globalno zagrevanje i kjoto protokol - Hemijski fakultet - Univerzitet u ...
globalno zagrevanje i kjoto protokol - Hemijski fakultet - Univerzitet u ...
globalno zagrevanje i kjoto protokol - Hemijski fakultet - Univerzitet u ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
GLOBALNO<br />
ZAGREVANJE I KJOTO<br />
PROTOKOL<br />
Prof. dr Ivan Gržeti<br />
etić,<br />
<strong>Univerzitet</strong> u Beogradu – <strong>Hemijski</strong> <strong>fakultet</strong><br />
grzetic@chem<br />
chem.bg.ac.<br />
.ac.yu<br />
& www.chem.bg.ac.yu<br />
Beleške za predavanja: http://<br />
://helix.chem.bg.ac.yu/~grzetic/predavanja/<br />
Gržetić 1
Sdržaj<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Uvod<br />
Kjoto <strong>protokol</strong><br />
Obaveze<br />
zemalja članica<br />
Kjoto<br />
<strong>protokol</strong>a<br />
Mehanizmi trgovine emisijama<br />
Atmosfera<br />
Spektar zračenja sa Sunca<br />
UV i IR zračenje<br />
Sudbina zračenja sa Sunca<br />
Apsorpcija IR zračenja (CO 2 , CH 4 , H 2 O, N 2 O)<br />
Trendovi promene koncentracije gasova staklene bašte<br />
Zadržavanje avanje IR zračenja na Zemlji<br />
Posledica - <strong>globalno</strong> <strong>zagrevanje</strong><br />
Izvori gasova staklene bašte<br />
Poteško<br />
koće e oko Kjoto <strong>protokol</strong>a<br />
Gržeti<br />
etić 2
Uvod<br />
<br />
<br />
Promene u prirodi, posebno one koje su posledica emisije gasova,<br />
usled cega nastaje efekat staklene bašte, zahtevale z<br />
su akciju<br />
zemalja na međunarodnom nivou budući i da se emitovani gasovi<br />
šire po celoj atmosferi, ali i zbog činjenice<br />
što je kontrola emisije<br />
gasova vrlo skup poduhvat, te je zajednička akcija na<br />
međunarodnom nivou mnogo ekonomičnija. nija. Prvi korak bio je<br />
usvajanje, 9. maja 1992. godine, Okvirne konvencije Ujedinjenih<br />
nacija o promeni klime. . Ovom konvencijom je utvrden sistem za<br />
razmenu podataka o gasovima koji stvaraju efekat staklene bašte,<br />
dok je rešavanje pitanja nacina ograničavanja avanja emisije tih gasova<br />
odloženo za neki buduci trenutak.<br />
Naša a zemlja je ratifikovala Okvirnu konvencija UN o promeni<br />
klime (Međunarodni ugovori 2/97). Sledeći i korak bi bio<br />
ratifikovanje Kjoto <strong>protokol</strong>a uz ovu konvenciju što još nismo<br />
uradili.<br />
Gržeti<br />
etić 3
Uvod<br />
Kjoto <strong>protokol</strong> je usvojen na trećoj<br />
Konferenciji Članica<br />
Okvirne konvencije UN<br />
o promeni klime, koja je održana<br />
u decembru<br />
1997.god. u Kjotu, , u Japanu. Protokol je stupio<br />
na snagu 16.02.2005.god. Do sada je Kjoto<br />
<strong>protokol</strong> ratifikovalo 144 zemalja uključuju<br />
ujući<br />
EU.<br />
Gržeti<br />
etić 4
Kjoto <strong>protokol</strong> - članice<br />
Gržeti<br />
etić 5
Kjoto <strong>protokol</strong><br />
Promoviše, podstiče e istraživanje ivanje i razvoj i povećanu<br />
upotrebu, novih i obnovljivih vidova energije,<br />
Promoviše e i podstiče e tehnologije za kontrolu emisije<br />
ugljen dioksida i naprednih i inovativnih ekološki<br />
ki<br />
zdravih tehnologija<br />
