Underbilaga B3 Fortum Värme AB Spridning- och depositionsberäkningar Hammarbyverket Uppdragsnummer 1331234 Göteborg 2012-09-25 Sweco Environment AB Leif Axenhamn 1 (41) Sweco Vatten & Miljö Gullbergs Strandgata 3 Box 2203, 403 14 Göteborg Telefon 031-62 75 00 Telefax 031-62 77 22 www.sweco.se Sweco Environment AB Org.nr 556346-0327 säte Stockholm Ingår i Sweco-koncernen Leif Axenhamn Luftvårdsspecialist Telefon direkt 031-62 77 74 Mobil 0734-12 27 74 leif.axenhamn@sweco.se
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Sammanfattning 3 1 Bakgrund 8 2 Syfte och beskrivning av beräkningsalternativ 8 3 Metod, bedömningsgrunder och förutsättningar 8 3.1 Depositionsberäkningar 9 3.2 Belastningsgränser och kritisk belastning 10 3.3 Nationella och regionala miljömål 10 3.4 Miljökvalitetsnormerna 10 4 Beräkningsområde 13 5 Bakgrundshalter av Kvävedioxid och Partiklar(PM 10 ) 13 6 Beräkningsunderlag och utsläpp till omgivningsluft 16 6.1 Utsläppsdata enligt nollalternativ 16 6.2 Utsläppsdata enligt sökt alternativ 17 6.3 Utsläppsdata enligt sökt alternativ kallår 18 6.4 Skorstensspecifika data använda i spridningsberäkningarna 19 7 Meteorologi 20 7.1 Vinddata 20 8 Resultat från spridningsberäkningarna 21 9 Resultat från depositionsberäkningarna 36 2 (41)
1 Sammanfattning Sweco Environment AB har på uppdrag av AB Fortum Värme utfört bedömning av påverkan på omgivningsluften från framtida planerad verksamhet med en ny pellets panna vid kraftvärmeverket, Hammarbyverket i Stockholms kommun. Beräkningarna ingår i ansökan från AB Fortum Värme med anledning av planerad förändring av nuvarande verksamhet. I arbetet ingår spridningsberäkningar och depositionsberäkningar. Spridningsberäkningarna omfattar utsläpp av svaveldioxid, kväveoxider och partiklar. Depositionsberäkningarna omfattar utsläpp av svavel, kväve, partiklar. Resultat från spridningsberäkningarna Beräkningarna är utförda för tre alternativ: dels nollalternativ vilket innebär att verksamheten drivs vidare med stöd av gällande tillstånd och dels ett planerat ansökt alternativ. För att simulera ett fall vid kall väderlek och den högsta bränslekapacitet som då kan krävas av anläggningen så har antagits en situation med 10 % kallare väderlek än ett normalår. Detta kallas för kallår. Bolaget ansöker om att fortsätta driften vid Hammarbyverket med de nuvarande pannorna samt att uppföra en eller två nya pannor för pellets enligt följande sammanfattande alternativ: Nollalternativ: Hammarbyverket drivs vidare med stöd av gällande tillstånd utan utbyggnad eller förnyelse av pannbeståndet. Sökt alternativ: En eller två nya biopelletseldade panna/pannor varvid de två befintliga biooljepannorna övergår till mer utpräglad spets- och reservdrift. Sökt alternativ kallår: Motsvarar sökt alternativ men för en situation med 10 % kallare väderlek än ett normalår. För varje alternativ har beräknats två scenarier. Dels har förväntat årligt utsläpp beräknats, dels högsta årliga utsläpp. Högsta årliga utsläpp tar hänsyn till vissa driftstörningar etc. I spridningsberäkningarna har använts de högsta årliga utsläppen för att inte riskera att underskatta verksamhetens påverkan på omgivningen. 3 (41)
Resultaten från spridningsberäkningarna sammanfattas i nedanstående tabell 1 till tabell 6 och avser de högsta beräknade halterna inom beräkningsområdet. Tabell 1. Beräknade högsta haltbidrag från nollalternativ, sökt alternativ och sökt alternativ kallår som årsmedelvärden Parameter Haltbidrag, nollalternativ Haltbidrag, sökt alternativ Haltbidrag, sökt alternativ kallår MKN, årsmedelvärden Kvävedioxid < 0,05 µg/m 3 < 0,1 µg/m 3 < 0,1 µg/m 3 40 µg/m 3 PM 10 < 0,01 µg/m 3 < 0,01 µg/m 3 < 0,01 µg/m 3 40 µg/m 3 Miljökvalitetsnormerna för kvävedioxid och partiklar PM10 innehålls i de områden som påverkas mest av utsläppen från den ansökta verksamheten. Tabell 2. Beräknade haltbidrag från nollalternativ, sökt alternativ och sökt alternativ kallår som dygnsmedelvärden (98 resp. 90-percentiler) Parameter Haltbidrag, nollalternativ Haltbidrag, sökt alternativ Haltbidrag, sökt alternativ kallår MKN, 98- percentilvärden dygn Kvävedioxid < 1 µg/m 3 < 1 µg/m 3 < 1 µg/m 3 60 µg/m 3 Svaveldioxid < 1 µg/m 3 < 1 µg/m 3 < 1 µg/m 3 100 µg/m 3 PM 10 (90 %-il) < 0,01 µg/m 3 < 0,02 µg/m 3 < 0,05 µg/m 3 50 µg/m 3 (90 %-il) När det gäller percentilvärden för dygnsmedelvärden riskerar normen att överskridas för kvävedioxid och partiklar som PM 10 inom det aktuella beräkningsområdet (enligt SLB- Analys), dock är påverkan i detta område från den ansökta verksamheten utan betydelse.. Tabell 3. Beräknade haltbidrag från nollalternativ, sökt alternativ och sökt alternativ kallår som timmedelvärden (98-percentiler) Parameter Haltbidrag, nollalternativ Haltbidrag, sökt alternativ Haltbidrag, sökt alternativ kallår MKN, 98- percentilvärden timma Kvävedioxid < 1 µg/m 3 < 1 µg/m 3 < 2 µg/m 3 90 µg/m 3 Svaveldioxid < 1 µg/m 3 < 0,5 µg/m 3 < 1 µg/m 3 200 µg/m 3 För 98-percentilvärdena timbaserade, inryms halterna av kvävedioxid och svaveldioxid i hela beräkningsområdet. Den ansökta verksamhets bidrag av svaveldioxid och kvävedioxid saknar betydelse. 4 (41)
