COMMISSION REGULATION (EU)

Transkrypt

1 POLSKA IZBA EKOLOGII Katowice, ul. Warszawska 3 tel/fax (48 32) ; ; pie@pie.pl BOŚ S.A. O/Katowice Uwagi do Roboczego Dokumentu Working Document on a Draft COMMISSION REGULATION (EU) No /.. of XXX implementing Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council with regard to ecodesign requirements for solid fuel boilers UWAGI OGÓLNE Z zadowoleniem należy przyjąć rozszerzenie zakresu obowiązywania wymagań ekoprojektu dla kotłów do 1MW oraz włączenie wymagania dotyczącego sezonowej emisji NOx. Analiza zaproponowanych wymagań granicznych wartości sezonowej emisji zanieczyszczeń w Aneksie II oraz wskaźniki emisji dla wzorca w okresie sezonu grzewczego zawarte w Aneksie V wymagają komentarza oraz propozycji ich weryfikacji, z uwzględnieniem rodzaju stałego paliwa. Rozwój techniki i technologii spalania oraz konstrukcji urządzeń grzewczych, w tym kotłów małej mocy (<1MW) opalanych stałymi paliwami biomasą i węglem, przyczynił się do znaczącego wzrostu ich sprawności energetycznej oraz redukcji negatywnego oddziaływania na środowisko, zarówno w emisji CO, OGC, jak i zanieczyszczeń szkodliwych dla zdrowia człowieka (PM, WWA, PCDD/Fs). Efektem intensywnych działań branży producenckiej tych instalacji jest osiąganie sprawności energetycznej powyżej 90% dla węgla i powyżej 95% dla biomasy, w standardowych warunkach (bez stosowania systemu kondensacji w przypadku biomasy). Strategia zrównoważonego rozwoju energetycznego i zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego UE podkreśla wagę i konieczność stosowania i wspierania takich systemów zabezpieczenia w energię, w tym w ciepło użytkowe, które nie stoją w sprzeczności z ochroną środowiska, ale też biorą pod uwagę uwarunkowania każdego z państw, jego zasoby oraz ekonomiczne możliwości i zasadności stosowania tych rozwiązań. Węgiel kamienny stanowi w wielu krajach, w tym Polsce, znaczny udział w produkcji energii w sektorze komunalno-bytowym. Nie jest możliwa, w ciągu 4 lat, znacząca redukcja jego zużytkowania, zarówno ze względów technicznych, ekonomicznych i socjalnych. Dlatego też, w planowanych do wprowadzenia wymaganiach w ramach Dyrektywy 2009/125/EC, należy uwzględnić możliwe do osiągnięcia parametry emisyjne kotłow opalanych stałym paliwem kopalnym. W propozycji wymagań w Aneksie II uwzględniono zróżnicowanie w zakresie pyłu (PM), natomiast nie uwzględniono NOx. Analiza stanu techniki i technologii stosowanych w kotłach małej mocy opalanych paliwami stałymi kopalnymi i stałymi biopaliwami oraz ich charakterystyka jakościowa przedstawiona w Raporcie z realizacji zadania 4 oraz 6 Projektu European Commission DG TREN Preparatory Studies for Eco-design Requirements of EuPs (II) [TREN/D3/ /Lot15/2007/S ] Lot 15 Solid Fuel Small Combustion Installations, wskazuje na zróżnicowanie jakości aktualnie dostępnych urządzeń, pod względem wartości sprawności energetycznej oraz emisji zanieczyszczeń, w zależności od rodzaju paliwa. Stałe biopaliwa (woody biomass) oraz stałe paliwa kopalne różnią się właściwościami fizykochemicznymi wartością opałową, zawartością części lotnych, popiołu, zawartością azotu, siarki, chloru oraz metali ciężkich oraz formą i rozmiarem ziarna paliwa. Wymagania ekoprojektu zawarte w Dyrektywie 2009/125/EC dotyczą sprawności energetycznej oraz emisji PM, CO, OGC i NOx. Emisja PM oraz NOx jest uzależniona od zawartości popiołu oraz zawartości azotu w paliwie spalanym w tym samym urządzeniu grzewczym, o konstrukcji przeznaczonej dla danego rodzaju 1

