Sera Gazı envanterlerinin ve yöntemlerinin teknik boyutları

Transkript

1 Bölüm 1 Sera Gazı envanterlerinin ve yöntemlerinin teknik boyutları Ulusal Sera Gazı Envanterleri Uygulamalı Eğitim Çalıştayı - IPCC Kesişen Konular Kasım 2015, Ankara, Türkiye

2 Sera Gazı Envanteri Bir Sera Gazı envanteri atmosfere salınan sera gazlarının miktarı ile atmosferden çıkan karbondiyoksit miktarının muhasebesidir. Sera Gazı envanterini nitelendiren hususlar: 1.Salınan ve tutulan sera gazlarının kimyasal ve fiziksel kimliği 2.Emisyon ve azaltımlara neden olan sektörler ve faaliyetler 3.Emisyon ve azaltımların lokasyonu (örn: coğrafi kapsama alanı) 4.Emisyon ve azaltım tahminlerinin yapıldığı zaman dilimi

3 Antropojenik emisyonlar ve azaltımlar Sera gazlarının salınmasına neden olan antropojenik faaliyetler: Enerji üretimi için fosil yakıtların yanması Çimento, çelik ve kimyasallar gibi malzemelerin üretimi Çiftçilik ve mahsül üretimi gibi tarımsal faaliyetler Ormanların tahrip edilmesi Düzenli atık depolama Karbondiyoksitin atmosferden atılmasını sağlayan insan müdahaleleri: Ağaçlandırma Yeniden Ormanlaştırma Karbon yakalama ve depolama

4 Antropojenik emisyonlar ve azaltımlar Ormancılık gibi bazı faaliyetlerin antropojenik olup olmadığına karar vermek güç olabilir. Örnek: Orman yangınları biyo kütle içerisinde depolanarak atmosfere salınan büyük miktarlarda karbonun ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Bütün orman yangınları doğal mıdır? Nedenini bilemeyeceğimiz birçok orman yangını bakımından. Bütün orman yangınları antropojenik midir? Birçok ülkede, orman alanları insan yönetimine tabi olarak değerlendirilmektedir.

5 Parametre 1: Sera gazları Bireysel Sera gazları Karbondiyoksit(CO 2 ) Metan(CH 4 ) Nitröz oksit (N 2 O) Sülfür heksaflorid (SF 6 ) Nitrojen trifluorid (NF 3 ) Sera gazları Aileleri Hidroflorokarbonlar (HFCs) Perforokarbonlar (PFCs) CO 2, CH 4 ve N 2 O hem doğal hem de antropojenik proseslerle salınabilirler, böylelikle yer yüzünde hiç insan olmasa dahi atmosferde mevcut olabilirler. HFCs, PFCs, SF 6 ve NF 3 (F-gazları veya florin gazlar),sınırlı sayıda istisna ile, büyük ölçüde endüstriyel proseslerle ortaya çıkmaktadır ve böylelikle atmosferdeki konsantrasyonları sadece insan faaliyetlerinin bir sonucudur.

6 Karbon Dioksit (CO 2 ) Karbon atmosferde büyük bir çoğunlukla CO 2 olarak okside olmuş formunda bulunmaktadır. Atmosferik CO 2 is küresel karbon döngüsünün bir parçası, jeo-kimyasal ve biyolojik proseslerin bir fonksiyonudur CO 2 nin antropojenik kaynakları Fosil yakıtların yanması Ormanların tahrip edilmesi ve diğer biyokütle yanmaları Enerji dışı üretim prossesleri (örn: çimento üretimi) CO 2 konsantrasyonları, sanayi öncesi dönemlerde ~280 ppmv den günümüzde ~400 ppmv ye çıkmıştır. IPCC: 1951 den 2010 a kadar ki süreçte yüzey sıcaklığının küresel ortalamasındaki gözlemlenen artışın yarısından daha fazlasının Sera gazı konsantrasyonları ve diğer antropojenik zorlamalar yüzünden olduğu çok açıktır. Bu nedenle CO2 çok önemlidir.

