Расчет эмиссий метана от полигонов ТБО методом Уровня 2

Метод Уровня 2 называется также методом затухания первого порядка (ЗПП). Метод ЗПП может быть выражен эквивалентно уравнением  3  и уравнением  4, приведенными ниже. 

 

Уравнение 3 основано на производной общего уравнения ЗПП (см. стр. 6.10, Справочное руководство, Руководящие принципы МГЭИК), в которой t заменена на t - x, что представляет нормализующий множитель, вносящий поправку с учетом того факта, что оценка за единственный год это оценка за ограниченный период времени, а не оценка за непрерывное время.

 

Эмиссии CH4 за год  t (Гг/год) =

 

Σx [(A • k • MSWT (x) • MSWF (x) • L₀(x))• e.k(t. x)] (3),

 

где

x = начальный год для t,

t = год учета,

x = годы, за которые необходимо добавить входные данные,

A = (1 – e ^–k) / k  -  нормализующий множитель, который корректирует суммирование,

 

k = постоянная темпов образования метана (1/год),

MSWT (x) = общее количество твердых бытовых отходов (ТБО), образовавшихся в год х

(Гг/год),

MSWF (x) = доля ТБО, помещенных на полигоны ТБО в год x,

L₀ (x) = потенциал образования метана [MCF (x) • DOC (x) • DOCF • F • 16 / 12 (Гг CH4/Гг

отходов)],

MCF (x) = поправочный коэффициент для метана в год х (доля),

DOC (x) = способный разлагаться органический углерод (DOC) в год х (доля) (Гг С/Гг отходов),

DOC_F = доля разложившегося DOC,

F = Доля CH₄ по объему в газах со свалки,

16 / 12 = преобразование C в CH₄.

 

Далее суммируем полученные результаты за все годы (x).

 

 

k = постоянная темпов образования метана (1/год),

MSWT (x) = общее количество коммунальных твердых отходов (КТО), образовавшихся в год х

(Гг/год),

MSWF (x) = доля КТО, помещенных на СТО в год x,

L0 (x) = потенциал образования метана [MCF (x) • DOC (x) • DOCF • F • 16 / 12 (Гг CH4/Гг

отходов)],

MCF (x) = поправочный коэффициент для метана в год х (дробь),

DOC (x) = способный разлагаться органический углерод (DOC) в год х (дробь) (Гг С/Гг отходов),

DOCF = доля разложившегося DOC,

F = Доля CH4 по объему в газах со свалки,

16 / 12 = преобразование C в CH4.

Суммируем полученные результаты за все годы (x).

 

 

CH4, выброшенный в год t (Гг/год), = [CH4, образовавшийся в год t,. R(t)], • (1. OX) (4),

где:

R(t) = рекуперированный CH4 в учитываемом в кадастре году t (Гг/год),

OX = коэффициент окисления (дробь).

 

Следует иметь в виду, что рекуперированный CH4, т.е. (R(t)) должен вычитаться из образовавшегося количества до применения коэффициента окисления, поскольку только тот выбрасываемый со свалок газ, который не поглощен, подвергается окислению в верхнем слое свалки. Кроме того, единица для потенциально образующегося метана должна выражаться по весу (Гг CH4/Гг отходов), а не по объему (м3/Мг отходов), как это на сегодняшний день записано в Руководящих принципах МГЭИК, с тем чтобы обеспечить согласованность результатов метода по умолчанию и метода ЗПП.

 

Постоянная темпов образования метана k, которая фигурирует в методе ЗПП, относится ко времени, которое необходимо, для того чтобы DOC в отходах разложился до половины своей первоначальной массы ("период полураспада" или t½), и выражается следующим образом:

k = ln2 / t½

 

Для работы по методу ЗПП необходимы исторические данные об образовании отходов и о практике обращения с ними. В том, что касается национальных кадастров, как правило, для получения приемлемых точных результатов необходимо включать данные за 3-5 "периодов полураспада". Кроме того, при компиляции исторических данных во внимание следует принимать также изменения в практике обращения с отходами (например, ограждение/покрытие свалки, улучшение дренажной системы выщелачивания, прессование отходов и запрещение захоронения опасных отходов вместе с коммунальными твердыми отходами (MSW)).

 

Значение k, применимое к той или иной отдельной СТО, определяется большим рядом факторов, связанных с составом отходов и условиями на конкретной свалке. Согласно измерениям, проведенным на СТО в Соединенных Штатах Америки, в Соединенном Королевстве и Нидерландах, значение k находится в диапазоне от 0,03 до 0,2 в год (Oonk and Boom, 1995). Наиболее быстрые темпы образования метана (k = 0,2, или "период полураспада" равен примерно 3 годам) связаны с условиями высокой влажности и быстро разлагающимися материалами, такими как пищевые отходы. Более медленные темпы разложения (k = 0,03, или "период полураспада" равен, примерно, 23 годам) связаны с сухими условиями на свалке и медленно разлагающимися отходами, такими как древесина или бумага.

Для установления значений k следует определять состав отходов, помещаемых в ходе времени на СТО, и изучать условия на этих свалках. В том случае, если никаких данных о видах отходов не имеется, предлагается в качестве значения по умолчанию использовать значение k, равное 0,05 ("период полураспада" равен, примерно, 14 годам).

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Национальный доклад о кадастре антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируемых Монреальским протоколом, в Республике Казахстан  за 1990 – 2008 гг. http://unfccc.int/national_reports/annex_i_ghg_inventories/national_inventories_submissions/items/5270.php

2. Третье, четвертое и пятое национальные сообщения Украины по вопросам изменения климата подготовленные на выполнение статей 4 и 12 Рамочной конвенции ООН об изменении климата и статьи 7 Киотского протокола. – Киев, 2009 - 236 с.

3. Годовой отчет Республики Беларусь в соответствии со статьей 7, пункт 1 Киотского протокола. – Минск, 2007 – 141 с.

4. Кушимбаев А.Б. Разработка региональной системы обращения с твердыми бытовыми отходами (на примере Северо-Казахстанской области)// Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Алматы, 2009 – 18 с.

5. Методические указания по расчету количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов. – Москва, 1995 – 6 с.

6. Рабочая книга по инвентаризации парниковых газов. Пересмотренные Руководящие принципы национальных инвентаризаций парниковых газов. Под. ред. Д.Т. Хоутона, Л.Г. Мейра и др. – МГЭИК, 1996

7. Разнощик В.В. «Сборник научных трудов АКХ им. К.Д. Памфилова», М., Отдел НТИ АКХ, 1988 г.

8. Методика исследования свойств твердых отбросов, М., Стройиздат, 1970 г.

9. Технологический регламент получения биогаза с полигонов ТБО, М., АКХ, 1990 г.

10. Руководящие принципы по эффективной практике и учету факторов неопределенности в национальных инвентаризациях выбросов парниковых газов. МГЭИК, 2001.