12
Predrag Q. Stefanovi}, Zoran J. Markovi} * , Vukman V. Baki}, Dejan B. Cvetinovi}, Nikola V. @ivkovi}, Vuk D. Spasojevi} Laboratorija za termotehniku i energetiku, Institut za nuklearne nauke Vin~a, Univerzitet u Beogradu, Beograd, Srbija Emisioni faktor lignita kolubarskog basena Stru~ni rad UDK: 662.613+662.641.2:504.7 Prema me|unarodno priznatoj metodologiji za procenu emisije gasova staklene ba{te (The Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories – GHG), preporu~eno je da se u izradi in- ventara GHG koriste preciznije vrednosti o karakteristikama kori{}enog fosilnog goriva. U ovom radu je prikazana analiza emi- sionih karakteristika doma}ih niskokalori~nih lignita iz po- vr{inskih kopova kolubarskog basena. Izbor analiziranih uzora- ka ugqa izvr{en je tako da se pokrije {irok opseg sadr`aja pepela i vlage, doweg toplotnog efekta i drugih karakteristika sirovog ugqa, sa ciqem da reprezentuju naj{iri spektar o~ekivanih kvali- teta ugqeva koji se dopremaju u termoelektrane. Dobijeni rezul- tati ukazuju da postoji jasno izra`ena linearna zavisnost doweg toplotnog efekta od sadr`aja pepela i sadr`aja vlage, odnosno od sadr`aja sagorqivih materija u reprezentativnim uzorcima ugqa. U radu je prikazana eksperimentalno odre|ena zavisnost sadr`aja ugqenika i emisionog faktora od doweg toplotnog efekta. U opsegu kvaliteta rovnog lignita, emisioni faktor ima znatno ve}u vrednost u odnosu na standardnu me|unarodno preporu~enu (IPCC) fiksnu vrednost za lignit. Kqu~ne re~i: gasovi staklene ba{te, lignit kolubarskog basena, emisioni faktor Uvod Problem antropogenih uticaja na klimu Zemqe postao je krajem 20. veka je- dan od kqu~nih ekolo{kih problema savremene civilizacije. Oblast jugoisto~ne Evrope spada u regione veoma pogo|ene klimatskim promenama. Postoji nekoliko scenarija o klimatskim promenama u Srbiji i svi ukazuju na to da }e neki od privred- nih sektora biti veoma pogo|eni o~ekivanim promenama. Najpesimisti~niji sce- nario predvi|a porast sredwe temperature vazduha od 1,8 °C do 6,4 °C do kraja 21. veka, u odnosu na period od 1980. do 1999. godine. To bi imalo veoma negativne uticaje na osnovne faktore odr`ivog ekonomskog razvoja i bezbednosti na me|unarodnom ni- P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basena TERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251 241 * Odgovorni autor; elektronska adresa: [email protected]

Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

Predrag Q. Stefanovi}, Zoran J. Markovi}*,Vukman V. Baki}, Dejan B. Cvetinovi},Nikola V. @ivkovi}, Vuk D. Spasojevi}

Laboratorija za termotehniku i energetiku,Institut za nuklearne nauke „Vin~a”, Univerzitet u Beogradu, Beograd, Srbija

Emisioni faktor lignita kolubarskog basenaStru~ni radUDK: 662.613+662.641.2:504.7

Prema me|unarodno priznatoj metodologiji za procenu emisijegasova staklene ba{te (The Re vised 1996 IPCC Guide lines for Na tionalGreen house Gas In ven to ries – GHG), preporu~eno je da se u izradi in-ventara GHG koriste preciznije vrednosti o karakteristikamakori{}enog fosilnog goriva. U ovom radu je prikazana analiza emi-sionih karakteristika doma}ih niskokalori~nih lignita iz po-vr{inskih kopova kolubarskog basena. Izbor analiziranih uzora-ka ugqa izvr{en je tako da se pokrije {irok opseg sadr`aja pepela ivlage, doweg toplotnog efekta i drugih karakteristika sirovogugqa, sa ciqem da reprezentuju naj{iri spektar o~ekivanih kvali-teta ugqeva koji se dopremaju u termoelektrane. Dobijeni rezul-tati ukazuju da postoji jasno izra`ena linearna zavisnost dowegtoplotnog efekta od sadr`aja pepela i sadr`aja vlage, odnosno odsadr`aja sagorqivih materija u reprezentativnim uzorcima ugqa.U radu je prikazana eksperimentalno odre|ena zavisnost sadr`ajaugqenika i emisionog faktora od doweg toplotnog efekta. Uopsegu kvaliteta rovnog lignita, emisioni faktor ima znatnove}u vrednost u odnosu na standardnu me|unarodno preporu~enu(IPCC) fiksnu vrednost za lignit.

