежденных или плохо обслуживаемых труб. Это также включает сжигание в факелах – преднамеренное сжигание газа на нефтяных объектах. Нефтяные скважины могут выделять газы, в том числе метан, во время добычи – производители часто не имеют существующей сети трубопроводов для его транспортировки, или было бы нецелесообразно создавать инфраструктуру, необходимую для его эффективного улавливания и транспортировки. Но согласно экологическим нормам им нужно как-то бороться с этим: намеренное сжигание часто является дешевым способом сделать это.

Неорганизованные выбросы от угля (1,9%): неорганизованные выбросы представляют собой случайную утечку метана во время добычи угля.

Выбросы парниковых газов (объем) от жизнедеятельности человека:

Сточные воды (1,3%): органические вещества и остатки животных, растений, людей и их отходы могут накапливаться в системах сточных вод. Когда это органическое вещество разлагается, образуется метан и закись азота.

Свалки (1,9%): свалки часто представляют собой среду с низким содержанием кислорода. В этих средах при разложении органическое вещество превращается в метан.

Еда

• На продукты питания приходится 10–30% углеродного следа домохозяйств, обычно более высокая доля в домохозяйствах с низкими доходами.
• Выбросы от производства пищевых продуктов состоят в основном из CO₂ , N₂O и CH₄ , что в основном связано с сельскохозяйственной промышленностью.
• Мясные продукты имеют больший углеродный след на калорию, чем зерновые или овощные продукты, из-за неэффективного преобразования энергии растений в энергию животных и из-за высвобождения CH_{4 в} результате обработки навоза и кишечной ферментации у жвачных животных.

Личный транспорт

• Экономию топлива в автомобиле можно увеличить на 7-14%, просто соблюдая ограничение скорости.

Выбросы парниковых газов по странам

Согласно Глобальному углеродному проекту, с начала промышленной революции в атмосферу было выброшено более 2 000 миллиардов тонн углекислого газа в результате деятельности человека. На Северную Америку и Европу приходится примерно половина этой суммы. На развивающиеся экономики Китая и Индии приходится еще 14 процентов. За остальное несут более 150 стран.

 

Потенциал глобального потепления

Две характеристики атмосферных газов определяют силу их парникового эффекта.

Во-первых, это способность поглощать энергию и излучать ее (их «эффективность излучения»).

Второй – время жизни в атмосфере, которое измеряется количеством времени жизни газа в атмосфере, прежде чем естественные процессы (например, химические реакции) удалят его.

Эти характеристики включены в потенциал глобального потепления (ПГП) – меру радиационного эффекта     (т.е. силы парникового эффекта) каждой единицы газа (по весу) в течение определенного периода времени, выраженного относительно радиационного эффекта диоксида углерода (CO₂).

В таблице ниже представлены значения продолжительности жизни в атмосфере и значения ПГП для основных парниковых газов из Пятого оценочного доклада МГЭИК (ДО5), выпущенного в 2014 году. Эти значения периодически обновляются научным сообществом по мере того, как новые исследования уточняют оценки радиационных свойств и механизмов удаления из атмосферы (поглотителей). для каждого газа.

Несмотря на сравнительно низкий ПГП углекислого газа среди основных парниковых газов, значительное антропогенное увеличение его концентрации в атмосфере вызвало большую часть глобального потепления. Точно так же метан ответственен за большую часть недавнего потепления, несмотря на то, что его ПГП намного ниже, чем у некоторых других парниковых газов, поскольку выбросы резко увеличились.

Потенциал глобального потепления и продолжительность жизни основных парниковых газов в атмосфере

Парниковый газ	Химическая формула	Потенциал глобального потепления, 100-летний временной горизонт	Срок службы в атмосфере (лет)
Углекислый газ	СО2	1	100 *
Метан	CH4	25	12
Оксид азота	N2O	265	121
Хлорфторуглерод-12 (CFC-12)	CCl2F2	10 200	100
Гидрофторуглерод-23 (HFC-23)	CHF3	12 400	222
Гексафторид серы	SF6	23 500	3 200
Трифторид азота	NF3	16 100	500

* Для углекислого газа нельзя указать единого срока службы, потому что он перемещается по земной системе с разными скоростями. Часть углекислого газа будет поглощена очень быстро, а часть останется в атмосфере в течение тысяч лет.

В таблице ниже показаны относительные концентрации этих основных парниковых газов и их источники. Некоторые газы (например, CO₂) образуются как в результате естественных, так и искусственных процессов, в то время как другие (например, гидрофторуглероды) являются только результатом промышленной деятельности человека. CO₂ обычно измеряется в частях на миллион, потому что он в 1000 раз более распространен, чем другие газы, но в таблице для согласованности показан в частях на миллиард.

