47
EKONERG – Institut za energetiku i zaštitu okoliša Zagreb, 2006. TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH PROGRAMA ZA SMANJIVANJE EMISIJA STAKLENIČKIH PLINOVA Industrijski procesi Nacrt

TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG – Institut za energetiku i zaštitu okoliša

Zagreb, 2006.

TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH

PROGRAMA ZA SMANJIVANJE EMISIJA STAKLENIČKIH PLINOVA

Industrijski procesi

Nacrt

Page 2: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

Naručitelj: Ministarstvo zaštite okoliša,

prostornog uređenja i graditeljstva Radni nalog: I-12-098 Naslov:

Projekt: LIFE04 TCY/CRO/029 «Osposobljavanje za provedbu Okvirne konvencije Ujedinjenih naroda o promjeni klime i

Protokola iz Kyota u Republici Hrvatskoj»

TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH PROGRAMA ZA SMANJIVANJE EMISIJA

STAKLENIČKIH PLINOVA - Industrijski procesi -

Nacrt

With the contribution of the LIFE financial instrument of the European Community Koordinator izrade: Mr.sc. Andrea Hublin, dipl.ing. Autori: Mr.sc. Andrea Hublin, dipl.ing. Davor Vešligaj, dipl.ing. Zvonimir Katančić, dipl.ing. Direktor Odjela za zaštitu atmosfere: Direktor: Davor Vešligaj, dipl.ing. Mr.sc.Zdravko Mužek, dipl.ing.

Zagreb, prosinac 2006.

EKONERG – Institut za energetiku i zaštitu okoliša d.o.o. Koranska 5, 10000 Zagreb

Page 3: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

SUMMARY The purpose of these guidelines is technical and economic analysis of greenhouse gas (GHG) mitigation measures as support to stakeholders in the preparation of sectoral operating programs. Three major items are elaborated in the guidelines: (1) identification and description of technical measures, (2) determination of emission reduction potentials and (3) cost assessment. Guidelines are focused at key sources in the Republic of Croatia, i.e. sources which contribute to the total GHG emissions with 95 per cent, and mitigation measures which can be applied within that sources independent on the type of GHG. These sources are identified in the National Inventory Report. GHG emissions mitigation could be achieved by implementation of technical measures and/or flexible mechanism in the framework of UNFCCC, which represent combination of technical and economic measures. Guidelines should analyze measures which already available at market, with possibility of implementation till 2010. TABLE OF CONTENTS 1. INTRODUCTION 1

1.1. SCOPE AND OBJECTIVES 1 1.2. METHODOLOGICAL ASPECT OF GUIDELINES PREPARATION 2

2. SECTOR DESCRIPTION 3 2.1. MAIN CHARACTERISTICS OF SECTOR 3

2.1.1. CEMENT PRODUCTION 3 2.1.2. AMMONIA PRODUCTION 3 2.1.3. NITRIC ACID PRODUCTION 4

2.2. KEY SOURCES DESCRIPTION 4 2.2.1. CEMENT PRODUCTION 4 2.2.2. NITRIC ACID PRODUCTION 7

2.3. BEST AVAILABLE TECHNIQUES 9 2.3.1. BEST AVAILABLE TECHNIQUES IN THE CEMENT PRODUCTION 9 2.3.2. BEST AVAILABLE TECHNIQUES IN THE NITRIC ACID PRODUCTION 10

2.4. LEGISLATIVE FRAMEWORK 10 2.4.1. EU LEGISLATION 11 2.4.2. CROATIAN LEGISLATION 12

3. GREENHOUSE GASES EMISSIONS 14 3.1. CEMENT PRODUCTION 14

3.1.1. METHODOLOGY OF EMISSION ESTIMATION FROM PRODUCTION PROCESS 14

3.2. NITRIC ACID PRODUCTION 17 3.2.1. METHODOLOGY OF EMISSION ESTIMATION FROM PRODUCTION PROCESS 17

4. MITIGATION MEASURES 21 4.1. PORTLAND CEMENT PRODUCTION 21

4.1.1. IDENTIFICATION AND TECHNICAL ANALYSIS OF MEASURES 21

Page 4: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

4.1.1.1. Increase in Energy Efficiency of the Clinker Production Process 23 4.1.1.2. Use of Alternative Fuel 24 4.1.1.3. Decrease of Clinker Percentage in Cement 27

4.1.2. AVAILABILITY AND LIMITATIONS OF MEASURES 28 4.2. NITRIC ACID PRODUCTION 29

4.2.1. IDENTIFICATION AND TECHNICAL ANALYSIS OF MEASURE 29 4.2.1.1. Non-Selective Catalytic Reduction (NSCR) 29

4.2.2. AVAILABILITY AND LIMITATIONS OF MEASURE 30 5. EMISSION REDUCTION POTENTIAL 31

5.1. BASELINE SCENARIO DEFINING 31 5.2. SCENARIO“WITH MEASURES” 32 5.3. EMISSION REDUCTION POTENTIAL 33

6. EMISSION REDUCTION COST 34 6.1. METHODOLOGICAL ASPECT OF COST ASSESSMENT 34 6.2. MARGINAL COST ASSESSMENT 35

6.2.1. CEMENT PRODUCTION 35 6.2.2. NITRIC ACID PRODUCTION 37

6.3. SECTORAL COST CURVE PREPARATION 38 7. CONCLUSION AND RECOMMENDATIONS 39 8. REFERENCES 41

Page 5: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029

SADRŽAJ 1. UVOD 1

1.1. SVRHA I CILJEVI 1 1.2. METODOLOŠKI PRISTUP IZRADI SMJERNICA 2

2. OPIS SEKTORA 3 2.1. GLAVNE ZNAČAJKE SEKTORA 3

2.1.1. PROIZVODNJA CEMENTA 3 2.1.2. PROIZVODNJA AMONIJAKA 3 2.1.3. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE 4

2.2. OPIS KLJUČNIH IZVORA EMISIJE 4 2.2.1. PROIZVODNJA CEMENTA 4 2.2.2. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE 7

2.3. NAJBOLJE RASPOLOŽIVE TEHNOLOGIJE 9 2.3.1. NAJBOLJE RASPOLOŽIVE TEHNOLOGIJE U PROIZVODNJI CEMENTA 9 2.3.2. NAJBOLJE RASPOLOŽIVE TEHNOLOGIJE U PROIZVODNJI DUŠIČNE KISELINE 10

2.4. ZAKONODAVNI OKVIR 10 2.4.1. EU ZAKONODAVSTVO 11 2.4.2. HRVATSKO ZAKONODAVSTVO 12

3. EMISIJE STAKLENIČKIH PLINOVA 14 3.1. PROIZVODNJA CEMENTA 14

3.1.1. METODOLOGIJA PRORAČUNA EMISIJE IZ PROIZVODNOG PROCESA 14 3.2. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE 17

3.2.1. METODOLOGIJA PRORAČUNA EMISIJE IZ PROIZVODNOG PROCESA 17 4. MJERE ZA SMANJENJE EMISIJE STAKLENIČKIH PLINOVA 21

4.1. PROIZVODNJA PORTLAND CEMENTA 21 4.1.1. IDENTIFIKACIJA I TEHNIČKA ANALIZA MJERA 21

4.1.1.1. Povećanje energetske učinkovitosti procesa proizvodnje klinkera 23 4.1.1.2. Korištenje alternativnih goriva 24 4.1.1.3. Smanjenje udjela klinkera u cementu 27

4.1.2. RASPOLOŽIVOST I OGRANIČENJA MJERA 28 4.2. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE 29

4.2.1. IDENTIFIKACIJA I TEHNIČKA ANALIZA MJERA 29 4.2.1.1. Neselektivna katalitička redukcija (NSCR) 29

4.2.2. RASPOLOŽIVOST I OGRANIČENJA MJERE 30 5. POTENCIJAL SMANJENJA EMISIJE 31

5.1. DEFINIRANJE REFERENTNOG SCENARIJA 31 5.2. SCENARIJ “S MJERAMA” 32 5.3. POTENCIJAL SMANJENJA EMISIJE 33

6. TROŠKOVI SMANJENJA EMISIJE 34 6.1. METODOLOŠKI PRISTUP PROCJENI TROŠKOVA 34 6.2. PROCJENA GRANIČNIH TROŠKOVA 35

6.2.1. PROIZVODNJA CEMENTA 35 6.2.2. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE 37

6.3. IZRADA SEKTORSKE KRIVULJE TROŠKOVA 38 7. ZAKLJUČAK I PREPORUKE 39 8. LITERATURA 41

Page 6: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 1/42

1. UVOD 1.1. SVRHA I CILJEVI Nakon što ratificira Protokol iz Kyota, RH će sukladno s preuzetim obvezama u razdoblju 2008.-2012. morati smanjiti emisije svih stakleničkih plinova za 5% u odnosu na baznu godinu za koju je izabrana 1990. Neovisno o ishodu pregovora koje RH vodi sa međunarodnom zajednicom oko povećanja emisije u baznoj godini, smanjivanje emisija stakleničkih plinova uz istovremeni planirani gospodarski rast predstavljat će veliki tehnološki i ekonomski izazov za Hrvatsku. Okvirna konvencija UN-a o promjeni klime (UNFCCC) i Protokol iz Kyota ostavlja strankama da same ili zajedno s drugim strankama definiraju strategiju, politiku, programe i mjere čijom će provedbom ostvariti konačni cilj. Smanjenje emisije stakleničkih plinova prvenstveno se ostvaruje primjenom tehničkih mjera i/ili primjenom tzv. fleksibilnih mehanizama definiranih u okviru UNFCCC-a koji predstavljaju kombinaciju tehničkih i ekonomskih mjera. Treba naglasiti da se navedene mjere donose i provode u okviru šireg političkog okvira koji definira/propisuje i ostale “ne-tehničke” mjere kao što su primjerice različiti ekonomski instrumenti (porezi, naknade, subvencije i sl.). U dijelu koji se odnosi na provedbu tehničkih mjera, nositelji njihove provedbe (sektori, pojedine industrijske grane i poduzeća) i njihov menadžment moraju imati što je moguće točnije i dosljednije informacije o potencijalima i troškovima smanjenja emisija kako bi mogli postići planirani rast i konkurentnost na tržištu i istovremeno provesti mjere smanjenja emisije po principu najmanjeg troška. Na razini EU prihvaćeno je da granični trošak od 20 €/tCO2eq predstavlja prag ispod kojeg primjena mjera zadovoljava kriterij troškovne učinkovitosti (cost-effectiveness). Svrha ovih smjernica je tehnička i ekonomska (tehno-ekonomska) analiza mjera kao potpora donosiocima odluka u pripremi sektorskih operativnih programa. U smjernicama se razrađuju tri ključna elementa: (1) identifikacija i opis tehničkih mjera, (2) određivanje potencijala smanjenja emisije i (3) procjena troškova. Smjernice će biti usredotočene na ključne izvore emisije (key sources) u RH, tj. izvore koji doprinose ukupnoj emisiji stakleničkih plinova sa 95% i mjere smanjenja emisija koje se mogu primijeniti na ovim izvorima neovisno o vrsti stakleničkog plina. Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija stakleničkih plinova (NIR). Smjernice bi trebale analizirati mjere koje su već raspoložive na tržištu i čija primjena bi se mogla ostvariti do 2010. godine.

Page 7: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 2/42

1.2. METODOLOŠKI PRISTUP IZRADI SMJERNICA U izradi sektorskih smjernica korišten je bottom-up pristup, odnosno, tehno-ekonomska analiza mjera za smanjenje emisije stakleničkih plinova, koja se sastoji od nekoliko koraka [1]:

za svaki sektor definirani su ključni izvori emisije (key sources), tj. izvori koji doprinose ukupnoj emisiji stakleničkih plinova sa 95%;

za ključne izvore emisije definirane su mjere za smanjenje emisije; mjere koje imaju značajniji utjecaj na smanjenje emisije do 2010. godine detaljnije su

analizirane, odnosno, određen je njihov potencijal smanjenja emisije, troškovi/uštede i koristi koje se postižu njihovom primjenom.

Ključni izvori emisije identificirani su u Izvješću o proračunu emisija stakleničkih plinova (NIR-u). U sektoru Industrijski procesi definirani su sljedeći ključni izvori:

Proizvodnja cementa; Proizvodnja dušične kiseline; Proizvodnja amonijaka.

Navedeni industrijski procesi imaju najveći udio u ukupnoj emisiji iz sektora (preko 90 posto). U svrhu provođenja tehno-ekonomske analize, mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova analizirane su s obzirom na potencijal smanjenja u odnosu na baseline scenarij, troškove/uštede, dostupnost, mogućnost, zapreke i ostale relevantne informacije vezane uz implementaciju mjera. Mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova identificirane su u Prvom nacionalnom izvješću RH prema Okvirnoj konvenciji UN o promjeni klime te Projekcijama i ukupnim efektima politike i mjera za potrebe Drugog nacionalnog izvješća RH prema Okvirnoj konvenciji UN o promjeni klime. U Proizvodnji cementa definirane su i analizirane sljedeće mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova:

Povećanje energetske efikasnosti procesa proizvodnje klinkera; Smanjivanje udjela klinkera u cementu; Uporaba otpada kao alternativnog goriva.

U Proizvodnji dušične kiseline analizirana je mjera Neselektivna katalitička redukcija. U Proizvodnji amonijaka nisu definirane mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova. Za svaku mjeru definirani su sljedeći parametri:

potencijal smanjenja emisije do 2010. godine; troškovi/uštede izraženi u €/tCO2eq; razina implementacije do 2010. godine.

