พ �นฐานการคานวณการปลอย GHGs ตามแนวทาง IPPC ของอตสาหกรรมเหลกและ

เหลกกลาของไทย

นาเสนอโดยผชวยศาตราจารย ดร. พชญ รชฎาวงศภาควชาวศวกรรมส�งแวดลอม คณะวศวกรรมศาสตร จฬาลงกรณมหาวทยาลย

กาหนดการเสวนา

แนวทางการคานวณการปลอย GHGs ในอตสาหกรรมเหลกและกรณศกษาการรบมอดานภาวะโลกรอนของกลมอตสาหกรรมหนกของไทย

วนองคารท� 5 กรกฎาคม 2554

ณ ศนยประชมแหงชาตสรกต�

การประเมนการปลดปลอยกาซเรอนกระจกจากการผลตเหลกและเหลกกลา

ทาไมตองประเมนการปลดปลอย GHGs

อตสาหกรรมเหลกและเหลกกลา กบ GHGs

แนวทางตางๆ ในการประเมนปรมาณ GHGs

การประเมน GHGs ดวย IPCC Guideline

การรายงาน GHGs ตามแนวทางตางๆ

2

นยสาคญของกระแสโลกรอนตอประเทศไทย

กระแสโลกรอน

พหพาค

ทวภาค

มาตรการท�แตละประเทศกาหนดข�นเอง

3

มาตรการเพ�อรบมอกบปรากฏการณโลกรอน

• Kyoto Protocol

• Copenhagen Accord (COP15, 2009)

พหภาค(Multilateral Agreement)

• เพ�มเตมเขามาในขอตกลงดานการคาของแตละประเทศคคา เชน FTA

ทวภาค(Bilateral Agreement)

• การใชมาตรการทางการคาเพ�อส�งแวดลอม เชน EU Aviation, Carbon Tax, CBA

• กฎหมายโลกรอนของ US: Clean Energy and Security Act 2009

มาตรการฝายเดยว(Unilateral Agreement)

4

Copenhagen Accord : พนธกรณในการลด GHG หลงป 2012

• มพนธกรณแบบกาหนดเปาหมาย โดยระบบ Bottom-up

ประเทศพฒนาแลว

• ไมกาหนดเปาหมาย แตมการจดทาแผนการลด GHG ของประเทศ(NAMA)

ประเทศกาลงพฒนา

• ลดโดยสมครใจ และจะไดรบเงนสนบสนน

ประเทศดอยพฒนาและประเทศหมเกาะ

ท�มา : องคการบรหารจดการกาซเรอนกระจก, 2010

5

Copenhagen Accord: มาตรการสนบสนนการลด GHG หลงป 2012

สงเสรมกลไกการตลาดในการลดผานตลาดคารบอน

ระดมเงนทนเพ�อจดต �งกองทนในการสนบสนนการลด GHG

ภาระหนาท�ของประเทศกาลงพฒนา

1. ตองจดทารายงานแหงชาตและบญช GHG ทก 2 ป

2. ตองสงกจกรรมการลด GHG ไปยงสานกเลขาธการอนสญญา

3. แผนการลด GHG ของประเทศ (NAMA) ตองไดรบการข�นทะเบยน และมการตรวจสอบดวยกลไกระหวางประเทศ (MRV) หากตองการเงนสนบสนนจากกองทนฯ

ท�มา : องคการบรหารจดการกาซเรอนกระจก, 2010

6

(Toru Ono, 2007)

7

GHG emission : Overview

Process emissions of CO2 in iron and steel production : - Result of coke oxidization- Limestone flux gives off CO2 during reduction of pig iron- Graphite electrode consumption in the EAF- CO2 from iron’s carbon reduction by inject O2 in the BF-BOF

Direct emission from fuel combustion

Indirect emission from electricity consumption

8

Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2

แนวทางการประเมน GHG จากอตสาหกรรมเหลก

Approaches IPCC 1996/2006 WRI/WBCSD Worldsteel

Accounting level National Multilevel Multilevel

Emission source Non- energy emission Energy emission Non-energy emission Carbon credit

