| Front page | | Contents | | Previous | | Next |

Detailed Review of Selected Non-Incineration and Incineration POPs Elimination Technologies for the CEE Region

1 Foreword

1.1 Executive summary, English
1.2 Executive summary, Danish

1.1 Executive summary, English

It is estimated that in Central and Eastern Europe more than 100,000 tonnes of obsolete pesticides are stored under uncontrolled conditions. The so-called "persistent organic pollutants" - also known by the name of "POP's" - constitute a considerable part of these. In relation to the estimated amount of obsolete pesticides and POP's, the Central and Eastern European region is characterised as one of the most severely polluted regions. The amount of obsolete pesticides in the region exceeds the equivalent amount in the entire African continent by more than 4 times.

During the mid-1990s, a number of countries entered the EU enlargement process ultimately leading to full EU membership from May 2004. In between, e.g. Bulgaria, Romania and Croatia have been declared new candidate countries with expected accession to the EU by the year 2007. The Stockholm Convention on POPs was formally adopted on 17 May 2004 to further strengthen the need for prioritised and politically sustainable solutions diminishing both environmental and human exposure from extensive stockpiles of obsolete pesticides (OPs) and POPs within the CEE region.

The new EU members will have to manage and adopt the environmental legislation of EU and follow in line with community decisions, e.g. on the Stockholm Convention (SC). Furthermore, the new EU Member States will gain increased access to both structural and cohesion funds supporting national priorities and activities. EU Accession Funds to new applicant countries will also assist in developing targeted elimination activities in these countries. To a still larger extent, non-EU Member States like e.g. Ukraine, Belarus and Albania will also try to affiliate national legislation and regulatory framework with the EU legislation, although their activities related to the Stockholm Convention rely on a combination of national and bilateral and/or international funds.

The review report will contribute to an international clarification of best available technology (BAT) for POPs reduction/elimination and POPs awareness in general within the CEE region. In combination with a detailed screening, selection and review (technical, environmental and economic) of pre-selected non-incineration and incineration-based technologies, the report highlights their applicability, both in the short and long term as BAT for POPs elimination within the CEE region.

In order to facilitate the process leading to the establishment of national elimination capacity to manage OPs and POPs including hazardous waste, the report contains a detailed review of 4 pre-selected incineration and non-incineration elimination technologies. The review criteria consist of:

• Technical criteria (capacity, comprehensiveness, maintenance, transfer of know-how, supply lines, occupational health, operational risks and mobility);
   
• Environmental criteria (material consumption, emissions and others e.g. residues); and
   
• Economic criteria (treatment costs, analytical costs, capital investment costs and marginal costs of investment).

The review criteria have been developed in close co-operation with the 4 NGOs affiliated to the project (Greenpeace International, Pesticides Action Network (PAN)-UK, International Pesticides Elimination Network (IPEN) and the International HCH & Pesticides Association).

The pre-selected technologies are all commercially available on the world market and have all been reviewed in operational mode. The pre-selection process involved a global screening of commercially available POPs elimination technologies, and based on meetings with the affiliated NGO's, 4 potential technologies were selected for the independent and comparable detailed review. These were

• Container-based Incineration System (CIS);
   
• Cement Kiln Incineration (CKI);
   
• Gas Phased Chemical Reduction (GPCR); and
   
• Base Catalysed Dechlorination (BCD).

The selected technologies have defined common features such as those dedicated and applicable for OPs and POPs elimination (although the cement kiln option is not defined as a dedicated structure, but of key interest due to extensive distribution and actual operational knowledge related to this technology in the CEE region). Furthermore, experience from on-site elimination of POPs substances in the CKI technology and related detailed mapping of possible point sources for uncontrolled emission (air, waste residues and effluent water) is perceived as a disadvantage for this technology.

In comparison, the other three technologies are small-scale in nature making them more attractive for small-scale investment and organisational settings. Finally, during 2004/2005 the two technologies (CIS and GPCR) are expected to be fully operational on POPs waste within the CEE region (Latvia (CIS) and Slovakia (GPCR)) due to bilateral and international funded projects.

The 4 pre-selected POPs elimination technologies were carefully reviewed on-site by a team of experts covering the technical, environmental and economic aspects. The reviews were performed according to table 1.1.