Page 8: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 3/42

2. OPIS SEKTORA 2.1. GLAVNE ZNAČAJKE SEKTORA Unutar EU industrijske aktivnosti predstavljaju značajan izvor emisije CO2. Oko 40 posto ukupne direktne i indirektne emisije CO2 i 30 posto ukupne emisije stakleničkih plinova u 1990. godini sačinjavaju emisije iz industrijskih procesa [2]. U ukupnoj emisiji stakleničkih plinova u Hrvatskoj industrijski procesi sudjeluju sa oko 10 posto [3]. Proizvodnja cementa, Proizvodnja dušične kiseline i Proizvodnja amonijaka su procesi kod kojih je doprinos emisiji stakleničkih plinova identificiran kao značajan i zajedno čine preko 90 posto emisije u sektoru Industrijski procesi. 2.1.1. PROIZVODNJA CEMENTA Cement se proizvodi procesom kalcinacije, u kojem se vapnenac zagrijava u rotacijskoj peći do visokih temperatura, pri čemu nastaje vapno (CaO) uz oslobađanje CO2 u atmosferu, a dodavanjem tvari bogatih silicijem nastaju silikati koji su glavni sastojci klinkera. Klinker se nakon toga hladi, usitnjava i miješa sa malim količinama gipsa tvoreći finalni proizvod, cement. Proizvodnja cementa je tehnologija koju prati veliki utrošak sirovine i energije. Tehnologija proizvodnje cementa neprekidno se usavršava, što se odražava kroz povećanje kvalitete proizvoda te usavršavanje strojne opreme i procesa proizvodnje. Stalnim poboljšanjem kvalitete proizvoda, uz štednju prirodnih izvora sirovine i energije zbrinjavanjem otpadnih materijala (sekundarnih sirovina) ostvaruje se veća ekonomičnost proizvodnje i smanjuju štetni utjecaji na okoliš. Razvoj tehnologije uvjetovan je tržištem, opskrbom, cijenom energije te zaštitom okoliša, a u posljednje vrijeme usmjeren je na opremu koja omogućuje korištenje otpadnih materijala. Time se ujedno smanjuju i troškovi proizvodnje. Unapređenje proizvodnog procesa očituje se kroz smanjenje troškova energije korištenjem raznih vrsta energenata uz ostvarivanje specifične potrošnje topline od oko 3,2 GJ/t klinkera, upotrebu ugljena kao jeftinijeg energenta, relativno visok udio alternativnih goriva, manju specifičnu potrošnju električne energije, visoku produktivnost, pridržavanje strogih normi ekoloških mjera te osiguranje više vrsta cementa posebnih svojstava što je od posebne važnosti za tržište. Za smanjenje troškova proizvodnje u industriji cementa bitna su dva aspekta: korištenje jeftinijih sirovina (za proizvodnju klinkera ili pri mljevenju cementa) i smanjenje troškova za energiju (npr. upotrebom alternativnih goriva) [4, 5]. 2.1.2. PROIZVODNJA AMONIJAKA Amonijak se proizvodi katalitičkim postupkom obrade prirodnog plina, pomoću vodene pare i zraka, primarnim i sekundarnim reforming procesima. Za proizvodnju amonijaka mogu se, osim prirodnog plina, koristiti i ostali ugljikovodici, sirova nafta, loživo ulje ili ugljen, no proizvodnja iz prirodnog plina je tehnološki najjednostavnija i zahtijeva najmanje energije za istu količinu

Page 9: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 4/42

proizvedenog amonijaka. Jedino ulaganjem u nove tehnologije proizvodnje amonijaka može se slijediti stalni trend smanjenja specifične potrošnje energije po jedinici proizvedenog amonijaka. To je ujedno i energetski najzahtjevniji proces u postupku proizvodnje mineralnih dušičnih gnojiva, u kojem se prirodni plin troši i kao izvor energije i kao sirovina za proizvodnju amonijaka. Ušteda energije primjenom novih tehnologija, uz stalno unapređenje procesa proizvodnje i pridržavanje najstrožih kriterija u pogledu kvalitete proizvoda omogućuje ispunjavanje zahtjeva tržišta i zakonskih zahtjeva iz područja zaštite okoliša [6]. Suvremena tehnologija koja polaže zahtjeve za povećanjem učinkovitosti procesa bazira se na korištenju visokih tlakova u postrojenjima i na smanjenju nastajanja štetnih nus-produkata. 2.1.3. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE Dušična kiselina se pretežno koristi kao sirovina u proizvodnji umjetnih gnojiva. Dobiva se katalitičkom oksidacijom amonijaka pomoću kisika iz zraka i spaljivanjem na platina/rodij katalizatorima [7]. Uz bolju konverziju amonijaka i smanjenje reakcijske temperature (čime se štite skupi katalizatori), ostvaruje se značajna ušteda i povećanje učinkovitosti procesa. Korištenjem dodatne opreme za smanjenje emisije udovoljava se zahtjevima za smanjenje štetnog utjecaja na okoliš. Briga o okolišu jedno je od temeljnih načela suvremene proizvodnje, a očituje se u smanjenju utjecaja na okoliš kroz cijeli životni ciklus proizvoda, vođenje proizvodnog procesa tako da se smanji, pravilno odloži, preradi i ponovno iskoristi otpad te poveća energetska učinkovitost i smanji emisija stakleničkih plinova i ostalih onečišćujućih tvari. Približavanje tržištu kvalitetom i asortimanom proizvoda te smanjenje troškova proizvodnje bitne su odrednice suvremene ekonomične proizvodnje dušične kiseline. 2.2. OPIS KLJUČNIH IZVORA EMISIJE U ovom poglavlju su opisani ključni izvori emisije Proizvodnja cementa i Proizvodnja dušične kiseline, za koje su u narednim poglavljima analizirane mjere za smanjenje emisija stakleničkih plinova. 2.2.1. PROIZVODNJA CEMENTA U proizvodnji cementa razlikuju se četiri vrste proizvodnog procesa: suhi, polusuhi, mokri i polumokri (ovisno o količini vlage koju sadržava sirovina). Više od 75 % europske proizvodnje cementa provodi se suhim postupkom. Izbor postupka ovisi o karakteristikama sirovine. Tehnologija s mokrim postupkom je znatno skuplja zbog velikog utroška energije. U proizvodnji cementa najzastupljeniji je portland cement različitih vrsta, ovisno o udjelima dodataka. Proizvodnja cementa u EU 1995. godine dosegla je 172 Mt [8]. U Hrvatskoj se cement proizvodi suhim postupkom u četiri tvornice: Cemex/Dalmacijacement, Našicecement d.d., Holcim (Hrvatska) d.o.o. i IstraCement. U 2004. godini proizvedeno je 3 663 468 tona cementa. Najvećim dijelom se proizvodi portland cement s različitim udjelima dodataka (koji su u skladu s

Page 10: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 5/42

hrvatskim HRN B.C1.011 i europskim EN 197-1 normama), dok su u manjim količinama zastupljene i druge vrste cementa (aluminatni cement, koji se proizvodi u jednoj tvornici). Proizvodnja cementa odvija se u nekoliko faza tehnološkog procesa:

priprema sirovine (usitnjavanje, mljevenje, sušenje, homogenizacija); pečenje klinkera; hlađenje klinkera; mljevenje i miješanje cementa; skladištenje i pakiranje cementa.

Sirovina za proizvodnju portland cementa uglavnom se sastoji od vapnenca, lapora i/ili gline, uz dodatak komponenata za korekciju sastava klinkera (kvarcni pijesak, željezna ruda, boksit i dr.). Nakon procesa usitnjavanja, mljevenja, sušenja i homogeniziranja mješavine sirovine, dobiva se sirovinsko brašno za pečenje klinkera. Reakcije sirovinske smjese prije i za vrijeme sinteriranja u rotacijskoj peći ovise o kemijskom, mineraloškom i granulometrijskom sastavu te o temperaturnim promjenama u širokom rasponu temperatura od 100°C do 1450°C. U temperaturnom intervalu od 100 do 600°C odvijaju se reakcije dehidratacije sirovinskih komponenti, uz isparavanje vlage kemijski vezane u mineralima gline. Između 600°C i 1100°C odvijaju se reakcije dekarbonatizacije: MgCO3 → MgO + CO2 CaCO3 → CaO + CO2 U temperaturnom intervalu od 1100°C do 1300°C dolazi do egzotermnih reakcija, a u intervalu od 1300°C do 1450°C (zoni sinteriranja) dolazi do vezanja slobodnog CaO sa SiO2, Al2O3 i Fe2O3, gdje se osim reakcija u čvrstoj fazi odvijaju i heterogene reakcije: 2CaO + SiO2 + CaO → 3CaO · SiO2 Kvaliteta klinkera ovisi o sadržaju osnovnih minerala, a na proces stvaranja minerala klinkera utječu i minorne komponente (MgO, SiO3, K2O, Na2O i dr.), naročito kod nastajanja nekih polimorfnih oblika glavnih minerala klinkera. Konačni fazni sastav klinkera ovisi o postupku hlađenja, koji započinje u izlaznoj zoni peći i nastavlja se u hladnjaku klinkera, gdje dolazi do ravnotežne ili neovisne kristalizacije taline uz nastajanje staklene faze. Cement, kao konačni proizvod, smjesa je klinkera, gipsa (regulatora vezivanja) i drugih primjesa (troska i sl.) koje pri hidrataciji cementa iskazuju hidraulička svojstva. Takva smjesa u zadanom omjeru za svaku klasu cementa melje se u cementnom mlinu na određenu finoću čestica. Proizvedeni cement pojedine klase transportira se u silose cementa, te se kao gotov proizvod otprema u rastresitom stanju ili pakiran u vreće. U proizvodnji aluminatnog cementa koriste se tri osnovne sirovine: kamen vapnenac, crveni boksit i bijeli kalcinirani boksit. Klinker, koji nastaje taljenjem tih sirovina pri temperaturi od oko 1550 °C, nakon hlađenja se melje u kugličnom mlinu, nakon čega se dobiva aluminatni cement traženih specifikacija. Tehnološki postupak proizvodnje aluminatnog cementa razlikuje se od proizvodnje portland cementa. Zbog malih količina te vrste cementa koji se proizvodi u tvornici IstraCement, u daljnjem opisu nije razmatran tehnološki postupak proizvodnje aluminatnog cementa.

Page 11: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 6/42

Najznačajnija faza tehnološkog procesa proizvodnje cementa je pečenje klinkera u rotacionim pećima s izmjenjivačima topline i hladnjakom klinkera. Pravilno vođenje procesa preduvjet je za postizanje visoke razine kvalitete klinkera i optimiranje procesa u pogledu troškova energije. Povećanje ekonomičnosti u cementnoj industriji može se postići:

uštedom energije; korištenjem jeftinijih sirovina pri proizvodnji klinkera; smanjenjem udjela klinkera u cementu

Proizvodnja topline čini glavninu troškova u proizvodnji cementa. U cilju podizanja konkurentnosti tvornica cementa u Hrvatskoj, kao glavno gorivo koristi se ugljen odnosno smjesa praha ugljena i petrol-koksa, a u pojedinim cementarama se koriste i alternativna goriva. Najveći dio energije se koristi za pečenje klinkera i sušenje sirovine. U proizvodnom procesu značajnu ulogu imaju i dimni plinovi koji nastaju izgaranjem ugljena u rotacijskoj peći i kalcinatoru. Dimni plinovi prolaze kroz izmjenjivač topline, a koriste se za predgrijavanje sirovinskog brašna ili završno sušenje sirovine te se nakon toga odvode u vrećasti filtar u kojem se odvaja fina prašina od plinova. Izdvojena prašina se vraća u sirovinu ili se koristi kao dodatak u proizvodnji cementa. Pored topline troše se i znatne količine električne energije za pripremu i mljevenje sirovine, homogenizaciju, mljevenje klinkera i cementa, pakiranje i transport. Ušteda električne energije može se postići poboljšanjem energetske učinkovitosti pogonskih strojeva, posebno mlinova sirovine i cementa, koji predstavljaju najveće potrošače električne energije. Povećanje ekonomičnosti u cementnoj industriji, pored uštede energije, postiže se i korištenjem jeftinijih sirovina za proizvodnju klinkera ili pri mljevenju cementa, dodavanjem dodataka uz smanjenje udjela klinkera. Kod proizvodnje cementa, prilikom usitnjavanja, osim klinkera i gipsa koji služi kao regulator vezivanja, dodaju se materijali kao zamjena za klinker (15-30 %), a koji su znatno jeftiniji od klinkera. To mogu biti prirodni materijali (npr. pucolan, vapnenac) koji imaju hidrauličku aktivnost, ili otpadni materijali iz industrijskih procesa, tj. sekundarne sirovine koje se aktiviraju pri hidrataciji cementa (npr. zgura iz proizvodnje sirovog željeza i lebdeći pepeo iz termoelektrane na ugljen). Upotrebom navedenih dodataka štede se mineralne sirovine, energija za sušenje, mljevenje i pečenje sirovine, a smanjenjem udjela klinkera postižu se pozitivni ekološki učinci. Smanjenje udjela klinkera u proizvodnji cementa opravdano je jedino uz postizanje standardne kvalitete pojedinih vrsta cementa koje traži tržište i osiguranje potrebnih količina dodataka uz ekonomski opravdanu cijenu. Utjecaj cementne industrije na okoliš manifestira se emisijom onečišćujućih tvari u zrak. Oko 5 posto ukupne svjetske emisije CO2 potječe iz proizvodnje cementa [9]. Kod proizvodnje cementa emisija nastaje uslijed izgaranja goriva i kao rezultat kemijskih reakcija u pojedinim fazama procesa, prvenstveno kod pečenja klinkera. Od onečišćujućih tvari koje nastaju izgaranjem goriva (CO2, NOx, SO, CO) i kemijskim reakcijama u rotacijskoj peći (CO2 i SO2), najznačajniji je CO2. Pri pečenju sirovine uobičajenog sastava oslobađa se oko 0,5 t CO2 po toni proizvedenog klinkera. Pri proizvodnji cementa razlikuju se:

a) direktna emisija CO2 emisija iz procesa proizvodnje klinkera; emisija uslijed izgaranja goriva u rotacionoj peći; emisija uslijed izgaranja goriva za potrebe sušenja sirovine, transporta, proizvodnje

energije (električne i/ili toplinske) na lokaciji, za grijanje ili hlađenje prostorija i dr.

