Математичне моделювання та просторовий аналіз процесів емісії парникових газів від використання палива у промисловості України і Польщі

Abstract

Дисертація присвячена розробленню математичних моделей для здійснення просторового аналізу процесів емісії парникових газів при видобуванні та переробці різних видів палива та емісій від спалювання викопного палива у промисловості Польщі та Україні, які дають можливість враховувати особливості кожного джерела емісії та його географічне розміщення. З допомогою цих моделей досліджено леткі емісії парникових газів, які виникають внаслідок видобування та переробки викопного палива. Розроблено математичні моделі процесів емісії парникових газів у промисловому секторі, які базуються на представленні потужних підприємств точковими джерелами, а населених пунктів з великою кількістю дрібних підприємств – площинними джерелами емісії. Здійснено просторовий аналіз емісій парникових газів у видобувній та переробній промисловостях Польщі та України з використанням геоінформаційних технологій, а також аналіз невизначеності результатів просторової інвентаризації парникових газів у досліджуваних секторах з врахуванням особливостей кожного джерела емісії. Диссертация посвящена разработке математических моделей для осуществления пространственного анализа процессов эмиссии парниковых газов при добыче и переработке различных видов топлива и эмиссий от сжигания ископаемого топлива в промышленности Польши и Украины, которые дают возможность учитывать особенности каждого источника эмиссии и его географическое расположение. С помощью этих моделей исследованы летучие эмиссии парниковых газов, образующихся в результате добычи и переработки ископаемого топлива. Разработаны математические модели процессов эмиссии парниковых газов в промышленном секторе, основанные на представлении мощных предприятий точечными источниками, а населенных пунктов с большим количеством мелких предприятий  плоскостными источниками эмиссии. Осуществлен пространственный анализ эмиссий парниковых газов в добывающей и перерабатывающей промышленностях Польши и Украины с использованием геоинформационных технологий, а также анализ неопределенности результатов пространственной инвентаризации парниковых газов в исследуемых секторах с учетом особенностей каждого источника эмиссии. This thesis addresses the development of mathematical models for spatial inventory of greenhouse gas emission processes in the industrial sector of Ukraine and Poland, which make it possible to take into account the features of each emission source and its geographical location. A review of known approaches to the assessment of greenhouse gas emissions in various sectors of economic activity was carried out and expediency of spatial inventory has been clarified in the first chapter. In the second chapter the mathematical models of emission processes from extraction and processing of different types of fuels have been created. In this thesis the fugitive emissions of carbon dioxide and methane caused by extraction, transportation and processing of oil, natural gas and coal were took into account, and the emissions of carbon dioxide, methane and nitrous oxide from the use of fossil fuels in coke plants and oil refining were estimated. The emission processes are analyzed at the level of separate emissions sources. To implement the spatial inventory a digital map of emission sources has been created, and numerical experiments have been carried out. The results of the spatial inventories are visualized using digital maps. In the third chapter the geoinformation technology for spatial analysis of processes of greenhouse gases emission caused by industry in Poland and Ukraine has been developed. The mathematical models and software have been elaborated, which make it possible to calculate the emissions and to form a geospatial database of emissions. In the fourth chapter the retrospective analysis of inventory reports has been done. Using Monte-Carlo methods, the analysis of uncertainty of the results of spatial inventory of greenhouse gas emissions in the industrial sector in Ukraine and Poland has been done.