Kqu~ne re~i: gasovi staklene ba{te, lignit kolubarskog basena,emisioni faktor

Uvod

Prob lem antropogenih uticaja na klimu Zemqe postao je krajem 20. veka je-

dan od kqu~nih ekolo{kih problema savremene civilizacije. Oblast jugoisto~ne

Evrope spada u regione veoma pogo|ene klimatskim promenama. Postoji nekoliko

scenarija o klimatskim promenama u Srbiji i svi ukazuju na to da }e neki od privred-

nih sektora biti veoma pogo|eni o~ekivanim promenama. Najpesimisti~niji sce -

nario predvi|a porast sredwe tem per a ture vazduha od 1,8 °C do 6,4 °C do kraja 21. veka,

u odnosu na pe riod od 1980. do 1999. godine. To bi imalo veoma negativne uticaje na

osnovne faktore odr`ivog ekonomskog razvoja i bezbednosti na me|unarodnom ni-

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

241

* Odgovorni autor; elektronska adresa: [email protected]

Page 2: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

vou: biodiverzitet, vodosnabdevawe, proizvodwu hrane i elektri~ne energije. Re-

publika Srbija je „ne-Aneks I strana” („non–An nex I Party”) ~lanica okvirne kon-

vencije [1] Ujediwenih nacija o promeni klime (u daqem tekstu konvencija ‡

UNFCCC), koja defini{e prin cipe celokupnih aktivnosti u oblasti klimatskih

promena na globalnom nivou. Osnovni ciq ove konvencije je obezbe|ivawe stabili-

zacije atmosferskih koncentracija gasova sa efektom staklene ba{te na nivou koji

bi spre~io {tetne uticaje na klimatski sistem, odnosno smawewe brzine zagrevawa

atmosfere uzrokovanog antropogenim uticajima. Kao zemqa u razvoju, Srbija je

ratifikacijom Kjoto protokola [2] preuzela obaveze koje su vezane za izradu na-

cionalnih komunikacija, periodi~nog izve{tavawa organa konvencije, me|una-

rodnu saradwu u oblasti klimatskih istra`ivawa i sistematskih osmatrawa i dr.,

ali nema obavezu smawewa emisije GHG. Me|utim, strate{ki ciq Srbije je i pristu-

pawe Evropskoj Uniji (EU), koja posve}uje veliku pa`wu klimatskim promenama i

preduzima zna~ajne mere za smawewe emisije. U svojim relevantnim dokumentima EU

eksplicitno iskazuje o~ekivawa da i zemqe kandidati i potencijalni kandidati za

~lanstvo preuzmu odre|ene kvantifikovane obaveze smawewa ili ograni~ewa emi-

sija GHG. Stoga izrada nacionalnih komunikacija, kao strate{kih dokumenata u

ciqu informisawa o statusu sprovo|ewa konvencije, predstavqa jednu od najva`-

nijih obaveza dr`ave Srbije prema konvenciji.

U skladu sa zahtevima konvencije, inventar GHG se izra|uje prema revido-

vanoj IPCC metodologiji za izradu inventara [3] iz 1996. godine, IPCC uputstvu za

dobru praksu i proveru nesigurnosti u nacionalnim inventarima [4] kao i uputstva

za dobru praksu u kori{}ewu zemqi{ta, promeni kori{}ewa zemqi{ta i {umar-

stvu [5]. Rezultati pripreme inventara GHG treba da budu prikazani u skladu sa zah-

tevima definisanim UNFCCC uputstvom za pripremu nacionalnih komunikacija [6]

zemaqa u statusu ne-Aneks I. Radi pojednostavqewa, me|usobnog usagla{avawa i

ujedna~avawa ta~nosti inventara emisije GHG u svim zemqama sveta, me|unarodno

propisana metodologija [4] preporu~uje vrednosti dowe toplotne mo}i (efekta) i

emisionog faktora za sva fosilna goriva, kako u sirovom stawu tako i prera|ena.

