Page 1

LCOI-Reviews LOW-CARBON OPEN INNOVATION REVIEWS ОГЛЯДИ НИЗЬКО-ВУГЛЕЦЕВИХ ВІДКРИТИХ ІННОВАЦІЙ ОБОЗРЕНИЯ НИЗКО-УГЛЕРОДНЫХ ОТКРЫТЫХ ИННОВАЦИЙ

No. 14, 30.06.2013

Збірка наукових праць видається Донецьким національним університетом (Донецьк, Україна) за проектом „Низько-вуглецеві можливості для індустріальних регіонів України”, що фінансується Європейським Союзом за Тематичною програмою для довкілля та сталого управління природними ресурсами, зокрема енергією

Проект фінансується Європейським Союзом

Проект реалізується Донецьким національним університетом, Україна


LCOI-Reviews

LOW-CARBON OPEN INNOVATION REVIEWS ОГЛЯДИ НИЗЬКО-ВУГЛЕЦЕВИХ ВІДКРИТИХ ІННОВАЦІЙ ОБОЗРЕНИЯ НИЗКО-УГЛЕРОДНЫХ ОТКРЫТЫХ ИННОВАЦИЙ N o . 1 4, 3 0 . 0 6 . 2 0 1 3 Збірка наукових праць видається Донецьким національним університетом (Донецьк, Україна) за проектом „Низько-вуглецеві можливості для індустріальних регіонів України”, що фінансується Європейським Союзом за Тематичною програмою для довкілля та сталого управління природними ресурсами, зокрема енергією

Сборник презентаций Цикла лекций для студентов естественнонаучных факультетов Донецкого национального университета «Изменение климата и климатические технологии» (октябрь-ноябрь 2012 г. и апрель-май 2013 г.)

Донецк - 2013

Проект фінансується Європейським Союзом

Проект реалізується Донецьким національним університетом, Україна


УДК 504.062.2, 504.062.4, 504.7 ББК 20.1, 20.3 С 232 Сборник презентаций Цикла лекций для студентов естественнонаучных факультетов Донецкого национального университета «Изменение климата и климатические технологии» (октябрь-ноябрь 2012 г. и апрель-май 2013 г.) / Под общ. ред. С. В. Беспаловой и Н. С. Шеставина // LCOI-Reviews, No. 14, 30.06.2013. – Донецк: ДонНУ, 2013. – 72 с. Сборник содержит презентации Цикла лекций для студентов естественнонаучных факультетов Донецкого национального университета «Изменение климата и климатические технологии», которые были подготовлены и прочитаны а рамках проекта «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины», финансируемого Европейским Союзом. Сборник предназначен для научных и инженерно-технических работников, преподавателей высших учебных заведений, аспирантов и студентов естественнонаучных и экономических специальностей.

Редакционная коллегия: д.ф.-м.н., проф. Беспалова С.В. (отв. редактор), д.т.н., проф. Семко А.Н. (зам. отв. редактора), к.т.н. Шеставин Н.С. (отв. секретарь), д.т.н., проф. Недопекин Ф.В., к.т.н., с.н.с. Бескровная М.В., к.б.н., доц. Сафонов А.И., к.т.н. Казак О.В. Компьютерная верстка: вед. инж. Рева Е.В.

Адрес редакции: 83050, г. Донецк, ул. Щорса, 46/616, Донецкий национальный университет, Биологический факультет, Центр передачи низко-углеродных открытых инноваций, Web: www.lcoir-ua.eu , E-mail: lcoir@ukr.net

Мнения, отраженные в этой публикации, не обязательно совпадают с взглядами Европейской Комиссии и Правительства Украины

© Донецкий национальный университет, 2013 © Коллектив авторов, 2013


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

СОДЕРЖАНИЕ Образовательная деятельность НОЦ «НБИ-Конвергенция»

4

Бескровная М.В. ЦИКЛ ЛЕКЦИЙ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ФАКУЛЬТЕТОВ ДОНЕЦКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА «ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА И КЛИМАТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ»

6

ЛЕКЦИЯ № 1. ВВОДНАЯ - Изменение климата и необходимость в улавливании и хранении CO2

6

ЛЕКЦИЯ № 2. Физико-химические основы изменения климата Земли

13

ЛЕКЦИЯ № 3. Средства смягчения последствий изменения климата

20

ЛЕКЦИЯ № 4. Экологический кризис

25

ЛЕКЦИЯ № 5. Технологии улавливания и хранения СО2

31

ЛЕКЦИЯ № 6. Технологии улавливания и хранения СО2 (Правовой аспект)

38

ЛЕКЦИЯ № 7. Семейство программных продуктов ArcGIS

46

ЛЕКЦИЯ № 8. Тенденции развития ГИС

53

ЛЕКЦИЯ № 9. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ - Утилизация CO2

59

ANNEX A: GENERAL INFORMATION ABOUT A PROJECT “LOW-CARBON OPPORTUNITIES FOR INDUSTRIAL REGIONS OF UKRAINE (LCOIR-UA)”

67

ДОДАТОК Б: ЗАГАЛЬНА ІНФОРМАЦІЯ ПРО ПРОЕКТ «НИЗЬКО-ВУГЛЕЦЕВІ МОЖЛИВОСТІ ДЛЯ ІНДУСТРІАЛЬНИХ РЕГІОНІВ УКРАЇНИ (LCOIR-UA)»

69

ПРИЛОЖЕНИЕ В: ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПРОЕКТЕ «НИЗКО-УГЛЕРОДНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ (LCOIR-UA)»

71

3


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Образовательная деятельность НОЦ «НБИ-Конвергенция» Цикл лекций «Изменение климата и климатические технологии» разработан для студентов естественнонаучных факультетов Донецкого национального университета (Университет) в рамках образовательной деятельности Научно-образовательного центра «Конвергенция нано-, био- и инфо- технологий для сбалансированного регионального развития» (Центр) по проекту «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины», который финансируется Европейским Союзом. Центр является структурным научным и образовательным подразделением Университета и создан на основании приказов Министерства образования и науки Украины (МОН Украины) от 04.03.2009 г. № 199 и Университета от 02.04.2009 г. № 36/05. Целью деятельности Центра является проведение им междисциплинарных научных исследований и разработок, создание конкурентоспособных на мировом рынке научных и научно-прикладных результатов, осуществление инновационной деятельности и обеспечение на этой основе условий осуществления углубленной научной и научно-технической подготовки специалистов. В соответствии с законами Украины «О приоритетных направлениях развития науки и техники» от 11.07.2001 г. № 2623-III и «О приоритетных направлениях инновационной деятельности в Украине» от 16.01.2003 г. № 433-IV приказом МОН Украины от 04.03.2009 г. № 199 определены основные направления деятельности Центра: 1. Исследования в области сохранения окружающей среды и обеспечения устойчивого регионального развития путем использования нано-, био-, инфо- технологий и их конвергенции. 2. Усовершенствование и внедрение ресурсосберегающих технологий в энергетике, промышленности и агропромышленном комплексе. Основными заданиями деятельности Центра являются: - Повышение качества подготовки специалистов на основании привлечения одаренных студентов и магистрантов к выполнению научных исследований, привлечения ведущих ученых академической науки к образовательному процессу Университета. - Углубление интеграции науки и образования на основе сотрудничества ученых Университета и академических институтов при выполнении совместных фундаментальных и прикладных научных исследований, которые отвечают современному научному мировому уровню. - Активизация инновационной деятельности за счет внедрения в промышленное производство результатов совместных новейших научных разработок ученых Университета и академических институтов. - Повышение уровня подготовки кадров высшей квалификации за счет стажировки аспирантов и докторантов Университета в лабораториях и отделах академических институтов. - Усовершенствование научно-организационной и учебно-методической работы. Центр содействует объединению и координации научной и образовательной деятельности 4-х факультетов (математического, физического, химического, биологического) Университета и 4-х институтов Национальной академии наук Украины (прикладной математики и механики, физико-технического, физико-органической химии и углехимии, ботанического сада), а также других образовательных и научных учреждений Донецкого региона.

