Правовая позиция относительно стандартного содержания кислорода для ДВС при нормировании выбросов

Третьим абзацем пункта 1.3 Нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ из стационарных источников, утвержденных приказом Минприроды от 27.06.2006 № 309, установлено стандартное содержание кислорода, к которому приводятся концентрации в газообразных продуктах горения: 3 % для жидкого и газообразного топлива, 6 % для твердого топлива, 15 % для газовых турбин и дизельных двигателей. Двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающие на бензине и природном газе, в перечне не названы.

Отсутствие в третьем абзаце пункта 1.3 приказа № 309 отдельного значения для двигателей с искровым зажиганием в отечественной практике иногда воспринимается как определенная позиция — отнесение таких двигателей к категории «жидкое и газообразное топливо» со стандартным содержанием кислорода 3 %. Учитывая массовое применение децентрализованных источников электроснабжения — генераторных и когенерационных установок с такими двигателями — этот вопрос приобрел практическое значение при установлении нормативов предельно допустимых выбросов и определении соответствия им.

Статьей 7 Закона Украины «Об охране атмосферного воздуха» и пунктом 1 Порядка, утвержденного постановлением Кабинета Министров Украины от 28.12.2001 № 1780, нормативы предельно допустимых выбросов определены как устанавливаемые для пылегазовоздушных смесей, отводимых от отдельных типов оборудования, сооружений.

Пунктом 2 Порядка разработки и утверждения нормативов предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ из стационарных источников, утвержденного постановлением Кабинета Министров Украины от 28.12.2001 № 1780, предусмотрено, что нормативы предельно допустимых выбросов определяются с учетом требований национального законодательства и законодательства Европейского Союза.

Письмом Министерства охраны окружающей природной среды от 11.02.2009 № 1123/11/10-09 разъяснено, что до разработки технологических нормативов допустимых выбросов для технологического оборудования, оснащения (установок) замеренную концентрацию выбросов следует приводить к содержанию кислорода, предусмотренному законодательством Европейского Союза (Директивы ЕС, протоколы, Сборники наилучших доступных технологий и прочее), и лишь в случае отсутствия такого законодательства — в соответствии с третьим абзацем пункта 1.3 приказа № 309. Технологические нормативы допустимых выбросов для двигателей внутреннего сгорания в Украине не утверждены.

Законодательство Европейского Союза во всех формах, названных в указанном письме, содержит для двигателей внутреннего сгорания — для всех видов топлива без исключения — одно значение стандартного содержания кислорода:

1) Гетеборгский протокол (1999) к Конвенции ЕЭК ООН о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния. Сфера: стационарные двигатели — газовые и двухтопливные номинальной тепловой мощностью свыше 1 МВт, дизельные свыше 5 МВт. Приложением V Протокола о борьбе с подкислением, эвтрофикацией и приземным озоном (Гетеборг, 1999, в редакции 2012 года, действующей с 07.10.2019) к Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния, Стороной которой Украина является в соответствии с Указом Президиума Верховного Совета УССР от 13.05.1980 № 231-X, установлены предельные значения выбросов оксидов азота для новых стационарных двигателей — газовых, двухтопливных и дизельных — в диапазоне 95–225 мг/Нм³ при стандартном содержании кислорода 15 %.

Примечание. В первоначальной редакции 1999 года Приложение V устанавливало для стационарных двигателей предельные значения 250–600 мг/Нм³ при стандартном содержании кислорода 5 %. Поправками 2012 года референтное содержание кислорода изменено на 15 % без изменения уровня требований: 500 мг/Нм³ при 5 % O₂ соответствует 190 мг/Нм³ при 15 % O₂. Действующей является редакция 2012 года.

2) Выводы по НДТ для крупных сжигательных установок (Решение (ЕС) 2021/2326). Сфера: сжигательные установки номинальной тепловой мощностью от 50 МВт. Выводами о наилучших доступных технологиях для крупных сжигательных установок (вид деятельности 1.1 Приложения I к Директиве 2010/75/ЕС), утвержденными Имплементационным решением Комиссии (ЕС) 2021/2326, в общих положениях определены референтные условия для уровней выбросов, связанных с наилучшими доступными технологиями: сухой газ, 273,15 К, 101,3 кПа; референтное содержание кислорода — 3 % при сжигании жидкого и/или газообразного топлива не в газовой турбине или двигателе и 15 % при сжигании жидкого и/или газообразного топлива в газовой турбине или двигателе.

3) Директива 2010/75/ЕС о промышленных выбросах (IED). Сфера: сжигательные установки номинальной тепловой мощностью от 50 МВт. Пунктом 1 частей 1 и 2 Приложения V Директивы 2010/75/ЕС о промышленных выбросах установлено, что все значения предельно допустимых выбросов рассчитывают при температуре 273,15 К, давлении 101,3 кПа, после поправки на содержание водяного пара в отходящих газах и при стандартизированном содержании O₂ — 6 % для твердого топлива, 3 % для установок сжигания, иных чем газовые турбины и газовые двигатели, использующих жидкое и газообразное топливо, и 15 % для газовых турбин и газовых двигателей.

