| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Samfundsøkonomisk analyse af NOx reduktion

5 SCR på gasmotorer i kraftvarmesektoren

5.1 Beskrivelse af tiltaget

Katalystiske deNOx-anlæg omtales ofte som SCR-anlæg efter den engelske betegnelse Selective Catalytic Reduction.

Reduktionen af NOx foregår ved følgende reaktioner med ammoniak:

6NO3 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

Ammoniakken (NH3) tilføres ved inddysning et tilpas stykke før reaktoren, så god opblanding opnås. Ammoniakken fordampes og blandes med luft, inden den inddyses i røggassen.

De kemiske reaktioner forløber i en katalytisk reaktor ved en temperatur på mellem 320° C og 400° C. I reaktoren sker reduktionen ved, at NOx og ammoniak diffunderer til katalysatorens overflade og reagerer med hinanden.

Efter passage gennem reaktoren er 80 pct. – 95 pct. af det oprindelige NOx-indhold omdannet til vand og frit kvælstof. Derudover vil røggassen indeholde en lille rest ammoniak. Det normale designkriterium er, at ammoniakslippet skal være mindre end 5 ppm. NOx-reduktionen er direkte proportional med mængden af inddyset ammoniak.

Tryktab i katalysator giver forøget undertryk i elfilteret, hvilket kan bevirke, at det bliver nødvendigt at forstærke eller udskifte elfilteret samt forøge kapaciteten på sugetræksblæserne.

Der monteres i 2009 et SCR katalysator anlæg på en Lean burn gasmotor i kraftvarmesektoren. Der er regnet på et 3 MWe anlæg med en driftstid på 3500 timer pr. år.

NOx udledningen for et anlæg med 3 Mwe er 550 mg  pr. Nm³ røggas ved 5 pct. O2 (lovkrav efter oktober 2006). Installeringen af SCR reducerer NOx udledningen med 80 pct. Der er forudsat en virkningsgrad på 40 pct. Dette svarer til en reduktion på 3,6 kg NOx pr. time eller 12,6 tons pr. år.

Der er ingen afledte miljøeffekter og heller ingen indflydelse på den primære drift af anlægget, dvs. produktionen af varme og el samt brændselsforbrug.

Ved opskaleringen til landsplan skal der tages hensyn til, at en del af anlæggene allerede har en væsentligt lavere emission end de tilladte 550 mg og derfor ikke har incitament til at reducere så meget og dermed installere SCR. Figur 5-1 viser reduktionspotentialet ved at reducere fra de tilladte 550 mg. Ved SCR reduceres med 80 pct., dvs. fra 550 mg til 110 mg.  Dette svarer til en reduktion på landsplan for alle 900 MW på ca. 2800 tons, hvilket kan aflæses på den nederste kurve for 3500 timer årligt.

Figur 5.1 NOx reduktionspotentiale på landsplan for gasmotorer i kraftvarmesektoren

Figur 5.1 NOx reduktionspotentiale på landsplan for gasmotorer i kraftvarmesektoren

Kilde: Per G. Kristensen, Dansk Gasteknisk Center

Yderligere gælder, at i den samlede opgørelse på landsplan indgår ikke anlæg med en indfyret effekt på under 1 Mwe. Den samlede installerede effekt på disse mindre anlæg på op til 1 MWe er opgjort til 204 MW[21]. Dette betyder, at der på landsplan er en samlet installeret effekt på ca. 696 MWe for dette tiltag, altså 77 pct. ud af de totale 900 MW.

Det samlede reduktionspotentiale på landsplan bliver derfor 77 pct. af de ca. 2800 tons, svarende til 2200 tons NOx.

Det skal bemærkes, at afhængig af det valgte styringsinstrument er det tvivlsomt om initiativet kan nå at være fuldt implementeret til 2010. Dette skyldes retsbeskyttelsesperioden på 8 år i Miljøbeskyttelsesloven.

Data til beregningerne stammer fra Grundfos og Dansk Gasteknisk Center.

5.2 Sammenfatning af budget- og velfærdsøkonomiske omkostninger

Installering af SCR på gasmotorer i kraftvarmesektoren er et af de undersøgte tiltag med det største potentiale for NOx fjernelse på landsplan. Da dets omkostninger tilmed ligger i den lave ende af skalaen, er det ét af de mere interessante tiltag.

Der kan fjernes ca. 2200 tons årligt på landsplan (ca. 12,6 tons pr. anlæg), jf. tabel 5-1. Det koster budgetøkonomisk 25 mill.kr. pr. år alt, svarende til 15 kr. pr. kg NOx.

Velfærdsøkonomisk giver SCR på gasmotorer et overskud på 1,5 mia.kr. (nutidsværdi i 2004 over 30 år). Omkostningerne er 18 kr. pr. kg NOx eller 29 mill.kr. årligt.

Tabel 5-1 Oversigt over budget- og velfærdsøkonomiske omkostninger, SCR på gasmotorer i kraftvarmesektoren (2004-priser)

  Enhed For ét anlæg På landsplan
Miljøeffekt NOx-reduktion i 2010 tons/år 13 2193
Budgetøkonomisk      
Erhverv      
Omkostninger pr. år (30 år) mill.kr./år 0,1 24,7
Omkostninger pr. kg NOx kr./kg 15 15
Velfærdsøkonomisk      
CBA nutidsværdi 30 år (overskud) mill.kr. 9 1528
Omkostninger pr. år (30 år) mill.kr./år 0,2 28,9
Omkostninger pr. kg NOx kr./kg 18 18

5.3 Budgetøkonomiske omkostninger

Et SCR anlæg inkl. katalysator på en gasmotor på 3 MW i kraftvarmesektoren koster 1,0 mill.kr. (inkl. montering). Heraf koster katalysatoren 400.000 kr.. Levetiden for SCR anlægget er 10 år, mens katalysatoren skal udskiftes hvert femte år. Dette svarer til en årlig omkostning på i alt 166.000 kr., jf. tabel 5-2.