7 Metan (CH 4 ) Metan temel olarak biyolojik sistemlerdeki organik maddenin anaerobik olarak bozulmasıyla ortaya çıkmaktadır. Sulak alan pirinç yetiştiriciliği, hayvanlarda entrik fermentasyon ve hayvan atıklarının çürümesi gibi tarımsal prosesler Belediye katı katıklarının bozulması Doğal gaz ve petrolün üretimi ve dağıtımı Kömür madenciliğinin yan ürünü olarak tamamlanmamış fosil yakıt yanması. CH 4 atmosferik konsantrasyonları 1750 den bu yana yaklaşık 158% artmıştır. IPCC ye göre atmosfere giren mevcut CH 4 nin yarısından fazlası antropojeniktir.

8 Nitröz oksit (N 2 O) N 2 O nin antropojenik kaynakları Tarım toprakları, özellikle nitrojen kullanılarak üretilen mahsüller ve yemler, sentetik gübrelerin kullanılması, hayvancılıkta gübrenin tortulaşması Özellikle mobil yanma ve fosil yakıt yakma Adipik (naylon) ve nitrik asit üretimi Wastewater treatment and waste incineration Atık su arıtma ve atık insenerasyonu Biyo kütle yakma. IPCC ye göre, N 2 O nun atmosferik konsantrasyonu, 1750 den bu yana yüzde 19 oranında artmıştır. Son bin yılda aşılmamış bir konsantrasyondur.

9 Halokarbonlar, Perflorokarbonlar, Sülfür Heksaflorid ve Nitrojen Triflorid Halokarbonlar çoğunlukla insan yapımı kimyasallardır. PFCs, SF 6 & NF 3 ozon tabakasını incelten maddeler değildir, fakat kuvvetli sera gazlarıdır. HFCs temel olarak ozonu incelten maddelere ikame olarak kullanılmakta ve HCFC-22 üretiminin bir yan ürünü olarak salınmaktadır. PFCs, SF 6 ve NF 3 are çoğunlukla alüminyum eritme, yarı iletken üretimi, elektrik enerjisi iletim ve dağıtımı, magnezyum dökümü gibi işlemlerle ortaya çıkar.

10 Hava kirliliğine öncü gazlar Diğer Gazlar Atmosferdeki ömürleri kısa olduğundan, az miktarda doğrudan zorlayıcı etki oluştururlar Prekürsör gazlar: Nitrojen oksitler (NO x ), Amonyak (NH 3 ), Metan dışı uçucu organik bileşenler (NMVOCs), Karbon monoksit (CO) ve Sülfür diyoksit (SO 2 ), Söz konusu gazların emisyon tahminlerini yapma yöntemleri IPCC rehberlerinde bulunmamaktadır Referans olarak; US EPA Handsbook ve EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook.

11 Küresel ısınma potansiyeli (GWP) GWP, belirli miktarda sera gazının göreceli ışınımsal zorlama etkilerinin küresel ortalamasının niceliksel ölçümüdür. IPCC Tanımı: 1 kilogram (kg) eser madde anlık salımından kaynaklanan zaman entegre ışınımsal zorlamanın 1 kg referans maddeye oranı. Kullanılan referans gaz CO 2 tir ve GWP-ağırlıklı emisyonlar CO 2 eşdeğer birimleriyle ölçülür. Farklı gazların emisyon ve azaltım etkilerinin karşılaştırılmasına izin verir Tipik olarak ±35% belirsizlik vardır 100 yıllık bir zaman dilimi baz alınan GWP, sera gazı envanterleri için kullanılmaktadır.

12 GWP değerlerindeki değişimler Çeşitli Değerlendirme Raporları bakımından, IPCC GWP hesaplamalarını iyileştirmiştir.

13 GWP değerlerinin kullanılması Farklı raporlama protokollerinde belirtilen GWP değerleri. Mevcut BMIDÇS raporlama rehberleri, Kyoto Protokolü ne uyumlu olması bakımından, SAR dan gelen GWP değerlerinin kullanılmasını gerekli görmektedir. CO 2 eşdeğer emisyonları elde etmek için, CO 2 dışı bir gazın emisyon miktarının kendi GWP değeriyle çarpılması Example: 150 Gg CH 4 nin CO 2 -eq birimine dönüştürülmesi 46,500 Gg CO 2 -eq elde etmek için 150 Gg yi 310 ile çarpınız (SAR dan CH4 için GWP değeri)

14 Parametre 2: Sektörler ve faaliyetler IPCC Sektörleri 1. Enerji 2. Endüstriyel Prosesler ve Ürün kullanımı (IPPU) 3. Tarım, Ormancılık ve Diğer Arazi Kullanımı (AFOLU) 4. Atık Envanteriniz için toplam emisyon ve azaltımların hesaplanması, her bir alt kategorinin kategorilere, kategorilerin de sektörlere yapmış olduğu katkıları toplayarak yapılmaktadır.

