UPPDRAGSLEDARE. Linn Arvidsson UPPRÄTTAD AV. Monika Bubholz

Transkript

1 Underbilaga A4 UPPDRAG UPPDRAGSLEDARE Linn Arvidsson DATUM UPPDRAGSNUMMER UPPRÄTTAD AV Monika Bubholz Sammanfattning av gällande -rekommendationer För Hammarbyverkets befintliga och planerade verksamhet gäller EU-kommissionens referensdokument IPPC Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on Best Available Techniques for Large Combustion Plants, July I och med EU kommissionens antagande av industriutsläppsdirektivet (Industrial Emissions Directive 2010/75/EU) så kommer har en mer framträdande roll i kraven vid tillståndsprocessen. referensdokumenten (BREF) innehåller totalt cirka 600 sidor som här komprimerats till 9Fel! Bokmärket är inte definierat. sidor med direkt fokus på vid de typer av förbränningsanläggningar som finns vid Hammarbyverket. Ytterligare urval av innehållet i brefdokumentet har även skett för att erhålla ett antal -rekommendationer som är direkt tillämpliga i aktuellt fall. Numrering överensstämmer med BREF och hänvisningarna görs till BREF. Brefdokumentet innehåller inte någon information som rör specifikt biooljor. De rekommendationer som rör oljepannorna i Hammarbyverket är därför de som brefdokumentet beskriver för flytande bränslen. Det bör noteras att de utsläpps- eller förbrukningsnivåer som är möjliga genom inte utgör gränsvärden för utsläpp eller för förbrukning. Kapitel 5 BREF Combustion Techniques for Biomass and Peat Generell för alla pannor som använder biomassa eller torv. För Hammarbyverket gäller detta för den eller de pelletspannor som kommer att upprättas vid anläggningen. De hänvisningar som ges syftar till kapitel 5 i dokumentet IPPC för stora förbränningsanläggningar från juli Sammanfattningen har gjorts utifrån de förhållanden som är aktuella för Hammarbyverket, vilket innebär att rekommendationer kring torv eller andra bränslen som ej är relevanta inte har tagits med Lossning, lagring och hantering av biobränsle, (torv) och additiver -rekommendationer för att förhindra utsläpp från lossning, lagring och hantering av biobränslen och additiver som till exempel ammoniak med flera sammanfattas i Tabell 1. Observera att ej relevanta rekommendationer inte har tagits med. Sweco Industry AB 1 (9)

2 Tabell 1. för lossning, lagring och hantering av biobränslen och additiver Stoft och partiklar Användning av lastning- och lossningsutrustning som minimerar höjden när bränsle släpps ner i bränslelagret/på stacken, för att minska diffus damning. Placering av transportörer på tillräcklig höjd över mark så att skador orsakade av fordon och annan utrustning kan förebyggas. Användning av slutna transportörer med ändamålsenligt utformad, robust utsugnings- och filtreringsutrusning vid överföringspunkter i systemet för att förhindra utsläpp av stoft. Användning av effektiva transportsystem för att minimera uppkomst och transport av damm vid anläggningen. Användning av god design och goda konstruktions- och byggnadsmetoder och lämpligt underhåll. Vattenföroreningar Lagring på tät yta med avledning, uppsamling och sedimentering av förorenat vatten. Uppsamling av dagvatten (regnvatten) som sköljer bort bränsle på ytor för bränslelagring och rening av detta uppsamlade dagvatten (sedimentering eller annan avloppsvattenrening) före utsläpp. Brandskydd Övervakning av lagerområden för fasta bränslen med automatiska system för upptäckt av brand orsakad av självantändning, och för att identifiera riskpunkter Hälso- och säkerhetsrisker vid användning av ammoniak För hantering och lagring av ren ammoniak i vätskeform: trycktankar för ren ammoniak i vätskeform >100 m 3 bör byggas med dubbla väggar och förläggas under mark. Tankar på 100 m 3 eller mindre bör tillverkas med utrustning för kylning. Från säkerhetssynpunkt är användning av ammoniak löst i vatten mindre riskabel än lagring och hantering av ren flytande ammoniak Förbehandling av bränsle Förbehandling av fasta bränslen bör ske utifrån bestämning av storlek och föroreningar hos bränslet. Syftet är att säkerställa stabila förbränningsförhållanden och begränsa utsläppstoppar. Torkning av biomassa anses också vara men är knappast aktuellt här Förbränning Vid förbränning av biomassa anses följande tekniker vara : pulvriserad förbränning, förbränning på fluidiserad bädd och förbränning på spreader stoker rost. Användandet av ett avancerat datastyrt kontrollsystem för att uppnå hög effektivitet på pannan med förbränningsförhållanden som ger lägre utsläpp av emissioner är också Energieffektivitet Ett varsamt utnyttjande av naturresurserna och effektiv energianvändning är två av de viktigaste kraven i IPPC-direktivet. I det här avseendet är effektiviteten vid energiframställningen en viktig indikator när det gäller utsläpp av koldioxid (CO 2 ) som har stor betydelse för klimatpåverkan. Ett sätt att minska koldioxidutsläppen per framställd energienhet är att optimera energianvändning- 2 (9)

