Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning Jelena Todorović, Henrik Broden, Nader Padban, Sigrid Lange TPS Termiska Processer Lennart Gustavsson, Linda Johansson SP Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut Susanne Paulrud IVL Svenska Miljöinstitutet Bengt Erik Löfgren ÄFAB Slutrapport för avtal 503 0506 och 503 0507 på Naturvårdsverket. Januari 2007, Nyköping, Borås, Stockholm

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 2 Abstract Det finns en stor spridning i emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning som gör att uträknat årligt utsläpp varierar upp till tio gånger. Baserad på teknisk data, sammanställs emissionsfaktorer för partiklar, CO, bensen, VOC, NMVOC, metan, PAH, benso(a)pyren och NO X för biobränsleförbränning inom hushålls- och närvärmesektorn där anläggningar är mindre än 10 MW. Biobränsleförbrukning är högre inom närvärmesektorn, men ger lägre årliga emissioner än biobränsleförbränning i svenska hushåll. Det behövs dock en omfattande kartläggning av biobränsleeldade pannor mindre än 10 MW, bränsleförbrukning, samt förbrännings- och stoftavskiljningsteknik för en säkrare uppskattning av årliga emissioner.

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 3 Sammanfattning Emissionsfaktorer utgör basen för beräkning av de nationella emissioner som varje land rapporterar till FN:s klimatkonvention. De beräknade utsläppen kan variera upp till tio gånger på grund av den stora spridningen i använda emissionsfaktorer. Spridningen är speciellt stor för biobränsleeldning inom hushållssektorn. I denna rapport sammanställs och syntetiseras emissionsfaktorer för partiklar, CO, bensen, VOC, NMVOC, metan, PAH, benso(a)pyren och NO X för biobränsleförbränning inom hushålls- och närvärmesektorn där närvärmesektorn definieras som anläggningar vilka är mindre än 10 MW. Inom hushållssektorn redovisas emissionsfaktorer för sex olika typer av förbränningsanläggningar. Bränsleförbrukningen inom sektorn småskalig biobränsleeldning har uppskattats och använts för att beräkna de nationella emissionerna. De emissionsfaktorer som används i Sverige jämförs med tillgängliga motsvarande värden i några andra länder. Variationen mellan uppmätta emissioner, framförallt i hushållssektorn är relativt stor. Icke BBRgodkända vedpannor som braseldas (IBGB) står för störst andel av bränsleförbrukningen (43 %) och bidrar till ungefär hälften av partikelutsläppen. Utsläppen av olika typer av oförbrända kolväten från dessa pannor är däremot ca en storleksordning mindre (dvs 10 %) än motsvarande för pannor som eldas med strypt förbränning (IBGP). BBR-godkända pannor med ackumulatortank (BGA) ger som förväntat lägst utsläpp av alla komponenter utom kväveoxider jämfört med andra typer av pannor. Utsläppen av partiklar är ca en tredjedel av vad icke BBR-godkända pannor som braseldas släpper ut, liksom utsläppen av benso(a)pyren. För bensen, metan och PAH är skillnaden i utsläpp ännu större. Jämfört med icke BBR-godkända pannor som eldas med strypt förbränning är utsläppen av de flesta ämnen mindre än 10 % för de BBR-godkända pannorna. Jämfört med pannor som braseldas ger pelletseldning i hushållen ytterligare två storleksordningar lägre emissioner av CO, bensen, polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och benso(a)pyren, samt tre storleksordningar lägre emissioner av flyktiga organiska ämnen (VOC), flyktiga organiska ämnen exklusive metan (NMVOC) och metan. Emissionen av NO X är dubbelt så stor från pelletseldning i hushållen än från IBGP. Emissionerna från lätta vedeldade lokaleldstäder (LLE) är dock högre än från pelletseldning, men lägre än medianvärdena för pannor som braseldas. Då emissionsfaktorer för en fiktiv medeleldningsutrustning för biobränslen i svenska hushåll beräknas, erhålls följande värden: 2300 (mg CO) MJ -1, 8,4 (mg bensen) MJ -1, 250 (mg VOC) MJ -1, 110 (mg NMVOC) MJ -1, 110 (mg metan) MJ -1, 74 (mg partiklar) MJ -1, 3,5 (mg PAH) MJ -1, 0,02 (mg benso(a)pyren) MJ -1 och 80 (mg NO X ) MJ -1. Partikelemissionerna från biobränsleeldade närvärmecentraler beror på typen av stoftreningsutrustning och varierar mellan 5 mg MJ -1 för anläggningar med elfilter och 80 mg MJ -1 för anläggningar med enbart cyklon. Typiska emissioner av gasformiga ämnen från närvärmeanläggningar är 119 (mg CO) MJ -1, 1,3 (mg bensen) MJ -1, 35 (mg VOC) MJ -1, 5 (mg NMVOC) MJ - 1, 1 (mg metan) MJ -1, 0,03 (mg PAH) MJ -1, 0,0001 (mg benso(a)pyren) MJ -1 och 39,5 (mg kväveoxider) MJ -1. Utgående från dessa emissionsfaktorer samt den uppskattade biobränsleförbrukningen i svenska hushåll (H), 40 100 TJ år -1, och inom närvärmesektorn (N), 45 500 TJ år -1, beräknas de årliga utsläppen till 128 000 (H) resp. 5412 (N) (ton CO) år -1, 500 (H) resp. 59 (N) (ton bensen) år -1, 19 000 (H) resp. 1592 (N) (ton VOC) år -1, 8800 (H) resp. 227 (N) (ton NMVOC) år -1, 6100 (H) resp. 45 (N) (ton metan) år -1, 4500 (H) resp. 1181 (N) (ton partiklar) år -1, 280 (H) resp. 1 (N) (ton PAH) år -1, 1,7 (H) resp. 0,005 (N) (ton benso(a)pyren) år -1 samt 3300 (H) resp. 1796 (N) (ton kväve

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 4 oxider) år -1. Värdena för närvärmesektorn är dock mycket osäkra på grund av bristande uppgifter på biobränsleförbrukning inom industrin.

