Математичне моделювання та просторовий аналіз емісії парникових газів при виробництві електро- та теплоенергії в Україні та Польщі

Abstract

Дисертація присвячена розробленню математичних моделей для здійснення просторового аналізу емісій парникових газів при виробництві електро- та теплоенергії в Україні та Польщі, які дають можливість враховувати технологічні особливості кожного джерела емісії та географічне розміщення відповідних підприємств досліджуваної галузі. Здійснено просторовий аналіз емісій парникових газів в енергетичному секторі при виробництві електро- та теплоенергії в України та Польщі з використанням геоінформаційних технологій. Розроблено математичні моделі процесів емісії парникових газів при виробництві електро- та теплоенергії, які базуються на представленні електрогенеруючих підприємств точковими джерелами, а населених пунктів з централізованим теплозабезпеченням – площинними джерелами емісій. Здійснено аналіз невизначеності результатів просторової інвентаризації парникових газів при виробництві електро- та теплоенергії в Україні та Польщі з врахуванням технологічних особливостей кожного джерела емісії. Диссертация посвящена разработке математических моделей для осуществления пространственного анализа эмиссий парниковых газов при производстве электро - и теплоэнергии в Украине и Польше, которые дают возможность учитывать технологические особенности каждого источника эмиссии и географическое размещение соответствующих предприятий исследуемой отрасли. Осуществлен пространственный анализ эмиссий парниковых газов в энергетическом секторе при производстве электро - и теплоэнергии в Украине и Польше с использованием геоинформационных технологий. Разработаны математические модели процессов эмиссии парниковых газов при производстве электро - и теплоэнергии, которые базируются на представлении электрогенерирующих предприятий точечными источниками эмиссий, а населенных пунктов с централизованным обеспечением тепловой энергией – плоскостными источниками эмиссий. Осуществлен анализ неопределенности результатов пространственной инвентаризации парниковых газов при производстве электро - и теплоэнергии в Украине и Польше с учетом технологических особенностей каждого источника эмиссии. This thesis addresses the development of mathematical models for spatial analysis of greenhouse gas (GHG) emissions in the production of electricity and heat in Ukraine and Poland, which make it possible to take into account technological features of each emission source and geographical location of the studied enterprises. Spatial analysis of greenhouse gas emissions in the energy sector of the electricity and heat production in Ukraine and Poland with the use of GIS has been done. The mathematical models of greenhouse gas emissions caused by production of electricity and heat have been developed, that are based on presenting electricity generation plants as point emission sources, and settlements with central heat distribution as area-type emission sources. The mathematical models of greenhouse gas emissions caused by electricity generation are based on the principle of disaggregation of statistical data to the level of point-type emission sources, and provide an opportunity to consider the specifics of available national data in Ukraine and Poland. The mathematical models of the emission of greenhouse gases caused by fossil fuel burning during the centralized heat production are based on the principle of disaggregation of statistical data to the level of area-type emission sources, and make it possible to take into account regional characteristics of the analyzed processes and specifics of available statistical data. The developed GIS technology for analysis of greenhouse gas emissions during production of electricity and heat takes into account the specifics of technological processes at the regional level (used fossil fuel, its net calorific values, and emission coefficients), and makes it possible to build the spatial cadasters of emissions. Using the developed approaches, mathematical models, and software tools which implement them, the computational experiments have been conducted, the spatial cadasters of greenhouse gas emissions in the production of electricity and heat in Ukraine and Poland have been created, and territorial unevenness of these processes has been analyzed. Taking into account technological features of each emission source, the analysis of uncertainty of the results of spatial inventory of greenhouse gas emissions in the production of electricity and heat in Ukraine and Poland has been done, using Monte-Carlo methods and symmetrical and unsymmetrical (lognormal) distributions of probabilistic variables.