Таким образом, минимальным потенциалом глобального потепления обладает углекислый газ; максимальный потенциал глобального потепления – у фторидных газов.

Источники и концентрации основных парниковых газов

ПРИМЕЧАНИЯ Все атмосферные концентрации указаны в частях на миллиард (ppb). ИСТОЧНИК Пятый оценочный доклад (Межправительственная группа экспертов по изменению климата МГЭИК, 2014 г.)
Парниковый газ	Основные источники	Доиндустриальная концентрация (ppb)	Концентрация на 2011 год (ppb)
Углекислый газ	Сжигание ископаемого топлива; Вырубка леса; Производство цемента	278 000	390 000
Метан	Производство ископаемого топлива; Сельское хозяйство; Свалки	722	1 803
Оксид азота	Внесение удобрений; Ископаемое топливо и сжигание биомассы; Промышленные процессы	271	324
Хлорфторуглерод-12 (CFC-12)	Хладагенты	0	0,527
Гидрофторуглерод-23 (HFC-23)	Хладагенты	0	0,024
Гексафторид серы	Передача электроэнергии	0	0,0073
Трифторид азота	Производство полупроводников	0	0,00086

Последствия парникового эффекта

Сегодняшние антропогенные выбросы парниковых газов выше, чем когда-либо , концентрация парниковых газов в атмосфере быстро растет, и планета нагревается. Между доиндустриальными временами и сейчас средняя температура Земли увеличилась на 1,0 градуса по Цельсию. Причем примерно две трети этого потепления произошло только за последние несколько десятилетий. По данным МГЭИК, с 1983 по 2012 год, вероятно, был самым теплым 30-летним периодом за последние 1400 лет (в северном полушарии, где возможна оценка). И все пять лет с 2014 по 2018 год глобально были самыми жаркими за всю историю наблюдений. Если тенденции к потеплению сохранятся нынешними темпами, предполагается, что в период с 2030 по 2052 год глобальное потепление достигнет 1,5 градуса по Цельсию по сравнению с доиндустриальными уровнями.

Глобальное потепление, вызванное антропогенными выбросами парниковых газов, во многом меняет климатические системы Земли:

• Вызывает более частые и / или интенсивные экстремальные погодные явления, включая волны тепла , ураганы , засухи и наводнения.
• Вызывает обострение экстремальных осадков , в результате чего влажные регионы становятся более влажными, а засушливые – суше.
• Из-за таяния ледников и морского льда увеличивается температура океана.
• Вызывает изменение экосистем и естественной среды обитания , смещение географических ареалов, сезонных видов деятельности, моделей миграции и изобилия наземных, пресноводных и морских видов.

Эти изменения представляют угрозу не только для растений и дикой природы, но и непосредственно для людей.

Земля всегда переживала теплые и прохладные фазы. Раньше природные явления: интенсивность солнца, извержения вулканов приводили к естественным изменениям концентрации парниковых газов – влияющими на то, сколько энергии солнца поглощает наша планета.

Но сегодняшнее потепление климата – особенно повышение температуры с середины 20-го века – происходит такими темпами, которые нельзя объяснить только естественными причинами. По данным НАСА , «естественные причины все еще действуют сегодня, но их влияние слишком мало или они происходят слишком медленно, чтобы объяснить быстрое потепление, наблюдаемое в последние десятилетия».

Другими словами, проблема в людях. Но мы также можем быть и решением. У нас есть возможность ограничить выбросы парниковых газов.

Капитальный ремонт энергетических систем потребует радикальных и агрессивных глобальных действий. Согласно МГЭИК, мы должны снизить загрязнение парниковыми газами на 45 процентов по сравнению с уровнями 2010 года к 2030 году и достичь нулевых чистых выбросов к 2050 году.

Превышение глобального потепления на 1,5 градуса Цельсия (что МГЭИК определила как порог для предотвращения худших последствий изменения климата) будет означать более сильную засуху, экстремальную жару, наводнения и бедность, сокращение численности видов (включая массовое вымирание коралловых рифов в мире), а также обострение нехватки продовольствия и лесных пожаров.

Мы должны сократить производство, потребление и загрязнение ископаемого топлива, активизируя использование чистых, возобновляемых источников энергии и энергоэффективных технологий, а также инвестируя в экономичные и электромобили . Мы должны защищать наши леса, в которых хранится углерод, и сокращать пищевые отходы и связанные с ними выбросы. И как люди, мы должны взять на себя обязательство принимать меры по сокращению выбросов углерода в нашей повседневной жизни.

