|
En opdateret analyse af Danmarks muligheder for at reducere emissionerne af NOx 5 Industrikedler
I dette afsnit behandles industrikedler. Følgende er opdateret eller undersøgt:
Der vurderes ikke at være yderlige væsentlige reduktionsmuligheder for de mindre kedler. Man vil dog kunne anvende SCR på industrikedler og dermed opnå yderlige reduktion. SCR kan reducere NOx-emissionen med 90 % men omkostningen er betydelig. Det har ikke været muligt at skønne over omkostningen ved SCR idet industrianlæggene er meget forskellige og derfor vil omkostningerne variere betydeligt fra anlæg til anlæg. 5.1 Udskiftning til lav-NOx brændere på bestående kedler i industrienUdskiftning til lav-NOx brændere er et tiltag som blev vurderet i NOx rapporten fra 2006. I det følgende præsenteres en opdatering af dette tiltag. Tiltaget består i, brænderne på eksisterende kedler i industrien udskiftes i år 2009, som led i opnåelsen af målsætningen vedr. NOx-udledning i 2010. Brænderne udskiftes altså før, de er udtjente. 5.1.1 TeknologiLav-NOx brændere kan virke efter forskellige principper, da et lavt NOx emissionsniveau kan opnås på følgende vis:
Den mest brugte metode er at benytte overstøkiometrisk forbrænding med 20 - 75 % luftoverskud og derved sænke forbrændings-temperaturen til 1200 - 1500 °C. Andre lav-NOx brændere benytter to trins forbrænding med køling mellem de to trin for at holde temperaturen nede. Blandingsforholdet mellem gassen og luften holdes på bestemte værdier for de forskellige forbrændingstrin. Denne trinvise forbrænding bevirker, at flammetemperaturen holdes jævn gennem hele brænderen. Generelt gælder, at det skal tilstræbes, at luft og gas blandes bedst muligt, så der ikke fremkommer "hot spots". Betegnelsen "hot spots" dækker over områder i flammen, som er varmere end omgivelserne. Disse varme områder giver øget NOx -emission. 5.1.2 Opgradering af brændereEt alternativ til udskiftning af den samle brænderinstallation kan være, at opgradere de eksisterende brændere til lav-NOx brændere. Dette kan typisk ske ved, at brænderhoved og brænderventiler på gasrampe udskiftes samt at blæsermotor forsynes med frekvensregulering. 5.1.3 Anvendelse i industrienDansk Gasteknisk Center a/s har for COWI opdateret skøn for industriens brug af kedler og den derved fremkomne NOx emission og mulige reduktion ved installation af lav-NOx udstyr.[8] Der kan skønnes følgende grundlæggende data: Tabel 5-1 Data for antal kedler, kapacitet og energiomsætning
Kilde: Dansk Gasteknisk Center For at skønne den mulige emissionsreduktion benyttes fortsat Luftvejledningens emissionskrav, idet ældre ikke lav-NOx anlæg forventes at overholde gældende lovgivning, og nye lav-NOx brændere forventes at kunne bringe NOx emissionen ned på kravet for nye kedelanlæg. Dette giver (ved 10 % O2, tør røggas): Tabel 5-2 Emissionsværdier for eksisterende og nye kedler
Den aktuelt realiserbare NOx reduktion vil afhænge af flere parametre, f.eks. om kedlen er til produktion af damp/hedtvands/varmtvand/hedolie, idet medietemperaturen spiller ind. De fleste kedler vil have medietempeaturer under 140 C, hvor luftvejledningens[9] krav kan overholdes med god margin. For højere medietemperatur vil NOx normalt stige lidt - 10-15 mg/m³ i tillæg er en god tommelfingerregel. Endvidere har udformningen af fyrboksen afgørende betydning for om lav-NOx-brændere kan installeres med optimalt udbytte. Ved optimalt samspil mellem eksisterende fyrboks og ny lav-NOx brænder, vurderes ovennævnte lav-NOx værdier, at være i den høje ende. Da man ikke kan være sikker på at kunne opnå dette optimale samspil og på grund af at nogle anlæg har højere medietemperaturer, benyttes de konservative værdier fra tabellen til de efterfølgende beregninger. DGC skønner, at andelen af lav-NOx brændere på ca. 50 % af den installerede kapacitet for naturgas, men vurderer at den er lavere for oliekedler, 20-30 %. DGC har ikke kendskab til, at der er sket stor brænderudskiftning de seneste år, og dette billede bekræftes af en førende brænderleverandør. Tabel 5-3 Reduktionspotentiale for industri kedler tons NOx pr. år
