Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV, № 1-2, 2024

Environmental Monitoring and Ecosystem Modelling, vol. XXXV, no. 1-2, 2024

DOI:10.21513/0207-2564-2024-1-2-73-88 УДК 504.3.054/504.38

Разработка национальных коэффициентов выбросов СО2

от производства на предприятиях Российской Федерации

Б.М. Аникушин1,2), Э.Ю. Бакурова1), С.В. Валов1,2), А.Р. Давлетшина1,2),

К.А. Заволокин1,2), Е.В. Имшенник 1)*, М.Х. Сосна1,2)

1)Институт глобального климата и экологии имени академика Ю.А. Израэля,

Россия, 107258, Москва, ул. Глебовская, д. 20Б

2)Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский

университет) имени И.М. Губкина,

Россия, 119991, Москва, Ленинский проспект, д. 65, к. 1

*Адрес для переписки: ekimsh@rambler.ru

Реферат. Предприятия нефтехимической промышленности являются

существенным источником выбросов парниковых газов в Российской Федера-

ции. Основной вклад в выбросы вносят предприятия-производители этилена,

метанола и технического углерода. Уточнение оценки выбросов парниковых

газов от этих источников имеет большое значение для правильной оценки

выбросов парниковых газов в российском национальном кадастре выбросов и

абсорбции парниковых газов. В статье на основе данных предприятий-произ-

водителей представлены результаты расчетов коэффициентов выбросов диок-

сида углерода от производства метанола. Коэффициенты выбросов СО2

оцениваются по методике МГЭИК, основанной на массовом балансе угле-

рода, введенного в производственный процесс с сырьевыми материалами и

выходящего из процесса в составе нефтехимических продуктов. Полученные

в результате расчета коэффициенты выбросов для отдельных предприятий

зависят от используемой на предприятии технологии производства метанола

и могут изменяться в широких пределах: от 0.36 т СО2/т метанола до 1.24

т СО2/т метанола. Для предприятий, использующих сходные технологии,

полученные в ходе работы, коэффициенты выбросов имеют близкие значения.

Среднеквадратичное отклонение от средних значений коэффициентов выбро-

сов для таких предприятий не превышают 10%. Национальные коэффици-

енты выбросов рассчитывались для 1995, 2000, 2005, 2010, 2015-2022 гг. как

средневзвешенное по производству метанола значение коэффициентов

выбросов отдельных предприятий. За период с 1995 г. по 2020 г. националь-

ный коэффициент выбросов СО2 от производства метанола существенно (на

25-27%) снизился с 0.801 т СО2/т метанола до 0.585-0.598 т СО2/т метанола.

Снижение выбросов СО2 от производства метанола связано с модернизацией

существующих предприятий и строительством новых производств, использу-

ющих современные технологии. При отсутствии существенных изменений в

отрасли, связанных с вводом новых мощностей по производству метанола,

модернизацией и закрытием старых, средний коэффициент выбросов СО2 за

Аникушин Б.М., Бакурва Е.Ю., Валов С.В. и др.

Anikushin B.M., Bakurova E.Yu., Valov S.V et al.

2020-2022 гг., равный 0.59 т СО2/т метанола, может быть использован для

оценки выбросов от производства метанола в стране в ближайшие годы.

Ключевые слова. Нефтехимическая промышленность, производство

метанола, выбросы парниковых газов, диоксид углерода.

Developing of national CO2 emission factors from methanol

production at the enterprises of the Russian Federation

B.M. Anikushin1,2), E.Yu. Bakurova 1), S.V. Valov1,2), A.R. Davletshina1,2),

K.A. Zavolokin 1,2), E.V. Imshennik 1)*, M.H. Sosna1,2)

1)Yu. A. Israel Institute of Global Climate and Ecology,

20B, Glebovskaya str., Moscow, 107258, Russian Federation

2)Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University),

65, Leninsky prospect, Moscow, 119991, Russian Federation

*Correspondence address: ekimsh@rambler.ru

Abstract. Petrochemical industry is a significant source of greenhouse gas

emissions in the Russian Federation. The main contribution to emissions comes

from ethylene, methanol and carbon black production enterprises. Improvement of

greenhouse gas emissions estimation from these sources is very important for the

correct assessment of greenhouse gas emissions in the Russian national greenhouse

gas inventory. In the article carbon dioxide emission factors from methanol

production in the Russian Federation are developed. Developed emission factors

are based on the data provided by the methanol producers. CO2 emission factors

are estimated using the IPCC carbon mass balance methodology, which calculates

emission as difference between carbon input into the production process with

feedstock and carbon leaving the process as part of petrochemical products. The

calculated emission factors for individual enterprises depend on the methanol

production technology used at the enterprises and can vary widely: from 0.36 t

CO2/t methanol to 1.24 t CO2/t methanol. Enterprises using similar technologies

are characterized by similar values of emission factors. The standard deviation

from the average emission factor value for such enterprises does not exceed 10%.