Page 12: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 7/42

b) indirektna emisija CO2 emisija uslijed proizvodnje električne energije koja se troši u cementari; emisija uslijed proizvodnje klinkera kupljenog od drugog proizvođača i korištenog u

proizvodnji cementa; emisija uslijed proizvodnje materijala koji se u cementari koristi kao alternativno gorivo; emisija uslijed dovoza sirovine i goriva, odvoza klinkera i cementa.

Za smanjenje emisije CO2 mogu se koristiti energetske i procesne mjere. Energetske mjere odnose se na povećanje energetske učinkovitosti procesa te upotrebu goriva s manjim sadržajem ugljika. Procesne mjere odnose se na promjene u tehnološkom procesu (smanjivanje udjela klinkera u cementu) i uklanjanje CO2 iz procesnih dimnih plinova. Godišnje emisije CO2 u svijetu iz proizvodnje cementa procjenjuju se na oko 560 Mt, što je oko 2,5 posto ukupne emisije stakleničkih plinova (CO2-eq). U Hrvatskoj, godišnja emisija CO2 iz proizvodnje cementa u iznosu od oko 1,5 Mt čini oko 5 posto ukupne emisije stakleničkih plinova (CO2-eq). 2.2.2. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE Dušična kiselina (HNO3) se pretežno koristi kao sirovina u proizvodnji umjetnih gnojiva te u proizvodnji adipinske kiseline, eksploziva, obradi željeznih metala i sl. Oko 80 posto proizvedene dušične kiseline u EU koristi se u proizvodnji umjetnih gnojiva. U Hrvatskoj se dušična kiselina proizvodi u Tvornici mineralnih gnojiva Petrokemija d.d. Kutina, u kojoj se ukupna godišnja proizvedena količina (287 567 tona HNO3 u 2004. godini) koristi za proizvodnju mineralnih gnojiva. Osim proizvodnje mineralnih gnojiva, djelatnost tvrtke usmjerena je i na proizvodnju proizvoda od bentonitnih glina, različitih vrsta čađa te proizvodnju sekundarnih proizvoda. Petrokemija d.d. Kutina je jedini proizvođač mineralnih gnojiva u Hrvatskoj, a po svjetskim mjerilima spada u tvornice srednje veličine [10]. Proizvodnja dušične kiseline odvija se kroz sljedeće faze tehnološkog procesa [7]:

oksidacija amonijaka pomoću kisika iz zraka i spaljivanje na katalizatorima (platina/rodij), pri čemu nastaje dušikov oksid (NO);

oksidacija NO u dušikov dioksid (NO2); apsorpcija NO2 u vodi, pri čemu nastaje HNO3.

Ovisno o tlaku, koriste se dva tipa postrojenja za proizvodnju dušične kiseline: postrojenja s jednim tlakom i postrojenja s dvije razine tlaka. Kod postrojenja s jednim tlakom oksidacija i apsorpcija se odvijaju pri istom tlaku. Kod postrojenja s dvije razine tlaka oksidacija NO u NO2 se odvija pri nižim tlakovima, dok apsorpcija NO2 u vodi teče pri visokim tlakovima. Postrojenja s niskim tlakom (ispod 1,7 bara) su starija postrojenja, dok se u novim postrojenjima koriste srednji tlakovi (1,7 – 6,5 bara) i visoki tlakovi (6,5 – 13 bara). Za proizvodnju dušične kiseline u EU 1995. godine koristilo se 78 postrojenja, pri čemu 45 otpada na postrojenja s dvije razine tlaka (9 starijih i 36 novih), dok preostali dio otpada na postrojenja s jednim tlakom (22 postrojenja sa srednjim tlakom i 11 postrojenja s visokim tlakom). Kapacitet novih postrojenja iznosi oko 1000 t/d. 1995. godine u EU15 proizvedeno je 314 400 000 tona dušične kiseline.

Page 13: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 8/42

Za proizvodnju dušične kiseline u tvornici Petrokemija d.d. Kutina koristi se postrojenje s dvije razine tlaka. Godišnji proizvodni kapacitet tvornice je 1 300 000 do 1 500 000 tona mineralnih gnojiva, 32 000 tona čađa i 50 000 tona glinarskih proizvoda. Za postizanje ove proizvodnje nužno je osigurati 650 000 000 ms

3 do 700 000 000 ms3 prirodnog plina.

U prvoj, oksidacijskoj fazi procesa proizvodnje dušične kiseline reakcijom amonijaka sa kisikom iz zraka na platina/rodij katalizatorima nastaje dušikov oksid (NO) i voda: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O Tijekom oksidacijske faze oko 93-98% amonijaka prelazi u NO. Uz oslobađanje NO dolazi i do oslobađanja dušika (N2) i didušikovog oksida (N2O) u atmosferu: 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O 4NH3 + 4O2 → 2N2O + 6H2O Nastajanje NO ovisi o tlaku i temperaturi, a udjeli nastalog NO ovisno o navedenim parametrima su:

Tlak (bar) Temperatura (oC) NO (%) Ispod 1,7 810-850 97 1,7 – 6,5 850-900 96 Iznad 6,5 900-940 95

Slabo miješanje amonijaka sa zrakom i slaba raspodjela plinova kroz katalizator, kao i visoka temperatura, mogu štetno djelovati na katalizatore. Visoka temperatura reakcijskih plinova koristi se za proizvodnju pare i predgrijavanje izlaznih plinova koji se ispuštaju u atmosferu, uz iskorištavanje energije. Izlazni plinovi nakon spaljivanja imaju temperaturu 100oC – 200oC, ovisno o vrsti procesa te se dodatno hlade sa vodom iz procesa. Oksidacijom izlaznih plinova oslobađa se NO2: 2NO + O2 → 2NO2 Apsorpcijom NO2 u vodi egzotermnom reakcijom nastaje HNO3: 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO Kod postrojenja s dvije razine tlaka oksidacija NO u NO2 provodi se pri srednjem tlaku, a apsorpcija NO2 u vodi, pri čemu nastaje HNO3, pri visokom tlaku. Utjecaj proizvodnje dušične kiseline na okoliš manifestira se emisijom onečišćujućih tvari u zrak i nastajanjem otpada. Emisije onečišćujućih tvari u zrak ovise o vrsti procesa (tlaku, temperaturi), vrsti i starosti katalizatora te ostalim karakteristikama postrojenja. Smanjenje emisije može se postići:

optimizacijom procesa proizvodnje; upotrebom dodatne opreme za smanjenje emisije.

Page 14: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 9/42

Za kontrolu i smanjenje emisije NOx i N2O u procesnim i izlaznim dimnim plinovima (eng. end-of-pipe), u novim postrojenjima se koriste tehnike selektivne i ne-selektivne katalitičke redukcije. Neselektivnom katalitičkom redukcijom dolazi do redukcije N2O pomoću amonijaka u N2. Godišnje emisije N2O u EU iz proizvodnje dušične kiseline procjenjuju se na oko 400 kt (125 Mt CO2-eq godišnje) što je oko 11 posto ukupne emisije stakleničkih plinova (CO2-eq). U Hrvatskoj, godišnja emisija N2O iz proizvodnje dušične kiseline u iznosu od oko 2,6 kt (802 kt CO2-eq godišnje) čini oko 2,7 posto ukupne emisije stakleničkih plinova (CO2-eq). 2.3. NAJBOLJE RASPOLOŽIVE TEHNOLOGIJE Referentni pristup (eng. Reference installation approach) je pristup zasnovan na parametrima referentne instalacije/postrojenja. Važnu ulogu u procjeni tehno-ekonomskih parametara i karakteristika postrojenja, kao i koristima koje se postižu u očuvanju okoliša, ima upotreba najbolje raspoloživih tehnika/tehnologija (eng. Best Available Techniques), (u daljnjem tekstu: BAT) koje pružaju temeljne postavke za definiranje performansi postrojenja u pogledu smanjenja emisija. Informacije o najboljim raspoloživim tehnologijama sadržane su u BREF dokumentima (eng. BAT reference document), koji sadrže informacije o referentnim tehnologijama za smanjenje onečišćenja okoliša. Parametri za određivanje referentnog postrojenja su:

kapacitet postrojenja, tehnološki proces, proizvodni podaci.

2.3.1. NAJBOLJE RASPOLOŽIVE TEHNOLOGIJE U PROIZVODNJI CEMENTA Najbolje raspoložive tehnologije u proizvodnji cementa definiraju najbolje performanse postrojenja u odnosu na povećanje energetske učinkovitosti i smanjenje emisija u zrak, a uključuju sljedeće tehnologije [8]:

ušteda sirovine - recikliranje sakupljene prašine - upotreba otpada kao sirovine

proizvodni proces - nova postrojenja za proizvodnju klinkera koriste suhi proces, a rotaciona peć je

opremljena višestupnjevitim predgrijačima i predkalcinatorima

stabilan proizvodni proces - optimizacija procesa kontrole, kompjutorski vođeni automatski kontrolni sustav - korištenje modernog gravimetrijskog sustava za doziranje goriva

smanjenje specifične potrošnje toplinske energije - BAT daje specifičnu potrošnju toplinske energije u proizvodnji klinkera u rasponu od 2,9 do 3,2 GJ/t klinkera. - upotreba predgrijača i predkalcinatora, ovisno o konfiguraciji rotacione peći - upotreba modernih hladnjaka klinkera koji osiguravaju maksimalni povrat topline - povrat topline iz izlaznih otpadnih plinova

Page 15: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 10/42

smanjenje specifične potrošnje električne energije - ugradnja sustava za regulaciju snage - korištenje opreme (npr za mljevenje sirovine i cementa) visoke energetske

učinkovitosti

upotreba sirovine i goriva sa niskim sadržajem ugljika, sumpora, dušika, klora, metala i hlapivih organskih tvari

2.3.2. NAJBOLJE RASPOLOŽIVE TEHNOLOGIJE U PROIZVODNJI DUŠIČNE KISELINE Najbolje raspoložive tehnologije u proizvodnji dušične kiseline definiraju najbolje performanse postrojenja u odnosu na smanjenje emisija u zrak (N2O i NOx) i povećanje energetske učinkovitosti postrojenja, a uključuju sljedeće tehnologije [7]:

postrojenje s visokim tlakom (jedna razina) sa visokim stupnjem apsorpcije, pri čemu nije potrebna dodatna oprema za smanjenje emisije;

postrojenje s dvije razine tlaka sa visokim stupnjem apsorpcije, pri čemu nije potrebna

dodatna oprema za smanjenje emisije; postrojenje s dvije razine tlaka kombinirano sa tehnikom selektivne katalitičke redukcije;

postrojenje sa srednjim tlakom (jedna razina) kombinirano sa tehnikom selektivne

katalitičke redukcije. 2.4. ZAKONODAVNI OKVIR Podjela i struktura hrvatskog zakonodavstva na područja zaštite zraka nije potpuno istovjetna podjeli EU zakonodavstva. Kod usklađivanja EU zakonodavstva sa hrvatskim zakonodavstvom moguća su dva pristupa [11]:

donošenje potpuno novog zakonskog akta; usklađivanje hrvatskog zakonodavstva sa zakonodavnim aktom EU na način da se

donesu izmjene i dopune postojećeg nacionalnog zakonodavstva. EU zakonodavstvo vezano uz zaštitu i kakvoću zraka sadrži propise vezane uz kontrolu emisija iz stacionarnih izvora, kontrolu emisija iz mobilnih izvora, kontrolu proizvoda te standarde kakvoće zraka. Osnovni propis je Okvirna direktiva o procjeni i upravljanju kakvoćom zraka (Air Quality Framework Directive 96/62/EC) koja uspostavlja pravni okvir na području zaštite zraka. Prvi zakonski akt vezan uz područje klimatskih promjena donesen je 1993. godine u obliku Odluke o mehanizmu praćenja emisije CO2 i drugih stakleničkih plinova (Mechanism for Monitoring Greenhouse Gas Emissions 280/2004/EC). Nakon toga doneseno je još nekoliko dokumenata i zakonskih akata. Osnovni propis u hrvatskom zakonodavstvu vezan uz zaštitu i kakvoću zraka je Zakon o zaštiti zraka (N.n. 178/04), kojim se definiraju temeljna pitanja vezana za zaštitu i poboljšanje kakvoće zraka kao i mjere, način organiziranja, provođenja i nadzora zaštite i poboljšanja kakvoće zraka. Zakonom su definirane i mjere za sprečavanje i smanjivanje onečišćivanja koja utječu na

Page 16: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 11/42

promjenu klime. Pošto Republika Hrvatska još uvijek nije ratificirala Protokol iz Kyota, odredbe ovog zakona koje se odnose na klimatske promjene primjenjuju se od dana stupanja na snagu Zakona o potvrđivanju (ratifikaciji) Protokola. 2.4.1. EU ZAKONODAVSTVO Područje kontrole industrijskog onečišćenja i upravljanja rizikom EU zakonodavstvo vezano uz ovo područje sastoji se od nekoliko propisa vezanih uz:

kontrolu emisija iz industrijskih postrojenja i otpada; kontrolu industrijskih rizika uključujući opasne tvari i sustav upravljanja poslovima zaštite

okoliša (EMAS); kontrolu proizvoda kroz dodjelu znaka zaštite okoliša (Eco-label).

