Wpływ na sektor ciepłowniczy dyrektywy o emisjach przemysłowych (IED) oraz planowanej dyrektywy o ograniczeniu emisji ze średnich źródeł spalania (MCP) dr hab. inż. Wojciech Bujalski IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 2015-02-11 1
Plan wystąpienia Omówienie głównych założeń Dyrektywy IED Omówienie głównych założeń Dyrektywy MCP Porównanie standardów zawartych w Dyrektywach Możliwości techniczne spełnienia Dyrektywy MCP Wpływ Dyrektyw na sektor ciepłowniczy 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 2
Dyrektywa IED (Directive Industrial Emissions) DYREKTYWA PARLAMENTU EUROPEJSKIEGO I RADY 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 3
Wybrane zapisy dyrektywy IED ROZDZIAŁ III Przepisy szczegółowe dotyczące instalacji spalania Artykuł 28 Zakres Niniejszy rozdział stosuje się do instalacji spalania, których całkowita moc cieplna spalania jest równa lub większa niż 50 MW, niezależnie od rodzaju wykorzystanego paliwa. Instalacje spalania o całkowitej nominalnej mocy cieplnej poniżej 50 MW istotnie przyczyniają się do emisji zanieczyszczeń do powietrza. Aby wypełnić cele określone w strategii tematycznej dotyczącej zanieczyszczenia powietrza i w prawodawstwie dotyczącym ochrony wody, Komisja będzie musiała sprawdzić potrzebę wprowadzenia jak najodpowiedniejszych kontroli emisji z takich instalacji 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 4
Wybrane zapisy Dyrektywy IED Artykuł 29 Zasady łączenia 1. W przypadku gdy gazy odlotowe z dwóch lub większej liczby odrębnych obiektów energetycznego spalania odprowadzane są przez wspólny komin, połączenie stworzone przez takie obiekty uważa się za pojedynczy obiekt energetycznego spalania, a ich przepustowość dodaje się w celu wyliczenia całkowitej nominalnej mocy dostarczonej w paliwie. źródło = komin 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 5
Wybrane zapisy Dyrektywy IED Artykuł 32 Zasady łączenia 2. W przypadku gdy dwa lub większa liczba oddzielnych obiektów energetycznego spalania, którym po raz pierwszy udzielono pozwolenia w dniu 1 lipca 1987 r. lub po tym dniu, lub których operatorzy złożyli kompletny wniosek o udzielenie takiego pozwolenia w tym dniu lub po tym dniu, instalowane są w taki sposób, że uwzględniając parametry techniczne i współczynniki ekonomiczne, ich gazy odlotowe mogłyby być zgodnie z oceną właściwego organu odprowadzane przez wspólny komin, połączenie stworzone przez takie obiekty uważa się za pojedynczy obiekt energetycznego spalania, a ich moce dodaje się w celu wyliczenia całkowitej nominalnej mocy dostarczonej w paliwie. ( źródło = zakład ) Do celów wyliczenia całkowitej nominalnej mocy dostarczonej w paliwie połączenia obiektów energetycznego spalania, o których mowa w ust. 1 i 2, nie uwzględnia się pojedynczych obiektów energetycznego spalania o nominalnej mocy dostarczonej w paliwie poniżej 15 MW. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 6
Liczba sztuk Histogram liczby sztuk kotłów w zakresie mocy 10 20 MW 80 1200 70 1000 60 50 800 40 600 Sztuk Moc 30 20 10 400 200 0 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 Zakres mocy kotłów 0 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 7
Wybrane zapisy Dyrektywy IED Artykuł 30 Dopuszczalne wielkości emisji 2. Wszystkie pozwolenia dla instalacji obejmujących obiekty energetycznego spalania, którym udzielono pozwolenia przed dniem 7 stycznia 2013 r. lub których operatorzy złożyli kompletny wniosek o wydanie pozwolenia przed tym dniem, pod warunkiem że zostały one oddane do eksploatacji nie później niż dnia7 stycznia 2014 r., zawierają warunki zapewniające, aby emisje do powietrza z tych obiektów nie przekraczały dopuszczalnych wielkości emisji określonych w załączniku V część 1. 3. Wszystkie pozwolenia dla instalacji obejmujących obiekty energetycznego spalania nieobjęte ust. 2 zawierają warunki zapewniające, aby emisje do powietrza z tych obiektów nie przekraczały dopuszczalnych wielkości emisji określonych w załączniku V część 2.. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 8