Чтобы сократить выбросы парниковых газов, необходимо:

• Прекратите тратить энергию. Транспортные средства и здания тратят много энергии. Необходимо сделать здания (новые и существующие) более энергоэффективными; сделать упор на общественный транспорт, а не на частный транспорт; использовать такие технологии, как электродвигатели, для сокращения потерь энергии и снижения общего спроса на энергию.
• Электрифицировать все, чтобы строительный, транспортный и промышленный секторы работали на электричестве, а не на ископаемом топливе.
• Очистить электросети. Это означает постепенный отказ от использования угля, нефти и природного газа для выработки электроэнергии и использование таких видов энергии, как солнечная, ветровая и гидроэнергетика.
• Расставьте приоритеты в том, что действительно важно. Вместо того, чтобы сосредотачиваться исключительно на экономическом росте, мы можем выбрать измерение процветания через благосостояние людей и планеты .
• Найти способы уменьшить выбросы углерода из атмосферы (также известные как «связывание углерода»). Водно-болотные угодья, леса и другие экосистемы могут поглощать и накапливать углекислый газ, если они здоровы и нетронуты, поэтому мы должны защищать и восстанавливать их.

Углеродный след

Углеродный след – это общие выбросы парниковых газов, прямо или косвенно вызванные отдельным лицом, организацией, событием или продуктом.

Он рассчитывается путем суммирования выбросов на всех этапах жизненного цикла продукта или услуги (производство материалов, производство, использование и окончание срока службы). В течение срока службы или жизненного цикла продукта могут выделяться различные парниковые газы, такие как диоксид углерода (CO₂), метан (CH₄) и закись азота (N₂O), каждый из которых обладает большей или меньшей способностью удерживать тепло в атмосфере.

Эти различия объясняются потенциалом глобального потепления (ПГП) каждого газа, в результате чего углеродный след измеряется в единицах массы эквивалента диоксида углерода (CO₂д).

Способы уменьшить углеродный след для каждого из нас

• Уменьшите количество мяса в своем рационе и не тратьте пищу впустую.
• Гуляйте, катайтесь на велосипеде, попутешествуйте, воспользуйтесь общественным транспортом или управляйте лучшим в своем классе транспортным средством.
• Убедитесь, что автомобильные шины накачаны должным образом.
• Меньшие дома потребляют меньше энергии.
• Независимо от того, моете ли вы посуду вручную или пользуетесь посудомоечной машиной, следуйте рекомендациям по сокращению потребления воды и энергии.
• Энергия, потребляемая устройствами в режиме ожидания, составляет 5-10% от энергопотребления в жилых домах. Отключайте электронные устройства, когда они не используются, или подключайте их к удлинителю и выключайте его.
• Выбирайте энергоэффективное освещение и переходите от ламп накаливания.
• Уменьшите объем того, что вы отправляете на свалку, за счет переработки, компостирования и покупки продуктов с минимальной упаковкой.
• Покупайте товары со сравнительно низким выбросом углекислого газа. Некоторые производители начали оценивать и публиковать углеродные следы своей продукции.

Какой парниковый газ образуется при сжигании водорода

Горение H2 и NOx – новая угроза загрязнения воздуха . Что происходит при сгорании H2? При сжигании H2 может образовываться опасно высокий уровень оксида азота (NOx).  Исследования показали, что сжигание обогащенного водородом природного газа в промышленных условиях может привести к выбросам NOx в шесть раз больше, чем метан (наиболее распространенный элемент в смесях природного газа).

В недавнем отраслевом отчете Европейской турбинной сети, касающемся горения H2, говорится: «Более высокая адиабатическая температура пламени H2 приведет к более высоким выбросам NOx, если не будут приняты дополнительные меры … Будет особенно сложно достичь еще более строгих пределов NOx, предусмотренных в будущее.”

Союз обеспокоенных ученых (UCS) также обратил внимание на проблему сгорания, наряду со многими другими проблемами, когда он отметил, что «когда водород сжигается (в отличие от использования в топливных элементах), он может генерировать значительные выбросы NOx, соразмерно сжиганию природного газа – или того хуже ».

