DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 1/10 Den nye luftvejledning konsekvenser for kraftvarmeværker Jan Jensen Afdelingschef, Forbrændingsteknik og miljø Dansk Gasteknisk Center Indledning Miljøstyrelsen udsendte i oktober 2000 udkast til vejledningen Begrænsning af luftforurening fra virksomheder (Luftvejledningen) i høring. Den nye vejledning skal erstatte vejledning Nr. 6/1990 af samme navn. Udkastet er derfor en opdatering af et i forvejen reguleret område, og revisionen er dels en konsekvens af, at godkendelsesordningen for virksomheder er ændret, dels et ønske om at forenkle og præcisere anvendelsen af vejledningen. Sidstnævnte gælder i særdeleshed energianlæg, som i modsætning til tidligere har fået et væsentligt selvstændigt afsnit og i øvrigt ligestilles med andre virksomheder. NO x,-uhc- og CO-emissioner fra kraftvarmeanlæg er i forvejen reguleret i henhold til Bekendtgørelse nr. 720, 1998, men ligestillingen med andre virksomheder betyder, at alle andre emissioner fra KV anlæg er reguleret i henhold til Luftvejledningen. Miljøstyrelsen behandler nu høringssvarene til vejledningsudkastet. Pr. april 2001 forventer Miljøstyrelsen, at den nye vejledning træder i kraft medio 2001. For energianlæg forventes nogle overgangsordninger og ændringer i forhold til udkastet. Væsentlige forslag til ændringer af Luftvejledningen Indledningsvis i udkastet præciseres, at det grundlæggende princip ved forureningsbegræsning er BAT (Best Available Techniques). BAT er ikke et nyt princip i miljøreguleringen, men i den nye vejledning er der væsentlig mere fokus på BAT end tidligere. For energianlæg er de væsentligste ændringer, at anlæggene fremover skal overholde massestrøms- og emissionsgrænser som øvrige virksomheder. For 414.00 h:\414\00\2001\jkj-hma-dgf kraftvarme konference 2-3. maj 2001-notat.doc 27-04-01
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 2/10 de gasmotorbaserede KV-anlæg har dette især betydning på grund af formaldehydemissionen. Endvidere at der for fyringsanlæg indført brændselsafhængige emissionsgrænser for NO x, CO og støv for anlæg større end 120 kw. Endelig kan en række energianlæg i henhold til det nuværende udkast blive omfattet af ændrede og mere omfattende kontrolvilkår, end tilfældet er i dag. Begreber og definitioner Følgende grænseværdier anvendes som grundlag for reguleringen: Massestrømsgrænsen er en grænse for, hvornår der skal anvendes emissionsbegrænsning. Hvis massestrømmen er større end massestrømsgrænsen, skal emissionsgrænsen overholdes. Hvis emissionen er større end emissionsgrænsen, bør der således foretages rensning eller ske en omlægning af produktionen på en sådan måde, at emissionsgrænsen overholdes. Læg mærke til, at massestrømsgrænsen anvendes som et kriterium for, hvornår det kan være aktuelt at begrænse emissionen fra virksomheden. Den er ikke en egentlig grænseværdi, der skal overholdes. Emissionsgrænsen er en grænse for koncentrationen af forurening i den luft eller røggas, virksomheden udsender gennem et afkast. AMS-kontrolgrænsen er en grænse for, hvornår der skal installeres et automatisk målende system eller foretages stikprøvekontrol. B-værdien (Bidragsværdien) er den enkelte virksomheds samlede maksimalt tilladelige bidrag til tilstedeværelsen af et forurenende stof i luften i omgivelserne udenom virksomheden dvs. immissionen. B-værdien skal altid være overholdt. B-værdier beregnes ud fra kendskab til skorstensforhold og emission. B-værdier kan ikke måles. Massestrøm Herved forstås den mængde stof pr. tidsenhed som ville udgøre hele virksomhedens udledning af et givet stof eller stofklasse, såfremt der ikke blev foretaget emissionsbegrænsning. Massestrømmen fastlægges altså inden
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 3/10 egentlige rensningsanlæg, men efter procesanlæg. Massestrømmen midles over ét skift (7 timer). Hvis en massestrømsgrænse overskrides, og hvis emissionskoncentrationen er større end emissionsgrænsen, bør der gennemføres emissionsbegrænsning, således at den angivne emissionsgrænse overholdes for hvert afkast. Tegning af massestrøm Emission Ved emission forstås udsendelse til atmosfæren af forurenende stoffer i fast, flydende eller gasformig tilstand. Grænseværdierne gælder også for aerosoler, som i denne sammenhæng klassificeres som støv. Emissionsgrænsen gælder for hvert enkelt afkast og angives i mg/normal m 3, dvs. mg af det forurenende stof pr. kubikmeter emitteret (udsendt) gas omregnet til referencetilstanden (0 o C, 101,3 kpa, tør gas). Ved emission fra forbrændingsprocesser benyttes referencetilstanden (0 o C, 101,3 kpa, tør røggas ved 10% O 2 ), hvor intet andet er angivet. I visse brancher kan der benyttes andre referencetilstande. Der tages da udgangspunkt i det realistiske O 2 -indhold i røggassen for branchens procesudstyr og driftsforhold.
