Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, 56/2003 – Emissioner af SO2 og NOx fra kraftværker – 4 SO<sub>2</sub>- og NO<sub>X</sub>-emissioner i 2010

Emissioner af SO₂ og NO_x fra kraftværker

4 SO₂- og NO_X-emissioner i 2010

For hvert af scenarierne: egenforsyning, lavpris og højpris er der udarbejdet tre sæt beregninger for emissionerne af SO₂ og NO_X i 2010:

1. Beregninger i henhold til direktivet.
2. Begninger baseret på en vurdering af de reelle emissioner.
3. Beregninger som 2, men med emissionsgrænseværdier i henhold til miljøgodkendelserne for gasturbiner, og emissioner beregnet i henhold til direktivet for anlæg hvor de reelle NO_X- emissioner lå over direktivberegningerne.

Emissionerne er beregnet som brændselsforbruget gange en emissionsfaktor:

Emission = Emissionsfaktor (g/GJ) x brændselsforbrug (GJ) (4.1)

4.1 Emissionsberegninger baseret på direktivet

4.1.1 Beregninger

Som omtalt i afsnit 3.1 er der visse anlægstyper eller driftssituationer der ikke er omfattet af direktivet. Gasturbinerne som indgår i scenarierne er alle godkendte før den 27. november 2002 og er derfor ikke omfattet af direktivet. Da der heller ikke er danske bekendtgørelser der dækker disse anlæg er der valgt at anvende emissionsgrænseværdierne givet i Bekendtgørelse nr. 720 af 05/10/1998 om begrænsning af emission af nitrogeNO_Xider, uforbrændte carbonhydrider og carbonmoNO_Xid fra gasmotorer og gasturbiner, selvom bekendtgørelsen kun gælder for gasturbiner mindre end 25 MWe.

I beregningerne er der i alt 4 anlæg der er fremskrevet til at køre mindre end 20.000 timer fra 2008 til 2015. For disse anlæg er grænseværdier fra bekendtgørelse nr. 689 af 15/10 1990 om emissioner fra store fyringsanlæg og bekendtgørelse nr. 532 af 25/5/2001 om svovlindhold i visse flydende og faste brændsler anvendt. Emissionerne fra forbrænding af affald er beregnet ud fra en vurdering af de reelle emissioner af SO₂ og NO_X.

Emissionsgrænseværdier er i direktivet angivet i mg/Nm3 ved 6% ilt for faste brændsler og 3% ilt for flydende og gasformige brændsler. Grænseværdierne er omregnet til emissionsfaktorer angivet i g/GJ ved hjælp af luftvejledningens angivelser af hvor meget 1 kg brændsel fylder og brændslernes brændværdier. Ligning 4.2 viser som eksempel omregningen fra mg/Nm3 til g/GJ for kul.

1 kg kul = 130/(21-O2%) Nm3 (4.2)

Ved antagelse om 6% ilt i røggassen og en brændværdi for kul på 25 MJ/kg findes en omregningsfaktor på 0.347. Det vil sige at emissionsgrænseværdierne i direktivet skal ganges med 0.347 for at omregne disse til emissionsfaktorer.

Tabellerne 4.1 til 4.6 viser emissionsfaktorerne for de brændsler og anlægstyper der er omfattet af direktivet.

Tabel 4.1 Emissionsfaktorer for SO₂ for faste brændsler (g/GJ).

Effekt (MW)	Anlægsalder	Kul	Træ	Halm
50-100	Gammel	693	701	763
50-100	Ny	295	70	76
100-500	Gammel	-1,0 x effekt + 832	-1,4x effekt + 841	-1,53 x effekt + 916
100-500	Ny	69	70	76
>500	Gammel	139	140	153
>500	Ny	69	70	76
>400 og højst 2000 timer/år	Gammel	277	280	305

Tabel 4.2 Emissionsfaktorer for SO₂ for flydende brændsler (g/GJ).