Table 1.1 Time schedule for performed detailed review of POPs elimination technologies

Based on the evaluation performed and considering all the listed review criteria, the review process concludes that:

• The CIS and GPCR POPs elimination technologies are found to be equal in appropriateness, market availability, affordability and operational performances taking into account possible environmental impact, use of supply lines and risk potential;
   
• The BCD technology is characterised by having a relatively low capacity, high use of supply lines and is thus relatively less affordable;
   
• The CKI technology is characterised as "a way through" but has several disadvantages. The cement industry is under continuous re-organisation with mergers and acquisitions as day-to-day activities that seriously affect all long-term investment into this kind of technology. This has a serious impact on the sustainability for the selected solutions utilising the CKI technology. Furthermore, the CKI technology is not a dedicated technology, because many resources are used for other purposes than e.g. pure POPs elimination. Extensive investments in pre-treatment are needed. This significantly reduces the economic attractiveness of this technology, although recent test results from stack-emission in e.g. Poland show no or little (below EU admissible levels) emission from a scheduled co-disposal activity (POPs incineration in combination with cement production). Finally, and as a consequence of not being dedicated, documentation of e.g. environmental performance (emission, residual content of substances in e.g. fly ash) is difficult to consolidate; and
   
• A brief review of promising POPs elimination technologies developed in the CEE region such as the Cyclone technology developed in Russia shows, in line with many other promising Western-based technologies, that a number of promising "merging" technologies are under way. However, most of these will face difficulties developing into commercially market available technologies due to a number of in-built obstacles. These are: increased commercial competition on the free market lowering prices and the need for 3-5 generations to develop a technology that can reach international recognised emission standards and general acceptance in the market.

For a more detailed review result, please refer to chapter 6.9.

The report concludes that, beside mandatory legal planning documents and procedures, a very essential part of the planning work is public participation. The report recommends the development of a Communication Strategy Paper (CSP) which will ensure full integration of the public processes.

Furthermore, the report concludes that selection of a possible POPs elimination technology, based on the listed objective evaluation criteria, is only part of the overall selection process. This will enable countries to deal with their own POPs/OPs waste problems in compliance with national strategies and policies and international environmental binding instruments (like e.g. the Stockholm and Basel Conventions). Experience shows that the final choice of technology often depends on elements like endorsement of donor policies, amount and character of available funds, political tendencies and pressure from private industries and investors encouraging the responsible authorities to implement commercially viable solutions in a broader perspective based on more than just a minor waste fraction, like the POPs and obsolete pesticides.

Nevertheless, as an overall facility, international environmentally binding instruments (protocols, conventions etc.), and their related mandatory actions for Parties, have traditionally been the global modality to move forward significant actions within major environmental problems like e.g. the Montreal Protocol on ODS, biodiversity etc. Taking into account the fact that the expected time span from final decision on the establishment of elimination capacity to day-to-day operation is normally 6-8 years, the political process and constant public awareness are of utmost importance in support of the process all along.

The main part of this review was completed in September 2003. Therefore, the report may include information that is not fully up to date. Among others, the following observations have been recognised: the 17 May 2004 enforcement of the Stockholm Convention, accession of 10 new EU Member States, re-design of the Basel Secretariat working group working paper on the environmentally sound management of POPs as waste and finally significant improvement of the BCD technology proven by the review of an independent UNIDO consultant at S.D. Meyers in Mexico.

1.2 Executive summary, Danish

I Central- og Østeuropa anslås at mere end 100,000 tons forældede pesticider henligger under ukontrollerede forhold, hvoraf de såkaldte "persistente organiske forbindelser" - også kaldet "POPér" udgør en væsentlig del. Den Central- og Østeuropæiske region er, med hensyn til de estimerede mængder af forældede pesticider og POPér, karakteriseret som en af de mest forurenede regioner. Mængden af forældede pesticider i regionen overgår den tilsvarende mængde på det afrikanske kontinent mere end 4 gange.

I midt 1990érne påbegyndte en række Central- og Østeuropæiske lande optagelsesforhandlinger med EU, som 1. maj 2004 ledte til optagelsen af 10 nye EU lande fra regionen. Parallelt hermed har en række nye lande som Rumænien, Bulgarien og Kroatien indledt optagelsesforhandlinger med henblik på EU optagelse i år 2007. Den 17. maj 2004 trådte den internationalt forankrede Stockholmkonvention vedr. POPér ikraft. Konventionens formål er, at styrke den politisk prioriterede indsats mod yderligere anvendelse af POPér gennem forbud, udfasning og mere sikker destruktion af allerede oplagrede mængder. Tiltagene skal medvirke til at nedsætte, og på sigt eliminere stoffernes negative indvirken på mennesker og miljø.

De nye EU lande i den Central- og Østeuropæiske region skal opfylde og sikre fuld implementering af EUs samlede lovgivning, herunder også samlede EU initiativer på områder, som f.eks. Stockholmkonventionen. Landende har i forbindelse med EU optagelsen fået stillet en række finansielle redskaber til rådighed, herunder bl.a. Samhørings- og Strukturfondsmidler. Dele af disse midler vil kunne understøtte den proces og økonomiske byrde til bl.a. etablering af sikre bortskaffelsesmetoder, som Stockholmkonventionens ikrafttræden naturligt pålægger de enkelte lande. Tilgrænsende lande til EU som f.eks. Ukraine, Hviderusland og Albanien vil i stadig stigende omfang tilpasse deres lovgivning til EUs, også selvom aktiviteter forbundet med Stockholmkonventionens ratificering vil skulle finansieres via nationale midler eller i kombination med bilaterale/internationale midler.