Tabell 4. Beräknade haltbidrag från nollalternativ, sökt alternativ och sökt alternativ kallår som dygnsmedelvärden (99-percentiler) Parameter Haltbidrag, nollalternativ Haltbidrag, sökt alternativ Haltbidrag, sökt alternativ kallår MKN, 99-percentilvärden dygn Svaveldioxid < 2 µg/m 3 < 2 µg/m 3 < 2 µg/m 3 125 µg/m 3 För 99-percentilvärdena dygnbaserade, inryms halterna av svaveldioxid inom hela beräkningsområdet. Den ansökta verksamhets bidrag är av minimal betydelse. Tabell 5. Beräknade haltbidrag från nollalternativ, sökt alternativ och sökt alternativ kallår som timmedelvärden (99,7-percentiler) Parameter Haltbidrag, nollalternativ Haltbidrag, sökt alternativ Haltbidrag, sökt alternativ kallår MKN, 99,7- percentilvärden timma Svaveldioxid < 5 µg/m 3 < 5 µg/m 3 < 10 µg/m 3 350 µg/m 3 För 99,7-percentilvärdena timbaserade, inryms halterna av svaveldioxid inom hela beräkningsområdet. Den ansökta verksamhetens bidrag är av liten betydelse. Tabell 6. Beräknade haltbidrag från nollalternativ, sökt alternativ och sökt alternativ kallår som timmedelvärden (99,8-percentiler) Parameter Haltbidrag, nollalternativ Haltbidrag, sökt alternativ Haltbidrag, sökt alternativ kallår MKN, 99,8-percentilvärden timma Kvävedioxid < 5 µg/m 3 < 5 µg/m 3 < 10 µg/m 3 200 µg/m 3 För 99,8-percentilvärdena timbaserade, inryms halterna av kvävedioxid inom hela beräkningsområdet. Den ansökta verksamhets bidrag är av liten betydelse. 5 (41)
Årsmedelvärde Årsmedelvärde dygn 90-percentil dygn 90-percentil dygn 98-percentil dygn 98-percentil timma 98-percentil timma 98-percentil timma 99,7-percentil timma 99,7-percentil timma 99,8-percentil timma 99,8-percentil Sammanställning av Miljökvalitetsnormen och beräknade halter En sammanställning av miljökvalitetsnormerna för kvävedioxid, svaveldioxid och partiklar(pm 10 ) i jämförelse mot de högst beräknade halterna (sökt alternativ kallår) redovisas i nedanstående tabell 7. Tabell 7. Miljökvalitetsnormerna och beräknade halter Miljökvalitetsnormerna jämfört mot de högsta beräknade halterna 350 350 300 250 µg/m 3 200 150 200 200 Kvävedioxid Svaveldioxid Partiklar 100 100 90 50 40 40 50 60 0 0.10.01 0.05 1 1 2 1 10 10 MKN Beräknat MKN Beräknat MKN Beräknat MKN Beräknat MKN Beräknat MKN Beräknat Den största relativa inverkan på miljökvalitetsnormerna har halten av kvävedioxid beräknade som 99,8-percentiler för timma, där är halttillskottet 5 % av gränsvärdet. Dock är marginalen till nuvarande omgivningshalter och miljökvalitetsnorm stor i det område där den aktuella halten beräknats. Bakgrundshalter för 98/90-percentilvärden för dygnsmedelvärden redovisas i avsnitt 5. 6 (41)
Bedömning utifrån Miljökvalitetsnormerna Utifrån resultaten från spridningsberäkningarna med utsläpp enligt ansökt verksamhet vid Hammarbyverket bedöms bidraget av luftföroreningar vara av liten betydelse och sakna betydelse för möjligheten att innehålla miljökvalitetsnormerna. Inom beräkningsområdet förekommer områden/vägavsnitt där miljökvalitetsnormerna riskerar att överskridas för dygnsmedelvärdena, dock är det relativa bidraget från Hammarbyverket med ansökta utsläppsalternativ försumbart (för kvävedioxid 98-percentil för dygn är maximala bidraget <1 µg/m 3 och för partiklar 90-percentil för dygn är det maximala bidraget omkring 0,05 µg/m 3 ). I bedömningen om Miljökvalitetsnormen för omgivningsluft ingår den totala haltbelastningen (inklusive Hammarbyverkets utsläpp enligt sökt alternativ kallår) samt spridningsberäkningarna (2012) utförda av SLB-Analys, Stockholms stad. Resultat från depositionsberäkningarna Depositionsberäkningarna visar att Hammarbyverket med ansökta verksamhet bidrar med maximalt 5 mg/m 2 kväve per år. Det bör dock kommenteras att dessa beräkningar är utförda med maximala års utsläpp av kväve. När det gäller kritiska belastningsgränser för kväve ligger den i intervallen 400-1500 mg/m2 och år för Stockholms läns marktyper. Belastningsgränserna gäller dock naturliga