15 2006 IPCC Rehberine Göre Sektörler Enerji: Yakıt yakma ve kaçak yakıt emisyonları dahil olmak üzere sabit ve gezici enerji faaliyetlerinden gelen bütün sera gazlarının emisyonları Sanayi prosesleri: Fosil yakıt tüketimi gibi doğrudan enerji faaliyetleriyle ilgili olmayan sanayi proseslerinden kaynaklanan sera gazlarının yan ürünü ya da uçucu emisyonlar ile solvent kullanımından kaynaklanan NMVOC ler, ürün kullanımından kaynaklanan N 2 O emisyonları. Tarım, Ormancılık ve Diğer Arazi Kullanımları: Yakıt tüketimi hariç tarımsal faaliyetlerden kaynaklanan enerji kapsamında ele alınan antropojenik emisyonlar ve orman yönetimi, diğer arazi kullanımı faaliyetleri ve arazi kullanımı değişikliğinden kaynaklanan CO 2, CH 4, and N 2 O emisyon ve azaltımları Atık: Atık yönetimi faaliyetlerinden kaynaklanan emisyonlar.

16 Parametre 3: Emisyon ve azaltım lokasyonu Bir envanterin sınırı coğrafi alanı ve/veya kapsam altındaki belirli faaliyetlerin listesini belirler. Seviye Sınır Ulusal Bir ülkenin yetki sınırına giren ulusal topraklar ve deniz sularındaki tüm faaliyetler. Alt-ulusal Bölgesel Organizasyonel Sektörel Proje Tedarik Zinciri İl, belediye ya da başka bir idari yetki birimi gbii ulusal toprakların bir bölümü içerisindeki faaliyetler (hepsi veya bir kısmı). Birden fazla ülkenin giren ulusal toprakları ve deniz sularındaki faaliyetler (hepsi veya bir kısmıı) (örn. Avrupa Birliği sera gazı envanteri). İki genel yaklaşım: Sermaye hisse oranı yaklaşımı : işletme her bir uygulamadan kaynaklanan sera gazı emisyonlarından sermaye hissesi oranında sorumludur; Kontrol yaklaşımı: işletme kontrolü altındaki uygulamalardan kaynaklanan sera gazı emisyonlarının yüzde 100 ünden sorumludur. Belirli bir sektördeki tüm faaliyetler. Bir projenin uygulamaları kapsamında kontrol edilen, etkilenen ya da ilişkili olan tüm faaliyetler. Bir ürünün üretimi, tüketiciye ulaştırılması ve satışına müdahil olan organizasyonlardan (örn, imalatçılar, toptancılar, dağıtımcılar ve perakendeciler) oluşan ağ ile ilgili tüm faaliyetler.

17 Parametre 4: Zaman aralığı Çoğu zaman, sera gazı envanterleri bir takvim yılı için hazırlanır. Belirli bir yıl için ya da takvim yılı dağılımında eksik olduğunda, emisyon/azaltım tahminleri, ortalama, interpolasyon ve ekstrapolasyon gibi uygun metotların uygulanmasıyla diğer yılların verileri kullanarak hesaplanabilir. Yıllık sera gazı envanter tahminleri dizisi zaman serisidir. Zaman serilerinizin olabildiğince tutarlı veri ve metotlara dayandığından emin olun. Öyle olmadığı takdirde zaman içindeki değişim gerçek değişikliklerden ziyade hata ya da sapmaların sonucu olabilir.

