Upload
maalik
View
33
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Reduksjon av NO x -utslipp i fjernvarmeindustrien. Presentasjon på Fjernvarmedagene 2011 Siv.ing . Kjell Olav Nerland Norsk Energi. Hva er problemet med NOx?. Nitrogenoksider: NO + NO 2 dannes ved forbrenning. Utslipp av NOx bidrar til: Luftveissykdommer og -plager - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Reduksjon av NOx-utslippi fjernvarmeindustrien
Presentasjon på Fjernvarmedagene 2011
Siv.ing. Kjell Olav NerlandNorsk Energi
Hva er problemet med NOx?
Nitrogenoksider: NO + NO2 dannes ved forbrenning.
Utslipp av NOx bidrar til:
• Luftveissykdommer og -plager
• Dannelse av ozon nær bakken,
• Sur nedbør
Sur nedbør er skadelig for økosystemer og vegetasjon, og kan blant annet føre til skogsdød og fiskedød. (Kilde: Klif)
NOx fra forbrenning
0
20
40
60
80
100
120
0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00
Vekt-% nitrogen i brensel
0
200
400
600
800
1000
1200
Maksimal omsetning
Minimal omsetning
Typisk omsetning
Omsetning (%) Typisk brensel-NOX (mg/Nm3 ved 3% O2, tørr gass)
Brensel-NOX
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0
O2 i tørr røykgass (%)
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
2.000
CO (mg/Nm3, tørr gass)Forbrenningstemperatur (oC)
NOX
CO
Forbrenningstemperatur
NOX ved 11% O2, tørr gass (ppm)
Hvorfor reduksjon av NOx-utslipp
• Redusere lokal luftforurensning
• Internasjonale forpliktelser (Gøteborgprotokollen):
I utgangspunktet var Norge forpliktet til å redusere årlige
utslipp av NOx til maksimalt 156.000 tonn i 2010. Dette målet
er trolig nådd i 2011, og det forhandles nå om videre
reduksjoner.
• Virkemidler er bl.a.:• Skjerpede utslippsgrenser
• Utslippsavgift
• Miljøavtalen med NHO, etablering av NOx-fondet
Er reduksjon av NOx-utslipp aktuelt for fjernvarmeindustrien?
• Er det nødvendig?• Vil det være av stor nytte?• For hvem?• Hva vil det koste?• Kan det være lønnsomt?
NOx-avgift i Norge siden 2007
Fiskal NOx-avgift• Fiskal NOx-avgift fra 2007. Begynte på 15 kr/kg NOx-utslipp• 16,43 kroner/kg NOx i 2011• Gjelder kjeler med samlet installert effekt over 10 MW,
motorer over 750 kW og offshorefaklinger
Miljøavtalen om NOx• Avtale mellom 15 næringslivsorganisasjoner og Miljøverndepartementet• Tilsluttede virksomheter oppnår avgiftsfritak
- betaler 4 kr/kg NOx til felles fond for finansiering av tiltak• Alle avgiftspliktige virksomheter kan tilslutte seg, 543 tilsluttede virksomheter • Næringslivets NOx-fond må oppfylle reduksjonsforpliktelser mhp. NOx
Hva vil utslippene koste?
16,53 kr kg/NOx tilsvarer:119 -161 kr/tonn tungolje
42 - 60 kr/tonn lettolje
20 - 40 kr/tonn biobrensel
28 - 46 kr/tonn gass
Typiske årskostnader: ved ulike brenselforbruk (tonn/år)
1 tonn LNG = 1360 Sm3
Fjernvarme beskjeden kilde mhp. NOx
Totale norske utslipp 2009 ca 180 000 tonn
Transport ca 60 000 tonn
Utvinning av råolje og gass ca 50 000 tonn
Industri ca 18 000 tonn
Fjernvarme ca 1 200 tonn(Kilde SSB)
Beregnede utslippskostnader for fjernvarme:• Ved fiskal avgift: ca 20 mill. NOK• Ved innbetaling til NOx-fondet: ca 5 mill. NOK
Likevel utfordring mhp lokal luftforurensningI lokal sammenheng vil NOx-utslipp
fra fjernvarmeproduksjon likevel ha
en viss betydning:• Ofte lokalisert i byområder og
tettsteder som allerede er høyt belastet med NOx-forurensning
• Maksimale utslipp kommer gjerne på morgenen de kaldeste døgnene og kan dermed sammenfalle med episoder med høy luftforurensning
Gir utfordringer i form av:• ikke høye nok skorsteiner• begrensninger for kapasitets-
utvidelse for eksisterende anlegg• problemer med etablering
av nye varmeproduksjonsanlegg
• Må finne andre løsninger;
- redusere utslippene ved kilden?
Hva kan fjernvarmeindustrien gjøre?