Pri tome su preporu~ene vrednosti emisionih faktora za sve tipove fosilnih gori-

va izra`ene u tonama ugqenika po jedinici energije (TJ), po{to sadr`aj ugqenika u

gorivu po jedinici energije mawe varira nego kada se izrazi po jedinici mase goriva.

I pored toga, preporu~ene vrednosti doweg toplotnog efekta i emisionog faktora

za nominalno istu kategoriju goriva se razlikuju od dr`ave do dr`ave. Ove razlike

su mawe za te~na goriva, a najve}e su za lig nite, gde se preporu~ene vrednosti doweg

toplotnog efekta kre}u od 4,19 MJ/kg za Izrael, 5,74 MJ/kg za Gr~ku, 8,89 MJ/kg za

teritoriju biv{e SFRJ, do 14,25 MJ/kg za Kanadu, 14,65 MJ/kg za Rusiju, Ukrajinu,

Kazahstan i Kirgistan, 17,17 MJ/kg za ^ile i 17,94 MJ/kg za Francusku. Pri tome je

preporu~ena vrednost emisionog faktora za lignit za sve dr`ave isti i iznosi

27,6 tC/TJ. O~igledno je da se ovim uvodi velika gre{ka u prora~unu emisije CO2,

pa se preporu~uje odre|ivawe emisionih faktora za svaku zemqu posebno na bazi

pouzdanih podataka o karakteristikama fosilnog goriva.

Karakteristike lignita, naro~ito iz povr{inske eksploatacije ugqa u

centralnoj i jugoisto~noj Evropi (koji se prete`no u sirovom stawu koristi u ter-

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

242

Page 3: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

moelektranama za proizvodwu elektri~ne i toplotne energije) znatno odstupaju od

standardnih preporu~enih vrednosti za taj tip goriva [7, 8]. Stoga su u ovom radu pri-

kazane emisione karakteristike doma}ih lignita iz povr{inskog kopa RB Koluba-

ra, na bazi eksperimentalno odre|enih karakteristika u okviru studije [9], ura|ene

za potrebe JP „Elektroprivreda Srbije” ‡ EPS.

Odre|ivawe emisionih karakteristika lignita

U okviru JP EPS u eksploataciji su tri rudarska basena sa povr{inskom

eksploatacijom lignita: kolubarski (godi{we proizvodwe do 30 miliona tona),

kostola~ki (do 9 miliona tona) i kosovski (do 8,5 miliona tona). Dakle, kolubarski

basen je sa najve}im u~e{}em u proizvodwi, na nivou ~64%, dok su u~e{}a ostala dva

basena po ~18%. Zbog niskog kvaliteta, ali i niske cene, lignit iz povr{inske eks-

ploatacije se dominantno (preko 90% od proizvedene koli~ine) koristi za proiz-

vodwu elektri~ne i toplotne energije u termoelektranama JP EPS-a. Ukupna elek-

tri~na snaga na pragu termoelektrana i termoelektrana-toplana JP EPS-a koje

koriste lignit iz kolubarskog basena prelazi 3000 MW. Detaqne studije o karakte-

ristikama rovnog lignita u Srbiji iz povr{inske eksploatacije u rudarskim base-

nima Kolubara, Kostolac i Kosovo, ra|ene su u vi{e navrata tokom proteklih 50

godina eksploatacije. Za potrebe studije [9] je po posebnoj proceduri izvr{en izbor

uzoraka sa PK „Tamnava ‡ zapadno poqe” i PK „Poqe D”. Ugaq kolubarskog basena je

niskog i neujedna~enog stepena ugqenifikacije (stadijum mekih mrkih ugqeva), tako

da je za potrebe odre|ivawa reprezentativnih uzoraka bilo neophodno, na bazi

postoje}ih ‡ prethodnih geolo{kih istra`nih radova, prognozno sagledati poten-

cijalne zone ugqa, tra`enih klasa kvaliteta. Sa zapadnog dela basena (PK „Tamnava