Promoviše e održive oblike poljoprivrede u svetlu<br />
razmatranja klimatskih promena;<br />
ograničava ava ili smanjuje emisiju gasova staklene bašte<br />
koje ne kontroliše e Montrealski Protokol<br />
Gržeti<br />
etić 6
Kjoto <strong>protokol</strong><br />
Najvažniji uspeh ovog <strong>protokol</strong>a je bilo utvrdivanje<br />
obaveze ogranicenja i smanjivanje emisije šest<br />
gasova koji stvaraju efekat staklene bašte:<br />
Ugljen-dioksida (CO 2 ),<br />
Metana (CH 4 ),<br />
Azotoksida (N 2 O),<br />
Hlorofluorougljovodonika (HFC)<br />
Perfluorougljenika (PFC) i<br />
Sumporheksafluorida (SF 6 )<br />
Gržeti<br />
etić 7
HALOGENIZOVAN UGLJENIK<br />
Halogenizovan ugljenik bitan za efekat<br />
staklene bašte obuhvata perfluorougljenike<br />
(perfluorocarbons<br />
-PFC) koji vode glavno<br />
poreklo iz procesa proizvodnje aluminijuma i<br />
fluorougljovodonike (hydrofluorocarbons<br />
-<br />
HFC) koji se danas koriste kao zamena za<br />
hlorofluorougljenike (CFC) koji imaju<br />
negativan efekat na ozonski omotač.<br />
Gržeti<br />
etić 8
Perfluorougljenici (PFC)<br />
<br />
PFC (CF 4 , C 2 F 6 , i C 3 F 8 ) se koriste u sistemima za<br />
rashlađivanje kao i preparati za gašenje požara. Na žalost,<br />
pokazalo se da su to gasovi sa veoma izraženim<br />
“efektima<br />
staklene bašte<br />
te”. . Njihovo vreme života u atmosferi se penje i do<br />
50.000 godina, što je duže e od životnog veka bilo kog drugog<br />
poznatog gasa neprijatelja ozona (predmet Montrealskog<br />
<strong>protokol</strong>a). Istraživanja obavljena 2003. godine su pokazala da<br />
je najrasprostranjeniji PFC tetrafluorometan (CF 4 ) ima<br />
potencijal stvaranja efekata staklene bašte koji je 6.500 puta<br />
veći i od CO 2 , dok se potencijal heksafluoroetana (C 2 F 6 )<br />
pokazao za 9.200 puta većim od CO 2 . Ove osobine PFC su već<br />
naterale mnoge razvijene zemlje da ih se “odreknu”,, odnosno<br />
te sobine su ih uvrstile u Kjoto <strong>protokol</strong>.<br />
Gržeti<br />
etić 9
Ugljendioksid<br />
CO 2<br />
Na <strong>globalno</strong>m nivou CO 2 najviše e doprinosi efektu<br />
staklene bašte, nekih 64%.<br />
Koncentracija CO 2 se povećala u poslednjih 200<br />
godina za 30%.<br />
Osnovni izvor ugljendioksida je sagorevanje fosilnih<br />
goriva.<br />
Koncentracija CO 2 u vazduhu kroz vekove<br />
VEK<br />
KONCENTRACIJA<br />
XIX 0,0250 %<br />
XX 0,0355 %<br />
XXI 0,0500 %<br />
Gržeti<br />
etić 10
Metan CH 4<br />
Metan je sledeći i gas koji doprinosi efektu<br />
staklene bašte, nekih 20%.<br />
Koncentracija metana se povećala<br />
ya nekih<br />
145% u poslednjih 200 godina.<br />
Osnovni izvori metana je u procesu varenja<br />
preživara (goveda, ovaca, koza i divljaci kao<br />
srne i jeleni), zatim uzgajanje pirinča, prirodni<br />
gas i komunalne deponije.<br />
Gržeti<br />
etić 11
AZOTOVI OKSIDI<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Azotovi oksidi NO x (N 2 0, NO, NO 2 )<br />
Azotovi<br />
oksidi najvećim<br />
delom vode poreklo iz antropogenih<br />
aktivnosti kao industrijska i poljoprivredna proizvodnja. U<br />
znatno manjoj meri vode poreklo od prirodnih pojava kao<br />