Energy emission Non-energy emission Carbon credit

Boundary Iron making Steel making

Iron making Steel making Hot rolling Cold rolling &

finishing

Iron making Steel making Hot rolling Cold rolling &

finishing

Assessment tools Emission factors Carbon balance Direct measurement

Emission factors Carbon balance Direct measurement

Emission factors Carbon balance Direct measurement

Emission factors& Carbon content

Developed by IPCC experts

Apply IPCC default value

Developing some value by Worldsteel

Apply some default value developed by IPCC and IEA

IPCC 2006 Guidelines ไดพฒนา emission factor และ carbon content ท�ครอบคลมกระบวนการผลตและวตถดบท�หลากหลายและเฉพาะเจาะจงมากข�น แตยงคงยดหลกเกณฑในการประเมน GHG เดมตาม 1996 Guidelines

(Energy emission จะรายงานใน energy sector)

9

การแบงแยกการปลดปลอย GHG โดย IPCC และ WRI

National Inventory (IPCC, 2006)

Energy Sector All fuel combustion providing heat for • Energy industry• Manufacturing• Transportation• Others

Industrial Processes and Product Use

GHG released from industrial processes• chemical or

physical transformation(non-energy uses)

GHG Protocol (WRI, 2004)

3 Scopes

Scope1: Direct emission from• fuel combustion• process emission• on-site electricity generation

Scope 2: Electricity indirect emission

Scope 3: Other indirect emissions

Process emissionis emission from physical or chemical processes known as non-energy emission

Worldsteel ประยกตใชแนวทางของ WRI โดยมการพฒนาคา Emission factors

จากขอมลของสมาชก

ดงน�น GHG จากการใชไฟฟาและการเผาไหมเช�อเพลงของแตละโรงงานจะรายงานใน “Energy Sector”

10

GHG Emission from I&S Manufactures in Thailand

Direct Emission

Process Emission

Stationary Combustion

Indirect Emission

Purchased Electricity

Direct Emission is emission from sources that are owned or controlled by the company

Indirect Emission is emission that a consequence of the activities of the company but occur at sources owned or controlled by another companies

ท�มา : WRI and WBCSD, 2004

11

วธการประเมน GHG ในระดบตางๆ ตาม IPCC Guidelines

Data required Tier 1 Tier 2 Tier 3

Activity data Production Production Raw material

Production Raw material

Emission factor IPCC default value

Country specific value

Plant specific value

Carbon content IPCC default value

Country specific value

Plant specific value

Plant specific value ของ Tier 3 อาจมาจาก การตรวจวด GHG จรง การวเคราะหปรมาณ Carbon content ในวตถดบท�ใชในการผลตซ�งอาจแตกตาง

ตามเทคนคเฉพาะในการผลตของแตละโรงงาน เพ�อประยกตใชกบการคานวณ GHG ของ Tire 2 ซ�งจะกลาวตอไป

ท �งน� ขอมล Activity data ในระดบ Tier 2 & 3 สามารถประยกตใช IPCC default value ได (กรณท�ไมม Country /Plant specific value)

12

Metabolic Process of Any kind

Materials

Energy

Products &Services

Wasteso Wastewatero Solid wasteo Dissipating

energyo Air pollution

PROCESSESPROCESSES

Tier 1: Production base

Tier 2: Carbon balance

Tier 3: Emission monitoring

13

ตวอยางการคานวณ CO2 จากอตสาหกรรมเหลกและเหลกกลา

ขอมลการผลตของโรงงานหน�ง ขอมลการผลตของโรงงานหน�ง : :