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 5 Summary Emission factors are the basis for calculation of annual national emissions, which every country reports to United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC). The calculated annual emissions can vary up to factor of 10, due to relatively high variations in the emission factors. The variations are especially high between emission factors for residential combustion. In this report the emission factors for combustion of biomass fuels in the Swedish household sector and in small-scale district heating (defined as < 10 MW) are synthesised and analysed. The following components are included: particulate matter (PM), carbon monoxide, benzene, volatile organic compounds (VOC), non-methane volatile organic compounds (NMVOC), methane, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), benzo(a)pyrene and nitrogen oxides (NO X ). Within the household sector emission factors are given for six different types of heating equipment. The fuel consumption within the small-scale biofuel combustion sector has been estimated and used to calculate the national emissions. Emission factors used in Sweden are compared with that of a number of other countries. The variation in measured emissions from residential combustion of biomass fuel is relatively high. Boilers which are not environmentally approved but where the fuel charges are adjusted to the heat demand counts for the largest part of the total fuel consumption (43 %), and emits about 50 % of the particle emissions. The emissions of different unburnt hydrocarbons from these boilers are in contrast about one order of magnitude lower than those for boilers which are charged with large amounts of fuel and where the heat output is directly regulated by the momentary heat demand. Environmentally approved boilers which are connected to an accumulator tank give as expected the lowest emissions of all compounds except nitrogen oxides compared to other boiler types. The emission of particles are about one-third of what boilers where the fuel charges are adjusted to the heat demand emit, as are those of benso(a)pyrene and CO. For benzene, methane and PAH the difference in emissions is still larger. Compared to boilers which are not environmentally approved and where the fuel charges are adjusted to the heat demand, the emissions of most compounds are less than 10 % for the environmentally approved boilers. Compared to boilers which are fired with adjusted fuel charges, pellet combustion in the household sector gives emissions of CO, benzene, PAH, and benzo(a)pyrene that are still two orders of magnitude lower, and emissions of VOC, NMVOC and methane that are three orders of magnitude lower. The emission of NO X is twice as high from pellet combustion in the household sector than from boilers which are fired with adjusted fuel charges. The emissions from light-weight wood stoves, whose number amounts to more than 60 % of the total number of equipment installed in the household sector, are higher than from pellet combustion, but lower than the median values for boilers which are fired with adjusted fuel charges. When emission factors for a fictitious mean-value biomass combustion equipment in Swedish households are calculated, the following values result: 2300 (mg CO) MJ -1, 8.4 (mg benzene) MJ -1, 250 (mg VOC) MJ -1, 110 (mg NMVOC) MJ -1, 110 (mg methane) MJ -1, 74 (mg PM) MJ -1, 3.5 (mg PAHs) MJ -1, 0.02 (mg benzo(a)pyrene) MJ -1 and 80 (mg NO X ) MJ -1. The emissions of particulate matter from small scale district heating depends on the type of dust screening equipment used, and varies between 5 mg MJ -1 for plants with electrostatic precipitators and 80 mg MJ -1 with only a cyclones. Typical emission values for gaseous components from smallscale district heating with biofuels are 119 (mg CO) MJ -1, 1.3 (mg benzene) MJ -1, 35 (mg VOC) MJ -1, 5 (mg NMVOC) MJ -1, 1 (mg methane) MJ -1, 0.03 (mg PAHs) MJ -1, 0.0001 (mg benzo(a)pyrene) MJ -1 and 39.5 (mg NO X ) MJ -1.

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 6 Based on these emission factors and the estimated biomass use in Swedish households (H), 40 100 TJ year -1, and within small-scale district heating based on biofuels (N), 40 500 TJ year -1, the annual emissions are calculated to: 128 000 (H) and 5412 (N) (t CO) year -1, 500 (H) and 59 (N) (t benzene) year -1, 19 000 (H) and (N) (t VOC) year -1, 8800 (H) and 227 (N) (t NMVOC) year -1, 6100 (H) and 45 (N) (t methane) year -1, 4500 (H) and 1181 (N) (t PM) year -1, 280 (H) and 1 (N) (t PAHs) year -1, 1.7 (H) and 0.005 (N) (t benzo(a)pyrene) year -1 and 3300 (H) and 1796 (N) (t NO X ) year -1. However, the reliability of figures for small-scale district heating is questionable due to insufficient data on biomass consumption in the industry sector.

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 7 Förteckning över förkortningar BBR... Boverkets Byggregler CFB... Circulating fluidised bed GROT... Grenar och toppar IBGA... Icke BBR-godkänd vedeldad panna med ackumulatortank IBGB... Icke BBR-godkänd vedeldad panna utan ackumulatortank, där effekten regleras direkt mot husets värmebehov genom braseldning, d v s eldning av många små vedinlägg IBGP... Icke BBR-godkänd vedeldad panna utan ackumulatortank, där effekten regleras direkt mot husets behov och strypt förbränning tillämpas, d v s pyreldning LLE... Lätta vedeldade lokaleldstäder BGA... BBR-godkänd vedpanna med ackumulatortank NMVOC... Non-methane volatile organic compounds (flyktiga organiska ämnen exklusive metan) NO X... Kväveoxider OE... Oljeeldning PAH... Polycyclic aromatic hydrocarbons (polycykliska aromatiska kolväten) PE... Pelletseldning SCB... Statistiska centralbyrån TLE... Tunga vedeldade lokaleldstäder UNFCCC... United Nations Framework Convention on Climate Change VOC... Volatile organic compounds (flyktiga organiska ämnen)

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 8 Innehållsförteckning 1 Bakgrund...9 1.1 Hushållssektorn... 10 1.2 Närvärmecentraler... 10 2 Syfte... 11 3 Analys av emissionsdata... 11 3.1 Emissionsdata för hushållssektorn... 11 3.1.1 Emissionsdata för olika eldningsutrustningar... 12 3.1.2 Emission per kwh nyttiggjord energi... 13 3.1.3 Nationella emissionsfaktorer... 13 3.2 Emissionsdata för närvärmecentraler... 14 3.2.1 Emissionsdata för olika förbränningsanläggningar... 14 4 Uppskattning av nationella emissioner... 15 4.1 Hushållssektorn... 15 4.2 Närvärme... 17 5 Diskussion och värdering... 19 5.1 Emissionsdata i andra studier... 20 5.2 Jämförelse med några länder med liknande bioenergianvändning... 21 6 Slutsatser...24 Referenser... 26

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 9 1 Bakgrund Emissionen av koldioxid (CO 2 ) från förbränning av biobränsle motsvarar den mängd kol som växterna har bundit genom fotosyntes under sin tillväxt. Därför anses förbränningen av biobränsle som en del av det naturliga kretsloppet som inte orsakar något tillskott av CO 2 till atmosfären. I detta avseende bidrar alltså biobränslen inte till växthuseffekten. Målet för minskning av CO 2 - emissioner till luft motiverar därför införande av nya biobränslen även till småskalig förbränning. Småskalig biobränsleeldning ger dock upphov till andra emissioner till luft i större eller mindre grad. Förenklat kan man dela in dessa i tre grupper: 1. Oförbrända gasformiga ämnen, d v s kolmonoxid och gasformiga kolväteföreningar 2. Partiklar 3. Kväveoxider I den första gruppen ingår en stor mängd föreningar med olika effekt på miljön. Denna syntes behandlar inte alla dessa ämnen utan begränsas till: Kolmonoxid (CO) Bensen (C 6 H 6 ) Flyktiga organiska ämnen (VOC) Flyktiga organiska ämnen exklusive metan (NMVOC) Metan (CH 4 ) Partiklar Polycykliska aromatiska kolväten (PAH) Benso(a)pyren NO X Halten kolmonoxid är det enklaste måttet på graden av fullständig förbränning och det finns därför mycket data tillgängliga för CO. Bensen finns med i generationsperspektivet för miljömål Frisk luft [1]. Även för VOC finns ett nationellt delmål i miljömål Frisk luft. En stor andel av VOC utgörs av metan. Därför redovisas ofta flyktiga organiska ämnen exklusive metan (NMVOC) resp. metan separat. Emissionsdata för flyktiga organiska komponenter finns dock rapporterade i olika form beroende på sammanhang. I denna rapport inkluderas därför både VOC, NMVOC och metan. Förhöjda partikelhalter i omgivningsluften kan påverka människors hälsa m a p lungfunktion, hjärtoch kärlsjukdom samt cancer. Av detta skäl ingår partiklar i de miljömål som beskrivs i Frisk luft. Från småskalig biobränsleförbränning emitteras partiklar dels av oorganiskt material från askan i bränslet och dels av oförbrända komponenter i form av sot och organiska partikulära ämnen. Partiklar från eldning i villapannor och kaminer domineras av submikrona partiklar (partiklar mindre än 1 µm). På grund av de låga flödeshastigheterna rycks inte större partiklar med rökgasströmmen ut och emitteras. Partikelemissioner från närvärmecentraler domineras av askpartiklar. Benso(a)pyren är ett cancerogent polycykliskt aromatiskt kolväte (PAH) som i omgivningsluft är partikelbundet. Miljökvalitetsmålet Frisk luft inkluderar benso(a)pyren. När man mäter benso(a)pyren mäts ofta ytterligare PAH-ämnen samtidigt. I denna rapport presenteras därför benso(a)pyren och PAH som en summa av ämnen.