2 paliwa. Stałe biopaliwa charakteryzują się średnio 2-3 krotnie niższą zawartością azotu w porównaniu do stałych paliw kopalnych i wynoszą odpowiednio: dla biomasy od 0,2-0,8%; dla węgla 1,2-1,4%. Przedstawione różnice we właściwościach stałych biopaliw oraz stałych paliw kopalnych mają swoje odzwierciedlenie w przykładowej charakterystyce kotłów opalanych paliwami stałymi spełniających wymagania BAT: zasilanych peletami, Tablica 6.8., oraz kwalifikowanym sortymentem węglowym, Tablica 6.9, zaprezentowanej w raporcie z projektu pt. Preparatory Studies for Eco-design Requirements of EuPs (II) [TREN/D3/ /Lot15/2007/S ] Lot 15 Solid Fuel Small Combustion Installations European Commission DG TREN; Task 6; Emisja NOx dla kotła peletowego spełniającego wymagania BAT wynosi 192 mg/m 3, a dla węgla 290 mg/m 3 (dla stanu odniesieni 10% O 2 ). Table 6-8: Energy efficiency and environmental performance of BAT solutions within the group of pellet boilers, at 13% of O 2 / Tablica 6-8: Sprawność energetyczna oraz oddziaływanie na środowisko rozwiązań BAT wśród grupy kotłów peletowych, przy 13%O 2. Best performance % change to BC6 (**) Best performance/ Najwyższa rec. on 10% of Parameter/Parametr Unit/Jedn. sprawność O 2 / Najwyższa sprawność przel. Na 10%O 2 Energy efficiency, (NCV)/ % Sprawność energetyczna Emission of CO*/Emisja CO mg/m Emission of PM* (unabated) mg/m /Emisja PM (bez sys. odpyl.) Emission of NOx/Emisja NOx mg/m (***) Emission of OGC/Emisja OGC mg/m * In case of PM the further improvement can be achieved by means of secondary abatement measures like ESPs having 50-90% efficiency of particulates removal, in relation to unabated emissions. (**) when compared to BC7 values, the following changes are considered (Efficiency +15; CO -70; PM -63; OGC - 88) (***) the best performance value given is related to balance of nitrogen in the fuel, where values as low as 70 mg/nm 3 were reported by questionnaire responses Table 6-9: Energy efficiency and environmental performance of BAT solutions within the group of coal stoker boilers, at 13% of O 2. / Tablica 6-8: Sprawność energetyczna oraz oddziaływanie na środowisko rozwiązań BAT wśród grupy kotłów węglowych retortowych, przy 13%O 2. Parameter/Parametr Best performance rec. % change to BC8 (**) / Unit Best performance/ on 10% of O 2 Jedn. Najwyższy poziom Najwyższy % zmian poziom przel. na 10%O 2 % Energy efficiency, (NCV)/ Sprawność energetyczna Emission of CO/Emisja CO mg/m Emission of PM* (unabated)/ mg/m Emisja PM (bez sys. odpyl.) -41 Emission of NOx/Emisja NOx mg/m (***) Emission of OGC/Emisja OGC mg/m * In case of PM the further improvement can be achieved by means of secondary abatement measures like ESPs having 50-90% efficiency of particulates removal, in relation to unabated emissions. (**) when compared to BC7 values, the following changes are considered (Efficiency +15; CO -70; PM -63; OGC - 88) (***) the best performance value given is related to balance of nitrogen in the fuel, where values as low as 70 mg/nm 3 were reported by questionnaire responses. 2