4


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Для выполнения отмеченных заданий и реализации цели Центр осуществляет следующие виды деятельности: - Получение научными и научно-педагогическими работниками Университета, студентами, магистрантами, аспирантами и докторантами значительных научных результатов, создания конкурентоспособных на мировом рынке научно-технических разработок и новейших технологий. - Осуществление маркетинга в научно-технической сфере в соответствии с направлениями научных исследований и технологических разработок, осуществления инновационной деятельности. - Коммерциализация объектов права интеллектуальной собственности Университета и трансфер технологий, которые созданы в Университете за счет средств государственного бюджета или средств других заказчиков. - Содействие реализации предпринимательского потенциала студентов, магистрантов, аспирантов, докторантов, научных и научно-педагогических работников. - Углубленная научная и научно-техническая подготовка студентов, магистрантов, аспирантов и докторантов, повышение научной, образовательной и управленческой квалификации научных и научно-педагогических работников путем стажировки и осуществления ими совместных научных исследований и разработок, в частности с привлечением научных учреждений НАН Украины и отраслевых академий наук, а также иностранных научных учреждений и образовательных заведений. - Содействие накоплению научных знаний, интеллектуальной собственности студентами, магистрантами, аспирантами и докторантами для последующего их трудоустройства по специальности как научных и научно-педагогических работников, разработчиков отечественной техники, менеджеров научно-технологического бизнеса и государственного управления в сфере образования, науки, техники и производства. Для достижения цели своей деятельности Центр осуществляет следующие функции: - Проведение фундаментальных и прикладных исследований, в частности междисциплинарных, которые отвечают мировому уровню. - Создание конкурентоспособных на мировом рынке прикладных разработок, образцов новой техники, технологий и материалов. - Трансфер технологий в рамках научно-технической и производственной кооперации и сотрудничества с промышленностью, аграрным сектором и сферой услуг путем формирования инновационной предпринимательской среды. - Обеспечение условий для подготовки студентов, магистрантов, аспирантов и докторантов в соответствии с основными направлениями научной и научно-технической деятельности Центра и требований инновационного развития экономики. - Подготовку научно-методической базы повышения квалификации научных и научно-педагогических работников. - Последипломную подготовку и переподготовку кадров по основным направлениям научной и научно-технической деятельности Центра. - Подготовку и проведение региональных, национальных и международных конференций, симпозиумов и семинаров по основным направлениям научной и научнотехнической деятельности Центра. - Подготовку и издание печатной продукции научного, научно-популярного, рекламно-информационного, учебно-методического характера по основным направлениям деятельности Центра. - Использование кадрового научного потенциала Центра для решения актуальных научных и научно-технических проблем развития экономики региона и страны. - Международное научное, научно-техническое и образовательное сотрудничество с университетами, научными учреждениями, предприятиями, фирмами и фондами.

5


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № 1. ВВОДНАЯ Изменение климата и необходимость в улавливании и хранении CO2 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ. Факторы изменения климата «Предсказывать климат легко, предсказывать погоду очень трудно» Г.Г. Малинецкий Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, – это изменения солнечной радиации и орбиты Земли. – изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов, – изменение светимости солнца, – изменения параметров орбиты Земли, – изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли, – изменение концентрации парниковых газов (СО2 и CH4) в атмосфере, – изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо), – изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана. Проект финансируется Европейским Союзом

6

2

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Глобальные экологические проблемы современности и основная задача экологии

Проект финансируется Европейским Союзом

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ИЗМЕНЕНИЕ КЛИМАТА Главными проблемами сегодня являются: растущая из-за сжигания топлива концентрация СО2 в атмосфере, аэрозоли в атмосфере, влияющие на её охлаждение, и цементная промышленность. Другие факторы, такие как землепользование, уменьшение озонового слоя, животноводство и вырубка лесов, также влияют на климат. В ответ на рост содержания в воздухе СО2 растения снижают интенсивность транспирации (испарения воды листьями), но связывают при этом больше СО2 Проект финансируется Европейским Союзом

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом

7


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Парниковые газы Парниковые газы – газы с высокой прозрачностью в видимом диапазоне и с высоким поглощением в дальнем инфракрасном диапазоне. Присутствие таких газов в атмосферах планет приводит к появлению парникового эффекта. Основным парниковым газом в атмосферах Венеры и Марса является диоксид углерода, в атмосфере Земли – водяной пар.

Газ

Формула

Вклад(%)

Водяной пар

H2O

36 – 72 %

Диоксид углерода

CO2

9 – 26 %

Метан

CH4

4–9%

Озон

O3

3–7%

Проект финансируется Европейским Союзом

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Основные гипотезы

Проект финансируется Европейским Союзом

8

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Основные гипотезы

Проект финансируется Европейским Союзом

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Основные гипотезы

Проект финансируется Европейским Союзом

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом

9


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

СО2 и изменение климата Растущий уровень диоксида углерода считается главной причиной глобального потепления, начиная с 1950 года. Согласно данным Межгосударственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) от 2007 года, концентрация СО2 в атмосфере в 2005 году составила 379 чнм3, в доиндустриальный период она составляла 280 чнм3. Чтобы предотвратить резкое потепление в ближайшие годы, концентрация углекислоты должна быть снижена до уровня, существовавшего до индустриальной эпохи до 350 частей на миллион (0,035%) (сейчас – 385 частей на миллион и увеличивается на 2 миллионные доли (0,0002%) в год, в основном изза сжигания ископаемого топлива и вырубки лесов) генетики.

Проект финансируется Европейским Союзом

9

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Последние важнейшие результаты исследований изменения климата 1. Уже в ближайшее время реальны значительные изменения климата на Земле, связанные, в первую очередь, с природными факторами. Эти изменения являются вызовом всему человечеству. 2. В настоящее время нет абсолютно достоверного научного обоснования характера наиболее вероятного глобального изменения климата в будущем. 3. Версия об антропогенном изменении климата планеты нацелена на мировое управление экономикой и развитием с помощью экологического механизма. 4. Хотя антропогенное воздействие на глобальный климат незначительно, с ним необходимо бороться, исходя из экологических соображений, необходимости формирования у человечества экологической (ноосферной) этики. Чем меньше мы пачкаем на нашей планете, тем лучше будет для всех нас. 5. Восточной Европе необходима самостоятельная климатическая и экологическая политика, нацеленная на устойчивое развитие этих стран. Это системная задача. Задача – обеспечения национальной безопасности территории на которой существуют эти страны.

Проект финансируется Европейским Союзом

10

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Последние важнейшие результаты исследований изменения климата В геологической истории Земли и раньше происходили значительные изменения климата, химического состава литосферы, атмосферы, гидросферы и т. д. Но никогда эти изменения и нарушения не происходили с такой быстротой, как в наше время. Если глобальное потепление ограничено максимальной отметкой в 2°С, превышающих прединдустриальные температуры, тогда мировой выброс газов должен достичь пика в 2015-2020 годах, и затем – резко сократиться. Чтобы стабилизировать климат, уже в этом веке должно быть создано безуглеродное мировое сообщество с почти нулевым выбросом СО2 и других газов, способствующих «парниковому эффекту». Говоря более конкретно, к 2050 году среднегодовые выбросы газов должны составлять менее 1 метрической тонны СО2 на душу населения. Этот показатель на 80-95% ниже, чем выброс газов на душу населения развитых стран в 2000 году. Проект финансируется Европейским Союзом

11

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Что представляет собой улавливание и хранение СО2 и каким образом оно может способствовать смягчению воздействий на изменение климата? 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 этом докладе УХУ рассматривается как вариант в рамках мер по смягчению воздействий, направленных на стабилизацию атмосферных концентраций парниковых газов. Другие варианты смягчения воздействий включают повышение энергетического КПД, переход на менее углеродоемкие виды топлива, атомную энергию, возобновляемые источники энергии, совершенствование биологических поглотителей и сокращение выбросов парниковых газов, иных нежели СО2. УХУ характеризуется наличием потенциала для уменьшения общей стоимости мер по смягчению воздействий и повышению гибкости при обеспечении сокращений выбросов парниковых газов.

Проект финансируется Европейским Союзом

13

Проект реализуется Донецким национальным университетом

11


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Стендовая презентация плаката «Здание изменения климата» (DiploFoundation (Мальта))

Проект финансируется Европейским Союзом

12

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

12

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

14

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № № 2 ФизикоФизико-химические основы изменения климата Земли 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

Причины глобального потепления «Предсказывать климат легко, предсказывать погоду очень трудно» Г.Г. Малинецкий Изменения климата обусловлены переменами в земной атмосфере, процессами, происходящими в других частях Земли, таких как океаны, ледники, а также эффектами, сопутствующими деятельности человека. Внешние процессы, формирующие климат, – это изменения солнечной радиации и орбиты Земли. – изменение размеров и взаимного расположения материков и океанов, – изменение светимости солнца, – изменения параметров орбиты Земли, – изменение прозрачности атмосферы и ее состава в результате изменений вулканической активности Земли, – изменение концентрации парниковых газов (СО2 и CH4) в атмосфере, – изменение отражательной способности поверхности Земли (альбедо), – изменение количества тепла, имеющегося в глубинах океана. Проект финансируется Европейским Союзом

2

Проект реализуется Донецким национальным университетом

13


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Глобальное потепление

Проект финансируется Европейским Союзом

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ДРУГИЕ АСПЕКТЫ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Проект финансируется Европейским Союзом

14

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ПРИЧИНЫ ГЛОБАЛЬНОГО ПОТЕПЛЕНИЯ До сих пор ученые со стопроцентной уверенностью не могут сказать, что вызывает климатические изменения?