18 Kilit kavramlar ve tanımlar Faaliyet verisi Belirli bir zaman dönemi içerisinde emisyon ya da azaltımlara neden olan insan faaliyetinin boyutuna ilişkin sayısal bilgiyi ifade eder. Enerji kullanımı, metal üretimi, arazi alanları, yönetim sistemleri, kireç ve gübre kullanımı, atık malzemeler hakkındaki veriler faaliyet verisine örnektir. Emisyon faktörü Bir gazın birim faaliyet başına emisyon ya da azaltımını niceliklendiren katsayı. Genellikle belirli işletim koşulları kapsamında temsili emisyon oranının oluşturulması için ortalanan bir dizi ölçüm verisine dayanmaktadır. İyi Uygulama İyi uygulamalara uyan envanterler, belirsizliğin uygulanabilir ölçüde azaltıldığı ve tahminlerin muhakeme ölçüsünde ne değerlerin ne üstünde ne de altında olduğu envanterlerdir.

19 Kilit kavramlar ve tanımlar Kilit Kategoriler Toplam sera gazı envanterinde aşağıdaki unsurlar açısından önemli etkisi bulunan emisyon ve azaltım kategorilerini tespit etmek amacıyla kullanılır: Emisyon ve azaltım mutlak seviyesi, Emisyon ve azaltım eğilimi, veya Emisyon ve azaltım belirsizliği. Veri toplama, hazırlama, KG/KK ve raporlama için öncelikli olmalıdır. Karar ağaçları Kilit kategori değerlendirmeniz temelinde belirli bir kategori için uygun kademe metodolojisinin seçimine yardımcı olur. Kilit kategoriler için üst kademe metotlarının kullanılması, kaynak gerekliliklerinin elverdiği ölçüde iyi uygulamadır.

20 Kilit kavramlar ve tanımlar Belirsizlik değerlendirmesi Envanterin tamamı ve bileşenleri için muhtemel değer aralıklarını ve olasılıklarını belirtmektedir. Belirsizliğin nedenlerine ilişkin niteliksel açıklamaları da içerir. Kalite yönetimi 2006 IPCC Rehberi KG/KK ve doğrulama faaliyetleri vasıtasıyla devamlı iyileştirmeyi ve titizliği teşvik etmektedir.

21 Tahmin metodolojilerine giriş Emisyon ya da azaltım tahminlerinin hesaplanmasında en basit ve en yaygın kullanılan metodoloji yaklaşımı faaliyet verisinin (FV) emisyon faktörüyle (EF) çarpılmasıdır. Temel denklem şu şekildedir : Örnek: Emisyonlar = FV x EF Enerji sektöründe yakıt tüketimi faaliyet verisini oluştururken tüketilen yakıt birimi başına salınan CO 2 kütlesi emisyon faktörüdür.

22 Methodologik kademeler Kademe, sera gazı emisyonları ve azaltımlarına ilişkin tahminlerin hesaplanması için gerekli metodolojik karmaşıklık ve çaba düzeyini ifade eder. Kademe 1 mevcut faaliyet verisi ve varsayılan IPCC emisyon faktörlerini kullanarak uygulanabilen en temel metottur Kademe 2 karmaşıklık ve çaba düzeyi açısından bir ara metottur ve çoğunlukla mevcut faaliyet verilerinin ve daha ayrıntılı ya da spesifik emisyon faktörlerinin kullanımına dayanır Kademe 3 karmaşıklık ve veri gereklilikleri açısından en talepkar metottur ve genellikle modellerin ve diğer karmaşık denklemlerle verilerin kullanımını gerektirir

23 Farklı kademelerin kullanımı Tüm kategoriler için Kademe 1 metotları halihazırda mevcut ulusal ve uluslararası istatistikleri varsayılan emisyon faktörleriyle birarada kullanmak üzere tasarlanmıştır, dolayısıyla tüm ülkelerde uygulanabilir olmalıdır. Kademe 2 ve 3 üst kademe metotları olarak adlandırılır ve Kademe 1 e kıyasla doğruluğunun düzeyi daha yüksek olarak değerlendirilir çünkü sera gazı envanteri açısından yerel koşulları ve belirli durumları daha iyi yansıtır. Eğer bir üst kademe metodunda kullanılan verilerin kalitesi düşükse Kademe 1 metodundan 2 ye ya da 3 e geçtiğinizde esasında doğruluk düzeyini kötüleştirebilirsiniz. Seçtiğiniz metoda girdi olarak kullandığınız verilerin arkasındaki belirsizliği anlamanız gerekir.