naturtyper inte exploaterad mark som utgör en stor del i Stockholm. För parkmiljöer finns inga belastningsgränser eller mål uppsatta eftersom det inte finns någon naturligt referenstillstånd att relatera till. För deposition av svavel beräknas Hammarbyverket med ansökta verksamheter bidra med maximalt 10 mg/m2 och år. Det bör dock kommenteras att dessa beräkningar är utförda med maximala årsutsläpp av svavel. Det ska även påpekas att huvuddelen av det område som beräknas få ett bidrag på maximalt 10 mg/m2 ligger dels inom ett tätbebyggt område med omhändertagande av dagvatten och dels avser ett vattenområde (Mälaren), När det gäller kritiska belastningsgränser för svavel ligger den i intervallen 250-800 mg/m2 och år för Stockholms läns marktyper. Belastningsgränserna gäller dock naturliga naturtyper inte exploaterad mark som utgör en stor del i Stockholm. För parkmiljöer finns inga belastningsgränser eller mål uppsatta eftersom det inte finns någon naturligt referenstillstånd att relatera till. Störst svavelnedfall inträffar i områden med stor andel låghusbebyggelse där uppvärmning med olja förekommer. 7 (41)
1 Bakgrund Sweco Environment AB har på uppdrag av AB Fortum Värme utfört bedömning av påverkan på omgivningsluften från planerad verksamhet med en ny pelletspanna vid kraftvärmeverket, Hammarbyverket i Stockholms kommun. Beräkningarna ingår i ansökan från AB Fortum Värme med anledning av planerad förändring av nuvarande verksamhet. 2 Syfte och beskrivning av beräkningsalternativ Fortum Värme planerar att utöka verksamheten vid Hammarbyverket. Bolaget ansöker om att fortsätta driften av de nuvarande pannorna samt att uppföra en eller två nya pelletspannor. Syftet med denna utredning är att visa på omgivningspåverkan av luftföroreningsutsläppen och att jämföra tillskottet av halter och mängder i närområdet kring anläggningen. De alternativ som presenteras i den här utredningen är följande: Nollalternativ: Hammarbyverket drivs vidare med stöd av gällande tillstånd utan utbyggnad eller förnyelse av pannbeståndet. Sökt alternativ: En eller två nya biopelletseldade panna/pannor varvid de två befintliga biooljepannorna övergår till mer utpräglad spets- och reservdrift. Sökt alternativ kallår: Motsvarar sökt alternativ men för en situation med 10 % kallare väderlek än ett normalår. 3 Metod, bedömningsgrunder och förutsättningar Spridningsmodell Spridningsberäkningarna är utförda enligt de amerikanska miljömyndigheternas (US- EPA) godkända modellkoncept Aermod. Inom EU saknas motsvarande system när det gäller krav på spridningsmodeller. I EU finns organisationen Eionet (European Topic Centre on Air and Climate Change) som har tagit fram en förteckning över spridningsmodeller som används inom EU. Där klassas Aermod enligt högsta nivå 1 när det gäller kvaliteten på modellen vid validering/utveckling och dokumentationen. Tre olika applikationer ingår i detta arbete, dessa är: 1. AERMET är en specialanpassad beräkningsapplikation för att beräkna de meteorologiska parametrarna för bl.a. vertikala profiler i luftrummet. 2. AERMOD är spridningsmodellen för utsläpp från bl.a. skorstenar och är utvecklad för att beskriva halter/deposition i närområdet kring utsläppskällan. 3. AERMAP är en beräkningsmodell för definiering av de topografiska förhållandena. 8 (41)
För att bestämma andelen kvävedioxid används metoden PVMRM (Plume Volume Molar Ratio Method). Metoden beräknar förhållandet mellan kväveoxid och tillgång på ozon i rökgasplymen samt hur mycket kväveoxid som oxideras till kvävedioxid. Även andra atmosfäriska gaser kan oxidera kväveoxid men ozon är dock normalt den viktigaste. Marknära ozondata har hämtats från Naturvårdsverkets mätstation på Aspvreten och representerar år 2005 till och med år 2009. Resultaten redovisade som halter gäller 1,5 meter ovan marknivå. Depositionsberäkningarna avser deponerad mängd under ett år. 3.1 Depositionsberäkningar Deponering av Svavel Svavel deponeras både som våt- och torrdeposition. Depositionsprocesserna är olika snabba för olika former av svavel. Processerna är relativt väl kända. Bl.a. varierar värdena starkt beroende på årstid, tid på dygnet, rådande väder, markens beskaffenhet och vegetationens typ och skick. De utnyttjade värdena har beräknats genom att dels att ta hänsyn till årstidsvariationerna rådande väderlek (nederbörd) och dels genom att ta hänsyn till markens beskaffenhet. Sulfat (SO 4 ) har en snabbare torrdeposition än SO 2 medan det omvända gäller vid våtdeposition. I utsläppsmynningen uppträder nästan hela