‡ zapadno poqe”), gde su uzorci uzimani iz istra`nog jezgra bu{otina izvedenih sa

planuma povr{inskog kopa, uzeto je 20 uzoraka iz istra`nih bu{otina i 6 uzoraka

rovnog ugqa. Sa isto~nog dela kolubarskog basena (PK „Poqe D”), gde su uzorci

uzimani direktno sa ugqene eta`e kopa, uzeto je 10 uzoraka i 4 uzorka rovnog ugqa.Za 30 uzetih reprezentativnih uzoraka su ure|ene kompletne tehni~ke i ele-

mentarne analize. Tehni~kom analizom su odre|ene vrednosti za: dostavnu vlagu Wr,

pepeo Ar, gorwi toplotni efekat H gr, dowi toplotni efekat H d

r, koks, fiksni ugqe-

nik Cfixr , isparqive materije Vr, sagorqive materije Ssag

r , sumpor ukupni Sur, sumpor u

pepelu SAr , i sumpor sagorqivi SS

r. Elementarnom analizom su odre|ene vrednosti za

udeo ugqenika Cr, vodonika H r , sagorqivog sumpora SSr, i azot + kiseonik N + O. U

tabl. 1 su dati opsezi u kojima su se kretale vrednosti dobijene tehni~kom i elemen-

tarnom analizom ovih 30 reprezentativno odabranih uzoraka.

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

243

Tablica 1. Grani~ne vrednosti dobijene tehni~kom i elementarnom analizomanaliziranih uzoraka ugqa kolubarskog basena

KarakteristikaWr

[%]Ar

[%]H g

r

[kJkg–1]H d

r

[kJkg–1]Cfix

r

[%]Vr

[%]Ssag

r

[%]S u

r

[%]Cr

[%]Hr

[%]SS

r

[%]

Maksimalna 51,70 48,15 11594 9939 20,38 24,46 42,62 1,32 28,57 2,52 1,04

Minimalna 31,00 6,92 3813 2847 5,82 14,64 20,85 0,24 10,28 1,23 0,06

Page 4: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

Analizom dobijenih rezultata potvr|eno je da izabrani uzorci reprezen-

tuju naj{iri spektar o~ekivanih kvaliteta ugqeva koji se dopremaju u termoelek-

trane Privrednog dru{tva Termoelektrane „Nikola Tesla” ‡ TENT. Pri tome se

pre svega misli na {irok opseg sadr`aja pepela (Ar = 6,92‡48,15%) i vlage (Wr =

= 31‡51,7%), odnosno doweg toplotnog efekta (Hdr = 2847‡9939 kJ/kg).

Dobijeni rezultati i izvr{ene korelacione analize ukazuju da postoji jasno

izra`ena linearna korelaciona zavisnost doweg toplotnog efekta Hdr (u kJ/kg) od

sadr`aja pepela i vlage. Tako|e, utvr|ena je i linearna korelaciona zavisnost

doweg toplotnog efekta od sadr`aja sagorqivih materija u reprezentativnim uzor-

cima ugqa (sl. 1).

Za sadr`aj sagorqivih materija Ssagr u sirovom ugqu, odre|en na osnovu jedna-

~ine:

Ssagr r r= - -100 A W (1)

utvr|ena je korelaciona zavisnost oblika:

Hdr = -297 8 2829 6, ,Ssag

r (2)

sa koeficijentom korelacije iznad 0,99, koji govori o minimalnom odstupawu ekspe-

rimentalnih ta~aka od linearne zavisnosti (2). Pri tome su dobijene linearne ko-

relacione zavisnosti jedinstvene za uzorke sa oba ispitivana povr{inska kopa, pa

se mogu sa podjednakom ta~no{}u primeniti i na ugaq dostavqen sa isto~nog, kao i na

ugaq dostavqen sa zapadnog dela kolubarskog basena, odnosno na wihove me{avine.