National emission factors were calculated for 1995, 2000, 2005, 2010, 2015-2022

as a methanol production-weighted average of individual plant emission factors.

Over the period from 1995 to 2020, the national CO2 emission factor from

methanol industry decreased significantly (by 25-27%) from 0.801 t CO2/t of

methanol to 0.585-0.598 t CO2/t of methanol. The reduction in CO2 emissions from

methanol production occurred as a result of the modernization of existing

enterprises and the construction of new production facilities using modern

technologies. In the absence of significant changes in the industry, such as

introduction of new methanol production facilities, modernization and closure of

Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV, № 1-2, 2024

Environmental Monitoring and Ecosystem Modelling, vol. XXXV, no. 1-2, 2024

methanol can be used to estimate CO2 emissions from methanol production in the

country during next several years.

Keywords. Petrochemical industry, methanol production, greenhouse gas

emissions, carbon dioxide.

Введение

В соответствии с руководством МГЭИК (IPCC, 2006) в нефтехимиче-

ской промышленности оцениваются выбросы СО2 и СН4 от следующих

источников: производство этилена, производство метанола, производство

окиси этилена, производство винилхлорида, производство акрилонитрила и

производство технического углерода или сажи. Оценка выбросов СО2 в рос-

сийском Национальном кадастре выбросов парниковых газов (НДК, 2023)

выполнялась по методике первого уровня МГЭИК в связи с отсутствием

необходимых для более точных оценок технологических данных. В РФ в

2021 г. доля выбросов парниковых газов (ПГ) от нефтехимической промыш-

ленности в совокупном выбросе ПГ без учета сектора «Землепользования,

изменения землепользования и лесного хозяйства» составила 0.81%. В струк-

туре выбросов от нефтехимической промышленности основным ПГ является

СО2. Его доля в выбросах в 2021 г. составила 96.4%. Выбросы СО2 от нефте-

химической промышленности являются ключевой категорией в российском

Национальном кадастре выбросов парниковых газов. В связи с этим оценка

выбросов СО2 от основных источников выбросов в нефтехимической про-

мышленности в Национальном кадастре должна быть выполнена по методике

второго уровня МГЭИК, которая учитывает технологические особенности

производства нефтехимических продуктов в России. Основными источни-

ками выбросов СО2 в нефтехимии являются производство этилена, производ-

ство метанола и производство технического углерода. Выбросы от этих

источников в сумме составляют около 95% выбросов СО2 от нефтехимиче-

ской промышленности. На рис. 1 представлена структура выбросов СО2 от

нефтехимических производств в 2021 г. по данным российского Националь-

ного кадастра выбросов парниковых газов (НДК, 2023).Самым значительным

источником выбросов является производство этилена, выбросы СО2 от кото-

рого составляют 59.6% выбросов от нефтехимической промышленности.

Выбросы СО2 от производства метанола и от производства технического

углерода также являются значительными и составляют соответственно 18.0%

и 17.0% выбросов от нефтехимической промышленности. Значительность

выбросов предполагает использование более точных методов оценки выбро-

сов, учитывающих особенности этих производств в стране.

Настоящая работа посвящена разработке национальных коэффициентов

выбросов СО2 от производства метанола на основе данных, полученных от

предприятий-производителей. Исследование выполнено в рамках проекта

«Российская система климатического мониторинга» (ВИП-ГЗ) в 2023 г. и

имеет целью совершенствование оценок выбросов диоксида углерода от

Аникушин Б.М., Бакурва Е.Ю., Валов С.В. и др.

Anikushin B.M., Bakurova E.Yu., Valov S.V et al.

нефтехимической промышленности в национальном кадастре выбросов пар-

никовых газов России.

Рисунок 1. Структура выбросов СО2 в нефтехимической промышленности в 2021 г.

(по данным НДК, 2023)

Figure 1. Structure CO2 emissions in the petrochemical industry in 2021

(according to the NDK, 2023)

Анализ текущего состояния производства метанола.

Обзор предприятий-производителей метанола

Мировая метанольная отрасль является одной из наиболее динамично

развивающихся – ее рост за последние 15 лет вдвое превысил динамику миро-

вого ВВП (более 6.5% ежегодно) (VYGON consulting, 2019). Ключевым игро-

ком на рынке метанола является Китай, который является крупнейшим

производителем и потребителем (более половины мирового потребления)

метанола. Ежегодный прирост потребления метанола в Китае составляет в

настоящее время 16%. Собственного производства не хватает, поэтому Китай

является крупнейшим импортером этого продукта, на него приходится более

трети мирового импорта. Основными производителями метанола, кроме

Китая, являются США (8% мирового производства), страны Ближнего Вос-

тока (Иран, Саудовская Аравия, Оман и Катар) – 14% мирового производства.

