LCOI-Reviews, 2012, No. 10 by Mykola Shestavin

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

No. 10, 30.10.2012 Збірка наукових праць видається Донецьким національним університетом МОНмолодьспорт України 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 No. 10, 30.10.2012 Збірка наукових праць видається Донецьким національним університетом МОНмолодьспорт України 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 научных трудов Международного научно-практического симпозиума «НИЗКО-УГЛЕРОДНЫЕ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ДЛЯ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ», Том 1 Донецк - 2012

Проект фінансується Європейським Союзом

Проект реалізується Донецьким національним університетом, Україна

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 УДК 504.062.2, 504.062.4, 504.7 ББК 20.1, 20.3 С 232 Сборник научных трудов Международного научно-практического симпозиума «НИЗКО-УГЛЕРОДНЫЕ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ДЛЯ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ», Том 1 / Под общ. ред. С.В. Беспаловой и Н.С. Шеставина // LCOI-Reviews, No. 10, 30.10.2012. – Донецк: ДонНУ, 2012. – 107 с. Сборник научных трудов Международного научно-практического симпозиума «НИЗКО-УГЛЕРОДНЫЕ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ДЛЯ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ» содержит слайды презентаций по вопросам исследования и разработки низко-углеродных технологий в Украине и мире, которые были представлены на Круглом столе «Проект региональной дорожной карты внедрения технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины». Круглый стол состоялся 23 октября 2012 года в Донецком национальном университете в рамках проекта «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины (LCOIR-UA)», который финансируется Европейским Союзом. Также в приложениях к Сборнику приводятся проект «Рекомендации по внедрению технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины» и украинский перевод брошюры Европейской ассоциации СО2ГеоНет «Что в самом деле означает геологическое хранение СО2?». Приводятся результаты исследований и разработок в направлении внедрения низкоуглеродных инноваций, которые были выполнены в последнее время в Украине, Великобритании, Италии, Литве, Норвегии, Польши и Франции. Сборник предназначен для научных и инженерно-технических работников, преподавателей высших учебных заведений, аспирантов и студентов естественно-научных 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 факультат, 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

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

СОДЕРЖАНИЕ БЕСПАЛОВА С.В., проректор по научной работе Донецкого национального университета, д.ф.-м.н., проф., руководитель проекта LCOIR-UA (Украина) Результаты работы Круглого стола «Проект региональной дорожной карты внедрения технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины»

ШЕСТАВИН Н.С., ведущий научный сотрудник Донецкого национального университета, к.т.н., координатор проекта LCOIR-UA (Украина) Презентация «Предварительные результаты выполнения проекта «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины» - Рекомендации по внедрению технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины»

УИРИСКИ К., советник по вопросам энергетики и улавливания и хранения СО2 Международной общественной организации «БЕЛЛОНА» (Норвегия) Презентация «Улавливание и хранение СО2 в Украине и коммерческая цепочка создания стоимости»

ЛЕВИНА Э., аналитик по вопросам энергии Международного энергетического агентства (Франция) Презентация «Улавливание и хранение СО2: критическое десятилетие, чтобы реализовать свой потенциал по сокращению выбросов парниковых газов»

ВОДЖИСКИ А., руководитель департамента структурного геологического картирования Польского геологического института – Национального исследовательского института, доктор наук (Польша) Презентация «Проекты улавливания и хранения СО2 в Польше»

СЛИАУПА С., руководитель департамента региональной геологии Института геологии и географии Литовского центра исследований природы, доктор наук, проф. (Литва) Презентация «Технологии геологического хранения СО2 – интеграция исследований»

ГОЛДТОРПЕ В., управляющий программами улавливания и хранения углерода фирмы «Зе Кровн Естеит», доктор наук (Великобритания) Презентация «Развитие технологий улавливания и хранения СО2 в Великобритании»

ПЕРСОГЛИЯ С., генеральный секретарь Европейской ассоциации экспертов по геологическому хранению СО2, доктор наук (Италия) Презентация «Геологическое хранению СО2 в Италии»

ВЫСОЦКИЙ С.П., заведующий кафедрой экологии и природопользования Автомобильно-дорожного института Донецкого национального технического университета, д.т.н., проф. (Украина) Презентация «Выбор направлений снижения эмиссии углекислого газа»

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

КИСЕЛЕВ Н.Н., директор Научно-технического центра охраны недр и сооружений при УкрНИМИ НАН Украины, к.г.-м.н. (Украина) Презентация «Разработка основ оптимизации размещения подземных хранилищ СО2 в условиях индустриальных регионов Украины и обеспечения мониторинга их состояния с земной поверхности комплексом геофизических методов»

ОЗЕРСКИЙ Ю.Г., директор Украинского института энергоэффективности и низкокарбоновых технологий, к.т.н. (Украина) Презентация «От высокой энергоэффективности к низким выбросам парниковых газов: внедрение Европейского опыта и наилучших практик в Украине»

ШЕСТАВИН Н.С., ведущим научным сотрудником Донецкого национального университета, к.т.н., координатором проекта LCOIR-UA (Украина) Презентация «Представление украинского перевода брошюры Европейской ассоциации СО2ГеоНет «Что в самом деле означает геологическое хранение СО2?»

Приложение А: Рекомендации по внедрению технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины

Приложение Б: Що насправді означає геологічне зберігання CO2?

Приложение В: Загальна інформація про проект «Низько-вуглецеві можливості для індустріальних регіонів України (LCOIR-UA)»

106

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ КРУГЛОГО СТОЛА «ПРОЕКТ РЕГИОНАЛЬНОЙ ДОРОЖНОЙ КАРТЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ УЛАВЛИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА ВОСТОКЕ УКРАИНЫ» Беспалова С.В., Донецкий национальный университет, Донецк, Украина Первый международный научно-практический симпозиум «НИЗКО-УГЛЕРОДНЫЕ ОТКРЫТЫЕ ИННОВАЦИИ ДЛЯ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ (LCOIR-UA-2012)» был открыт 23 октября 2012 года на стартовом мероприятии - Круглом столе «Проект региональной дорожной карты внедрения технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины». Круглый стол проводился в рамках проекта «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины (LCOIR-UA)», реализуемого Донецким национальным университетом и финансируемого Европейским Союзом. В работе круглого стола приняли участие более 50 представителей региональных органов управления, науки, образования и бизнеса, а также представители зарубежных стран: Великобритании, Италии, Литвы, Норвегии, Польши и Франции. Круглый стол проходил в Интерактивном научно-методическом центре по передаче низко-углеродных открытых инноваций (Центр LCOIR), который создан в рамках проекта LCOIR-UA и позволяет осуществлять интерактивное взаимодействие участников круглого стола, находящихся в любой стране мира, а также выполнять прямую трансляцию заседаний круглого стола через главную страницу веб-сайта проекта: www.lcoir-ua.eu. На круглом столе были обсуждены следующие вопросы: - экономические, правовые, социальные и экологические аспекты внедрения низкоуглеродных инноваций в Украине; - возможности улавливания СО2 на украинских угольных электростанциях; - перспективы энергосбережения и повышения энергоэффективности в энергетике, промышленном и коммунальном секторах восточных регионов Украины; - оценки потенциала геологического хранения диоксида углерода для востока Украины; - проект рекомендаций по внедрению технологий улавливания и хранения диоксида углерода в восточных регионах Украины. В работе круглого стола приняли участие: г-н Эрленд ФЬЙОСНА, директор программ и г-н Кайт УИРИСКИ, советник по вопросам энергетики и улавливания и хранения СО2 Международного фонда «БЕЛЛОНА» (Норвегия); г-жа Эллина ЛЕВИНА, аналитик по вопросам энергии Международного энергетического агентства (Франция, он-лайн); д-р Сергио ПЕРСОГЛИЯ, генеральный секретарь Европейской ассоциации экспертов по геологическому хранению СО2, (Италия, он-лайн); д-р Адам ВОДЖИСКИ, руководитель департамента структурного геологического картирования Польского геологического института НИИ (Польша, он-лайн); проф. Саулиус СЛИАУПА, руководитель департамента региональной геологии Института геологии и географии Литовского центра исследований природы (Литва, видео), д-р Вард ГОЛДТОРПЕ, управляющий программами улавливания и хранения диоксида углерода фирмы «Зе Кровн Естеит» (Великобритания, он-лайн); 5

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

а также проф. Сергей ВЫСОЦКИЙ, заведующий кафедрой экологии и природопользования АДИ Донецкого национального технического университета, д.т.н.; Николай КИСЕЛЕВ, директор Научно-технического центра охраны недр и сооружений при УкрНИМИ НАН Украины, к.г.-м.н.; Юрий ОЗЕРСКИЙ, директор Украинского института энергоэффективности и низкокарбоновых технологий, к.т.н.; Алексей МИХАЙЛОВ, менеджер дирекции по генерации электроэнергии Донбасской топливно-энергетической компании (ДТЭК); Николай ШЕСТАВИН, ведущий научный сотрудник Донецкого национального университета, к.т.н., координатор проекта LCOIR-UA и другие предствители научного и образовательного сообщества. Были заслушаны и обсуждены следующие презентации, которые приведены ниже: - Предварительные результаты выполнения проекта «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины» - Рекомендации по внедрению технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины (Приложение А); - Улавливание и хранение СО2 в Украине и коммерческая цепочка создания стоимости; - Улавливание и хранение СО2: критическое десятилетие, чтобы реализовать свой потенциал по сокращению выбросов парниковых газов; - Проекты улавливания и хранения СО2 в Польше; - Технологии геологического хранения СО2 – интеграция исследований; - Развитие технологий улавливания и хранения СО2 в Великобритании; - Геологическое хранению СО2 в Италии; - Выбор направлений снижения эмиссии углекислого газа; - Разработка основ оптимизации размещения подземных хранилищ СО2 в условиях индустриальных регионов Украины и обеспечения мониторинга их состояния с земной поверхности комплексом геофизических методов; - От высокой энергоэффективности к низким выбросам парниковых газов: внедрение Европейского опыта и наилучших практик в Украине; - Представление украинского перевода брошюры Европейской ассоциации СО2ГеоНет «Что в самом деле означает геологическое хранение СО2?» (Приложение Б). Ниже представлены несколько фотографий с этого мероприятия:

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА «НИЗКО-УГЛЕРОДНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ» РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ УЛАВЛИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА ВОСТОКЕ УКРАИНЫ» Шеставин Н.С., Донецкий национальный университет, Донецк, Украина

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Глобальная температура от 1856 г. до 2006 г. Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект выполняется НаучноНаучнообразовательным центром «Конвергенция нанонано-, биобио- и инфоинфотехнологий для сбалансированного регионального развития» развития»

Предварительные результаты выполнения проекта «НизкоНизко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины» Украины» Рекомендации по внедрению технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины Научный руководитель: Ответственный исполнитель: E-mail:

Беспалова С.В., д.ф.-м.н., проф. Шеставин Н.С., к.т.н. lcoir@ukr.net

Проект «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины» Исследование выполнено в рамках грантового контракта № DCI/ENV 2010/243-865 Проект финансируется Европейским Союзом

Круглый стол «Проект региональной дорожной карты внедрения технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины» 23.10.2012 – Донецк

Проект финансируется Европейским Союзом

Наблюдаемые и смоделированные изменения температуры: температуры: только природные причины

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Розподіл емісії парникових Парниковый эффект газів за джерелами у світі

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Наблюдаемые и смоделированные изменения температуры: температуры: природные и антропогенные причины

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Розподіл Выбросы СО2 вемісії Европе парникових и Украине в 2011 г. ( распределение по регионам) ) регионам газів за джерелами у світі

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Сокращение в 2 раза выбросов СО Розподіл емісії парникових с 2005 г. по 2050 г. с целью предотвращения увеличения температуры на 2у - 2,4 °C газів за джерелами світі

Схемы процессов улавливания и геологического хранения СО2

Уровень выбросов согласно Базовому сценарию = 62 Гт

3 этапа процессов:

Улавливания и хранения углерода (УХУ) УХУ) Å Применение УХУ в индустрии – Å Применение УХУ в энергетике –

3 варианта улавливания: Улавливание после сжигания

9% 10 %

Å Внедрение термоядерной энергетики –

Улавливание

6% Транспортирование

Å Внедрение возобновляемых источников энергии – 21 % Å Повышение эффективности генерации энергии –

Улавливание при кислородном сжигании

Å Уменьшение использования ископаемого топлива – 11 % Å Повышение эффективности потребления энергии – 12 %

Уровень выбросов согласно Сценарию BLUE Map = 14 Гт

Å Повышение эффективности использования топлива – 24 %

Улавливание до сжигания

Хранение

Глубоко залегающие соленосные формации

Истощенные нефтегазоносные бассейны

Не имеющие промышленного значения угольные пласты

3 варианта хранения: Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

На 2010 год в мире действует 141 проект по улавливанию и хранению углекислого газа

Проект реализуется Донецким национальным университетом

62 проекта в Европе - исследования - демонстрация - промышленность - рабочие - потенциальные - 93 проекта, ориентированных на улавливание или интегрированные - 48 проектов, ориентированных на хранение

Глобальна температура від 1856 р. до 2006 р.

Методыпроцесів улавливания СО2 при сжигании Схеми уловлювання СО2 з топлива и при других производственных атмосферного повітря процессах

Улавливание СО2 после сжигания топлива

Выбросы СО2 в процессах производства металла и стали Проект фінансується Європейським Союзом

15.12.2011 р., м. Запоріжжя

Проект реалізується Донецьким національним університетом

Проект финансируется Европейским Союзом

Улавливание СО2 при кислородном сжигании топлива

Улавливание СО2 до сжигания топлива

Выбросы СО2 в процессах производства цемента

Выбросы СО2 в процессах производства аммиака

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Обоснование необходимости Схеми процесів уловлювання СО2 з улавливания СО2 из атмосферного атмосферного повітря воздуха Объемы выбросов СО2 на Украине по статистическим данным

Проект финансируется Европейским Союзом

Существующие улавливания Схеми процесів схемы уловлювання СО2 з из атмосферного воздуха СО2атмосферного повітря

Объемы выбросов СО2 на Украине по категориям МГЭИК

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект финансируется Европейским Союзом

Предлагаемая схема улавливания СО 2 из Схеми процесів уловлювання СО других загрязнителей из атмосферного2 атмосферного повітря воздуха на перекрестках улиц

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Схеми процесів уловлювання СО2 з атмосферного повітря

Проект фінансується Європейським Союзом

Где можно хранить СО2 под землей Схеми процесів уловлювання СО2 з (в геологических ) формациях атмосферногоформациях) повітря

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

04.10.2012 р., м. Донецьк

Проект реалізується Донецьким національним університетом

Схеми процесів уловлювання СО2 з Эволюция форм СО2 в процессе повітря егоатмосферного геологического хранения

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Риски утечки СОуловлювання Схеми процесів СО2 з 2 из геологических коллекторов (хранилищ, , резервуаров) хранилищ резервуаров) атмосферного повітря

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Источники выбросов Уловлювання СО2СО2 в восточной Украи ине по данны им Укра данныим після BELLONA

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Геологическая схема и разрез 3.6. Інтернет-сайт Інтернет Донбасса (Украинская часть) часть)

Схеми процесів уловлювання СО2 з Выбор участков геологического атмосферного Европе хранения СО2 вповітря

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

GIS источников эмиссии СО2 в

целевых регионах Украины на сайте 2 компонента проекту: : проекту проекта: проекта: www.lcoirwww.lcoir-ua.eu

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Мощность палеозойских осадочных 3.6. отложений Інтернет-сайт Інтернет Донбасса Мощность палеозойских осадочных отложений в Донбассе и ДДВ достигает до 20 км.

Красной линией оконтурена площадь с мощностью осадочного чехла более 1 км.

Различными цветами на карте показаны отложения, соответствующие определенным геологическим периодам в истории Земли. Палеозойский структурный этаж на разрезе оконтурен красной пунктирной линией. Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Схеми процесів уловлювання СО2 з Выбор участков геологического атмосферного повітря хранения СО2 в Донбассе

Палеозойский структурный этаж 3.6. ІнтернетІнтернет Донбасса-сайт

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

Схема геолого-промышленного районирования Донецкого бассейна.

Перспективные районы: 1 – Новомосковский, 2 – Петриковский, 3 – Лозовской, 4 – Старобельский, 5 – Северо-западные окраины Донбасса. Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

На этой схеме показаны палеозойские отложения Донбасса без покрывающего их чехла мезозойских и кайнозойских пород. Наиболее перспективными для хранения CO2 являются пермские соленосные и каменноугольные (карбоновые) угленосные отложения.