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

244

Slika 1. Zavisnost doweg toplotnog efekta Hdr od sadr`aja sagorqivih materija Ssag

r

u sirovom ugqu iz kolubarskog basena

Page 5: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

Tako|e, utvr|ene su linearne korelacione zavisnosti (sa koeficijentom

korelacije iznad 0,99) sadr`aja ugqenika (sl. 2) i sadr`aja vodonika od sadr`aja

sagorqivih materija za uzorke sa oba povr{inska kopa, pa se tako|e mogu primeniti

na ugaq dostavqen sa oba kopa odnosno na wihove me{avine. Pri tome je u svim

ispitivanim reprezentativnim uzorcima ugqa, sadr`aj ugqenika (Cr = 63,3%) i vo-

donika (Hr = 5,9%) u ~istoj gorivoj masi bio pribli`no konstantan.

Na sl. 3. su prikazani eksperimentalni rezultati zavisnosti sadr`aja ug-

qenika C r od doweg toplotnog efekta Hd

r (u MJ/kg) analiziranih uzoraka kolubar-

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

245

Slika 2. Zavisnost sadr`aja ugqenika od sadr`aja sagorqivih materijau sirovom ugqu iz kolubarskog basena

Slika 3. Sadr`aj ugqenika u zavisnosti od doweg toplotnog efektaza sirovi i su{eni kolubarski lignit

Page 6: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

skog lignita. Dobijena linearna korelaciona zavisnost za tu seriju uzoraka ima

oblik:

C Hrdr= 2 3718 4 2637, ,+ (3)

Fitovawem odgovaraju}ih vrednosti Hdr (u MJ/kg) za razne serije ~e{kih ug-

qeva {irokog spektra kvaliteta (od lignita do kamenog ugqa), dobijene su slede}e

linearne zavisnosti [7]:

Serija A C Hrdr= +2 333 5 511, , (4)

Serija Be C Hrdr= +2 344 5 056, , (5)

Serija Ce C Hrdr= +2 4 4 123, , (6)

Serija E C Hrdr= +2 334 5 786, , (7)

Linearna korelaciona zavisnost (7) za seriju E je od strane autora [7] prepo-

ru~ena za primenu za sve evropske ugqeve. Odgovaraju}e zavisnosti, u istom obliku

kao {to su i zavisnosti date jedna~inama (4)‡(7), su utvr|ene i za velewski lignit [8]

i to na osnovu vi{egodi{wih statisti~kih podataka o kvalitetu ugqa kori{}enog

za proizvodwu elektri~ne energije u termoelektrani „[o{taw”:

C Hrdr= +2 247 5 216, , (8)

Na osnovu posebno sprovedenih analiza za 30 reprezentativnih uzoraka

velewskog lignita [8], dobijena je linearna zavisnost sadr`aja ugqenika Cr [%] od

doweg toplotnog efekta Hdr (u MJ/kg) za te ugqeve oblika:

C Hrdr= +2 3878 4 6548, , (9)

Dobijena zavisnost (3) sadr`aja ugqenika od dowe toplotne vrednosti za si-

rovi i su{eni kolubarski lignit se vrlo dobro sla`e sa linearnim zavisnostima

datim u literaturi [7, 8], a naro~ito sa korelacijom (6) za seriju Ce i korelacijom (9)

dobijenom na osnovu analiza 30 reprezentativnih uzoraka velewskog lignita.

Na osnovu ovih zavisnosti sadr`aja ugqenika od doweg toplotnog efekta Hdr

(u MJ/kg), direktno se mo`e odrediti zavisnost emisionog faktora EFCr (u tC/TJ) od

doweg toplotnog efekta za kolubarski lignit:

EFCr

r

dr

dr

= = +10

23 71842 637C

H H,

,(10)