svavelutsläppet som SO 2. I atmosfären oxideras SO 2 till sulfat genom olika atmosfärkemiska processer. För de transportavstånd som är aktuella i dessa beräkningar har 99 % antagits föreligga som SO 2 -svavel och 1 % som sulfatsvavel. Deponering av Kväve Kväveoxider deponeras både genom våt- och torrdeposition För att någon deposition av betydelse ska kunna ske måste de dock först förekomma i högre oxiderade former. Något förenklat gäller att ju högre oxidationsgrad, desto högre depositionshastighet. Snabbast deponeras HNO 3, medan depositionen av NO sker i ringa eller försumbar omfattning. För att beräkna kvävedepositionen måste man därför ta hänsyn till kväveoxidernas atmosfärskemi. Lösligheten av de primära kväveoxidformerna i vatten är låg, i synnerhet för NO men även för NO 2. Våtdepositionen av kväveoxider via dessa former är därför av marginell betydelse för totaldepositionen. Sålunda tvättas t ex NO 2 ut ur atmosfären med nederbörd 4-5 gånger långsammare än SO 2. HNO 3 och partikelbundna nitrater däremot tvättas effektivt ut av vattendroppar, speciellt inuti moln, och är de komponenter som lämnar det största bidraget till nitrathalten i nederbörd. Torrdepositionen via den primäremitterade formen NO är obetydlig. För NO 2 är den enda kända torrdepositionsprocessen av betydelse upptag av växter via klyvöppningarna, och således mest betydande dagtid under växtsäsongen. HNO 3 torrdeponeras mycket effektivt till vegetation eftersom ämnet har hög affinitet (dragningskraft) till alla slags ytor. Omvandlingshastigheten av NO 2 till HNO 3 är central för en riktig uppskattning av den totala kvävedepositionen. Omvandlingen tar dock en viss tid. I facklitteratur finns det beskrivning på depositionsmodeller för kväveföreningar enligt dessa beräkningar 9 (41)
föreligger omkring 5-10 % av kvävet som HNO 3 för de transportavstånd som här är aktuella. I beräkningarna har andelen 10 % ansatts. 3.2 Belastningsgränser och kritisk belastning Kritisk belastning är ett begrepp som används till att visa på vad naturen tål av försurande nedfall och övergödande ämnen. Kritisk belastning innebär att olika undersökta variabler kopplas samman med modeller för att beräkna hur mycket av ett ämne, eller flera, ett ekosystem tål. Kritisk belastning jämförs med det verkliga nedfallet och ger då en indikation på om ekosystemet är i farozonen. Kritisk belastning kan dock inte visa på hur lång tid återhämtningen i ekosystemet kan ta. I Sverige beräknas kritisk belastning av försurande ämnen, som svavel och kväve, för ytvatten och skogsmark. För skogsmark beräknas även kritisk belastning för kvävets övergödande effekt. Ytvatten utgörs av sjöar, medan skogsmark indelas i gran-, tall- och lövskog. Kritiska belastningsgränser för olika naturtyper har definierats av Naturvårdsverket för deposition av svavel och kväve. För svavel ligger kritisk belastning i intervallen 250-800 mg/m 2 och år för Stockholms län och för kväve är motsvarande intervall 400-1500 mg/m 2 och år, beroende på naturtyper. 3.3 Nationella och regionala miljömål Riksdagen har antagit nationella miljömål för Frisk Luft där bl.a. delmål för kvävedioxid och partiklar som PM 10 ingår. Länsstyrelsen i Stockholms län har antagit anpassade regionaliserade mål för samma parametrar. För de nationella delmålen avseende kvävedioxid gäller att halten 60 µg/m³ som timmedelvärde och 20 µg/m³ som årsmedelvärde för kvävedioxid skall i huvudsak underskridas. Timmedelvärdet får överskridas högst 175 timmar per år. I Stockholms län gäller att kvävedioxidhalten 30 μg/m 3 som årsmedelvärde och 75 μg/m 3 som timmedelvärde ska vara uppnådda. Timmedelvärdet får överskridas högst 175 timmar per år. De nationella delmålen är samma i Stockholms län för partiklar och där gäller att halten 35 µg/m³ som dygnsmedelvärde och 20 µg/m³ som årsmedelvärde för partiklar (PM 10 ) skall underskridas. Dygnsmedelvärdet får överskridas högst 37 dygn per år. 3.4 Miljökvalitetsnormerna I förordningen (2010:477) om Miljökvalitetsnormer (MKN) för utomhusluft beskrivs dels föroreningsnivåer som inte får överskridas eller som får överskridas endast i viss angiven utsträckning och dels föroreningsnivåer som skall eftersträvas. I tabell 8 till 10 nedan redovisas Miljökvalitetsnormerna för kvävedioxid (NO 2 ), svaveldioxid (SO 2 ) och partiklar som PM 10. Dessutom förekommer Miljökvalitetsnormer för koloxid, bly, bensen, arsenik, 10 (41)