Проект реализуется Донецким национальным университетом

GIS участков хранения СО2 в

целевых регионах Украины на сайте 2 компонента проекту: : проекту проекта: проекта: www.lcoirwww.lcoir-ua.eu

Девонские Девонські соляные соляні штоки штоки

Пермские соленосные отложения

ДнепровскоДонецкий газои нефтеносный бассейн

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

GIS ділянок зберігання СО2 у

регіонах України на сайті 2цільових компонента проекту: : проекту проекту: проекту: www.lcoirwww.lcoir-ua.eu

Граница девонских соленых водоносных горизонтов

Каменноугольные угленосные отложения

Южная граница распространения палеозойских осадочных отложений

Проект финансируется Европейским Союзом

Донецкий каменноугольный бассейн

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект фінансується Європейським Союзом

04.10.2012 р., м. Донецьк

Проект реалізується Донецьким національним університетом

3.5. Бібліотека Виртуальная я бпублікацій ибли ртуальна блиотека http://librhttp://libr-lcoir.narod.ru/ (електрона та печатна) печатна)

ІнтернетИнтернет-сайтІнтернет Интернет сайт проекту: проекту: проекта

www.lcoir-ua.eu

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Библи блиотека публи публикаци каций (электронн лектронная та печатная печатная)

Публи Публикации кации по проекту проекту По проекту издано 5 научных статей и направлено в печать 2 научные работы, а также: - буклеты проекта на укр. и англ. языках Æ Æ - рекламные материалы проекта (календари за 2011 и 2012 гг.) Æ Æ Æ Æ - квартальные бюллетени (есть 6 номеров).

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект финансируется Европейским Союзом

Стартові та : Обмен знаниями

Образовательная сессия 3.1. Освітня сесія

координаційні наради

стартовые и координационные совещания Стартовое совещание 27 января 2011 г. в режиме телеконференции с представителем французского партнера Орельеном Лене из Бюро геологических и горнорудных исследований (Орлеан, Франция)

Проект реализуется Донецким национальным университетом

23.10.2012 – Донецк

14-15 сентября 2011 р. ДонНУ в рамках проекта LCOIR-UA совместно с ДонОДА организовал образовательную сессию “Низко-углеродные технологии для стабилизации климата” для руководителей региональных органов государственной власти и местного самоуправления, а также руководителей предприятий энергетики і промышленности.

Стартовое совещание 23 марта 2011 г. состоялось стартовое мероприятие с представителями Европейской Комиссии и партнером проекта из Франции Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Круглы Круглый сто стол 15.12.2011 г. в 3.2. Круглі столи г. Запоро Запорожье 15 декабря 2011 г. ДонНУ совместно с Запорожской государственной инженерной академией организовали Круглый стол «НИЗКОУГЛЕРОДНЫЕ ИННОВАЦИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ» для представителей органов власти, промышленных предприятий, ученых и преподавателей из Запорожской и Днепропетровской областей Заплановано 2 Круглих столів: Луганськ – в ноябре 2012 г.; Харків – в декабре 2012 г.;

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект финансируется Европейским Союзом

Проект реализуется Донецким национальным университетом

23.10.2012 – Донецк

Результаты Результаты проекта проекта за фактом фактом и по плану на 20112011-2012 гг. гг. Индикатор результативности:

Факт:

План:

Мероприятия: Обзоры: Рекомендации: Презентации: Лекции: Публикации по проекту: Буклеты проекта: Реклама проекта: Информационный бюллетени: Интернет-сайт: Публикации о проекте:

4 9 27 6 15 2 2 7 2 4

6 4 1 6 1 -

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «УЛАВЛИВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ СО2 В УКРАИНЕ И КОММЕРЧЕСКАЯ ЦЕПОЧКА СОЗДАНИЯ СТОИМОСТИ» Уириски К., Международная общественная организация «БЕЛЛОНА», Осло, Норвегия

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Introduction

CCSU & a Commercial Value Chain Keith Whriskey, The Bellona Foundation, Norway

• Can CCS be Profitable in Ukraine? • What CO2 Sources ? • Is Enhanced Oil Recovery suitable in Ukraine? • How much oil can be recovered ?

23.10.2012 – Donetsk, Ukraine

What is CO2 EOR

• Are there other opportunities ?

CO2 EOR From Anthropogenic Sources Weyburn EOR Project

Great Plains Synfuels Plant State of EOR Globally CO2 EOR Projects

130 +

Location

USA Canadian Hungary Turkey

2 mT pre/a 334 km

Koch Nitrogen Enid Fertilizer plant

Golden Trend Field EOR

75% Natural CO2 CO2 Source

25% Anthropogenic CO2

CO2 EOR Projects in North America

680,000 Tonnes per/a 225 km

High Purity CO2 In Ukraine

Ammonia Production •4.2 million tonnes per year •8 producers •World class producer •Largest Ammonia pipeline

Ethanol & Biogas Production •Growing Industry •Many underutilised Alcohol plants •Attracting Investment •Large Potential •Sustainable ?

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Potential for EOR in Ukrainian – – – – –

Low average recovery rates Mature fields Complex oil charge/trapping mechanisms Complex and poorly imaged structural geology Relatively deep

Why CO2 EOR

Wider Benefits

•

Industry • • • • • •

Pipeline constriction Control equipment Project management Expertise building Growing CO2 handling and transport market New Revenue streams

Conclusions

Actors

Driving Forces Increased ultimate oil recovery

• Why CO2 EOR ? – All parties gain from perusing the technology

Increase of energy security State

Builds CO2 storage business Provide a market for Ukrainian goods – manufacturing

• What CO2 Source ? – Ammonia production offers a good first step (but others available)

Increased oil production will result in large tax benefit

• How much will capture and transport cost ? Increased & continued return from existing capital investment Oil & Gas Operators

Delayed decommissioning costs Predictable and reliable resource delivery (once CO2 injection established)

– Affordable CO2 is available

• How much oil can be recovered ? – Dependent on reservoir conditions

Operational experience CCS Industry

Value chain and infrastructure building Cross industry knowledge sharing Detailed storage characterisation

Other Commercial opportunities for CO2

Enhanced Coal Bed Methane Recovery •CO2 Recovers Methane efficiently

Enhanced Geothermal Systems •CO2 as working fluid •High efficiency •Permanent CO2 Storage

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «УЛАВЛИВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ СО2: КРИТИЧЕСКОЕ ДЕСЯТИЛЕТИЕ, ЧТОБЫ РЕАЛИЗОВАТЬ СВОЙ ПОТЕНЦИАЛ ПО СОКРАЩЕНИЮ ВЫБРОСОВ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ» Левина Э., Международное энергетическое агентство, Париж, Франция

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 GLOBAL CO2 EMISSIONS CONTINUE TO GROW ‐ 6C Degree Scenario (”6DS”)

CCS: critical decade to fulfill its potential in GHG mitigation 23 October 2012, Donetsk, Ukraine Ellina Levina IEA CCS Unit

Global energy‐related CO2 emissions have more than doubled in past 40 years, from 14Gt to 30Gt Until very recently, emissions are driven by OECD countries Since 2005, non‐OECD countries emit more than OECD Current CO2 concentration in atmosphere roughly 390ppm

ENERGY DEMAND CONTINUES TO GROW ”6 DS”

TOWARDS SUSTAINABLE FUTURE – ”2DS” Current policies or “6DS scenario” unsustainable Scientific evidence and policy ambitions now often target

“450ppm scenarios” or “2DS” (50‐50 chance to keep temperature increase at ≤2°C) Critical period NOW to establish policy and develop technology

Source: ETP 2012

Source: ETP 2012 © OECD/IEA 2010

The technology portfolio includes CCS

CCS must grow rapidly around the globe

20%

In the near term, the largest amount of CO2 is captured in OECD countries; IEA analysis assigns critical role for CCS in a least‐cost pathway to reaching 450ppm scenario Nearly 123Gt of CO2 need to be stored through 2050 © OECD/IEA 2010

By 2050, CO2 capture in non‐OECD countries dominates – 70% Source: ETP 2012

Source: ETP 2012 © OECD/IEA 2010

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 EMISSIONS REDUCTION POTENTIAL FOR CCS Industry: Potential to reduce CO2 emissions by up

WHAT IF CCS IS DELAYED UNTIL 2030?

to 4.0 Gt annually by 2050

z Needed: Up to 1800 projects globally by 2050 with an investment of some $880 Bln (USD) 2010‐2050 z Applying CCS in high‐purity sectors represents early opportunity Power sector: Potential to reduce emissions by

Abatement shifts to renewables and nuclear o A further energy efficiency boost seems impossible o

5.5 Gt CO2 annually by 2050 z Needed: 22 GW of power generation with CCS installed in 2020; z Around 60 GW of power plant will need to be retrofitted with CCS by 2050

Significant cost increase: 1.14 trn USD additional investment Source: IEA World Energy Outlook 2011

CURRENT AND PLANNED PROJECTS Around 75 integrated large-scale projects in various stages of development

CCS must be deployed now

Four large‐scale integrated projects are operating today: Sleipner, Snohvit, In Salah, Weyburn

2012 0 GW OF POWER GENERATION FITTED WITH CCS IN 2012

2020 0

POWER PLANTS FITTED WITH CCS IN 2012

GW OF POWER GENERATION FITTED WITH CCS IN 2020

POWER PLANTS FITTED WITH CCS IN 2020

MT OF CO2 CAPTURED IN INDUSTRIAL APPLICATIONS IN 2012

INDUSTRIAL PROJECTS EMPLOYING CCS IN 2012

196

MT OF CO2 CAPTURED IN INDUSTRIAL APPLICATIONS IN 2020

INDUSTRIAL PROJECTS EMPLOYING CCS IN 2020

Source:

Source: IEA Tracking Clean Energy Progress, 2012

Are we on track for 2020?

The main challenges for CCS deployment Lack of strong policy drivers that would put a high‐enough cost (=value!) to

emitting CO2.

NO Not enough plants are in the development pipeline to meet the 2DS goal today

Lack of incentives and supporting policies. Since 2008, USD 21‐24bn have been

committed by various governments for first CCS projects, out of which only USD 14 bn have been allocated. Poor image and lack of public acceptance is an issue, BUT, this is not uniform across the globe. Setting and implementing legal and regulatory frameworks. Lacking understanding of CO2 storage. High cost of technology, especially capture. z z z z

Source: GCCSI LSIP Database and IEA Analysis

between 55‐80 USD / t to capture CO2 from power plants 30 USD /t in gas processing Between 30 and 150 USD/t in industry 5‐10 USD/t for transport and storage

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 POLICY ARCHITECTURE AND GATEWAYS

Where is CO2 storage needed?

Long-term policy architecture can enhance credibility and effectiveness

US: Demo funding EU: NER300, EEPR AUS: Flagship pr. UK: CCS competition NO: Carbon tax and R&D funding

UK: 2011 Electricity Market Reform

CCS Cost/ carbon price Technical demonstration

Sector-specific deployment

NO: Carbon tax AUS: Carbon tax and GHG trading EU: ETS Wide-scale deployment

Carbon price ‒ ‒ ‒

Capital grants Operating subsidies Loan guarantees

‒

CCS unit costs Quantity support mechanism

‒

Carbon price

Note: Mass captured shown in GtCO2

Time First Gateway ‒ ‒ ‒

Technical feasibility First cost threshold Availability of firm storage capacity

Second Gateway ‒ ‒ ‒

Source: ETP 2012

Between 2015 and 2050, 123 Gt of CO2 are captured that need to be transported to suitable sites and stored safely and effectively. Storage sites will need to be developed all around the world.

Further cost reductions Infrastructure development Availability of firm storage capacity

CCS remains a critically important technology, and concerted policy action is necessary:

Thank‐ Thank‐you!

Countries to assess the role of CCS in their energy futures; Government funding and incentive policies for CCS; Government and industry efforts to demonstrate CCS at a

Ellina Levina International Energy Agency

commercial scale;

Telephone: +33 1 40 57 67 03 Email: ellina.levina@iea.org Web: www.iea.org/ccs/

Enabling legal and regulatory frameworks for both

demonstration and deployment of CCS; Enhanced efforts on storage capacity estimates; Increased emphasis on CO2 transport and storage infrastructure; Engaging the public at both policy and project levels to ensure transparency. © OECD/IEA 2011

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «ПРОЕКТЫ УЛАВЛИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ СО2 В ПОЛЬШЕ» Воджиски А., Польский геологический институт – Национальный исследовательский институт, Варшава, Польша

LCOI-Reviews, 10, 2012 CCS projects No. worldwide – commercial and large demos (0.5-5 Mt/yr)

PROJECTS OF CCS IN POLAND Adam Wójcicki, PGI-NRI LCOIR-UA Round Table at Donetsk National University 23.10.2012 – Donetsk, Ukraine

Polish Geological Institute National Research Institute www.pgi.gov.pl

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

CO2 storage projects – Poland and Europe 1995-..Borzęcin gas field (acidic gas – 60% CO2; INiG – Oil and Gas Institute, POGC) 2004-2008 Kaniów coal beds (RECOPOL& MoVeCBM; GIG – Central Mining Institute) Bełchatów demo CCS project (EEPR funding; PGI-NRI involvement) Kędzierzyn demo CCS project suspended (to be relocated?) LOTOS EOR? (ECO2 project) New power blocks – CCS ready to be proven Regional studies

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

EU GeoCapacity project mapped perspective sedimentary basins of Europe, (southern) PermianMezozoic basin is the biggest one, It covers a large portion of Poland, so the country (onshore) CO2 storage potential is above the average. Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

Estimations of CO2 storage capacity (PL)* Type

3 752 3 522 8 299

Cr1, J1, T formations (upper limits)

~90 000

764

Coal seams (selected CBM fields at depth of 1-2 km)

414

Coal seams within Polish SCB at depth of 1-2 km

1 254

SUM SUM

5-9.5 Gt ~92 Gt

Saline (Mezozoic) aquifers are of biggest potential and sufficient to store emissions of big plants, Hydrocarbon fields (mostly gas) are of small capacity, Coal seams (methane recovery) are of local importance (SCB), the technology is not mature yet. Polish Geological Institute National Research Institute

Qualification of CO2 storage potential

Storage potential, Mt

CASTOR EU GeoCapacity CO2 Atlas of Poland Hydrocarbon fields (31 structures)

www.pgi.gov.pl

CO2 storage prospects in Europe

*Emission of industrial installations – 200 Mt/yr

Zatłaczanie Większa wiarygodność

Składowisko Matched or Viable 4 - w yk Capacity (opłaca onalność ln

Większe nakłady

sk łado ość) viable wania; storag e

Pojemność realistyczna 3 - bezpie cz safe st ne składo Realistic Capacity wan ora ge

2 - nie

Pojemność teoretyczna Theoretical Capacity

Spadek pojemności do wykorzystania

ma no co konf liktów in mpetin g intere teresów 1 - mnie st s js ze ob spełn sza iają or st ruc ce kryteria ry albo str uk tures of geo wy jsciowe; tury geolog logica icz ne sm aller l cut-o 0 - os za ff lim its areas porowy cowania w sk ch); b as in wid ali basenó w (obje e estim tość ates ba sed on przestrze ni pore sp ace vo lumes

CO2 storage capacity pyramid for the key option - saline aquifers (based on Bachu, 2003 and others) Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

LCOI-Reviews, No. 10,Kotański, 20121997) The Polish basin aquifers (z= 1km; The most important: Lower Jurassic Triassic Lower Cretaceous

Legal issues The Directive on CO2 geological storage is still being implemented in Poland (delayed); The assumptions on relevant amendments of geological and mining law, environmental, economic law, etc., accepted by the Council of Ministers, after a long process of consultations with public and government agendas (PGI-NRI and other project partners were involved) and the law proposal has been prepared but not presented to the Parliament; By now research CO2 injection up to 100 kt per well allowed; unlimited for EOR/EGR only (the last case not in the proposal); CO2 storage of over 100 kt will be governed by the geological and mining law (same as, for example, hydrocarbon production) where Ministry of Environment is the authority; only demo projects are permitted – till 2024-2026; Storage fee of 1.25 €/t CO2 injected – 60% goes to the commune/municipality where injection is located.

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

The scope of the programme (geology)

The Programme

MOŻLIWOŚCI GEOLOGICZNEJ SEKWESTRACJI CO2 W POLSCE POSSIBILITIES ON CO2 GEOLOGICAL SEQUESTRATION IN POLAND

„Assessment of formations and structures for safe CO2 geological storage including monitoring plans”;

VIII

KAUNAS

KALININGRAD

Gdynia ALYTUS

GDANSK

Gdansk

Koszalin Elblag

Suwalki

Tczew

VII

Neubrandenburg

Elk OLSZTYN

SZCZECIN

Ordered by Ministry of Environment (=the permiting authority of Directive on geological storage of CO2). Conducted by 6 national institutions (PGI-NRI – leader, AGH-UST, CMI, MEERI, O&GI, PBG). Timeframe: 10.2008-09.2012; ~80 persons involved; Goals: Supporting Polish demo projects, Providing the permitting authority with information necessary for implementing CO2 storage, Cooperation with other stakeholders, R&D organizations.

Pila

Inowroclaw

BERLIN

Wloclawek

Siedlce

BREST Biala_Podlaska

LODZ

Ostrow_Wielkopolski

Pabianice

Lubin

Legnica

Görlitz

Legionowo WARSZAWA Pruszkow

Zgierz Kalisz

Tomaszow_Mazowiecki Radom

Piotrkow_Trybunalski Belchatow

WROCLAW

Kovel

LUBLIN Chelm

Starachowice Jelenia_Gora

Decín

Victoria

USTI_NAD_LABEM Teplice

Ostrowiec_Swietokrzyski

Swidnica Walbrzych

KIELCE

Czestochowa

Novovolynsk

Zamosc

OPOLE

Most

TarnobrzegStalowa_Wola Zawiercie Tarnowskie_Gory

Zdzieszowice

Kladno

HRADEC_KRALOVE

PRAHA

Debiensko

Opava 0

25,000

50 to 99 100 to 249 250 to 999 1000 to 3500

50,000

75,000

Trzebinia_EC

Tychy

Raciborz Rybnik Radlin Zory

PARDUBICE

Miasta, tys. Cities, thous.