Wybrane zapisy Dyrektywy IED Artykuł 32 Przejściowy plan krajowy W okresie od 1 stycznia 2016 r. do 31 grudnia 2020 r. państwa członkowskie mogą sporządzić i wdrożyć przejściowy plan krajowy obejmujący instalacje spalania, którym przyznano pierwsze pozwolenie przed 27 listopada 2002 r., pod warunkiem, że zakład oddano do eksploatacji nie później niż 27 listopada 2003 r. W odniesieniu do każdej instalacji spalania objętej planem plan ten obejmuje emisje co najmniej jednej z następujących zanieczyszczeń: tlenki azotu (NO x ), ditlenek siarki (SO 2 ) i pył. W przypadku turbin gazowych plan może obejmować jedynie emisje NO x. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 9
Wybrane zapisy Dyrektywy IED Artykuł 33 Ograniczone odstępstwo obowiązujące w całym okresie eksploatacji 1. W okresie od dnia 1 stycznia 2016 r. do dnia 31 grudnia 2023 r. obiekty energetycznego spalania mogą być zwolnione z przestrzegania dopuszczalnych wielkości emisji, o których mowa w art. 30 ust. 2 oraz, w stosownych przypadkach, z przestrzegania stopni odsiarczania, o których mowa w art. 31, a także z włączenia ich do przejściowego planu krajowego, o którym mowa w art. 32, o ile spełnione są następujące warunki: a) operator obiektu energetycznego spalania zobowiązuje się w pisemnym oświadczeniu przedstawionym właściwemu organowi najpóźniej do dnia 1 stycznia 2014 r. że, począwszy od dnia 1 stycznia 2016 r. i nie później niż do dnia31 grudnia 2023 r., nie będzie eksploatował obiektu przez więcej niż 17 500 godzin funkcjonowania; 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 10
Wybrane zapisy Dyrektywy IED Artykuł 35 Zakłady zasilające sieci ciepłownicze 1. Do dnia 31 grudnia 2022 r. obiekt energetycznego spalania może być zwolniony z przestrzegania dopuszczalnych wielkości emisji, o których mowa w art. 30 ust. 2, i z przestrzegania stopni odsiarczania, o których mowa w art. 31, o ile spełnione są następujące warunki: a) całkowita nominalna moc obiektu energetycznego spalania dostarczona w paliwie nie przekracza 200 MW; b) obiektowi udzielono pierwszego pozwolenia przed dniem 27 listopada 2002 r. lub operator tego obiektu złożył kompletny wniosek o pozwolenie przed tą datą, pod warunkiem że obiekt oddano do eksploatacji nie później niż w dniu27 listopada 2003 r.; c) co najmniej 50 % produkcji ciepła użytkowego wytwarzanego w obiekcie (średnia krocząca z pięciu lat) dostarczanych jest w postaci pary lub gorącej wody do publicznej sieci ciepłowniczej; oraz d) w tym okresie dopuszczalne wielkości emisji dwutlenku siarki, tlenków azotu i pyłu określone w jego pozwoleniu mającym zastosowanie w dniu 31 grudnia 2015 r., w szczególności zgodnie z wymogami dyrektyw 2001/80/WE i 2008/1/WE, są utrzymane co najmniej do dnia 31 grudnia 2022 r. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 11
Projekt Dyrektywa MCP Medium Size Combustion Plant 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 12
Podstawy opracowania Tekst dostępny na oficjalnych stronach Komisji Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie ograniczenia emisji niektórych zanieczyszczeń do powietrza ze średnich obiektów energetycznego spalania z dnia 18.12.2013 r. Tekst dostępny nieoficjalnie Teks z dnia 5 listopada 2014 r. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 13
Wybrane zapisy dyrektywy MCP Wersja dyrektywy z 5 listopada 2014 r. (10b) Dyrektywa ma zastosowanie do obiektów energetycznego spalania, włączając kombinację dwóch i więcej obiektów energetycznego spalania, których nominalna moc cieplna jest równa lub większa niż 1 MW i mniejsza niż 50 MW. Obiekty energetycznego spalania o mocy poniżej 1 MW nie powinny być brane pod uwagę do obliczania całkowitej mocy cieplnej obiektów energetycznych (tłumaczenie własne) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 14