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 10 Kväveoxider (NO x ) är försurande för miljön. Vid småskalig biobränsleeldning bildas NO x främst från det kväve som finns i bränslet. Innehållet av kväve i ved och träpellets är ungefär lika stort och varierar inte i någon större utsträckning. Således blir utsläppet av kväveoxider ungefär samma oavsett eldningsutrustning i hushållen. Vid ogynnsam förbränning, då man har lägre temperatur i förbränningsrummet, blir dock emissionen av NO x något lägre och i vissa eldningsutrustningar kan utsläppet bli något högre på rund av hög förbrännignstemperatur. I närvärmecentraler eldas en större variation av biobränslen, varav vissa innehåller kväverika material, t ex bark eller spannmålskärna. Följaktligen blir emissionen av NO x högre från dessa anläggningar. Emissionsfaktorer utgör basen för de beräkningar av nationella emissioner som varje land periodiskt rapporterar till FN:s klimatkonvention. Inom området småskalig biobränsleeldning finns det en stor spridning i nivån på angivna emissionsfaktorer, speciellt för biobränsleeldning inom hushållssektorn. På grund av detta är värden på beräknade utsläpp osäkra och kan variera upp till tio gånger. 1.1 Hushållssektorn I Sverige utgörs biobränsleeldning i hushållen främst av vedeldning i pannor och kaminer och andra så kallade lokaleldstäder. På senare tid har även eldning av träpellets ökat starkt. Exempel på övriga biobränslen som också förekommer i villaanläggningar är träbriketter, flis och spannmålskärna. Eldning av biobränsle i villapannor och kaminer är miljövänlig sett ur klimatpåverkande effekt eftersom bränslet är förnybart. Dock medför biobränsleförbränning i villapannor och kaminer emissioner av flera ämnen till luft som både påverkar luftkvalitéten lokalt och bidrar betydande till de nationella emissionerna. Exempelvis är småskalig biobränsleförbränning tillsammans med trafiken en de stora källorna till partiklar i omgivningsluften [2]och en av de stora källorna till PAH [3]. 1.2 Närvärmecentraler Ett alternativ till enskilda värmeanläggningar i småhus är fjärrvärme. En förutsättning för fjärrvärme är att fastigheterna ligger väl samlade och relativt nära en fjärrvärmeanläggning. För de småhus som inte har möjlighet att ansluta sig till större fjärrvärmenät finns det alternativ i form av lokala fjärrvärmenät, så kallad närvärme. Närvärme innebär att en mindre grupp närliggande fastigheter ordnar värmeförsörjningen gemensamt genom en gemensam värmeanläggning. Den principiella skillnaden mellan fjärrvärme och närvärme är liten och någon klar avgränsning finns inte. I detta arbete definieras anläggningar upp till 10 MW som närvärmecentraler. Närvärmecentraler är oftast anläggningar med rostpannor och är utrustade med någon form av stoftreningsutrustning. För stoftavskiljning används ofta cykloner eller multicykloner, medan anläggningar i övre delen av effektintervallet ofta är utrustade med elektrostatiska filter (elfilter). GROT (grenar och toppar), träbriketter, träpellets och träpulver tillhör de biobränslen som är mest använda i närvärmeanläggningar. För närvärmeanläggningar finns Allmänna råd från Naturvårdsverket [4] för enskilt byggda anläggningar avseende emission av stoft, Tabell 1. Dessa krav är grund för miljöprövning av anläggningarna. Förutom utsläppsvillkor sätts även krav för bränsle-, ask-, avfallshantering samt skorstenshöjd [5].

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 11 Tabell 1 Krav för stoftemission till luft från närvärmeanläggningar [4]. Max stoftemission a), mg (Nm 3 ) -1 Effekt, MW Inom tätort Byggd eller ombyggd efter 1 jan 1991 0,5-3 Ja Nej 250 0,5-3 Ja Ja 100 3-10 Ja 100 0,5-3 Nej 350 a) torr gas vid 13 % CO 2 2 Syfte Syftet med denna rapport är att: Sammanställa tekniska emissionsdata, för olika eldningsutrustningar avseende: a) Oförbrända gasformiga ämnen: kolmonoxid (CO), bensen (C 6 H 6 ), flyktiga organiska ämnen (VOC), samt VOC uppdelat på metan respektive flyktiga organiska ämnen exklusive metan (NMVOC) b) Halvflyktiga oförbrända komponenter: polycykliska aromatiska kolväten (PAH), samt den specifika PAH-föreningen benso(a)pyren c) Partiklar d) NO x Uppskatta de nationella emissionerna från småskalig biobränsleförbränning Uppskatta biobränsleförbrukningen i hushålls- och närvärmesektorerna Jämföra de emissionsfaktorer som används i Sverige med motsvarande värden i ett urval länder med liknande energiförsörjning. 3 Analys av emissionsdata De emissionsdata som redovisas nedan avser att representera typiska emissionsnivåer för olika typer av förbränningsanläggningar. Redovisade data är i huvudsak resultat av emissionsmätningar på typiska anläggningar och biobränslen som används i Sverige. En del emissionsdata från övrig litteratur ingår också. I denna rapport används enheten mg luftförorening per MJ tillfört bränsle. Enheten är vald för att enkelt kunna jämföra emissionerna från biobränsleförbränning med emissionerna från andra bränslen, exempelvis olja. Emissionsdata behandlas separat för hushållssektorn och närvärmesektorn. För respektive sektor sammanställs först emissionsdata från olika källor och därefter har en nationell emissionsfaktor syntetiserats för varje ämne. Emissionsfaktorerna för hushållssektorn baseras på emissionsdata, uppskattade verkningsgrader för olika utrustningar samt antalet utrustningar av respektive typ i Sverige. Emissionsfaktorerna för närvärmesektorn har beräknats som medianvärden av uppmätta emissioner. 3.1 Emissionsdata för hushållssektorn Emissioner från biobränsleförbränning i olika eldningsutrustningar har undersökts i Sverige sedan början av 80-talet [6]. Olika eldningsutrustningar kan ge upphov till mycket olika emissionsnivåer. Dessutom påverkas emissionerna av hur man eldar och av kvaliteten på bränslet, t ex fukthalten. Goda förbränningsförhållanden åstadkoms generellt genom tillräckligt hög förbränningstemperatur, god omblandning mellan gasformigt material som avgasar från bränslet och förbränningsluften

