4.4.3.2. Неопределённости данных о деятельности

Показатели годового производства алюминия характеризуется очень низкой неопределённостью – менее 1%. Неопределённость потребления углерода в виде обожжённых анодов или кокса и в виде анодной массы лишь немного выше неопределённости для производства алюминия – менее 2%. Другим компонентом расчёта заводских выбросов по методам уровня 2 и 3 являются данные о деятельности для анодного эффекта, т.е. минуты анодного эффекта на ванно-сутки или перенапряжение анодного эффекта. Эти параметры обычно регистрируются в памяти автоматизированной системы управления технологическими процессами, что является неотъемлемой частью работы почти всех алюминиевых предприятий, поэтому неопределённость таких данных низкая.

4.5. Производство магния

4.5.1 Введение

Производство магния является потенциальным источником выбросов и газов. Количество и тип выбросов от магниевой отрасли зависит от исходных материалов, используемых для производства первичного магния, и/или типа защитной газовой смеси, используемой для защиты расплавленного магния от окисления на литейных заводах и заводах по переплавке вторичного металла. По правилам эффективной практики все сегменты магниевой промышленности и связанные с ними выбросы рассматривают по возможности отдельно. Список возможных выбросов парниковых газов, которые связаны с первичным и вторичным производством и литьём магния, представлен в таблице 4.18.

Таблица 4.18 Потенциальные выбросы парниковых газов, связанные с производством и переработкой магния
процесс	потенциальные выбросы парниковых газов, связанные с промышленными процессами
	SF6	ГФУ	CO2	Прочие *
Подготовка сырья для первичного производства
На основе доломита/магнезита	-	-	X	-
Другие сырьевые материалы	-	-	-	-
Литьё (первичного и вторичного магния)
Первичное литьё слитков	X	X	X	X
Литьё под давлением	X	X	X	X
Литьё без применения давления	X	X	X	X
Другие способы литья	X	X	X	X
Производство вторичного магния**	X	X	X	X
* «Прочие» включают фторированные кетоны и различные фторсодержащие продукты разложения, например, ПФУ. ** В том числе процессы, включающие вторичное использование/извлечение магния.

Первичным магнием называется металлический магний, получаемый из минеральных источников. Первичный магний можно получить либо электролизом, либо в процессе термического восстановления. Сырьевые материалы, используемые для производства первичного магния, включают доломит, карналлит, серпентинит, минерализованную воду или морскую воду. Переработка карбонатного сырья (магнезита и доломита) сопровождается выделением СО2. СО2 выделяется на стадии кальцинирования карбонатных руд (доломит/магнезит), которая предшествует стадии электролитического/термического восстановления. Этот процесс аналогичен образованию СО2 при производстве минеральных материалов (см. главу 2).

Вторичное производство магния включает извлечение и вторичное использование металлического магния из различных магнийсодержащих отходов, таких как отработанные детали, отходы механической резки, литейный лом, печные остатки и т. д. Магний можно лить из первичного и вторичного магния. Процессы литья магния включают работу с расплавом чистого магния и/или расплавом высокомагниевых сплавов. Расплав магния (а также высокомагниевые сплавы) можно лить различными способами, включая литьё без применения давления, литье в песчаные формы, литьё под давлением и другие виды литья.

В присутствии атмосферного кислорода весь расплав магния самопроизвольно возгорается. Для производства и литья металлического магния требуется система защиты от возгорания. Среди разнообразных систем защиты широкое распространение получили системы с газообразными компонентами с высокими ПГП (например, SF₆). Эти газообразные компоненты обычно выбрасываются в атмосферу. Литьё магния, независимо от типа процесса или источника магния, требует применения защитных методов и поэтому является потенциальным источником выбросов парниковых газов.

При производстве вторичного магния (рециклинге), переработке, плавке и литье расплавленный металл защищают от окисления в течение всего процесса с помощью защитных систем, содержащих газ-носитель (обычно воздух/или CO₂) и защитный газ – SF₆ или SO₂ или, в некоторых случаях, флюс. Высокомагниевые сплавы обычно защищают газом, содержащим SF6. Благодаря последним технологическим разработкам и курсу на замену SF6, в магниевой отрасли стали внедряться другие защитные газы. По прогнозам в следующем десятилетии SF6 иметь будут две основные альтернативы – фторированный углеводород ГФУ-134а и фторированный кетон FK 5-1-12 (C₃F₇C(O)C₂F₅), продаваемый под названием Novec™612³⁵, и выбор защитного газа производителями/переработчиками магния будет определяться национальными/региональными условиями.

выбросы CO₂ от первичного производства

Как указано в таблице 4.18, магнийсодержащие руды, выделяющие СО₂ при кальцинировании – это доломит (Mg.Ca(CO₃)₂) и магнезит (MgCO₃). На каждый килограмм продукции магния при кальцинировании теоретически выделяется 3,62 кг CO2³⁶ из доломита или 1,81 кг CO2 из магнезита соответственно. Фактические выбросы СО2 на килограмм продукции магния будут выше теоретических благодаря потере магния в производственной цепи.

процессы литья магния (первичного и вторичного)

Для процесса литья магния количество и тип выбросов ПГ будет зависеть от газовой защиты жидкого магния. Помимо выбросов действующих защитных веществ (SF6, HFC-134a или FK 5-1-12) в составе защитного газа, могут иметь место выбросы различных фторированных продукции разложения (например, ПФУ) и, потенциально, газа-носителя (в зависимости от выбора – воздух и/или CO2 или N2).

Считается, что SF6 в составе защитного газа для магния является инертным веществом и, следовательно, весь SF6, используемый в магниевой промышленности, улетает в атмосферу. Однако в последних независимых исследованиях было показано, что SF6 в некоторой степени разрушается при контакте с жидким магнием/парами магния при обычных температурах хранения/переработки магния. Доля SF6, разрушаемая в печи, а также тип/количество вторичных газовых продукции реакции с магнием будет зависеть от условий производства, таких как концентрация SF6 в защитном газе, скорость потока защитного газа, площадь реакционной поверхности магния, тип газа-носителя, условия загрузки печи и т. д.

HFC-134a, FK 5-1-12 и продукты разложения (например, ПФУ)

HFC-134a и FK 5-1-12 – менее термодинамически стабильные соединения, чем SF6. Поэтому ожидается, что эти газы будут активно разлагаться/реагировать при контакте с жидким магнием/парами магния, образуя различные фторированные газы (например, ПФУ). Было показано, что, как и в случае SF6, количество действующего вещества в питающем защитном газе, разрушаемое в печи, зависит от таких условий, как концентрация соединения в питающем защитном газе, скорость потока защитного газа, площадь реакционной поверхности магния, тип газа-носителя, практика загрузки материалов и т.д. Следует отметить, что выбросы ПФУ как продукции разложения в пересчёте на СО2 эквивалент будут более значительные, чем выбросы FK 5-1-12, судя по их относительному радиационному эффекту³⁷.

Газы-носители

Многие защитные газовые смеси включают СО2 в качестве газа-носителя или CO2 в сочетании с сухим воздухом с целью разбавления действующего фторированного вещества и снижения парциального давления кислорода в печи. Считается, что весь СО2, используемый в составе защитного газа, улетает в атмосферу в виде СО2. Защитный газ с СО2 используется в намного меньшем количестве, чем обычные действующие агенты в защитной газовой смеси и в целом им можно пренебречь. 4.5.2 Вопросы методологии