Wybrane zapisy dyrektywy MCP Artykuł 2 Zakres Wersja dyrektywy z 18 grudnia 2013 r. 1. Niniejsza dyrektywa ma zastosowanie do obiektów energetycznego spalania, których nominalna moc cieplna jest równa lub większa niż 1 MW i mniejsza niż 50 MW (zwanych dalej średnimi obiektami energetycznego spalania ), niezależnie od rodzaju wykorzystywanego paliwa. Wersja dyrektywy z 5 listopada 2014 r. 1. W celu uniknięcia luk prawnych, przepisy niniejszej dyrektywy powinny mieć zastosowanie również do połączenia utworzonego przez średnie obiekty energetycznego spalania, w których łączna moc cieplna spalania jest równa lub większa niż 50 MW, bez uszczerbku dla przepisów rozdziału III dyrektywy 2010/75/UE. (własne tłumaczenie) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 15
Wybrane zapisy dyrektywy MCP Artykuł 3 Definicje istniejący obiekt energetycznego spalania oznacza obiekt energetycznego spalania oddany do eksploatacji przed dniem [1 rok po transpozycji] r lub dla których zezwolenie zostało udzielone przed dniem [data transpozycji], zgodnie z ustawodawstwem krajowym, pod warunkiem, że obiekt jest oddany do użytkowania nie później niż [2 lata po dacie transpozycji]; (Wersja dyrektywy z 5 listopada 2014 r., własne tłumaczenie) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 16
Wybrane zapisy dyrektywy MCP Artykuł 3a Zasady agregacji połączenie stworzone przez dwa lub więcej nowe średnie obiekty energetycznego spalania uznaje się za jeden średni obiekt energetycznego spalania do celów niniejszej dyrektywy i ich nominalne moce cieplne dodaje się w celu wyliczenia całkowitej nominalnej mocy cieplnej instalacji, w przypadku gdy: spaliny z takich obiektów energetycznego spalania są odprowadzane przez wspólny komin; lub z uwzględnieniem czynników technicznych i ekonomicznych, gazy odlotowe z instalacji spalania takich średnich obiektów spalania mogą być odprowadzane przez wspólny komin (Wersja dyrektywy z 5 listopada 2014 r., własne tłumaczenie) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 17
Wybrane zapisy dyrektywy MCP Artykuł 5 Dopuszczalne wielkości emisji Od dnia 1 stycznia 2025 r. emisje do powietrza dwutlenku siarki, tlenków azotu i cząstek stałych z istniejących średnich obiektów energetycznego spalania o nominalnej mocy cieplnej powyżej 5 MW nie przekraczają dopuszczalnych wielkości emisji określonych w części 1b i 1c załącznika II. Od dnia 1 stycznia 2030 r. emisje do powietrza dwutlenku siarki, tlenków azotu i cząstek stałych z istniejących średnich obiektów energetycznego spalania o nominalnej mocy cieplnej do 5 MW nie przekraczają dopuszczalnych wielkości emisji określonych w części 1a i 1c załącznika II. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 18
Wybrane zapisy dyrektywy MCP Artykuł 5 Dopuszczalne wielkości emisji Od dnia [1 rok po transpozycji] r. emisje do powietrza dwutlenku siarki, tlenków azotu i cząstek stałych z nowego średniego obiektu energetycznego spalania nie przekraczają dopuszczalnych wielkości emisji określonych w załączniku II część 2a, 2b i 2c. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 19
Standardy MCP i IED 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 20
[mg/nm3] Porównanie standardów SO 2 - węgiel kamienny Rozporządzenie - przed 28.03.1990 Rozporządzenie - po 28.03.1990 IED MCP 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1 5 50 100 225 500 Moc cieplna [MW] 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 21
[mg/nm3] Porównanie standardów NO x - węgiel kamienny Rozporządzenie - przed 28.03.1990 Rozporządzenie - po 28.03.1990 IED MCP 700 600 500 400 300 200 100 0 1 5 50 300 500 Moc cieplna [MW] 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 22