ГОСТР ИСО 14064-1—2021. Требования и руководство по количественному определению и отчетности о выбросах
и поглощении парниковых газов на уровне организации

часть 1 . Скачать:

ГОСТР ИСО 14064-2—2021. Требования и руководство по количественному определению, мониторингу и составлению
отчетной документации на проекты сокращения
выбросов парниковых газов или увеличения
их поглощения на уровне проекта

часть 2 . Скачать:

ГОСТР ИСО 14067—2021. Газы парниковые. УГЛЕРОДНЫЙ СЛЕД ПРОДУКЦИИ. Требования и руководящие указания
по количественному определению

ГОСТР ИСО 14080—2021. УПРАВЛЕНИЕ ПАРНИКОВЫМИ ГАЗАМИ И СВЯЗАННЫЕ ВИДЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Система подходов и методическое обеспечение
реализации климатических проектов

Учет выбросов парниковых газов

Учет выбросов парниковых газов при постановке на учет объекта негативного воздействия на ОС

При постановке на учет объекта негативного воздействия на ОС заполняются сведения о количестве и составе выбросов в атмосферный воздух от стационарных источников выбросов по каждому загрязняющему веществу от каждого источника выбросов. В том числе:

• фактическая масса или объем выбросов вредного (загрязняющего) вещества по каждому наименованию и коду вредного (загрязняющего) вещества. Показатель указывается в т/год;
• мощность выброса вредного (загрязняющего) вещества в г/с;
• доля сжигаемого попутного нефтяного газа (%/год);
• фактическая масса выбросов парникового газа в пересчете на углекислый газ (CO₂-эквивалент). Показатель указывается в т/год и определяется по правилам, утв. Приказом Минприроды России от 30.06.2015 N 300.

Приказ Минприроды России от 30.06.2015 N 300 “Об утверждении методических указаний и руководства по количественному определению объема выбросов парниковых газов организациями, осуществляющими хозяйственную и иную деятельность в Российской Федерации”.

Скачать можно здесь:

Как определить объем выбросов парниковых газов?

Согласно пункта 4 Методических указаний и руководства по количественному определению объема выбросов парниковых газов организациями, осуществляющими хозяйственную и иную деятельность в Российской Федерации, утвержденных Приказом Минприроды России от 30.06.2015 № 300 (далее – методические указания), количественное определение объемов выбросов парниковых газов осуществляется за календарный год в целом по организации либо отдельно для каждого филиала и обособленного подразделения.

Количественное определение объемов выбросов парниковых газов и осуществляется за календарный год (далее – отчетный период) в целом по организации, либо отдельно для каждого филиала и обособленного подразделения. В случае наличия у организации филиалов или обособленных подразделений, расположенных на территории нескольких субъектов Российской Федерации, количественное определение выбросов и подготовка сведений о выбросах осуществляются отдельно для филиалов или обособленных подразделений, расположенных на территории различных субъектов Российской Федерации.
Организации документируют границы количественного определения выбросов парниковых газов и включают информацию о них в пояснительную записку к сведениям (отчету) о выбросах парниковых газов.

Пункт 5 методических указаний:

В границы количественного определения выбросов включаются прямые выбросы парниковых газов из источников, то есть выбросы, которые происходят непосредственно от производственных объектов организации и осуществляемых производственных процессов.

________________

Сведения (отчет) готовит организация, которая непосредственно эксплуатирует объект, принадлежащий организации на праве собственности или ином законном основании.

Пункт 8 методических указаний:

Количественное определение выбросов парниковых газов осуществляется с использованием методов, установленных для соответствующих категорий источников выбросов парниковых газов в приложении N 2 к методическим указаниям, включающих:
– метод расчета на основе данных о деятельности и коэффициентов выбросов;
– метод расчета на основе материально-сырьевого баланса;
– метод расчета на основе периодических измерений выбросов парниковых газов;
– метод непрерывного мониторинга выбросов парниковых газов.
Методы количественного определения выбросов парниковых газов, выбранные организацией в соответствии с приложением N 2 методических указаний для отдельных источников и групп источников, документируются и включаются в пояснительную записку к сведениям (отчету) о выбросах парниковых газов.

Категории источников выбросов и парниковые газы, подлежащие обязательному учету в организациях

N	Категория источников выбросов парниковых газов	Парниковый газ
1	Стационарное сжигание топлива	CO2
2	Сжигание в факелах	CO2, CH4
3	Фугитивные выбросы	CO2, CH4
4	Нефтепереработка	CO2
5	Производство кокса	CO2
6	Производство цемента	CO2
7	Производство извести	CO2
8	Производство стекла	CO2
9	Производство керамических изделий	CO2
10	Производство аммиака	CO2
11	Производство азотной кислоты, капролактама, глиоксаля и глиоксиловой кислоты	N2O
12	Нефтехимическое производство	C2
13	Производство фторсодержащих соединений	SF6, CHF3
14	Черная металлургия	CO2
15	Производство ферросплавов	CO2
16	Производство первичного алюминия	CF4, C2F6, CO2
17	Прочие промышленные процессы	CO2
18	Авиационный транспорт	CO2
19	Железнодорожный транспорт	CO2

В приложение № 2 к методическим указаниям по определению объема выбросов парниковых газов содержит формулы расчета соответствующего объема выбросов с указанием конкретных показателей, применяемых для расчета.