5.1.4 ØkonomiUdskiftning af gamle brændere til nye lav-NOx brændere kan skønnes til følgende investeringsomkostninger, der ikke har flyttet sig væsentligt. Tabel 5-4 Specifik investering for Lav-NOx brændere
Energieffektiviteten forventes at blive fastholdt, hvorfor der ikke sker ændringer af betydning i driftsøkonomien. 5.2 Gennemgang af tre af de 25 største industrielle og energimæssige emittenterIfølge MST er der 25 større emittenter i Danmark, ud af de 25 er tre rene industrianlæg. Det drejer sig om Aalborg Portland, Shell Raffinaderi og StatoilHydro Raffinaderi. Tabel 5-5 Emission data for de tre største industriemittenter
Kilde: NOx emissioner i henhold til oplysninger i grønne regnskaber Aalborg Portland[11] har i 2007 investeret i flere miljøforbedrende og energibesparende projekter. Til reduktion af NOx emissionen er bl.a. Mixing Air NOx-reduktionsudstyr i de hvide ovne samt SNCR-anlæg i endnu en ovn. Udstyret har givet en reduktion på 1.091 ton NOx. i 2007. Det forventes fuld udnyttelse af det installerede udstyr i 2008 vil give en yderligere reduktion på 7 % svarende til 490 ton NOx. Shell Raffinaderi[12] udleder NOx fra forbrænding af fuelgas og fuelolie i ovne og kedler samt fra en gasturbine. I gasturbinen reduceres NOx-emissionen ved hjælp af kontinuerlig dampinjektion i brændkammeret. Shell Raffinaderi arbejder i dag ikke med planer om at reducere NOx -emissionen, men afventer en endelig plan i samarbejde med deres myndighed. Shell Raffinaderi har til den plan foreslået følgende tiltag.
StatoilHydro Raffinaderi[13] har, grundet andre opgaver, ikke været i stad til at bidrage med yderligere oplysninger. 5.3 Potentiale for reduktion af NOx-emissioner fra større industrianlæg.5.3.1 CementindustriFølgende muligheder er listet i BREF[14]
Den bedste tilgængelige teknik til at reducere NOx-emissioner er en kombination af generelle, primære foranstaltninger til bekæmpelse af NOx -emissioner, trindelt forbrænding og selektiv ikke-katalytisk reduktion (SNCR). Det BAT-emissionsniveau, som er forbundet med anvendelsen af disse teknikker, er 200-500 mg NOx /m³ (som NO2). Dette emissionsniveau kan ses i sammenhæng med det for øjeblikket rapporterede emissionsinterval, som er på <200-3000 mg NOx /m³, og at hovedparten af ovnene i EU siges at være i stand til at nå ned på mindre end 1200 mg/m³ ved hjælp af de primære forholdsregler. Medens der var støtte til den ovenfor konkluderede BAT med henblik på at bekæmpe NOx -emissioner, var der et synspunkt i den tekniske arbejdsgruppe som opponerede mod, at det BAT-emissionsniveau, som er forbundet med anvendelsen af disse teknikker, er 500-800 mg NOx /m³ (som NO2). Der var også det synspunkt, at selektiv katalytisk reduktion (SCR) er BAT med et emissionsniveau på 100-200 mg NOx /m³ (som NO2). I forhold til at opnå en væsentlig yderligere reduktion f.eks. for Ålborg Portland er det et spørgsmål om SCR kan anvendes. I følge BREF dokumentet er det endnu en teknologi som kun er anvendt på pilotniveau i cementindustrien. Fx kan høj støvkoncentration være et problem. Uden en større analyse er det derfor ikke muligt at vurdere om SCR vil kunne anvendes og hvad det eksakte reduktionspotentiale er. 5.3.2 RaffinaderierFølgende muligheder er listet i BREF[15]
Det er ikke muligt at angive et potentiale for raffinaderierne, da de anlægsspecifikke forhold spiller en afgørende rolle. [8] DGC har ikke kendskab til nogen signifikant ændring af kedelbestanden siden seneste opgørelse, og vægten er lagt på at fremskaffe så præcise energidata som muligt, idet energiomsætningen fastlægger NOx emissionen og reduktionspotentialet. [9] Luftvejledningen. Miljøstyrelsens vejledninger N. 2 2001 [10] For de tre første kvartaler 2008. [11] Oplysninger fra Aalborg Portland Grønt Regnskab 2007. [12]Oplysninger fra Shell Raffinaderi Grønt Regnskab 2007 samt information fra nøglepersoner. [13] Oplysninger fra StatoilHydro Raffinaderi Grønt Regnskab 2007 samt information fra nøglepersoner. [14] BREF Cement and Lime Manufacturing Industries, December 2001 [15] BREF Mineral Oil and Gas Refineries, February 2003
|