Kontrola emisija iz industrijskih postrojenja uključuje propise koji se odnose na kontrolu emisija u zrak, ispusta u vodu i stvaranja otpada. Za kontrolu emisija u zrak iz procesa proizvodnje u industrijskim postrojenjima najznačajnija je Direktiva o cjelovitom sprečavanju i nadziranju onečišćenja okoliša (Integrated Pollution Prevention and Control, IPPC Directive 96/61/EC), u daljnjem tekstu: IPPC direktiva. IPPC direktiva odnosi se na industrijske i poljoprivredne aktivnosti koje imaju negativan utjecaj na okoliš (energetika, proizvodnja i procesiranje metala, rudarstvo, kemijska industrija, gospodarenje otpadom, stočarstvo, itd.). U sklopu Direktive definirane su osnovne obaveze koje obuhvaćaju listu mjera za smanjenje ispusta u vode, zrak i tlo, mjera za smanjenje nastanka otpada, neefikasno trošenje energije i vode te nesreća s utjecajem na okoliš. Navedene mjere služe kao osnova za dodjelu dozvola za rad industrijskih postrojenja. Određeno je tranzicijsko razdoblje (30. listopad 1999. – 30. listopad 2007.) u kojem postojeća postrojenja trebaju biti usklađena sa zahtjevima IPPC direktive. U okviru realizacije IPPC direktive, tehnike i mjere za smanjenje onečišćenja karakteriziraju se na nivou procesa/postrojenja, u svrhu procjene tehno-ekonomskih parametara i karakteristika postrojenja, kao i koristi koje se postižu u očuvanju okoliša [12]. Važnu ulogu u tome ima upotreba BAT tehnologija. Kontrolu industrijskih rizika pokriva Direktiva o kontroli i prevenciji od velikih industrijskih nesreća uključujući opasne tvari (SEVESO Directives 96/82/EC) i Uredba o sustavu upravljanja poslovima zaštite okoliša (Eco-Management and Audit Scheme Regulation, EMAS EEC/1836/93). Direktiva o kontroli i prevenciji od velikih industrijskih nesreća donesena je u svrhu prevencije od velikih nesreća povezanih s opasnim tvarima te ograničavanja njihovog utjecaja na ljude i okoliš. Direktiva propisuje zahtjeve vezane uz rukovanje sustavima osiguravanja od velikih nesreća te planove postupanja u slučaju nesreće. Direktiva se odnosi na svaku djelatnost gdje su prisutne opasne tvari ili bi se opasne tvari mogle proizvesti. Uredba o sustavu upravljanja poslovima zaštite okoliša potiče bolje gospodarenje okolišem kroz kreiranje i implementaciju sustava za gospodarenje okolišem, provođenje periodičkog nadzora i procjene valjanosti sustava za gospodarenje okolišem, osposobljavanje i aktivno sudjelovanje osoblja te omogućavanje pristupa javnosti i zainteresiranih grupa relevantnim informacijama. Kontrola proizvoda odnosi se na Uredbu o dodjeli znaka zaštite okoliša (Eco-label)., sa svrhom promocije dizajniranja, proizvodnje te marketinga i upotrebe proizvoda sa smanjenim utjecajem na okoliš.

Page 17: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 12/42

Područje klimatskih promjena U svrhu izvršavanja obveza prema Okvirnoj konvenciji Ujedinjenih naroda o promjeni klime (UNFCCC) i Protokolu iz Kyota, EU je donijela program o klimatskim promjenama. EU zakonodavstvo vezano uz ovo područje, a koje se odnosi na emisije iz industrijskih procesa, sastoji se od nekoliko dokumenata i zakonskih akata: Odluka o monitoringu emisija stakleničkih plinova i primjeni Protokola iz Kyota (Mechanism

for Monitoring Greenhouse Gas Emissions 280/2004/EC), Direktiva o uspostavi sustava trgovanja dozvolama za emitiranje stakleničkih plinova unutar

EU (Greenhouse Gas Emission Allowance Trading Scheme 2003/87/EC), Direktiva koja sadrži izmjene i dopune Direktive o uspostavi sustava trgovanja dozvolama za

emitiranje stakleničkih plinova unutar EU, s obzirom na primjenu mehanizama Protokola iz Kyota (Linking Directive 2004/101/EC).

Odluka o monitoringu emisija stakleničkih plinova i primjeni Protokola iz Kyota uspostavlja mehanizam koji osigurava praćenje svih antropogenih emisija stakleničkih plinova koji nisu pod kontrolom Protokola iz Montreala, zadovoljenje obaveza vezanih uz klimatske promjene, primjenu obaveza prema UNFCCC i Protokolu iz Kyota te potpuno, točno, konzistentno i transparentno izvješćivanje prema UNFCCC. Direktiva o uspostavi sustava trgovanja dozvolama za emitiranje stakleničkih plinova uspostavlja shemu za trgovanje dozvolama za emitiranje stakleničkih plinova unutar EU sa svrhom promicanja smanjenja emisija stakleničkih plinova na ekonomičniji način. Svrha Direktive koja sadrži izmjene i dopune Direktive o uspostavi sustava trgovanja dozvolama za emitiranje stakleničkih plinova je povezivanje mehanizama Protokola it Kyota (JI – Joint Implementation, CDM – Clean Development Mechanism) sa sustavom trgovanja dozvolama za emitiranje stakleničkih plinova unutar EU. 2.4.2. HRVATSKO ZAKONODAVSTVO Područje kontrole industrijskog onečišćenja i upravljanja rizikom Hrvatsko zakonodavstvo vezano uz ovo područje sadrži slijedeće propise:

Zakon o zaštiti okoliša (N.n. 82/94, 128/99) Plan intervencija u zaštiti okoliša (N.n. 82/99, 86/99, 12/2001) Zakon o zaštiti zraka (N.n. 48/95, 178/2004) Uredba o graničnim vrijednostima emisije onečišćujućih tvari u zrak iz stacionarnih

izvora (N.n. 140/97, 105/2002, 108/2003, 100/2004) Pravilnik o katastru emisija u okoliš (N.n. 36/96)

Zakonom o zaštiti okoliša uređuje se zaštita okoliša pomoću:

općih odredbi kojima se utvrđuju ciljevi, način i mjere za njihovo postizanje; osnovnih načela zaštite okoliša koja se temelje na uvažavanju znanstvenih spoznaja i

najbolje svjetske prakse u zaštiti okoliša; dokumenata zaštite okoliša, kao što su strategija zaštite okoliša, programi zaštite okoliša

i izvješća o stanju okoliša;

Page 18: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 13/42

standarda zaštite okoliša, procjene utjecaja na okoliš, prostornih planova, praćenjem stanja okoliša, izradom katastra onečišćivanja okoliša, informacijskog sustava i planova intervencija, ekonomskim olakšicama za poticanje zaštite okoliša, obvezama državne uprave, lokalne uprave i samouprave da osiguraju javnost podataka

odgovornosti za onečišćavanje okoliša; financiranja zaštite okoliša.

Zakon o zaštiti zraka uređuje sustav mjera, način organiziranja i provođenja zaštite i poboljšanja kakvoće zraka. Zakonom se propisuje donošenje Plana zaštite i poboljšanja zraka na razini države, Programa zaštite i poboljšanja kakvoće zraka na razini županija te Izvješća o stanju kakvoće zraka za područje države za razdoblje od četiri godine. Praćenje i utvrđivanje kakvoće zraka, emisija i izvora emisije provodi se kroz: ocjenjivanje i razvrstavanje područja prema razinama onečišćenosti, državnu i lokalne mreže za praćenje kakvoće zraka, praćenje kakvoće zraka posebne namjene, evidentiranje i praćenje emisija i izvora emisija. Na osnovu rezultata praćenja i utvrđivanja kakvoće zraka zakonom se propisuje provođenje mjera za sprječavanje i mjera za smanjenje onečišćenja zraka. Uredba o graničnim vrijednostima emisije onečišćujućih tvari u zrak iz stacionarnih izvora propisuje granične vrijednosti emisije onečišćujućih tvari u zrak iz industrijskih pogona, tehnoloških procesa, uređaja i objekta iz kojih se onečišćujuće tvari ispuštaju u zrak. Granična vrijednost emisije (GVE) je najveće dopušteno ispuštanje onečišćujućih tvari u zrak iz ispusta stacionarnog izvora ukoliko posebnim propisom nije strože određeno. Uredbom su propisane GVE za pojedine tehnološke procese, uređaje za loženje, plinske turbine, motore s unutrašnjim izgaranjem, procese za termičku obradu otpada te postupke suspaljivanja otpada. Propisani su i određeni kvalitativni zahtjevi za pojedine tehnologije. Donesene izmjene i dopune postojeće Uredbe o graničnim vrijednostima emisija onečišćujućih tvari u zrak iz stacionarnih izvora uključuju usklađivanje načina mjerenja i svih propisanih GVE s odredbama iz međunarodnih ugovora i direktiva EU (1999/13/EC, 2000/76/EC, 2001/80/EC). Uredba o GVE je u postupku potpune harmonizacije s direktivama EU. Područje klimatskih promjena Zakon o zaštiti zraka po prvi puta opširnije obrađuje i problem stakleničkih plinova. Članak 46., Stavak (1) Zakona o zaštiti zraka definira mjere za sprečavanje i smanjivanje onečišćivanja koja utječu na promjenu klime:

Praćenje emisija stakleničkih plinova; Plan raspodjele emisijskih kvota stakleničkih plinova; Shema trgovanja emisijama; Projekti zajedničke provedbe za smanjenje emisija stakleničkih plinova.

Stavak (2), Članak 46. istog Zakona propisuje da se Nacionalni plan raspodjele emisijskih kvota mora temeljiti na Planu i Strategiji energetskog razvoja primjenom najboljih raspoloživih tehnika. Stavak (3), istog Članka definira uspostavu Registra emisija stakleničkih plinova za provedbu Nacionalnog plana raspodjele emisijskih kvota, Sheme trgovanja emisijama i Projekata zajedničke provedbe, koje vodi Agencija za zaštitu okoliša.

Page 19: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 14/42

3. EMISIJE STAKLENIČKIH PLINOVA 3.1. PROIZVODNJA CEMENTA Pri proizvodnji cementa razlikuju se: a) direktna emisija CO2

emisija iz procesa proizvodnje klinkera; emisija uslijed izgaranja goriva u rotacionoj peći; emisija uslijed izgaranja goriva za potrebe sušenja sirovine, transporta, proizvodnje

energije (električne i/ili toplinske) na lokaciji, za grijanje ili hlađenje prostorija i dr. Omjer emisije iz proizvodnog procesa i uslijed izgaranja goriva u ukupnoj emisiji kreće se oko 60 : 40 posto. b) indirektna emisija CO2

emisija uslijed proizvodnje električne energije koja se troši u cementari; emisija uslijed proizvodnje klinkera kupljenog od drugog proizvođača i korištenog u

proizvodnji cementa; emisija uslijed proizvodnje materijala koji se u cementari koristi kao alternativno gorivo; emisija uslijed dovoza sirovine i goriva, odvoza klinkera i cementa.

3.1.1. METODOLOGIJA PRORAČUNA EMISIJE IZ PROIZVODNOG PROCESA U proizvodnji portland cementa količina emitiranog CO2 je izravno proporcionalna sadržaju vapna u klinkeru. Emisija CO2 procjenjuje se množenjem faktora emisije, izraženog u tonama CO2 emitiranog po toni proizvedenog klinkera, i ukupne godišnje proizvodnje klinkera korigirane za iznos klinkera izgubljenog iz rotacijske peći kroz emisiju klinker prašine (Tier2 metoda). Faktor emisije i korekcijski faktor gubitka klinkera određeni su prema Revised 1996 IPCC Guidelines i Good Practice Guidance [13, 14]. Faktor emisije dobiva se množenjem udjela vapna u klinkeru i faktora za određivanje mase oslobođenog CO2 iz CaO i MgO. Preporučena default vrijednost iznosi EFklinker = 0,52 tona CO2/tona proizvedenog klinkera. Korekcijski faktor gubitka klinkera (eng. Cement Kiln Dust, CKD) ovisi o samoj tehnologiji proizvodnje. Zbog nedostatka lokalnih vrijednosti, za proračun godišnje stvarne proizvodnje klinkera uzima se default vrijednost korekcijskog faktora gubitka klinkera, CKD = 1,02. Ukoliko nisu dostupni podaci o proizvodnji klinkera, za određivanje emisije CO2 mogu se koristiti podaci o proizvedenoj količini cementa (Tier 1 metoda), uz upotrebu faktora emisije izraženog u tonama CO2 oslobođenog po toni proizvedenog cementa. Uz prosječni udio CaO iz CaCO3 (0,65) dobiva se default vrijednost za EFcement = 0,51 tona CO2/tona proizvedenog cementa. IPCC Guidelines preporučuje default metodologiju za izračunavanje emisije SO2, koja potječe iz sumpora u gorivu i u sirovoj glini. Emisije iz goriva računaju kao emisije uz iskorištavanje energije, dok se emisije sumpora iz gline računaju kao emisije iz proizvodnog procesa bez izgaranja. 70-95 % sumpora stvorenog u procesu apsorbirano je u proizvedeni klinker. Emisija SO2 procjenjuje se množenjem faktora emisije, izraženog u kg SO2 emitiranog po toni proizvedenog cementa i ukupne godišnje proizvodnje cementa. Ukoliko ne postoje nacionalne vrijednosti o udjelu sumpora u sirovini i stupnju apsorpcije sumpora u proizvedeni klinker koristi se default faktor emisije SO2 (0,3 kg SO2/tona proizvedenog cementa).