Исторически США были чистым импортером метанола, но к 2020 г. они

стали его нетто-экспортером благодаря вводу в эксплуатацию новых произ-

водственных мощностей. Страны Ближнего Востока являются крупнейшими

экспортерами метанола в мире. Внутреннее потребление метанола не превы-

шает 20-25% от производства.

Россия является одним из крупнейших производителей метанола в мире.

Суммарные производственные мощности составляют более 5.6 млн т/год.

Объем производства метанола существенно выше уровня внутреннего

спроса. 60% производимого метанола используется на внутреннем рынке,

40% – экспортируется (VYGON consulting, 2019).

Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV, № 1-2, 2024

Environmental Monitoring and Ecosystem Modelling, vol. XXXV, no. 1-2, 2024

В Российской Федерации девять крупных производителей метанола

(Сосна и др., 2018). Четыре производителя обеспечивают более 80% выпуска

метанола. Это АО «Метафракс Кемикалс» (г. Губаха, Пермский край), АО

«Щекиноазот» (р/п Первомайский, Тульская область), ООО «Газпром мета-

нол» (г. Томск) и ООО «Томет» (с. Зеленовка, Самарская область). Помимо

указанных производств действуют также: АО «Ангарская нефтехимическая

компания» (г. Ангарск, Иркутская область), АО «Аммоний» (г. Менделеевск,

Татарстан), ПАО «Акрон» (г. Великий Новгород), АО «НАК «Азот» (г. Ново-

московск, Тульская область) и АО «Невинномысский Азот» (г. Невинно-

мысск, Ставропольский край).

Кроме того, существуют малотоннажные производства метанола ПАО

«НОВАТЭК», которые в рамках настоящей работы не рассматриваются, так

как их суммарные мощности оцениваются в 50 тыс. т/год, что составляет

менее 1% от суммарного производства метанола в России. Производимый

ПАО «НОВАТЭК» метанол в полном объёме используется в газотранспорт-

ной системе компании как ингибитор гидратообразования.

Основные российские предприятия-производители метанола, их произ-

водственная мощность, технологии и сырье, которые используются для полу-

чения метанола, представлены в табл. 1.

Таблица 1. Предприятия-производители метанола в Российской Федерации

Table 1. Methanol producers in the Russian Federation

№Название

предприятия

Производ-

ственная

мощность,

тыс. т/год

Исходное

сырье для

производства

метанола

Технология получения

синтез газа Лицензиар

1АО «Щеки-

ноазот»1 400 Природный

газ

паровая конверсия метана

с предварительным рифор-

мингом (установка М-

500); совместное произ-

водство аммиака и мета-

нола, паровая и паровоз-

душная конверсия с пред-

варительным риформин-

гом (установка МиА),

паровая и парокислород-

ная конверсия метана с

предварительным рифор-

мингом (установка М-450)

Haldor

Topsoe,

Дания

АО

«Метафракс

Кемикалс»

1 230 Природный

газ

паровая конверсия метана

и парциальное окисление

природного газа кислоро-

дом

Johnson

Matthey

(ICI),

Велико-

британия

Аникушин Б.М., Бакурва Е.Ю., Валов С.В. и др.

Anikushin B.M., Bakurova E.Yu., Valov S.V et al.

Продолжение таблицы 1

В России было заявлено к реализации большое количество метанольных

проектов. Ожидалось, что к 2030 году в России будет реализовано шесть

крупных проектов по производству метанола: АО «НЗМУ» (Приморский

край, 1.8 млн т/год к 2025 г.), ГК «ЕСН» (Амурская область, 2.2 млн т/год к

2028 г.), «АЕОН» (Волгоградская область, 1.5 млн т/год к 2025 г.), два проекта

на Балтике по 1.8 млн т/год каждый к 2027 г., «Аммоний-2» (Татарстан, 500

тыс. т/год к 2028 г.). Их совокупная мощность, таким образом, составила бы

9.6 млн т/год.

№Название

предприятия

Производ-

ственная

мощность,

тыс. т/год

Исходное

сырье для

производства

метанола

Технология получения

синтез газа Лицензиар

3ООО

«Томет»1 000 Природный

газ

пароуглекислотная кон-

версия метана

METHAN

CASALE

S.A.,

Швейца-

рия

ООО

«Газпром

метанол»

840 Природный

газ

паровая конверсия при-

родного газа

Johnson

Matthey

(ICI),

Велико-

британия

5АО «НАК

«Азот»300 Природный

газ

паровая конверсия при-

родного газа

ГНИИ

“Химтех-

нология”

(г. Северо-

донецк)

6АО

«Аммоний»233.8 Природный

газ

совместное производство

аммиака и метанола паро-

вая конверсия метана и

вторичный риформинг

(паровоздушная конвер-

сия)

Haldor

Topsoe,

Дания

АО «Невин-

номысский

Азот»

130

Синтез-газ от

производства

ацетилена

производство синтез- газа

отсутствует

ГосНИИ-

Метанол-

проект г.