Проект финансируется Европейским Союзом

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Чем вызвано глобальное потепление?

Проект финансируется Европейским Союзом

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом

15


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Иное мнение ученых по поводу глобального потепления Насыщение атмосферы углекислым газом, несмотря на поглощение им теплового излучения, при равных условиях всегда приводит не к повышению, а только к понижению парникового эффекта и средней температуры во всей толще планеты. Рис. 1. Сравнение распределений температуры в сухой, прозрачной (gradTcx) и во влажной, поглощающей ИК-излучение, тропосфере Земли (gradTвл). (в приведенном примере эта разность температур достигает 4,7ºС) Проект финансируется Европейским Союзом

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ВЛИЯНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ВЫБРОСА УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА В АТМОСФЕРУ НА КЛИМАТ ЗЕМЛИ По разным оценкам, в настоящее время за счет сжигания природного топлива в атмосферу поступает около 5-7 млрд т углекислого газа или 1,41,9 млрд т чистого углерода. Это колоссальное количество поступающего в атмосферу углерода не только влияет на состав ее газовой смеси и снижение теплоемкости, но и несколько увеличивает общее давление атмосферы. Оба этих фактора действуют в противоположных направлениях. Рис. 2. Осредненные распределения температуры в земной тропосфере: 1 – для модели стандартной земной атмосферы с азотно-кислородной воздушной смесью; 2 – для модели земной атмосферы с углекислотным составом воздуха (остальные параметры такие же, как и в стандартной модели 1) Проект финансируется Европейским Союзом

16

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Мнения противников теории глобального потепления Если учесть, что большая часть поступающего в атмосферу углекислого газа, по закону Генри, растворяется в океанических водах и далее, при гидратации пород океанической коры, связывается в карбонатах, то может оказаться, что вместе с углеродом в карбонаты перейдет и часть атмосферного кислорода. Тогда вместо слабого повышения атмосферного давления следует ожидать его незначительного уменьшения и, следовательно, слабого похолодания климата (но не его существенного потепления, как это предполагают ортодоксальные экологи). К аналогичным выводам пришли и многие ученые США, изучавшие изменения климата в разных регионах Северной Америки. Согласно их данным, в настоящее время фактически не происходит никакого потепления климата. В этой связи известный американский ученый, бывший Президент Национальной Академии наук США Ф. Зейтц, пишет: “Экспериментальные данные по изменению климата не показывают вредного влияния антропогенного использования углеводородов. В противоположность этому, имеются веские свидетельства, что увеличение содержания в атмосфере углекислого газа является полезным”. Проект финансируется Европейским Союзом

9

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Мнения противников теории глобального потепления Ф. Зейтц подготовил Петицию ученых Правительству Соединенных Штатов Америки с призывом отказаться от Международного соглашения по глобальному потеплению климата, заключенному в Киото (Япония) в декабре 1997 г, и других аналогичных соглашений. В этой Петиции, в частности, говорится: “Не существует никаких убедительных научных свидетельств того, что антропогенный выброс диоксида углерода, метана или других парниковых газов причиняет, или может в обозримом будущем вызвать катастрофическое прогревание атмосферы Земли и разрушение ее климата. Кроме того, имеются существенные научные свидетельства, показывающие, что увеличение в атмосфере концентрации диоксида углерода приводит к положительному влиянию на естественный прирост растений и животных в окружающей среде Земли”. К настоящему времени эту Петицию уже подписало около 17 тыс. ученых и инженеров США. Проект финансируется Европейским Союзом

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом

17


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Круговорот углекислого газа в природе

Проект финансируется Европейским Союзом

11

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ВЫВОДЫ Таким образом, учитывая мнение различных ученых, инженеров и т.д., следует важный практический вывод, фактически не определено то, что значительные выбросы техногенного углекислого газа в земную атмосферу фактически меняют осредненных показателей теплового режима Земли и ее парниковый эффект. Более того, увеличение концентрации этого газа в земной атмосфере, безусловно, является полезным фактором, повышающим продуктивность сельского хозяйства и способствующим более эффективному восстановлению растительной массы в районах сведения лесов.

Проект финансируется Европейским Союзом

18

12

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ВЫВОДЫ Если же глобальный климат Земли в настоящее время действительно испытывает заметное потепление, то, скорее всего, это окажется временным явлением, и причину надо искать в других процессах и явлениях, например в неравномерности солнечного излучения, в прецессии собственного вращения Земли, в неустойчивости океанических течений или в изменениях их циркуляции, вызванных другими причинами.

Проект финансируется Европейским Союзом

13

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

14

Проект реализуется Донецким национальным университетом

19


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА Основные проблемы с которыми сталкивается человечество уже сейчас: 1. 2. 3. 4. 5.

Антропогенная деятельность приводит к выбросам парниковых газов в атмосферу; Повышение уровня парниковых газов уже приводит к изменению климата; Согласно климатическим моделям, к 2100 году глобальная температура повысится на 1,4-5,8°C; Изменение климата, вероятно, окажет значительное воздействие на окружающую среду во всем мире; Человеческое общество столкнется с новыми видами опасностей и воздействий;

Проект финансируется Европейским Союзом

20

2

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ВВЕДЕНИЕ В ПРОБЛЕМУ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА Основные проблемы с которыми сталкивается человечество уже сейчас: 6. 7. 8. 9.

Людям и экосистемам придется приспосабливаться к будущим климатическим режимам; Для стабилизации атмосферных концентраций парниковых газов потребуется приложить огромные усилия; Международное сообщество пытается решить эту проблему посредством реализации Конвенции об изменении климата; 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

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Историю изменения климата Земли можно объяснить изменениями концентрации углекислого и иных парниковых газов в атмосфере

Проект финансируется Европейским Союзом

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом

21


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

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

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

22

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

НА КАКОМ ЭТАПЕ НАХОДИТСЯ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ ТЕХНОЛОГИЯ УХУ? 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

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом

23


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

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

9

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

24

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № 4 Экологический кризис 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

Климат Земли сейчас находится в теплой фазе Рис. 1. Концентрация СО2, млн– 1: а) исторические данные со станции Восток, Антарктида (Barnola et al., 2003); б) среднегодовые значения в приповерхностном слое на станции Мауна-Лоа: за 1959-2000 гг. – данные инструментальных измерений (Keeling and Worf, 2004), а до 1959 г. – корреляционная реконструкция (Семенов, 2004) по результатам измерений концентрации в ледовых кернах на станции Лоу Доум по данным (Etheridge et al., 1998). Проект финансируется Европейским Союзом

2

Проект реализуется Донецким национальным университетом

25


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Рис. 2. Наблюдаемый тренд глобального озона в Добсоновских единицах. (1 DU = 1· 10 -3 атм-см). 1 – данные наземных измерений, 2 - измерения Nimbus 7 TOMS, 3 – MeteorTOMS, 4 – EarthProbeTOMS Проект финансируется Европейским Союзом

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Изменения климата фиксируются повсеместно как следствие глобального потепления За весь ХIХ век рост температуры составил около 0,1 градуса. В последнее десятилетие ХХ века этот рост достиг в среднем 0,3 градуса в год. В начале ХХI века рост ускорился. В 2004 году среднегодовая температура повысилась на 0.5 градуса, на Европейском континенте на 0.73 градуса. За последние 15 лет среднегодовая температура воздуха выросла на 0.8 градуса. Рис. 3. Концентрация основных парниковых газов. (Кривые: а – СО2 , б – СН4, в - N2O). 2 - измерения атмосферы, сделанные в последние годы, 1 – данные, определенные по пузырькам воздуха в образцах льда, добытых в Антарктиде. Проект финансируется Европейским Союзом

26

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ВОЗДЕЙСТВИЕ СРЕДНЕГОДОВОЙ СРЕДНЕГЛОБАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ТАЯНИЕ ЛЕДНИКОВ

Рис. 4. Среднегодовая среднеглобальная температура, ºС (аномальная относительно среднего 1961-1990 гг.) Проект финансируется Европейским Союзом

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Оценки арктических температур воздуха за последние 2000 лет

Рис. 5. Оценка арктических температур воздуха за последние 2000 лет Проект финансируется Европейским Союзом

