Aarhus Universitets segl

Nr. 786: Emissionskortlægning for decentral kraftvarme 2007 - Energinet.dk miljøprojekt nr. 07/1882. Delrapport 5 Emissionsfaktorer og emissionsopgørelse for decentral kraftvarme, 2006.

Nielsen, M., Nielsen, O.-K. & Thomsen, M. 2010: Emissionskortlægning for decentral kraftvarme 2007 - Energinet.dk miljøprojekt nr. 07/1882. Delrapport 5 Emissionsfaktorer og emissionsopgørelse for decentral kraftvarme, 2006. Danmarks Miljøundersøgelser, Aarhus Universitet. 113 s. - Faglig rapport fra DMU nr. 786.

Sammendrag

Der er blevet udarbejdet opdaterede emissionsfaktorer for decentrale kraftvarmeværker < 25 MWe for år 2006/2007. Emissionsfaktorerne omfatter følgende typer af decentrale kraftvarmeværker: affaldsforbrændingsanlæg, halmfyrede værker, træfyrede værker, naturgasdrevne motorer, biogasdrevne motorer, naturgasdrevne gasturbiner, gasoliedrevne motorer, gasoliedrevne gasturbiner, fueloliedrevne dampturbiner samt motorer der anvender forgasningsgas baseret på træ.

Emissionsfaktorerne er udarbejdet på basis af såvel indsamlede emissionsdata som projektmålinger. Endvidere er emissionsfaktorerne baseret på en energivægtning i henhold til Energistyrelsens energiproducenttælling for 2006.

Et uddrag af emissionsfaktorerne for år 2006 er vist i tabel 1. Emissionsfaktorerne for naturgasdrevne motorer og turbiner er dog bestemt for år 2007, fordi der for disse anlægstyper er nye emissionsgrænseværdier gældende fra 2007.

Tabel 1   Uddrag af emissionsfaktorerne for decentrale kraftvarmeværker < 25MWe, 2006 (2007 for naturgas).

 

Enhed

Naturgas-motorer

Biogas-motorer

Naturgas-drevne turbiner

Gasolie-drevne motorer

Gasolie-drevne turbiner

Fuelolie, damp-turbine

Forgasnings-gas,
motorer

Affaldsfor-brændings-anlæg

Halm

Træ

SO2  

g per GJ

-

-

-

-

-

-

-

< 8,3

49

< 1,9

NOx

g per GJ

1358)

202

48

942

83

136

173

102

125

81

UHC (C)

g per GJ

4358)

333

2,59)

(46) 10)

-

(1,6) 10)

12

< 0,68

< 0,945)

< 6,16)

NMVOC

g per GJ

924) 8)

104)

1,64)

(37)10)

-

(0,8) 10)

2,34)

< 0,564)

< 0,784)

< 5,14)

CH4

g per GJ

4814) 8)

4344)

1,74)

24

-

< 1,3

134)

< 0,344)

< 0,474)

< 3,14)

CO

g per GJ

588)

310

4,8

130

2,6

2,8

586

< 3,9

67

90

N2O

g per GJ

0,58

1,6

1,0

2,1

-

5,0

2,7

1,2

1,1

0,83

NH3

g per GJ

-

-

-

-

-

-

-

< 0,29

-

-

TSP

g per GJ

-

-

-

-

-

9,5

-

< 0,29

< 2,3

10

As

mg per GJ

< 0,045

< 0,042

-

< 0,055

-

-

0,116

< 0,59

-

-

Cd

mg per GJ

< 0,003

0,002

-

< 0,011

-

-

< 0,009

< 0,44

< 0,323)

0,27

Co

mg per GJ

< 0,20

< 0,21

-

< 0,28

-

-

< 0,22

< 0,56

-

-

Cr

mg per GJ

0,048

0,18

-

0,20

-

-

0,029

< 1,6

-

-

Cu

mg per GJ

0,015

0,31

-

0,30

-

-

< 0,045

< 1,3

-

-

Hg

mg per GJ

< 0,0983)

< 0,12

-

< 0,11

-

-

0,54

< 1,8

< 0,313)

< 0,403)

Mn

mg per GJ

< 0,046

0,19

-

0,009

-

-

0,008

< 2,1

-

-

Ni

mg per GJ

0,045

0,23

-

0,013

-

-

0,014

< 2,1

-

-

Pb

mg per GJ

0,043

0,005

-

0,15

-

-

0,022

< 5,5

-

-

Sb

mg per GJ

< 0,0493)

0,12

-

< 0,055

-

-

< 0,045

< 1,1

-

-

Se

mg per GJ

(0,01)7)

< 0,21

-

< 0,22

-

-

< 0,18

< 1,1

-

-

Tl

mg per GJ

< 0,203)

< 0,21

-

< 0,22

-

-

< 0,18

< 0,453)