Page 20: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 15/42

Dijagram izbora metode za proračun emisije CO2 (slika 3.1-1) prikazuje parametre koji utječu na izbor metode.

NEDa li se proizvodiklinker u zemlji?

DA

DA

DA

NEDa li su dostupnipodaci o proizvodnji

klinkera?

Da li je to ključniizvor?

Izvjestiti"ne pojavljuje se"

(eng. "not occuring")

Procjena emisijeupotrebom Tier 1

metode

Prikupljanje podatakao proizvodnji klinkera

Procjena emisijeupotrebom Tier 2

metode

NE

DAOcijeniti da li su dostupni

podaci o proizvodnjipojedinih vrsta cementa

Da li je za svakuvrstu cementa poznat

udio klinkera?

NE

Procjena udjelaklinkera ili upotrebadefault vrijednosti

Izračunavanjepotrošnje klinkera izpodataka o cementu

Oduzeti vrijednosti zaizvezeni klinker i dodatiza uvezeni, ako postoji

Procjena ukupneemisije iz proizvodnjeklinkera za sve vrste

cementa

Proračun CO2 emisije izprocijenjene proizvodnje

klinkera upotrebom defaultEFklinker

Da li su dostupnipodaci za

ne-karbonatne izvoreCaO?

Procijeniti da ukupanCaO nastaje iz

karbonatnog izvora

Prilagoditi faktor emisije(EFklinker) izvoru s manjim

udjelom karbonata

Da li su dostupnipodaci o udjelu CaO

u klinkeru?

DA

NE

NE

DA

Proračun faktoraemisije upotrebom

default vrijednosti zaudio CaO

Proračun faktoraemisije za udio CaO u

klinkeru

Proračun emisijeCO2 iz proizvodnje

klinkera

U nedostaku podataka okorekcijskom faktoru gubitka

klinkera (CKD) primijenitidefault vrijednost za CKD

Slika 3.1-1. Blok dijagram izbora metode proračuna emisije CO2 iz Proizvodnje cementa

Page 21: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 16/42

Za procjenu emisije CO2 iz proizvodnje cementa u Hrvatskoj koristi se Tier2 metoda. Podaci o proizvodnji klinkera (tablica 3.1-1) dobiveni su izravnim anketiranjem tvornica cementa i verificirani preko mjesečnih industrijskih izvješća Državnog zavoda za statistiku. Za proizvodnju portland cementa i aluminatnog cementa koriste se različite sirovine, što se odražava i na faktor emisije za proizvodnju klinkera1. Tablica 3.1-1: Proizvodnja klinkera (1990. - 2004. godina)

Godina Proizvodnja klinkera za Portland cement

(tone)1

Proizvodnja klinkera za aluminatni cement

(tone)1

Stvarna proizvodnja klinkera (tone)2

1990 1978000 - 2017560 1991 1252000 - 1277040 1992 1498000 - 1527960 1993 1254000 - 1279080 1994 1535000 - 1565700 1995 1131000 - 1153620 1996 1226000 - 1250520 1997 1457000 - 1486140 1998 1569000 - 1600380 1999 2074000 - 2115480 2000 2402147 73999 2525669 2001 2745112 94065 2895961 2002 2627934 70664 2752570 2003 2609349 82741 2745932 2004 2764941 87911 2909909

1 proizvodnja klinkera – podaci dobiveni izravnim anketiranjem tvornica cementa 2 stvarna proizvodnja klinkera – količina proizvedenog klinkera korigirana sa CKD = 1,02

Ukupne godišnje emisije CO2 iz proizvodnje cementa u Hrvatskoj, uperiodu od 1990. do 2004. godine, prikazane su na slici 3.1-2.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

CO2 (Gg)

Slika 3.1-2: Emisije CO2 iz proizvodnje cementa (1990. - 2004. godina)

1 Za aluminatni cement EFklinker = 0,325 tona CO2/tona proizvedenog klinkera (podatak je dobiven iz tvornice IstraCement).

Page 22: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 17/42

Udjeli emisije CO2 iz Proizvodnje cementa u emisiji iz sektora Industrijski procesi i ukupnoj emisiji CO2 u Hrvatskoj, u periodu od 1990.-2004. godine, prikazani su u tablici 3.1-2. Tablica 3.1-2: Emisije CO2 iz Proizvodnje cementa (1990.-2004. godina) Godina GHG Emisija

(Gg) GWP Emisija

(Gg eqCO2) Udio u Ind. procesima

Udio u ukupnoj emisiji

1990 CO2 1022,90 1 1022,90 26,03 3,22 1991 647,46 647,46 21,67 2,61 1992 774,68 774,68 29,20 3,39 1993 648,49 648,49 31,37 2,83 1994 793,81 793,81 34,26 3,60 1995 584,89 584,89 28,94 2,60 1996 634,01 634,01 30,26 2,74 1997 753,47 753,47 31,85 3,05 1998 811,39 811,39 40,52 3,25 1999 1072,55 1072,55 43,71 4,13 2000 1266,78 1266,78 44,60 4,89 2001 1450,79 1450,79 51,51 5,35 2002 1382,43 1382,43 51,12 4,87 2003 1376,83 1376,83 48,76 4,61 2004 1459,00 1459,00 45,86 4,96

3.2. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE U proizvodnji dušične kiseline dolazi do emisije dušikovog oksida (NO) dobivenog oksidacijom amonijaka, a tijekom oksidacijske faze dolazi do oslobađanja dušika (N2) i didušikovog oksida (N2O). Oksidacijom NO oslobađa se dušikov dioksid (NO2), koji se pri visokom tlaku apsorbira u vodi. Tijekom oksidacijske i apsorpcijske faze, emitirane količine NO2 i N2O ovise o tlaku te ostalim parametrima procesa. 3.2.1. METODOLOGIJA PRORAČUNA EMISIJE IZ PROIZVODNOG PROCESA Emisija N2O iz proizvodnje dušične kiseline procjenjuje se množenjem godišnje proizvodnje dušične kiseline sa faktorom emisije, koji ovisi o parametrima procesa. Prema Revised 1996 IPCC Guidelines i Good Practice Guidance [13, 14], preporučeni faktor emisije za europska postrojenja koja proizvode dušičnu kiselinu pri dvije razine tlaka, kreće se u području od 8 do 10 kg N2O/tona proizvedene HNO3. Za procjenu emisije N2O iz proizvodnje dušične kiseline u Hrvatskoj korišten je default faktor emisije EF = 9 kg N2O/tona HNO3.

Page 23: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 18/42

Dijagram izbora metode za proračun emisije N2O (slika 3.2-1) prikazuje parametre koji utječu na izbor metode.

NEDa li postoje

postrojenja zaproizvodnju dušične

kiseline u zemlji?

DA

NE

DADa li su podaci oemisiji dostupni

direktno izpostrojenja?

Izvjestiti"ne pojavljuje se"

(eng. "not occuring")

Da li su dostupniagregirani podaci o

proizvodnji?

NE

NE

Da li su dostupnipodaci o proizvodnji

specifični zapostrojenje?

NE

Prikupljanje podatakaili upotreba default

vrijednosti zaproizvodne kapacitete

Procjena emisije temeljenana podacima iz postrojenja,uz odgovarajuće postupke

QA/QC

Sakupljanje podataka oemisiji direktno iz

postrojenja

Da li je to ključniizvor i da li je

proizvodnja dušičnekiseline značajan

sub-izvor?

Da li su dostupnifaktori emisijespecifični zapostrojenje?

DA

DA

Proračun emisijeupotrebom faktora emisijespecifičnih za postrojenje

Proračun emisijeupotrebom default

faktora emisijeProračun emisijemnoženjem podataka oproizvodnji sa default

faktorima emisije

DA

NE

Slika 3.2-1. Blok dijagram izbora metode proračuna emisije N2O iz Proizvodnje dušične kiseline

Page 24: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 19/42

Podaci o proizvodnji dušične kiseline u Hrvatskoj (tablica 3.2-1) dobiveni su izravnim anketiranjem Tvornice mineralnih gnojiva Petrokemija d.d. i verificirani preko mjesečnih industrijskih izvješća Državnog zavoda za statistiku. Tablica 3.2-1: Proizvodnja dušične kiseline (1990.-2004. godina)

Godina Proizvodnja dušične kiseline (tone) 1990 332459 1991 291997 1992 381797 1993 287805 1994 311236 1995 299297 1996 278683 1997 292892 1998 220509 1999 260198 2000 306201 2001 257534 2002 249992 2003 235645 2004 287567

Ukupne godišnje emisije N2O iz proizvodnje dušične kiseline u Hrvatskoj, u periodu od 1990. do 2004. godine, prikazane su na slici 3.2-2.

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

N2O (Gg)

Slika 3.2-2: Emisije N2O iz proizvodnje dušične kiseline (1990. - 2004. godina)

Page 25: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 20/42

Udjeli emisije N2O iz Proizvodnje dušične kiseline u emisiji iz sektora Industrijski procesi i ukupnoj emisiji CO2 u Hrvatskoj, u periodu 1990.-2004. godine, prikazani su u tablici 3.2-2. Tablica 3.2-2: Emisije N2O iz Proizvodnje dušične kiseline (1990.-2004. godina) Godina GHG Emisija

(Gg) GWP Emisija

(Gg eqCO2) Udio u Ind. procesima

Udio u ukupnoj emisiji

1990 N2O 2,99 310 927,52 23,60 2,93 1991 2,63 814,68 27,26 3,28 1992 3,44 1065,16 40,15 4,66 1993 2,59 802,90 38,84 3,50 1994 2,80 868,31 37,48 3,94 1995 2,69 835,14 41,32 3,71 1996 2,51 777,53 37,11 3,35 1997 2,64 817,17 34,54 3,30 1998 1,98 615,22 30,73 2,46 1999 2,34 725,95 29,58 2,79 2000 2,76 854,30 30,08 3,30 2001 2,32 718,52 25,51 2,65 2002 2,25 697,48 25,79 2,46 2003 2,12 657,45 23,29 2,20 2004 2,59 802,31 25,22 2,73

Page 26: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 21/42

4. MJERE ZA SMANJENJE EMISIJE STAKLENIČKIH PLINOVA U nastavku se daje tehnička analiza pojedinih mjera po aktivnostima Proizvodnja cementa i Proizvodnja dušične kiseline, uz definiranje potencijala smanjenja emisije, do 2010. godine. Potencijali smanjenja emisije određeni su na osnovu referentnog rješenja. 4.1. PROIZVODNJA PORTLAND CEMENTA 4.1.1. IDENTIFIKACIJA I TEHNIČKA ANALIZA MJERA U proizvodnji cementa razlikuju se dvije vrste mjera za smanjenje emisije CO2: a) energetske mjere:

promjena u vrsti proizvodnog procesa (prijelaz sa “mokrog” i “polumokrog” na “suhi” i “polusuhi”);

povećanje energetske učinkovitosti procesa (smanjivanje potrošnje toplinske i električne energije po jedinici proizvoda);

prijelaz na gorivo s manjim sadržajem ugljika (prijelaz s ugljena i petrol-koksa na prirodni plin ili loživo ulje);

upotreba otpada kao alternativnog goriva (otpad fosilnog i biološkog podrijetla). b) procesne mjere:

promjene u tehnološkom procesu (smanjivanje udjela klinkera u cementu - povećanje udjela dodataka u cementu);

uklanjanje CO2 iz procesnih dimnih plinova.

U tvornicama cementa u Hrvatskoj klinker se proizvodi tzv. “suhim” postupkom. Proizvodne linije u tehničko-tehnološkom smislu koncipirane su kao sustav rotacione peći s izmjenjivačem topline i hladnjakom klinkera, a postrojenja su opremljena su i tzv. predkalcinatorima u kojima izgara dio od ukupno potrebnog goriva. BAT preporučuje specifičnu potrošnju toplinske energije u proizvodnji klinkera za suhi postupak proizvodnje, sa višestupanjskim ciklonskim izmjenjivačem topline i predkalcinacijom, u rasponu od 2,9 do 3,2 GJ/t klinkera [8]. Specifična potrošnja toplinske energije u proizvodnji klinkera za 2004. godinu prikazana je po pojedinim tvornicama cementa u Hrvatskoj na slici 4.1-1.

Slika 4.1-1:Specifična potrošnja toplinske energije u proizvodnji klinkera u Hrvatskoj

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

GJ/

t klin

kera

Dalmacijacement HolcimNašicecement

Page 27: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 22/42

BAT preporučuje specifičnu potrošnju električne energije u rasponu od 90 do 130 kWh/t cementa [8]. Specifična potrošnja električne energije u proizvodnji cementa za 2004. godinu prikazana je po pojedinim tvornicama cementa u Hrvatskoj na slici 4.1-2.