Chervonograd

Piekary_Slaskie Bytom Bytom Kedzierzyn-Kozle Przyjazn Dabrowa_Gornicza Jadwiga Zabrze Bedzin GliwiceSwietochlowice Siemianowice_Sląskie Chorzow Sosnowiec Ruda_Slaska KATOWICE Myslowice Jaworzno

100,000 125,000 150,000 175,000 200,000

KM OLOMOUC

Krakow

KRAKOW

Jastrzebie-Zdroj

Mielec

Tarnow

RZESZOW LVIV

Czechowice-Dziedzice

Karvina OSTRAVA Havirov

Bielsko-Biala

Przemysl

Frydek-Mistek Nowy_Sacz

JIHLAVA Drogobych Stryj BRNO

ZLIN

ZILINA

CESKE_BUDEJOVICE

Martin

100 to 1000 1000 to 5000 5000 to 10000

Elektrociepłownie i ciepłownie, emisja w kt (KPAU) CHP and heating plants, emission in kt

100 to 1000 1000 to 5000

10000 to 33000

Rafinerie i koksownie, emisja w kt (KPAU) Conversion plants emission in kt

100 to 1000 1000 to 6000

Przemysł wytwórczy, emisja w kt (KPAU) Manufacturing industries, emission in kt

Kalush

Poprad

PRESOV

TRENCIN

Obszary chronione (NATURA 2000, parki narodowe) Protected areas (NATURA 2000, national parks)

LEGENDA LEGEND Elektrownie zawodowe, emisja w kt (KPAU) Power plants, emission in kt

Prievidza

BANSKA_BYSTRICA

Zasięg dolnej kredy (W. Górecki, 1995) Lower Cretaceous extent Zasięg dolnej jury (W. Górecki, 1995) Lower Jurassic extent Zasięg dolnego triasu (pstrego piaskowca) Lower Triassic (Bunter Ss.) extent (R. Dadlez, S. Marek, J. Pokorski, 1998) Planowane lokalizacje geotermalne Planned geothermal localities Instalacje i uzdrowiska geotermalne Geothermal installations and spas Potencjal magazynowania struktur hydrogeologicznych (Cr1, J1, T1), Mt Storage capacity of aquifer structures (Cr1, J1, T1 - R. Tarkowski, 2005), Mt

100 to 1000

100 to 500

1000 to 5000 5000 to 10000

Gazociągi (P. Karnkowski, 1993; www.rynekgazu.pl) Gas pipelines Terminale gazowe (st. kompresorów, przesyłowe) Gas pipelines (compressor & transfer stations)

Ropociąg "Przyjaźń" Druzhba oil pipeline Ważniejsze podziemne magazyny gazu i paliw Major underground gas and fuel storages Wybrane zloża gazu i ropy (P. Karnkowski, 1993; Infogeoskarb) Selected gas and oil fields

Potencjal magazynowania struktur naftowych (gaz i ropa), Mt Storage capacity of hydrocarbon structures, Mt

0.4 to 5 5 to 10 10 to 50

500 to 1100

50 to 150

Obszary górnicze (w tym MPW) Mining areas (including CBM Infogeoskarb) GZW (zasięg karbonu produktywnego) Silesian Coal Basin (Carboniferous range) Eksperyment Recopol/MoveCBM (ECBM) ECBM Recopol/MoveCBM experiment Zasoby MPW CBM fields (S. Przeniosło, 2005) 2 to 10 10 to 25 25 to 50

Zasięg Zapadliska Przedkarpackiego Carpathian Foredeep extent (P. Karnkowski, 1993) Front nasunięcia Karpat Carpathian front (P. Karnkowski, 1993) Zasięg czerwonego spągowca Rotliegend range (P. Karnkowski, 1993) Naturalne ekshalacje CO2 Natural CO2 seeps

Site screening/selection criteria (based on CO2STORE guidelines) Seal thickness: minimum 50 m, seal integrity is essential Aquifer depth: from 800 m to 2500+ m Aquifer net thickness: minimum 20-30 m (~a single layer) Porosity of the reservoir: minimum 10%, preferably 20% Permeability of the reservoir: minimum 50-100 mD Salinity: minimum 30 g/l, in case of relic, isolated fluids it might be lower Capillary entry pressure – is the caprock good enough, impermeable (if K<0.0005-0.005 mD it is likely safe)? Information necessary to evaluate the structure against criteria mentioned above

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

III

Konin

Leszno Glogów

DRESDEN

Plock

POZNAN

ZIELONA_GORA

www.pgi.gov.pl

I (central) – Jurassic (J1, J2 sandstones); II (S) – Miocene; III (central-NE) - Jurassic (J1, J2 sandstones), T, Cr1; IV (SE) – Carpathian front foredeep (Cr to Cm); V (E) – Carboniferous (C3 sandstones), J, Cm; VI (W) – Permian (P1), T, J; VII (NW) – Jurassic (J1 sandstones), T3, T1 – a small part offshore; VIII (N, incl. offshore area – E part of Polish Baltic economic zone) – Cm2, T.

Plock

Gniezno Frankfurt(Oder)

Cottbus

Polish Geological Institute National Research Institute

The following geological formations are perspective for the regional study areas of saline aquifers:

BIALYSTOK

Ostroleka TORUN

www.pgi.gov.pl

The regional studies

Lomza

BYDGOSZCZ

GORZOW_wLKP.

Polish Geological Institute National Research Institute

13-14 April 2011

HRODNA

Grudziadz Stargard_Szczecinski

It covers entire territory of Poland and the Baltic economic zone, but is focused on*: regional studies for 8 areas with saline aquifers, hydrocarbon fields and coal beds in general, case studies for saline aquifer structures (4), case studies for hydrocarbon fields (2) and coal beds (1). reinterpretation of archive data, laboratory analyzes

The outcome of the programme Regional studies being completed; Case studies (4 structures in saline aquifers, one oil, one gas field, one CBM area; one saline aquifer structure being completed). Estimated realistic/effective storage capacity for Poland is about 10 Gt (saline aquifers 89%, hydrocarbon fields 10%, coal beds 1%); over 90% onshore

Cm2 J&T

Case studies in saline, aquifers, hydrocarbon fields and coal beds. beds.

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

Works for area I - 1st No. Polish10, demo project LCOI-Reviews, 2012 (Bełchatów, 1.8 Mt/yr)

B-Z structure was selected (of sufficient data coverage, though not ideal) and two backup sites/areas were proposed to the investor (PGE).

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

The site model and proposed surveys (site characterization and baseline monitoring)

Injection simulations (AGH-UST) of J1

(0, 5, 20 y. of injection; 25 y. after; storage capacity 56-121 Mt)

CO2 na plume area ~14 x 14 km (max.)

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

Mezozoic saline aquifers

Works for area II – 2nd Polish demo project (Kędzierzyn, 1.4 Mt/yr; PGI Upp.Sil. & CMI)

Saline aquifers of Jurassic, Triassic and Lower Cretaceous are assumed to make the most of Poland’s CO2 storage capacity.

Kędzierzyn

Realistic storage capacity assessed now is close to the upper limit of previous studies (8 Gt) because more ‚new’ structures were added, compensating those rejected or downsized.

Principal aquifer – dębowieckie beds of Lower Miocene + basement (zamarskie beds, Upper Carboniferous), Insufficient storage capacity – 25 Mt after injection simulations (at least 35 Mt required), Other options considered – gas fields NW of Wrocław and saline aquifers in central Poland (200 km distance). Polish Geological Institute National Research Institute

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

LCOI-Reviews, No. 10,(area 2012VI) W Poland – Permian basin

Many gas fields in Rotliegend and also oil and gas fields in Zechstein were discovered and are exploited there. Rotliegend is also a perspective saline aquifer (though of high salinity; porosity 10-20%, permeability 10-100 mD) and several structures (some of them have gas fields on top) were assessed. Storage capacity of saline structures in this aquifer is likely 1 Gt.

The offshore area (VIII)

Map of the top of Cambrian/floor of Ordovician. The Cambrian aquifer is secondary to Jurassic onshore, but not so bad within 1,3-2 km depth range (in oil fields in eastern part porosity is up to 10% and permeability 60-100 mD) but with compartments. Realistic storage capacity – 0.4 – 0.8 Gt (sweep efficiency 1-2%).

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

The offshore area (VIII)

Hydrocarbon fields

(Nosówka oil field in SE Poland; O&GI/INiG)

There is a great interest in exploration for unconventional hydrocarbons in Poland (even offshore). However, recent reports of PGI and USGS rather point out no real conflict with CO2 storage. The red polygon denotes perspective area of Cambrian aquifer offshore. Polish Geological Institute

Reservoir – C1 (Visean) Caprock – Lower Miocene OOiP 4.5 mln t (only a small part exploited); OGiP 0.585 bln m3 UR of oil 0.9 mln t, gas 0.117 bln m3 EOR simulated – 0,55 Mt CO2, 0,42 Mt of oil production

National Research Institute

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

Hydrocarbon fields

Coal beds

(Wilków gas field in W Poland; AGH-UST)

Reservoir – P1 (Rotliegend) Caprock – Zechstein OGiP 5.5 bln m3; UR 4.4 bln m3 Storage capacity 14-20 Mt

(W-P CBM field; CMI & PGI Upp. Sil.)

Reservoir – 2 coal beds of thickness 1.3-5.6 and 2,5-10,5 m respectively; depth ~1-2 km Caprock – C3 siltstones, Miocene claystones (good) Methane content 2,5-10 m3/t, permeability 2-3 mD Realistic storage capacity 20 Mt (a few similar fields)

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

Field works of PGE Bełchatów

(the backup structures; not a part of the programme)

Field works

Two sites were explored (2D seismic, 2 wells), In NE there is nature protected area – longer approval procedures, In SW public opposition encountered (an NGO), a few seismic lines relocated. The northernost site selects, site characterization pending

EOR/EGR economic LCOI-Reviews, No.evaluations 10, 2012

(project for Ministry of Environment, led by Oil and Gas Institite, PGI as a partner)

Oil fields of good outcome

NPV of oil and gas fields

Obvious conclusions drawn – when using CO2 to enhanced hydrocarbon recovery it seems it might be a good business for relatively big oil fields, problematic in case small oil fields and no business at all in case of gas fields.

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

Pilot injection project

(another initiative; not a part of the programme)

profile and design of the wells

Research/injection permit by Ministry of Environment (research partners: PGI-NRI & AGH-UST). Location in central Poland, not far from the demo site(s) J1 (Jpl) aquifer as for demo site(s) Duration – 3 years One injection well, one observation well (~1400 m) Reservoir properties – effective porosity likely 20%; permeability 200-500 mD; temperature 45 C; pressure ~12.5 MPa Goal – to evaluate injectivity of J1 aquifer Amount of CO2 injected – 27 kt within 2 years Project status – contract ready for signing, land purchased, research permit granted by Ministry of Environment, mining plan ready Polish Geological Institute National Research Institute

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

Pilot injection project

injection simulations (AGH-UST) – the CO2 plume range practically stabilizes after two year injection stops (~200 m radius)

Conclusions Studies of the National Programme and other projects can provide the following conclusions: CO2 storage capacity of Poland is sufficient in terms of realistic capacity (equals 50-70 years of ETS emissions); the matched (‚exploitable’) capacity is being explored; The most of storage potential is located onshore (>90%), a small part offshore - mostly in E Baltic area; Hydrocarbon fields and (especially) coal beds are of rather limited storage capacity, same in case of EHR potential. Saline aquifers make about 89% of total storage capacity, of them the best are Mezozoic formations (especially J1, to lesser extent T3&T1; Cr3 is not always safe) then regional aquifers of Rotliegend, Cambrian and Upper Carboniferous follow. Several case studies prove feasibility and safety of CO2 storage.

Polish Geological Institute National Research Institute

www.pgi.gov.pl

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «ТЕХНОЛОГИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ХРАНЕНИЯ СО2 – ИНТЕГРАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ» Слиаупа С., Институт геологии и географии Литовского центра исследований природы Вильнюс, Литва

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИЙ УЛАВЛИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ СО2 В ВЕЛИКОБРИТАНИИ» Голдторпе В., Фирма «Зе Кровн Естеит», Лондон, Великобритания

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 UK CO2 Emissions Sources and Storage Sites UK Continental Shelf storage sites

Developing CCS in the United Kingdom

Condensate fields Gas fields Oil fields East Irish Sea Basin Faroe‐Shetland Basin UK Northern & Central North Sea Basin UK Southern North Sea Basin 50 largest UK sources of CO2 Power plant Petrochemical/ refinery Steel/ cement works CO2 concentrations

Dr Ward Goldthorpe

Roundtable: Regional Roadmap for Implementation of Technologies for Carbon Dioxide Capture and Storage in the East of Ukraine 23 October 2012, Donetsk

Challenges to Deploying Integrated CCS

Removing Uncertainty: An Integrated Framework

A Model for Managing Implementation Risk

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Developing the Market for CO2 Transport and Storage (CTS) Services

Creating a Positive Feedback VALUE FLOW FROM CfD FiTs

• Electricity Market Reform • Carbon Price Floor

• Point‐to‐point solutions • Sequential deployment • Potential step‐outs

• Development of source clusters with industry • Economies of scale • Cost Reduction

• Exploration, appraisal and certification • Resource optimisation • CTS by design

WHEN? HOW?

VALUE FLOW FROM AVOIDED CARBON

DESIGN A “REAL” ROADMAP

Strategic RD&D Objectives

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ХРАНЕНИЮ СО2 В ИТАЛИИ» Персоглия С., Европейская ассоциация экспертов по геологическому хранению СО2, Национальный институт океанографии и экспериментальной геофизики, Триест, Италия

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 GeoCapacity project

International Scientific and Practical Symposium   "LOW‐CARBON OPEN INNOVATION for REGIONS of UKRAINE"  (LCOIR‐UA‐2012) 23.10.2012 – Donetsk, Ukraine

The geological storage CO2 in Italy

Sergio Persoglia Istituto nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale

Secretary General

GeoCapacity project

Point sources emitting more than 0.1 Mt CO2 /yr ( INES- APAT)

ITALIAN INDUSTRIAL CO2 EMISSIONS: 212 Mt/yr (2007) Three major emission points (power plants): 1. Venice (Northern Italy): about 5.5 Mt/yr

THE MAIN STRUCTURAL DOMAINS Appenninc chain front acquifers confined in structural traps Appeninic foredeep acquifers in terrigeneous formation Apulian foreland acquifers in carbonates

2. Montalto di Castro (Central Italy): about 6 Mt/yr 3. Brindisi (Southern Italy): about 16 Mt/yr

GeoCapacity project

1805 boreholes (stratigraphy, logs, core description) 1753 seismic profiles

• • •

Point sources

•

Coal fields

Aquifers Depleted hydrocarbon fields

Data acquired by several oil companies (e.g. AGIP, ENI, Montedison) since the ’50s and made available by the Ministry of the Economic Development in the framework of the project “Visibility of data related to the petroleoum exploration in Italy” www.videpi.com

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 GeoCapacity project

GeoCapacity project EMILIA MARE AREA : ~ 712 km2

High level overview of the Porto Tolle project

GeoCapacity project

Project goal To retrofit one 660 MWe coal fired unit, of Porto Tolle power station, with CO2 post

Porto Tolle

combustion capture equipment and start CO2 underground storage in an off‐shore saline aquifer by 2015 (injection rate 1Mt/y for 10 year)

GeoCapacity project CO2 storage capacity

Enel workflow strategy - 1 Capture

Pyramid class

Conservative estimate (Mt)

Estimate in database (Mt)

Storage capacity in AQUIFERS

Effective

4795 (S.eff: 2%)

9590 (S.eff: 4%)

Storage capacity in HYDROCARBON FIELDS

theoretical

1810

3426.5

Storage capacity in COAL FIELDS

N/A

Total storage capacity estimate

265

6676

13281.5

Lab scale Research center ‐ Brindisi

Pilot scale Power plant ‐ Brindisi

Demo scale Power plant – P.to Tolle

MCO2e = A × h × φ × ρCO2r × Seff MCO2e : A: h: φ: ρCO2r : Seff :

effective storage capacity aquifer area aquifer thickness reservoir porosity CO2 density at the reservoir conditions storage efficiency (1 to 5%-Eu GeoCapacity)

Recent updates bring this value to 12 Gt

Flue gas 2 Nm3/h

Flue gas 10˙000 Nm3/h

CO2 0.4 kg/h

CO2 2˙500 kg/h

• Process evaluation • Analytical protocols development

• Performance evaluation • Emission analysis • Tests on innovative process

Flue gas 810˙000 Nm3/h CO2 180˙000 kg/h • Technology scale up

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Enel workflow strategy - 2 Transport

Pilot scale

Demo scale

Power plant ‐ Brindisi

Power plant – P.to Tolle

Enel workflow strategy - 3 Storage

Basin scale

Regional scale

Local scale

Italy

Northen Adriatic sea

Storage structures

Centrale termoelettrica di Porto Tolle 100 km

150 km

2 4

200 km

Validate design models (both stationary and dynamic) of the CO2 transport line Optimize operating procedures Study corrosion problems related to the presence of impurities in the CO2 stream

Subsea pipeline ~100 km

Enel workflow strategy – Site characterisation

Estimation of the CO2 geological storage potential in Italy, focusing on the areas next to main CO2 source.