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом

27


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Уровень Мирового океана повысится Рис. 6. Воздействие таяния ледников на глобальный климат Земли

Проект финансируется Европейским Союзом

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ДИНАМИКА ОПАСНЫХ ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ

Рис. 7. Динамика опасных гидрометеорологических явлений Проект финансируется Европейским Союзом

28

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Влияние загрязнения атмосферы

Проект финансируется Европейским Союзом

9

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ИНЫЕ ФАКТОРЫ, ФАКТОРЫ, РАЗРУШАЮЩИЕ ЕСТЕСТВЕННУЮ ЭКОСИСТЕМУ Загрязнение планеты, вызванное деятельностью человека, привело к разрушению естественных экосистем на большой территории (около 70% суши). Ежегодно в Тихий океан сбрасывается 9 млн. тонн отходов, в Атлантику – свыше 30 млн. тонн. Главный загрязнитель мирового океана – нефть. Только в результате судоходства и очистки танкеров в океаны ежегодно попадает от 5 до 10 млн. тонн нефти. Каспий покрыт плёнкой нефти. Среднее содержание нефтепродуктов в его воде в некоторых районах достигает 30-100 предельно допустимых концентраций (ПДК). Только небольшая доля (по некоторым данным не более 5%) химических удобрений, пестицидов, гербицидов, инсектицидов попадает по назначению, остальное загрязняет окружающие почву и воду, попадает в мировой океан, вызывая отравления и мутации живых организмов. Человеком созданы десятки тысяч искусственных веществ, большинство из которых не разлагается в природе. Из-за загрязнения атмосферы и космического мусора непрерывно уменьшается количество попадающего на землю света. В ближайшее время человечество будет жить в вечных сумерках. Вымирание живых существ. Деятельность человека привела к сокращению площадей, занятых дикой природой, к отравлению среды обитания животных и птиц. За 50 лет на треть сократился список видов растений и животных на планете. В Европе за последние 20 лет исчезло около 17 тысяч видов. Средиземное море лишилось своей флоры и фауны почти на треть. Проект финансируется Европейским Союзом

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом

29


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Уже в ближайшее время реальны значительные изменения климата на Земле, связанные, в первую очередь, с антропогенным воздействием на природную среду. Эти изменения являются вызовом всему человечеству. Если глобальное потепление ограничено максимальной отметкой в 2°С, превышающих прединдустриальные температуры, тогда мировой выброс газов должен достичь пика в 2015-2020 годах, и затем - резко сократиться. Чтобы стабилизировать климат, уже в этом веке должно быть создано безуглеродное мировое сообщество с почти нулевым выбросом СО2 и других газов, способствующих «парниковому эффекту». Говоря более конкретно, к 2050 году среднегодовые выбросы газов должны составлять менее 1 метрической тонны СО2 на душу населения. Этот показатель на 80-95% ниже, чем выброс газов на душу населения развитых стран в 2000 году. Т.к. антропогенное воздействие значительно влияет на глобальный климат, с ним необходимо бороться, исходя из экологических соображений, необходимости формирования у человечества экологической (ноосферной) этики. Чем меньше мы пачкаем на нашей планете, тем лучше будет для всех нас.

Проект финансируется Европейским Союзом

11

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

30

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

12

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № 5 Технологии улавливания и хранения СО2 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

Схема вариантов улавливания и хранение СО2

Проект финансируется Европейским Союзом

2

Проект реализуется Донецким национальным университетом

31


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Схема улавливания эмиссии до завершения процесса сжигания

Проект финансируется Европейским Союзом

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Другие схемы процесса улавливания диоксида углерода

Схема улавливания эмиссии после завершения процесса сжигания

Схема процесса улавливания при кислородно-топливном цикле Проект финансируется Европейским Союзом

32

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Схемы систем улавливания

Проект финансируется Европейским Союзом

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Реализация процессов улавливания выбросов СО2

Проект финансируется Европейским Союзом

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом

33


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Прорывы в исследованиях CCS-технологий в мире 1.

2.

3.

4.

5.

В США международной группе ученых удалось синтезировать материал, который, благодаря пористой структуре, способен впитать объем углекислого газа до 80 раз превышающий его собственный. Новая технология может стать дешевым и эффективным решением для энергетики, не требующим гигантских капитальных и эксплуатационных затрат. Ключевая характеристика металлоорганических кристаллические структур – это их пористость. Поры на несколько порядков увеличивают площадь соприкосновения с газом. Например, всего 1 грамм самого пористого материала из созданных в лаборатории имеет площадь соприкосновения – 2000 квадратных метров! Всего один литр материала абсорбирует 82,6 литра СО2 при нормальном атмосферном давлении и температуре около 0 градусов Цельсия. Начиная с 2009 года, компания RWE, Группа Linde и концерн BASF проводят тестирование новой технологии извлечения диоксида углерода (СО2) из дымовых газов экспериментальной установки на принадлежащей RWE электростанции «Нидерауссем» (вблизи г. Кёльна, Германия). По сравнению с типовыми производственными процессами, применение инновационной технологии, предусматривающей улавливание СО2 с помощью новых химических растворителей, даёт возможность сократить потребление энергии примерно на 20 %. Кроме того, эта методика обеспечивает превосходную устойчивость кислорода, что позволяет значительно уменьшить расходование растворителя. Новая технология, разработанная в Германии, позволяет сократить энергозатраты на 20% и существенно уменьшить расходование растворителей. Открываются возможности для дальнейшего развития угольной электроэнергетики не в ущерб стабильности климата. Проект финансируется Европейским Союзом

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Сегодня функционируют только четыре крупных, крупных, а также несколько меньших проектов по улавливанию и хранению СО2

Проект финансируется Европейским Союзом

34

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект закачки СО2 на месторождении Слейпнер в Северном море

Проект финансируется Европейским Союзом

9

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Завод СПГ месторождения Сновит и закачка попутного СО2

Проект финансируется Европейским Союзом

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом

35


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект закачки СО2 на месторождении Ин-Салах в Алжире

Проект финансируется Европейским Союзом

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Альтернативная энергия 1. Ветроэнергетика; 2. Энергия Солнца; 3. Биоэнергетика; 4. Геотермальная энергетика; 5. Гидроэнергетика

Проект финансируется Европейским Союзом

36

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 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

13

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

14

Проект реализуется Донецким национальным университетом

37


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № 6

Технологии улавливания и хранения СО2 (Правовой аспект) 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

Заявления из Дорожной карты CCS МЭА • В отсутствии новой политики уровень выбросов к 2050 году возрастёт на 130%, что приведёт к повышению температуры воздуха на 4-7oC • Технологии CCS к 2050 году обеспечит сокращение объёмов выбросов CO2 на одну пятидесятую от необходимого • Без использования технологий CCS, стоимость такого сокращения возрастёт на 70% • Технологии CCS являются единственным способом снижения уровня выбросов СО2 для газовой/нефтяной, цементной и металлургической промышленности • У технологий CCS имеется потенциал для развития в технологию с отрицательным уровнем эмиссии углерода Проект финансируется Европейским Союзом

38

2

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Доля промышленности в снижении глобальных выбросов СО2

Рис. 1 – Доля промышленности в снижении глобальных выбросов СО2 в сценарии МАР, 2050 г. (по сравнению с Базовым сценарием) Проект финансируется Европейским Союзом

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Снижение выбросов СО2 в сценарии МАР Таблица 1 – Снижение выбросов СО2 в сценарии МАР в результате применения новых технологий в промышленности (по сравнению с базовым сценарием)

Проект финансируется Европейским Союзом

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом

39


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ЧТО НЕОБХОДИМО ДЛЯ ВЫВОДА ТЕХНОЛОГИИ УЛАВЛИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ CO2 НА РЫНОК?