[mg/nm3] Porównanie standardów PM - węgiel kamienny Rozporządzenie - przed 28.03.1990 Rozporządzenie - po 28.03.1990 IED MCP 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 5 50 100 300 500 Moc cieplna [MW] 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 23
Dopuszczalne wielkości emisji (mg/nm³) dla średnich obiektów energetycznego spalania innych niż silniki i turbiny gazowe Całkowita moc cieplna Stała biomas Inne stałe Ciężki olej opałowy Paliwa ciekłe inne niż Natural Gas Gaseous fuels paliwa ciężki olej opałowy other than natural gas SO 2 1 5 MW 1100-350 - 200 > 5 MW 400 350 35 NO x 1 5 MW 650 650 200 650 200 250 > 5 MW 650 650 200 650 200 250 Dust 1 5 MW 50 50-50 - - > 5 MW 30 30-30 - - 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 24
Analiza możliwości spełnienia standardów Projektu Dyrektyw MCP 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 25
Porównanie średnich emisji dwutlenku siarki z małych kotłów węglowych (1-5 MW) ze standardem emisji w projekcie Dyrektywy MCP oraz procentowy udział liczby kotłów danego typu w całkowitej liczbie wszystkich urządzeń z tej grupy 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 26
Porównanie średnich emisji tlenków azotu z małych kotłów węglowych (1 5 MW) ze standardem emisji w projekcie Dyrektywy MCP oraz procentowy udział liczby kotłów danego typu w całkowitej liczbie wszystkich urządzeń z tej grupy 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 27
Porównanie średnich emisji pyłu z małych kotłów węglowych (1 5 MW) ze standardem emisji w projekcie Dyrektywy MCP oraz procentowy udział liczby kotłów danego typu w całkowitej liczbie wszystkich urządzeń z tej grupy 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 28
Porównanie średnich emisji dwutlenku siarki z dużych kotłów węglowych (5 50 MW) ze standardem emisji w projekcie Dyrektywy MCP oraz procentowy udział liczby kotłów danego typu w całkowitej liczbie wszystkich urządzeń z tej grupy 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 29
Porównanie średnich emisji tlenków azotu z dużych kotłów węglowych (5 50 MW) ze standardem emisji w projekcie Dyrektywy MCP oraz procentowy udział liczby kotłów danego typu w całkowitej liczbie wszystkich urządzeń z tej grupy 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 30
Porównanie średnich emisji pyłu z dużych kotłów węglowych (5 50 MW) ze standardem emisji w projekcie Dyrektywy MCP oraz procentowy udział liczby kotłów danego typu w całkowitej liczbie wszystkich urządzeń z tej grupy 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 31
Porównanie średnich emisji tlenków azotu z małych instalacji (1-5 MW) zasilanych gazem ziemnym ze standardem emisji zapisanym w projekcie Dyrektywy MCP na obszarach gdzie są spełnione standardy CAFE (standard MCP) oraz na obszarach gdzie nie są spełnione standardy Dyrektywy CAFE (standard MCP + CAFE) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 32
Porównanie średnich emisji tlenków azotu z dużych instalacji (5-50 MW) zasilanych gazem ziemnym standardem emisji zapisanym w projekcie Dyrektywy MCP na obszarach gdzie są spełnione standardy CAFE (standard MCP) oraz na obszarach gdzie nie są spełnione standardy Dyrektywy CAFE (standard MCP + CAFE) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 33
Metody redukcji emisji do wymaganych poziomów 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 34
Kotły gazowe i olejowe Wiodący producenci kotłów i palników spalających paliwa płynne, opierają się na niemieckich przepisach dotyczących jakości powietrza (rozporządzenie BImSchV 1) ). W myśl tych przepisów kotły o mocy od 400 kw do 10 MW powinny spełniać wymagania emisyjne No x przy spalaniu gazu 120 mg/kwh (ok. 100 mg/nm 3 ) przy spalaniu oleju 185 mg/kwh (ok. 180 mg/nm 3 ) kotły gazowe i olejowe o mocy 10 20 MW powinny spełniać wymagania emisyjne NO x 180 mg/nm 3 przy temperaturze spalin do 110 o C oraz 200 mg/nm 3 przy temperaturze spalin 110 210 o C. W związku z tym kotły te spełniają wymagania projektu Dyrektywy MCP 1) - Erste Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 35