24 Kademe 1 yaklaşımı örnekleri Kademe 1 Emisyon Faktörleri Tüketilen yakıt miktarı verileri Varsayılan emisyon faktörü (örn, IPCC tarafından sağlanan). Kademe 1 Emisyon Faktörleri Sistemin düzenleyici rehbere uyum sağladığı varsayımıyla metan geri kazanım sistemi verimliliği Tüketici ya da tedarikçi başına kullanılan yakıtın ulusal ortalaması Tüketici ya da tedarikçi başına ulusal ortalama katı atık üretimi

25 Kademe 2 yaklaşımı örnekleri Kademe 2 Emisyon Faktörleri Yakılan yakıt miktarına ilişkin veriler Her gaz için ülkeye özgü emisyon faktörü Kademe 2 Faaliyet Verileri Sistem kullanımı ve tasarımına göre kullanılan enerjiye ilişkin mühendislik tahminleri Nüfus değişiklikleri ve yıllık sıcaklıklardaki oynamalar temelinde şekillendirilen ısınmada kullanılan yakıt tahminleri (ısıtılan gün sayısı) Ortalama yakıt verimliliğiyle kat edilen yolun çarpılmasıyla tahmin edilen yakıt kullanımı Sistem tasarımı temelinde metan geri kazanım sistemi etkinlik tahminleri Sistematik trafik sayımları ve yol segmenti uzunlukları temelinde tüketici ya da tedarikçiler tarafından kat edilen toplam mesafe tahminleri

26 Kademe 3 yaklaşımı örnekleri Kademe 3 Emisyon Faktörleri Tüketilen yakıt miktarına ilişkin veriler Her gaz için ülkeye özgü emisyon faktörü Yanma teknolojisi İşletim koşulları Kontrol teknolojisi Bakım kalitesi Yakıtın yanması için kullanılan ekipman yaşı Kademe 3 Faaliyet Verileri Ölçülen enerji kullanımı Ölçülen metan geri kazanımı (recovery) Transfer istasyonunda tartılan katı atık miktarı

27 Diğer metodolojik değerlendirmeler Emisyonlar = FV x EF Diğer parametreleri içerecek şekilde değiştirilebilir. Örnek: Zaman boşlukları söz konusu olduğunda, zaman içindeki emisyonların profillerini hesaba katmak için genellikle yeni parametreler ve denklemler kullanılır. Örneğin, atık sahasında materyallerin çözünmesi için geçen zamanı hesaba katmak amacıyla birinci derece bozulma yöntemleri kullanılır. Bir başka örnek de soğutucu ekipmanlardan sızan refrigerantlardır Rehberi nde de kütle denge metotları yer almaktadır. Örnek: TODAK sektöründe canlı biyokütle ve ölü organik madde havuzlarındaki karbon içeriğinde gerçekleşen değişimden kaynaklanan CO 2 emisyonlarının tahmini için stok değişikliği metodu kullanılır.

28 Sera gazı envanter hazırlama süreci Sera gazı envanter hazırlama adım adım yürütülen bir süreçtir : veri toplama, emisyon ve azaltım tahmini, KG/KK ve doğrulama, belirsizlik değerlendirmesi ve raporlama. Birbirine eklenerek gelişen ve her yeni envanter hazırlandığında iyileştirilen tekrar eden nitelikte bir süreçtir. Zaman serilerinizdeki tüm yıllar için verilerin tutarlılık açısından gözden geçirilmesi ve uygulanabilir iyileştirmelerin yapılmasıyla güncellenmesi gerekir.

29 Adım 1: Kilit kategorilerin tespit edilmesi Sera gazı envanterinin ilk adımı kilit kategorilerin belirlenmesidir. Kilit kategoriler önceki yılın tahminlerine göre niceliksel olarak tespit edilebilir. Yeni bir envanter söz konusuysa, belirli emisyon kaynakları ve ilgili faaliyetlere ilişkin mevcut bilginiz, benzer koşullardaki envanter deneyiminiz temelinde kabaca bir tahmin yapmanız gerekir. Alternatif olarak, kademe 1 ön tahmin çalışması yapabilirsiniz. Kilit kategori değerlendirmesi, çaba ve kaynaklarınızın genel emisyon toplamına ya da envanter belirsizliğine en fazla katkıda bulunan faaliyetlere odaklanmasına yardımcı olacaktır.