Рис. 2. – Внедрение технологий CCS в Сценарий BLUE Map Проект финансируется Европейским Союзом

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Сценарий Blue Map снижения выбросов СО2 к 2050 году

Проект финансируется Европейским Союзом

40

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Количество планируемых комплексных крупномасштабных проектов

Проект финансируется Европейским Союзом

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ЗАЧЕМ НУЖНО ОБСУЖДАТЬ ПРАВОВЫЕ И РЕГУЛЯТОРНЫЕ ПРОБЛЕМЫ В ОТНОШЕНИИ ТЕХНОЛОГИИ CCS? “Чтобы сделать возможным улавливание, транспортировку и хранение СО2” ( a законодательная деятельность) “Для обеспечения эффективности безопасности транспортировки и хранения” сокращение риска принятие обществом)

и (

“Чтобы сделать данную технологию привлекательной и целесообразной для финансистов” ( поскольку никто не будет вкладывать деньги в технологию, которая не легальна или слишком рискованна) Проект финансируется Европейским Союзом

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом

41


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Правовые и регуляторные проблемы: вопросы? Допускается ли международным правом хранение СО2? Существуют ли национальные законы, касающиеся хранения СО2? Хранение регулируется? Что с транспортировкой? Можно ли использовать технологии CCS в качестве гибкого механизма для кредитов на импорт/экспорт углерода? Проект финансируется Европейским Союзом

9

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Правовая и регуляторная деятельность и её этапы В Дорожной карте содержаться следующие рекомендации: Существующая нормативно-правовая база должна быть пересмотрена и адаптирована под технологии CCS: - к 2011 году во всех странах ОЭСР и - к 2015 во всех остальных странах. Во всех странах к 2020 году должна иметься нормативно-правовая база, которая будет способствовать крупномасштабному развертыванию технологий CCS. Международные правовые вопросы должны быть решены к 2012 году. Проект финансируется Европейским Союзом

42

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Этапы правовой и регуляторной деятельности

Проект финансируется Европейским Союзом

Проект реализуется Донецким национальным университетом

11

Правовые и регуляторные вопросы относительно технологий CCS

• • •

УЛАВЛИВАНИЕ Стимулирование: обязательно или нет? Безопасность(?) Вопросы охраны окружающей среды(?)

Проект финансируется Европейским Союзом

ТРАНСПОРТИРОВКА • Охрана окружающей среды, здоровья и безопасности жизнедеятельности • Чистота CO2 • Получение разрешения • Доступ к сети • Трансграничная передача

12

ХРАНЕНИЕ Охрана окружающей среды, здоровья и безопасности жизнедеятельности • Разведка • Выбор и получение разрешения • Мониторинг и проверка • Закрытие захоронения • Трансграничная передача • Ответственность команды руководителей • И т.д. •

Проект реализуется Донецким национальным университетом

43


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Достижения в нормативноправовой сфере Межправительственная группа экспертов по изменению климата - Список Директив 2006 РКООНИК Лондонский Протокол Соглашение о правилах предотвращения и устранения разливов нефти Директивы ЕС относительно CCS и Схемы торговли выбросами Другие нормативно-правовые изменения Деятельность МЭА в сфере CCS Проект финансируется Европейским Союзом

13

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Поправка к Лондонскому Протоколу Конкретные указания по технологиям СО2:

– “Потоки CО2 могут храниться только при соблюдении следующих условий: 1. Расположение в геологических формациях в подводных слоях моря 2. Они состоят преимущественно из СО2. Они могут включать в себя несущественное количество связанных веществ полученных из исходного материала и используемых при процессе улавливания и секвестрации СО2 3. Отсутствие отходов или других субстанций добавленных в целях утилизации этих отходов или других субстанций.”

– Допустимость содержания связанных веществ зависит от : • их потенциального влияния на механическую целостность участков хранения и наличие соответствующей транспортной инфраструктуры и риска, который они потенциально могут представлять для здоровья человека и морской среды

Проект финансируется Европейским Союзом

44

14

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Одним из главных этапов при разработке технологий улавливания и хранения СО2 является разработка Дорожных карт. С их помощью достигается консенсус относительно основных этапов внедрения низкоуглеродных энергетических технологий, приоритетов для разработки технологий, стратегических и законодательных концепций, инвестиционных потребностей и участия общественности. Дорожные карты могут стать серьезным аналитическим подспорьем, позволяющим разработчикам национальных политических стратегий и промышленности разрабатывать специальные технологии. На основании дорожных карт МЭА можно создать более подробные дорожные карты с национальной или секторальной ориентацией. Руководство, созданное на основании обширного опыта МЭА, предназначено для информирования стран и компаний о текущей ситуации, а также для предоставления им информации и инструментов, необходимых для разработки и внедрения эффективного процесса создания энергетических дорожных карт и для управления этим процессом. МЭА предлагает примеры и ссылки, которые помогут разработчикам национальных и местных политических стратегий и промышленных технологий создать стратегии государств, которые ускорят внедрение низко-углеродных энергетических технологий, а также иных технологий, позволяющих утилизировать СО2. Проект финансируется Европейским Союзом

15

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

16

Проект реализуется Донецким национальным университетом

45


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № 7 Семейство программных продуктов ArcGIS 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

Архитектура программного обеспечения ESRI ArcInfo Editor

ArcInfo

Сервер ArcGIS

Рис. 1. Семейство ArcGIS Проект финансируется Европейским Союзом

46

ArcView

ArcExplorer (Java)

Сервер ArcIMS

HTML броузер

ArcPad ArcPad

Сервер ArcSDE

СУБД 2

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Семейство ArcGIS

Проект финансируется Европейским Союзом

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Серверные службы UNIX / Windows

Проект финансируется Европейским Союзом

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом

47


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Конфигурации работы ArcSDE

Проект финансируется Европейским Союзом

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ArcInfo WorkStation

• • •

Рабочие станции UNIX / Windows

Рабочие станции Windows

Java / HTML компьютеры

ArcInfo ArcInfo Workstation Workstation

ArcGIS ArcGIS Desktop Desktop

Клиенты КлиентыArcIMS ArcIMS ArcExplorer ArcExplorer ArcSDE ArcSDEJava Java

Клиент ArcSDE

CC SQL SQL CAD CAD

Профессиональная картографическая система Большие возможности анализа и прогноза Широкие возможности программирования Одно из основных преимуществ – топологическая корректность получаемых карт, заложенная в формате Проект финансируется Европейским Союзом

48

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Три основных топологических концепции ArcInfo

Проект финансируется Европейским Союзом

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Ключевые возможности объектноориентированной модели данных • • • • • • • • • •

Свойства объектов Отношения между объектами Геометрия сетей, сетей, объединение различных объектов в единую сеть Правила проверки правильности Значения (оценки) оценки) по умолчанию «Версии» Версии» данных для разных пользователей Метаданные – данные о данных Собственные пространственные объекты (GeoObjects) GeoObjects) Управление данными через графический интерфейс пользователя (Arc Catalog) Catalog) CASECASE-средства

Проект финансируется Европейским Союзом

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом

49


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ArcMap

Проект финансируется Европейским Союзом

9

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ArcMap: работа с растровыми данными • Много форматов – ERDAS – Grids – GeoTiff – MrSID ... • Монохром и многозональные • Пирамидные слои

Проект финансируется Европейским Союзом

50

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ArcToolbox •

ArcToolbox “Lite” Lite” для ArcView и ArcInfo Editor • Полная версия ArcInfo • Удобные мастера • Управление данными: данными: - перепроектирование - генерализация - построение топологии и др. др. • Анализ - построение буферных зон - статистика - анализ видимости и др. др. Проект финансируется Европейским Союзом

• Экспорт/ кспорт/импорт из/ из/во множество форматов и др. др.

11

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ArcCatalog • Просмотр • Графика • Атрибутика • Метаданные (редактирование) редактирование)

• Поиск • Метаданные • Управление • • •

Файлы Интернет Объекты базы геоданных Проект финансируется Европейским Союзом

12

Проект реализуется Донецким национальным университетом

51


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Сегодня ГИС – одна из современнейших перспективных технологий, которую многие организации внедряют в свою производственную деятельность как инструмент, усовершенствующий бизнес-процессы предприятий. Более 60 % информации, содержащейся в корпоративных базах данных, имеют пространственный (географический) компонент. Человек в своей деятельности использует более 70 % информации, имеющей пространственную привязку. Из отраслей, активно внедряющих ГИС, можно выделить сектор административнотерриториального управления, а также телекоммуникационный секторы. ГИС по-прежнему востребованы в транспортном и дорожном хозяйстве, в сфере инженерных коммуникаций, сельском и лесном хозяйстве. Силовые ведомства, государственный сектор, здравоохранение, банковская сфера, градостроительный и земельный кадастр используют ГИС в качестве инструмента для управления и правильного принятия решений. Историкокультурное направление, недвижимость, реклама, экология и природопользование также не обошли ГИС вниманием. Геоинформационные системы для различных областей оперируют такими важными понятиями, как: • определение точного пространственного местоположения объектов; • отображение разнообразной информации для принятия взвешенного решения; • мониторинг экологической ситуации и природных ресурсов; • планирование развития социальной инфраструктуры. Проект финансируется Европейским Союзом

13

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

52

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

14

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № 8 Тенденции развития ГИС 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