Kotły gazowe i olejowe Istnieje możliwość obniżenia wielkości emisji NO x poprzez: zmniejszenie obciążenia cieplnego komory spalania. Można to realizować poprzez montaż w dużym kotle palnika o mniejszej mocy - spadek emisji do 30% poprzez pracę kotła z niepełną mocą- spadek emisji do 20% recyrkulację części spalin - spadek emisji do 20% spadek mocy na istniejącym palniku wiąże się z zauważalnym spadkiem sprawności kotła, co może powodować, że emisja wyrażona w mg/nm 3 spadnie, ale całkowita (np. sezonowa) emisja pozostanie stała, a nawet wzrośnie 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 36
Kotły olejowe standardy emisji SO 2 oraz pyłu Możliwość spełnienia tych standardów jest uzależniona od zawartości siarki w paliwie Na rynku dostępne są paliwa, które pozwalają osiągnąć wymagane standardy emisji Przekroczenie standardów emisji pyłu, zależne jest to od zawartości cząstek stałych (pyłów) w paliwie Możliwe jest pozyskanie paliw o parametrach pozwalających na spełnienie standardów emisji praktycznie bezinwestycyjnie W skrajnych przypadkach może być konieczne instalowanie filtrów workowych 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 37
Silniki tłokowe Silniki tłokowe w Polsce są praktycznie tylko zasilane gazem ziemnym Silniki produkowane od wielu lat powinny spełniać standardy emisji NO x W przypadku niewielkich przekroczeń w większości przypadków wystarczająca będzie jedynie regulacja pracy silnika Zmniejszenie emisji poprzez zmianę ustawień silnika skutkuje obniżeniem jego mocy. W przypadku niewystarczającym niezbędne będzie instalowanie drogich układów selektywnej katalitycznej redukcji (SCR) do redukcji emisji NO x. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 38
Turbiny gazowe W Polsce praktycznie można rozważać tylko turbiny zasilane gazem ziemnym Nie powinno być problemu ze spełnieniem standardów emisji NO x dla układów istniejących, jak również nowych W turbinach gazowych np. stosuje się wtrysk wody w celu obniżenia emisji NO x W przypadkach niewystarczających dla układów istniejących na pewno będzie konieczność budowy układów wtórnych redukcji emisji NO x W przypadku nowobudowanych turbozespołów konieczność spełniania standardów będzie skutkowała wyższymi kosztami dostawy, ponieważ urządzenia te albo będą miały zaawansowane systemy pierwotne albo wtórne redukcji NO x. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 39
Kotły opalane na biomasę Kotły te mogą różnić się istotnie konstrukcją Mogą występować emisje na bardzo zróżnicowanym poziomie, ponieważ pod pojęciem biomasy kryje się wiele różnych paliw Główne problemy są wspólne z kotłami na węgiel kamienny Problemy te dotyczą ograniczenie emisji SO 2 i pyłu Technologie ograniczenia tych emisji są również bardzo podobne 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 40
Zawartość SO 2 w spalinach kotłowych bez instalacji odsiarczania (przeliczone na 6% zawartości tlenu) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 41
Sprawność odsiarczania gwarantująca osiągnięcie standardu 400 mg/nm 3, w funkcji zawartości siarki w paliwie 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 42
Metody suche odsiarczania Polega na wprowadzeniu do strefy spalania mielonego kamienia wapiennego lub dolomitu Umożliwia usunięcie do 90% dwutlenku siarki Powoduje to dodatkowe obciążenie układu odpylania oraz blokuje powierzchnie wymiany ciepła osadami Gips uzyskany z reakcji odsiarczania może redukować się w obecności węgla, tworząc eutektyki o temperaturze topnienia 850 o C. Powoduje to szybkie powstawanie narostów i konieczność częstego czyszczenia kotła. Użycie bardziej reaktywnych reagentów sodowych zwiększa sprawność odsiarczania, lecz jest znacznie kosztowniejsze. Dozowanie do kanału spalin kwaśnego węglanu sodu (NaHCO3) pozwala na usuwanie SO 2 w temperaturze 130 180 o C nawet na poziomie 70 80%, przy stosunku Na/S równym 2. Główną wadą tej metody jest wysoki koszt sody 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 43