Zavisnost emisionog faktora od doweg toplotnog efekta data jedna~inom

(10) je prikazana na sl. 4. zajedno sa eksperimentalnim vrednostima za 30 repre-

zentativnih uzoraka kolubarskog lignita u sirovom i osu{enom stawu. Vidimo da

emisioni faktor obrnuto srazmerno zavisi od doweg toplotnog efekta i da sa poras-

tom kvaliteta ugqa (tj. sa porastom vrednosti doweg toplotnog efekta) emisioni

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

246

Page 7: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

faktor opada, konvergiraju}i ka vrednosti od 25,42 tC/TJ. Ova vrednost je prib-

li`na vrednosti za kameni ugaq (Hdr = 25 MJ/kg), i ne{to je ni`a od standardno pre-

poru~ene vrednosti za kameni ugaq od 25,8 tC/TJ. U odnosu na standardnu preporu~e-

nu vrednost emisionog faktora za mrki ugaq 26,2 tC/TJ, korelacija daje korektnu

vrednost za dowi toplotni efekat od 17,18 MJ/kg. Me|utim, u opsegu kvaliteta rov-

nog lignita (6 £ Hd £ 10 MJ/kg) emisioni faktor ima znatno ve}u vrednost u odnosu na

standardnu preporu~enu fiksnu vrednost za lignit od 27,6 tC/TJ. U tom opsegu kvali-

teta rovnog lignita, emisioni faktor EFCr se kre}e u opsegu od 30,8 do 28 tC/TJ. Na sl.

4. tako|e je data i funkcija zavisnosti (serija E) za evropske ugqeve [7]. Vidimo da

vrednosti emisionog faktora prema preporuci imaju vi{e vrednosti u odnosu na

eksperimentalno dobijene za kolubarski lignit (10).

Prakti~no izme|u ove dve krive nalaze se zavisnosti dobijene za velewski

lignit (9). U studiji za emisioni faktor EFCr velewskog lignita [8], pokazano je da se

za vrednosti doweg toplotnog efekta Hdr u opsegu od 6 do 12 MJ/kg ova zavisnost mo`e

sa dovoqnom ta~no{}u aproksimirati linearnom funkcijom i to na osnovu vi{e-

godi{wih statisti~kih podataka o kvalitetu ugqa kori{}enog za proizvodwu

elektri~ne energije u termoelektrani „[o{taw”:

EF HCr

dr= -35 242 0 6941, , (11)

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

247

Slika 4. Zavisnost emisionog faktora EFCr od doweg toplotnog efekta Hd

r za sirovii su{eni kolubarski lignit

Page 8: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

odnosno na osnovu sprovedenih analiza za 30 reprezentativnih uzoraka velewskog

lignita [8]:

EF HCr

dr= -34 454 0 5843, , (12)

Na sl. 5. su dati eksperimentalno odre|ene vrednosti za 30 reprezen-

tativnih uzoraka sirovog kolubarskog lignita, profitovana kriva u celom ispiti-

vanom opsegu Hdr , i uporedo profitovana linearna zavisnost emisionog faktora u

opsegu Hdr = 6‡10 MJ/kg. S obzirom na minimalno me|usobno odstupawe ove dve zavis-

nosti, to se za prora~un emisije ugqen-dioksida koja se osloba|a sagorevawem doma-

}ih niskokalori~nih ugqeva, a pre svega lignita iz povr{inskih kopova, emisioni

faktori u opsegu Hdr = 6‡10 MJ/kg mo`e odrediti na osnovu linearne zavisnosti:

EF HCr

dr= -34 407 0 5891, , (13)

Za preporu~enu vrednost doweg toplotnog efekta za lignit sa prostora

biv{e SFRJ od 8,89 MJ/kg se prema jedn. (13) dobija vrednost emisionog faktora od

29,17 tC/TJ. Ovo je za 5,69% ve}a vrednost od preporu~ene vrednosti (27,6 tC/TJ) po

me|unarodnoj metodologiji.

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

248

Slika 5. Zavisnost emisionog faktora od doweg toplotnog efektaza sirovi kolubarski lignit

Page 9: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

S druge strane, lignit koji se eksploati{e i sagoreva u termoelektranamaJP „Elektroprivreda Srbije” za proizvodwu elektri~ne energije je zna~ajno ni`etoplotne vrednosti (7,5‡8,0 MJ/kg), pa je za precizan prora~un emisije iz ovog sekto-ra (koji je dominantni emiter GHG u Srbiji), neophodno odrediti vrednosti dowegtoplotnog efekta kori{}enog ugqa. Na osnovu tih vrednosti se izra~unava emisi-oni faktor prema jedn. (13), a poznavaju}i koli~inu sagorelog lignita i nastala emi-sija CO2.