Универсальная структура описания места с помощью абстракций

Проект финансируется Европейским Союзом

2

Проект реализуется Донецким национальным университетом

53


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Цифровая технология все в больших масштабах используется для фиксирования всего, всего, что мы знаем

Проект финансируется Европейским Союзом

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Отражение реальных ГИС в виде абстракций

Проект финансируется Европейским Союзом

54

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Развитие стандартов ГИС

Проект финансируется Европейским Союзом

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Web-сервисы обеспечивают новый тип взаимодействия для интеграции многих систем

Проект финансируется Европейским Союзом

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом

55


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Архитектура ГИС-систем

Проект финансируется Европейским Союзом

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Расширяющийся спектр применения ГИС в Интернет

Проект финансируется Европейским Союзом

56

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Развиваемое видение ГИС

Проект финансируется Европейским Союзом

9

Проект реализуется Донецким национальным университетом

БУДУЩЕЕ ГИС: Направление развития ГИС-технологий Программное обеспечение ГИС сейчас достигло того уровня развития, когда решены практически все поставленные несколько десятилетий назад задачи по обработке пространственной информации. Разработчики ГИС периодически выпускают новые версии программ, но изменения в них касаются в основном улучшения интерфейса и уменьшения времени выполнения операций путем использования особенностей новых операционных систем. Функционально ГИС, выпущенная 10 лет назад, отличается от современной системы незначительно. Поэтому дальнейшее развитие ГИС-технологий может произойти только за счет качественного скачка Проект финансируется Европейским Союзом

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом

57


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Все охарактеризованные выше тенденции, перспективы, направления и пути развития приведут в конечном итоге к тому, что ГИС в XXI веке будут представлять собой систему знаний, опирающуюся на пространственную идеологию и использующую самые современные технологии по переработке огромного объема любой пространственной и иной информации и широко распространенную среди мирового информационного общества. Сегодня ГИС является одним из наиболее популярных и полезных инструментов, в том числе в учебном процессе и в научных исследованиях. ГИС помогает сформировать у людей новый взгляд на мир, обеспечивающий его комплексное восприятие и лучшее понимание взаимосвязей между его составляющими. И, что тоже немаловажно, специалисты в этой области востребованы обществом и имеют прекрасные перспективы получения интересной, достаточно престижной работы. Общей тенденцией развития является постепенная открытость разработок по ГИС на серверах Украины и России. Это стимулирует темпы развития и информирования населения Украины. ГИС – это не просто еще один производственный навык, это универсальный инструмент исследователя. Функции пространственного анализа применяется в большинстве направлений научных и прикладных исследований, что позволяет студентам и исследователям формулировать географические вопросы и получать на них ответы путем создания и анализа карт на основе выбранных критериев.

Проект финансируется Европейским Союзом

11

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

58

Проект реализуется Донецким национальным университетом

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

12

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Проект выполняется НаучноНаучно-образовательным центром «Конвергенция нанонано, биобио- и инфоинфо- технологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Проект реализуется Донецким национальным университетом, университетом, Донецк, Донецк, Украина

ЛЕКЦИЯ № 9. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ УТИЛИЗАЦИЯ CO2 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

Цикл лекций по изменению климата и климатическим технологиям для студентов естественнонаучных факультетов университетов

Проект финансируется Европейским Союзом

Тренды объемов эмиссии СО2 в странах Европы за 1990-2011 гг.

Проект финансируется Европейским Союзом

2

Проект реализуется Донецким национальным университетом

59


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Выбросы СО2 СО2 в атмосферу стационарными и мобильными источниками загрязнения

Выбросы СО2 в атмосферу стационарными и мобильными источниками загрязнения по видам экономической деятельности в 2010 году в тыс. т по официальным статистическим данным и по данным Национального кадастра антропогенных выбросов Проект финансируется Европейским Союзом

3

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Выбросы СО2 от стационарных источников загрязнения в регионах Украины в 2010 году в млн. млн. т

Проект финансируется Европейским Союзом

60

4

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ПОТЕНЦИАЛ ИСТОЧНИКОВ ЭМИССИИ СО2 Используя информацию из 4-х открытых баз данных: МЭА, BELLONA, CARMA и ДТЭК, – а также новые дополнительные данные непосредственно от тепловых электростанций, металлургических, коксохимических, цементных, химических и нефтеперерабатывающих заводов создана географическая информационная система (ГИС) источников CO2, которая охватывает пять восточных областей Украины. ГИС дает возможность одновременно анализировать все предприятия указанных отраслей экономики Украины или рассматривать только компании в избранной отрасли: −угольных электростанций (по состоянию на 2011 год доля угля в топливе ТЭС составляет более чем 97,5% против 52,3% как показано в) в настоящий момент представлено в ГИС 12; −газовых электростанций – 1; −металлургических заводов – 13; −коксохимических заводов – 14; −цементных заводов – 8; −различных химзаводов (в том числе нефтеперерабатывающих) – 3. Проект финансируется Европейским Союзом

5

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ГИС стационарных источников эмиссии СО2 в восточных областях Украины

Проект финансируется Европейским Союзом

6

Проект реализуется Донецким национальным университетом

61


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ПОТЕНЦИАЛ РЕЗЕРВУАРОВ ХРАНЕНИЯ СО2 Закачивание СО2 в геологические формации насчитывает более чем тридцатилетний опыт работ по повышению нефте- и газоотдачи пластов. Природные хранилища газов (в том числе и горючих) естественного генезиса являются надежными на протяжении сотен тысяч и миллионов лет, утечки газов из них пренебрежимо малы. Выделяются три основных типа формаций, в которых возможно геологическое хранение СО2: истощенные или находящиеся на стадии истощения нефтегазоносные бассейны, глубоко залегающие соленосные формации, и не имеющие промышленного значения угольные пласты. Успешность геологического метода хранения СО2 подтверждается результатами экспериментов, проводимых в разное время компаниями MRCSP, MGSC, SECARB, SWP, WESTCARB, Big Sky, PCOR (США), а также в рамках проектов Weyburn, Fenn Big Valley (Канада), Sleipner (Норвегия), Yubari (Япония), Qinshui Basin (Китай) и др. Проект финансируется Европейским Союзом

7

Проект реализуется Донецким национальным университетом

АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ На территории Украины расположены крупные нефтегазоносные провинции с большим объемом продуктивных горизонтов. Один из самых крупных нефтегазоносных районов – Днепровско-Донецкий бассейн расположен в границах двух больших структур – Днепровско-Донецкий впадины (ДДВ) и Донецкого каменноугольного бассейна (Донбасса). Газоносность ДнепровскоДонецкого бассейна тесно связана с терригенными осадочными породами среднего-верхнего карбона и нижней перми. Метановая газоносность Донбасса также связана с угленосной толщей карбона. В Донбассе нижнепермские гидрохимические образования развиты в его северозападной части в границах Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловин. Палеозойский структурный этаж, залегающий под покровом мезозойских и кайнозойских отложений, является перспективным в отношении изучения возможностей геологического хранения СО2. Палеозойский этаж Донбасса состоит из отложений пермской, каменноугольной и девонской систем. Пермская система представлена нижним отделом в составе ассельского и сакмарского ярусов. Каменноугольная система представляет собой непрерывный разрез в основном угленосной толщи. Отложения девонской системы залегают на больших глубинах (обычно более 5 км) и выходят на поверхность в виде узкой полосы на юго-западной окраине Донбасса. Проект финансируется Европейским Союзом

62

8

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Геологическая схема домезозойских отложений северо-западной части Донецкого бассейна (a) и геологический разрез к ней (b)

Проект финансируется Европейским Союзом

9

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ГИС возможных участков геологического хранения СО2 СО2 на востоке Украины

Проект финансируется Европейским Союзом

10

Проект реализуется Донецким национальным университетом

63


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

КРИТЕРИИ ПРОЦЕССА ХРАНЕНИЯ СО2 Важным моментом в оценке возможностей геологического хранения СО2 в любом бассейне является определение количественных значений критериев процесса хранения. Такими критериями являются: 1. Основными параметрами коллекторских и газоемкостных свойств песчаников являются: открытая пористость, степень заполнения пор газом, влажность, проницаемость. 2. Проницаемость покрышки определяется не только физическими свойствами слагающих пород, но также и ее целостностью. В случае нарушения пластов геологическими разломами их газоизоляционные свойства значительно снижаются. 3. Минимальная глубина хранения СО2 определяется давлением и температурой, при которых СО2 переходит в жидкую фазу и составляет примерно 800 м. Плотность СО2 при этих условиях будет находиться в пределах 50-80% от плотности воды. Это ограничение задает минимальную глубину залегания горизонтов коллекторов и совместно с другими критериями должно использоваться при определении перспективных участков для хранения СО2. Проект финансируется Европейским Союзом