3 Występujące różnice w emisji pyłu dla kotłów typu BAT peletowych, (Tabl. 6-8), i węglowych, (Tabl. 6-9), znalazły swoje odzwierciedlenie w wartościach wskaźnika sezonowej emisji PM dla biomasowych kotłów i kotłów opalanych stałymi paliwami kopalnymi, zaproponowanych w ANNEX-ie II Ecodesign requirements, odpowiednio 20 mg/m 3 i 40 mg/m 3 (10% of O 2 ). Natomiast w odniesieniu do sezonowej emisji NOx brak takiego zróżnicowania. Należy podkreślić, że prowadzone od wielu lat w Polsce badania kotłów z automatycznym zasilaniem paliwem węglowym potwierdzają wyższą emisję NOx niż zaproponowana w wymaganiach zawartych w Aneksie II, oznaczaną przy 100% obciążeniu mocy nominalnej urządzenia, Rys. 1. Nieliczne badane jednostki uzyskują wartości emisji NOx poniżej 200 mg/m 3. Jak wspomniano powyżej wynika to z wyższej zawartości azotu w stałych paliwach kopalnych oraz innych parametrów procesu spalania, w porównaniu do stałych biopaliw pochodzenia drzewnego. emisja NOx [mg/m 3 ] przy 10%O moc kotłów NOx (retorta) [mg/m3] NOx (tłok) [mg/m3] wymagania Ecodesign Rys. 1. Emisja NOx z kotłów węglowych z automatycznym zasilaniem w paliwo, przy 100% obciążeniu mocy nominalnej urządzenia, mg/m 3 przy 10% O 2. W zaproponowanych w ANNEX-ie II Ecodesign requirements wartościach sezonowej emisji NOx dla biomasowych kotłów i kotłów opalanych stałymi paliwami kopalnymi nie znalazło odzwierciedlenie zróżnicowania, z jakim mamy do czynienia dla kotłów biomasowych i węglowych w Dyrektywie Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola). Dyrektywa 2010/75/UE określa graniczną wartość emisji NOx dla kotłów węglowych o mocy MW na poziomie 300 mg/m 3, a dla biomasowych kotłów w wysokości 250 mg/m 3, dla 6% O 2. Należy także zauważyć, że w przypadku paliw stałych, zwłaszcza kopalnych charakteryzujących się 2-krotnie niższą zawartością części lotnych, osiąganie niskiej wartości NOx odbywa się kosztem wzrostu emisji CO a także OGC, po zastosowaniu ekonomicznie uzasadnionych standardowych metod redukcji emisji NOx. Stosowanie wtórnych metod redukcji NOx w przypadku kotłów małej mocy nie znajduje uzasadnienia, z uwagi na ich koszty, biorąc pod uwagę globalna emisję tego zanieczyszczenia z sektora transportu oraz energetyki zawodowej i przemysłowej. Zaproponowane w Aneksie II wymagania dotyczące sezonowej emisji OGC dla kotłów opalanych paliwami stałymi, na poziomie 10 mg/m 3 są także zbyt restrykcyjne, w porównaniu do wymagania spalarni odpadów wg. Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych. Graniczna dopuszczalna wartość emisji OGC dla spalarni odpadów wynosi 10 mg/m 3, dla stanu 3

4 odniesienia 11% O 2. Po jej przeliczeniu na stan odniesienia 10% O 2 w spalinach otrzymujemy 11 mg/m 3, podczas gdy dla kotłów wynosi ona 10 mg/m 3. Uzyskanie tak wysokich parametrów emisji sezonowej równocześnie dla NOx, OGC i CO będzie utrudnione, wręcz niemożliwe bez zastosowania zmian konstrukcyjnych urządzeń i/lub zastosowania wtórnych metod redukcji emisji, co będzie skutkować wzrostem kosztów produkcji i tym samym ceną urządzeń. Oczekiwana poprawa jakości powietrza po wprowadzeniu takich kotłów na rynek może nie nastąpić. Wysokie ceny nowych konstrukcji mogą spowodować powstawanie szarej strefy kotłów o niskich parametrach jakościowych, ale dostępnych ekonomicznie dla uboższej części społeczeństwa. Reasumując, przedstawione w przedmiotowym Dokumencie, wymagania dla eko-projektu w odniesieniu do kotłów opalanych paliwami stałymi wymagają weryfikacji w zakresie sezonowej emisji NOx oraz OGC. Uwagi do Aneksu V Wskaźniki wzorca przywołane w Rozdziale 6 W Aneksie V przedstawiono charakterystykę wzorca kotła na paliwa stałe o najlepszych parametrach, dostępnego na rynku w chwili wejścia do stosowania przedmiotowego Uregulowania UE. Ad 1. Wskaźnik sezonowej sprawności dla wzorca: Proponuje się modyfikację treści (oryginał dokumentu, str. 18): Benchmark for seasonal space heating energy efficiency: 90% for condensing