-

-

V

mg per GJ

< 0,048

< 0,042

-

0,007

-

-

< 0,045

< 0,33

-

-

Zn

mg per GJ

2,9

4,0

-

58

-

-

0,058

2,3

0,41

2,3

PCDD/-F

ng per GJ

< 0,57

< 0,961)

-

< 0,99

-

-

< 1,71)

< 5,0

< 19

< 14

PBDD/-F

ng per GJ

-

< 5,01)

-

-

-

-

< 7,21)

< 6,31)

-

-

PAH (BaP)

µg per GJ

< 13

< 4,2

-

< 33

-

-

< 4,9

< 2

< 125

< 13

?PAH

µg per GJ

< 1025

< 606

-

< 8988

-

-

< 181

< 37

< 5946

< 664

Naphthalen

µg per GJ

2452

4577

-

17642

-

-

8492

< 1293)

12088

2314

HCB

µg per GJ

-

0,19

-

< 0,22

-

-

0,80

< 4,3

< 0,11

-

PCB

ng per GJ

-

< 0,191)

-

< 0,131)

-

-

< 0,241)

< 0,32

-

-

Formaldehyd

g per GJ

14,1

8,7

-

1,3

-

< 0,002

1,5

-

-

-

HCl

g per GJ

-

-

-

-

-

-

-

< 1,14

56

-

HF

g per GJ

-

-

-

-

-

-

-

< 0,14

-

-

1) Målingerne var under detektionsgrænsen for alle kongenere.
2) Baseret på en enkelt måling der var under detektionsgrænsen.
3) Alle målinger under detektionsgrænsen.
4) Baseret på en fordelingsnøgle for UHC.
5) Kun en enkelt af i alt 7 målinger er over detektionsgrænsen.
6) To ud af tre målinger under detektionsgrænsen.
7) Der er foretaget to målinger der begge var under detektionsgrænsen. Der er set bort fra den estimerede emissionsfaktor og i stedet anvendes emissionsfaktoren 0,01 mg per GJ (EEA, 2009).
8) Forhøjet emission under start og stop er indregnet.
9) Baseret på data fra 2003-2006.
10) Der er set bort fra projektets måleresultater og i stedet anvendes emissionsfaktorer for NMVOC fra EEA (2009). UHC emissionsfaktoren er beregnet på basis af NMVOC og CH4 emissionsfaktorerne.

Generelt er emissionsfaktorerne for affaldsforbrænding væsentligt lavere end de emissionsfaktorer, der tidligere er fastlagt for år 2000. Den store reduktion af emissionerne er et resultat af nye emissionsgrænseværdier i affaldsbekendtgørelsen, Bekendtgørelse 162 (MST, 2003), der har medført ombygning af røggasrensningsanlæggene på de fleste affaldsforbrændingsanlæg. Emissionsfaktoren for partikler (TSP) er 86 % lavere end i år 2000, mens reduktionen for tungmetallerne er på 38 % til 96 %. For dioxin (PCDD/-F) er emissionsfaktoren 97 % lavere, og det hænger sammen med, at alle affaldsforbrændingsanlæg nu, pga. grænseværdierne i Bekendtgørelse 162, er blevet forsynet med dioxinrensning. NOx-emissionsfaktoren er 17 % lavere end i år 2000. Emissionsfaktorerne for SO2, HCl og HF er ligeledes reduceret væsentligt siden år 2000.

For halm- og træfyrede anlæg er der ikke nye emissionsgrænseværdier, og der har ikke været større anlægsændringer siden år 2000. De relativt få anlæg og målinger gør, at det ikke med sikkerhed kan konkluderes, at der har været en udvikling i retning af højere eller lavere emissioner. Ældre emissionsdata er blevet inddraget i datagrundlaget. Der har vist sig at være store variationer i emissionsniveauet for det enkelte anlæg.

Emissionsfaktorerne for naturgasdrevne motorer er reduceret siden 2000 som et resultat af de tekniske ændringer af motorerne, som de nye emissionsgrænseværdier i Bekendtgørelse 621 (MST, 2005) har nødvendiggjort. De nye emissionsgrænseværdier var for de fleste motorer gældende fra oktober 2006. NOx-emissionsfaktoren er således faldet med 20 % og CO-emissionsfaktoren er faldet med 68 % siden 2000. Det store fald i CO-emissionsfaktoren skyldes, at alle motorerne nu er forsynet med oxidationskatalysator. UHC-emissionen er ligeledes faldet siden 2000. CH4-emissionsfaktoren er faldet 10 %, mens emissionsfaktoren for NMVOC er faldet 24 %.

Brændselsforbruget for biogasdrevne motorer er steget med 32 % siden 2000, og det er især forbruget på større motorer der er steget. Dette kan være en del af grunden til de ændringer, der har været i emissionsfaktorerne for biogasdrevne motorer. Biogasdrevne motorer > 1 MW er omfattet af Bekendtgørelse 621 (MST, 2005), men de nye grænseværdier er først gældende fra 2013. Emissionsfaktoren for NOx er faldet 63 % siden 2000, mens emissionsfaktoren for UHC er steget 31 %. CO-emissions-faktoren er 14 % højere end i 2000.