11

Проект реализуется Донецким национальным университетом

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫДЕЛЕНИЮ УЧАСТКОВ ХРАНЕНИЯ СО2 Предлагается следующая последовательность действий при выделении перспективных участков размещения геологических участков долговременного хранения СО2 на территории востока Украины: 1. Выделение площадей, в разрезе которых присутствуют породы – коллекторы (песчаники и алевролиты), залегающие на глубинах 800 м и более, перекрытые изолирующей толщей пород. 2. Построение литологических колонок с выделением перспективных горизонтов – коллекторов. 3. Построение карт поверхности выделенных горизонтов. Оконтуривание площадей горизонтов, залегающих ниже глубины 800 м. 4. Нанесение на карту контуров шахтных полей, площадей месторождений, подземных горных выработок, геологоразведочных и эксплуатационных скважин и всех имеющихся структурных элементов (тектонических нарушений, соляных штоков, интрузивных тел и др.). 5. Анализ полученных данных, оконтуривание перспективных участков. Проект финансируется Европейским Союзом

64

12

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Схема геолого-промышленного районирования Донецкого бассейна

Квадратами показаны места расположения угольных шахт, цифрами отмечены перспективные районы: 1 – Новомосковский, 2 – Петриковский, 3 – Лозовской, 4 – Старобельский, 5 – Северозападные окраины Донбасса. Проект финансируется Европейским Союзом

13

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Географическая схема расположения кластеров источников эмиссии СО2, участков возможного геологического хранения сверхкритического СО2 и направления транспортировки СО2 от источников эмиссии к резервуарам геологического хранения

Проект финансируется Европейским Союзом

14

Проект реализуется Донецким национальным университетом

65


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ВЫВОДЫ Для количественной оценки возможностей геологического хранения СО2 в недрах Донбасса, необходимо сделать: 1. Определение количественных значений критериев процесса геологического хранения СО2 с учетом горно-геологических и гидрогеологических условий геологических районов Донбасса и его окраин. 2. Выделение наиболее перспективных участков – потенциальных полигонов. 3. Выполнение геохимического, структурно-тектонического и гидрогеологического анализов перспективных участков с целью определения количественных величин фильтрационно-емкостных параметров осадочных пород и выделения газовых ловушек – потенциальных резервуаров СО2. 4. Анализ и обобщение полученных результатов, выделение эффективных горизонтов-коллекторов в границах перспективных участков и подсчет их емкостного СО2 - потенциала. Решение этих задач позволит оценить не только емкостной СО2-потенциал Донецкого бассейна и его окраин, а и обосновать возможности повышения выхода метана в процессах начавшегося промышленного освоения газовых ресурсов Донбасса. Проект финансируется Европейским Союзом

15

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

E-mail: m.bezkrovna@donnu.edu.ua

Проект финансируется Европейским Союзом

66

Проект реализуется Донецким национальным университетом

16

Проект реализуется Донецким национальным университетом


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ANNEX A: GENERAL INFORMATION ABOUT A PROJECT “LOW-CARBON OPPORTUNITIES FOR INDUSTRIAL REGIONS OF UKRAINE (LCOIR-UA)” The project is implemented by the Donetsk National University (Donetsk, Ukraine) - Research and Education Center “Convergence of Nano-, Bio- and Info- Technologies for Sustainable Regional Development”, - and funded by the European Union Thematic Programme for Environment and Sustainable Management of Natural Resources, including Energy (direction “Cooperation in Clean Coal Technology and technology of Carbon Capture and Storage”). CONCEPTION OF PROJECT Ukraine is the seventh country in Europe in terms of CO2, and more than 70% of these emissions result from the energy sector, mainly from the burning of domestic coal (5th report of Ukraine on Climate Change, Kiev, 2009). Most power plants, located in the eastern part of Ukraine, namely in the regions selected for the project. The remaining industries: metallurgy, mining companies and chemical industries - are enormous users of coal for energy and most of these factories are also located in the regions to be studied. In recent decades, in Ukraine there is a reduction of CO2 emissions from industrial production and folding of the regular closing of factories. To revive the industrial sector without excessive increase of CO2, in Ukraine, as well as in the Donbass industrial region in the main, it is necessary to begin implementation of clean coal technologies and technologies of carbon capture and storage (climate technology). The main problem faced by the Ukrainian energy sector is the deterioration of the equipment: a large part of which has been operating for over 50 years. Equipment is already very old, to be adapted to less emission and climate technologies, and thus should be dismantled and replaced by new technologies. Now is the time for Ukraine to update their technology and choose the most effective. So there is a need and the need to enhance knowledge in the area of climate technology for policy-makers, industrialists, engineers and scientists. AIMS OF PROJECT The overall objectives of the project are:  

Encourage and assist the actual implementation of activities to introduce climate technologies in Ukraine; Cooperation in the area of climate technology between Ukraine and the European Community.

The specific objectives are as follows:   

Improve knowledge of Ukrainian context for climate technology; Identify potential targets for the current programs of adaptation to climate technologies Ukraine; Creation of a major stakeholder views on climate technology as a tool to combat climate change.

67


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Target groups of selected industrial regions (Donetsk, Dnipropetrovsk, Zaporizhzhya, Luhansk and Kharkiv regions) are:  Regional governments and local authorities;  Administrative and technical staff of regional energy and industrial companies;  Representatives of regional educational and scientific communities;  Students and graduates of natural sciences and economics departments of universities. COMPONENTS OF PROJECT Donetsk National University (DonNU) has three components of the project: 1. Research on a national and regional context the possibilities of using climate technology The results of this section will be reviews of the global context, the existing Ukrainian political trends, laws and regulations; of stakeholders, as well as advice on building climate technologies in Ukraine. 2. Rating: creation of geographic information systems (GIS) To assess the opportunities and challenges of climate deployment of technologies in Ukraine will be created GIS sources and sinks of CO2, but also provided recommendations for the actual implementation of the climate technology for facilities in the industrial regions of Ukraine. 3. Exchange of knowledge Sharing of knowledge created and accumulated during the project implementation will be carried out by organizing and conducting the following activities: educational sessions and round tables for representatives of government and business, for educators, scientists and engineers, an international scientific-practical conference on topical issues of climate change and the use of climate technologies, lectures for undergraduate students and graduate students DonNU. The project will be published: monograph, manuals on the use of climate technologies, quarterly newsletters, as well as to create a Web site aimed at different target groups of the project. For more information contact: Donetsk National University Universitetska str., 24 Donetsk, 83001 Ukraine Tel./fax: +380 (62) 302 9223 E-mail: research.div@donnu.edu.ua Web: http://research.donnu.edu.ua Co-ordinator of project: Dr. Mykola Shestavin Mob. tel.: +380 (50) 217 9443 E-mail: lcoir@ukr.net Web: http://www.lcoir-ua.eu The views expressed on this web-site do not necessarily reflect the views of the European Commission and Government of Ukraine

68


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ДОДАТОК Б: ЗАГАЛЬНА ІНФОРМАЦІЯ ПРО ПРОЕКТ «НИЗЬКО-ВУГЛЕЦЕВІ МОЖЛИВОСТІ ДЛЯ ІНДУСТРІАЛЬНИХ РЕГІОНІВ УКРАЇНИ (LCOIR-UA)» Проект виконується за Тематичною програмою Європейського Союзу для довкілля і сталого управління природними ресурсами, зокрема енергією (напрямок „Співробітництво у галузі чистих вугільних технологій і технологій уловлювання і зберігання вуглецю”). Проект реалізується Донецьким національним університетом (м. Донецьк, Україна) Науково-навчальним центром „Конвергенція нано-, біо- та інфо- технологій для збалансованого регіонального розвитку”, та фінансується Європейським Союзом. Концепція проекту Україна є шостою країною у Європі по обсягам викидів CO2, і більше 70% цих викидів є результатом діяльності енергетичного сектора, в основному, за рахунок спалення місцевого вугілля (5-е Повідомлення України з питань зміни клімату, Київ, 2009). Більшість теплових електростанцій розташовані в східній частині України, а саме в регіонах, вибраних для реалізації проекту. Решта галузей промисловості – металургія, гірничодобувні підприємства, а також хімічні виробництва – є величезними споживачами вугілля для отримання енергії і велика частина цих заводів також знаходиться в регіонах, які досліджуватимуться. В останні десятиліття відбувається зниження викидів СО2 в Україні в результаті згортання промислового виробництва і регулярного закриття заводів. Щоб пожвавити промислові галузі без надмірного зростання викидів CO2, в Україні, а також у Донбасі, як в основному індустріальному регіоні, необхідно започаткувати упровадження чистих вугільних технологій і технологій уловлювання і зберігання вуглецю (кліматичні технології). Основна проблема, з якою стикається український енергетичний сектор, є знос устаткування, велика частина якого працює вже більше 50 років. Устаткування є дуже старим, щоб бути адаптованим до менш емісійних кліматичних технологій і, таким чином, повинно бути демонтовано і замінено новими технологіями. Зараз настав час для України відновити свої технології і вибрати найефективніші. Отже, існує потреба і необхідність розширення знань у сфері кліматичних технологій для осіб, що визначають політику, промисловців, інженерів і учених. Целі проекту: Загальні цілі проекту наступні: - Сприяти та допомагати фактичному здійсненню діяльності з впровадження кліматичних технологій в Україні; - Розпочати співпрацю у сфері кліматичних технологій між Україною і Європейським співтовариством. Конкретні цілі полягають у наступному: - Поліпшити знання українського контексту для здійснення кліматичних технологій; - Визначити потенційні об'єкти для актуальних програм адаптації в Україні кліматичних технологій; - Створити в основних зацікавлених сторін усвідомлення про кліматичні технології як інструменти боротьби із зміною клімату.