The correlation between the borehole information and the available seismic lines led to the mapping of the reservoir and caprock depth.

A characterization of the selected area was performed revealing that it is constituted by several structures.

• Cesi Ricerca project • GeoCapacity EU project ‐ OGS

• Public data

• Property data • Field data

Enel workflow strategy – Site characterisation 1. Geological and structural model

2. Volumetric gridding

3. Volumetric gridding populated with petrophysical properties Dynamic modeling (e.g. fluidodynamic, geomechanics, geochemistry)

Enel workflow strategy – timing

Site selection and characterization (~2‐5 years) Site screening Site selection Exploration permit Site characterization

Site preparation and well construction

Operation and performance assessment

(~10‐50 years) Storage permit Project develpment plan Site preparation Site construction Injection

Enel project - Baseline surveys

Closure and post closure management (~100‐1000 years) Storage Closure permit Decomissioning Site closure certificate Transfer of liability

Monitoring Performance & Risk Assessment Communication and Public Acceptance Based on request of European Directive on CO2 geological storage, the CO2 baseline before injection has been evaluated.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Enel project - Baseline surveys

The baseline study covers a ∼ 400 km2 area around the more probable injection locations in water depths ranging from 13 to 40 m.

Enel project – Seismic monitoring plan

It consists of a chain of actions involving: 9Building a model of the physical properties in the rock formations from the surface to the aquifer/reservoir; 9evaluation of the change in seismic properties varying CO2 saturation; 9calculation of synthetic seismograms and topographic modelling; 9evaluation of delectability of the injected CO2, both in the hosting formation (CO2 plume) and in the overlying formations (possible leakages); 9plan of the most effective seismic acquisition pattern in terms of cost/benefits and lower impact on the investigated areas (planning optimization).

Measurements include: chemical, biological and physical analyses of both the water column and the near‐ surface sediments during four different periods of the year to define the ranges of baseline values in the area, both spatially and temporally.

The “Carbosulcis” project

Carbosulcis S.p.A. is a coal mining company based in SW Sardinia, Italy, managed by the Sardinian Government since 1996.

•

The amount of underground coal reserves in the 55 km2 mine concession is over 60 M tons.

The “Miniera Monte Sinni” Coal Mining Concession, the only active coal mine in Italy, exploits the Sulcis Eocenic Coal Basin,

•

The potential yearly u/g longwall production of the mine is 1.5 M tons of salable coal.

•

The Company employs 600 units in total in u/g and surface activities.

•

More than 30 km of galleries are excavated underground

•

About 15 km of main galleries in the underground workings

•

Access from surface by a 3 km long decline and two shafts

•

Mine depth comprised between 350 and 500 m underground

•

The ENEL Power Plant of Portovesme burns the coal produced and it is located 3 km from the mine.

worth of 2.5 Billion tons of sub‐bitumineous coal reserves (400 km2 of extent in‐shore and about the same off‐shore).

The “Carbosulcis” project BRGM – Orlèans IFPEN – Paris Imperial College – London OGS – Trieste TNO – Utrecht La Sapienza – Roma

The “Carbosulcis” project

•

Lithology: Miliolithic limestone on the bed of “Produttivo” (coal bearing) formation, with secondary porosity caused by fractures and karst phenomena

•

Thickness of caprock in considered area: 600‐800 m

•

Structural traps: reservoir compartmentation through not active faults

•

No evidences so far of communications between aquifer and shallow formations

•

Composition of aquifer water is very different from the one of shallow water tables (Fossil water table)

GEOTEC - Campobasso

CO2 GEOLOGICAL STORAGE PERFORMANCE ASSESSMENT AT THE SULCIS BASIN

By the consortium WP1A: Data Room Evaluation WP2A: Seismic Data Acquisition and Interpretation WP3A: Reservoir Geology and Geological Model WP4A: Reservoir Characterisation WP5A: Reservoir Performance Prediction

By Carbosulcis WP1B: Data Room Evaluation WP2B: Drilling and Coring WP3B: Well Logging WP4B: Well Testing, Completion

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 The “Carbosulcis” project

•

Two 450 m‐each deep pre‐drills holes for SR1 and SR2 core drills completed;

•

Over 30 km of Seismic profiles carried out on May‐June 2008;

•

Drilling activities started in September 2008

•

Since then n.2 drilling wells were drilled and cored (960m depth and 890m depth)

The “Carbosulcis” project

•New drilling campaign in preparation, consisting of 2 new wells with logging, well testing, and VSP surveys

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЙ СНИЖЕНИЯ ЭМИССИИ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА» Высоцкий С.П., Автомобильно-дорожный институт Донецкого национального технического университета, Донецк, Украина

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Высоцкий С.П.,д.т.н. АДИ «ДонНТУ» Выбор направлений снижения эмиссии углекислого газа

Изменение потребления различных энергоресурсов времени в мировой практике показано на рис. 1.

во

23 октября 2012 г., г. Донецк, Украина

• По оценкам экспертов предполагается, что в ближайшие 20 лет произойдет удвоение потребления энергии. При этом более 50% выработки энергии будет обеспечено за счет ископаемых источников энергии (рис. 1). Анализ мирового потребления энергоресурсов при обработке статистических данных показал, что имеет место экспоненциальный рост численности населения Земли, потребленных энергоресурсов и удельного энергопотребления (рис. 2).

70 60

Использование угля в прошлом веке постепенно уменьшалось. Этому способствовало относительное увеличение стоимости угля по сравнению с нефтью и газом и давление «зеленых». Альтернативой угля стало наиболее экологически чистое ископаемое топливо – природный газ и атомные электростанции. Рост производства энергии на атомных электростанциях продолжался до аварии на Чернобыльской АЭС. Произошло осознание большой опасности этого вида получения энергии.

50 40 30

1 20

3 2 101 9 8 7 6 5 4 3

100 1900

1950

τ, год →

2000

1 – народонаселение, млрд. человек · 10-1; 2 – удельное энергопотребление, т. у. т · 10-1/чел ; 3 – потребление ТЭР млрд. т. у. т. Рисунок 2 – Изменение численности населения Земли, потребления энергоресурсов и удельного энергопотребления

Однако объемы добычи органического топлива постоянно снижаются, годовая добыча угля составляет в настоящее время примерно 80 млн. тонн. По существующим оценкам запасов угля промышленной категории в Украине хватит на 250 – 300 лет. Чтобы его добыть необходимы инвестиции и новые технологии, так как 80% оборудования ТЭК физически и морально устарели. Удельные затраты энергоресурсов на добычу 1тонны угля весьма существенны и составляют: тепловой энергии 89 Мкал, электроэнергии - 125 кВт ּ◌ч. Кроме этого на обогащение 1т. угля расходуется 10,3 кВт ּ◌ч электроэнергии. Сложность положения использования энергоресурсов усугубляется тем, что производство электрической энергии на тепловых электростанциях осуществляется с низким КПД. Примерно 2/3 энергии, получаемой при сжигании топлива рассеивается в окружающей среде.

В научных публикациях, в периодической печати прослеживается тенденция – единственным альтернативным энергоносителем для Украины является уголь. Рассмотрим кратко состояние с добычей основных трёх видов ископаемого топлива. Рекордная добыча угля составляла в 1976 г. 218 млн. тонн, нефти и газового конденсата в 1972 г. 14,4 млн. тонн, природного газа в 1975 г. – около 69 млрд. м3.

Удельный расход топлива и КПД генерации связаны простой зависимостью:

0,123

, кг у.т. / кВт ⋅ ч

Таким образом, при калорийности энергетического угля 4500 ккал/кг (18,8 МДж/кг) удельный расход реального топлива составляет 0,580 кг/кВт ּ◌ч. Расходы топлива и выбросы в окружающую среду весьма большие. Уместно отметить, что ни один из отечественных энергоблоков не оборудован устройствами для очистки газов от оксидов серы и азота. При использовании для генерация растительного сырья, например, прессованной соломы удельные расходы составляют 0,7кг/кВт ּ◌ч.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

В соответствии с национальной энергетической программой, принятой несколько лет назад предполагалось проведение комплексной механизации и реконструкции 31 энергоблока ТЭС, в том числе с использованием ПГУ, а также введение в эксплуатацию новых энергоблоков. Однако выполнение программы в основном не вышло за пределы «косметических» ремонтов. Сложность задач, стоящих перед экономикой Украины состоит в том, что все наши отрасли производства ресурсо- и энергоемки. Для создания одного доллара ВВП в Украине используется около 1 т сырья, а в США – 3 килограмма. Следует признать, что задачи, стоящие перед экономикой страны решаются недостаточно профессионально. Необходим поиск путей выхода из достаточно сложного положения. В прошлом веке Лион Фейхтвангер высказал немного парадоксальную мысль: «Вопреки сложившимся заблуждениям, весь мир состоит не из вопросов, а из ответов, надо только догадаться, на что конкретно они отвечают».

Из приведенных данных следует интересный вывод. Увеличение выработки электроэнергии на атомных станциях, с одной стороны, исключает эмиссию углекислого газа, а с другой стороны, увеличивает эмиссию паров воды. Это обусловлено меньшим термическим КПД атомных энергоблоков. Однако превышение эмиссии паров воды и обусловленное этим увеличение парникового эффекта все же меньше влияния эмиссии углекислого газа для традиционных тепловых электростанций. Это обусловлено тем , что время «жизни» двуокиси углерода в атмосфере состовляет 130 лет а паров воды несколько дней или недель.

• Согласно оценке международной комиссии по изменению климата (IPCC) эмиссия углекислого газа к 2050 г. по отношению к уровню 2000 г. должна быть снижена на 50-85 % Наряду с этим по оценкам международного энергетического агентства (IEA) применение мероприятий по очистке газов от СО2 и его захоронению обеспечит к 2050 г. снижение э сииС02на26%[3].

• В странах СНГ основным источником выбросов двуокиси углерода являються темловые электростанции. Предпологаеться что к 2020 году эмиссия двуокиси углерода на ТЭС Украины составит примерно 79 млн. тонн. В странах эвропейского союза эмиссия парниковых газов в настоящее время состовляет около двух миллиардов тонн. Доля Украины от этого показателя в настоящее время состоявлет 22.4 процента . • Целеобразно оценить влияние различных видов топлива на эмиссию двуокиси углерода. В таблице 2 приведены усредненные данные по велечине эмиссии СО2 при сжигании различных видов топлива табл.2 – удельная эмиссия СО2 .

Сжигание огромного количества ископаемых топлив приводит к выбросу в атмосферу такого количества углекислого газа, которое уже не ассимилируется в процессе фотосинтеза. Это приводит к губительному изменению климата планеты. Атмосфера планеты перегревается, что уже прослеживается на всех континентах. Увеличивается количество ураганов торнадо. Каждый год становится теплее предыдущего. Возникает необходимость поиска путей сокращения выбросов основного компонента, обуславливающего парниковый эффект -углекислого газа. • Следует отметить, что кроме углекислого газа парниковый эффект обусловлен наличием в атмосфере целого ряда других газов. Влияние отдельных газов на создание указанного эффекта оценить достаточно сложно, поскольку их действие не аддитивно. Так, доля действия паров воды составляет от 36 до 70 %, углекислого газа от 9 до 26 %, метана от 4 до 9% и озона от 3 до 7 %. При этом верхняя граница соответствует действию только данного газа нижняя — когда присутствует смесь газов [1,2].

Влияние различных газов на парниковый эффект существенно отличается. Эмиссия парниковых газов в первую очередь в первую очередь касается таких газов как : двоокись углерода (СО2) , метан (СН4) , закись азота (N2O) , фтор и хлоруглеводороды а также гексафторид серы (SF6) . Всемирный институт ресурсов приводит данные по коэффициентам влияния на парниковый эффект . Они учитывают степень вредного влияния газов , как соотношение эквивалентной массы СО2 к массе данного газа . При этом общее влияние оценивается по сумме произведений массы выброса на соответсвующий переводной коэффициент. Так , например эмиссия одного килограмма гексафторида серы эквивалентна эмиссии 23.9 тонн двуокиси углерода (см.табл. 1) Тип парникового газа Коэффициент влияния на парниковый эффект

Двуокись углерода 1,0

Метан

Закись азота

Фтор и хлор углеводород

Гексафторид серы

310

1300

23900

• В современных условиях существует три направления снижения выбросов углекисло-го газа при использовании угля в качестве топлива. Первое направление — предварительная газификация угля с удалением СО2 из продуктов газификации. Синтетический газ, получае-мый в процессе газификации, состоит в основном из окиси углерода, СО и водорода. В про-цессе очистки синтетического газа в скрубберах из него удаляется СО2, который затем за счет сжатия переводится в жидкое состояние и направляется на захоронение. Процесс основан на внутрицикловой газификации. Предполагается, что в ФРГ на крупномасштабной ус-тановке мощностью 450 МВт можно будyт проверены технико-экономические показатели в начале 2014 г. Преимуществом технологии является малое снижение эффективности цикла генерации. Недостатком является сложность технологического процесса . • Второе направление — сжигание твердого топлива в среде почти чистого кислорода. Дымовые газы в этом случае состоят в основном из СО2 и паров воды и практически не со-держат соединений азота. При этом дымовые газы частично направляются на рециркуляцию. После охлаждения газов и конденсации паров воды в дымовых газах остается практически только СО2. Эта технология пока не используется на крупномасштабных установках в энер-гетике, однако уже применяется в других отраслях промышленности. Преимуществом этой технологии является значительное снижение общей массы выбросов, получение высококон-центрированного потока СО2. Недостатком является то, что получение чистого кислорода требует больших затрат энергии.

• В соответствии с приближенными опенками экспертов глобальные «хранилища» для закачки СО2 составляют от 100000 до 200000 млрд тонн. По данным экспертов ФРГ геологи-ческие формации, включая выработанные месторождения природного газа и нефти, могут обеспечить захоронение СО2, произведенного за 40-130 лет эксплуатации тепловых электро-станций [1]. В Украине такие геологические формации, которые могут быть использованы для захоронения СОг, расположены в Западной Украине, Харьковской и Полтавской облас-тях. Следует отметить, что в настоящее время многие из этих «хранилищ» используются как буферные емкости накопления природного газа. Таким образом, существует конкурентное использование этих емкостей. Можно отметить также положительный эффект от закачки, со-стоящий в том, что это увеличивает дебит существующих нефтеносных скважин.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

• По третьему направлению СО2 удаляют из дымовых газов с использованием растворов химических сорбентов. После нагрева сорбента происходит удаление СО2 и восстанов-ление поглотительной способности сорбента. Достоинством этого процесса является то, что сорбционная очистка дымовых газов является полностью отработанной технологией. Недостатком является то, что оборудование занимает много места, в связи с чем его сложно интегрировать в существующие системы генерации энергии. Кроме этого применение этой технологии связано с высокими эксплуатационными расходами до 1000 евро (1374 дол) на расход дымовых газов 1 млн м /час (примерно на один энергетический блок 300 МВт). При этом удельные затраты на улавливание 1 т СО2 оцениваются примерно в 30 евро (41 дол). Пред-полагается, что к 2030 г. этот показатель снизится до 20 евро/т (27 дол/т).

• Риски, которые связаны с захоронением СО2 в геологических формациях, включают I возможные утечки и прямое неблагоприятное влияние на окружающую среду, состоящие в воздействии на климат, нанесении ущерба персоналу и оборудованию. Как было отмечено в [4], закачка СО2 создает опасность образования водноуглекислотных смесей с возникновени-м угольной кислоты. Последняя может растворить вскрышные породные образования, при-вести к нарушению их сплошности и вызвать как неконтролируемые утечки СО2, так и на-рушение земной поверхности. • В любом случае применение систем улавливания СО2 на тепловых электростанциях :вязано со снижением эффективности генерации энергии и с необходимостью дополнитель-ных капитальных вложений. Применение на ТЭС более высоких параметров пара (давление, температура), комбинированных циклов генерации энергии позволяет частично или полно-стью компенсировать потери экономичности при использовании систем очистки газов. Пе-реоснащение существующей ТЭС мощностью 800 МВт системой очистки газов требует до-полнительных капитальных вложений в 300-400 миллионов евро (404-539 млн долларов), т.е. увеличения капитальных вложений почти в 1,5 раза .

• Дополнительные затраты включают: очистку дымовых газов от диоксида серы, захолаживание дымовых газов, абсорбцию СО2, теплообменное оборудование, десорбцию СО2 и ее сжатие для ожижения перед транспортом. • По сравнению с другими веществами, которые транспортируются по трубопроводам, например, нефтью, природным газом и водой, углекислота ведет себя необычно вследствие того, что тройная точка в системе равновесия фаз расположена в области близкой к температуре окружающей среды. Таким образом, при небольших изменениях давления и температуры происходят существенные изменения физических свойств (переход в другую фазу, изменение плотности, сжимаемости). На рис. 3 приведена диаграмма равновесий фаз угольной кислоты при разных температурах, которая подтверждает указанные показатели.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

• При транспортировке углекислоты на дальние расстояния (несколько сот километров вследствие изменений внешних условий возникает возможность образования многофазных потоков. Это затрудняет как транспорт, так и измерение расходов потоков, так как расход меры могут измерять только однофазный поток. • Наиболее предпочтительным для снижения эмиссии двуокиси углерода является широкое использование биомассы для генерации электрической энергии, теплоты и приготовления биогаза, его использования в двигателях внутреннего сгорания и бытовых условиях. В настоящее время в Англии и скандинавских странах биомасса уже широко используется на котельных установках тепловых электростанций. Начаты работы по применению древесных отходов на котельных установках и в Российской Федерации. В Англии биомасса (солома, отходы древесины и пр.) применяются в котельных установках при совместном сжигании с пылевидным углем.