šumskih i stepskih požara.<br />
Koncentraciaj NO x u poslednjih 200 godina je porasla za<br />
punih 15%.<br />
Čovekov uticaj se u prvo vreme se odnosio na primenu<br />
prirodnih, a kasnije vešta<br />
tačkih đubriva. . Tome doprinose još<br />
uzgajanje mahunarki (leguninoza), procesi fermentacije<br />
fekalija i procesi u zemljištu.<br />
Što se tiče e procesa u zemljištu<br />
ovi su još uvek neispitani dovoljno, pa se ne zna tačno koji su<br />
to procesi koji najviše e doprinose emisiji azotovih oksida.<br />
Gržeti<br />
etić 12
SF 6 & CCl 4<br />
Sumpor heksafluorid SF 6 ima ogroman<br />
potencijal za <strong>globalno</strong> <strong>zagrevanje</strong>. 1 kg SF 6<br />
ima potencijal <strong>globalno</strong>g zagrevanja koliko<br />
ima 23 tone CO 2 tikom 100 godina.<br />
Ugljenterahlorid CCl 4 ima potencijal<br />
<strong>globalno</strong>g zagrevanja koji je 1800 veći i od<br />
CO 2 .<br />
Gržeti<br />
etić 13
OBAVEZE ZEMALJA ČLANICA<br />
KYOTO PROTOKOLA<br />
<br />
Obaveze razvijenih zemalja ugovornica Kjoto <strong>protokol</strong>a<br />
Protokol ima za cilj da kvantifikuje obaveze i utvrdi dinamiku<br />
smanjenja nacionalnih emisija gasova sa efektom staklene<br />
bašte<br />
za svaku državu<br />
članicu<br />
Konvencije koja se nalazi na<br />
listi u Aneksu 1 Konvencije (sve<br />
industrijske zemlje i zemlje u<br />
tranziciji).<br />
Ovim Protokolom se industrijske zemlje sveta<br />
obavezuju da svoje emisije gasova sa efektom staklene bašte<br />
smanje u proseku za 5,2% u odnosu na referentnu 1990.god., i<br />
to u periodu od 2008. do 2012.god. Sve zemlje koje imaju<br />
obavezu kvantifikovanog smanjenja emisija navedene su u<br />
Aneksu B Kjoto <strong>protokol</strong>a.<br />
Gržeti<br />
etić 14
OBAVEZE ZEMALJA ČLANICA<br />
KYOTO PROTOKOLA<br />
Obaveze zemalja u razvoju- ugovornica Kjoto<br />
<strong>protokol</strong>a<br />
Za zemlje u razvoju, među kojima je i Srbija, ovaj<br />
Protokol nije predvideo nikakve nove obaveze u<br />
odnosu na one koje su predviđene Konvencijom, tj.<br />
nije predvideo obavezu kvantifikovanog smanjivanja<br />
emisija gasova sa efektom staklene bašte<br />
te, ali je<br />
ostavljena mogućnost<br />
da svaka od njih u bilo kom<br />
trenutku takvu obavezu preuzme, , u skladu sa svojim<br />
mogućnostima<br />
nostima, uključivanjem<br />
u Aneks 1 Konvencije<br />
i Aneks B Protokola.<br />
Gržeti<br />
etić 15
PROGNOZE<br />
Prognoze ekspertskog tima UN i Svetske<br />
meteorološke organizacije su su da može e doći i do<br />
porasta temperature od 1 do 6 stepeni. Prema<br />
najgorem scenariju, ako ništa ne promenimo i ne<br />
poštujemo<br />
Kjoto <strong>protokol</strong>, porast temperature će e biti<br />
oko 6 stepeni. Ako se strogo primenjuje Kjoto<br />
<strong>protokol</strong> i najvećom mogućom om brzinom pređe sa<br />
fosilnih goriva na obnovljive izvore energije<br />
(klimatske resurse – sunce, vetar, biomasa), kojih ima<br />
sasvim dovoljno, tako da možemo da zaboravimo na<br />
fosilna goriva i nuklearne elektrane, porast<br />
temperature će e biti mnogo manji.<br />
Gržeti<br />