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 12 samt tillräcklig uppehållstid. Ju bättre förbränningsförhållanden, desto lägre emissioner av oförbrända ämnen och partiklar erhålls. 3.1.1 Emissionsdata för olika eldningsutrustningar Ur tekniskt perspektiv kan man dela in eldningsutrustningarna i följande grupper: 1. Icke BBR-godkänd vedeldad panna utan ackumulatortank, där effekten regleras direkt mot husets behov och eldning av stora vedinlägg med strypt förbränning tillämpas, (IBGP). 2. Icke BBR-godkänd vedeldad panna utan ackumulatortank, där effekten regleras direkt mot husets värmebehov genom braseldning, d v s eldning av många små vedinlägg (IBGB) 3. Icke BBR-godkänd vedeldad panna med ackumulatortank (IBGA) 4. BBR-godkänd vedpanna med ackumulatortank (BGA) 5. Pelletseldning (PE) 6. Tunga vedeldade lokaleldstäder (TLE) 7. Lätta vedeldade lokaleldstäder (LLE) Utifrån tidigare arbeten [7, 8, 9, 10] syntetiseras emissionsfaktorer för CO, bensen, VOC, NMVOC, metan, partiklar, benso(a)pyren, PAH och NO x. Resultaten presenteras i form av medianvärden, minvärden och maxvärden i Tabell 2 till Tabell 4. Som jämförelse presenteras också emissionsfaktorer för oljeeldning (i tabellerna står OE för oljeeldning). Idag finns många oljebrännare i villor. Oljeeldning bidrar till klimateffekten genom sitt fossila CO 2 -utsläpp, men emissionerna av övriga luftföroreningar är vanligtvis lägre eftersom det är enklare att effektivt elda olja jämfört med ved. Tabell 2 Medianvärden för emissionsfaktorer (mg MJ -1 ) för olika slags biobränsleeldning, med oljeeldning (OE) som jämförelse. Där underlag saknas indikeras detta med -. IBGP IBGB IBGA BGA PE TLE LLE OE CO 12000 4500 7700 1300 200-1900 5,5 Bensen 52 18 44 2,1 0,14-6,9 0,03 VOC 6800 460 1100 330 4,6-140 1,0 NMVOC 2000 280 430 180 2,8-56 0,51 Metan 1300 190 540 22 1,8-88 0,49 Partiklar 1300 120 95 44 28-58 9,0 PAH 79 10 15 1,2 0,23-1,8 0,09 Benso(a)pyren 0,23 0,07 0,09 0,02 0,001-0,01 0,001 NO x 36 68 63 100 68-82 39 Antal mätfall 5 a) 18 5 a) 55 17 0 26 2 a) Endast ett värde tillgängligt för VOC, NMVOC och benso(a)pyren från IBGP och IBGA. Tabell 3 Uppmätta minimivärden för emissionsfaktorer (mg MJ -1 ) för olika slags biobränsleeldning, med oljeeldning (OE) som jämförelse. Där underlag saknas indikeras detta med -. IBGP IBGB IBGA BGA PE TLE LLE OE CO 5200 2400 4100 160 30-750 2,0 Bensen 12 11 22 0,01 0,04-1,7 0,01 VOC 6800 270 1100 2,1 1,5-64 0,9 NMVOC 2000 150 430 1,3 0,95-16 0,38 Metan 1200 81 360 0,80 0,55-11 0,46 Partiklar 350 73 87 11 10-22 6,0 PAH 17 1,4 2,3 0,04 0,01-0,47 0,006 Benso(a)pyren 0,23 0,002 0,09 0,001 0,00001-0,004 0,00002 NO x 17 64 34 43 34-74 37 Antal mätfall 5 a) 18 5 a) 55 17 0 26 2

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 13 Tabell 4 Uppmätta maximivärden för emissionsfaktorer (mg MJ -1 ) för olika slags biobränsleeldning, med oljeeldning (OE) som jämförelse. Där underlag saknas indikeras detta med -. IBGP IBGB IBGA BGA PE TLE LLE OE CO 16000 8900 8300 8700 1700-4700 9,0 Bensen 91 71 66 130 11-47 0,04 VOC 6800 1000 1100 1900 37-280 1,1 NMVOC 2000 560 430 930 23-260 0,64 Metan 4800 610 670 1000 14-230 0,52 Partiklar 2200 260 100 450 66-180 12 PAH 300 34 23 24 8,5-17 0,17 Benso(a)pyren 0,23 0,38 0,09 0,49 0,12-0,27 0,001 NO x 72 71 67 130 90-110 41 Antal mätfall 5 a) 18 5 a) 55 17 0 26 2 3.1.2 Emission per kwh nyttiggjord energi Emissionsfaktorerna i Tabell 2 till Tabell 4 redovisas i enheten mg utsläpp per MJ tillfört bränsle. Ett alternativ är att istället redovisa utsläppen per kwh nyttiggjord energi. Omräkning från mg (MJ tillfört bränsle ) -1 till mg (kwh nyttiggjord energi ) -1 görs via verkningsgrad på eldningsutrustning (η) enligt följande: mg mg MJ tillfört = kwhnyttig η 1 kwh / MJ 100 3,6 För ovanstående beräkningar kan uppskattade verkningsgrader enligt Tabell 5 användas. Tabell 5 Verkningsgrader (η) för olika slags biobränsleeldning och oljeeldning (i %). IBGP IBGB IBGA BGA PE TLE LLE OE η 60±10 60±10 60±10 75±5 75±5 75±5 70±10 90±5 3.1.3 Nationella emissionsfaktorer När man studerar emissioner av olika luftföroreningar och dess källor är det praktiskt att använda så generella emissionsfaktorer som möjligt. Ett sätt att göra detta för hushållssektorn är att beräkna en nationell emissionsfaktor som beskriver den nationella medeleldningsutrustningen. I denna studie tas denna emissionsfaktor fram genom att multiplicera emissionsdata för respektive komponent och typ av eldningsutrustning med andelen eldningsutrustningar av respektive slag och därefter summera. I Tabell 6 sammanfattas antalet befintliga eldningsutrustningar av olika typer. För vedeldade pannor är källan senast tillgängliga statistik från skorstensfejarmästarna till räddningsverket [11], för pelletsutrustningar Svebios uppgifter för 2005 [12] och för lokaleldstäder en ny studie av användningsmönster för lokaleldstäder [13]. Enligt skorstensfejarmästarnas statistik till Räddningsverket finns det betydligt fler lokaleldstäder som sotas, ca 1 200 000, än vad [13] anger men eftersom dessa hushåll inte uppger någon vedförbrukning till SCB förutsätts de elda i mindre omfattning och räknas därför inte med i denna rapport. I skorstensfejarnas statistik framgår inte hur många som pyreldar i sin panna. En fältstudie på vedpannor tyder på att 13 % av vedeldarna tillämpade strypt eldning [10], men dessa kan också vara eldare som accepterar huset som en värmeackumulator, d v s skiftningar i inomhustemperaturen. Utifrån detta antas här att strypt eldning sker i 5 % av vedpannorna utan