Потенциал производства биомассы в Украине по различным культурам приведен в таблице 1. При грамотном ведении лесного хозяйства древесина может обеспечить энергоснабжение некоторых регионов Украины.

Одним из доступных ресурсов является солома, которая отличается малой влагоемкостью и может быть во влечена в производство энергии после её дробления и таблетизации. Стоимость этого продукта при разной схеме уборки урожая составляет от 55 до 70 грн/т. Во многих странах мира увеличилось количество заводов по производству таблетизированного топлива из отходов древесины. Даже Россия, которая является энергонезависимой страной, построила 9 заводов по производству таблетизированного топлива.

В настоящее время в мировой практике произошла определённая трансформация позиций по использованию биоэнергоносителей. В начале энергоносители получали за счет использования отходов. В настоящее время в Европе фермеры активно начали выращивать энергетические культуры.

Перспективным энергоносителем во многих районах является тополь и верболоз. Выращивание тополя попутно решает экологическую проблему. Он очищает воздух от пыли и ряда токсинов. Сообщается, что за год одно растение может вырасти на 15 – 20 мм в диаметре и 2,5 – 3,5 метра высотой. Механизированная «уборка» тополей может быть осуществлена с использованием установок размещенных на тракторах с отбором мощности.

Одной из наиболее перспективных культур является мискантус – слоновая трава. Сравнение энергетических показателей этой культуры с другими, приведенные в таблице 2, показывает, что с ней может конкурировать только ива. Однако большая сложность выращивания и «уборки» энергетического урожая ивы указывают на то, что другие культуры практически неконкурентоспособны по сравнению со слоновой травой. Слоновая трава является многолетним растениям и требует возделывания почвы один раз в 4 года. При её выращивании решается проблема с эмиссией углекислого газа и улучшается биоразнообразие в зоне выращивания этой культуры. На рис. 5 показана плантация слоновой травы. Удельные затраты и выход энергии при выращивании энергетических культур показаны на рис. 7.

Плантация слоновой травы (мискантус)

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

В Швеции организовано производство биогаза за счет сбраживания биологических жидких и полу жидких отходов и отходов сельскохозяйственных культур. Схема организации производства показана на рис. 8. Калорийность биогаза существенно зависит от содержания в нём метана (рис. 9). Отмывка биогаза водой под давлением позволяет удалить из него основную массу загрязнителя – двуокиси углерода и существенно повысить калорийность газа.

Рис. 7 - Удельный выход энергии при выращивании энергетических культур. 1 – сорго, пеллеты; 2 – кукурузный силос; 3, 4 – многолетние травы при конверсии, соответственно, в биогаз и жидкое топливо; 4 – этанол из целлюлозы; 5 – этанол из кукурузных зерен; 6 – биодизель из соевых бобов.

МДж/куб. м

15 50

100

% СН4 в газе

Рисунок 9 – Зависимость калорийности газа от содержания в нем метана.

Рис. 8 – Схема производства биогаза

Эффективными методами снижения потребления энергоресурсов являются применение когенерации, аккумулирования тепла и использование тепловых насосов. Когенерация – это совместное комбинированное производство электроэнергии и тепла. Смысл когенерации в том, что при прямой выработке электрической энергией, создается возможность утилизировать попутное тепло. При применении когенерационного способа производства тепла и электроэнергии экономится около 40 % топлива. Выражая денежными средствами, получается, что потребитель за такое же количество энергии заплатит лишь 60 % его стоимости. Тепло и электроэнергия вырабатываются в непосредственной близости их потребления, этим отпадают как затраты на распределение энергии, так и потери при магистральной передаче энергии. Тепло, возникающее в когенерационной установке, используется для отопления объектов, при подготовке горячей воды или для получения технологического тепла.

Так как применение когенерационного способа производства тепла и электроэнергии экономится 40 % топлива, то и на столько же снижается, с экологической точки зрения, загрязнение окружающей среды. Энергоснабжение от когенераторной установки позволяет снизить ежегодные расходы на электро- и теплоснабжение по сравнению с энергоснабжением от энергосистем примерно на 100 $ за каждый кВт номинальной электрической мощности когенераторной электростанции, в том случае, когда когенераторная установка работает в базовом режиме генерации энергии (при 100 % нагрузке круглогодично).

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Аккумулирование тепла особенно выгодно при установке 3-х уровневых счетчиков электроэнергии при которых можно потреблять внепиковую энергию по цене почти в 3 раза меньшую базового тарифа. Аккумулирование тепла позволяет: повысить теплоустойчивость зданий, повысить КПД автономных источников электроэнергии, снизить стоимость электрообогрева как производственных площадей, так и отдельных квартир, в которых устанавливаются теплонакопители. Тепловой аккумулятор в сравнении с другими аккумуляторами обладает следующими преимуществами: простота устройства, относительно низкая себестоимость, эффективные массогабаритные характеристики, долговечность.

При наличии теплоаккумулятора вся тепловая энергия установки генерации электроэнергии используется для его зарядки. Избыток электроэнергии также направляется в теплоаккумулятор. Таким образом, КПД автономного источника становится соизмеримым с КПД котла (порядка 85 %), а стоимость электроэнергии, получаемой на такой установке, будет в несколько раз ниже сетевой. Процессы аккумулирования тепла происходят путем изменения физических параметров теплоаккумулирующего материала и за счет использования энергии связи атомов и молекул веществ (за счет фазового перехода). Наиболее приемлемыми аккумуляторами тепла с фазовым переходом являются сульфат натрия , нитрат лития и сульфат алюминия. Схема аккумулирования тепла с использованием сульфата алюминия и сульфата натрия приведена на рисунке.

При использовании тепловых насосов возможно применение трех сред из которых отбирается тепло: воздуха, воды и почвы. В умеренном климате тепловые насосы обеспечивают надежный отпуск тепла. Большая часть насосов работает при температуре нагретой воды до 55 °С, а в некоторых случаях даже 65 °С (рис. 12). Самым привлекательным источником тепла является вода, вследствие ее высокой теплоемкости, однако при отсутствии поблизости водных источников это трудно осуществимо. В странах ЕС широко используют в качестве источника тепла – почву. Современные тепловые насосы имеют коэффициент превращения энергии от 2,5 до 4,5 что при КПД генерации электроэнергии на уровне 0,35 позволяет обеспечить общую эффективность генерации тепловой энергии, которая превышает эффективность генерации тепла в водогрейных котлах в 1,4-1,5 раза.

Эксплуатируемые водогрейные котлы на теплофикационных котельных могут быть оборудованы контактными экономайзерами, что обеспечит экономию природного газа 15-20 %. 2

3 5

Рис. 12 – Схема теплового насоса.

Рис. 13 - Схема утилизации тепла дымовых газов при сжигании в котлах природного газа. 1 – дымоход; 2 – шибер; 3 – контактный экономайзер; 4 – циркуляционный насос; 5 – поверхностный подогреватель.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «РАЗРАБОТКА ОСНОВ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕЩЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ СО2 В УСЛОВИЯХ ИНДУСТРИАЛЬНЫХ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ И ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОНИТОРИНГА ИХ СОСТОЯНИЯ С ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КОМПЛЕКСОМ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ» Киселев Н.Н., Научно-технический центр охраны недр и сооружений, УкрНИМИ Национальной академии наук Украины, Донецк, Украина

Разработка основ оптимизации размещения подземных хранилищ СО2 в условиях индустриальных регионов Украины и обеспечения мониторинга их состояния с земной поверхности комплексом геофизических методов

Анциферов А. В., Киселев Н.Н., Туманов В.В., Филатов В.Ф.

Круглый стол проекта LCOIR-UA

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ УКРАИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ ГОРНОЙ ГЕОЛОГИИ, ГЕОМЕХАНИКИ И МАРКШЕЙДЕРСКОГО ДЕЛА (УкрНИМИ)

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Проблема и ее связь с научными и практическими задачами.

Проблема улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины одна из наиболее сложных и остро стоящих в условиях подработанной и в значительной мере урбанизированной территории Донбасса. Значительное влияние на состояние горного массива территорий имеют техногенные факторы, в частности, гидрогеологическая ситуация в горнодобывающих районах, которая усложняется в связи с закрытием и затоплением угольных шахт, а также оседанием земной поверхности над горными выработками, при этом подъем уровня подземных вод становится одним из факторов нарушения равновесия геологической среды

23 октября 2012 г., г. Донецк, Украина

Актуальность настоящей работы Проекты региональной дорожной карты внедрения технологий улавливания и хранения диоксида углерода на востоке Украины не всегда решаются правильно. Существуют проекты, в которых не предусмотрены сценарии возможных утечек СО2 из хранилищ и современные методы их мониторинга комплексом геофизических и газовых методов, которые должны использоваться на стадии поисков оптимальных мест расположения газовых хранилищ. Изыскания для оптимизации размещения подземных хранилищ СО2 в условиях индустриальных регионов Украины на подработанных территориях – новое направление инженерно-геологических изыскательских работ. Большинство перспективных площадок расположено в зоне покровных слабо-воднопроницаемых грунтов, подстилаемых водоупорными породами тектонически нарушенного, геомеханически нестабильного и литологически контрастного массива горных пород. Поэтому вопросы организации комплексных изысканий в таких условиях приобретают особое значение.

Постановка задачи Цель настоящей работы – на основе анализа природных газовых и тектонических условий в пределах участка исследований и прилегающих территорий, проведения комплексных геофизических исследований и анализа сложившейся геомеханической ситуации разработать основы оптимизации размещения подземных хранилищ СО2 в условиях индустриальных регионов Украины и обеспечить мониторинг их состояния с земной поверхности комплексом геофизических методов и газовой съемки.

Методика выполнения работы - геофизические (электроразведочные и сейсморазведочные) полевые исследования, комплексная интерпретация геолого-геофизических данных, горно-графического материала.

Объект исследований – массив подработанных горных пород карбонового возраста. Участок проведения сейсморазведочных работ 3D расположен в геолого-промышленном районе Западный Донбасс. Территория исследований – 2-й блок шахти „Западно-Донбасская”.

Геологический разрез по данным интерпретации ГИС в пределах участка исследований на 2-м блоке шахты «Западно-Донбасская»

6 Схема сейсмической съемки 3Д

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Вертикальный разрез куба скоростей 7

Горизонтальные разрезы куба скоростей: а)на уровне 400 мс; б)на уровне 500 мс.

Вертикальный разрез мигрированного куба после полного цикла обработки

Пример интерпретации в системе ИНПРЕС5 временного разреза по линии инлайн 51х 10

положение Богдановского сброса на уровне пласта с8 н

Вертикальный временной разрез по линии инлайн 44х

Горизонтальный срез основного сейсмического куба на уровне 300 мс.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Изображение сейсмического куба, ограниченного по линиям инлайн 6х и кросслайн 74у

Изображение сейсмического куба мгновенных фаз с вырезанным фрагментом

T=1.6 s

Обозначения ПОЗНАЧКИ Дуплексные Дуплексне відбиття отражения

Дифракція Дифракция

Отражения

Відбиття від базової границі от базовой

границы

Обобщенная схематическая модель распределения значений электросопротивления по 16 данным МПЗ и АМТЗ восточной части УЩ

Полноволновое 2D-моделирование сейсмического поля при наличии в разрезе15 вертикального отражающего объекта, в т.ч. малоамплитудного разрывного нарушения

Схематическая объемная модель восточной части УЩ по данным геоэлектрических исследований МТЗ

ВЫВОДЫ 1.Для предотвращения выброса СО2 в атмосферу, после его улавливания, СО2 нужно безопасно хранить на протяжении сотен лет. Существует ряд потенциальных геологических формаций, которые могут быть использованы для хранения СО2, и прежде всего глубокие угольные пласты, отработка которых экономически нецелесообразна. 2. Оптимизация размещения подземных хранилищ СО2 в условиях индустриальных углепромышленных регионов Украины и обеспечение мониторинга их состояния с земной поверхности должна осуществляться с помощью комплекса геофизических методов. Под комплексом геофизических методов понимается угольная трехмерная (3D) сейсморазведка и глубинное магнитотеллурическое зондирование (МТЗ, АМТЗ) в сочетании с газовой съемкой (CO2, CH4 и др.) на поверхности над хранилищем CO2. 3.Указанный комплекс методов позволяет оценить физикомеханические и водно-физические характеристики массива, предварительно выбранного для использования под хранилище CO2, и, в т.ч., провести оценку его трещиноватости и наличие путей фильтрации CO2 из хранилища на поверхность и в окружающую среду с определением возможных экологических рисков будущей эксплуатации объекта. При этом будут получены данные, позволяющие достаточно детально расчленить массив как по 18 вертикали, так и по латерали.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «ОТ ВЫСОКОЙ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ К НИЗКИМ ВЫБРОСАМ ПАРНИКОВЫХ ГАЗОВ: ВНЕДРЕНИЕ ЕВРОПЕЙСКОГО ОПЫТА И НАИЛУЧШИХ ПРАКТИК В УКРАИНЕ» Озерский Ю.Г., Украинский института энергоэффективности и низкокарбоновых технологий, Донецк, Украина

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ» Как осуществляется управление энергосбережением в Украине Нормативно-правовую базу сферы энергоэффективности Украины составляют: - 7 Законов Украины, - свыше 150 нормативно-правовых актов, - больше 100 методических документов, - 50 национальных стандартов (ДСТУ) - свыше 60 межгосударственных (ГОСТ) стандартов.

«От высокой сокой энергоэ нергоэффективности ективности к низким низким выбросам углерода: углерода: внедрение Европейского опыта и наилучших практик в Украи Украине»

Среди основных законодательных и нормативно-правовых актов можно выделить следующие: Законы Украины "Об энергосбережении", "О комбинированном производстве тепловой и электрической энергии (когенерацию) и использование сбросового потенциала", "О теплоснабжении", "Об альтернативных источниках энергии", "Об альтернативных видах жидкого и газового топлива". Разработан проект Закона Украины "Об обеспечении эффективного использования энергетических ресурсов", согласно которому, часть средств предприятия, которая направлена на энергоэффективность, освобождается от налогообложения. В законопроекте предполагается выдача кредитов на энергоэффективные технологии с погашением процентов государством.

Озерский Ю., к.т.н., директор УИЭНТ

23 октября 2012 г., г. Донецк, Донецк, Украина

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

В Украине не обеспечивается системный подход к решению проблем энергоэффективности. До последнего времени проблемы энергоэффективности, которые являются ключевыми в реализации энергетической политики многих стран мира, не стали предметом постоянного внимания на государственном уровне. В Украине на сегодняшний день отсутствует законодательная база, которая бы обеспечивала надежную основу для реализации энергоэффективной политики в полном объеме. Основным законодательным актом, регулирующим отношения в этой сфере, является Закон Украины "Об энергосбережении" от 1994 года. Этот Закон носит декларативный характер, он не содержит механизмов прямого действия и на сегодня уже исчерпал свой ресурс. Кроме того, существует достаточно слабая связь между разными законодательными актами, относящимися к экологии, энергетики, проблем энергосбережения и энергоэффективности. Нормы энергетического законодательства часто не согласуются между собой. Таким образом, в Украине возникла насущная необходимость в усовершенствовании законодательства в сфере энергоэффективности. Нужен новый законодательный акт, включающий все аспекты энергетической эффективности. Кроме того, законодательство в сфере энергоэффективности должно быть приведено в соответствие с законодательством ЕС.

Государственные программы энергосбережения Для проведения эффективной целенаправленной деятельности государства по организации и координации действий в сфере энергосбережения разрабатываются и принимаются общегосударственные, региональные, местные и другие программы. Порядок и условия разработки государственных программ по энергосбережению определяются Кабинетом Министров Украины. НАЭР является специально уполномоченным центральным органом исполнительной власти по вопросам обеспечения реализации государственной политики в сфере эффективного использования энергетических ресурсов и энергосбережения , деятельность которого направляется и координируется Кабинетом Министров Украины.

25/06/2010 25/06/2010

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Методика разработки программ Разработки проекта Программы осуществляется соответствующим органом исполнительной власти самостоятельно или по его заказу в установленном законодательством порядке. Основными этапами разработки и выполнения программ являются: - Принятие соответствующим органом исполнительной власти или органом местного самоуправления решения о разработке Программы; - Определение разработчика Программы; - Определение источников финансирования разработки Программы; - Подготовка и утверждение технического задания к Программе, главной целью которого должно быть снижение энергоемкости производства единицы продукции, выполненных работ и предоставленных услуг, уменьшения непроизводственных потерь топливно-энергетических ресурсов и уменьшения объемов бюджетного финансирования, направляемых на оплату топливно-энергетических ресурсов и воды бюджетными учреждениями; - Разработка Программы; - Согласование соответствующей Программы НАЭР.