etić 16
Mehanizmi trgovine emisijama<br />
<br />
Odredbama Kjoto <strong>protokol</strong>a datim u članovima 6, 12<br />
i 171<br />
7 predviđeno p<br />
je uvođenje mehanizama trgovine<br />
emisijama, čime je omogućen izvestan stepen<br />
fleksibilnosti za industrijske zemlje i zemlje u<br />
tranziciji u pogledu ispunjavanja njihovih osnovnih<br />
obaveza koje se odnose na kvantifikovano<br />
smanjivanje emisija gasova sa efektom staklene bašte.<br />
Gržeti<br />
etić 17
Mehanizmi trgovine emisijama<br />
Mehanizam<br />
zajedničke<br />
implementacije: do<br />
2008.god. industrijski razvijene zemlje imaju<br />
mogućnost<br />
da rezultat smanjenja emisija<br />
ostvaren kroz projekte zajedničke<br />
realizacije<br />
na teritoriji drugih zemalja iz Aneksa<br />
Konvencije, pripišu ispunjavanju dela svojih<br />
preuzetih obaveza.<br />
Gržeti<br />
etić 18
Mehanizmi trgovine emisijama<br />
Mehanizam čistog razvoja (CDM- Clean Development<br />
Mechanism):<br />
omogućuje uje industrijski razvijenim<br />
zemljama i drugim zemljama sa liste iz Aneksa 1<br />
Konvencije da izvrše e implementaciju projekata kojima se<br />
redukuju emisije gasova sa efektom staklene bašte u<br />
zemljama u razvoju, pri čemu<br />
sertifikovane iznose<br />
redukcije emisija generisane takvim projektom mogu<br />
pripisati ispunjavanju dela svojih obaveza u pogledu<br />
smanjenja emisija (sertifikovani(<br />
iznos se oduzima od<br />
kvote industrijske zemlje kao investitora čistog razvoja i<br />
dodaje kvoti nacionalnih emisija zemlje u razvoju koja je<br />
u CDM projektu primalac čiste tehnologije, čime se<br />
zemlja u razvoju praktično zadužuje uje dodatnim kvotama<br />
emisija koje će e u budućnosti morati da smanjuje).<br />
Gržeti<br />
etić 19
Mehanizmi trgovine emisijama<br />
<br />
<br />
<br />
Mehanizam<br />
trgovine emisijama: ovaj mehanizam mogu koristiti<br />
samo zemlje koje su na listi u Aneksu 1 Konvencije (industrijske<br />
zemlje i zemlje u tranziciji),<br />
na taj način<br />
što<br />
deo svojih dodeljenih<br />
količina<br />
ina emisija koje mogu emitovati u toku obavezujućeg<br />
eg perioda,<br />
mogu transferisati drugoj zemlji sa liste iz Aneksa 1 Konvencije.<br />
Kako bi se zemljama članicama<br />
Kjoto <strong>protokol</strong>a olakšalo alo prihvatanje<br />
odredaba sporazuma i istovremeno dao podstrek SAD da mu pristupi,<br />
<strong>protokol</strong> dozvoljava korišćenje i ovog "fleksibilnog mehanizma“ -<br />
trgovina emisijama ugljen dioksida. Prema sporazumu, nacije koje<br />
emituju manje gasova staklene bašte od predviđene kvote mogu da<br />
prodaju emisione kredite zemljama većim zagađivačima.<br />
ima.<br />
To znači i da kompanije koje uspešno redukuju emisije u većoj meri<br />
od tražene ili nisu dostigle emisije koje su im dozvoljene, mogu da<br />
trguju emisionim kreditima sa kompanijama koje nisu uspele ili nisu n<br />
u stanju da ostvare postavljene zahteve. Koncept je sa određenim<br />
uspehom primenjen za smanjivanje emisija uzročnika smoga i kiselih<br />
kiša.<br />
Gržeti<br />
etić 20
Mehanizmi trgovine emisijama<br />