kadmium, nickel, PAH (BaP), ozon och partiklar som PM 2,5. Miljökvalitetsnormerna för arsenik, kadmium, nickel, PAH och ozon definierar nivåer som skall eftersträvas. Tabell 8. Miljökvalitetsnormer för kvävedioxid Miljökvalitetsnormer för Kvävedioxid i utomhusluft Normvärde Skydd för människors hälsa Maximalt antal överskridanden Årsmedelvärde 1) 40 µg/m³ Aritmetiskt medelvärde Dygnsmedelvärde 2) 60 µg/m³ 7 ggr per kalenderår Timmedelvärden 3) 90 µg/m³ 175 ggr per kalenderår om föroreningsnivån aldrig överstiger 200 µg/m³ under 1 timme mer än 18 ggr per kalenderår 1) Årsmedelvärde definieras som aritmetiskt medelvärde där summan av alla värden divideras med antalet värden. 2) För dygnsmedelvärde gäller 98-percentilvärde, vilket innebär att halten av kvävedioxid som dygnsmedelvärde får överskridas maximalt 7 gånger/dagar på ett kalenderår (2 % av 365 dagar). 3) För timmedelvärde gäller 98-percentilvärde, vilket innebär att halten av kvävedioxid som timmedelvärde får överskridas maximalt 175 gånger/timmar på ett kalenderår (2 % av 8760 timmar) om halten 200 µg/m 3 inte överskrids mer än 18 timmar (99,8 percentilvärden). Tabell 9. Miljökvalitetsnormer för svaveldioxid Miljökvalitetsnormer för Svaveldioxid i utomhusluft Normvärde Skydd för människors hälsa Maximalt antal överskridanden Årsmedelvärde 1) 20 µg/m³ Aritmetiskt medelvärde Dygnsmedelvärde 2) 100 µg/m³ 7 ggr per kalenderår om föroreningsnivån aldrig överstiger 125 µg/m³ mer än 3 ggr per kalenderår Timmedelvärden 3) 200 µg/m³ 175 ggr per kalenderår om föroreningsnivån aldrig överstiger 350 µg/m³ under 1 timme mer än 24 ggr per kalenderår 1) För årsmedelvärde gäller gränsvärdet till skydd för växtlighet, > 20 km utanför tätort eller 5 km från annat bebyggt område, industriell anläggning eller motorväg till skydd för vegetation. 2) För dygnsmedelvärde gäller 98-percentilvärde, vilket innebär att halten av svaveldioxid som dygnsmedelvärde får överskridas maximalt 7 gånger/dagar på ett kalenderår (2 % av 11 (41)
365 dagar) om inte svaveldioxidhalten överskrider 125 µg/m 3 mer än 3 dagar per år (99 percentilvärden). 3) För timmedelvärde gäller 98-percentilvärde, vilket innebär att halten av svaveldioxid som timmedelvärde får överskridas maximalt 175 gånger/timmar på ett kalenderår (2 % av 8760 timmar) om inte svaveldioxidhalterna överskrider 350 µg/m 3 mer än 24 timmar per år (99,7 percentilvärden). Tabell 10. Miljökvalitetsnormer för partiklar som PM 10 Miljökvalitetsnormer för Partiklar (PM 10 ) i utomhusluft Normvärde Skydd för människors hälsa Maximalt antal överskridanden Årsmedelvärde 1) 40 µg/m³ Aritmetiskt medelvärde Dygnsmedelvärde 2) 50 µg/m³ 35 ggr per kalenderår 1) Årsmedelvärde definieras som aritmetiskt medelvärde där summan av alla värden dividerats med antalet värden. 2) För dygnsmedelvärde gäller 90-percentilvärde, vilket innebär att halten av partiklar (PM 10 ) som dygnsmedelvärde får överskridas maximalt 35 gånger/dagar på ett kalenderår. 12 (41)
4 Beräkningsområde Haltberäkningarna samt depositionsberäkningarna är genomförda i ett område på ca 530 km 2 stort (24 x 22 km). För området har höjddata använts och markanvändningen klassats. I figur 1, presenteras det aktuella beräkningsområdet. Totalt används ca 1 500 punkter för beräkningarna av halter- och depositionsmängderna. Figur 1. Beräkningsområde 5 Bakgrundshalter av Kvävedioxid och Partiklar(PM 10 ) Miljöförvaltningen genom SLB-Analys har genomfört beräkningar när det gäller utsläpp av kväveoxider och partiklar (PM 10 ) ( Kartläggning av kvävedioxid- och partikelhalter (PM10) i Stockholms och Uppsala län samt Gävle kommun och Sandviken kommun (SLB-Analys, februari 2012"). De normer som är svårast att klara är percentilvärden för dygn. Därför redovisas enbart beräkningar för dessa kriterier. 13 (41)
Enligt dessa beräkningar riskerar Miljökvalitetsnormen som 98-percentil för dygnsmedelvärdet (60 µg/m 3 ) att överskridas (röd färg) för kvävedioxid vid vissa större vägar och gaturum inom Stockholms kommun, se figur 2. Figur 2. Kvävedioxidhalter i Stockholm som 98-percentilvärden för dygn 14 (41)
Motsvarande beräkningar för partiklar partiklar(pm 10 ) visar att det finns det risk att Miljökvalitetsnormen som 90-percentilvärde för dygn (50 µg/m 3 ) överskrids (markerad med röd färg), vid väg och gaturum, se figur 3. Figur 3. Partikelhalter (PM 10) i Stockholm som 90-percentilvärden för dygn 15 (41)