Северодо-

нецк

8ПАО

«Акрон»110 Природный

газ нет данных нет дан-

ных

9АО «АНХК»70

Продувоч-

ные и танко-

вые газы

других произ-

водств

паровая конверсия углево-

дородных газов

АО

«Ангарск

нефтехим-

проект»

Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV, № 1-2, 2024

Environmental Monitoring and Ecosystem Modelling, vol. XXXV, no. 1-2, 2024

В настоящее время из-за внешнеполитической обстановки и санкцион-

ных ограничений заморожены все известные проекты по строительству

новых производств метанола.

Разработка коэффициентов выбросов СО2 на основе данных

предприятий, анализ полученных результатов с учетом

технологий производства

Коэффициенты выбросов диоксида углерода рассчитывались по мето-

дике МГЭИК, основанной на массовом балансе углерода, введенного в произ-

водственный процесс с сырьевыми материалами и выходящего из процесса в

составе нефтехимических продуктов (IPCC, 2006). Методика, основанная на

балансе углерода, включает допущение о том, что весь углерод, введенный в

процесс, либо вошел в состав первичных или вторичных продуктов производ-

ства, либо превратился в диоксид углерода. В случае производства метанола

уравнение (1) используется для расчета выбросов СО2.

где – выбросы СО2 от производства метанола, тонны;

NG – годовое потребление природного газа или другого углеродсодержа-

щего сырья, тонны;

MT – годовое производство метанола, тонны;

CNG, CMT – содержание углерода в сырье и метаноле, т С/т сырья или

метанола.

Вторичных продуктов при производстве метанола не образуется. Коэф-

фициент выбросов СО2 рассчитывался по формуле (2):

где – коэффициент выбросов СО2 от производства метанола, т

СО2/т метанола;

–выбросы СО2 от производства метанола за год, тонны;

MT – годовое производство метанола, тонны.

Расчеты коэффициентов выбросов проводились для 1995, 2000, 2005,

2010 и 2015-2022 гг.

Необходимые для расчетов данные были получены благодаря сотрудни-

честву предприятий-производителей, которые передали авторам следующую

информацию о работе предприятий за эти годы:

ECO2NG CNG MT CMT

–

------,=(1)

ECO2

EFCO2

ECO2

------------ ,= (2)

EFCO2

ECO2

Аникушин Б.М., Бакурва Е.Ю., Валов С.В. и др.

Anikushin B.M., Bakurova E.Yu., Valov S.V et al.

1.Технологический регламент производства метанола.

2. Принципиальная технологическая схема производства метанола.

3. Установленная мощность производства.

4. Полный расход природного газа на производство метанола за год.

5. Годовой выпуск метанола-ректификата.

6. Паспорта качества природного газа или другого углеводородного

сырья.

7. Расходные коэффициенты по природному газу среднегодовые.

Данные от ПАО «Акрон» (доля в производстве метанола в стране 2.0%)

не получены. Кроме того, не удалось использовать в расчетах данные, полу-

ченные от АО «Ангарская нефтехимическая компания», доля которой в про-

изводстве метанола в стране 1.25%. Отсутствие этих данных не окажет

существенного влияния на качество расчета национального коэффициента

выбросов, так как доля этих предприятий в производстве метанола в стране

незначительная.

ООО «Газпром метанол» передал только технологический регламент

производства с указанием максимального удельного расхода природного газа

на производство метанола в 2017-2022 гг. Отсутствие данных по ежегодному

производству метанола и расходу природного газа на его производство приво-

дит к тому, что оценка выбросов СО2 от производства метанола на этом пред-

приятии является не точной.

Данные, полученные от остальных предприятий, были использованы в

расчетах коэффициентов выбросов. Предприятия не всегда имели возмож-

ность передать данные за весь период исследования. Доля предприятий в про-

изводстве метанола в стране, данные которых были учтены при расчете

национального коэффициента выбросов за 1995 г., составляла 51%. В после-

дующие годы она постепенно повышалась и в 2017-2022 гг. составила 88-

93%.

Все предприятия, за исключением АО «Невинномысский Азот» и АО

«Ангарская нефтехимическая компания», в качестве сырья и топлива для про-

изводства метанола используют природный газ. АО «Невинномысский Азот»

в качестве сырья использует синтез-газ, отходящий от производства ацети-

лена, а АО «Ангарская нефтехимическая компания» использует продувочные

и танковые газы от других производств предприятия.

Данные, переданные предприятиями, не могут быть приведены в данной

статье по причине их конфиденциальности. Рассчитанные с использованием

этих данных значения среднего удельного расхода природного газа на произ-

водство тонны метанола для всей отрасли учитывают, в том числе, расход

природного газа при технологических простоях (см. далее табл. 4).