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 4/10 Tegning af emission B-værdi og immission Den enkelte virksomheds maksimalt tilladelige bidrag til tilstedeværelsen af et forurenende stof i luften som immission betegnes B-værdi. B-værdien anvendes ved den beregning, der bør foreligge for ethvert afkast, som udsender forurenende stoffer til luften. I disse beregninger er B-værdien en middelværdi over en time, der ikke må overskrides mere end 1% af tiden, det vil sige højst 7 timer af en måneds samlede timer. B-værdiens størrelse i mg/m 3 luft for de enkelte forekommende stoffer er fastlagt af Miljøstyrelsen efter procedurer og principper for fastsættelse af grænseværdier for kemiske stoffer. B-værdierne gælder uanset baggrundskoncentrationen. B-værdien må ikke forveksles med kvalitetskrav til luft, som nævnt i miljøbeskyttelseslovens 14 eller metoden for måling heraf. For at bestemme, om B-værdien overholdes, foretages der en spredningsberegning for afkastet med OML-modellen med anvendelse af den fastsatte emissionsgrænse og den maksimale luftmængde. Er der ikke fastsat en
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 5/10 emissionsgrænse, anvendes den maksimale timeemission og den maksimale luftmængde. En liste om gældende B-værdier er ikke indeholdt i luftvejledningen. Miljøstyrelsen udgiver en separat vejledning med B-værdier. Tegning af immission Massestrøms- og emissionsgrænser I vejledningen opdeles de forurenende stoffer i 2 hovedgrupper. Hovedgrupperne er igen opdelt i stofgrupper og klasser. Stoffernes opdeling Hovedgruppe Stofgruppe Klasse 1. Særligt farlige (Kun én gruppe) I og II 2. Farlige Uorganisk støv af farlig art NO x I, II og III SO 2 Damp- eller gasformige uorganiske stoffer Organiske stoffer Støv i øvrigt I, II,III, og IV I, II og III Såfremt en virksomhed har flere afkast eller emitterer flere forskellige stoffer, skal der tages hensyn til dette ved beregning af emissioner og afkasthøjder. Afkasthøjder beregnes som hidtil efter OML metoden.