- Утверждение Программы приказом соответствующего центрального органа исполнительной власти, решением Верховной Рады АР Крым или сессии областного / городского совета; - Разработка и утверждение организационно-технических мероприятий на соответствующий год, направленных на реализацию Программы; - Организация мониторинга состояния выполнения Программы; - Представление обобщенных информационно-аналитических материалов о состоянии выполнения Программы к НАЭР.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Управление энергоэффективностью в странах ЕС Энергоэффективность в ЕС достигается за счет: BREF – это Руководящий документ, который содержит перечень наилучших доступных технологий для конкретной отрасли.

- сочетания нормативно-законодательной политики с продуманной системой экономического стимулирования и налогообложения; - создания рыночных условий в области энергоэффективности; - создание инфраструктуры (инспекции, научно-исследовательские институты, консалтинговые фирмы и др.) - применение технических нормативов, стандартов, вертикальных (отраслевых) и горизонтальных BREFов; - создание дееспособной Cистемы менеджмента энергоэффективности (СМЭЭ); - эффективный энергоаудит; - налоги на потребление энергии и выбросы в атмосферу.

Подготовкой BREFов занимается Европейское бюро интегрированного предотвращения и контроля выбросов (European IPPC Bureau) при Объединенном исследовательском центре Европейской Комиссии. На 2009г. Европейское бюро интегрированного предотвращения и контроля выбросов подготовило 32 Руководящих документа для различных отраслей.

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ» Горизонтальные BREFы BREFы:

Различают горизонтальные и вертикальные BREFы BREFы по наилучшим доступным технологиям. технологиям. Вертикальные BREFы BREFы: - Производство чугуна и стали - Производство цемента, цемента, извести и оксида магния - Керамическая промышленность - Пищевая, Пищевая, питьевая и молочная промышленность - Стекольная промышленность - Промышленные системы охлаждения - НефтеНефте- и газоперерабатывающая промышленность - Производство полимеров - Бумажная промышленность - Текстильная промышленность - Сжигание отходов - Промышленность переработки отходов и др. др.

- Энергоэффективность (двигатели, двигатели, насосы, насосы, горелки и т.д.)

- Экономические аспекты и различные компоненты охраны окружающей среды и др. др.

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

В BREFах для каждой из наилучших доступных технологий (НДТ) рассматриваются: -сегодняшний уровень данного процесса; -работа оборудования; -уровень потребления сырьевых материалов и энергоносителей; -загрязнение окружающей среды (воздуха, воды, земли, выбросы СО2); -мероприятия, которые позволяют отнести данную технологии к НДТ; -развитие данной технологии в будущем.

Условия достижения оптимального расхода энергии на 1 тонну выпускаемой продукции в промышленности: промышленности: - применение вертикальных (отраслевых) отраслевых) и горизонтальных BREFов BREFов;; - создание дееспособной Cистемы менеджмента энергоэффективности (СМЭЭ); СМЭЭ); - эффективный энергоаудит; энергоаудит;

Одним из главных показателей этих документов являются характеристики входящих и выходящих массовых и энергетических потоков и количественные характеристики выбросов производств.

- налоги на потребление энергии и выбросы в атмосферу. атмосферу.

12 25/06/2010 25/06/2010

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Низкокарбоновые технологии Евросоюз разрабатывает Европейский План по стратегическим энерготехнологиям (European Strategic Energy Technology Plan (SET-Plan)). При подготовке данного Плана предлагается ориентироваться на наиболее перспективные «низкокарбоновые» технологии, связанные с улавливанием и накоплением углеродных выбросов. Улавливание и хранение CO2 (CCS) - технологии с большим потенциалом, способствующие сокращению мировых выбросов СО2 на 20% к 2050 г. Главная цель - демонстрировать и развивать наиболее перспективные технологии CCS в производстве электроэнергии и в других отраслях где используется ископаемое топливо. Конечная цель состоит в обеспечении коммерческой жизнеспособности CCS в рамках торговли выбросами ЕС к 2020 году. Деятельность направлена на строительство и эксплуатацию до 12 проектов в промышленных масштабах к 2015 году.

Для наиболее эффективной транспортировки углекислый газ должен быть сжижен при давлении около 70 атмосфер. Транспортировка возможна при помощи трубопроводов, танкеров, цистерн. Захоронение газа на глубине 800 метров и более дает гарантию сохранения давления, то есть газ будет оставаться в жидкой фазе. Для хранилища подойдут достаточно распространенные области с пористыми породами. В качестве хранилищ могут быть использованы: - месторождения газа и нефти (причем как выработанные так и действующие). - подземные резервуары соленой воды. - неиспользуемые угольные месторождения. Согласно последним исследованиям, емкости всех известных месторождений нефти и газа достаточно, чтобы закачивать в них весь объем эмиссии СО2 на планете в течение 40 лет. Емкость резервуаров соленой воды, по мнению ученых, в 100 раз превышает емкость нефтяных и газовых месторождений.

Инвестиции составят около € 13 миллиардов в течение 10 лет.

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Технология CCS (C (Carbon Capture and Storage): Улавливание и хранение CO2 . Улавливания и хранение СО2 может осуществляться в виде конечного технологического цикла. цикла.

Низкокарбоновые технологии

Затраты Затраты на улавлиулавливание 2020-80 € / т СО2. Максимальный объем улавливаемого CO2 - 1.5т 1.5т на т стали, стали, означает дополнидополнительную плату от 30 до 120 (60) € /т стали. стали.

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Технология «чистого» сжигания угля (“Clean coal”) . Фирма Vattenfall построила в Германии опытную электростанцию мощностью 30 МВт, использующую технологию сжигания угля в чистом кислороде с последующей очисткой дымовых газов и утилизацией углекислого газа (oxyfuel capture method). За три года в проект было инвестировано 50 млн. евро. Суть метода состоит в том, что из воздуха выделяется кислород, который смешивается с угольной пылью и сжигается. После нескольких ступеней очистки в дымовых газах остается лишь углекислый газ. Газ сжимается в компрессоре в 500 раз и закачиваться в емкость для транспортировки к месту захоронения на глубине 1000 метров под поверхностью земли. Евросоюз в течение ближайших лет планирует запустить в эксплуатацию 10-12 демонстрационных установок по утилизации углекислого газа на разных станциях Европы. Многие энергокомпании давно проявляют интерес к это проекту, но никто из них еще не приступил к строительству. Правительство Великобритании в октябре заявило, что присоединяется в программе Евросоюза и готово участвовать в финансировании пилотного проекта.

Обзор процессов и систем улавливания СО2

Метод «oxyfuel capture» На электростанция в местечке Schwarze Pumpe угольная пыль смешивается не с воздухом, как на обычных станциях, а с практически чистым кислородом.

Преимущества: 1. Увеличение КПД. 2. Отсутствие выбросов NOx (поскольку не подается азот). 3. Дымовые газы на 95 % состоят из СО2 улавливаются, охлаждаются и транспортируются на захоронение.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Метод «pre-combustion»

На первом этапе уголь подвергается газификации в результате чего получается синтетический газ и твердый остаток. Затем газ проходит ряд ступеней очистки и подвергается химической реакции, при которой в присутствии паров воды содержащийся в газе монооксид углерода (СО) преобразуется в углекислый газ (CO2) и водород (H2). Углекислый газ удаляется из синтеза-газа при помощи жидкого абсорбента и затем подвергается сжатию. Оставшийся водород сжигается в газовой турбине.

Метод «post-combustion» В этом методе уголь сжигается, смешиваясь с воздухом в обычном котле. Затем происходит удаление золы и SO2, после чего при помощи жидкого абсорбента удаляется углекислый газ. Главный минус этого метода - оксид азота (NOx) попадает в атмосферу.

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Выбросы СО2 от различных производственных процессов в металлургии

Проект ULCOS (Ultraltra-Low CO2 Steelmaking): teelmaking): Производство стали с ультра низкими выбросами CO2

Доменная печь с выделением СО2 и последующим захоронением

Украинский Институт Энергоэффективности и Низкокарбоновых Технологий «УИЭНТ» УИЭНТ»

Проект ULCOS (Ultra-Low CO2 Steelmaking): Производство стали с ультра низкими выбросами CO2

Улавливание CO2 из атмосферного воздуха с помощью «искусственных деревьев» деревьев»

Основной целью проекта ULCOS, выполняемого 48 европейскими организациями, являются массовые сокращения выбросов CO2 на 50%. Общий бюджет проекта составляет 47 млн. евро (2004 - 2009). Запуск первого полномасштабного производства намечен на 2015 год. В соответствии с проектом ULCOS исследования проводятся в 3 областях: - захват и хранение СО2; - использование водорода и электричества взамен топлива и восстановителя, содержащих углерод, также в меньшей степени использованием природного газа; - использовании биомассы. Все эти вопросы в настоящее время подробно освещены в европейской программе ULCOS и в других программах в мире.

Получение углеуглеводородов из СО2 и H2O на свету с использованием процессов фотофото- и электрокатализа. электрокатализа. Реакции протекают в нанотрубках. нанотрубках. Одно такое «дерево» дерево» может поглотить 90,000 тонн СО2, что эквивалентно выбросам 15,000 автомобилей в год. год.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРЕЗЕНТАЦИЯ «ПРЕДСТАВЛЕНИЕ УКРАИНСКОГО ПЕРЕВОДА БРОШЮРЫ ЕВРОПЕЙСКОЙ АССОЦИАЦИИ СО2ГЕОНЕТ «ЧТО В САМОМ ДЕЛЕ ОЗНАЧАЕТ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ХРАНЕНИЕ СО2?» Шеставин Н.С., Донецкий национальный университет, Донецк, Украина

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Спостережувані модельовані зміни Что в самом іделе означает температури: температури: геологическое СО2? природні і створеніхранение людиною чинники Проект реалізується Донецьким національним університетом (м. Донецьк, Донецьк, Україна) Україна)

Проект виконується НауковоНауковонавчальним центром ДонНУ „Конвергенція нанонано-, біобіо- та інфоінфотехнологій для збалансованого регіонального розвитку” розвитку”

• Ответственное использование ископаемого топлива

Тематична програма Європейського Союзу для довкілля і сталого управління природними ресурсами, ресурсами, зокрема енергією

• Устранение основного источника парниковых газов

Проект „НизькоНизько-вуглецеві можливості для індустріальних регіонів України” України”

• Возвращение углерода назад в землю

Шеставін М.С., к.т.н., координатор проекту Донецький національний університет

Презентація українського перекладу брошури СО2ГеоНет

• Резерв времени, необходимого, чтобы разработать благоприятные для климата источники энергии

«Що насправді означає геологічне зберігання СО2?»

Проект фінансується Європейським Союзом

Проект финансируется Европейским Союзом

Спостережувані змінив Изменение климатаі модельовані и необходимость температури: : температури геологическом хранении СО2 природні і створені людиною чинники Человечество выпускает в атмосферу слишком много СО2

23.10.2012 – Донецк

Спостережувані змінив Изменение климатаі модельовані и необходимость температури: : температури геологическом хранении СО2 природні і створені людиною чинники Возвращение углерода назад в землю

Во всем мире связанные с человеческой деятельностью выбросы СО2 составляют 30 миллиардов тонн (Гт) в год, что соответствует 8,1 Гт углерода: 6,5 Гт от сжигания ископаемого топлива и 1,6 Гт от вырубки лесов и сельскохозяйственной деятельности

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Французские углекислогазовые провинции

Проект финансируется Европейским Союзом

Изменение климатаі модельовані и необходимость Спостережувані змінив геологическом хранении СО2 температури: : температури

23.10.2012 – Донецк

Всемирное развитие УХУ процветает природні і створені людиною чинники Вертикальный разрез участка хранения СО2 Слейпнер (Sleipner), Норвегия. В природном газе, добытом на глубине 2500 метров содержится несколько процентов СО2, который нужно удалять для соблюдения коммерческих стандартов. Вместо того, чтобы выпускать его в атмосферу, собранный СО2 закачивают почти на 1000-метровую глубину в песчаный водоносный горизонт Утсира (Utsira)

На электростанциях СО2 улавливается путем отделения его от других газов. После чего он сжимается и транспортируется по трубопроводу или на кораблях до участка геологического хранения: в глубоких соляных водоносных горизонтах, истощенных нефтяных и газовых месторождениях, не имеющих промышленного значения угольных пластах

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Улавливание и хранение СО2: многообещающие пути природні ісмягчения створені людиною чинники последствий

Проект финансируется Европейским Союзом

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Спостережувані і модельовані зміни Где и сколько СО2 мы можем температури: : температури хранить под землей? ? землей

Спостережувані і модельовані зміни Где и сколько СО2 мы можем температури: : температури хранить под землей? ? землей

природні і створені людиною чинники Коллекторы

СО2 закачивают в глубокие геологические слои пористых и проницаемых горных пород (см. песчаник в нижней вставке), которые перекрываются непроницаемыми породами (см. глинистую породу на верхней вставке), препятствующими выходу углекислого газа на поверхность. Основные возможности хранения предоставляют: 1. Истощенные нефтяные/газовые коллекторы с повышенным извлечением нефти/газа там, где это возможно; Проект реалізується Проект фінансується 2. Водоносные горизонты*, содержащие соленую воду, непригодную для потребления человеком; Донецьким національним 14.08.2012 р., м. Донецьк Союзом 3. Глубокие,Європейським не имеющие промышленного значения угольные пласты, местами связанные с повышенным извлечение метана. університетом

природні і створені Где найти участкилюдиною хранения в чинники Европе

Геологическая карта Европы показывающая расположение основных осадочных бассейнов (красные эллипсы), в которых могут быть найдены подходящие коллекторы для хранения СО2 (на основе геологической карты Европы масштаба 1:5000000)

Проект финансируется Европейским Союзом

КакСпостережувані можно транспортировать и закачивать і модельовані зміни большие количества температури: : СО2 ? температури Этапы геологического хранения СО2 природні і створені людиною чинники

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

КакСпостережувані можно транспортировать и закачивать і модельовані зміни большие количества температури: : СО2 ? температури Закачка и состав потока СО2чинники природні і створені людиною После закачки под землю, СО2 приобретает плотное сверхкритическое состояние примерно на глубине 0.8 км. Его объем значительно уменьшается от 1000 м3 на поверхности до 2.7 м3 на глубине 2 км. Это одна из причин, по которой геологическое хранение больших количеств СО2 выглядит так привлекательно

Чтобы доставить СО2 от места его выброса к месту его безопасного и долговременного хранения, необходимо пройти всю цепочку операций, включая улавливание, сжатие, транспортировку и закачку

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Плотность чистого СО2 (в кг/м3) как функция температуры и давления. Желтая линия соответствует типичному градиенту давления и температуры в осадочном бассейне. На глубине более 800 м (-8 МПа), условия резервуара способствуют высоким плотностям (голубой цвет). Зеленая кривая – это граница между газообразной и жидкой фазой СО2. Типичные условия давления и температуры для улавливания, транспортировки и хранения отмечены соответственно буквами А, Б и В Проект финансируется Европейским Союзом

Спостережувані і модельовані Что происходит с СО2 зміни в температури: температури: коллекторе хранения? ? хранения природні і створені людиною чинники

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Плотный СО2 поднимается вверх (светло-голубые пузыри), растворяется и вступает в реакцию с зернами породы, что приводит к осаждению карбонатных минералов на поверхности зерен (белые)

Развитие СО2 в его различных формах в коллекторе Слейпнер согласно моделированию потока. СО2 удерживается:

Механизмы удержания:

- в сверхкритическом состоянии механизмами 1 и 2,

1. Накопление под породой-покрышкой (структурное удержание)

Закачанный СО2, который легче воды, как правило поднимается и останавливается перекрывающими непроницаемыми породами

- в растворенном состоянии – механизмом 3, и

2. 2. Связывание в мелких порах (остаточное удерживание) 3. 3. Растворение (удержание путем растворения)

- в минеральной форме механизмом 4

4. 4. Минерализация (минеральное удержание)

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Спостережувані і модельовані Что происходит с СО2 зміни в температури: температури: коллекторе ? хранения природні і створеніхранения? людиною чинники Трехмерное моделирование движения СО2 в водоносном горизонте, после закачки 150000 тонн спустя 4 года в водоносном горизонте структуры Доггер во Франции. Здесь изображены СО2 в сверхкритическом состоянии (слева) и СО2, растворенный в соленой воде (справа) через 4, 100 и 2000 лет после начала закачки.

Проект фінансується Європейським Союзом

14.08.2012 р., м. Донецьк

Проект реалізується Донецьким національним університетом

Спостережувані і модельовані зміни и, Может ли СО2 вытекать из коллектора : температури если да, то какими могут быть да, температури: природні і створені людиною чинники последствия? ? последствия

Влияние на растительность утечки СО2 с повышенным (слева) и пониженным (справа) потоком. Влияние ограничено территорией, на которой СО2 выходит наружу. Проект финансируется Европейским Союзом

Спостережувані і модельовані зміни Как можно контролировать участки температури: температури хранения в глубине и на :поверхности природні і створені людиною чинники земли? ? земли

Сейсмическое изображение для мониторинга ореола распространения СО2 в пилотном проекте Слейпнер до закачки (которая началась в 1996) и после закачки (соответственно спустя 3 и 5 лет).