Для всех предприятий содержание углерода в природном газе, использо-

ванном для производства метанола, рассчитывалось на основании данных о

среднем за год компонентном (молярном) составе природного газа, представ-

ленном в паспортах качества природного газа или синтез-газа, переданных

предприятиями. В обобщенном виде эти данные представлены в табл. 2

Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV, № 1-2, 2024

Environmental Monitoring and Ecosystem Modelling, vol. XXXV, no. 1-2, 2024

Таблица 2. Молярный состав природного газа, используемого в качестве сырья

на предприятиях-производителях метанола, по данным паспортов качества природного газа

Table 2. Molar composition of natural gas used as a raw material at methanol producing enterprises,

according to natural gas quality certificates

По данным, переданным предприятиями, по методике баланса углерода

были рассчитаны коэффициенты выбросов для каждого предприятия и для

каждого года, для которого данные были представлены предприятиями. В

результате расчетов получены 68 значений коэффициентов выбросов СО2 от

предприятий. Полученные значения характеризуются широким диапазоном:

от 0.36 до 1.24 т СО2/т произведенного метанола. При этом значения коэффи-

циентов выбросов для каждого предприятия при условии отсутствия модер-

низации или ввода новых мощностей производства остаются стабильными

для всего периода времени. Таким образом, значения коэффициентов выбро-

сов определяются технологиями производства метанола, применяемыми на

предприятиях.

На рис. 2 представлена гистограмма распределения полученных расчет-

ных значений коэффициентов выбросов СО2 для всех входящих в исследова-

ние предприятий для всего периода времени (1995-2022 гг.).

Минимальные значения коэффициентов выбросов (0.36-0.39 т СО2/т

метанола) характерны для новых предприятий (год запуска производства

2011-2016 гг.), использующих технологии паровой, паровой и паровоздуш-

ной, паровой и парокислородной конверсии метана с установками адиабати-

ческого предриформинга.

Несколько более высокими (0.45-0.61 т СО2/т метанола) коэффициен-

тами выбросов характеризуются производства, использующие следующие

технологии:

Год

Молярные доли компонентов природного газа, %

СН4С2Н6С3Н8С4Н10 СО2

1995 97.5 – 98.7 0.4 – 1.1 0.15 – 0.33 0.05 – 0.12 0.078

2000 97.5 – 98.6 0.5 – 1.1 0.11 – 0.33 0.03 – 0.12 0.078

2005 97.5 – 98.5 0.5 – 1.1 0.15 – 0.33 0.09 – 0.12 0.078

2010 97.1 – 97.7 1.0 – 1.5 0.30 – 0.43 0.09 – 0.14 0.07 – 1.0

2015 95.5 – 96.8 1.7 – 2.5 0.53 – 0.88 0.18 – 0.25 0.16 – 0.17

2016 95.4 – 96.7 1.7 – 2.5 0.55 – 0.82 0.17 – 0.26 0.12 – 0.18

2017 95.8 – 96.6 1.6 – 2.3 0.51 – 0.79 0.16 – 0.19 0.12 – 0.16

2018 96.2 – 96.8 1.6 – 2.1 0.52 – 0.66 0.16 – 0.20 0.14 – 0.16

2019 96.3 – 96.8 1.6 – 2.0 0.51 – 0.62 0.15 – 0.20 0.13 – 0.16

2020 95.8 – 96.3 2.0 – 2.3 0.63 – 0.75 0.18 – 0.27 0.15 – 0.18

2021 95.7 – 96.3 2.0 – 2.4 0.57 – 0.76 0.17 – 0.22 0.16 – 0.20

2022 94.0 – 95.5 2.6 – 3.5 0.78 – 1.11 0.23 – 0.37 0.21 – 0.30

Аникушин Б.М., Бакурва Е.Ю., Валов С.В. и др.

Anikushin B.M., Bakurova E.Yu., Valov S.V et al.

–паровая конверсия метана и парциальное окисление метана кислоро-

дом;

–совместное производство аммиака и метана, паровая конверсия метана

с установкой вторичного риформинга.

Предприятия, использующие технологии паровой и пароуглекислотной

конверсии метана, характеризуются коэффициентами выбросов СО2 от 0.64

до 0.86 т СО2/т метанола. Одно из предприятий имеет аномально высокие

коэффициенты выбросов – от 1.03 до 1.24 т СО2/т метанола для разных лет

своей работы.

Предприятие, использующее в качестве сырья синтез-газ от производ-

ства ацетилена, характеризуется такими же коэффициентами выбросов, как и

предприятия, использующие технологию паровой конверсии метана.

Рисунок 2. Гистограмма распределения расчетных значений коэффициентов выбросов СО2

на российских предприятиях-производителях метанола в период 1995-2022 гг.

Figure 2. Bar chart distribution of calculated CO2 emission factors for Russian methanol producing

enterprises in 1995-2022

Для предприятий, использующих сходные технологии, полученные в

ходе работы коэффициенты выбросов имеют близкие значения. Среднеква-

дратичное отклонение от средних значений коэффициентов выбросов для

таких предприятий не превышают 10%.