6 Beräkningsunderlag och utsläpp till omgivningsluft Beräkningarna är utförda för tre alternativ: dels nollalternativ vilket innebär att verksamheten drivs vidare med stöd av gällande tillstånd och dels ett planerat ansökt alternativ. För att simulera ett fall vid kall väderlek och den högsta bränslekapacitet som då kan krävas av anläggningen så har dessutom antagits en situation med 10 % kallare väderlek än ett normalår. Detta kallas för kallår. Nollalternativ: Hammarbyverket drivs vidare med stöd av gällande tillstånd utan utbyggnad eller förnyelse av pannbeståndet. Sökt alternativ: En eller två nya biopelletseldade panna/pannor varvid de två befintliga biooljepannorna övergår till mer utpräglad spets- och reservdrift. Sökt alternativ kallår: Motsvarar sökt alternativ men för en situation med 10 % kallare väderlek än ett normalår. 6.1 Utsläppsdata enligt nollalternativ I tabell 11 redovisas utsläppen för drift enligt nollalternativet avseende partiklar som PM 10, svaveldioxid samt kväveoxider. För varje alternativ har beräknats två scenarier. Dels har förväntat årligt utsläpp beräknats, dels högsta årliga utsläpp. Högsta årliga utsläpp tar hänsyn till vissa driftstörningar etc. I spridningsberäkningarna har använts de högsta årliga utsläppen för att inte riskera att underskatta verksamhetens påverkan på omgivningen. Tabell 11. Utsläppskoncentrationer och utsläppsmängder för nollalternativ Nollalternativ, OP1 + OP2 Troligt årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 11 148 188 Våt gas mg/nm 3 9 131 166 Utsläpp mg/mj 3 42 53 Utsläpp kg/gwh 11 151 192 Utsläpp g/s 0.6 9 12 Utsläpp ton/år 5 72 92 Högsta årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 21 200 200 Våt gas mg/nm 3 19 177 177 Utsläpp mg/mj 6 57 57 Utsläpp kg/gwh 22 204 204 Utsläpp g/s 1.4 13 13 Utsläpp ton/år 10 99 99 16 (41)
6.2 Utsläppsdata enligt sökt alternativ I tabell 12 och 13 redovisas utsläppen enligt sökt alternativ, med befintliga pannor för bioolja samt en ny pelletspanna avseende partiklar som PM 10, svaveldioxid samt kväveoxider. Även här har det tagits fram två utsläppsscenarier dels med troliga utsläpp och dels de högsta årliga utsläppen. I spridningsberäkningar används de högsta årliga utsläppen. Tabell 12. Utsläppskoncentrationer och utsläppsmängder för sökt alternativ biooljepannor Sökt alternativ, OP1 + OP2 Troligt årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 11 148 188 Våt gas mg/nm 3 9 131 166 Utsläpp mg/mj 3 42 53 Utsläpp kg/gwh 11 151 192 Utsläpp g/s 0.6 9.3 11.8 Utsläpp ton/år 3 37 47 Högsta årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 20 296 211 Våt gas mg/nm 3 18 262 187 Utsläpp mg/mj 6 84 60 Utsläpp kg/gwh 21 302 216 Utsläpp g/s 1.3 19 13 Utsläpp ton/år 5 74 53 Tabell 13. Utsläppskoncentrationer och utsläppsmängder för sökt alternativ, pelletspanna Sökt alternativ, ny pelletspanna Troligt årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 7 12 130 Våt gas mg/nm 3 6 10 115 Utsläpp mg/mj 3 4 45 Utsläpp kg/gwh 9 14 161 Utsläpp g/s 0.4 0.7 8 Utsläpp ton/år 5 8 85 Högsta årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 15 23 150 Våt gas mg/nm 3 13 21 133 Utsläpp mg/mj 5 8 52 Utsläpp kg/gwh 18 29 186 Utsläpp g/s 0.9 1.4 9 Utsläpp ton/år 10 15 98 17 (41)
De totala utsläppen enligt sökt alternativ, avseende partiklar som PM 10 uppgår till 8-15 ton/år, svaveldioxidutsläppen uppgår till 45-89 ton/år och utsläppen av kväveoxider uppgår till 132-151 ton/år. 6.3 Utsläppsdata enligt sökt alternativ kallår I tabell 14 och 15 redovisas utsläppen enligt sökt alternativ kallår med högre bränsleförbrukning jämfört med sökt alternativ, med befintliga pannor för bioolja samt en ny pelletspanna avseende partiklar som PM 10, svaveldioxid samt kväveoxider. Även här har det tagits fram två utsläppsscenarier dels med troliga utsläpp och dels de högsta årliga utsläppen. I spridningsberäkningar används de högsta årliga utsläppen. Tabell 14. Utsläppskoncentrationer och utsläppsmängder för sökt alternativ kallår Sökt alternativ, OP1 + OP2 Troligt årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 11 148 188 Våt gas mg/nm 3 9 131 166 Utsläpp mg/mj 3 42 53 Utsläpp kg/gwh 11 151 192 Utsläpp g/s 0.6 9 12 Utsläpp ton/år 4 56 71 Högsta årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 20 296 211 Våt gas mg/nm 3 18 262 187 Utsläpp mg/mj 6 84 60 Utsläpp kg/gwh 21 302 216 Utsläpp g/s 1.3 19 13 Utsläpp ton/år 8 112 80 Tabell 15. Utsläppskoncentrationer och utsläppsmängder för sökt alternativ kallår, pelletspanna Sökt alternativ, ny pelletspanna Troligt årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 7 12 130 Våt gas mg/nm 3 6 10 115 Utsläpp mg/mj 3 4 45 Utsläpp kg/gwh 9 14 161 Utsläpp g/s 0.4 0.7 8 Utsläpp ton/år 5 9 98 Högsta årligt utsläpp PM 10 Svaveldioxid Kväveoxider Torr gas mg/nm 3 15 23 150 Våt gas mg/nm 3 13 21 133 Utsläpp mg/mj 5 8 52 Utsläpp kg/gwh 18 29 186 18 (41)