69


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Цільові групи із обраних індустріальних регіонів (Донецької, Дніпропетровської, Запорізької, Луганської та Харківської областей) такі: - Регіональні органи державного управління і органи місцевого самоврядування; - Адміністративний та інженерно-технічний персонал регіональних енергетичних і промислових компаній; - Представники регіональних освітніх та наукових спільнот; - Студенти та аспіранти природничих й економічних факультетів університетів. Компоненти проекту Донецький національний університет виконує три компоненти проекту: 1. Дослідження національного та регіонального контексту можливостей використання кліматичних технологій Результатами цієї частини будуть доповіді про світовий контекст; про існуючі українські політичні рухи, закони та нормативні акти; про зацікавлені сторони, а також рекомендації щодо створення потенціалу кліматичних технологій в Україні. 2. Оцінка: створення географічних інформаційних систем (ГІС) Для оцінки можливостей та перешкод розгортання кліматичних технологій в Україні будуть створені ГІС джерел і поглиначів СО2, а також надані рекомендації із фактичного здійснення кліматичних технологій для об'єктів в індустріальних регіонах України. 3. Обмін знаннями Обмін знаннями, створеними і накопиченими в процесі виконання, буде здійснюватися шляхом організації та проведення наступних заходів: освітньої сесії та круглих столів для представників влади та бізнесу, для освітян, науковців та інженерів; міжнародна науково-практична конференція з актуальних питань зміни клімату та використання кліматичних технологій; лекції для студентів старших курсів і аспірантів. У рамках проекту будуть видані: монографія; огляди основних проблем, що виникають при зміні клімату, та шляхів їх вирішення; навчальний посібник з питань змін клімату та кліматичних технологій; інфо-бюлетені. За проектом створений веб-сайт, спрямований на різні цільові групи проекту. За додатковою інформацією звертайтеся: Донецький національний університет Університетська вул., 24 Донецьк, 83001 Україна Тел./факс: +380 (62) 302 9223 E-mail: research.div@donnu.edu.ua Web: http://research.donnu.edu.ua Координатор проекту: Шеставін Микола Степанович Моб. тел.: +380 (50) 217 9443 E-mail: lcoir@ukr.net Web: http://www.lcoir-ua.eu Думки, відображені у цій публікації, не обов’язково співпадають з поглядами Європейської Комісії та Уряду України

70


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

ПРИЛОЖЕНИЕ В: ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПРОЕКТЕ «НИЗКО-УГЛЕРОДНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ (LCOIR-UA)» Проект реализуется Научно-образовательным центром «Конвергенция нано-, био- и инфо- технологий для сбалансированного регионального развития» Донецкого национального университета (г. Донецк, Украина), и финансируется Европейским Союзом по Тематической программе Европейского Союза для окружающей среды и устойчивого управления природными ресурсами, в частности энергией (направление «Сотрудничество в области чистых угольных технологий и технологий улавливания и хранения углерода»). Концепция проекта Украина занимает шестое место в Европе по объемам выбросов CO2, и более 70% этих выбросов являются результатом деятельности энергетического сектора, в основном, за счет сжигания местного угля (Пятое Сообщение Украины по вопросам изменения климата, Киев, 2009 г.). Большинство тепловых электростанций расположены в восточной части Украины, а именно в регионах, выбранных для реализации проекта. Остальные отрасли промышленности - металлургия, горнодобывающие предприятия, а также химические производства - огромные потребители угля для получения энергии и большая часть этих заводов также находится в регионах, которые будут исследоваться. В последние десятилетия происходит снижение выбросов СО2 в Украине в результате свертывания промышленного производства и регулярного закрытия заводов. Чтобы оживить промышленные отрасли без чрезмерного роста выбросов CO2 в Украине, а также в Донбассе, как в основном индустриальном регионе, необходимо начать внедрение чистых угольных технологий и технологий улавливания и хранения углерода (климатических технологий). Основной проблемой, с которой сталкивается украинский энергетический сектор, является износ оборудования, большая часть которого работает уже более 50 лет. Оборудование очень старое, чтобы быть адаптированным к менее эмиссионным климатическим технологиям и, таким образом, должно быть демонтировано и заменено новыми технологиями. Сейчас настало время для Украины восстановить свои технологии и выбрать наиболее эффективные. Итак, существует потребность и необходимость расширения знаний в области климатических технологий для лиц, определяющих политику, промышленников, инженеров и ученых. Цели проекта: Общие цели проекта следующие: - Содействовать и помогать фактическому осуществлению деятельности по внедрению климатических технологий в Украине; - Начать сотрудничество в сфере климатических технологий между Украиной и Европейским сообществом. Конкретные цели заключаются в следующем: - Улучшить знания украинского контекста для осуществления климатических технологий; - Определить потенциальные объекты для актуальных программ адаптации в Украине климатических технологий; - Создать у основных заинтересованных сторон понимание климатических технологий как инструмента борьбы с изменением климата. 71


LCOI-Reviews, 2013, No. 14

Целевые группы проекта из избранных индустриальных регионов (Донецкой, Днепропетровской, Запорожской, Луганской и Харьковской областей) таковы: - Региональные органы государственного управления и органы местного самоуправления; - Административный и инженерно-технический персонал региональных энергетических и промышленных компаний; - Представители региональных образовательных и научных сообществ; - Студенты и аспиранты естественных и экономических факультетов университетов. Компоненты проекта Донецкий национальный университет выполняет три компоненты проекта: 1. Исследования национального и регионального контекста возможностей использования климатических технологий Результатами этой части будут обозрения о мировом и региональном контексте, о существующих украинских политических условиях, законах и нормативных актах, о заинтересованных сторонах, а также рекомендации по созданию потенциала климатических технологий в Украине . 2. Оценка: создание географических информационных систем (ГИС) Для оценки возможностей и препятствий развертывания климатических технологий в Украине будут созданы ГИС источников и поглотителей СО2 , а также даны рекомендации по фактическому осуществлению климатических технологий для объектов в индустриальных регионах Украины. 3. Обмен знаниями Обмен знаниями, созданными и накопленными в процессе выполнения проекта, будет осуществляться путем организации и проведения следующих мероприятий: образовательной сессии и круглых столов для представителей власти и бизнеса, для педагогов, ученых и инженеров; международная научно-практическая конференция по актуальным вопросам изменения климата и использования климатических технологий; лекции для студентов старших курсов и аспирантов. В рамках проекта будут изданы: монография; обзоры основных проблем, возникающих при изменении климата, и путей их решения, учебное пособие по вопросам изменения климата и климатических технологий; инфо-бюллетени. По проекту создан веб-сайт, направленный на различные целевые группы проекта. За дополнительной информацией обращайтесь: Донецкий национальный университет Университетская ул. 24 Донецк , 83001 Украина Тел. / Факс: +380 (62) 302 9223 E-mail: research.div@donnu.edu.ua Web: http://research.donnu.edu.ua Координатор проекта: Шеставин Николай Степанович Моб. тел.: +380 (50) 217 9443 E-mail: lcoir@ukr.net Web: http://www.lcoir-ua.eu Мнения, отраженные в этой публикации, не обязательно совпадают с взглядами Европейской Комиссии и Правительства Украины 72


Lcoi reviews 2013 14  

Сборник презентаций Цикла лекций для студентов естественнонаучных факультетов Донецкого национального университета «Изменение климата и клим...

Advertisement
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you