Slika 4.1-2:Specifična potrošnja električne energije u proizvodnji klinkera u Hrvatskoj Usporedba izračunatih indikatora energetske učinkovitosti u pojedinim tvornicama cementa u Hrvatskoj s referentnim podacima (BAT) pokazuje da je u proizvodnom procesu tih tvornica postignuta zadovoljavajuća razina energetske učinkovitosti. Preostali potencijal uštede energije potrebno je usmjeriti prema smanjenju specifične potrošnje toplinske energije, u cilju ostvarenja preporučenih BAT vrijednosti. U grafičkim prikazima specifične potrošnje toplinske i električne energije u proizvodnji cementa u Hrvatskoj nisu prikazani podaci za tvornicu IstraCement, budući da se u toj tvornici proizvodi aluminatni cement. Zbog drugačijih parametara proizvodnog procesa ne mogu se uspoređivati definirani indikatori energetske učinkovitosti sa ostalim tvornicama u Hrvatskoj, u kojima se proizvodi portland cement. Za proizvodnju klinkera u svim tvornicama cementa u Hrvatskoj kao osnovni energent se koristi ugljen ili mješavina praha ugljena i petrol-koksa. Udio klinkera u portland cementu prosječno iznosi oko 75-80 posto u svim tvornicama u Hrvatskoj, ovisno o asortimanu proizvoda. Iz navedenog pregleda slijedi da bi se, za smanjenje emisije stakleničkih plinova u tvornicama cementa u Hrvatskoj, u razdoblju do 2010. godine, mogle primijeniti sljedeće mjere:

povećanje energetske učinkovitosti procesa proizvodnje klinkera (smanjenje specifične potrošnje toplinske i električne energije po toni proizvedenog klinkera);

korištenje alternativnih goriva; smanjenje udjela klinkera u cementu.

0

20

40

60

80

100

120

140

kWh/

t cem

enta

Dalmacijacement HolcimNašicecement

Page 28: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 23/42

Pretpostavke potrebne za definiranje referentnog rješenja proizvodnje cementa do 2010. godine preuzete su iz dokumenta “Projekcije i ukupni efekti politike i mjera za potrebe Drugog nacionalnog izvješća RH o promjeni klime” (EKONERG, 2003) [15]. Kao referentno rješenje u odnosu na koje se promatra smanjenje emisije pretpostavljeno je sljedeće:

u proizvodnji cementa pretpostavljeno je da sve tvornice cementa u Hrvatskoj kao gorivo koriste ugljen i petrol-koks, zbog ekonomski uvjetovanih razloga i očuvanja konkurentnosti na tržištu;

energetska učinkovitost će do 2010. godine biti na razini najboljih raspoloživih tehnologija (BAT) s potrošnjom 3,2 GJ/t;

prosječni maseni udio klinkera u 2010. godini je pretpostavljen na 0,75. 4.1.1.1. Povećanje energetske učinkovitosti procesa proizvodnje klinkera Povećanje učinkovitosti procesa proizvodnje ima za osnovni cilj povećanje konkurentnosti proizvoda na tržištu, a kao rezultat smanjenu potrošnju goriva, a time i smanjenu emisiju CO2. Cilj energetske učinkovitosti je zadovoljavanje energetskih potreba uz što efikasniju upotrebu energije. Smanjenje potrošnje energije može se postići tehničkim rješenjima, poboljšanjem stupnja djelovanja proizvodnog procesa ili preorijentacijom s jednog goriva na drugo, što u ovom momentu nije prihvatljivo, budući da se u svim tvornicama cementa prešlo na ugljen kao osnovno gorivo. Na odabir određene vrste goriva utječe cijena goriva, njegova raspoloživost, čistoća te utjecaj na okoliš. Prelaskom na ugljen ili ugljen-petrol koks, što je uvjetovano konkurentnošću na tržištu, povećava se emisija CO2. Stoga je porast emisije CO2 potrebno kompenzirati i smanjiti primjenom povećane energetske učinkovitosti, promjenama u tehnološkom procesu ili upotrebom alternativnih goriva. Za procese sušenja i pečenja u rotacijskoj peći troši se najveća količina energije pa je specifična potrošnja energije predgrijavanja sirovine i pečenja klinkera po jedinici proizvedenog klinkera glavni pokazatelj energetske učinkovitosti procesa. Smanjenje specifične potrošnje toplinske energije Postizanje razine specifične potrošnje toplinske energije od oko 3,2 GJ/t klinkera, kako preporučuje BAT, u tvornicama cementa u Hrvatskoj moglo bi se ostvariti optimiranjem izmjenjivača topline rotacionih peći, maksimalnog iskorištenja otpadne topline, zamjenom stare opreme novom i dr. Time bi se postiglo kvalitetnije izgaranje goriva što ujedno rezultira smanjenjem specifične potrošnje toplinske energije, a time i smanjenjem emisije CO2. Kod pripreme sirovine najznačajniji potrošači topline su mlinovi sirovine i mlinovi ugljena. U dijelu procesa proizvodnje klinkera najveći potrošač je sustav koji čine rotacijska peć kalcinator i predgrijač sirovine. Na specifičnu potrošnju najviše utječu konstrukcijski parametri, kao što su broj predgrijača, kapacitet sustava i gorivo. Učinkovitost ciklonskog izmjenjivača (predgrijača sirovine) može se poboljšati preinakama na ulazu sirovine u rotacionu peć. Kvalitetnije izgaranje goriva, koje se može postići ugradnjom učinkovitijih gorionika u rotacijskoj peći, doprinosi smanjenju specifične potrošnje toplinske energije. Otpadna toplina može se

Page 29: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 24/42

iskoristiti npr. za potrebe grijanja prostorija, što ovisi o ograničenjima koja se odnose na ekonomsku isplativost zahvata na postojećim postrojenjima. Potencijal smanjenja emisije uslijed smanjenja specifične potrošnje toplinske energije moguće je odrediti na temelju detaljnih analiza po pojedinim tvornicama cementa u Hrvatskoj. Na temelju za sada raspoloživih podataka, kao i planova kontinuiranog ulaganja u modernizaciju postrojenja, može se očekivati povećanje energetske učinkovitosti za oko 10 do 15 posto po pojedinim tvornicama, do 2010. godine, što znači da bi se ovom mjerom moglo smanjiti do 5 posto emisije CO2, odnosno oko 70 kt CO2. Smanjenje specifične potrošnje električne energije Potrošnja električne energije u tvornicama cementa uvjetovana je u osnovi tehnologijom proizvodnje cementa, tehnološkim kapacitetima opreme u proizvodnim procesima i pomoćnim pogonima te energetskom učinkovitošću pogonskih strojeva. Pogoni s najvećom potrošnjom električne energije su mlinovi sirovine, mlinovi cementa i mlinovi ugljena. Uštede znatno ovise o tehnologiji mljevenja, npr. mlinovi s kuglama su veći potrošači električne energije od vertikalnih mlinova s valjcima. Ugradnjom sustava za regulaciju snage i frekvencije elektromotornih pogona za karakteristična trošila, kao i zamjenom elektromotora niske učinkovitosti motorima visoke učinkovitosti, može se ostvariti smanjenje specifične potrošnje električne energije. Potencijal smanjenja emisije uslijed smanjenja specifične potrošnje električne energije moguće je odrediti na temelju analize potrošnje i mogućih ušteda električne energije po pojedinim tvornicama cementa u Hrvatskoj. Na temelju za sada raspoloživih podataka, dosadašnjih zahvata koji su provedeni po pojedinim tvornicama, kao i planova kontinuiranog ulaganja u modernizaciju postrojenja, može se očekivati smanjenje potrošnje električne energije za oko 5 posto, po pojedinim tvornicama, do 2010 godine. To znači da bi se ovom mjerom (uz korišteni faktor emisije od 217 g CO2/kWh [4]) moglo ostvariti smanjenje od oko 7 kt CO2. 4.1.1.2. Korištenje alternativnih goriva Proizvodnja cementa je energetski zahtjevan postupak, pri čemu troškovi energenata (gorivo i električna energija) iznose 30-40 % ukupnih troškova proizvodnje. Smanjenje ovih troškova, uz istovremeno smanjenje emisije stakleničkih plinova i ostalih onečišćenja, od velike je važnosti za cementnu industriju. Jedno od rješenja je zamjena dijela fosilnih goriva tzv. alternativnim gorivima, prvenstveno dobivenim iz otpada. Korištenje otpada kao alternativnog goriva u cementnoj industriji vrlo je atraktivna mjera s gledišta smanjenja emisije stakleničkih plinova. Upotrebom otpada ujedno se ostvaruje i ušteda goriva, odnosno očuvanje primarnih izvora energije, kao i smanjenje količine otpada koji se odlaže na odlagališta. Korištenje otpada kao alternativnog goriva u cementnoj industriji u prvom redu omogućeno je značajkama peći za proizvodnju klinkera i temperaturama koje se postižu prilikom pečenja klinkera. Kao alternativna goriva u proizvodnji klinkera može se koristiti otpad fosilnog podrijetla i gotovo sve vrste otpada organskog podrijetla. Otpad fosilnog podrijetla spada u neobnovljive

Page 30: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 25/42

izvore i u principu nema razlike između energetskog iskorištavanja klasičnog fosilnog goriva i otpada fosilnog podrijetla sa stajališta emisije stakleničkih plinova. Razlika tj. smanjenje emisije može se pojaviti s obzirom na količinu CO2 koja se oslobađa pri njihovom izgaranju. Pri izgaranju otpada biološkog podrijetla (otpad iz prerade drva, piljevina, papir, karton, poljoprivredni organski otpad, komunalni otpad) računa se da je opterećenje atmosfere s CO2 zanemarivo, budući da je količina emitiranog CO2 prilikom izgaranja jednaka količini apsorbiranog CO2 tijekom rasta biljke iz koje je nastao otpad. Visoke temperature omogućuju potpunu razgradnju svih organskih tvari. Spaljivanjem otpada u rotacijskoj peći organski dijelovi izgore, a anorganski dio (pepeo) se miješa sa sirovinom i uključuje u klinker, te u konačni proizvod cement. To ujedno znači da ne postoji problem odlaganja, odnosno zbrinjavanja ostataka izgaranja (pepela). Korištenju alternativnih goriva pogoduju uvjeti u proizvodnom procesu:

visoke temperature (temperatura plamena do 2000°C i temperatura materijala do 1400°C), pogodno vrijeme zadržavanja u oksidacijskom dijelu plamena,

kiseli plinovi koji nastaju tijekom spaljivanja neutraliziraju se alkalnom sirovinom i ostaju vezani u klinkeru,

interakcija između sirovine i sadržaja dimnih plinova osigurava da se nesagorivi dio otpada zadržava u procesu i trajno veže u klinkeru,

velika specifična površina materijala, intenzivna izmjena topline i velika turbulencija dimnih plinova,

pepeo koji nastaje tijekom sagorijevanja postaje sastavni dio klinkera, time ne nastaje novi otpad koji bi zahtijevao kasniju obradu,

očuvanje primarnih izvora energije (fosilnih goriva). Nacionalnim planom djelovanja na okoliš (N.n. 46/02) i Strategijom gospodarenja otpadom Republike Hrvatske (N.n. 130/05) kao strateški cilj istaknuto je stvaranje preduvjeta za učinkovito djelovanje sustava postupanja s otpadom. Strategijom gospodarenja otpadom predviđa se mogućnost suspaljivanja otpada u cementnoj industriji kao ekonomski i ekološki povoljno rješenje. Suvremeno rješenje za zbrinjavanje sve većih količina otpada je provedba cjelovitog sustava gospodarenja otpadom, od nastanka otpada do konačnog zbrinjavanja. U sklopu cjelovitog sustava gospodarenja komunalnim otpadom, termička obrada, odnosno suspaljivanje u cementarama, predstavlja važan element kojim se uz smanjenje emisije CO2 uslijed zamjene dijela fosilnog goriva, ostvaruje i smanjenje emisije CH4 do koje bi inače došlo tijekom anaerobnih procesa razgradnje otpada u odlagalištu. Kontinuirani porast količine krutog komunalnog otpada, uvjetovan porastom životnog standarda i povećanjem broja stanovnika, s vremenom će se postupno smanjivati zbog djelovanja mjera izbjegavanja nastajanja i smanjivanja količine otpada na izvoru, smanjivanja količine odloženog otpada, povećanja količine odvojeno skupljenog i recikliranog otpada te većeg obuhvata stanovništva organiziranim skupljanjem komunalnog otpada. Programom mjera za postupanje s otpadom u RH planira se izgradnja regionalnih i županijskih centara gospodarenja otpadom, u kojima bi se, osim odlaganja, obavljalo sortiranje, obrada, skladištenje i kontrola obrađenog otada. Komunalni i slični otpad se mehaničko-biološkom obradom prerađuje u laku i tešku frakciju, odvajajući još i neke korisne komponente otpada (metali i sl.). Laka frakcija sadrži papir, karton, plastiku i sl., a iz nje se proizvodi gorivo iz otpada GIO (eng. RDF, Refuse Derived Fuel)). Teška

Page 31: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 26/42

frakcija sadrži ostatke hrane, zelenog otpada i ostale lako biorazgradive komponente, uz staklo, metale i sl. Iz nje se, uz prethodno odvajanje stakla i metala, biološkom obradom (kompostiranje, anaerobna obrada) proizvodi djelomično inertizirani ostatak [19]. GIO je usitnjeni gorivi dio iz otpada koji ima visoku kalorijsku vrijednost. Može biti u rastresitom obliku (eng. fluff), baliran ili u obliku briketa. U rotacijskoj peći može se koristiti samo u rastresitom obliku. Uz navedene karakteristike, bitna svojstva su sadržaj vlage, pepela, sadržaj sumpora i klora. Navedene karakteristike variraju u ovisnosti o:

izvoru (komunalni, uredski, industrijski otpad); načinu prikupljanja otpada (miješani otpad ili otpad razvrstan na mjestu nastanka); procesu obrade.