Результаты оценки выбросов СО2 от предприятий, использующих раз-

личные технологии производства метанола, представлены в табл. 3.

В руководстве МГЭИК (IPCC, 2006) представлены 2 коэффициента

выбросов СО2 от производства метанола, которые могут быть сопоставлены с

полученными в результате настоящего исследования:

1. Коэффициент выбросов для технологии паровой конверсии природ-

ного газа без установки предварительного риформинга (0.67 т СО2/т мета-

нола) на 10% ниже полученного нами коэффициента выбросов для этой

технологии (0.746 т СО2/т метанола);

Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV, № 1-2, 2024

Environmental Monitoring and Ecosystem Modelling, vol. XXXV, no. 1-2, 2024

2. Коэффициент выбросов для технологии паровой конверсии природ-

ного газа с установкой предварительного риформинга (0.497 т СО2/т мета-

нола) на 31% выше полученного нами для той же технологии (0.378 т СО2/т

метанола).

Таблица 3. Расчетные коэффициенты выбросов СО2 от предприятий-производителей

метанола, использующих различные технологии производства

Table 3. Estimated CO2 emission factors from methanol producing enterprises using various

production technologies

*) Единственное предприятие с аномально высоким средним значением коэффициента выбросов

Такая относительно большая разница может быть связана с тем, что

коэффициенты выбросов МГЭИК получены по результатам исследования,

опубликованного в 1996 г., в то время как полученные нами коэффициенты

выбросов рассчитаны для предприятий, запущенных после 2010 г.

В доступной авторам научно-технической литературе данные по коэф-

фициентам выбросов СО2 от производства метанола отсутствуют.

В специализированной базе данных коэффициентов выбросов МГЭИК

(доступна в интернете по адресу: https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/EFDB)

представлены только коэффициенты выбросов из руководства МГЭИК (IPCC,

2006). В других авторитетных базах данных (CORINAIR, EPA) коэффициенты

выбросов при производстве метанола не представлены.

Разработка национальных коэффициентов выбросов СО2

от производства метанола в Российской Федерации

Полученные расчетные коэффициенты выбросов предприятий были

использованы для разработки национальных коэффициентов выбросов СО2

от производства метанола в Российской Федерации. Национальные коэффи-

циенты выбросов рассчитывались для 1995, 2000, 2005, 2010, 2015-2022 гг.

как средневзвешенное по производству метанола значение коэффициентов

Технология производства метанола

Среднее значение

коэффициента

выбросов,

т СО2/т метанола

Среднеквадратичное

отклонение,

т СО2/т метанола

Паровая, паровая и паровоздушная, паро-

вая и парокислородная конверсии метана

с предварительным риформингом

0.378 ± 0.013 (±3.4%)

Паровая конверсия метана и парциальное

окисление метана кислородом; Совмест-

ное производство аммиака и метанола,

паровая конверсия метана с установкой

вторичного риформинга

0.515 ± 0.045 (±8.7%)

Паровая и пароуглекислотная конверсия

метана 0.746 ± 0.069 (±9.2%)

Паровая конверсия метана 1.160*) ± 0.060 (±5.2%)

Аникушин Б.М., Бакурва Е.Ю., Валов С.В. и др.

Anikushin B.M., Bakurova E.Yu., Valov S.V et al.

выбросов отдельных предприятий. Доля предприятий, коэффициенты выбро-

сов которых были использованы для расчета национальных коэффициентов

выбросов СО2 от производства метанола, в производстве метанола в стране

изменяется от 51% в 1995 г. до 93% в 2022 г. Результаты расчетов националь-

ных коэффициентов выбросов СО2 от производства метанола представлены в

табл. 4.

Таблица 4. Производство метанола в Российской Федерации, средний удельный расход

природного газа на его производство и значение национального коэффициента выбросов

Table 4. Methanol production in the Russian Federation, the average specific consumption of natural

gas for its production and the national emission factor

*) Средний удельный расход природного газа рассчитывался только для предприятий, исполь-

зующих природный газ в качестве сырья. Измеряется в м3 при стандартных условиях.

Неопределенность оценки национальных коэффициентов выбросов при

использовании балансового метода по данным отдельных предприятий,

согласно (IPCC, 2006), составляет ±5%.