Det finnes flere typer tiltak som kan bidra til å redusere NOx-
utslippene fra forbrenningsprosesser:
• Overgang til brensel med lavt N-innhold
• Lav-NOx brennerteknologi
• Forbrenningsoptimalisering
• Rensetiltak
Tiltak for NOx-reduksjon: - Fuel switch
Bytte til mer nitrogenfattig brensel kan gi lavere NOx:• Tungolje > lettolje > gass:
• Tungolje ca 600 – 800 mg/Nm3 = 150-240 mg/MJ
• Lettolje ca 200 – 300 mg/Nm3 = 60 -80 mg/MJ• Biobrensel ca 180 – 300 mg/Nm3 = 30 mg/MJ• Gass gir ca 100 – 200 mg/Nm3 = 30 mg/MJ
Tiltak for NOx-reduksjon:- Primærtiltak
• Fuel switch: Reduksjon av nitrogeninnholdet i brenselet • Tungolje > lettolje > gass 50-75% reduksjon
• Forbedret forbrenningsteknikk/prosessoptimalisering • Redusert luftoverskudd/O2 -regulering 10-44%• Redusere forbrenningstemperatur 20-30%• Resirkulering av røykgass 20-50%• Trinnvis lufttilførsel 10-75%• Trinnvis brenseltilførsel 50-60%• Dampinjeksjon 5-10%• Vanninjeksjon 5-10%• Gass reburning (etterbrenning) 50-60%
• Utskifting til moderne lav-NOx brennere 25-60%
NB! Dette er eksempler på erfaringstall. Spesielt kan effekten av forbrenningstekniske/prosessoptimaliseringstiltak være usikker.
Tiltak for NOx-reduksjon: - Lav NOx brennerteknologi
Lav-NOx brenner/forbrenningsteknologi utnytter mye av de samme prinsippene som er nevnt foran: resirkulering av røykgass, trinnvis lufttilførsel mm.
Typiske reduksjonsgevinst sammenlignet med konvensjonell teknologi:• Lav-NOx brenner for lettoljefyring 20-40% reduksjon• Lav-NOx for gass opptil 50% reduksjon
• Det finnes også lav-NOx teknologi for trepulver, tungolje og kull.
Tiltak for NOx-reduksjon: - Rensing av avgassDe mest aktuelle metodene er:
• SNCR (selektiv ikke katalytisk reduksjon) 40-60%-Reduksjon med ammoniakk eller urea
• SCR (selektiv katalytisk reduksjon) 70-95%-Reduksjon med ammoniakk eller urea over spesiell katalysator
NO + NH3 + O2 >> 4N2 + 6 H20
For kjeler er det i realiteten bare SNCR som er aktuell pga. høy katalysatorkostnad for SCR.
Hvordan finne riktig tiltak
For å avgjøre hvilke tiltak som vil gi best kost/nytte effekt må det foretas en
vurdering for hvert anlegg:• Kartlegging utslipp og drift med alle variasjoner:
• Avgassmengde og temperatursoner• Utslippskonsentrasjon• Lastvariasjoner og driftstid
• Klarlegge utslippskrav og –mål• Myndighetskrav, lokale mål• Bakgrunnskonsentrasjoner og forurensningsbidrag
• Vurdere ulike alternative tiltak;• Tekniske forhold og muligheter for ulike kjente tiltak• Reduksjonseffekter; beregning, garantier, mulighet for testing• Investeringsbehov /driftskostnader• Tilskuddsmuligheter NOx-fondet/Enova
• Kost/nytte vurderinger
Testing av tiltak
SNCR innsprøyting av ammoniakk
Norsk Energi har erfaring:•Norsk Skog Saugbrugs, Halden•Forestia, Braskereidfoss•Samarbeid med Petro Miljö
Redusert utslipp = redusert avgift
+ enklere etablering
Fondet er et spleiselag:•Fritak for avgift til staten•Betaling til fond: 4 kr/kg•Spart avgift: 12,43 kr/kg•Pengene går tilbake til finansiering av tiltak: medlemsbedriftene kan søke om støtte til utslipps-reduserende tiltak.
1 800 mill. kr. for 2011-2012
Opptil 80% støtte – bedre enn Enova!
Søknad om tilskudd- Norsk Energi har erfaring
Er reduksjon av NOx-utslipp aktuelt for fjernvarmeindustrien?• Er det nødvendig?
• Kan være påkrevd i noen tilfeller for å greie utslippskravene
• Vil det være av stor nytte?
• Først og fremst i de tilfellene det er vanskelig å få tillatelse til økt utslipp for utvidelse eller nybygging
• For hvem?
• Både for utbygger og for omgivelsene
• Hva vil det koste?
• Må beregnes i hvert tilfelle
• Kan det være lønnsomt?
• Ja, i noen tilfeller
Takk for oppmerksomheten!
Spørsmål?
Ta gjerne kontakt:
[email protected] Tlf. 950 35 757
[email protected] Tlf. 997 96 087
[email protected] Tlf. 907 81 485
[email protected] Tlf. 911 37 206