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Пример возможных сценариев утечек

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

Небольшая выборка, показывающая спектр методов, имеющихся для мониторинга различных компонентов системы хранения СО 2 Проект финансируется Европейским Союзом

Спостережувані і модельовані зміни Какие критерии безопасности должны быть температури: температури: установлены и учтены? учтены? природні і створені людиною чинники

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

ІнтернетІнтернет-сайт

Координатор проекта LCOIRLCOIR-UA: Шеставин Николай Степанович Проект реализуется Донецким национальным университетом

Проект финансируется Европейским Союзом

23.10.2012 – Донецк

Проект реализуется Донецким национальным университетом

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРИЛОЖЕНИЕ А: «РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ УЛАВЛИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА ВОСТОКЕ УКРАИНЫ»

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Рекомендации разработаны по проекту «Низко-углеродные возможности для индустриальных регионов Украины (LCOIR-UA)», который реализуется Донецким национальным университетом по грантовому контракту № DCI/ENV 2010/243-865 и финансируется Европейским Союзом В подготовке Рекомендаций принимали участие следующие сотрудники Донецкого национального университета: Беспалова С.В., Шеставин Н.С., Осетров В.В., Бескровная М.В., Сафонов А.И. и другие.

Донецк - 2012 65

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВНЕДРЕНИЮ ТЕХНОЛОГИЙ УЛАВЛИВАНИЯ И ХРАНЕНИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА НА ВОСТОКЕ УКРАИНЫ ВВЕДЕНИЕ В настоящее время уже происходят реальные изменения климата, главной причиной которых являются антропогенные выбросы парниковых газов и в наибольшей степени выбросы диоксида углерода (СО2) из стационарных источников. Это было обосновано и намечены

пути

решения

возникающих

проблем

еще

первых

докладах

Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) [1]. Такие же тенденции и перспективы глобального развития подтверждаются и в настоящее время в последних докладах МГЭИК и в докладах других компетентных международных организаций [2]. После проведения тщательных экономических исследований проблем, возникающих в связи с изменение климата, были сделаны выводы о целесообразности интенсивного внедрения новых технологий улавливания и хранения диоксида углерода (УХУ) в энергетику всех стран мира как основного инструмента противодействия уже происходящим процессам глобального изменения климата [3, 4]. Технологии УХУ сейчас уже разрабатываются и внедряются в исследовательских, пилотных и промышленных масштабах, а также определены перспективы их развития до 2050 года, когда использование технологий УХУ позволит вместо увеличения эмиссии СО2 к 2050 году на 130% по сравнению с уровнем 2005 года достигнуть уменьшения эмиссии СО2 до 50% [5-7]. Однако в Украине не проводится «секвестрация СО2, который выбрасывается в процессе сжигания углеродосодержащих видов топлива для целей долгосрочного хранения, например, в геологических формациях» [8, с. 90]. Принятая в 2006 году Энергетическая стратегия Украины до 2030 года [9] не планирует в ближайшее время исследовать, разрабатывать и внедрять технологии УХУ в энергетику Украины. Поэтому сейчас необходимо выполнить оценки возможных сценариев внедрения технологий УХУ в энергетическом секторе Украины и, прежде всего, на предприятиях восточных регионов, где сосредоточены основные энергетические и промышленные мощности Украины, которые выбрасывают значительные объемы парниковых газов, а также имеются

глубокие

геологические

формации,

долговременного хранения сверхкритического СО2. 66

очевидно

пригодные

для

целей

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Выполнение таких исследований, а также последующих технологических разработок с их внедрением на энергетических предприятиях, позволят Украине внести достойный вклад в решении проблем, вызванных глобальным изменением климата. ТЕНДЕНЦИИ ЭМИССИИ СО2. В начале 90-х годов Украина занимала второе место в Европе по объемам выбросов СО2, в 2009 – седьмое, а в 2011 году уже занимает шестую позицию (рис. 1) и имеет тенденцию постепенного увеличения этих объемов, в то время как большинство стран мира поставили перед собой цели по уменьшению выбросов СО2 в ближайшее десятилетие [10].

Рис. 1 Тренды объемов эмиссии СО2 в странах Европы за 1990-2011 гг. Основываясь на статистических данных Украины за 2010 год [11] можно отметить, что более 83% объемов эмиссии СО2 происходит от стационарных источников загрязнения (рис.2), когда не принимаются во внимание выбросы СО2 от частного жилого сектора, что отличается от статистических требований МГЭИК. Такое различие в требованиях к статистическим данным относительно выбросов СО2 из различных источников и различие в списках источников эмиссии СО2 уже привели к лишению Украины статуса соответствия требованиям Киотского протокола. В 2012 году был подготовлен новый вариант Национального кадастра антропогенных выбросов из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов в Украине за 1990-2010 гг. [8] с учетом требований МГЭИК и этот статус сейчас восстановлен. 3

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Рис. 2 Выбросы СО2 в атмосферу стационарными и мобильными источниками загрязнения по видам экономической деятельности в 2010 году в тыс. т по официальным статистическим данным [11] и по данным Национального кадастра антропогенных выбросов [8] При

этом

74%

выбросов

СО2

производят

предприятия

энергетического,

металлургического и химического секторов экономики. В дальнейших исследованиях как раз и будут учитываться такие предприятия. Категории источников эмиссии СО2, которые приняты в статистической отчетности Украины, существенно отличаются от категорий МГЭИК. Поэтому в Национальном кадастре антропогенных выбросов [8] представлены несколько другие данные, в частности: по категории 1.А.1.а – Производство электроэнергии и тепла: выбросы СО2 при сжигании всех видов топлива составляют 94404 тыс. т; а по категории 1.А.4.b – Частный жилой сектор: 40962 тыс. т; и по категории 1.А.2.a – Черная металлургия: 38378 тыс. т.; по остальным категориям – менее 10000 тыс. т. Чтобы в дальнейшем избежать этих разногласий в данных, необходимо ввести в статистические формы отчетности предприятий категории МГЭИК. Если рассмотреть распределение объемов эмиссии СО2 по регионам Украины [12] (рис. 3), то можно выделить пять областей Украины, в которых выбросы СО2 превышают 10 млн. т в год (выделены пунктиром на рис. 3). В этих областях (Донецкой, Днепропетровской, Запорожской, Луганской и Харьковской) как раз и сосредоточены крупнейшие тепловые электростанции (ТЭС), которые учитываются в Национальном кадастре антропогенных выбросов [8]: Запорожская, Змеевская, Зуевская, Криворожская, Кураховская, Луганская, Приднепровская, Славянская, Старобешевская и Углегорская. 68

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Рис. 3 Выбросы СО2 от стационарных источников загрязнения в регионах Украины в 2010 году в млн. т ПОТЕНЦИАЛ ИСТОЧНИКОВ ЭМИССИИ СО2 Используя информацию из 4-х открытых баз данных: МЭА [13], BELLONA [14], CARMA [15] и ДТЭК [16], - 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 (указанных ранее). Эта ГИС в тестовом режиме находится в свободном доступе на веб-сайте проекта LCOIR-UA [17] и предприятия могут ознакомиться с данными о своих выбросах CO2, которые приводятся в сетевых источниках, и откорректировать эти данные в соответствии с реальными объемами выбросов своего предприятия. 5

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Используя эту ГИС можно оценить количество выбросов CO2 от конкретного предприятия, а также получить данные о его географическом положении и другую полезную информацию о нем (5 вариантов величины значка предприятия соответствуют следующей градации предприятий по объемам выбросов CO2: 1 Мт/год и менее; 1-4 Мт/год; 4-7 Мт/год; 7-10 Мт/год; 10 Мт/год и более). ГИС дает возможность одновременно анализировать все предприятия указанных отраслей экономики Украины (рис. 4) или рассматривать только компании в избранной отрасли: - угольных электростанций (по состоянию на 2011 год [18] доля угля в топливе ТЭС составляет более чем 97,5% против 52,3% как показано в [15]) в настоящий момент представлено в ГИС 12; - газовых электростанций – 1; - металлургических заводов – 13; - коксохимических заводов – 14; - цементных заводов – 8; - различных химических заводов (в том числе нефтеперерабатывающих) – 3. Планируется дополнить эту базу данных информацией о выбросах CO2 от предприятий жилищно-коммунальных хозяйств городов, жилых домов частного сектора, а также от автомобильного транспорта.

Рис. 4 ГИС стационарных источников эмиссии СО2 в восточных областях Украины 70

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Так как эта ГИС основана на неофициальных источниках информации, то реальные значения объемов эмиссии СО2 конкретного предприятия могут существенно отличаться от значений представленных в ГИС. В таких случаях предприятие может обратиться к вебсайту проекта LCOIR-UA [17] с предложением обновить информацию об объемах эмиссии СО2, чтобы она находилась в соответствии с официальной статистической отчетностью предприятия. Такое регулярное обновление информации об объемах эмиссии СО2 будет свидетельствовать о стремлении предприятия к ответственному отношению к проблемам глобального изменения климата и об осознании роли своего «углеродного следа» в возникновении этих проблем. ПОТЕНЦИАЛ РЕЗЕРВУАРОВ ХРАНЕНИЯ СО2 Закачивание СО2 в геологические формации насчитывает более чем тридцатилетний опыт работ по повышению нефте- и газоотдачи пластов. Кроме этого, в последнее время в различных странах проводятся многочисленные исследования по геологическому хранению СО2. В качестве долгосрочных хранилищ СО2 рассматривают главным образом поровые или трещиноватые осадочные породы (коллекторы), ограниченные от окружающей горной среды и земной поверхности слабопроницаемыми или практически непроницаемыми породами (флюидоупорами или покрышками) [5]. Следует отметить, что 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. Среди других возможных вариантов геологических формаций также рассматриваются базальты и горючие сланцы, однако их потенциал еще пока недостаточно изучен. 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. [19-21]. Поиск и выбор геологических структур и горизонтов, способных служить долгосрочными хранилищами СО2 в нефтегазоносных бассейнах основывается, как правило, на результатах предыдущих поисковых и геологоразведочных работ, а определение перспективных участков хранения СО2 требует дополнительных исследований. 7

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 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 Днепровско-Донецкого бассейна тесно связана с терригенными осадочными породами среднего-верхнего карбона и нижней перми. Метановая газоносность Донбасса также связана с угленосной толщей карбона. Результаты предыдущих геологоразведочных работ показали, что в геологических условиях ДДВ и Донбасса одними из перспективных в отношении газоносности районами являются участки с сохраненными гидрохимическими отложениями нижнепермского возраста.

Важная

роль

гидрохимических

отложений

заключается

их

хороших

изоляционных свойствах (чередование непроницаемых для нефти и газа слоев каменной соли, плотных ангидритов и гипсов) [22]. Также важно расположение гидрохимических отложений в верхней части крупного седиментационного цикла, в литолого-фациальном составе которого преобладают породы, обладающие хорошими коллекторскими свойствами. Эти факторы в совокупности с большой мощностью газопроницаемых осадочных пород создали благоприятные условия для свободной миграции углеводородов и их концентрации под непроницаемым покровом гидрохимических отложений. В Донбассе нижнепермские гидрохимические образования развиты в его северо-западной части в границах Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловин (рис. 5). В структурном строении Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловин принимают участие три этажа: палеозойский, мезозойский и кайнозойский. Мезозойский и кайнозойский структурные этажи являются неперспективными в отношении геологического хранения СО2. Это обусловлено их небольшими мощностями (обычно не более 500 м) и залеганием в верхней части осадочного чехла без газонепроницаемой покрышки. Палеозойский структурный этаж, залегающий под покровом мезозойских и кайнозойских отложений, является перспективным в отношении изучения возможностей геологического хранения СО2. Это подтверждается его высокой потенциальной газоносностью, установленной в результате многочисленных исследований и разнонаправленных геологоразведочных работ. Так, например, анализ геологического строения и газоносности северного борта Бахмутской котловины, выполненный в УкрНИИгаз, показал, что из трех структурных этажей (палеозойского, мезозойского и кайнозойского) потенциально газоносным является палеозойский [23]. 72

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Рис. 5 Геологическая схема домезозойских отложений северо-западной части Донецкого бассейна (a) и геологический разрез к ней (b). Палеозойский этаж Донбасса состоит из отложений пермской, каменноугольной и девонской систем. Пермская система представлена нижним отделом в составе ассельского и сакмарского ярусов. Каменноугольная система представлена в полном объеме и 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. По литолого-фациальным особенностям в Донбассе выделяются региональные стратиграфические подразделения – свиты. Отдельные свиты нижнепермского возраста состоят преимущественно из гидрохимических газонепроницаемых пород. Свиты верхнего и среднего карбона (пенсильваний) состоят главным образом из осадочных терригенных угленосных отложений (песчаников, алевролитов, аргиллитов) с подчиненными пластами известняков и каменных углей. Свиты нижней перми, пенсильвания с терригенным составом структурно залегают ниже гидрохимических отложений. 9

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

В общем разрезе нижнепермских отложений Донбасса выделяются следующие свиты: картамышская (P1kr), никитовская (P1nk), славянская (P1sl) (ассельский ярус) и краматорская (P1km) (сакмарский ярус). Из них соленосными являются свиты P1sl и P1km, которые состоят преимущественно из осадочных гидрохимических пород – гипсов, ангидритов, каменной соли. Подчиненное значение имеют глинистые и карбонатные породы. В границах Бахмутской котловины соленосные отложения достигают максимальной мощности и отмечаются площадной выдержанностью практически на всей её территории за исключением поднятий, где соленосные отложения отсутствуют (рис. 5). В разрезах свиты P1sl гипс, ангидрит и каменная соль образуют многочисленные пласты, которые часто чередуются между собой, иногда достигая мощности нескольких десятков метров. Наиболее мощные пласты каменной соли достигают мощности до 40-50 м. Общая мощность славянской свиты в Бахмутской котловине достигает до 500 м. В отличие от Бахмутской, в Кальмиус-Торецкой котловине свита P1sl представлена в основном

песчано-глинистыми

отложениями,

что

снижает

ее

газоизоляционные

возможности. Свита P1km имеет ограниченное распространение в погруженных частях основных синклинальных структур северо-западной части Донбасса в пределах Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловин. В составе свиты P1km доминируют гидрохимические осадки, которые составляют 92% ее разреза, из них каменная соль составляет 80-85%. Максимальная мощность свиты наблюдается в Бахмутской котловине и составляет до 400-530 м. Суммарная мощность гидрохимических отложений в Бахмутской котловине достигает до 1000 м. Между свитой P1sl, в которой преобладают соленосные отложения и свитой P1kr, состоящей преимущественно из терригенных отложений, расположена толща со смешанным составом. Эта толща выделяется в отдельную свиту – P1nk. В составе свит верхнего и среднего карбона преобладают терригенные осадочные породы, большую долю которых составляют песчаники, алевролиты и аргиллиты. Эти породы характеризуются, как правило, хорошими коллекторскими свойствами, а некоторые горизонты обладают промышленной газоносностью. Лучшими фильтрационно-емкостными параметрами среди палеозойских пород Донбасса обладают песчаники. Некоторые свиты верхнего и среднего карбона содержат в своем составе мощные горизонты песчаников, составляющие значительную часть их общего объема. Такими свитами являются: C33, C32, C2-31 (гжельский и касимовский ярусы), C27, C26, C25 (московский ярус), С24 (башкирский ярус). Наибольшей долей песчаников в общем составе обладают свиты С24, С25, С26 и С32 (30-47% разреза), в других свитах среднего и верхнего карбона доля песчаников составляет 74

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012 20-30%. Для сравнения: в свитах С21 и С22 (башкирский ярус) песчаники составляют лишь 16-20%. Как правило, песчаники в разрезе представлены маломощными прослоями и пластами, мощность которых достигает до 35-60 м (редко – до 100 м). Практически на всей территории Донецкого бассейна повышенная газоносность отмечается в песчаниках нижней части свит С31 и С25 и верхней части свит С27 и С24, иногда С26 [24]. Полученные результаты анализа возможных участков геологического хранения СО2 были объединены в одну ГИС хранилищ СО2 (рис. 6), которая размещена на веб-сайте проекта и где показаны: Девонские соляные штоки; Пермские соленосные отложения; Каменноугольные угленосные отложения; Граница девонских соленых водоносных горизонтов; Южная граница распространения палеозойских осадочных отложений; Днепровско-Донецкий газо- и нефтеносный бассейн и Донецкий каменноугольный бассейн.

Рис. 6 ГИС возможных участков геологического хранения СО2 на востоке Украины. 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: 1.1. Коллекторские и газоемкостные параметры пород; 1.2. Проницаемость газоизоляционной покрышки; 1.3. Максимальная и минимальная глубина хранения СО2. 11

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Рассмотрим эти критерии более подробно.