การใชพลงงานเช�อเพลง- น�ามนเตา 4,199 ตน/ป- ถานโคก 2,683 ตน/ป

การใชพลงงานไฟฟา 106,132,000 kWh/ป

การใชวตถดบ- เศษเหลก 142,487 ตน/ป- ถานโคก 1,535 ตน/ป- แทงอเลคโทรด 539 ตน/ป

ปรมาณการผลตเหลกทรงหน�ง 144,805 ตน/ป (จากเตา EAF จนถงถกรด)

14

การคานวณ Process emissionโดยการใช IPCC 1996: Tier 1 a

คานวณจากการใช reducing agent

CO2 emission = (quantity of reducing agent x EF)

= 1,535 ตน Coke/ป x 3.1 ตน CO2/ตน Coke

= 4,758.5 ตน CO2

(IPCC Guideline, 1996)

15

การคานวณ Process emissionโดยการใช IPCC 1996: Tier 1 b

คานวณจากปรมาณการผลต

CO2 emission = quantity of production x EF

= 144,805 ตน/ป x 0.005 ตน CO2/ตนผลตภณฑ*

= 724.005 ตน CO2

*คา EF บางคาอาจไมปรากฎในเอกสาร “1996 IPCC Guidelines”

แตมการพฒนาข�นภายหลงการตพมพเอกสารดงกลาว ซ�งสามารถคนหาไดจาก

http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/EFDB

*คา EF เปนคาของ Electrode consumption

16

การคานวณ Process emissionโดยการใช IPCC 2006: Tier 1

Process emission: (คานวณจากปรมาณการผลต)

CO2 emission = Quantity of Production x EF

= 144,805 ตน/ป x 0.08 ตน CO2/ตนผลตภณฑ*

= 11,584.40 ตน CO2

(IPCC Guideline, 2006)

17

การคานวณ Process emissionโดยการใช IPCC 2006: Tier 2

(IPCC Guideline, 2006)

18

การคานวณ Process emissionโดยการใช IPCC 2006: Tier 2 (ตอ)

(IPCC Guideline, 2006)

19

การคานวณ Process emissionโดยการใช IPCC 2006: Tier 2 (ตอ)

(IPCC Guideline, 2006)

coke 0.83

scrap iron 0.04

EAF carbon electrode 0.82

steel 0.01

20

การคานวณ Process emissionโดยการใช IPCC 2006: Tier 2 (ตอ)

CO2 emission = [{1,535×0.83}×44/12] coke consumed

+[{142,487×0.04}×44/12] scrap consumed

+[{539×0.82}×44/12] electrode consumed

- [{144,805×0.01}×44/12] steel produced

= 4,671.52+20,898.09+1,620.59-5,309.52

= 21,880.68 ตน CO2 /ป ###

21

การคานวณ CO2 จาก Energy consumption

IPCC ไดแยกวธการคานวณและการรายงาน CO2 ของ manufacture ไวใน energy sector

IPCC 1996 เปนการ national apparent consumption inventory ซ�งไมไดแยกยอยในระดบ end use

ในขณะท� IPCC 2006 ไดแยกยอยถงระดบ end use เชน energy industry, manufacturing industries and construction, and other sectors (i.e. residential)

โดยยงคง idea การคานวณตามข �นตอนของ IPCC 1996และพฒนา default EF ใหครอบคลมชนดเช�อเพลงและ technology ตางๆ มากข�น

22

ข �นตอนการคานวณ CO2 จาก Energy consumptionโดยวธของ IPCC

23

Step 1: รวบรวมขอมลพลงงานท�ใช

- ชนดและปรมาณเช�อเพลง- ปรมาณการใชไฟฟา

Step 2: Convert to a Common Energy Unit such as joules (J) and ton of oil equivalent (toe)

Step 3: Multiply by Emission Factors to Compute the Carbon Content

Step 4: Correct for Carbon Unoxidized

Step 5: Convert Carbon Oxidized to CO2 Emissions

ข �นตอนการคานวณ CO2 จาก Energy consumptionโดยวธของ IPCC (ตอ)