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 6/10 Til hovedgruppe 1 henføres kemiske stoffer, om hvilke det i dag vides, at de er særligt farlige for sundheden eller særligt skadelige for miljøet. Indplacering af farlige kemiske stoffer i hovedgruppe 1 sker enten på basis af deres giftighed, langtidsvirkninger på helbredet og/eller uacceptable virkninger i naturen. Til hovedgruppe 1 hører fx PAH, dioxiner, asbest og formaldehyd. Nedenfor er vist de vejledende massestrøms- og emissionsgrænser for stoffer i hovedgruppe 1. Vejledende massestrømsgrænser og emissionsgrænser for stoffer der henføres til hovedgruppe 1, når emissionsbegrænsning ved absolutfiltrering eller forbrænding ikke er mulig. Hovedgruppe 1 B-værdi Klasse Massestrømsgrænse Emissionsgrænse mg/normal m 3 mg/m 3 g/h < 0,001 I 0,5 0,25 > 0,001 II 25 2,5 Til hovedgruppe 2 henføres andre sundheds- eller miljøskadelige stoffer end hovedgruppe 1 stoffer. Hovedgruppe 2 stoffer er opdelt i 6 stofgrupper og nogle stofgrupper er igen opdelt i klasser: Hovedgruppe 2 1. Uorganisk støv af farlig art (Klasse I, II og III) 2. NO x 3. SO 2 4. Damp- eller gasformige uorganiske stoffer. (Klasse I, II, III og IV) bortset fra NO x og SO 2 ) 5. Organiske stoffer (Klasse I, II og III) 6. Støv i øvrigt
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 7/10 Inddelingen i klasser er baseret dels på viden om stoffernes farlighed for sundheden og skadelig virkning på miljøet dels på i hvor høj grad det er teknisk og økonomisk muligt at begrænse emissionen. Ændringer for energianlæg Inddelingen af de forurenede stoffer i hovedgrupper og klasser, samt de tilhørende massestrømsgrænser er stort set uændrede i udkastet i forhold til den gældende Luftvejledning. Den afgørende forskel er, at energianlæg også skal overholde massestrøms- og emissionsgrænserne, for stoffer som hidtil ikke har været reguleret for energianlæg. Således er formaldehyd, acetaldehyd og olietåge/aerosol alle stoffer der tilhører hovedgruppe 1 og som emitteres fra gasmotoranlæg. Med hensyn til de traditionelle forureningskomponenter NO x og CO (hovedgruppe 2), sker der ingen ændringer for KV-anlæg. Energianlæg (herunder KV-anlæg) er som hidtil generelt ikke omfattet af massestrømsgrænserne for disse komponenter, men skal blot opfylde B-værdierne (som er uændrede). Emissionsgrænserne for NO x, CO og UHC for KV-anlæg er fastlagt i en separat bekendtgørelse og de påvirkes ikke af Luftvejledningen. Energianlæg udgør et separat afsnit i Luftvejlendingen, og som noget helt nyt indføres emissionsgrænser for fyringsanlæg over 120 kw. Emissionsgrænserne omfatter NO x, CO, støv og en række tungmetaller for anlæg fyret med naturgas, gasolie, fuelolie, spildolie, kul, biomasse, træ, halm og affald. Gasfyrede fyringsanlæg For nye gasfyrede anlæg (0,12-50 MW) foreslås følgende emissionsgrænser: CO: 75 mg/m 3 n tør røggas (10% O 2 ) NO x (regnet som NO 2 ): 65 mg/m 3 n tør røggas (10% O 2 )
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 8/10 For eksisterende anlæg accepteres op til 100 mg NO x /m 3 n tør røggas (10% O 2 ). For anlæg mindre end 5 MW bestemmes skorstenshøjden som anført i Gaseller Bygningsreglementet eller ved OML beregning. For anlæg over 5 MW anvendes OML beregning. For anlæg over 50 MW reguleres emissionerne i henhold til bekendtgørelse nr. 518 af 20. juni 1995. Det vurderes, at nogle ældre gasfyrede anlæg kan have problemer med at overholde kravet på 100 mg NO x /m 3 n tør røggas (10% O 2 ). Der gives i udkastet ingen retningslinier for, hvorledes en overskridelse skal håndteres, og om der fx er en retsbeskyttelsesperiode. Referencetilstanden på 10% O 2 synes også uhensigtsmæssigt for fyringsanlæg, da disse normalt ikke opererer ved så højt luftoverskud. Gasfyrede motoranlæg Gasmotorer emitterer som andre motorer en række uønskede stoffer til omgivelserne. De almindelig kendte, og i bekendtgørelsen (720, 5. okt. 1998) regulerede, er emissionen af CO, NO x, og UHC (uforbrændte kulbrinter). Hvad der måske er mindre kendt er, at gasmotoranlæg også emitterer en lang række andre komponenter, herunder smøreolieaerosoler, aldehyder og lugt. DGC har veldokumenteret viden om ovennævnte emissioner baseret på målinger foretaget på kraftvarmeværkerne (feltmålinger). Tabellen viser typiske emissioner fra gasmotoranlæg for disse emissioner. Emissioner fra naturgasmotorer på danske kraftvarmeværker Komponent Emission min-maks (middel) Massestrøm for 1 MW e middel Formaldehyd 37-88 (50) mg/m 3 250 g/h Acetaldehyd 1,2-7,6 (5,0) mg/m 3 25 g/h Smørreolieaerosol 13-19 (16) mg/m 3 40 g/h Lugt 1200-31000 (7000) LE/m 3 - (Aktuel 0 2, våd røggas)