Nærværende rapport skal bidrage til en bredere international forståelse af begrebet "best available technology" - bedst tilgængelig teknologi - samt sikre en mere miljømæssig forsvarlig bortskaffelse af POPér indenfor den Central- og Østeuropæiske region. Gennem detaljeret screening, udvælgelse og evaluering af udvalgte POP bortskaffelsesteknologier, opstiller rapporten de enkelte teknologiers egnethed i forhold til deres tekniske, økonomiske og miljømæssige formåen på såvel kort som lang sigt. De udvalgte bortskaffelsesteknologier omfatter forbrændingsbaserede og ikke-forbrændingsbaserede teknologier.

Der er i rapporten udvalgt 4 forskellige teknologier. De anvendte kriterier for den detaljerede evaluering er:

• Tekniske kriterier som kapacitet, kompakthed, vedligeholdelse, overførsel af knowhow, krav til infrastruktur, arbejdsmiljø, operationelle risici samt anlæggets flytbarhed/mobilitet,
   
• Miljømæssige kriterier som materialeforbrug, emissioner og andre miljømæssige forhold som f.eks. affaldsrester, og
   
• Økonomiske kriterier som behandlings-, analyse-, investerings- og marginal omkostninger i.f.m. investeringen.

Evalueringskriterierne er udarbejdet i tæt dialog med 4 tilknyttede NGO organisationer - Greenpeace International, Pesticides Action Network (PAN)-UK, International Pesticides Elimination Network (IPEN) og International HCH & Pesticides Association.

De udvalgte bortskaffelsesteknologier er alle kommercielt tilgængelige på verdensmarkedet, hvorfor det har været muligt at evaluerer anlæggene i drift. De er valgt på basis af en global screening af tilgængelige teknologier og efterfølgende accepteret af de tilknyttede NGO organisationer som de umiddelbart mest tilgængelige og udviklede teknologier. De 4 udvalgte teknologier er:

• Container-baseret forbrændingsteknologi (Container-based Incineration System - CIS),
   
• Cementovnsforbrænding (Cement Kiln Incineration - CKI),
   
• Gasificeret kemisk reduktionsteknologi (Gas Phased Chemical Reduction - GPCR), og
   
• Basisk katalytisk afkloreringsteknologi (Base Catalysed Dechlorination - BCD).

De valgte teknologier har en række fælles træk. De er alle kommercielt tilgængelige som affaldsbehandlingsanlæg, herunder til destruktion af bl.a. forældede pesticider og POPér, selvom cementovnsteknologien dog har et andet primært formål (produktion af cement). Cementovnsteknologien er udbredt i den Central- og Østeuropæiske region grundet tidligere tiders planlægning. Dette indebærer endvidere, at de fleste lande i regionen har driftserfaringer med netop denne teknologitype. For de øvrige teknologier gælder, at grundet deres mindre størrelse vil kravene til investeringer og organisation være lavere end for cementovnsteknologien. Afslutningsvis vil 2 af teknologierne indenfor en kortere årrække (2004-2005) formodentlig være opstillet i hhv. Letland (CIS) og Slovakiet (GPCR) som led i bilaterale og international programmer under bl.a. Stockholmkonventionen.

Den gennemførte evaluering af de 4 teknologier er udført på stedet af eksperter indenfor tekniske, miljømæssige og økonomiske parameter. Tidsplan og geografi for den gennemførte evaluering kan ses i tabel 1.1.

Tabel 1.1 Oversigt over gennemførte teknologievalueringer.

På baggrund af en samlet evaluering af de opstillede evalueringskriterier konkluderer undersøgelsen, at

• CIS og GPCR bortskaffelsesteknologierne vurderes ens med hensyn til deres egnethed til behandling af POPér, markedstilgængelighed, rentabilitet samt driftmæssige- og miljømæssige kvaliteter. Dette konkluderes på baggrund af en samlet vurdering af deres miljømæssige påvirkning af luft, vandmiljø og mennesker, forbrug af hjælpemidler (additiver, vand, elektricitet m.v.) samt samlet risikoprofil ved drift,
   
• BCD teknologien vurderes at have lavere kapacitet end de ovenstående 2 teknologier. Endvidere har den et højere forbrug af hjælpemidler og fremstår samlet som en dyrere løsning,
   