boilers and 83% for other solid fuel boilers. / Wskaźnik sprawności energetycznej wzorca w okresie sezonu grzewczego: 90% dla kotłów kondensacyjnych a 83% dla innych paliw stałych. na: Wskaźnik wzorca sezonowej sprawności energetycznej sezonowej: 90% dla kotłów kondensacyjnych na paliwa stałe a 83% dla innych kotłów./ Benchmark for seasonal space heating energy efficiency: 90% for condensing solid fuel boilers and 83% for other boilers. Ad 2. Wskaźniki emisji dla wzorca w okresie sezonu grzewczego określono jako: (a) 5 mg/m 3 dla cząstek stałych; (z odpylaniem 90% sprawności, popiół 0,5 % dla biomasy) (b) 1 mg/m 3 for związków organicznych w fazuie gazowej (OGC); (c) 6 mg/m 3 dla tlenku węgla; (d) 102 mg/m 3 dla tlenków azotu. Jednocześnie stwierdzono, że wskaźniki wzorca określone w pkt 1 i 2 (a-d) nie oznaczają, że kombinacja tych wartości jest możliwa do osiągnięcia przez równocześnie przez pojedynczy kocioł opalany paliwami stałymi. Należy zauważyć, że tak sprecyzowane wzorcowe wskaźniki sezonowej emisji PM, CO, OGC i NOx są możliwe do osiągnięcia w sposób określony powyżej przede wszystkim przez stałe biopaliwa. Natomiast w przypadku stałych paliw kopalnych wskaźniki emisji wzorca w odniesieniu do PM oraz NOx są wyższe. Stałe paliwa charakteryzują się średnio 2-krotnie wyższą zawartością azotu i około 2-krotnie niższą zawartością części lotnych w porównaniu do w stałych bio-paliw. Procesy przemiany azotu zawartego w stałych paliwach kopalnych w procesie spalania będą różne, rezultatem tego jest ponad dwukrotnie wyższa wartość wskaźnika emisji NOx, w aktualnie dostępnym wzorcowym kotle zasilanym tymi paliwami, Rys. 1. Najlepsze jakościowo stałe paliwa kopalne (antracyt, węgiel kamienny) zawierają średnio 3 6 razy wyższą zawartość popiołu w porównaniu do pelet drzewnych. Zastosowanie najlepszej techniki spalania, jej organizacji oraz wysokosprawnego systemu odpylania pozwala uzyskać 10 mg/m 3 PM w spalinach z ich spalania. 4

5 Mając, powyższe na uwadze proponuje się wprowadzić zróżnicowanie wskaźników emisji dla wzorcowego kotła opalanego stałymi paliwami kopalnymi i dla kotła opalanego stałymi biopaliwami. Dla stałych paliw kopalnych proponuje się: (a) 10 mg/m3 dla cząstek stałych; (z odpylaniem 90% sprawności, popiół 1,5 % dla kwalifikowanego paliwa węglowego, antracytu) (b) 1 mg/m 3 dla organicznych związków w fazie gazowej (OGC); (c) 20 mg/m 3 dla tlenku węgla; (d) 170 mg/m 3 dla tlenków azotu. Wskaźniki wzorca określone w pkt 1 i 2 (a-d) nie oznaczają, że kombinacja tych wartości jest możliwa do osiągnięcia jednocześnie przez pojedynczy kocioł opalany paliwami stałymi. Uwagi do Aneksu II Wymagania Ekoprojektu Proponuje się wprowadzić zróżnicowanie wskaźnika sezonowej emisji dla NOx w zależności od rodzaju paliwa, podobnie jak postąpiono w przypadku PM. Wymagania charakterystyki ekowzoru/ekoprojektu: (a) Kotły na paliwa stałe powinny odpowiadać następującym wymaganiom od [data będzie wprowadzona: cztery lata po wejściu obowiązywania niniejszego Zarządzenia]: sezonowa sprawność energetyczna ogrzewania pomieszczeń nie powinna być niższa niż 77%; sezonowa emisja z ogrzewania pomieszczeń związków organicznych w fazie gazowej (OGC) nie powinna być wyższa niż 15 mg/m 3 ; sezonowa emisja z ogrzewania pomieszczeń tlenku węgla nie powinna być wyższa niż 300 mg/m3. Wymaganie to powinno być spełnione dla referencyjnego paliwa oraz innych odpowiednich paliw dla kotłów zasilanych stałymi paliwami kopalnymi. (b) Kotły biomasowe powinny odpowiadać następującym