Effekt (MW)	Anlægsalder	Fuel olie	Gasolie	Orimulsion
50-300	Gammel	493	493	493
50-300	Ny	246	246	246
300-500	Gammel	- 1,88 x effekt + 1058	- 1,88 x effekt + 1058	- 1,88 x effekt + 1058
300-500	Ny	- 0,29 x effekt + 145	- 0,29 x effekt + 145	- 0,29 x effekt + 145
>500	Gammel	116	116	116
>500	Ny	58	58	58
>400 og højst 2000 timer/år	Gammel	232	232	231

Tabel 4.3 Emissionsfaktorer for SO₂ for gasformige brændsler (g/GJ).

Effekt (MW)	Anlægsalder	Naturgas
>50	Gammel	8
>50	Ny	8

Tabel 4.4 Emissionsfaktorer for NO_X for faste brændsler (g/GJ).

Effekt (MW)	Anlægsalder	Kul	Træ	Halm
50-500	Gammel	208	210	229
50-100	Ny	139	140	153
100-300	Ny	69	105	115
>500	Gammel	173	175	191
>300	Ny	69	70	76
>500 og højst 2000 timer/år	Gammel	208	210	229

Tabel 4.5 Emissionsfaktorer for NO_X for flydende brændsler (g/GJ).

Effekt (MW)	Anlægsalder	Fuel olie	Gasolie	Orimulsion
50-500	Gammel	130	130	130
50-100	Ny	116	116	116
100-300	Ny	58	58	58
>500	Gammel	116	116	116
>300	Ny	58	58	58

Tabel 4.6 Emissionsfaktorer for NO_X for gasformige brændsler (g/GJ).

Effekt (MW)	Anlægsalder	Naturgas
50-150	Gammel	70
50-300	Ny	35
>500	Gammel	46
>300	Ny	23

Tabel 4.7 Emissionsfaktorer for NO_X for gasturbiner (g/GJ).

Effekt (MW)	Anlægsalder	Naturgas	Fuel olie
>50	Ny	35	104

Emissionsfaktorer for anlæg og driftssituationer der ikke er omfattet af direktivet er angivet i tabellerne 4.7-4.9.

Tabel 4.7 Emissionsfaktorer NO_X for gasturbiner (g/GJ).

Effekt (kW)	Anlægsalder	Naturgas	Reference
>0.120	Gammel	52	Bkg. nr. 720 1998

Tabel 4.8 Emissionsfaktorer SO₂ og NO_X for affald (g/GJ).

Effekt (kW)	Anlægsalder	SO₂	NO_X	Reference
>50	Alle	30	150	Illerup et al. 2002

Tabel 4.9. Emissionsfaktorer for SO₂ og NO_X for anlæg med drifttid mindre end 20.000 timer fra 2008 til 2015.

Effekt (MW)	Anlægsalder	Stof	Kul	Træ	Halm	Fuelolie	Gasolie	Orimulsion	Naturgas
>50	Før 1987	SO₂	7711)	25,9	99,3	492	47	41,2	0,3
>50	Før 1987	NO_X	225	228	248	130	130	128	81

1) 0,9% svovl, 2) Reference: BKG. 689, 1990 og BKG. 532, 2001.

I nærværende scenarier er der ikke regnet med at der idriftsættes nye anlæg.

4.1.2 Resultater

Tabel 4.10 og 4.11 viser emissionerne for SO₂ og NO_X i 2010 for værker større end 25 MWe (jf. tabel 2.1) når emissionerne er beregnet på basis af direktivet.

Tabel 4.10. SO₂ emissioner i 2010 for de tre scenarier baseret på direktivet, sæt 1 (tons).

Scenarier	ELSAM	Energi E2	Andre værker	Total
Lavpris	16.918	12.914	4.232	34.064
Højpris	22.249	20.950	4.232	47.431
Egenforsyning	14.170	14.250	4.232	32.743

Tabel 4.11. NO_X emissioner i 2010 for de tre scenarier baseret på direktivet, sæt 1 (tons).

Scenarier	ELSAM	Energi E2	Andre værker	Total
Lavpris	20.781	13.259	2.034	36.074
Højpris	27.202	19.284	2.034	48.520
Egenforsyning	17.772	14.834	2.034	34.640

Bilag 3 viser detaljerede oplysninger for alle anlæggene og for hvert enkelt anlæg er angivet brændselstype, brændselsforbrug, emissionsfaktorer, emissioner og anlægstype.