30 Adım 2: Uygun metodolojilerin belirlenmesi Kilit kategoriler tespit edildikten sonra her kaynak ve yutak kategorisi için bir metodoloji seçin. Metot seçimi, kategorinin kilit olup olmamasına ve mevcut veri ve kaynaklara göre belirlenir.

31 Enerji sektöründe sabit yanmadan kaynakalanan CO 2 için karar ağacı örneği

32 Adım 3: Veri toplama Metot seçimini takip etmelidir. Envanter tahminlerinde hata oranını asgariye indirmek amacıyla veri toplama faaliyetlerinde zaman serileri tutarlılığı, dokümantasyon ve kontrol prosedürleri (KG/KK) konuları göz önünde bulundurulmalıdır. Doğrulama için kullanılabilecek benzer verisetlerinin mevcudiyetini değerlendirin. Belirsizliklere ilişkin niteliksel ve niceliksel bilgi aynı zamanda toplanmalıdır.

33 Adım 4: Emisyon ve azaltım tahminleri Emisyon ve azaltım tahminleri metodoloji seçiminiz ve topladığınız veriler temelinde gerçekleştirilir. Çok yıllı bir envanterde, özellikle de bazı yıllar için veriler yoksa ya da eksikse, zaman serilerinin tutarlılığına özen gösterilmelidir.

34 Adım 5: Belirsizlik analizi ve kilit kategori analizi Envanter tahminleri tamamlandığında belirsizlik analizi yapmanız gerekir. Tüm kategoriler için belirsizlik değerleri tespit edildiğinde (belirsizlik değerlerinin göz önünde bulundurulduğu) bir kilit kategori analizi daha yapmanız gerekir. Bu analiz kapsamında üst kademenin kullanılmasını ve ek veri toplanmasını gerektiren ek kategoriler belirlenebilir (Adım 1 kapsamında belirlenenlere ek).

35 Adım 6: Raporlama Kalite güvence (KG) gözden geçirme süreçlerinin tamamlanmasının ardından, envanter sürecinin nihai adımı envanterin raporlanmasıdır. Envanteri olabildiğince şeffaf bir şekilde sunmanız gerekir, böylece kullanıcılar emisyon hesaplamalarında kullanılan veri, metot ve varsayımları anlayabilir. Envanter raporlarında net arkaplan bilgilerinin verilmesi envanterin şeffaf olmasını sağlar.

36 Envanter döngüsü Envanter hazırlama süreci tekrarlayan bir döngü olarak düşünülebilir. Yıllık envanter için döngünün uzunluğu esasında yıldan daha uzun olabilir. Veri toplama süreci envanter raporunun yayınlanmasından bir yıldan daha fazla süre öncesinde başlayabilir. Sera gazı programıyla bir harici gözden geçirme ve onay süreci, envanter tesliminin ardından aylarca devam edebilir.

37 ABD ulusal sera gazı envanteri için envanter döngüsü örneği

38 Envanter döngüsü Sera gazı envanterini hem bir proje yönetimi çalışması hem de teknik/bilimsel bir çalışma olarak düşünmelisiniz. Envanter döngünüzdeki her iki aşamayı takvim üzerinde belirtmek kurumsal düzenlemelerinizin önemli bir parçasını oluşturmaktadır. Verilerin mevcut olmasına ilişkin size veri sağlayan tarafların farklı zaman çizelgeleri olabilir. Onlara veri toplama ve/veya raporlama gerekliliklerinizle koordinasyon için yeterli zamanı sağlamanız gerekir. Bazen nihai tahminlerden önce ön tahminlerin verilmesi gerekir, böylece tahminlerin gözden geçirilmesi ve rapor taslakları gecikmez. İç yönetiminiz taslakların açıklanmasından ya da sera gazı programı veya düzenleyiciye verilmesinden önce bu taslakların gözden geçirilip onaylanması konusunda ısrar edebilir.