• CKI teknologien er vurderet som værende "en mulighed", men der er forbundet en række ulemper ved dette teknologivalg. Cementindustrien undergår internationalt og specielt i den Central- og Østeuropæiske region dramatiske forandringer i ejerstrukturen. Desuden er teknologien ikke udviklet målrettet som affaldsbehandlingsanlæg. Den primære cementproduktion under høje temperaturer åbner dog for dette perspektiv. Disse forhold og grundlæggende stadige forandringer gør målrettede investeringer i forbindelse med f.eks. POP bortskaffelse sårbare og ikke attraktive. Endvidere er der, i.f.m. etablering af affaldsbehandlingsmulighed på en CKI teknologi et behov for nødvendige investeringer i forbehandling. Disse er erfaringsmæssigt af en størrelsesorden, der naturligt begrænser denne teknologis udbredelsesmuligheder indenfor CEE regionen, også selvom nye testresultater for POP bortskaffelse i en cementovn i Polen viser lovende resultater, og
   
• Supplerende gennemgang af en indenfor CEE regionen udviklet POP bortskaffelsesteknologi, den russisk udviklede cyclon teknologi, viser på linie med mange parallelt udviklede teknologier i f.eks. Vesteuropa, lovende resultater. Den globale screening af mulige POP bortskaffelsesteknologier viste også, at der findes en mængde nye teknologier, som dog for nærværende er på prøvestadiet. Hvorvidt disse får mulighed for at udvikle sig til kommercielle markedstilgængelige teknologier er dog tvivlsomt. Dette begrundes i at eksisterende markedstilgængelige teknologier traditionelt har været gennem flere generationsudgaver. De har for en stor del været støttet af diverse sponsorprogrammer, hvorfor det må forventes, at disse nyligt udviklede teknologier skal modnes over længere tid før de vil være egnede som kommercielt udviklede teknologier.

For detaljerede evalueringsresultater henvises til kapitel 6.9.

Rapporten konkluderer, at i forbindelse med etablering af bortskaffelseskapacitet, hvor planlægning og lovgivningsmæssige forhold ofte er dimensionerende, bør den folkelige inddragen have en særlig fokus. Oplysninger til offentligheden og tilrettelæggelse heraf (såsom møder, høringer, informationsmateriale m.v.). Den skal indgå ligeværdigt som en væsentlig del af hele plangrundlaget og i de tilknyttede forarbejder. Rapporten anbefaler, at der allerede i forbindelse med de indledende tanker omkring etablering af bortskaffelseskapacitet udfærdiges et Strategisk Kommunikations Papir ("Communication Strategy Paper"), der sikrer fuld åbenhed og integration af den folkelige proces i hele arbejdet omkring evt. etablering af bortskaffelseskapacitet.

Rapporten konkluderer også, at den foretagne evaluering af teknologierne kun er en del af hele udvælgelsesprocessen. Det er vigtigt, at de enkelte lande sikrer optimale løsninger på nationalt niveau, således at nationale politikker, love, visioner for f.eks. bortskaffelse af andet farligt affald går hånd i hånd med landets internationale forpligtigelser under f.eks. Stockholm- og Baselkonventionerne. Erfaringen viser dog, at bortskaffelseskapacitet ofte styres af elementer, som f.eks. muligheder for ekstern medfinansiering, politiske strømninger, pres fra NGO organisationer, industri interesser, krav om privatisering til sikring af fremtidig privat affaldsindustri mm.

Erfaringen siger, at fra en politisk beslutning er taget vedrørende etablering af bortskaffelseskapacitet, til et anlæg står drift klart går der typisk 6-8 år. Det kræver altså stor vedholdenhed fra beslutningstagerne og i hele planlægningsprocessen, inklusiv fastholden af den folkelige åbenhed, for at kunne opnå en forventelig succesfuld implementering af et givent anlæg. På trods heraf har internationale protokoller og konventioner gennem deres bindende krav for de deltagende lande traditionelt bidraget positivt til at skubbe udviklingen i den tilsigtede retning som f.eks. Montrealprotokollen om ozon-ødelæggende stoffer, som i dag må betragtes som en ubetinget succes.

Hovedparten af nærværende studie er afsluttet omkring 1. september 2003, hvorfor der kan findes enkelte oplysninger eller passager, der ikke er helt opdaterede. Det kan således konstateres, at Stockholmkonventionen trådte i kraft den 17. maj 2004, og at 10 nye EU lande, hvoraf hovedparten kommer fra den Central- og Østeuropæiske region, blev optaget som fyldgyldige EU medlemslande per 1. maj 2004. Det skal også bemærkes, at der stadig pågår forhandlinger under såvel Stockholm- som Baselkonventionens sekretariat vedrørende udarbejdelsen af en teknisk guideline for miljømæssige håndtering af POP affald.

Afslutningsvis skal det bemærkes, at en nylig UNIDO gennemført evaluering af S.D. Meyers i Mexico, har godtgjort at BCD teknologien til stadighed er under positiv udvikling.

| Front page | | Contents | | Previous | | Next | | Top |

Version 1.0 March 2005, © Danish Environmental Protection Agency