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 9/10 Udover disse specifikke komponenter er der en række andre komponenter, hvor emissionsniveauet er ukendt, men hvor der på baggrund af udenlandske erfaringer og analogier til bilmotorer mm. kan forventes, at en emission af stofferne finder sted. Denne gruppe inkluderer f.eks. PAH. Formaldehyd, acetaldehyd og olietåge/aerosol tilhører alle hovedgruppe 1. Dermed kræves i henhold til udkastet emissionsgrænserne overholdt for stofferne, når massestrømmen er større end 25 g/h (for stoffer med B-værdi > 0,001 mg/m 3 ). Emissionsgrænsen angives generelt til 2,5 mg/m 3 for hovedgruppe 1 stoffer, dog for formaldehyd 1-5 mg/m 3. Et typisk 1 MW e værk udsender en røggasmængde på ca. 5000 m 3 /h, hvorfor massestrømmen af uønskede komponenter bliver betydelig, selv for et lille kraftvarmeværk (Tabel). For gasmotoranlæg vil der således blive tale om betydelige overskridelser af massestrømsgrænserne, og dermed vil der blive stillet krav om rensning, og for de store KV-værker krav om enten kontinuerlig måling eller stikprøvekontrol. De gasturbinebaserede anlæg forventes ikke at få problemer med at overholde de skærpede krav. Kontrol I udkastet foreslås følgende kontrol for gasfyrede anlæg: Gasfyrede anlæg med en indfyret effekt på 5-30 MW bør ved præstationskontrol kontrollere, at grænseværdien for NO x og CO er overholdt. Gasfyrede anlæg med en indfyret effekt på over 30 MW bør være forsynet med måle- og reguleringsudstyr for ilt (O 2 ) til styring af forbrændingsprocessen og med AMS måleudstyr for NO x. Hvis der stilles yderligere emissionsgrænser for støv, CO og aldehyder bør der ved præstationskontrol kontrolleres, at grænseværdierne overholdes. Ved beregning af skorstenshøjder for fyringsanlæg er det sædvanligvis B- værdierne for NO x eller SO 2, der er dimensionerede. B-værdien for NO x (for
DGC-notat DGF KRAFTVARME konference 2.-3. maj 2001 10/10 den del, der foreligger som NO 2 ) er uændret 0,125 mg/m 3 og for SO 2 uændret 0,250 mg/m 3. Beregning af skorstenshøjder for KV-anlæg sker som hidtil i henhold til OML metoden. For KV-anlæg kan B-værdien for formaldehyd være dimensionerende. Hvornår skal miljøkravene opfyldes? For de gasmotorbaserede KV-værker udgør udkastet til den ny Luftvejledning en betydelig skærpelse af miljøkravene, som det vil kræve en væsentlig økonomisk indsats at honorere. På baggrund af dette bragte Ingeniøren, nr. 10, 9. marts 2001 artiklerne Skrappere miljøkrav vil koste værker dyrt og Slut med udslip fra jysk værk. Folketingets Energipolitiske Udvalg bad derfor Miljø- og energiministeren om at kommentere artiklerne, hvilket skete i form af et notat (EPU bilag 460) fra Miljøstyrelsen den 5. april 2001. Miljøstyrelsen oplyser i notatet, at den på baggrund af høringssvarene fra bl.a. DGC og DONG, har tænkt sig, at grænseværdierne for formaldehyd i Luftvejledningen kun skal gælde for nye gasmotoranlæg større end 5 MW og først fra 1. juli 2003. Med hensyn til de bestående anlæg overvejer Miljøstyrelsen at foreslå en revision af bekendtgørelsen om gasmotorer, så grænseværdien for formaldehyd fremover også skal gælde for bestående gasmotorer. Miljøstyrelsen er i denne forbindelse indstillet på: at grænseværdien kun skal gælde for de helt store gasmotoranlæg, at der skal findes en rimelig overgangsperiode og at der skal gives rimelige frister til etablering af rensningsanlæggene. Der er således lagt op til en lempelse af det foreliggende udkast med hensyn til formaldehyd. Revisionen af Bekendtgørelsen for motorer vil ske efter sædvanlig høringsprocedure.