NOx-emissionsfaktoren for naturgasdrevne turbiner er faldet 62 % siden 2000. Dette er igen et resultat af Bekendtgørelse 621 (MST, 2005) der har betydet, at stort set alle gasturbinerne er blevet forsynet med low-NOx-brændere.

Der er blevet fastlagt emissionsfaktorer for oliedrevne anlæg og for motorer, der anvender forgasningsgas baseret på træ. For oliedrevne motorer er specielt emissionsfaktoren for NOx bemærkelsesværdig, idet den er langt højere end for alle de øvrige anlægstyper. Emissionsfaktoren for CO fra motorer der anvender forgasningsgas, er meget højere end fra de øvrige gasmotorer, mens UHC-emissionen er meget lavere. Dette stemmer overens med forgasningsgassens sammensætning, idet der er et stort indhold af CO og et lavt indhold af kulbrinter.

Måleprogrammet for projektmålingerne omfattede screening for en række emissionskomponenter. Alle målinger for bromerede dioxiner og furaner (PBDD/-F) var under detektionsgrænsen for alle kongenere. Detektionsgrænsen for PBDD/-F viste sig at være højere end detektionsgrænsen for PCDD/-F. En sammenligning af emissionsbidraget fra henholdsvis PBDD/-F og PCDD/-F er på denne baggrund vanskelig, og det kan ikke på baggrund af datasættet afvises, at emissionen af PBDD/-F overstiger emissionen af PCDD/-F. For PCDD/-F er der detekteret enkelte kongenere for gasoliedrevne motorer og naturgasmotorer, hvorimod alle kongenere var under detektionsgrænsen for såvel forgasningsgasdrevne motorer som biogasdrevne motorer. Endvidere er der måledata over detektionsgrænsen for affald, halm og træ.

PCB-målingerne fra gasoliedrevne motorer, biogasdrevne motorer og forgasningsgasdrevne motorer var alle under detektionsgrænsen for alle kongenere. For affaldsforbrænding var kun en enkelt prøve under detektionsgrænsen for alle kongenere, mens flere PCB’er kunne detekteres i de øvrige målinger. PCB-emissionsfaktorerne er langt under de emissionsfaktorer som tidligere studier har angivet (Thomsen et al., 2009).

HCB-emissionen er som ventet størst fra affaldsforbrænding. Selvom HCB-emissionen er betydeligt lavere end hidtil estimeret, er affaldsforbrænding blandt de største kilder til HCB-emission i Danmark. 

Der er foretaget vurdering af usikkerhed for emissionsfaktorerne i projektets delrapport 3 (Boje et al., 2010b) og delrapport 4 (Jørgensen et al., 2010b).

Der er udarbejdet en samlet emissionsopgørelse for decentral kraftvarme år 2006. Denne viser, at naturgasdrevne motorer var langt den største kilde til emission af CH4, NMVOC og aldehyder. Gasmotorerne var endvidere den største emissionskilde for CO (49 %) og NOx (41 %) samt lidt uventet også for Zn (34 %). Affaldsforbrændingsanlæg var den største kilde til emission af de fleste metaller, HF, PCDD/-F, HCB og PCB. Endvidere var der et højt emissionsbidrag for NOx (37 %) og SO2 (23 %). Halmfyrede værker var den største emissionskilde for HCl. Træfyrede værker var den største kilde til partikelemission (TSP). Både træ- og halmfyrede værker var desuden væsentlige kilder til emissionen af PCDD/-F. Fueloliefyrede dampturbiner var den største kilde til SO2-emission og til emissionen af flere metaller. Biogasdrevne motorer var i 2006 en væsentlig kilde til CO-emission (29 %), men ellers var emissionsandelen fra biogasdrevne motorer begrænset. Emissionsbidragene fra naturgasdrevne turbiner samt anlæg der anvender gasolie eller forgasningsgas var lave.

Emissionen af NOx fra decentral kraftvarme udgjorde i 2006 5 % af den samlede danske emission. SO2 udgjorde ligeledes 5 % af den nationale emission. CH4-emissionen udgjorde 6 % af den nationale emission, mens emissionen af flere metaller lå over 10 %. Emissionsbidraget af HCB var i 2006 helt oppe på 30 %, men her skal det bemærkes, at ikke alle emissionskilder er inkluderet i de nationale opgørelser. Emissionsandelen for dioxin var helt nede på 1 %, hvilket er et betydeligt fald siden 1995 hvor andelen var på ca. 35 %.

Sammenholdes emissionen fra decentral kraftvarme med øvrige elproducerende anlæg fremgår det, at CH4- og NMVOC-emissionen fra de decentrale værker er relativt høj. Derudover er de decentrale værker en væsentlig emissionskilde for NOx, CO, metaller, PCDD/-F og HCB.

Hele rapporten i pdf-format (1,24 MB)