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 14 ackumulatortank och att övriga sådana braseldas. Antalet anläggningar av olika slag kombineras därefter med emissionsdata enligt Tabell 2 för framräkning av nationella emissionsfaktorer. Resultatet presenteras i Tabell 7. Tabell 6 Antal eldningsutrustningar av olika slag i Sverige. IBGP IBGB IBGA BGA PE TLE* LLE* TOTALT Antal utrustningar: 7 500 142 500 10 000 70 000 67 000 84 000 611 000 992 000 Andel (%) 0,76 14 1,0 7,1 6,8 8,5 62 100 *Antalet lokaleldstäder är totalt 695 000, observera att de är fördelade på 585 000 hushåll. Tabell 7 Nationella emissionsfaktorer för biobränsleeldning i hushållssektorn (mg MJ -1 ). Siffrorna motsvarar en fiktiv medeleldningsutrustning. TOTALT CO 2300 Bensen 8,4 VOC 250 NMVOC 110 Metan 110 Partiklar 74 PAH 3,5 Benso(a)pyren 0,02 NO x 80 3.2 Emissionsdata för närvärmecentraler Emissioner från närvärmecentraler har undersökts inom ett Värmeforskprojekt och Energimyndighetens ramprojektet Biobränsle - Hälsa - Miljö [14,15,16,17]. Mätningar på 10 anläggningar med en effekt på mellan 750 kw och 10 MW och med olika stoftreningsutrustningar ingick in dessa studier. Anläggningarna var av olika typer, nämligen med trapprost, planrost, BioSwirl-brännare eller CFB (eng. circulating fluidised bed). De var utrustade med cyklon, kondensor, elfilter, multicyklon eller textilfilter. Beskrivning av anläggningar och stoftreningsteknik finns i [15, 16]. Emissionsdata redovisas som median- och maximivärden för alla redovisade ämnen utom partiklar. Partikelemissioner redovisas som antagna medelvärden och maximivärden. Medelvärdena är inte statistiska men antagna och baserade både på uppmätta data och litteraturdata [14,15,16,17]. Mätningarna var få med relativt korta mätperioder, medan litteraturdata presenteras ofta i form av koncentrationsintervaller. 3.2.1 Emissionsdata för olika förbränningsanläggningar Emissionen av partiklar beror i hög grad av bränslets kvalitet och askinnehåll, samt stoftreningsteknik. Tabell 8 och Tabell 9 redovisar medel- och maximivärden för partikelemissioner och olika stoftreningsutrustningar. Emission på 280 (mg partiklar) MJ -1 var uppmätt på en anläggning på 3 MW utrustad med rökgaskondensor [16] och var mycket högt jämfört med andra anläggningarna. Det kan bero på oregelbunden drift under försöket. Partikelemissioner från närvärmecentraler kan vara höga om stoftreningsutrustning saknas. Anläggningar i övre delen av effektintervallet är ofta bättre designade, reglerade och mindre känsliga för bränslekvalitet och har därför generellt lägre emissioner [15].

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 15 Tabell 8 Medelvärden för partikelemissioner från närvärmecentraler med olika stoftreningsutrustningar (mg MJ -1 ). Cyklon Multicyklon Rökgaskondensering El-filter Spärrfilter Partiklar 80 40 20 5 20 Tabell 9 Maximivärden för partikelemissioner från närvärmecentraler med olika stoftreningsutrustningar (mg MJ -1 ). Cyklon Multicyklon Rökgaskondensering El-filter Spärrfilter Partiklar 140 80 280 9 40 En undersökning av emissioner av oförbrända gasformiga och halvflyktiga ämnen från hushållssektorn och närvärmecentraler har visat på betydligt högre emissioner från hushållens förbränningsutrustningar jämfört med närvärmecentraler [16]. Emissionerna från närvärmecentraler redovisas i Tabell 10. Tabell 10 Median och maximivärden för emissioner från närvärmecentraler (mg MJ -1 ). Median CO 120 9300 Bensen 1,3 80 VOC 35 400 NMVOC 5 15 Metan 1 390 PAH 0,03 0,9 Benso(a)pyren 0,0001 0,0002 NO x 40 130 Max 4 Uppskattning av nationella emissioner 4.1 Hushållssektorn För uppskattning av nationella emissioner från biobränsleförbränning i hushållssektorn behövs, förutom emissionsdata (mg förorening per megajoule tillfört bränsle), även uppgifter på antalet eldningsutrustningar av olika typ, utrustningarnas verkningsgrad, samt energibehovet i hushållen eller uppgifter på bränsleförbrukning. Det genomsnittliga energibehovet i ett hushåll antas vara 20 000 kwh per år. Hushåll med vedeldade pannor och pelletseldade anläggningar antas utnyttja dessa eldningsutrustningar som primära uppvärmingsanläggningar och hela energibehovet tillgodoses därför genom dem. De nationella emissionerna från vedeldade pannor och pelletsanläggningar beräknas då enligt följande: 1. Först räknas emissionsdata om till mg (kwh nyttig energi ) -1 med hjälp av antagna verkningsgrader (se avsnitt 3.1.2). 2. Emissionsdata multipliceras därefter med energibehovet per hushåll och antalet eldningsutrustningar av respektive typ ( Tabell 6).