4.2 Emissionsberegninger baseret på en vurdering af de reelle røggaskoncentrationer

4.2.1 Beregninger

De reelle emissioner af SO₂ og NO_X afhænger af de enkelte anlægs udformning, herunder NO_X-reducerende foranstaltninger og eventuelle afsvovlingsanlæg. I emissionsberegningerne er der, ud over energiforbruget fordelt på brændsler, også indgået svovlprocent i brændslerne, afsvovlingsgrader, svovlbinding i aske samt NO_X-emissionsfaktorer.

Emissionsfaktorerne for SO₂ er beregnet ved hjælp af ligning 4.3.

ligning 4.3

Hvor EF_SO2 = emissionsfaktoren for SO₂ (g/GJ), S% = svovlprocent i brændslet, S_desulph% = afsvovlingsgraden, S_ash = svovlbinding i asken og HV = den nedre brændværdi (GJ/ton).

Tabel 4.12. Beregningsgrundlag for beregning af SO₂-emissionsfaktorer

Brændsel	S%	Afsvovlingsgrad	Svovlbinding i aske	Nedre brændværdi (GJ/tons)
Kul	0,5-1	5-98	2-5	25-25,1
Fuelolie	0,95-1	0-98	0	40-40,6
Gasolie	0,2	0-98	0	40-40,5
Orimulsion	2,8	98	0	27,2
Halm	0,1	0-98	52	14-15
Træ	0,03	0-80	81	10
Træpiller	0,05	0-98	81	17,5
Naturgas	0,1	0-80	0	49-49,1

4.2.2 Resultater

Tabel 4.12 og 4.13 viser emissionsberegningerne udregnet på basis af en vurdering af de reelle emissioner.

Tabel 4.12. SO₂ emissioner i 2010 for de tre scenarier baseret på reelle emissioner, sæt 2 ( tons).

Scenarier	ELSAM	Energi E2	Andre værker	Total
Lavpris	1.135	3.324	3.839	8.298
Højpris	1.478	8.043	3.839	13.360
Egenforsyning	969	4.001	3.839	8.809

Tabel 4.13. NO_X emissioner i 2010 for de tre scenarier baseret på reelle emissioner, sæt 2 (tons).

Scenarier	ELSAM	Energi E2	Andre værker	Total
Lavpris	14.368	8.315	2.581	25.264
Højpris	18.669	12.048	2.581	33.298
Egenforsyning	12.999	9.123	2.581	24.703

Bilag 4 viser emissionerne for alle anlæg.

I tabel 4.14 og 4.15 er vist emissionerne når det antages at de anlæg, der i en første vurdering overskrider direktivets krav, netop overholder emissionsgrænseværdierne givet i direktivet og der anvendes emissionsgrænseværdierne givet i de enkelte turbiners miljøgodkendelser.

Tabel 4.14. SO₂ emissioner i 2010 for de tre scenarier baseret på reelle emissioner og direktiv (tons) (sæt 3).

Scenarier	ELSAM	Energi E2	Andre værker	Total
Lavpris	1.135	3.324	3.839	8.298
Højpris	1.478	8.043	3.839	13.360
Egenforsyning	969	4.001	3.839	8.809

Tabel 4.15. NO_X emissioner i 2010 for de tre scenarier baseret på reelle emissioner og direktiv (tons) (sæt 3).

Scenarier	ELSAM	Energi E2	Andre værker	Total
Lavpris	12.643	8.738	2.581	23.962
Højpris	16.315	12.471	2.581	31.367
Egenforsyning	11.364	9.544	2.581	23.489

Bilag 5 viser emissionerne for alle anlæg.

Af tabellerne 4.10 til 4.15 ses det, at de beregnede emissioner i 2010 ligger meget højere for scenarierne beregnet på basis af direktivet end for scenarierne beregnet ud fra en vurdering af de reelle emissioner. Det fremgår desuden af beregningerne at kravet om at alle anlæg skal overholdet direktivets emissionsgrænseværdier kun giver en beskeden reduktion i forhold til de beregninger der er baseret på anlæggenes aktuelle tekniske status.