Iz navedenog primera se najdirektnije vidi potreba za {to preciznijim od-re|ivawem Hd

r i EFCr doma}ih lignita sa povr{inskih kopova koji se koriste u proiz-

vodwi elektri~ne i toplotne energije u sistemu EPS-a.

Zakqu~ak

Izrada nacionalnih komunikacija predstavqa jednu od najva`nijih obavezadr`ave Srbije prema konvenciji ujediwenih nacija o promeni klime UNFCCC. Uskladu sa zahtevima iz konvencije, rezultati pripreme inventara GHG treba da buduprikazani u skladu sa zahtevima definisanim UNFCCC uputstvom. Prema me|una-rodno propisanoj metodologiji, vrednosti dowe toplotne mo}i i emisionog faktora za sva fosilna goriva su definisana standardom. S druge strane, preporuka iz me|u-narodno propisane metodologije je da se u prora~unima koriste preciznije odre|enevrednosti o karakteristikama lokalnog fosilnog goriva, ako takvi podaci postoje.U ovom radu je prikazana analiza emisionih karakteristika doma}ih niskokalo-ri~nih lignita iz povr{inskih kopova kolubarskog basena. Serija analiziranihreprezentativnih uzoraka lignita kolubarskog basena se sastojala od 30 uzoraka.Uzorci su posebno uzimani tako da reprezentuju naj{iri spektar o~ekivanih kvali-teta ugqeva koji se dopremaju u termoelektrane Privrednog dru{tva TENT sobzirom na {irok opseg sadr`aja pepela, vlage, doweg toplotnog efekta i ostalihkarakteristika sirovog ugqa. Dobijeni rezultati i izvr{ene korelacione analizeukazuju da postoji jasno izra`ena linearna korelaciona zavisnost doweg toplotnogefekta od sadr`aja pepela i od sadr`aja vlage, koeficijenta korelacije iznad 0,99. U radu su, na osnovu eksperimentalno utvr|enih korelacionih zavisnosti, date li-nearne zavisnosti doweg toplotnog efekta od sadr`aja sagorqivih materija, sad-r`aja ugqenika i sadr`aja vodonika od sadr`aja sagorqivih materija i sadr`ajaugqenika od doweg toplotnog efekta. Na kraju, data je i zavisnost emisionogfaktora od doweg toplotnog efekta za lig nite kolubarskog basena. Iz dobijenihrezultata se vidi da je emisioni faktor obrnuto proporcionalan dowem toplotnomefektu. S porastom kvaliteta ugqa emisioni faktor opada, konvergiraju}i kavrednosti za kameni ugaq. U odnosu na standardnu preporu~enu vrednost emisionogfaktora za mrki ugaq, korelacija daje korektnu vrednost za dowi toplotni efekatod 17,18 MJ/kg. Me|utim, u opsegu kvaliteta rovnog lignita (6 £ Hd

r £ 10 MJ/kg)emisioni faktor ima znatno ve}u vrednost u odnosu na standardnu preporu~enufiksnu vrednost za lignit od 27,6 tC/TJ. Dobijeni rezultati su u veoma dobrojsaglasnosti sa rezultatima analize ~e{kih i velewskih lignita, i linearnihzavisnosti sadr`aja ugqenika od dowe toplotne vrednosti za ove ugqeve objavqene uliteraturi.

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

249

Page 10: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

Literatura

[1] ***, Slu`beni list SRJ ‡ Me|unarodni ugovori, br. 2, 1997.[2] ***, Zakon o potvr|ivawu Kjoto protokola uz Okvirnu konvenciju Ujediwenih na-

cija o promeni klime, Sl. glasnik RS, br. 88, 2007[3] ***, The Re vised 1996 IPCC Guide lines for Na tional Green house Gas In ven to ries, Tier-1[4] ***, Good Prac tice Guid ance and Un cer tainty Man age ment in Na tional Green house Gas In -

ven to ries, IPCC, 2000[5] ***, Good Prac tice Guid ance for Land Use, Land-Use Change and For estry, GPG for