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 16 Resultatet redovisas i Tabell 12. De befintliga lokaleldstäderna utgörs till största delen av lätta lokaleldstäder (Tabell 6). Det finns enligt [13] 611 000 lätta lokaleldstäder och 84 000 tunga lokaleldstäder. Emissionsdata saknas tyvärr för tunga lokaleldstäder och för att inte de nationella emissionerna skall underskattas approximeras emissionsdata för tunga eldstäder därför till emissionsdata för lätta lokaleldstäder som är den eldningsutrustning som är mest lik tunga lokaleldstäder. Braskaminer, spisinsatser och andra lokaleldstäder används på ett mer varierat sätt än vedeldade pannor och pelletsutrustningar. Ibland bidrar de till en betydande del av uppvärmningen, medan de i andra fall mest användas för enstaka mysbrasor. Beräkningarna av de nationella emissionerna från lokaleldstäder utgår därför här från bränsleförbrukningen hos ett hushåll per år, vilket i genomsnittshushållet är 3,7 m 3 år -1 [13]. Detta motsvarar ungefär 1,85 (m 3 okluven ved) år -1. Veden antas ha varit lagrad i ungefär ett år och ha en fukthalt på 16 %, samt ha värmevärdet 16 MJ kg -1 ved. Veden antas bestå av hälften björk och hälften gran. Det medför en medeldensitet på 448 (kg torr ved) m -3 [18]. Massan lagrad ved som förbrukas på ett år beräknas då till 828 kg. Denna multipliceras sedan med antalet hushåll som har lokaleldstäder (585 000) och värmevärdet för ved med 16 % fukthalt varvid den tillförda energin i biobränsle i lokaleldstäderna erhålls. Denna redovisas i Tabell 11. Förbrukningen av biobränsle i vedeldade pannor och pelletsanläggningar beräknas istället med utgångspunkt i antagandet att energibehovet i medelhushållet är 20 000 kwh år -1 ( Tabell 11). Utifrån vedförbrukningen för lokaleldstäder beräknas därefter de totala emissionerna av olika komponenter, vilket redovisas i Tabell 12. Tabell 11 Beräknad förbrukning av biobränsle i hushållen. Minsta värdet i intervallet är beräknat från högsta verkningsgrader. Högsta värdet är beräknat från lägsta verkningsgrader. IBGP IBGB IBGA BGA PE TLE+LLE* Totalt Intervall TJ år -1 900 17000 1200 6700 6500 7700 40100 36000-46000 Andel (%) 2,2 43 3,0 17 16 19 *Antalet lokaleldstäder är totalt 695 000, observera att de är fördelade på 585 000 hushåll. Tabell 12 Nationella emissioner (ton år -1 ), fördelat på olika typer av eldningsutrustningar i hushållen, samt totalt. Intervall visar den lägsta och den högsta totala emission beräknade på minimivärden på emissioner kombinerat med maximala verkningsgrader, respektive maximala emissioner kombinerat med minimala verkningsgrader. IBGP IBGB IBGA BGA PE TLE+LLE Totalt Intervall CO 11000 77000 9200 8500 1300 21000 128000 52000-347000 Bensen 46 310 53 14 0,87 76 500 210-3300 VOC 6100 7800 1300 2200 30 1600 19000 11000-48000 NMVOC 1800 4700 520 1200 18 620 8800 4400-24000 Metan 1200 3200 650 150 12 970 6100 2600-29000 Partiklar 1200 2100 110 300 180 640 4500 1800-14000 PAH 71 170 18 8,0 1,5 19 280 41-1500 Benso(a)pyren 0,21 1,1 0,11 0,13 0,01 0,10 1,7 0,34-16 NO x 32 1200 76 700 440 900 3300 2200-4600

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 17 4.2 Närvärme För uppskattning av nationella emissioner från närvärmecentraler behövs emissionsdata för olika ämnen ( Tabell 8 till Tabell 10), samt den totala bränsleförbrukningen inom närvärmesektorn. Det finns dock inte fullständig statistik över antal anläggningar mindre än 10 MW i Sverige. Den statistik som finns baseras i huvudsak på producerad energi, inte på anläggningarnas storlek. År 2002 rapporterades [19] att det fanns 78 anläggningar 10 MW registrerade hos Fjärrvärmeföreningen med en medelstorlek på 6,1 MW. Antagligen fanns det ytterligare ca 30 stycken icke registrerade anläggningar. Den totala producerade energin i alla dessa anläggningar beräknas vara 14 230 TJ år -1. För denna beräkning har antagits att de 30 icke registrerade pannor är av samma medelstorlek som de registrerade och att de är alla i drift 250 dagar per år. Statistiska centralbyrån (SCB) sammanställde tillsammans med Energimyndigheten en energistatistik för småhus, flerbostadshus och lokaler [20]. Statistiken räknar bland annat in närvärmecentraler där energikostnaderna inte faktureras av fjärvärmeleverantör. Bränsleförbrukningen i dessa närvärmecentraler motsvarar 1246 TJ år -1 [20]. Det finns också en del småskalig biobränsleeldning inom olika industrisektorer, men ingen statistik över dessa. Massa- och pappersindustri är den största förbrukaren av biobränsle inom gruppen tillverknings- och mineralindustri med 90 % av biobränsleanvändningen [21]. År 2004 användes inom massa- och pappersindustri 36 199 TJ av flis, bark och spån, 579 TJ pellets och briketter, samt 142 556 TJ av övriga biobränslen (främst svartlut). Den absoluta merparten av massa- och pappersindustrins biobränsleförbränning sker dock i pannor som inte räknas som småskalig bioenergianvändning. I stället har industrins bioenergiproduktion från småskaliga anläggningar uppskattas från preliminärdata från panntillverkare. Från detta uppskattas att energiproduktionen från småskalig biobränsleeldning inom industri är två gånger så stor som från närvärme inom fjärrvärmesektorn. Energiförbrukning inom industrins småskaliga biobränsleeldning uppskattas därför till 30 000 TJ år -1. Den totala antagna biobränsleförbrukningen inom småskalig fjärrvärme (närvärme), samt småskalig biobränsleeldning inom industri är därmed ca 45 000 TJ år -1. Emissionsfaktorerna för partiklar skiljer sig mellan olika stoftreningstekniker (Tabell 8). För att uppskatta de nationella emissionerna för partiklar behöver en fördelning mellan anläggningar med olika tekniker uppskattas. Denna uppskattning är baserad på statistiken över 78 pannor från Fjärrvärmeföreningen (Tabell 13). Den oftast förekommande stoftreningstekniken inom småskalig biobränsleeldning är rökgaskondensering. För att minska antalet anläggningstyper har i Tabell 14 en fördelning av energiproduktion mellan fyra kategorier anläggningar med olika stoftreningsteknik beräknats. Partikelemission från anläggningar där två reningstekniker kombineras, uppskattades som partikelemission från tekniken med bättre avskiljningsgrad. Till exempel tillhör kategori Cyklon + rökgaskondensor i Tabell 13 gruppen Kondensor eller spärrfilter i Tabell 14. Det enda undantaget är anläggningar där det finns kondensor efter el-filter. Då är utsläppet större än i fallen med enbart el-filter. En förklaring kan vara att man valt att använda ett enklare el-filter med låg avskiljningsgrad om man har kondensor i processen. I Tabell 15 redovisas fördelningen av bränsleförbrukning inom småskalig fjärrvärme och ickeregistrerad småskalig biobränsleeldning (baserat på totalt 45 476 TJ år -1 ) mellan olika stoftreningstekniker. Det har antagits att fördelningen inom denna sektor var samma som inom registrerade anläggningar (Tabell 14).