Полученные результаты показывают, что в 1995 г. коэффициент выбро-

сов СО2 в целом по отрасли существенно (на 20%) превосходил коэффициент

выбросов МГЭИК по умолчанию (0.67 т СО2/т метанола) (IPCC, 2006). За

период с 1995 г. по 2020 г. коэффициент выбросов диоксида углерода от про-

изводства метанола в стране значительно (на 25-27%) снизился и в 2020-2022

гг. достиг уровня в 0.585-0.598 т СО2/т метанола. В 2020-2022 гг. значения

полученного национального коэффициента выбросов являются стабильными

и на 11-13% ниже коэффициента выбросов МГЭИК по умолчанию. Такое

существенное снижение выбросов СО2 от производства метанола (на 25-27%)

Год

Производство

метанола в

стране по дан-

ным Росстата,

тыс. тонн

Производство мета-

нола на предприя-

тиях, передавших

данные для расчета

национальных коэф-

фициентов,

тыс. тонн (доля от про-

изводства в стране, %)

Средний удельный

расход природного

газа на производ-

ство метанола в

стране по данным

предприятий*),

ст. м3/т метанола

Значение нацио-

нального коэффи-

циента выбросов

СО2 от производ-

ства метанола,

т СО2/т метанола

1995 1522.9 782.8 (51) 1183.8 0.801

2000 1914.1 1122.2 (59) 1143.6 0.731

2005 2943.1 1987.0 (68) 1150.4 0.745

2010 2941.9 2163.5 (74) 1132.3 0.722

2015 3598.3 2535.9 (70) 1071.0 0.656

2016 3658.8 2769.6 (76) 1082.1 0.675

2017 4081.2 3582.5 (88) 1067.8 0.641

2018 4387.9 3878.3 (88) 1065.7 0.637

2019 4529.3 4019.8 (89) 1054.4 0.615

2020 4421.0 3920.9 (89) 1034.1 0.585

2021 4507.1 4065.1 (90) 1034.4 0.586

2022 4509.2 4186.8 (93) 1026.9 0.598

Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV, № 1-2, 2024

Environmental Monitoring and Ecosystem Modelling, vol. XXXV, no. 1-2, 2024

за период времени с 1995 г. по 2022 г. связано с модернизацией существую-

щих предприятий и строительством новых производств, использующих

современные технологии.

При отсутствии существенных изменений в отрасли, связанных с вво-

дом новых мощностей по производству метанола, модернизацией и закры-

тием старых, средний коэффициент выбросов СО2 за 2020-2022 гг., равный

0.59 т СО2/т метанола может быть использован для оценки выбросов от про-

изводства метанола в стране в ближайшие годы.

Полученные национальные коэффициенты выбросов были использо-

ваны для оценки выбросов СО2 от производства метанола в 1990-2022 гг.

На рис. 3 представлено сравнение результатов оценки выбросов СО2 от

производства метанола по методике 1 уровня МГЭИК (Национальный

доклад, 2023) с использованием коэффициента выбросов по умолчанию и

оценки выбросов с использованием полученных национальных коэффици-

ентов.

Рисунок 3. Сравнение результатов оценки выбросов СО2 от производства метанола

по методике 1 уровня МГЭИК и с использованием разработанных

национальных коэффициентов выбросов, Гг

Figure 3. Comparison of CO2 emission estimations from methanol production using

the IPCC Tier 1 methodology and using developed national emission factors, Gg

Выводы

Коэффициенты выбросов диоксида углерода оценивались по мето-

дике МГЭИК, основанной на балансе углерода, введенного в производ-

ственный процесс с сырьевыми материалами и выходящего из процесса в

составе нефтехимических продуктов. В расчетах использовались данные

предприятий за 1995, 2000, 2005, 2010, 2015-2022 гг. Доля предприятий,

данные которых использованы для оценки национальных коэффициентов

выбросов, в производстве метанола в стране составляет от 51% в 1995 г. до

93% в 2022 г.

Аникушин Б.М., Бакурва Е.Ю., Валов С.В. и др.

Anikushin B.M., Bakurova E.Yu., Valov S.V et al.

Полученные в результате расчетов коэффициенты выбросов для отдель-

ных предприятий характеризуются широким диапазоном значений: от 0.36 до

1.24 т СО2/т произведенного метанола. При этом значения коэффициентов

выбросов для одного предприятия при условии отсутствия модернизации или

ввода новых мощностей производства остаются стабильными для всего пери-

ода времени.

Современные предприятия, использующие технологии паровой, паро-

вой и паровоздушной, паровой и парокислородной конверсии метана с уста-

новками адиабатического предриформинга характеризуются минимальными

значениями коэффициента выбросов (0.36-0.39 т СО2/т метанола); более

высокие значения (0.45-0.61 т СО2/т метанола) характерны для предприятий,

использующих технологии паровой конверсия метана и парциального окисле-

ние метана кислородом и паровой конверсия метана с установкой вторичного

риформинга; максимальные значения коэффициентов выбросов (0.64-0.86 т

СО2/т метанола) характерны для предприятий, использующих технологии

паровой и пароуглекислотной конверсии метана.

Для предприятий, использующих сходные технологии, полученные в

ходе работы коэффициенты выбросов имеют близкие значения. Среднеква-

дратичное отклонение от средних значений коэффициентов выбросов для

таких предприятий не превышают 10%.