1.1. Основными параметрами коллекторских и газоемкостных свойств песчаников являются: открытая пористость, степень заполнения пор газом, влажность, проницаемость. Открытая пористость характеризует емкость песчаника, доступную флюидам и не отражает характера флюида. Можно сказать, что открытую пористость в отдельности можно использовать лишь в теоретических идеальных случаях, когда поровое пространство породы не заполнено водой и газом. В реальности на коллекторские свойства песчаников влияют и другие многочисленные факторы. Так, например, метановая газоносность песчаников находится в сильной зависимости от их влажности (обводненности) [25]. Средние значения открытой пористости песчаников Донбасса в разных районах варьируются в пределах 2-10% и зависят от размеров породообразующих зерен, степени их окатаности, стадии катагенеза, степени уплотнения. Результаты исследований по некоторым шахтам Донбасса показывают, что степенью заполнения пор газом выше 50% (промышленная метановая газоносность) обладают песчаники с влажностью менее 2% и открытой пористостью в пределах 7-11% [25]. Открытая пористость песчаников верхнего карбона в бортовых частях Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловин составляет от 10-13% до 20-22% [24]. Необходимо отметить, что коллекторские свойства песчаников и других терригенных пород Донбасса в отношении углекислого газа пока остаются неизученными. Неизвестно, как будут зависеть СО2-емкостные свойства песчаников от вышеперечисленных параметров. Для оценки СО2-емкостных потенциалов песчаников Донбасса необходимо провести комплекс экспериментальных исследований. 1.2. 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. 1.3. 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, что сопоставимо с плотностью некоторых видов сырой нефти [5]. Это ограничение задает минимальную глубину залегания горизонтов коллекторов и совместно с другими критериями должно использоваться при определении перспективных участков для хранения СО2. Однако следует учитывать, что это значение было получено в бассейнах с иными горно-геологическими условиями, и в Донецком бассейне глубина с сопоставимыми термобарическими параметрами может быть другая. Максимальная глубина залегания коллектора определяется экономической рентабельностью и технологическими возможностями. 76

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012 ВАРИАНТЫ ПРОЦЕССОВ НАГНЕТАНИЯ И ХРАНЕНИЯ СО2 Среди возможных вариантов реализации процесса нагнетания и последующего хранения СО2 в Донбассе предлагаются: 2.1. Нагнетание СО2 в негазоносные горизонты, обладающие свойствами коллекторов. 2.2. Нагнетание СО2 в неразрабатываемые угольные пласты и вмещающие угленосные породы для повышенного извлечения угольного метана (ПИМ). 2.3. Нагнетание СО2 в отработанные нефтегазоносные коллекторы. Рассмотрим каждый из этих вариантов более подробно. 2.1. В

осадочной

толще

верхнего

палеозоя

Донбасса

известны

горизонты,

обладающие хорошими коллекторскими свойствами, но не обладающие газоносностью. Эти горизонты теоретически могут быть использованы в качестве коллекторов СО2. 2.2. На данный момент принимается, что промышленной газоносностью обладают породы, со степенью заполнения пор газом более 50%. Добывать газ из коллекторов с более низкими показателями газоносности экономически не выгодно, однако эта оценка может измениться в будущем при появлении новых технологий. Одной из таких технологий является повышение извлечения метана (ПИМ) путем его вытеснения из углей и вмещающих горных пород нагнетаемым через скважины сжатым CO2 [5]. При этом решаются две важные задачи: повышение дебита природного газа-метана и утилизация СО2. В случае экономической рентабельности процесса непромышленные газовые проявления (со степенью заполнения пор газом менее 50%) могут котироваться как месторождения. Нижний предел газоносности для таких месторождений будет определяться рентабельностью их разработки с применением ПИМ. В условиях Донбасса потенциальным регионом для изучения возможности ПИМ, являются Западный и Южный Донбасс, а также Красноармейский угленосный район в их границах, где отсутствуют горные выработки. При разработке газовых месторождений угольных бассейнов со временем также неизбежно их истощение и прекращение добычи. При этом доля газа, оставшегося в коллекторе может быть достаточно велика. Повышение дебита метана истощенных горизонтов с применением ПИМ может продлить срок их эксплуатации и повысить извлечение газа. 2.3. Полностью отработанные горизонты часто используются в качестве временных хранилищ природного газа. Такие хранилища могут использоваться для долговременного хранения СО2. Учитывая то, что разработка метана из угольных месторождений Донбасса находится на начальной стадии, реализация этого варианта возможна в будущем при высоком уровне развития метанодобывающей отрасли в регионе. 13

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Варианты 2.1 и 2.2 являются актуальным на данный момент, особенно учитывая то, что в Донбассе известны горизонты песчаников со значительными запасами газа, не являющимися промышленными, а также песчаников и алевролитов, не обладающих высокой метановой газоносностью. Согласно новейшим данным, общий газоносный потенциал только одной Бахмутской котловины может достигать до 200 млрд м3 природного газа [23], в связи с чем ПИМ является одним из самых перспективных направлений геологического хранения СО2 в окраинных частях Донбасса. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫДЕЛЕНИЮ УЧАСТКОВ ХРАНЕНИЯ СО2 Предлагается

последовательность

действий

при

выделении

перспективных участков размещения геологических участков долговременного хранения СО2 на территории востока Украины: 3.1. Выделение

площадей,

разрезе

которых

присутствуют

породы

–

коллекторы (песчаники и алевролиты), залегающие на глубинах 800 м и более, перекрытые изолирующей толщей пород. 3.2. Построение

литологических

колонок

выделением

перспективных

горизонтов – коллекторов. 3.3. Построение карт поверхности выделенных горизонтов. Оконтуривание площадей горизонтов, залегающих ниже глубины 800 м. 3.4. 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.). 3.5. Анализ полученных данных, оконтуривание перспективных участков. Далее следует этап, включающий аналитические исследования коллекторских свойств каждого горизонта на разных глубинах, минералого-петрографические анализы пород, слагающих горизонт, изучение гидродинамических, гидрогеологических и структурнотеконических особенностей всей толщи до глубины предполагаемого хранения. На основании этих данных можно проводить подсчет емкости коллекторов. Только после того, как будет выполнен полный комплекс исследований, сделаны выводы о пригодности выделенных горизонтов для долговременного хранения СО2, а главное – заключения экологических служб о безопасности процесса закачивания и хранения СО2 для окружающей среды и людей, можно будет переходить к этапу подготовки экспериментальных исследований. 78

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012 Исходя из результатов зарубежных работ по геологическому хранению СО2 и особенностей

геологического

строения

Донецкого

бассейна,

предлагаются

районы

(Новомосковский, Петриковский, Лозовской, Старобельский и Северо-западные окраины Донбасса ) для дальнейшего изучения их потенциала в отношении геологического хранения СО2 (рис. 7).

Рис. 7 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 – Северо-западные окраины Донбасса. С позиции геолого-промышленного районирования Донбасса их можно разбить на две большие группы: 1. Северо-западные окраины Донбасса (Бахмутская и Кальмиус-Торецкая котловины и прилегающие к ним участки). 2. Угленосные районы без промышленного освоения (Старобельский, Лозовской, Петриковский, Новомосковский). На территориях этих районов развиты свиты среднего-верхнего карбона, содержащие в своем составе мощные горизонты песчаников и алевролитов. В пределах Северо-западных окраин Донбасса в границах Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловин находится мощная изолирующая покрышка соленосных отложений нижней перми (рис. 7). 15

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Согласно данным бурения и геофизических исследований, непосредственно под газонепроницаемыми породами залегает мощная терригенная угленосная толща верхнего среднего карбона, которая содержит пласты пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами, в ряде случаев – метановой газоносностью, а также пласты каменного угля. Важным моментом также является то, что из-за большой мощности покрывающих пермских и мезо-кайнозойских отложений на территориях Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловин, угольные пласты там не разрабатываются. В юго-восточной части Бахмутской котловины каменную соль славянской свиты разрабатывают подземным способом. В Донецком бассейне, в том числе в Бахмутской и Кальмиус-Торецкой котловинах есть участки, осложненные многочисленными тектоническими нарушениями, которые нарушают целостность горного массива и газонепроницаемой покрышки, создают возможность миграции жидких и газообразных веществ к поверхности земли. Кроме тектонических нарушений в северо-западной части Бахмутской котловины развиты

соляно-купольные

структуры

девонского

возраста,

которые

прорывают

вышележащие отложения палеозоя и мезозоя и в комплексе с тектоническими нарушениями также служат зонами миграции жидких и газообразных веществ к поверхности земли. В связи с этим дальнейшие количественные оценки возможностей геологического хранения СО2 в Донбассе следует проводить с учетом тщательного анализа их структурнотектонического строения. Суммируя результаты всех этих предварительных исследований [26-36], которые основаны на информации из открытых источников, была построена географическая схема расположения кластеров источников эмиссии СО2, участков возможного геологического хранения сверхкритического СО2 и ориентировочные направления транспортировки СО2 от источников эмиссии к резервуарам хранения (рис. 8), где желтыми штрихованными овалами отмечены условные кластеры источников СО2, от которых синими стрелками указаны ориентировочные направления транспортировки СО2 к предполагаемым участкам хранения – коричневым штрихпунктирным овалам. Также черными квадратами показаны места расположения действующих угольных шахт [16], вблизи которых принципиально нельзя размещать резервуары хранения СО2. В связи с этим необходимо также провести прогноз всех возможностей миграции СО2 и предотвращения его проникания в горные выработки. Первичным методов мониторинга утечек СО2 обычно выбирается реакция растений на повышение концентрации СО2 в почве и приземном слое атмосфере [33]. Более конкретные границы участков хранения и пути транспортировки СО2 определятся после тщательных геологических, экологических и социальных условий Донбасса. 80

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012

Рис. 8 Географическая схема расположения кластеров источников эмиссии СО2, участков возможного геологического хранения сверхкритического СО2 и ориентировочные направления транспортировки СО2 от источников эмиссии к резервуарам геологического хранения. ВЫВОДЫ На основании вышеизложенного материала был составлен следующий перечень первостепенных

задач,

которые

необходимо

решить

для

количественной

оценки

возможностей геологического хранения СО2 в Донбассе: 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. 17

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 4. Анализ

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. ЛИТЕРАТУРА 1.

Climate Change: The IPCC Response Strategies. – World Meteorological

Organization / United Nations Environment Program: Intergovernmental Panel on Climate Change, 1990. – 332 p. 2.

Доклад о мировом развитии – 2010: Развитие и изменение климата. –

Международный банк реконструкции и развития / Всемирный банк, 2010. – 40 с. 3.

Stern N. The Economics of Climate Change: The Stern Review. – Cambridge, UK:

Cambridge University Press, 2007. – 662 p. 4.

Impact of the financial crisis on carbon economics: Version 2.1 of the Global

Greenhouse Gas Abatement Cost Curve. – McKinsey & Company, 2010. – 14 p. 5.

Специальный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению

климата – Улавливание и хранение двуокиси углерода / Резюме для лиц, определяющих политику и Техническое резюме. – МГЭИК, 2005. – 58 с. 6.

Обзор

технологий

улавливания

хранения

углерода:

возможности,

препятствия, экономические аспекты и роль, рекомендуемая для ЕЭК ООН. – Организация объединенных наций / Европейская экономическая комиссия / Комитет по устойчивой энергетике (ECE/ENERGY/2006/5), 2006. – 27 с. 7.

Technology Roadmap – Carbon capture and storage. – International Energy Agency,

2010. – 52 p. 8.

Национальный кадастр антропогенных выбросов из источников и абсорбции

поглотителями парниковых газов в Украине за 1990-2010 гг. – Киев: Государственное агенство экологических инвестиций Украины, 2012. – 729 с. 9.

Енергетична стратегія України на період до 2030 року / Схвалена

розпорядженням Кабінету Міністрів України від 15 березня 2006 р. № 145-р. – 129 с. 10.

Trends in global CO2 emission: 2012 Report. – Netherlands Environmental

Assessment Agency, 2012. – 40 p. 11.

Статистичний щорічник України за 2010 рік / За редакцією О.Г. Осауленка. –

Київ: Державна служба статистики України, 2011. – 560 с. 82

Проект LCOI-Reviews, No. 10, 2012 12.

Довкілля України: Статистичний збірник - 2010 / За редакцією Н.С. Власенко.

– Київ: Державна служба статистики України, 2011. – 205 с. 13.

IEA – International Energy Agency. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.iea.org. 14.

BELLONA – The Bellona Foundation. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://bellona.org. 15.

CARMA – Carbon Monitoring for Action. – [Электронный ресурс]. – Режим

доступа: http://carma.org. 16.

DTEK Holdings B.V. (ООО «ДТЭК»). – [Электронный ресурс]. – Режим

доступа: http://www.dtek.com. 17.

Project “Low-Carbon Opportunities for Industrial Regions of Ukraine (LCOIR-

UA)”. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.lcoir-ua.eu. 18.

National Joint Stock Company “Energy Company of Ukraine” (НАК «Енергетична

компанія України»). – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: – http://www.ecu.gov.ua. 19.

Gunter W.D., Mavor M.J., Robinson J.R. CO2 Storage and enhanced methane

production: field testing at Fenn-Big Valley, Alberta, Canada. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://uregina.ca. 20.

The Sleipner Project and Monitoring Experiences. – [Электронный ресурс]. –

Режим доступа: http://ns.energyresearch.ca. 21.

EA Weyburn CO2 Monitoring and Storage Project Weyburn, Saskatchewan, Canada.

– [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.netl.doe.gov. 22.

Горяйов С., Лакоба М., Павлов С. Оценка перспектив газоносности новых

литологических ловушек на северном борту Бахмутской котловины // Геолог Украины, 2011, №2 (34). - С. 99-102. 23.

Жикаляк М. Неосвоенные газовые ресурсы песчаников Донбасса с низкой

проницаемостью // Геолог Украины, 2011, №2 (34). - С. 103-107. 24.

Шкуро Л.Л., Горбачева Г.Н. Оценка газоносности песчаников в горных

выработках, с учетом показателей пористости и влажности // Геотехническая механика, 2010, № 88. - С. 118-123. 25.

Баранов В.А. Влияние структуры на пористость песчаников Донбасса //

Геотехническая механика, 2010, № 88. - С. 70-76. 26.

Shestavin M.S.,

Leynet A.P.

New

Ukraine-French

Project

“Low-Carbon

Opportunities for Industrial Regions of Ukraine” (LCOIR-UA) // The Proceedings of the International Conference on Carbon Reduction Technologies, Polish Jurassic Highland, Poland, September 19-22, 2011. – Gliwice, 2011. – P. 167-168. 19

Проект

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 27.

Shestavin M. Capabilities Sequestration Anthropogenic Emissions from Low

Fugitive Sources // International Scientific Analytical Project. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://gisap.eu/node/13982/ 28.

Беспалова С.В., Шеставін М.С. Проект „Низько-вуглецеві можливості для

індустріальних регіонів України” // Центр „Харківські технології”. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.7fp.kt.kharkov.ua/download/Project_LCOIR.pdf 29.

Беспалова С.В., Шеставин М.С. Низько-вуглецеві можливості для індуст-

ріальних регіонів України: адаптація європейського досвіду // Збірка статей учасників VII Всеукраїнської науково-практичної конференції «Охорона навколишнього середовища промислових регіонів як умова сталого розвитку України», Запорізька державна інженерна академія, 15 грудня 2011 р. – Запоріжжя: Видавництво ЗДІА, 2011. – С. 28-32. 30.

Шеставин М. Україна та ЄС шукають можливості зменшення викидів

парникових газів // ЄВРОБЮЛЕТЕНЬ, 2011, № 11. – С. 12-13. 31.

Жикаляк Н.В., Осетров В.В. Геологические перспективы хранения СО2 в

палеозойских осадочных отложениях Донбасса // Збірка доповідей національного екологічного форуму „Екологія промислового регіону”, том 1. – Донецьк: Державне підприємство „Донецький екологічний інститут”, 2012. – С. 50 – 53. 32.

Бескровная М.В., Осетров В.В., Шеставин Н.С. Перспективы улавливания и

геологического хранения СО2 в Донбассе // Там же, том 1. – С. 105 – 106. 33.

Сафонов А.И. Использование растительных организмов для диагностики

концентрации углекислого газа в природных средах // Там же, том 2. – С. 173 – 174. 34.

Бескровная М.В., Осетров В.В., Шеставин Н.С. Применение геоинформа-

ционных систем для инвентаризации источников загрязнения и участков хранения диоксида углерода // Вісник Запорізького національного університету: Збірка наукових праць. Біологічні науки. – Запоріжжя: Видавництво ЗНУ, 2012, № 2. – С. 104-108. 35.

Беспалова С.В., Жикаляк Н.В., Осетров В.В., Шеставин Н.С. Улавливание и

геологическое хранение диоксида углерода как перспектива для энергетики Украины // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. Сборник научных статей. – Киев: «НПВК Триакон», 2012, Выпуск 3(11). – С. 107-113. 36.

Беспалова С.В., Жикаляк Н.В., Осетров В.В., Шеставин Н.С. Оценка возмож-

ностей улавливания и хранения СО2 в палеозойских осадочных отложениях Донбасса // Современные проблемы литологии осадочных бассейнов Украины и сопредельных территорий. Сборник материалов международной научной конференции. 8-13 октября 2012, Кие, Украина. – Киев: Институт геологических наук НАН Украины. – 2012. – С. 18.

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

ПРИЛОЖЕНИЕ Б: «ЩО НАСПРАВДІ ОЗНАЧАЄ ГЕОЛОГІЧНЕ ЗБЕРІГАННЯ CO2?»

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

100

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

101

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

102

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

103

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

104

LCOI-Reviews, No. 10, 2012

105

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 ПРИЛОЖЕНИЕ В: 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 сьомою 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. 106

LCOI-Reviews, No. 10, 2012 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) 305 1651 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 107