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 18 Tabell 13 Detaljerad fördelning av anläggningar med installerad effekt <10 MW [19]. Stoftreningsteknik Installerad effekt, MW Andel, % Cyklon 57,5 12 Cyklon + rökgaskondensor 26 5 El-filter 98 21 El-filter + rökgaskondensor 77 16 Multicyklon 43,5 9 Multicyklon+ rökgaskondensor 90,5 19 Rökgaskondensor 25 5 Spärrfilter 49,5 10 Spärrfilter + rökgaskondensor 10 2 Total 477 100 Tabell 14 Fördelning av anläggningar baserad på reningsteknik (%) Stoftreningsteknik Andel av energiproduktion Cyklon 12 Multicyklon 9 Kondensor eller spärrfilter 58 El-filter 21 Tabell 15 Fördelning av bränsleförbrukning inom icke-registrerad småskalig biobränsleeldning mellan olika stoftreningstekniker (TJ år -1 ). Stoftreningsteknik Bränsleförbrukning a) Cyklon 5482 Multicyklon 4147 Kondensor eller spärrfilter 26504 El-filter 9343 a) Värdena är beräknade och baserade på total antagen biobränsleförbrukning inom småskalig fjärrvärmesektorn, samt småskalig biobränsleeldning inom industri (45 476 TJ år -1 ). Det slutliga resultatet från beräkningarna av den förväntade partikelemission från närvärme och småskalig biobränsleeldning inom industrin (basvärden) redovisas i Tabell 16. Den totala emissionen är baserad på medelvärdena för partikelemissioner från närvärmecentraler med olika reningsutrustningar (Tabell 8). Det värsta scenariot blir om man antar (1) att partikelemissioner från 78 registrerade pannor motsvarar maximivärdena för partikelemissioner från olika reningsutrustningar ( Tabell 9) och (2) att icke-registrerade anläggningar (31 246 TJ år -1 ) har utsläppet av 280 mg (MJ) -1 det vill säga om bara rökgaskondensering som visade högst partikelutsläpp (Tabell 9) används för stoftrening. I detta fall blir det totala utsläppet 11 441 ton år -1. Tabell 16 Beräknad utsläpp av partiklar från närvärmecentraler (ton år -1 ) Reningsutrustning Emission a) Total Det värsta scenariot Cyklon 439 240 multicyklon 166 104 kondensor eller spärrfilter 530 11 071 El-filter 47 26 Summa 1181 11 441 a) Värdena är beräknade och baserade på total antagen biobränsleförbrukning inom småskalig fjärrvärmesektorn, samt småskalig biobränsleeldning inom industri (45 476 TJ år -1 ).

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 19 Den beräknade emissionen av oförbrända gasformiga och halvflyktiga ämnen är baserad på medelvärdena för emission av dessa ämnen från närvärmecentraler (Tabell 10) och för total antagen biobränsleförbrukning av 45 476 TJ år -1 (kapitel 4.2). Det värsta scenariot blir om emissioner motsvarar maximivärdena för emissioner från närvärmecentraler ( Tabell 10). Tabell 17 Beräknad emission av oförbrända gasformiga och halvflyktiga ämnen för närvärmecentraler (ton år -1 ). Ämne Emission a) Total Det värsta scenariot CO 5457 422 927 Bensen 59 3638 VOC 1592 18190 NMVOC 227 682 Metan 45 17736 PAH 1 41 Benso(a)pyren 0,005 0,009 NO x 1819 5912 a) Värdena är beräknade och baserade på total antagen biobränsleförbrukning inom småskalig fjärrvärmesektorn, samt småskalig biobränsleeldning inom industri (45 476 TJ år -1 ). 5 Diskussion och värdering Biobränsleeldning i hushållssektorn ger ett betydande bidrag till luftföroreningar i Sverige. Biobränsleförbränning i närvärmecentraler medför förhållandevis låga emissioner jämfört med biobränsleförbränning i hushåll ( Figur 1). Att ange exakta nationella utsläpp av olika luftföroreningar är dock osäkrare. Med dagens vedeldningsutrustningar kommer det alltid att finnas ett visst mått av osäkerhet på grund av att variationer i eldningsbeteende har en stark inverkan på emissionerna. En teknikutveckling skulle behövas för att göra pannor och kaminer mindre känsliga för vedeldarens beteende. Nuvarande emissionsuppskattningar för biobränsleförbränning i hushållssektorn har en noggrannhet som grovt kan uppskattas till en faktor 2 [22]. De redovisade nationella emissionerna från närvärmesektorn baseras på bl a uppskattning av bränsleförbrukningen i anläggningar mindre än 10 MW inom fjärrvärme- och industrisektorn. Eftersom det saknas samlad statistik över sådana pannor, är uppskattningen av bränsleförbrukning samt av redovisade nationella emissioner mycket osäkra. För en säkrare uppskattning av årliga emissioner från närvärmesektorn behövs en kartläggning av samtliga anläggningar mindre än 10 MW i Sverige. De redovisade nationella emissionerna av stoft och NO x från hushålls- och närvärmesektorn visade sig vara av samma storleksordning ( Figur 1). Alla andra redovisade emissioner är mycket lägre från närvärmesektorn än från biobränsleeldning i hushållen.

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 20 30000 128 000 25000 hushåll närvärme 20000 15000 10000 5000 0 Stoft CO Bensen VOC NMVOC Metan NOx Figur 1 Årliga emissioner från hushåll- och närvärmesektor (ton år -1 ). Staplar visar den totala emissionen baserad på antagen bränsleförbrukning inom närvärmesektorn samt data på antalet villapannor och bränsleförbrukning i lokaleldstäder, samt medianvärden av uppmätta emissioner. Felstaplar visar det värsta scenariot eller om årliga emissioner motsvarar de högsta uppmätta emissioner. 5.1 Emissionsdata i andra studier Varje år har Sverige som krav att rapportera utsläppen av flera ämnen till olika internationella instanser. Den vanligaste metoden för att beräkna nationella emissioner från en källa är att multiplicera relevant aktivitetsdata med en emissionsfaktor. Aktivitetsdata, dvs bränslekonsumtionen i olika sektorer och för olika tekniker tas årligen fram av Statistiska Centralbyrån medan IVL Svenska Miljöinstitutet ansvarar för emissionsfaktorerna. I tidigare rapporteringar har för varje enskilt ämne bara en emissionsfaktor använts för beräkningarna av utsläpp från småskalig biobränsleanvändning. Denna har inkluderat alla tekniker och bränslen. I en nyligen genomförd studie har aktivitetsdata för småskalig förbränning förfinats, och emissionsberäkningarna är nu baserade på emissionsfaktorer för varje utrustningstyp (pannor, kaminer/kakelugn, öppen spis) och bränsle (ved, pellets, flis) [23]. I en annan nyligen gjord studie har även en revidering av emissionsfaktorerna gjorts, vilket har resulterat i avsevärt lägre emissionsfaktorer för bl a NMVOC och partiklar [24]. I Tabell 18 visas de rapporterade emissionsfaktorerna som användes vid beräkning av emissionerna NMVOC, partiklar, CO, NOx och metan för 2005 i hushållssektorn. PAH rapporteras i detta fall som PAH-4 (benzo(a)pyrene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, indeno(123cd)pyrene) och inte som totala PAH och redovisas därför inte i Tabell 18.