Национальные коэффициенты выбросов рассчитывались для 1995, 2000,

2005, 2010, 2015-2022 гг. как средневзвешенное по производству метанола

значение коэффициентов выбросов отдельных предприятий. За период с

1995 г. по 2020 г. национальный коэффициент выбросов СО2 от производства

метанола существенно (на 25-27%) снизился с 0.801 т СО2/т метанола в

1995 г. до 0.585-0.598 т СО2/т метанола в 2020-2022 гг.

Полученные национальные коэффициенты выбросов СО2 от производ-

ства метанола отражают технологические особенности российских предприя-

тий и существенно снижают неопределенность оценки выбросов от

производства метанола в национальном кадастре с 30% (методика 1 уровня

МГЭИК) до 10%.

При отсутствии существенных изменений в отрасли, связанных с вво-

дом новых мощностей по производству метанола, модернизацией и закры-

тием старых, средний коэффициент выбросов СО2 за 2020-2022 гг., равный

0.59 т СО2/т метанола, может быть использован для оценки выбросов от про-

изводства метанола в стране в ближайшие годы.

Благодарности

Авторы выражают благодарность к.ф.-м. н. А.И. Нахутину за помощь,

оказанную при проведении исследований и подготовке статьи.

Работа выполнена в рамках проекта "Российская система климатиче-

ского мониторинга" (ВИП-ГЗ) и темы 3.3 плана НИТР Росгидромета на 2023

год.

Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV, № 1-2, 2024

Environmental Monitoring and Ecosystem Modelling, vol. XXXV, no. 1-2, 2024

Список литературы

НДК (2023) Национальный доклад о кадастре антропогенных выбросов

из источников и абсорбции поглотителями парниковых газов, не регулируе-

мых Монреальским протоколом за 1990-2021 гг. в 2 томах, М.

Сосна, М.Х., Заволокин, К.Х., Хаманова, А.А. (2018) Повышение

эффективности производства метанола путем утилизации продувочного газа,

НефтеГазоХимия, № 3, с. 35-38.

VYGON consulting (2019) Газохимия России. Часть 1. Метанол, пока

только планы. М., ООО «Выгон колсантинг», 52 с.

IPCC (2006) 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas

Inventories. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, in

Eggleston, H.S., Buendia, L., Miwa, K., Ngara, T., Tanabe, K. (eds), Published,

IGES, Japan.

References

NDK (2023) Nacional'nyj doklad o kadastre antropogennyh vybrosov iz

istochnikov i absorbcii poglotitelyami parnikovyh gazov, ne reguliruemyh

Monreal'skim protokolom za 1990-2021 gg. v 2 tomah [National report on the

inventory of anthropogenic emissions from sources and removals by sinks of

greenhouse gases not regulated by the Montreal Protocol for 1990-2021 in 2

volumes], Moscow, Russia.

Sosna, M.H., Zavolokin, K.H., Hamanova, A.A. (2018) Povyshenie

effektivnosti proizvodstva metanola putem utilizacii produvochnogo gaza.

[Improving the efficiency of methanol production by recycling purge gas]

NefteGazoHimiya – Petrochemistry, no. 3, pp. 35-38.

VYGON consulting (2019) Gazohimiya Rossii, Chast' 1. Metanol, poka

tol'ko plany [Gas chemistry of Russia. Part 1. Methanol, only plans so far.], OOO

VYGON consulting, Moscow, Russia.52 p.

IPCC (2006) 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas

Inventories. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, in

Eggleston, H.S., Buendia, L., Miwa, K., Ngara, T., Tanabe, K. (eds), Published,

IGES, Japan.

Статья поступила в редакцию (Received):25.12.2023.

Статья доработана после рецензирования (Revised): 27.05.2024).

Для цитирования / For citation

Аникушин, Б.М., Бакурова, Э.Ю., Валов, С.В., Давлетшина, А.Р., Заво-

локин, К.А., Имшенник, Е.В., Сосна, М.Х. (2024) Разработка национальных

Аникушин Б.М., Бакурва Е.Ю., Валов С.В. и др.

Anikushin B.M., Bakurova E.Yu., Valov S.V et al.

коэффициентов выбросов СО2 от производства на предприятиях Российской

Федерации, Экологический мониторинг и моделирование экосистем, т. XXXV,

№ 1-2, с. 73-88, doi:10.21513/0207-2564-2024-1-2-73-88.

Anikushin, B.M., Bakurova, E.Yu., Valov, S.V., Davletshina, A.R.,

Zavolokin, K.A., Imshennik, E.V., Sosna, M.H. (2024) Developing of national

CO2 emission factors from methanol production at the enteprises of the Russian

Federation, Ecological monitoring and ecosystem modelling, vol. XXXV, no. 1-2,

с. 73-88, doi:10.21513/0207-2564-2024-1-2-73-88.