Metody półsuche W metodach półsuchych wykorzystuje się zawiesiny mleka wapiennego, które rozpyla się w reaktorze (suszarce) Uzyskuje się suchy produkt w postaci mieszaniny CaSO 3 i CaSO 4 wymieszany z popiołem (zależy to od stopnia odpylenia spalin przed reaktorem) Występuje tam również nadmiarowy reagent. Sprawność takiej metody wynosi do 97% 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 44
Metody mokre Instalacja mokrego odsiarczania powinna być traktowana jako oddzielany układ technologiczny, którego sterowanie jest dość skomplikowane W przypadku instalacji mokrego odsiarczania, poza potężnymi nakładami na samą instalację, konieczne będzie zatrudnienie dodatkowej, wykwalifikowanej kadry (instalacje mokrego odsiarczania posiadają zazwyczaj oddzielną nastawnię Ze względu na złożoność tego typu instalacji nie powinny być one rozważane w zastosowaniach raczej dla dużych insalacji. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 45
Metody redukcji emisji SO 2 - podsumowanie Z przedstawionej analizy dostępnych technologii wynika, że praktycznie wszystkie metody pozwalają na osiągnięcie wymaganych standardów Wybór technologii powinien opierać się więc na bazie analizy ekonomicznej i technicznej Istotnym kryterium będzie poziom komplikacji obsługi. W analizie konieczne będzie uwzględnienie kwestii produktów poreakcyjnych Produktem najłatwiejszym do przemysłowego zagospodarowania jest gips syntetyczny W przypadku metod suchych i półsuchych skład produktów, i jednocześnie ich gospodarcza przydatność, zdeterminowany jest przez typ sorbentu użytego do odsiarczania. Produkty z tych metod mogą być wykorzystywane w budownictwie lub, jeśli nie spełniają norm, składowane. Istotną zaletą metod suchych jest brak ciekłego odpadu. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 46
Redukcja emisji NO x Projekt Dyrektywy MCP przewiduje dla paliw stałych wprowadzenie standardów emisji tlenków azotu na poziomie 650 mg/nm 3 Obecnie obwiązujące polskie Rozporządzenie w sprawie standardów emisyjnych jest bardziej restrykcyjne i aktualnie standard ten wynosi 400 mg/nm 3 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 47
Redukcja emisji pyłu odpylacze wirowe (cyklony) - możliwe jest odpylenie spalin do poziomu około 100 mg/nm3; odpylacze filtracyjne - Sprawność całkowita odpylania przekracza 99% i zależy od progu filtracji materiału filtracyjnego; Elektrofiltry - poziom zapylenia w granicach od 30 do 50 mg/nm 3 ; odpylacze mokre. 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 48
Wartość rzeczywistego zapylenia w funkcji współczynnika nadmiaru powietrza, w przypadku spalin spełniających wymogi Dyrektywy MCP (30 mg/nm 3 przy 6% tlenu czerwony punkt) 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 49
Elektrofiltry Szeroki zakres temperatur odpylanego medium Duża odporność na agresywne środowisko pracy Stosunkowo niewielkim zużyciem energii elektrycznej (kształtujące się na poziomie 0,2 1,1 kw na 1000 m 3 ) Niskie koszty eksploatacji i remontów Niebezpieczeństwo wybuchu pyłów palnych Wysokie koszt jednostkowe inwestycji Wrażliwość na zmiany charakterystyki oczyszczanego gazu zmiany sprawności odpylania mogą być na tyle duże, że nie będzie możliwe dotrzymanie wymaganych standardów Aktualnie dostępne są elektrofiltry dla kotłów o mocy od 5 MW 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 50