Spaljivanjem otpadnih materijala u cementnoj industriji postiže se dobro iskorištenje raspoložive energije. Za industrijsku primjenu potrebni su veliki, stalni i stabilni izvori otpadnih materijala, bez većih oscilacija u sastavu i strukturi. Komunalni i industrijski otpad prethodno se moraju na adekvatan način obraditi i po potrebi obogatiti na gorivoj komponenti, te jedino tako mogu poslužiti kao prihvatljivo gorivo u peći. Ogrjevne vrijednosti (GJ/t) i faktori emisije (kg CO2/GJ) nekih alternativnih goriva prikazani su u tablici 4.1-1 [16, 17,18]. Tablica 4.1-1: Ogrjevne vrijednosti i faktori emisije alternativnih goriva Otpad fosilnog podrijetla GJ/t kg CO2/GJ Otpadna ulja 38 80 Otpadne gume 30 85 Otpadna otapala 26 75 Otpadna plastika 21 75 Otpad biološkog podrijetla Mesno-koštano brašno 19 110 Drveni otpad 18 110 Papir, karton 17 110 Komunalni otpad 15 110 Fosilno gorivo (ugljen-petrol koks) 29 96

Za procjenu mogućnosti supstitucije dijela fosilnog goriva alternativnim, potrebno je poznavati relevantne pogonske podatke za postojeći sustav:

masene tokove, temperature i pritiske na različitim pozicijama; dimenzije, radne parametre i stupanj učinkovitosti ciklona, filtra i elektrostatskih

taložnika; kemijski sastav i toplinska svojstva sirovinskog brašna, osnovnog i alternativnog goriva; raspodjelu veličine čestica svih materijala; masene tokove sirovinskog brašna, osnovnog i alternativnog goriva i zraka za

sagorijevanje; toplinske tokove u hladnjaku klinkera.

Page 32: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 27/42

U tablici 4.1-2 prikazano je smanjenje emisije CO2 uslijed zamjene fosilnog goriva (ugljen-petrol koks) komunalnim otpadom u omjeru 80/20, koje se za sada nudi kao jedina mogućnost realnog ostvarivanja mjere do 2010. godine. Za sada nije razmatrano veće povećanje udjela komunalnog otpada, što bi imalo utjecaja na sastav, energetsku vrijednost i kvalitetu goriva, a samim time i na kvalitetu proizvedenog klinkera. Razmatrano je smanjenje emisije CO2 uslijed promjene goriva i uslijed smanjenja emisije metana do kojeg bi došlo kod odlaganja neobrađenog otpada. Pretpostavka je da se pri tome ne mijenja emisija iz proizvodnog dijela. Tablica 4.1-2: Smanjenje emisije stakleničkih plinova uslijed zamjene fosilnog goriva komunalnim otpadom i smanjene količine odloženog otpada

Vrsta goriva Potrošnja goriva (kt) Emisija CO2 (kt CO2eq)

Fosilno gorivo 342 724

Fosilno gorivo/komunalni otpad (80/20) Fosilno gorivo 245 514 Komunalni otpad 125 0 Potencijal smanjenja emisije CO2 210 Potencijal smanjenja emisije metana 130 Ukupni potencijal smanjenja emisije 340

4.1.1.3. Smanjenje udjela klinkera u cementu Cement je smjesa klinkera i raznih vrsta dodataka, koji imaju različite funkcije (regulacija brzine vezivanja, povećanje čvrstoće ili kemijske otpornosti te smanjenje udjela klinkera). Pri proizvodnji cementa, odnosno njegovom mljevenju, osim klinkera i gipsa (kao regulatora vremena vezivanja) dodaju se i neki materijali koji zamjenjuju dio klinkera. Udio tih dodataka kreće se u rasponu od 15-30 %, što ovisi o zahtjevima tržišta i asortimanu proizvoda. Dodaci mogu biti prirodni materijali koji imaju hidrauličku aktivnost ili se mogu dodavati kao punila (pucolani, vapnenac) te materijali koji su nusproizvodi drugih industrijskih procesa (zgura iz proizvodnje sirovog željeza, lebdeći pepeo termoelektrana i sl.). U pojedinim tvornicama cementa, osim klasičnog doziranja takvih materijala u procesu mljevenja, razvijaju se sustavi odvojenog mljevenja pojedinih dodataka i kasnijeg miješanja s cementom. Ako postoji interes tržišta proizvode se tzv. "mix cementi" što omogućuje korištenje raznih vrsta sekundarnih sirovina koje nemaju štetno djelovanje na kvalitetu cementa. Udio klinkera i dodataka u cementima prvenstveno ovisi o zahtjevima tržišta za pojedinim vrstama cementa, a definiran je odgovarajućim normama (HRN B.C1.011; EN 197-1). Tehnička svojstva i drugi zahtjevi za cemente koji se ugrađuju u betonske konstrukcije regulirani su Tehničkim propisom za cement za betonske konstrukcije (N.n. 64/2005). Priprema sirovine zadanog kemijskog sastava preduvjet je za dobivanje zadovoljavajuće kvalitete klinkera. Proces pečenja klinkera ovisi o kemijskim i fizikalnim karakteristikama sirovine te o kvaliteti goriva. Vrsta i količina dodataka u cement ovisi o sastavu sirovine, raspoloživosti dodataka odgovarajućeg sastava na tržištu te o zahtjevima tržišta.

Page 33: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 28/42

Udio klinkera u cementima koji se proizvode u tvornicama cementa u Hrvatskoj kreće se u prosjeku oko 75-80 posto. Od ukupne emisije CO2 iz proizvodnje cementa, oko 60 posto odnosi se na proces proizvodnje klinkera, a ostalih 40 posto čine emisije uslijed izgaranja goriva u rotacijskoj peći i za druge potrebe u procesima proizvodnje cementa. Smanjenjem udjela klinkera, odnosno povećanjem udjela dodataka, smanjuje se potrebna količina proizvedenog klinkera, što doprinosi smanjenju ukupne emisije CO2 u proizvodnji cementa. Znatno niža cijena dodataka još je jedan od faktora koji doprinosi atraktivnosti ove mjere. Uzimajući u obzir prosječni udio klinkera u portland cementu koji se proizvodi u Hrvatskoj (75-80 posto) i udjela definiranih odgovarajućim normama, pretpostavljeno je moguće smanjenje udjela klinkera u cementu za maksimalno 5-10 posto, do 2010. godine. Maksimalno smanjenje emisije CO2 koje se može time postići iznosi oko 140 kt CO2. 4.1.2. RASPOLOŽIVOST I OGRANIČENJA MJERA Navedene mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova uključene su u poslovne planove tvornica cementa u Hrvatskoj, a njihova realizacija usklađena je s planiranom dinamikom kapitalnih ulaganja. Usporedbom izračunatih indikatora energetske učinkovitosti s referentnim industrijskim podacima (BAT) prikazana je zadovoljavajuća razina energetske učinkovitosti, što je rezultat kontinuiranih ulaganja u modernizaciju postrojenja. Povećanje energetske učinkovitosti, koje se može ostvariti ulaganjima u poboljšanje procesa izgaranja te optimizaciju i automatizaciju procesa, uz korištenje otpadne topline, ovisi o ograničenjima koja se odnose na ekonomsku isplativost zahvata na postojećim postrojenjima. Kao alternativno gorivo u proizvodnji klinkera može se koristiti otpad fosilnog podrijetla i gotovo sve vrste otpada organskog podrijetla. Korištenje otpada kao alternativnog goriva zahtijeva permanentno praćenje njegovog sastava. Samo određene vrste otpada u izvornom obliku mogu poslužiti kao adekvatna zamjena za fosilna goriva. Ostale vrste otpada moraju se na odgovarajući način obraditi, kako bi se gorivi dio otpada pripremio za spaljivanje. Korištenje otpada kao alternativnog goriva u cementnoj industriji vrlo je atraktivna mjera s gledišta smanjenja emisije stakleničkih plinova, očuvanja primarnih izvora energije te smanjenja količine otpada koji se odlaže na odlagališta, ali ima određene ograničavajuće faktore:

kvaliteta proizvedenog klinkera; emisija iz postrojenja; vrsta goriva – kemijski sastav, sadržaj pepela, vlage, volatila; energetska vrijednost goriva; raspoloživost goriva - stalna i stabilna količina i kakvoća goriva; cijena goriva; nedostatak infrastrukture za prikupljanje, sortiranje i pripremu otpada; nedostatno zakonodavstvo; negativno javno mišljenje; konkurentnost na tržištu.

Page 34: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 29/42

Smanjenje udjela klinkera, uz povećanje udjela dodataka u cementu, definirano je odgovarajućim normama (HRN B.C1.011; EN 197-1), a ovisi o ograničavajućim faktorima:

raspoloživost sirovine i potrebnih dodataka; sastav osnovnih minerala; kvaliteta proizvedenog klinkera; cijena dodataka; zahtjevi tržišta.

Zbog ograničavajućih faktora i rizika, mjera za sada još nije dovoljno atraktivna i prihvatljiva za proizvođače. 4.2. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE 4.2.1. IDENTIFIKACIJA I TEHNIČKA ANALIZA MJERA U proizvodnji dušične kiseline mogu se primjenjivati sljedeće mjere za smanjenje emisije NOx i N2O [20]:

optimiziranje procesa proizvodnje N2O; smanjenje emisije N2O korištenjem end of pipe tehnologija – neutralizacija, apsorpcija,

selektivna i neselektivna katalitička redukcija, smanjenje potrošnje N2O.

Pretpostavke potrebne za definiranje referentnog rješenja proizvodnje dušične kiseline do 2010. godine preuzete su iz dokumenta “Projekcije i ukupni efekti politike i mjera za potrebe Drugog nacionalnog izvješća RH o promjeni klime” [15]. Kao referentno rješenje u odnosu na koje se promatra smanjenje emisije N2O iz proizvodnje dušične kiseline pomoću Neselektivne katalitičke redukcije (NSCR) pretpostavljeno je sljedeće:

do 2010. godine procjenjuje se da bi proizvodnja dušične kiseline mogla dosegnuti 305.000 do 345.000 tona;

proizvodnja dušične kiseline u izravnoj je ovisnosti o proizvodnji pojedinih vrsta mineralnih gnojiva – kapacitet u 2010. godini previđen je na 1.300.000 tona.

u strukturi proizvodnje mineralnih gnojiva pretpostavljano je da će 23 posto biti Urea, 25 posto KAN i 52 posto NPK gnojiva (udio pojedinih formulacija NPK mineralnih gnojiva koji se trenutačno proizvodi i koji se planira proizvoditi do 2010. godine, ne odstupa značajno od udjela korištenih za izradu Projekcija [15].

4.2.1.1. Neselektivna katalitička redukcija (NSCR) Postrojenja za proizvodnju dušične kiseline uglavnom su instalirana sa dodatnom opremom za smanjenje emisije NOx u dimnim plinovima. Jedina metoda kojom se uz taj učinak postiže i smanjenje emisije N2O je neselektivna katalitička redukcija, kojom se N2O reducira do N2, uz efikasnost konverzije od 80-90 posto [21]. Oprema za smanjenje emisije N2O može se podijeliti u tri skupine, ovisno o dijelu procesa proizvodnje dušične kiseline u kojem se ostvaruje smanjenje N2O [20].

Primarni procesi za smanjenje emisije djeluju na sprečavanje nastajanja N2O tijekom oksidacije amonijaka.

Page 35: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 30/42

Sekundarni procesi za smanjenje emisije, u koje ulazi i NSCR, djeluju na smanjenje N2O neposredno nakon nastajanja, u zoni visoke temperature gdje se pomoću katalizatora pospješuje razgradnja N2O, a alternativno se N2O može uklanjati i termalnom dekompozicijom.

Tercijarni procesi za smanjenje emisije djeluju na smanjenje emisije N2O u dimnim plinovima.

U novije vrijeme razvijaju se katalizatori otporniji na visoke temperature, sa svrhom povećanja otpornosti, duljeg vijeka trajanja, smanjenja onečišćenja dušične kiseline kao i utjecaja na produktivnost. Razvijanjem novih katalizatora otpornih na visoke temperature, sa dobrom termičkom i kemijskom stabilnošću te mehaničkim svojstvima, postižu se dobri rezultati instaliranjem na postojećim postrojenjima. U odnosu na troškove novog postrojenja, ugradnjom takvih katalizatora znatno se smanjuju troškovi [22, 23]. Značajna prednost je da se takvi katalizatori mogu vrlo uspješno instalirati u postojećim reaktorima bez potrebnih modifikacija, njima se ne utječe na procesne parametre, a vijek trajanja im je znatno duži u odnosu na konvencionalne katalizatore. NSCR (sekundarni procesi za smanjenje emisije – ugradnja katalizatora, efikasnost konverzije 85 posto) je jedina mjera za smanjenje emisije N2O iz proizvodnje dušične kiseline, koja je uključena u poslovnu strategiju hrvatskog proizvođača dušične kiseline. Primjenom te mjere može se ostvariti potencijal smanjenja emisije N2O u iznosu od 820 kt CO2-eq u 2010. godini. 4.2.2. RASPOLOŽIVOST I OGRANIČENJA MJERE NSCR je raspoloživa tehnologija na tržištu, a u posljednje vrijeme značajna istraživanja se rade na ispitivanju svojstava novih katalizatora. Zbog visokih temperatura u reaktoru, trajnost katalizatora znatno ovisi o njihovoj termičkoj stabilnosti. Premda je uređaj za neselektivnu katalitičku redukciju efikasniji u smanjenju i kontroli emisije N2O od uređaja za selektivnu katalitičku redukciju, glavni nedostaci se očituju u visokim troškovima postrojenja i prisutnim visokim temperaturama procesnih plinova. Samo oko 20 posto postrojenja za proizvodnju dušične kiseline u svijetu koristi NSCR. Tehnologija selektivne katalitičke redukcije, koja se koristi u većini postrojenja za smanjenje emisije NOx, ne koristi se za smanjenje emisije N2O.