Srbija iako ima rezervi u emisiji gasovima<br />
staklene bašte do sada nije prodavala svoje<br />
kvote ni jednoj razvijenoj zemlji.<br />
Gržeti<br />
etić 21
Atmosfera<br />
Gržeti<br />
etić 22
Atmosfera<br />
Promena<br />
temperature<br />
sa visinom<br />
Gržeti<br />
etić 23
Atmosfera<br />
<br />
<br />
Promena pritiska<br />
sa visinom<br />
Vazduh je stišljiv<br />
ljiv,<br />
zato je gustina<br />
vazduha na 0 m<br />
nadmorske visine<br />
1,2 kg/m 3 , dok je<br />
na 5000 m<br />
nadmorske visine<br />
njegova gustina<br />
svega 0,7 kg/m 3.<br />
Gržeti<br />
etić 24
SASTAV ATMOSFERE<br />
Gasovi<br />
Koncentracija<br />
Azot (N 2<br />
) 78.08% zapreminskih (ili<br />
780,800 ppmv)<br />
Kiseonik (O 2<br />
) 20.95% zapreminskih (ili<br />
209,500 ppmv)<br />
Argon (Ar(<br />
Ar) 0.93% zapreminskih (ili<br />
9,300 ppmv)<br />
Vodena para (H 2<br />
O) 0 to 1 or 2% zapreminskih (ili<br />
do 20,000 ppmv)<br />
Ugljen dioksid (CO 2<br />
) 365 ppmv<br />
Vodonik (H 2<br />
) 500 ppbv<br />
Helijum (He) 524 ppbv<br />
Neon (Ne) 1818 ppmv<br />
Ozon (O ) u 3<br />
troposferi 0.02 do 0.1 ppmv<br />
Ozone (O ) u 3<br />
stratosferi 0.1 do 10 ppmv<br />
Metane(CH 4<br />
) 1.7 ppmv<br />
Azot oksid (N 2<br />
O) 0.31 ppmv<br />
Freon CFC-12 (CF Cl 2 2 ) 0.5 ppbv<br />
Freon CFC-11 (CFCl 3<br />
) 0.3 ppbv<br />
Gržeti<br />
etić 25
ELEKTROMAGNETNI<br />
SPEKTAR<br />
Podela:<br />
Radio talasi<br />
Mikrotalasi<br />
Infracrveno zračenje<br />
Vidljiva svetlost<br />
Ultraljubičasto<br />
asto<br />
zračenje<br />
Rendgensko<br />
zračenje<br />
Gama zračenje<br />
Gržeti<br />
etić 26
Spektar zračenja<br />
sa Sunca<br />
Najveći i deo radijacije sa<br />
sunca koncentrisan je na<br />
vidljivi deo spektra. . Uska<br />
energetska traka od 400<br />
do 700 nm predstavlja<br />
43% od ukupne radijacije<br />
koja stiže e sa Sunca na<br />
Zemlju. Talasne dužine<br />
kraće e od vidljivog<br />
vog spektra<br />
(
Koje zračenje Zemlja emituje<br />
Sunce emituje energiju na višim talasnim dužinama nego Zemlja.<br />
Gržeti<br />
etić 28
UV zračenje<br />
U ovu oblast spada<br />
ultravioletno<br />
zračenje<br />
(UV) koje<br />
se deli na talasno<br />
područje:<br />
• od 200 do 280<br />
nm i naziva se<br />
UV-C C zračenje,<br />
• od 280 do 320<br />
nm egzistira UV-<br />
B zračenje, a<br />
• od 320-400<br />
nm<br />
UV-A A zračenje.<br />
Slika: Raspodela ozona sa visinom.<br />
Stepen prodiranja UV zračenja do zemlje. Na površinu Zemlje stiže<br />
94% od UV-A, 6% od UV-B i 0% od UV-C zračenja.<br />
Gržeti<br />
etić 29
IR zračenja<br />
Infracrveno zračenje se deli na:<br />
• Daleku infracrvenu oblast (1mm do 10µm)<br />
• Srednju infracrvenu oblast (10µm m do 2,5µm m )<br />
• Blisku infracrvenu oblast (2.500nm do 750nm)<br />
Gržeti<br />
etić 30
Sudbina zračenja sa Sunca<br />
Vidljiva svetlost se<br />
na različite ite načine<br />
odbija, apsorbuje na<br />
Zemlji.<br />
Akumulirana<br />
energija poreklom sa<br />
Sunca na Zemlji se<br />
potom reemituje u<br />
obliku nevidljivog<br />
infracrvenog<br />
zračenja.<br />
Gržeti<br />
etić 31
Apsorpcija zračenja<br />
P o<br />