Odpylacze filtracyjne Dolna granica nie jest ściśle określona. Sprawność całkowita odpylania przekracza 99% i zależy od progu filtracji materiału filtracyjnego Spadek ciśnienia w tej metodzie jest stosunkowo wysoki, w porównaniu z innymi dostępnymi metodami Standardowe filtry workowe przystosowane są do pracy w maksymalnej temperaturze około 250 C Istotne jest, aby minimalna temperatura w urządzeniu była wyższa od temperatury punktu rosy dla spalin Istotne zapotrzebowanie na powietrze do czyszczenia w dużych zakładach nie powinno być z tym problemu (powietrze do AKPiA) Wysoki koszt eksploatacyjny związany z koniecznością wymiany filtrów Standardowo przyjmuje się, że worki powinny poprawnie pracować 5lat. Czas eksploatacji jest silnie zależny od kultury technicznej panującej w danym obiekcie 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 51
Analiza wpływu 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 52
Inne czynniki Dyrektywy IED i MCP będą wdrażane wraz z innymi aktami, które zwiększają wymagania wobec systemów ciepłowniczych Najważniejszym elementem, który będzie nakładał się na wdrożenie obu dyrektyw jest handel uprawnieniami do emisji CO 2 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 53
Obszary na które będą miały wpływ rozważane dyrektywy Zwiększenie kosztów wytwarzania ciepła Zaburzenie konkurencyjności na rynku ciepła (pomiędzy podmiotami, paliwami) Konieczność raportowania (szczególnie dyrektywa MCP) Zwiększenie presji na podniesienie kultury technicznej instalacji Konieczność podniesienia kompetencji obsługi Konieczność poszukiwania nowych technologii i rozwiązań dla nowych warunków ekonomicznych Wymuszenie zwiększenia efektywności 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 54
zł/gj Średnie ceny sprzedaży ciepła z jednostek wytwórczych niebędących jednostkami kogeneracyjnymi w roku 2013 wyrażone w zł/gj 160 140 120 100 80 60 40 20 0 Węgiel kamienny (moce 5-50 MW) Węgiel amienny (moce 1-5 MW) Gaz ziemny Olej opałowy Odnawialne paliwa Koszty produkcji Minimalne koszty oczyszczania spalin Maksymalne koszty oczyszczania spalin 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 55
zł/gj Porównanie kosztów dostarczenia ciepła do budynków ze źródeł centralnych i źródeł indywidualnych 160 140 120 100 80 60 40 Maksymalne koszty z małych źródeł węglowych z oczyszczaniem spalin Maksymalne koszty z dużych źródeł węglowych z oczyszczaniem spalin Minimalne koszty z dużych źródeł węglowych z oczyszczaniem spalin 20 0 Węglowe (5-50 MW) Koszty produkcji Węglowe (1-5 MW) Gaz 5 MW Minimalne koszty oczyszczania spalin Koszty CO2 Gaz 15 MW Gaz 50 MW Koszty przesyłu Gaz 50 MW/E-1 Węglowe 10 kw Maksymalne koszty oczyszczania spalin Gaz 10 kw Indywidualne Gaz 1 MW 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 56
Dyrektywa IED, projekt dyrektywy MCP,. Dyrektywa IED wprowadziła znaczne dysproporcje pomiędzy obiektami poniżej i powyżej 50 MW Dyrektywa MCP miała na celu wyrównanie dysproporcji między tymi obiektami Czy takie same standardy dla obiektów 99 MW i 6 MW stanowi wyrównanie konkurencyjności Co z obiektami poniżej 1 MW brak konieczności kupowania uprawnień do emisji CO 2, brak ograniczeń emisyjnych? 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 57
Nowe możliwości i wyzwania Jeżeli już zostały oczyszczone spaliny. to może wykorzystać ciepło niskotemperaturowe z tych splin układy odzysku ciepła Inne dyrektywy np. Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r. w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy (tzw. Dyrektywa CAFE) Co dalej BREF, BAT,.? 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 58
Podsumowanie Obie dyrektywy, tj. Dyrektywa IED i projekt Dyrektywy MCP, wymuszą na instalacjach wytwarzających ciepło konieczność modernizacji Modernizacje mogą pójść w dwóch podstawowych kierunkach: oczyszczenie spalin z istniejących jednostek wytwórczych lub zmiana paliwa na tzw. czyste paliwa Dyrektywy IED i MCP nie są obecnie jedynymi czynnikami wpływającymi na zmianę konkurencyjności źródeł ciepła dochodzą do tego np. system ETS (emisje CO 2 ) i inne wymogi 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 59
Dziękuję 2015-02-11 IV Konferencji Rynek Ciepła Systemowego 10-12 lutego 2015 r., Puławy 60