3 en och energiproduktionen. En ökning av verkningsgraden påverkas av lastförhållandena, kylsystem och utsläpp, typ av bränsle som används, bränslets fukthalt, energiförluster vid rökgasrening etc. Nivån på energieffektivitet som kan uppnås vid användandet av åtgärder vid förbränning av biobränsle visas i Tabell 2. Tabell 2. Nivå på termisk effektivitet relaterad till användandet av olika åtgärder Förbränningsteknik Eleffektivitet Rosterpanna Runt 20 Spreader stoker > 23 Fluidiserad bädd > Termisk effektivitet (netto) (%) Bränsleeffektivitet (kraft-värmeproduktion) Beroende på den specifika anläggningen och värme- och elbehovet. Samtidig produktion av värme och el är den viktigaste -åtgärden för att åstadkomma en hög bränsleeffektivitet och bör tas i åtanke när värmebehovet är tillräckligt högt Partikelutsläpp (stoft) För avskiljning av stoft i rökgaser från nya och befintliga förbränningsanläggningar anses användandet av textila spärrfilter eller elektrofilter vara. Då uppsamlingsgraden av stoft i elektrofilter beror på svavelhalten så ger biobränslen, med lågt svavelinnehåll, inte lika bra effekt som ett textilfilter. Ett textilfilter uppnår normalt utsläppsnivåer under 5 mg/nm 3 och är den teknik som föredras för att minska stoftutsläpp. Enbart cykloner och mekaniska uppsamlare anses inte vara men de kan användas för primär rening i rökgasreningssystemet. Slutsatser om för stoftavskiljning och de utsläppsnivåer som kan förknippas med dessa metoder sammanfattas i Tabell 3. Tabell 3. för att reducera stoftutsläpp från biobränsleeldade anläggningar. Kapacitet (MW v) Stoftutsläppsnivå (mg/nm 3 ) Reningsteknik Mätning av utsläpp Textilfilter/ Elektrofilter Kommentar: Minskningsnivån för textilfilter anses vara 99,95 % eller högre och är därför förstahandsvalet för att minska stoftutsläppen för biobränsleeldade anläggningar. Minskningsnivån för elektrofilter anses vara 99,5 % eller högre Tungmetaller Utsläpp av tungmetaller beror på att de förekommer som naturliga beståndsdelar i olika bränslen. De flesta av de beaktade tungmetallerna frigörs genom komplicerade kemiska och fysikaliska processer. En större del av tungmetallerna förångas under förbränningsprocessen och binds slutligen till partiklar (flygaska). för minskning av tungmetallutsläppen innebär därför 3 (9)