Der er driftsomkostningerne til urea som reagent. Der anvendes ca. 2,5 liter pr. driftstime til en pris på 2,70 kr. pr. liter. Dette svarer til 24.000 kr. pr. år. (ved 35.000 timer årligt).

De samlede årlige budgetøkonomiske omkostninger bliver derved 189.000 kr.

Der fjernes 12,6 tons NOx om året på et anlæg. Det koster 15 kr. pr. kg fjernet NOx eller 0,1 mill.kr. årligt (over en 30-årig periode).

Tabel 5-2 Budgetøkonomiske omkostninger, SCR på gasmoterer i kraftvarmesektoren (2004-priser)

Èt anlæg Investering Drift Omkostning ialt NOx
År Mill.kr. Mill.kr. mill.kr. Tons
2005 0 0 0 0
2006 0 0 0 0
2007 0 0 0 0
2008 0 0 0 0
2009 0,166 0,024 0,189 12,6
2010 0,166 0,024 0,189 12,6
2011 0,166 0,024 0,189 12,6
2012 0,166 0,024 0,189 12,6
2013 0,166 0,024 0,189 12,6
2014 0,166 0,024 0,189 12,6
2015 0,166 0,024 0,189 12,6
2016 0,166 0,024 0,189 12,6
2017 0,166 0,024 0,189 12,6
2018 0,166 0,024 0,189 12,6
2019 0,166 0,024 0,189 12,6
2020 0,166 0,024 0,189 12,6
2021 0,166 0,024 0,189 12,6
2022 0,166 0,024 0,189 12,6
2023 0,166 0,024 0,189 12,6
2024 0,166 0,024 0,189 12,6
2025 0,166 0,024 0,189 12,6
2026 0,166 0,024 0,189 12,6
2027 0,166 0,024 0,189 12,6
2028 0,166 0,024 0,189 12,6
2029 0,166 0,024 0,189 12,6
2030 0,166 0,024 0,189 12,6
2031 0,166 0,024 0,189 12,6
2032 0,166 0,024 0,189 12,6
2033 0,166 0,024 0,189 12,6
2034 0,166 0,024 0,189 12,6
NPV i 2004 1,7 0,2 2,0 129,8
Omkostning pr. år (30 år) mill.kr./år 0,142
Omkostning kr./kg NOx 15,04

5.4 Velfærdsøkonomiske omkostninger

De velfærdsøkonomiske omkostninger er beregnet som de budgetøkonomiske forhøjet med nettoafgiftsfaktoren (NAF) på 1,17, jf. afsnit 2.6. Dette giver en nutidsværdi på 2,3 mill.kr. i 2004 for en 30-årig periode, jf. Tabel 5-3. Til prissætning af miljøeffekterne er anvendt prisen på NOx fra Tabel 2-3 på 85 kr. pr. kg.  Dette giver en nutidsværdi af den mindskede NOx udledning på 11 mill.kr. i 2004.

Installering af SCR på en gasmotor på et anlæg giver et velfærdsøkonomisk overskud på 8,8 mill.kr. (nutidsværdi over 30 år i 2004). De velfærdsøkonomiske omkostninger pr. år bliver 0,2 mill.kr. eller 18 kr. pr. kg fjernet NOx.

Tabel 5-3  Velfærdsøkonomiske omkostninger, SCR på gasmotorer i kraftvarmesektoren (2004-priser).

Ét anlæg Velfærdsøk NOx Værdi NOx
  omkostning    
År I alt    
  Mill.kr. Tons Mill.kr.
2005 0 0 0
2006 0 0 0
2007 0 0 0
2008 0 0 0
2009 0,194 0,028 0,222
2010 0,194 0,028 0,222
2011 0,194 0,028 0,222
2012 0,194 0,028 0,222
2013 0,194 0,028 0,222
2014 0,194 0,028 0,222
2015 0,194 0,028 0,222
2016 0,194 0,028 0,222
2017 0,194 0,028 0,222
2018 0,194 0,028 0,222
2019 0,194 0,028 0,222
2020 0,194 0,028 0,222
2021 0,194 0,028 0,222
2022 0,194 0,028 0,222
2023 0,194 0,028 0,222
2024 0,194 0,028 0,222
2025 0,194 0,028 0,222
2026 0,194 0,028 0,222
2027 0,194 0,028 0,222
2028 0,194 0,028 0,222
2029 0,194 0,028 0,222
2030 0,194 0,028 0,222
2031 0,194 0,028 0,222
2032 0,194 0,028 0,222
2033 0,194 0,028 0,222
2034 0,194 0,028 0,222
NPV i 2004 2,0 0,3 2,3
CBA NPV mill.kr. 8,8
Omkostning mill.kr./år (30 år) 0,166
Omkostning kr./kg NOx 18

Fodnoter

[21] Jf. figur 5 i Dansk Gasteknisk Center (2002)

 

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |



Version 1.0 August 2006, © Miljøstyrelsen.