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 21 Tabell 18 Rapporterade emissionsfaktorer (mg MJ -1 ) för biobränsle i hushållssektorn 2005 [24]. Förbränningsteknik Bränsle Partiklar CO NMVOC Metan * NOx Pannor Ved 150 4000 300 250 80 Flis 100 1000 150 200 80 Pellets 30 300 6 3 65 Kaminer Ved 100 2500 150 430 80 Pellets 30 300 6 7 65 Öppen spis Ved 150 4000 200 320 80 * Ingick ej i senaste uppdateringen. Från ref [23] I Naturvårdsverkets årliga utsläppsrapportering till FN:s klimatkonvention redovisas inte emissionsfaktorer från närvärmecentraler. Nedan redovisas därför emissionsfaktorer för förbränning av biobränsle i fjärrvärmesektorn för 2005 (Tabell 19) [25]. Emissionsfaktor för NO X från fjärrvärme redovisade i Tabell 19 är av samma storleksordning som mätvärdena redovisade i Tabell 10. Samma gäller för emissionsfaktorer för CO och partiklar. Tabell 19 Rapporterade emissionsfaktorer (mg MJ -1 ) för biobränsle i fjärrvärmesektorn 2005 [25]. Sektor Bränsle Partiklar CO NMVOC Metan NOx Fjärrvärme Trädbränsle 35 300 20 30 60 För partiklar finns 81 mg MJ -1 rapporterat för en vedkamin i en fristående svensk studie [26], vilket är inom spannet för lätta lokaleldstäder i denna rapport (22-180 mg MJ -1 ), men något högre än rapportens medianvärde för partiklar från LLE (58 mg MJ -1 ). Övriga litteraturdata på kaminer tyder på högre emissioner av partiklar, typiskt 400-500 mg MJ -1 i nyare amerikanska studier [27,28], så högt som 1200 mg MJ -1 som medelvärde i en dansk fältstudie på kaminer [29], och i en norsk rapport från -91 [30] är emissionsfaktorn ungefär samma som den som använts i Sverige för 2001. När man jämför nationella emissionsfaktorer är det viktigt att utgå från eldningsutrustningarna och användningsmönstren i respektive land. En möjlig förklaring till de höga partikelutsläppen som registrerats i den danska fältstudien skulle kunna vara att strypt förbränning tillämpas oftare på grund av det mildare klimatet. Sammanfattningsvis kan man konstatera att partikelemissioner varierar mycket på grund av eldningsutrustningar och handhavande. Därför rekommenderas stor försiktighet vid rapportering av partikelemissioner, samtidigt som vikten av att redovisa emissionsintervall poängteras. Det kan noteras att noteras att medianvärdet för emissionsfaktorn för PAH för LLE i denna rapport är något lägre än den emissionsfaktor som använts i en norsk rapport från 1991, 2,5 mg MJ -1 [30] och resultatet från en fristående svensk kaminstudie, 4,5 mg MJ -1 [26]. Tidigare data ryms dock inom sannet för PAH från LLE (0,47-17 mg MJ -1 ) i rapporten. 5.2 Jämförelse med några länder med liknande bioenergianvändning Figur 2 t o m Figur 5 redovisar data från nationella rapporter för 2004 till FN:s klimatkonvention [31]. Jämfört med andra länder är Sveriges energiförsörjning genom biobränsleförbränning relativt hög och uppgår till 22 % (Figur 2). Finland är enda land med liknande rapporterade värden, nämligen 26 % av den totala energin alstrad genom förbränning av biobränslen ( Figur 2). Det kan noteras att förbrukningen av biobränsle i hushållen som beräknas i denna rapport är ungefär lika stor som vad som tidigare framräknats i en nordisk rapport [32]. Där visas också att svenska och finska hushåll använder ungefär lika stora mängder bioenergi (41200 respektive 39100), medan det i Norge används drygt hälften så mycket och i Danmark drygt en fjärdedel.

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 22 Finland och Sverige rapporterade att 74 % respektive 68 % av metanutsläppen från biobränsleeldning kom från hushåll ( Figur 3). Figur 4 visar att utsläpp av NMVOC från svenska hushåll i 2004 uppgick nästan hälften av utsläppen av förbränningsrelaterade NMVOC. Nyare studier visar lägre emissioner av NMVOC från hushållssektor (kapitel 5.1). Figur 4 med värdena från 2004 visas för jämförelse med andra länder. Finland Danmark 2,3 3,9 11,1 26,0 Norge 3,8 9,2 Nederländerna 0,4 1,5 Sverige USA 0,4 2,6 4,5 21,9 Sorbritanien 0,1 0,9 Kanada 1,5 4,0 Irland 0,3 1,3 Tyskland Österike 1,7 2,2 6,5 13,0 biomassa i hushåll biomassa 0 5 10 15 20 Figur 2 Andelen av biobränsle i energiförsörjning enligt ländernas rapportering till FN:s klimatkonvention [31] presenterad i % av den totala energin alstrad genom förbränning. Biomassa står för andel förbränning av biobränsle och biomassa i hushåll står för andel förbränning av biobränsle i hushåll. Finland 53,6 74,2 Danmark 12,2 63,0 Norge 46,2 93,4 Nederländerna 11,1 92,0 Sverige 36,5 67,7 USA 19,9 63,0 Sorbritanien 3,3 10,0 andel av biobräbslerelaterade utsläppet andel av förbränningsrelaterade utsläpp Kanada Irland 1,0 27,6 37,0 99,4 Tyskland 38,6 88,5 Österike 70,7 90,2 0 20 40 60 80 100 Figur 3 Utsläpp av metan från biobränsleeldning i hushållssektorn enligt ländernas rapportering till FN:s klimatkonvention [31] presenterad i %. Värden redovisas som andel av det totala biobränslerelaterade metan utsläppet (andel av biobränslerelaterade utsläppet) och andel av det totala förbränningsrelaterade metan utsläppet (andel av förbränningsrelaterade utsläpp).

Syntes och analys av emissionsfaktorer för småskalig biobränsleförbränning 23 USA Sverige Portugal Norge Nederländerna Japan Irland Storbritanien Finland Danmark Tyskland Kanada Belgien Österike 2,9 3,3 1,4 10,9 10,4 10,9 9,0 13,0 8,3 6,8 13,0 10,9 8,9 13,2 10,7 19,0 19,8 18,2 17,7 16,0 23,9 45,6 42,6 28,3 andel av förbränningsrelaterad andel av total 46,0 44,2 0 20 40 Figur 4 Utsläpp av biobränslerelaterade NMVOC från hushållssektorn enligt ländernas rapportering till FN:s klimatkonvention [31] presenterad i %. NMVOC redovisas som andel av det totala förbränningsrelaterade NMVOC utsläppet (andel av förbränningsrelaterad) och andel av det totala NMVOC utsläppet (andel av totala utsläppet). Finland Danmark Norge Nederländerna USA hushåll små kommersiella anläggningar stora kommersiella anläggningar Sorbritanien Kanada Irland Tyskland Österike 0 200 400 600 800 Figur 5 Emissionsfaktorer för metan från eldning av biobränsle enligt ländernas rapportering till FN:s klimatkonvention [31] presenterade i mg (MJ) -1. I Sverige kan drygt hälften av bioenergin som förbrukas knytas till pannor med vattenburna system, vilket påminner om hur det ser ut i Danmark, medan pannor utgör en mindre del i Finland och nästan är försumbara i Norge. Fyra länder, Norge, Nederländerna, Tyskland och Österrike rapporterar att utsläpp av metan från biobränsleeldning i hushåll står för mer än 85 % av totala biobränslerelaterade metanutsläpp ( Figur 3). I nationella rapporter till FN:s klimatkonvention för 2004 ingår emissionsfaktorer för metanutsläpp från biobränsleförbränning inom olika sektorer ( Figur 5). Emissionsfaktorer för andra ämnen som