Utsläpp g/s 0.9 1.4 9 Utsläpp ton/år 11 18 113 De totala utsläppen enligt sökt alternativ kallår avseende partiklar som PM 10 uppgår till 9-19 ton/år, svaveldioxidutsläppen uppgår till 65-130 ton/år och utsläppen av kväveoxider uppgår till 169-193 ton/år. I tabell 16, framgår bränsleförbrukningen och dess fördelning över året för de olika alternativen. Den totala bränsleförbrukningen enligt nollalternativet uppgår till ca 480 GWh, för sökt alternativ ligger den totala bränsleförbrukningen på ca 770 GWh och för sökt alternativ kallår ligger bränsleförbrukningen på ca 980 GWh per år. Tabell 16. Bränsleförbrukningen fördelad över året för de olika driftalternativen Bränsleförbrukni ng Nollalternativ Sökt alternativ Sökt alternativ kallår GWh OP1+OP2 OP1+OP2 pellets OP1+OP2 pellets Januari 121 65 119 94 126 Februari 107 65 99 85 106 Mars 88 41 97 62 107 April 24 6 39 18 56 Maj 3.2 Juni Juli Augusti September 0.7 1.7 3.1 Oktober 7 3 14 6 26 November 41 16 60 33 73 December 94 49 99 72 111 Totalt 482 244 528 370 611 Den högsta bränsleförbrukningen sker under vintern då värmebehovet är som störst. Bränsleförbrukningen och därmed drift- och utsläppsdata är implementerade i spridningsberäkningarnas förutsättningar. 6.4 Skorstensspecifika data använda i spridningsberäkningarna Rökgasdata och panneffekter redovisas i tabell 17. De befintliga pannorna OP1 och OP2 har varsitt rökgasrör i huvudskorstenen som är ca 100 meter hög. De/de planerade pannorna kommer att ha separata rökgasrör i den befintliga skorstenen. Tabell 17 Skorstensspecifika data Skorsten-och panndata OP1 OP2 Pelletspanna Panneffekt MW 111 111 176 Rökgastemperatur C 130 130 130 19 (41)
Rökgashastighet m/s 30 30 22 Rökgasmängd m 3 n/s 36 36 101 Skorstenshöjd m 100 100 100 7 Meteorologi Speciellt anpassade meteorologiska data för spridningsberäkningar (AERMOD/AERMET) och har tagits fram (beräknats) enligt dataformat från den internationella organisationen för meteorologi, World Meteorological Organization (WMO). Den meteorologiska informationen bygger på en numerisk väderprognos modell, Mesoscale Model 5th generation (MM5), vilken har beräknat de lokala meteorologiska förutsättningarna för Stockholm åren 2005-2009, totalt 43 824 timmar. Bland parametrar som ingår kan nämnas lufttryck, temperatur, vindhastighet, vindriktning, relativ fuktighet, molnmängd och nederbörd. Vissa parametrar är även definierade för olika nivåer i vertikalled (vindhastighet, vindriktning, lufttryck, temperatur, relativ fuktighet etc.). Metoden att använda MM5 data följer den anvisningar som de amerikanska miljömyndigheterna (US- EPA) tagit fram att användas i motsvarande tillståndsansökningar i USA. 7.1 Vinddata I figur 4, beskrivs meteorologin i form av ett vindrosdiagram. Medelvindhastigheten för året 2005-2009 är 3,2 meter per sekund. Dominerande vindriktning är väst till sydvästlig riktning. Figur 4. Vindros för meteorologiska data åren 2005-2009 20 (41)
8 Resultat från spridningsberäkningarna Haltbidrag av kvävedioxid Figur 5. Kvävedioxid som årsmedelvärde (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,05 µg/m 3. Figur 6. Kvävedioxid som årsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,1 µg/m 3. 21 (41)
Figur 7. Kvävedioxid som årsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,1 µg/m 3. Figur 8. Kvävedioxid som 98-percentil för dygnsmedelvärden (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. Inom det största området med de högsta beräknade halterna förekommer enligt beräkningar från SLB-analys ingen risk för överskridande av MKN. 22 (41)
Figur 9. Kvävedioxid som 98-percentil för dygnsmedelvärden (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. Inom det största området med de högsta beräknade halterna förekommer enligt beräkningar från SLB-analys ingen risk för överskridande av MKN. Figur 10. Kvävedioxid som 98-percentil för dygnsmedelvärden (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. Inom det största området med de högsta beräknade halterna förekommer enligt beräkningar från SLB-analys ingen risk för överskridande av MKN. 23 (41)
Figur 11. Kvävedioxid som 98-percentil för timmedelvärden (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. Figur 12. Kvävedioxid som 98-percentil för timmedelvärden (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. 24 (41)
Figur 13. Kvävedioxid som 98-percentil för timmedelvärden (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 2 µg/m 3. Figur 14. Kvävedioxid som 99,8-percentil för timmedelvärden (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 5 µg/m 3. 25 (41)