4 användning av högeffektiva stoftavskiljare, till exempel textilfilter (>99,95 % stoftavskiljning) eller elektrofilter (>99,5 % stoftavskiljning). Textilfilter bör utgöra förstahandsval med hänsyn till SO 2 -utsläpp Utsläpp av svaveloxider härrör huvudsakligen från svavel i bränslet. Biobränslen innehåller mycket låga halter av svavel. I brefdokumentet anges att ett trädbaserat biobränsle kan eldas i fluidiserad bädd panna utan speciell svavelrening NO x -utsläpp De kväveoxider som avges vid förbränningen är kvävemonoxid (NO) och kvävedioxid (NO 2 ) som sammantaget betecknas NO x. BREF beskriver hur NO x -utsläppen kan reduceras hos pulvereldade pannor som använder torv som bränsle. Även om det ej beskrivs i brefdokumentet så kan de rekommendationerna även appliceras på pulvereldade pannor som använder trädbränslen. Det anses vara att använda olika primära åtgärder i pulvereldade pannor. Det innebär till exempel att avancerade låg NO x brännare används i kombination med andra primära åtgärder som rökgasåterföring, stegad förbränning och reburning. Dessutom är SNCR och SCR möjliga åtgärder för att reducera NO x -utsläppen och är därför en del av. För att undvika ammoniakslip vid SNCR kan ett lager av SCR-katalysator sättas in i ekonomiserområdet. Då reduceras även NO x -utsläppen ytterligare. -slutsatserna för att reducera NO x utsläpp summeras i Tabell 4. Tabell 4. för minskning och kontroll av NO x-utsläpp för biobränsleeldade anläggningar vid 6 % O 2 Kapacitet (MW v) Förbränningsteknik Utsläpp av NO x (mg/nm 3 ) Reningsteknik Mätning av Befintliga anläggningar utsläpp Pulverförbränning Fluidiserad bädd Kombination av primära åtgärder och om nödvändigt SNCR och/eller SCR Kombination av primära åtgärder CO-utsläpp Kolmonoxid (CO) uppträder alltid som en mellanprodukt vid förbränning. för att minimera CO-utsläppen är fullständig förbränning, som åstadkoms med god utformning av förbränningsrummet, användning av modern teknik för processövervakning och processtyrning och underhåll av förbränningssystemet. Dessutom så innebär ett optimerat system för NO x -reducering även att CO-utsläppsnivåerna hålls nere kring mg/nm 3. 1 Brefdokumentet tar inte upp några andra förbränningstekniker i det här avsnittet. 4 (9)

5 5.5.1 Ammoniak (NH 3 ) En nackdel med att använda SNCR och SCR system är utsläpp av oreagerad ammoniak till luften (ammoniakslip). Det anses vara att utsläppen på ammoniak är under 5 mg/nm Dioxiner och furaner I några biobränsleeldade anläggningar har utsläpp av dioxiner och furaner mätts och en nivå på under 0,1 ng/nm 3 anses vara möjlig att nå Buller Texten i brefdokumentet rör endast förbränning av halm Vattenföroreningar Olika flöden av avloppsvatten genereras vid drift av en biobränsleeldad anläggning. För att minska utsläppen till vatten och för att undvika vattenförorening så finns det en rad olika tekniker som summeras i Tabell 5 nedan och som mer utförligt beskrivs i ett tidigare kapitel i brefdokumentet (kapitel 5.4.8). Den första delen, som beskriver vattenrening vid avsvavling i våtskrubber är inte direkt aktuell här. Tabell 5. för att minska utsläpp av avloppsvatten Teknik Miljönytta Applicerbarhet Våt rökgasrening (endast gällande vid förhållanden enligt kapitel 5.4.8) Vattenbehandling genom flockning, sedimentering, filtrering, jonbyte och neutralisering Avskiljning av fluorid, tungmetaller, COD och suspenderade ämnen Slutet vattensystem Minskat avloppsvattenutsläpp Askuppfuktning med avloppsvatten Slaggsläckning och transport Slutet system med filtrering eller sedimentering Regenerering vid avsaltningsutrustning och kondensatrening Minskat avloppsvattenutsläpp Minskat avloppsvattenutsläpp Neutralisering och sedimentering Minskat avloppsvattenutsläpp Spolning av panna (tuber mm), luftförvärmare och elektrofilter Neutralisering och slutet system eller utbyte mot torra rengöringssystem Dagvattenavrinning Sedimentering eller kemisk behandling och intern återan- Minskat avloppsvattenutsläpp Minskat avloppsvattenutsläpp 5 (9)