Step 1 Step 2

A B C E

พลงงาน ปรมาณ คาความรอน TJ

B x C

น�ามนเตา 4,199 ตน/ป 0.0404 TJ/ตน(1) 169.64 TJ

ถานโคก 2,683 ตน/ป 0.0282 TJ/ตน(1) 75.66 TJ

ไฟฟา 106,132,000 kWh/ป 3.6 * 10-6 MJ/kWh(2) 382.08 TJ

รวม 627.38 TJ

1) ขอมลจาก IPCC Guideline 2006 2) ขอมลจาก IEA

24

ข �นตอนการคานวณ CO2 จาก Energy consumptionโดยวธของ IPCC (ตอ)

Step 2 Step 3

A E F G

พลงงาน TJ emission factor* carbon content

D x 10-6 E x F

น�ามนเตา 169.64 TJ 21.1 ตน C/TJ 3,579.40 ตน C

ถานโคก 75.66 TJ 29.2 ตน C/TJ 2,209.27 ตน C

ไฟฟา 382.08 TJ

* ขอมลจากIPCC Guideline 2006

25

ข �นตอนการคานวณ CO2 จาก Energy consumptionโดยวธของ IPCC (ตอ)

Step 3 Step 4 Step 5

A G H I J

พลงงาน carbon content

fraction of carbon

oxidized*

carbon oxidized

CO2 emission

E x F G x H I x (44/12)

น�ามนเตา 3,579.40 ตน C 0.99 3,543.61 ตน C 12,993.24 ตน

ถานโคก 2,209.27 ตน C 0.98 2,165.08 ตน C 7,938.63 ตน

ไฟฟา 60,495.24 ตน

รวม 81,427.11 ตน

* ขอมลจาก IPCC Guideline 1996

ขอมล National grid emission factor @2009 = 0.57 kg CO2/kWh โดย EGAT 2009

= 106,132,000 kWh/ป x 0.57 kg CO2/kWh (x 10-3) =

26

CO2 Emission จากการคานวณโดยวธการตางๆ

IPCC Direct CO2 (ton) Indirect CO2

(ton)Total CO2

(ton)

Process Combustion Total Electricity

Tier 1

:1996 724.01 20,931.87 21,655.88 60,495.24 82,151.12

:2006 11,584.40 20,931.87 32,516.27 60,495.24 93,011.51

Tier 2: 2006 21,880.68 20,931.87 42,812.55 60,495.24 103,307.79

ท �งน� ปรมาณ CO2 จาก energy consumption ถอเปนการประเมนจากปรมาณเช�อเพลงและไฟฟาของแตละโรงงาน (Tier 3) โดยใช default emission factor และ default fraction of carbon oxidized ของ IPCC (Tier 1) ซ�ง IPCC ยอมรบในกรณทยงไมม national factor หรอ plant specific factor

27

(IPCC Guideline, 2006)

การคานวณ CO2 Emissionโดยการใช IPCC 2006: Tier 3

เน�องจากแตละโรงงานจะมลกษณะเฉพาะท�แตกตางกนออกไป ท �งในเร�องของวตถดบและเทคโนโลยท�ใชในกระบวนการผลต

CO2 Emission Monitoring

Specific Emission Factor

การวเคราะหคา carbon content ของวตถดบ และ

fraction of carbon oxidized ท�เปนคาเฉพาะของโรงงานน�นๆ

ประยกตใช

กบวธการคานวณใน Tier 2

28

การรายงาน CO2 Emission ตามแนวทางตางๆ(Tier 2)

IPCC Ton CO2 Sources

IPPU: I&S production 21,880.68 processes

Energy sector : I&S production 81,427.11 combustion & electricity use

WRI Ton CO2 Sources

Scope 1: Direct emission 42,812.55 processes & combustion

Scope 2: Electricity indirect emission 60,495.24 electricity use

Scope 3: Other indirect emission n.a. n.a.

Total 103,307.79 -

29

30

Thank You Thank You for Your Attentionfor Your Attention