Figur 15. Kvävedioxid som 99,8-percentil för timmedelvärden (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 5 µg/m 3. Figur 16. Kvävedioxid som 99,8-percentil för timmedelvärden (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 10 µg/m 3. 26 (41)
Haltbidrag av svaveldioxid Figur 17. Svaveldioxid som 98-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. Figur 18. Svaveldioxid som 98-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. 27 (41)
Figur 19. Svaveldioxid som 98-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. Figur 20. Svaveldioxid som 99-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 2 µg/m 3. 28 (41)
Figur 21. Svaveldioxid som 99-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 2 µg/m 3. Figur 22. Svaveldioxid som 99-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår De högst beräknade halterna ligger lägre än 2 µg/m 3. 29 (41)
Figur 23. Svaveldioxid som 98-percentil för timmedelvärde µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. Figur 24. Svaveldioxid som 98-percentil för timmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,5 µg/m 3. 30 (41)
Figur 25. Svaveldioxid som 98-percentil för timmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 1 µg/m 3. Figur 26. Svaveldioxid som 99,7-percentil för timmedelvärde (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 5 µg/m 3. 31 (41)
Figur 27. Svaveldioxid som 99,7-percentil för timmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 5 µg/m 3. Figur 28. Svaveldioxid som 99,7-percentil för timmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 10 µg/m 3. 32 (41)
Haltbidrag av Partiklar Figur 29. Partiklar som årsmedelvärde (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,01 µg/m 3. Figur 30. Partiklar som årsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,01 µg/m 3. 33 (41)
Figur 31. Partiklar som årsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,01 µg/m 3. Figur 32. Partiklar som 90-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), nollalternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,01 µg/m 3. Inom det största området med de högsta beräknade halterna förekommer enligt beräkningar från SLB-analys ingen risk för överskridande av MKN. 34 (41)
Figur 33. Partiklar som 90-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,02 µg/m 3. Inom det största området med de högsta beräknade halterna förekommer enligt beräkningar från SLB-analys ingen risk för överskridande av MKN. Figur 34. Partiklar som 90-percentil för dygnsmedelvärde (µg/m 3 ), sökt alternativ kallår. De högst beräknade halterna ligger lägre än 0,05 µg/m 3. Inom det största området med de högsta beräknade halterna förekommer enligt beräkningar från SLB-analys ingen risk för överskridande av MKN. 35 (41)
9 Resultat från depositionsberäkningarna Depositionsbidrag av Kväve Figur 35. Kväve som årsmängd (mg/m 2 ), nollalternativ. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 5 mg/m 2. Figur 36. Kväve som årsmängd (mg/m 2 ), sökt alternativ. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 5 mg/m 2. 36 (41)
Figur 37. Kväve som årsmängd (mg/m 2 ), sökt alternativ kallår. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 5 mg/m 2. Depositionsbidrag av Svavel Figur 38. Svavel som årsmängd (mg/m 2 ), nollalternativ. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 5 mg/m 2. 37 (41)
Figur 39. Svavel som årsmängd (mg/m 2 ), sökt alternativ. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 5 mg/m 2. Figur 40. Svavel som årsmängd (mg/m 2 ), sökt alternativ kallår. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 10 mg/m 2. 38 (41)
Depositionsbidrag av Stoft Figur 41. Stoft som årsmängd (mg/m 2 ), nollalternativ. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 5 mg/m 2. Figur 42. Stoft som årsmängd (mg/m 2 ), sökt alternativ. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 10 mg/m 2. 39 (41)
Figur 43. Stoft som årsmängd (mg/m 2 ), sökt alternativ kallår. Den högst beräknade mängden uppgår till maximalt 10 mg/m 2. 40 (41)
Litteratur - Referens förteckning 1. Länsstyrelsen I Stockholms län, Nedfall av kväve och svavel, beräkningar för 1998, Christer Johansson (april 2002) 2. Naturvårdsverket, Luftguiden, Handbok om miljökvalitetsnormer för utomhusluft, Handbok 2011:1 (januari 2011) 3. Kartläggning av kvävedioxid- och partikelhalter (PM10) i Stockholms och Uppsala län samt Gävle kommun och Sandviken kommun (SLB-Analys, februari 2012) 41 (41)