6 vändning Kapitel 6 BREF Combustion Techniques for Liquid Fuels Brefdokumentet innehåller inte några rekommendationer som specifikt rör biooljor. Då bioolja är ett flytande bränsle sammanfattas rekommendationer för flytande bränslen i texten nedan. Kapitel i att förhindra utsläpp av emissioner vid lossning, lager och hantering av flytande bränsle återfinns i Tabell 6 nedan. Tabell 6. för lossning, lagring och hantering av flytande bränslen. Vattenföroreningar Användning av lagertankar för flytande bränslen som omges av täta invallningar med kapacitet att rymma 75 % av totalvolymen av alla tankar eller åtminstone totalvolymen av den största tanken. Lagringsytan ska vara utformad så att läckage från de övre delarna av tankarna och från transportsystemet fångas upp och hålls kvar i invallningen. Tankinnehåll skall tydligt anges och larm anslutas och användas. Automatiska kontrollsystem kan användas för att förhindra att tankar överfylls. Placering av pipelines på säkra, öppna områden över mark så att läckor snabbt kan upptäckas och så att skador från fordon och andra redskap förebyggs. Om nedgrävda rör används så kan deras position dokumenteras och markeras och säkra schaktningssystem användas. För rör som inte är åtkomliga kan rör med dubbla väggar och automatisk kontroll av avståndet mellan väggarna användas. Uppsamling av dagvatten (regnvatten) som sköljer bort bränsle på ytor för bränslelagring och rening av detta uppsamlade dagvatten (sedimentering eller annan avloppsvattenrening) före utsläpp Förbehandling av flytande bränslen för användning i motorer och gas turbiner Ej aktuellt i detta fall för pannor som använder flytande bränslen Energieffektivitet De åtgärder som beskrivs i kapitel ovan för att öka verkningsgraden kan även appliceras på pannor som använder flytande bränslen Partikel- och tungmetallutsläpp För att minska utsläpp av partiklar och tungmetaller anses det att vara att använda elektrofilter eller textilfilter. Cykloner och mekaniska uppsamlare anses inte vara men kan användas för primär rening i rökgasreningssystemet. Då flytande bränslen ofta innehåller tungmetaller vilka avdunstar i förbränningsprocessen och kondenserar senare i processen och hamnar i flygaskan så används främst elektrofilter. Textilfilter används men det finns en risk för brand i 6 (9)

7 filtret. Brandrisken kan dock reduceras om textilfilter används i kombination med avsvavling för rökgasen. Det är att genomföra regelbunden mätning av tungmetaller med ett intervall på mellan ett till tre år. Slutsatser om för stoftavskiljning och de utsläppsnivåer som kan förknippas med dessa metoder sammanfattas i Tabell 7. Tabell 7. för att reducera stoftutsläpp från anläggningar som använder flytande bränslen (vid 3 % O 2). Kapacitet (MW v) Stoftutsläppsnivå (mg/nm 3 ) Reningsteknik Mätning av utsläpp Textilfilter/Elektrofilter Textilfilter/Elektrofilter i kombination med våt avsvavlingsteknik SO 2 -utsläpp Användandet av flytande bränslen som har låg svavelhalt och eller en avsvavlingsenhet anses vara. Dock så räcker det ofta inte för större anläggningar över 100 MW v att enbart använda bränslen med låg svavelhalt. Tekniker som kan användas och anses vara är våt skrubbermetod (92-98 % reduktionsnivå) och halvtorr skrubbermetod (85-92 % reduktionsnivå). Våt skrubbermetod är dyr för mindre anläggningar och anses inte vara för anläggningar i storleksordningen mindre än 100 MW v. En sammanfattning av för avsvavling och de utsläppsnivåer som förknippas med dessa tekniker visas i Tabell 8. Tabell 8. för att undvika och kontrollera utsläpp av svaveldioxider från anläggningar som använder flytande bränslen (vid 3 % O 2-halt). Kapacitet (MW v) Utsläppsnivåer för SO 2 (mg/nm 3 ) som förknippas med Möjliga för att nå dessa utsläppsnivåer Bränsleolja med lågt svavelinnehåll, torr eller halvtorr metod för avsvavling Bränsleolja med lågt svavelinnehåll och torr, halvtorr eller våt metod för avsvavling (beroende på anläggningsstorlek) Mätning av utsläpp NO x -utsläpp 7 (9)