LULUCF, IPCC, 2003[6] ***, The UNFCCC Guide lines for the Prep a ra tion of Na tional Com mu ni ca tions from

non-An nex I Par ties - UNFCCC/CP/2002/7/Add.2, De ci sion 17/CP.8[7] Fott, P., Car bon Emis sion Fac tors of Coal and Lig nite: Anal y sis of Czech Coal Data and Com -

par i son to Eu ro pean Val ues, En vi ron men tal Sci ence&Pol icy, 2 (1999), 3, 347-354[8] [u{ter{i~, A., i dr., Pa per No. 1686, Na tional CO2 Emis sion Fac tor for Lig nite from Velenje

Coal mine, Elektroin{titut Mi lan Vidmar, Odelek za elektrarne, Ljubljana, April 2004[9] Stefanovi}, P., i dr., Rezultati laboratorijskih analiza reprezentativnih uzoraka

ugqa kolubarskog basena, NIV ITE ‡ 369, Vin~a, Beograd, jun 2008.

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

250

Oznake

Ar ‡ sadr`aj pepela, [%]Cr ‡ sadr`aj ugqenika, [%]EFC

r ‡ emisioni faktor, [kJkg–1]H d

r ‡ dowi toplotni efekat, [kJkg–1], [MJkg–1]H g

r ‡ gorwi toplotni efekat, [kJkg–1]Ssag

r ‡ udeo sagorqive materije, [%]

W r ‡ dostavna vlaga, [%]

Eksponent

r ‡ radno tj. sirovo gorivo, [–]

Indeksi

C ‡ ugqenikd ‡ dowifix ‡ fiksnig ‡ gorwiS ‡ sumporsag ‡ sagorqive materijeu ‡ ukupni

Page 11: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom

Ab stract

Kolubara Mine Lig nite Emmision Fac tor Eval u a tion

by

Predrag Lj. STEFANOVI], Zoran J. MARKOVI]*,Vukman V. BAKI], Dejan B. CVETINOVI],Nikola V. @IVKOVI], and Vuk D. SPASOJEVI]

Lab o ra tory for Ther mal En gi neer ing and En ergy,Vin~a In sti tute of Nu clear Sci ences, Uni ver sity of Bel grade, Bel grade, Ser bia

In ac cor dance with the Re vised 1996 IPCC Guide lines for Na tional Green house Gas In ven to ries, it is rec om mended that more pre cise and re li able data char ac ter is tics ofthe lo cally used fos sil fuel should be in tro duced in GHG in ven tory prep a ra tion. This pa -per pres ents the eval u a tion of emis sion char ac ter is tics of low cal o rific Kolubara open pitmined lig nite. The sam ples of coal were care fully se lected to cover a wide range of net cal -o rific value, ash, and mois ture con tent, in or der to en sure the cov er age of wide spec tra ofthe ex pected lig nite qual i ties that are usu ally sup plied to Ser bian ther mal power plants. Per formed cor re la tion anal y sis in di cated that lin ear cor re la tion be tween the net cal o rificvalue and the ash, mois ture, and the con tent of com bus ti ble mat ter in the coal sam ples ex -ists. From ob tained set of re sults it was pos si ble to de ter mine the de pend ence be tweenthe car bon con tent as well as the emis sion fac tor and the net cal o rific value of the coal.For the range of coal with net cal o rific val ues taken in the con sid er ation, de rived cor re la -tion gives con sid er ably higher val ues for the emis sion fac tor, com pared to the stan dardIPCC rec om mended value for lig nite.

Key words: green house gases, Kolubara mine lig nite, emis sion fac tor

* Cor re spond ing au thor; e-mail: [email protected]

Rad primqen: 2. februara 2011.Rad revidiran: 6. jula 2011.Rad prihva}en: 13. jula 2011.

P. Q. Stefanovi} i dr.: Emisioni faktori lignita Kolubarskog basenaTERMOTEHNIKA, 2011, XXXVII, 2, 241‡251

251

Page 12: Emisioni faktor lignita kolubarskog basenatermotehnika.vinca.rs/content/files/emisioni-faktor... · r, sumpor ukupni S u r, sumpor u pepelu S A r, i sumpor sagorqivi S S r. Elementarnom