wymaganiom od [data będzie wprowadzona: cztery lata po wejściu obowiązywania niniejszego Zarządzenia]: sezonowa emisja, z ogrzewania pomieszczeń, cząstek stałych - pyłu nie powinna być wyższa niż 20 mg/m3; sezonowa emisja, z ogrzewania pomieszczeń, tlenków azotu, wyrażonych jako NO2 powinna być wyższa niż 200 mg/m3. Wymaganie to powinno być spełnione dla referencyjnego paliwa oraz innych odpowiednich stałych biopaliw dla kotłów biomasowych. (c) Kotły na stałe paliwa kopalne powinny odpowiadać następującym wymaganiom od [data będzie wprowadzona: cztery lata po wejściu obowiązywania niniejszego Zarządzenia]: sezonowa emisja, z ogrzewania pomieszczeń, cząstek stałych nie powinna być wyższa niż 40 mg/m 3 ; sezonowa emisja, z ogrzewania pomieszczeń, tlenków azotu, wyrażonych jako NO 2 powinna być wyższa niż 350 mg/m 3. Wymaganie to powinno być spełnione dla referencyjnego paliwa oraz innych odpowiednich paliw dla kotłów zasilanych stałymi paliwami kopalnymi. Reasumując, objęcie Dyrektywą 2009/125/EC kotłów do 1 MWth oraz włączenie tlenków azotu NOx do wymagań sezonowej emisji przyczyni się docelowo do poprawy jakości powietrza oraz zwiększenia efektywności wykorzystania energii pierwotnej. Zaproponowane wymagania dotyczące sezonowej emisji NOx na poziomie 200 mg/m 3 w odniesieniu do stałych paliw kopalnych nie są możliwe do spełnienia bez implementacji metod jej ograniczania stosowanych w energetyce zawodowej. Takie podejście nie znajduje uzasadnienia po uwzględnieniu globalnej emisji NOx z sektora transportu oraz energetyki zawodowej i przemysłowej. Planowane do wprowadzenia 5

6 wymaganie dotyczące sezonowej emisji OGC jest również zbyt restrykcyjne w porównaniu do spalarni odpadów. Proponuje zróżnicowanie granicznych wartości emisji sezonowej NOx dla stałych biopaliw i stałych paliw kopalnych odpowiednio na poziomie: 200 mg/m 3 i 350 mg/m 3 (stan odniesienia 10%O 2 ) oraz granicznej wartości emisji OGC na poziomie 15 mg/m 3 dla obydwu paliw. Innym rozwiązaniem może być 2-etapowe wprowadzanie wymagań I etap, OGC 15 mg/m 3, po 4 latach, a II etap z OGC na poziomie 10 mg/m 3 po 8 latach wejścia dyrektywy do stosowania. Opracowanie: Dr inż. Krystyna Kubica Platforma Producentów Urządzeń Grzewczych na Paliwa Stałe Polskiej Izby Ekologii (PPUGPS PIE) Wiceprzewodnicząca PPUGPS PIE W opracowaniu udział wzięli Członkowie PPUGPS: 1. Leon Kurczabiński, KHW SA Dyrektor ds. strategii Katowickiego Holdingu Węglowego SA, Przewodniczący PPUGPS PIE 2. Magdalena Najgeburska-Dziubeła, P. W. DEFRO Kierownik Działu Konstrukcyjnego, Wiceprzewodnicząca PPUGPS 3. Tomasz Huzarewicz, Kompania Węglowa SA Dyrektor Biura Strategii Marketingowej 4. Robert Dziubeła, P. W. DEFRO Owner 5. Wiesław Gwizdała, Galmet Sp. z o.o. Sp. K. Dyrektor Techniczny i Handlowy 6. Paweł Jura, TECH Sp.j. Właściciel 7. Krzysztof Kołtun, PPHU KOŁTON s.c. Współwłaściciel 8. Dr inż. Robert Kubica, Politechnika Śląska, Katedra Inżynierii i Projektowania Procesowego Adiunkt 9. Jacek Kubasik, Wytwórnia Kotłów Grzewczych HEF Dyrektor 10. Jerzy Ostrowski, Kotły Żywiec Bartosz Bizoń i Wspólnicy S.J. Dyrektor ds. Technicznych 11. Piotr Rakoczy Rakoczy, Stal Sp.j. Współwłaściciel 12. Agnieszka Sas, Zakład Metalowo-Kotlarski SAS Właściciel 13. Prof. dr hab. inż. Andrzej Szlęk, Politechnika Śląska, Instytutu Techniki Cieplnej Dyrektor 14. Sławomir Śliwa, ARDEO s.c. Współwłaściciel 15. Mirosław Śliwa, PBK BUD-KOT Właściciel 16. Krystyna Włodarczyk, Kompania Węglowa SA Kierownik Zespołu Analiz i Strategii Cenowej 6