8 För förbränningsanläggningar som använder flytande bränslen så anses framförallt primära och/eller sekundära metoder som SCR vara. För anläggningar över 50 MW v och särskilt för större anläggningar över 100 MW v så anses vara primära åtgärder i kombination med SCR. För anläggningar under 100 MW v anses en kombination av olika primära åtgärder vara. En möjlig teknik kan vara att installera OFA-ingångar (over fired air) men det kräver ett förbränningsrum med tillräcklig höjd och möjligheter för bränslet att helt förbrännas. En sammanfattning av möjligheter för att undvika och kontrollera NO x -utsläpp visas i Tabell 9 nedan. Tabell 9. för minskning och kontroll av NO x-utsläpp för anläggningar som använder flytande bränslen vid 3 % O 2 Kapacitet (MW v) Utsläpp av NO x (mg/nm 3 ) Reningsteknik Mätning av utsläpp Kombination av primära åtgärder (luft- och bränslestegning, låg NO x- brännare, etc) Kombination av primära åtgärder (luft- och bränslestegning, låg NO x- brännare, reburning, etc) i kombination med SNCR och/eller SCR Kolmonoxid (CO) för att minimera CO-utsläppen är fullständig förbränning som åstadkoms med god utformning av förbränningsrummet, användning av modern teknik för processövervakning och processtyrning och underhåll av förbränningssystemet. Dessutom så innebär ett optimerat system för NO x -reducering även att CO-utsläppsnivåerna hålls nere kring mg/nm Ammoniak (NH 3 ) En nackdel med att använda SNCR och SCR system är utsläpp av oreagerad ammoniak till luften (ammoniakslip). Det anses vara att utsläppen på ammoniak är under 5 mg/nm Vattenföroreningar Olika flöden av avloppsvatten genereras vid drift av en anläggning som använder flytande bränslen. För att minska utsläppen till vatten och för att undvika vattenförorening så finns det en rad olika tekniker som summeras i För att minska utsläppen till vatten och för att undvika vattenförorening så finns det en rad olika tekniker som summeras i Tabell 4 nedan. Den första delen, som beskriver vattenrening vid avsvavling i våtskrubber är inte direkt aktuell här. Tabell 9 nedan och som mer utförligt beskrivs i ett tidigare kapitel i brefdokumentet (kapitel 6.4.6). Eftersom det finns risker för olyckor vid oljetransport eller lager vid en oljeeldad anläggning så måste hänsyn tas till risker för oljeföroreningar. Riskerna är dock inte annorlunda än vid den normala risk som förknippas med oljetransport eller lagring generellt så det finns inga specifika problem att hantera ur denna aspekt. 8 (9)

9 Små mängder av oljeförorenat vatten kan inte förhindras uppstå vid en anläggning. Oljeavskiljningsbrunnar är generellt tillräckliga för att undvika miljöskada. För att minska utsläppen till vatten och för att undvika vattenförorening så finns det en rad olika tekniker som summeras i Tabell 10 nedan. Den första delen, som beskriver vattenrening vid avsvavling i våtskrubber är inte direkt aktuell här. Tabell 10. för att minska utsläpp av avloppsvatten Teknik Miljönytta Applicerbarhet Våt metod för avsvavling Vattenbehandling genom flockning, sedimentering, filtrering, jonbyte och neutralisering Ammoniakreduktion genom air stripping, nederbörd eller biologisk nedbrytning Slutet vattensystem Avskiljning av fluorid, tungmetaller, COD och suspenderade ämnen Minskat ammoniakinnehåll Minskat avloppsvattenutsläpp endast om ammoniakhalten i avloppsvattnet är högt på grund av att SNCR eller SCR har använts innan avsvavlingen Regenerering vid avsaltningsutrustning och kondensatrening Neutralisering och sedimentering Minskat avloppsvattenutsläpp Spolning av panna (tuber mm), luftförvärmare och elektrofilter Neutralisering och slutet system eller utbyte mot torra rengöringssystem Dagvattenavrinning Sedimentering eller kemisk behandling och intern återanvändning Minskat avloppsvattenutsläpp Minskat avloppsvattenutsläpp Restprodukter vid förbränning Att återanvända restprodukter i processen istället för att deponera dem anses vara det bästa tillgängliga alternativet. Askan, speciellt från tjockolja, innehåller en stor andel oförbränt kol. Eftersom det finns många olika möjligheter att använda restprodukter och de alla ger upphov till olika kvalitetskriterium för till exempel för aska så behandlar inte brefdokumentet detta. Kvalitetskriterierna har ofta att göra med hur restprodukten är uppbyggd och beror ofta på mängden och andelen av skadliga ämnen i restprodukten som aska, löslighet av tungmetaller etc. 9 (9)