- primarno zračenje<br />
b – absorbujući sloj<br />
P – propušteno zračenje<br />
Gržeti<br />
etić 32
CO 2 : Apsorpcija IR zračenja<br />
Talasna dužina Frekvencija Talasni broj u cm -1 Energija u kJ/mol<br />
3*10<br />
Gržeti<br />
etić 100µm - 1µm<br />
12 Hz -<br />
100 - 10000 1 - 100<br />
33<br />
3*10 14 Hz
CH 4 : Apsorpcija IR zračenja<br />
4000 cm –1 = 2500 nm; 1000 cm –1 = 10000 nm; 100 cm –1 = 100000 nm<br />
Gržeti<br />
etić 34
N 2 O: Apsorpcija IR zračenja<br />
Gržeti<br />
etić 35
Apsorpcija IR zračenja<br />
Talasna dužina Frekvencija Talasni broj u cm -1 Energija u kJ/mol<br />
3*10<br />
Gržeti<br />
etić 100µm - 1µm<br />
12 Hz -<br />
100 - 10000 1 - 100<br />
36<br />
3*10 14 Hz
Apsorpcija IR zračenja<br />
Gasovi<br />
Koncentracija<br />
Vodena para (H 2<br />
O) 0 to 1 or 2% zapreminskih (ili<br />
do 20,000 ppmv)<br />
Ugljen dioksid (CO 2<br />
) 365 ppmv<br />
Metane(CH 4<br />
) 1.7 ppmv<br />
Azot oksid (N 2<br />
O) 0.31 ppmv<br />
Freon CFC-12 (CF Cl 2 2 ) 0.5 ppbv<br />
Freon CFC-11 (CFCl 3<br />
) 0.3 ppbv<br />
Apsorpcija IR zračenja u prisustvu ugljendioksida je posebno<br />
značajna jer je ovaj gas, kao teži od vazduha, koncentrovan pri<br />
površini Zemlje tako da je u tim delovima atmosfere apsorpcija<br />
najveća. To znači da su efekti staklene bašte u prizemnim<br />
delovima troposfere najveći.<br />
Gržeti<br />
etić 37
Apsorpcija zračenja sa Sunca<br />
UV VIS IR near IR far<br />
4000 cm –1 = 2,5 µm<br />
1000 cm –1 = 10 µm<br />
100 cm –1 = 100 µm<br />
Gržeti<br />
etić 38
Gasovi staklene<br />
bašte<br />
Promena<br />
koncentracije<br />
gasova<br />
staklene bašte<br />
tokom<br />
poslednjih 150<br />
godina<br />
Gržeti<br />
etić 39
Trendovi promene koncentracije gasova staklene<br />
bašte u poslednjih nekoliko godina<br />
Gržeti<br />
etić 40
Zadržavanje avanje IR zračenja na Zemlji<br />
Gržeti<br />
etić 41
Posledica - <strong>globalno</strong> <strong>zagrevanje</strong><br />
Gržeti<br />
etić 42
GLEČERI ERI KOJI NESTAJU<br />
Gržeti<br />
etić 43
Izvori gasova staklene bašte<br />
Gržeti<br />
etić 44
POTEŠKO<br />
KOĆE E OKO KJOTO<br />
PROTOKOLA<br />
<br />
<br />
<br />
SAD ie najveći i na svetu proizvođač gasova staklene bašte (više<br />
od jedne trećine emisija zemalja Aneksa I u 1990. godini Krajem<br />
1999. godine). Emisija gasova koji stvaraju efekat staklene bašte<br />
u SAD se povecala za 12% iznad vrednosti izmerenih u 1990.<br />
godini i procenjuje se povećanje od 10% do 2008.<br />
Povećanje emisije ovih gasova važi i i za druge industrijski<br />
razvijene zemlje, posebno za Japan i Kanadu. Na kraju se može<br />
zaključiti da, iako je primena ovog <strong>protokol</strong>a i neophodna i<br />
pravno obavezujuća, , izvršavanje međunarodnih obaveza i dalje<br />
ostaje sveopšti problem, posebno kada ono podrazumeva velike<br />
ekonomske troškove za države potpisnice – reč je o milijardama<br />
dolara.<br />
Jedna od fatalnih posledica neprimenjivanja ovog <strong>protokol</strong>a je<br />
<strong>globalno</strong> <strong>zagrevanje</strong> koje postaje sve ozbiljnije.<br />
Gržeti<br />
etić 45
Change language