В соответствии с пунктом 34 статьи 3 Директивы 2010/75/ЕС термин «газовый двигатель» означает двигатель внутреннего сгорания, работающий по циклу Отто и использующий для сжигания топлива искровое зажигание или, в случае двухтопливных двигателей, воспламенение от сжатия. Пункт 24 той же статьи определяет топливо как любое твердое, жидкое или газообразное горючее вещество. Следовательно, понятие «газовый двигатель» является признаком конструкции двигателя и принципа сжигания топлива, но не его вида.

4) Директива (ЕС) 2015/2193 о средних сжигательных установках (MCPD). Сфера: сжигательные установки номинальной тепловой мощностью от 1 МВт до менее 50 МВт. Приложением II Директивы (ЕС) 2015/2193 об ограничении выбросов некоторых загрязняющих веществ в воздух от средних сжигательных установок установлено, что значения предельно допустимых выбросов определены при температуре 273,15 К, давлении 101,3 кПа, после поправки на содержание водяного пара в отходящих газах и при стандартизированном содержании O₂, которое составляет 6 % для установок на твердых видах топлива, 3 % для установок (кроме двигателей и газовых турбин) на жидких и газообразных видах топлива и 15 % для двигателей и газовых турбин.

Директива (ЕС) 2015/2193 применяется к сжигательным установкам номинальной тепловой мощностью от 1 МВт до менее 50 МВт (статья 2(1)). Пороговое значение 5 МВт и даты 1 января 2025 года и 1 января 2030 года, приведенные в Директиве, касаются исключительно сроков приведения существующих установок в соответствие (статья 6(2), (3)) и сферы ее действия не меняют. Таблица 3 части 1 и таблица 2 части 2 Приложения II, содержащие предельно допустимые выбросы для двигателей и газовых турбин, градации по номинальной тепловой мощности не имеют.

5) Регламенты Комиссии (ЕС) 813/2013 и 814/2013 (Ecodesign). Сфера: отопительные приборы и водонагреватели (в том числе когенерационные приборы и тепловые насосы с двигателем внутреннего сгорания) номинальной тепловой мощностью до 400 кВт без ограничения по электрической мощности; проектом нового регламента сфера расширена до 1 МВт. Для установок, мощность которых ниже сферы действия Директивы (ЕС) 2015/2193, нормирование выбросов от двигателей внутреннего сгорания осуществляется Регламентами Комиссии (ЕС) 813/2013 (Приложение II, пункт 5) и (ЕС) 814/2013 (Приложение II), которыми для приборов с двигателем внутреннего сгорания номинальной тепловой мощностью до 400 кВт и без ограничения по электрической мощности установлены одинаковые предельные значения выбросов оксидов азота — 240 мг/кВт·ч подведенной энергии топлива по высшей теплоте сгорания для газообразного топлива и 420 мг/кВт·ч для жидкого топлива, независимо от типа прибора и его мощности.

В пересчете на концентрацию в сухих дымовых газах при нормальных условиях через удельный объем продуктов сгорания при стехиометрии (0,771 Нм³/кВт·ч для природного газа, 0,822 Нм³/кВт·ч для бензина; для газойля — 0,828) указанные значения составляют 89 и 146 мг/Нм³ при стандартном содержании кислорода 15 %. Эти значения соответствуют предельным значениям, установленным Приложением II Директивы (ЕС) 2015/2193 для новых двигателей при 15 % O₂ — 95 мг/Нм³ для природного газа и 190 мг/Нм³ для жидкого топлива.

Подготовленным Комиссией регламентом, заменяющим Регламент (ЕС) 813/2013, сфера распространена на приборы номинальной тепловой мощностью до 1 МВт с прямым исключением установок, охваченных Директивами 2010/75/ЕС и (ЕС) 2015/2193.

Кроме того, национальными технологическими нормативами допустимых выбросов загрязняющих веществ из теплосиловых установок, утвержденными приказом Минприроды от 22.10.2008 № 541 (в редакции приказа Минэкологии от 16.02.2018 № 62), пунктом 4 определено стандартное содержание кислорода, к которому приводится предельная массовая концентрация загрязняющего вещества: 6 % в случае сжигания твердого топлива, 3 % в случае сжигания газообразного и жидкого топлива, 15 % в случае сжигания газообразного и жидкого топлива в газовых турбинах и стационарных двигателях. Категория «стационарные двигатели» определена без ограничения по виду топлива.

Приведенный европейский и отечественный опыт вместе с физикой процесса приводят к выводу, что стандартное содержание кислорода является характеристикой типа установки, а не вида топлива, — и при таком прочтении третий абзац пункта 1.3 приказа № 309 приобретает последовательный смысл. Таким образом, стандартное содержание кислорода 15 %, установленное третьим абзацем пункта 1.3 приказа № 309 для газовых турбин и дизельных двигателей, распространяется на все стационарные двигатели внутреннего сгорания, в том числе работающие на любом жидком или газообразном топливе, во всем диапазоне мощностей, на которые распространяется действие приказа № 309. Иного стандартного содержания кислорода для двигателей внутреннего сгорания ни национальное законодательство, ни законодательство Европейского Союза не устанавливают.