Page 36: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 31/42

5. POTENCIJAL SMANJENJA EMISIJE U sektoru Industrijski procesi razmatrat će se tri scenarija: Scenarij “Bez mjera” – temelji se na pretpostavci nastavka postojeće prakse uz usporeno

uključivanje novih tehnologija/mjera, odnosno, uključuje određena tehnološka poboljšanja koja bi se dogodila neovisno o potrebama klimatskog programa. Ne predstavlja potpuno “smrznuto” stanje i nastavak po današnjoj praksi, već predstavlja scenarij uobičajene prakse (Buiness as usual).

Scenarij “S mjerama” – pretpostavlja uključivanje mjera za smanjenje emisije stakleničkih plinova u svrhu zadovoljenja obveza prema Protokolu iz Kyota, pri čemu su uključene mjere čija primjena zadovoljava kriterij troškovne učinkovitosti (granični trošak manji od 20 €/tCO2eq).

Scenarij “S dodatnim mjerama” – polazi od pretpostavke da će pitanje klimatskih promjena i koncept održivog razvitka osjetno djelovati na preusmjeravanje cijelog gospodarstva Hrvatske. Ovaj scenarij podrazumijeva uključivanje maksimalnog potencijala analiziranih mjera za smanjenje emisije.

Projekcije emisije iz sektora Industrijski procesi uključuju bilanciranje emisije iz industrijskih procesa koji imaju najveći udio u ukupnoj emisiji iz sektora (preko 90 posto): Proizvodnja cementa; Proizvodnja dušične kiseline; Proizvodnja amonijaka.

5.1. DEFINIRANJE REFERENTNOG SCENARIJA Referentni scenarij (Scenarij “Bez mjera”) pretpostavlja da će proizvodnja cementa, amonijaka i dušične kiseline u razdoblju do 2010. godine dosegnuti planirane vrijednosti i da nikakve mjere smanjenja emisije stakleničkih plinova neće biti implementirane. Referentni scenarij temelji se na pretpostavkama definiranim u dokumentu “Projekcije i ukupni efekti politike i mjera za potrebe Drugog nacionalnog izvješća RH o promjeni klime” [15]. U referentnom scenariju u proizvodnji cementa pretpostavljeno je da sve tvornice cementa u Hrvatskoj kao gorivo koriste ugljen i petrol-koks, zbog ekonomski uvjetovanih razloga i očuvanja konkurentnosti na tržištu. Energetska učinkovitost će do 2010. godine biti na razini najboljih raspoloživih tehnologija (BAT) s potrošnjom 3,2 GJ/t. Prosječni maseni udio klinkera je pretpostavljen na 0,75. U referentnom scenariju u proizvodnji amonijaka pretpostavljeno je da će se proizvodnja do 2010. godine vratiti na puni kapacitet od oko 1.350.000 tona. Navedeno podrazumijeva da će se potrošnja mineralnih gnojiva u promatranom budućem razdoblju u Hrvatskoj vratiti na prosječan iznos od od 650.000 – 700.000 tona, a da će se ostatak plasirati u izvoz. U strukturi proizvodnje finalnog proizvoda pretpostavljano je da će 23 posto biti Urea, 25 posto KAN i 52 posto NPK gnojiva. Proizvodnja dušične kiseline u izravnoj je ovisnosti o proizvodnji pojedinih vrsta mineralnih gnojiva. Do 2010. godine procjenjuje se da bi proizvodnja mogla biti 305.000 do 345.000 tona.

Page 37: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 32/42

Emisije CO2 i N2O iz sektora Industrijski procesi za Scenarij “Bez mjera” prikazane su u tablicama 5.1-1 i 5.1.-2. Tablica 5.1-1: Emisije CO2 iz sektora Industrijski procesi (kt) – Scenarij “Bez mjera” Emisija CO2 (kt) 2000. 2005. 2010. Proizvodnja cementa 1267 2114 2073 Proizvodnja amonijaka 525 550 560 Ukupno (kt CO2-eq) 1792 2664 2633

Tablica 5.1-2: Emisije N2O iz sektora Industrijski procesi (kt) – Scenarij “Bez mjera” Emisija N2O (kt) 2000. 2005. 2010. Proizvodnja dušične kiseline 2,76 2,93 2,99 Ukupno (kt CO2-eq) 856 908 927

5.2. SCENARIJ “S MJERAMA” Na temelju definiranih potencijala smanjenja emisije CO2 i N2O u Proizvodnji cementa i Proizvodnji dušične kiseline (poglavlja 4.1. i 4.2.) te pretpostavki vezanih uz realno ostvarivanje pojedinih mjera do 2010. godine, njihovu ekonomsku isplativost, kontinuirana ulaganja proizvođača u modernizaciju postrojenja, poslovne strategija proizvođača te zahtjeve tržišta, pretpostavlja se uključivanje sljedećih mjera u scenarij “S mjerama”: Proizvodnja cementa - Korištenje alternativnih goriva (fosilno gorivo/komunalni otpad

80/20) Proizvodnja dušične kiseline - Neselektivna katalitička redukcija (NSCR)

Proizvodnja cementa Korištenje alternativnih goriva (fosilno gorivo/komunalni otpad 80/20)

Korištenje komunalnog otpada kao alternativnog goriva je vrlo atraktivna mjera s gledišta smanjenja emisije stakleničkih plinova. Za sada je realno za očekivati da se suspaljivanjem komunalnog otpada zamijeni oko 20 posto fosilnog goriva do 2010. godine, što je sa tehničko-tehnološkog stajališta moguće izvesti bez većih preinaka, uvažavajući i ostala ograničenja mjere (poglavlje 4.1.2). Primjenom mjere ostvaruje se ukupni potencijal smanjenja emisije CO2 u iznosu od 340 kt CO2-eq u 2010. godini. Primjenom otpada fosilnog podrijetla (otpadna ulja, otpadne gume) kao alternativnog goriva, postiže se povećanje emisije CO2 [4,5]. Zbog toga što nije zadovoljen kriterij koji se odnosi na smanjenje emisije, definirana alternativna goriva nisu uključena u scenarij “S mjerama”. Primjena navedenih goriva iziskuje određene preinake u sustavu dovođenja goriva i izgaranja, što se prvenstveno odnosi na otpadna ulja. S obzirom na kriterij troškovne učinkovitosti, navedena goriva imaju ekonomsku opravdanost, što potvrđuje i mogućnost njihove primjene i daljnjih analiza u svrhu uključivanja u definirani scenarij smanjenja emisije. Udio klinkera i dodataka u cementima prvenstveno ovisi o zahtjevima tržišta za pojedinim vrstama cementa, a definiran je odgovarajućim normama. Osnovni uvjet zbog kojeg za sada

Page 38: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 33/42

mjera nije uključena u scenarij “S mjerama” je u tome što proizvođači cementa u Hrvatskoj ne povećavaju udio dodataka zbog rizika uslijed promjene sastava cementa. Donošenjem novih EU normi za cement (EN 197-1) otvara se mogućnost veće upotrebe dodataka u cementima, što daje proizvođačima veću sigurnost i mogućnost plasmana novih vrsta cementa na tržištu. Zbog definiranih potreba za detaljnim analizama mjera za povećanje energetske učinkovitosti po pojedinim tvornicama (poglavlje 4.1.1) te zbog činjenice da se određena poboljšanja postižu kontinuiranim ulaganjem u modernizaciju postrojenja, mjere za smanjenje specifične potrošnje toplinske i električne energije nisu uključene u scenarij “S mjerama”. Definirane mjere su uključene u scenarije smanjenja emisije CO2 u energetskom sektoru Industrija i graditeljstvo. Proizvodnja dušične kiseline: Neselektivna katalitička redukcija (NSCR) za smanjenje emisije N2O

NSCR je jedina mjera za smanjenje emisije N2O iz proizvodnje dušične kiseline, koja je uključena u poslovnu strategiju hrvatskog proizvođača dušične kiseline. Primjenom mjere ostvaruje se potencijal smanjenja emisije N2O u iznosu od 820 kt CO2-eq u 2010. godini. 5.3. POTENCIJAL SMANJENJA EMISIJE Projekcije emisija stakleničkih plinova za scenarije “Bez mjera“ i “S mjerama“ prikazane su u tablici 5.3-1. Potencijal smanjenja emisije primjenom navedenih mjera za smanjenje emisije CO2 i N2O dobiven je iz razlike scenarija “Bez mjera“ i “S mjerama“. Projekcije emisije stakleničkih plinova za analizirane scenarije prikazane su na slici 5.3-1. Tablica 5.3-1: Potencijal smanjenja emisije iz sektora Industrijski procesi (kt CO2-eq) Scenarij 2000. 2005. 2010. “Bez mjera” 3193 3572 3560 “S mjerama” 3193 3572 2530 Potencijal smanjenja emisije(kt CO2-eq) 0 0 1160

Page 39: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 34/42

6. TROŠKOVI SMANJENJA EMISIJE 6.1. METODOLOŠKI PRISTUP PROCJENI TROŠKOVA Proračunom troškova utvrđuje se koliki su troškovi primjene pojedinih mjera za smanjenje emisije. Konačni rezultat proračuna je trošak iskazan u monetarnoj jedinici po jednoj toni smanjene emisije CO2

- EUR/t CO2. Granični troškovi (MC – Marginal Cost) predstavljaju razliku troškova referentnog scenarija i troškova rješenja s mjerom za smanjenje emisije stakleničkih plinova. Troškovi uključuju sve investicijske i pogonske troškove te prihode koji se ostvaruju određenim rješenjem. Zbog međusobne usporedivosti svi troškovi se iskazuju kao ekvivalentni godišnji troškovi. Ekvivalentnim godišnjim troškovima (EAC –Equivalent Annual Cost) sve investicije diskontiraju se na godišnje troškove u vremenskom razdoblju vijeka trajanja opreme i pribrajaju godišnjim troškovima. Osnovni izrazi za proračun troškova su sljedeći [24]:

tttt

t

0t r)(1R - O C

NPV+

+=∑

=

ttt-t R - O

r)(1-1r C

EAC ++⋅

=

nm EAC - EAC EAC =∆ )/(EAC MC mn EE −∆= NPV - neto sadašnja vrijednost (€/god) EAC - ekvivalentni godišnji troškovi (€ /god) ∆EAC - razlika ekvivalentnih godišnji troškova dva scenarija (€ /god) EACm - ekvivalentni godišnji troškovi scenarija smanjenja emisije (€ /god) EACn - ekvivalentni godišnji troškovi referentnog scenarija (€ /god) Em - emisija rješenja kojim se smanjuje emisija (t/god) En - emisija referentnog rješenja (t/god) Ct - troškovi kapitala - investicije (€ /god) Ot - troškovi održavanja pogona (€ /god) Rt - prihod od prodaje proizvoda (€ /god) r - diskontna stopa (%) t - vrijeme efektuiranja (god) Pozitivni granični trošak predstavlja trošak po jedinici smanjenja emisije, a negativna vrijednost označava ostvarenje prihoda. Sve mjere s negativnim graničnim troškom su ekonomski isplative. Na razini EU prihvaćeno je da granični trošak od 20 €/tCO2eq predstavlja prag ispod kojeg primjena mjera zadovoljava kriterij troškovne učinkovitosti (cost-effectiveness).

Page 40: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 35/42

S obzirom na troškove, mjere za smanjenje emisije mogu biti podijeljene u nekoliko kategorija: mjere s negativnim troškovima ili troškovima jednakim nuli; mjere s niskim troškovima (<20 €/tCO2eq); mjere s umjerenim troškovima (20-50 €/tCO2eq); mjere s visokim troškovima (>50 €/tCO2eq).

U smjernicama su izračunati troškovi pojedinih mjera, koji predstavljaju orijentacijske veličine (kategorije). Polazni podaci koji se odnose na investicije za pojedine mjere predstavljaju procjene. Izračunati troškovi služe za procjenu koje su mjere u području ekonomski isplativih mjera, koje su u području umjerenog i prihvatljivog troška i koje su u području relativno visokog troška. 6.2. PROCJENA GRANIČNIH TROŠKOVA Proračun troškova rađen je po metodološkim uputama:

Guidelines for defining and documenting data on costs of possible environmental protection measures [25]

Economics and Cross-Media Effects [26] Polazne pretpostavke za proračun troškova su:

troškovi se određuju u odnosu na referentno rješenje koje se uklapa u scenarij “Bez mjera”;

scenarij smanjenja emisije temelji se na pretpostavkama definiranim u dokumentu “Projekcije i ukupni efekti politike i mjera za potrebe Drugog nacionalnog izvješća RH o promjeni klime” [15] i projekcijama iz Strategije gospodarenja otpadom Republike Hrvatske [27];

troškovi su izračunati na temelju cijena iz 2000. i 2004. godine, konverzija je rađena prema omjeru 1US$ = 1€ (za 2000. godinu) i 1€= 7,3kn (za 2004. godinu)

pretpostavljena je inflacija od 3 posto godišnje tijekom perioda razmatranja, do 2010. godine [28];

u proračunu je primijenjena diskontna stopa 6 posto; u proračunu je korišteno vrijeme efektuiranja od 10 godina. nedostajući podaci preuzeti su iz literature [1, 2]

6.2.1. PROIZVODNJA CEMENTA Korištenje alternativnih goriva (fosilno gorivo/komunalni otpad 80/20) Primjena otpada organskog podrijetla je vrlo atraktivna mjera i sa ekološkog i sa ekonomskog stajališta, zbog interesa za gospodarski i ekološki prihvatljiv način zbrinjavanja otpada, uz prihvaćanje takvog rješenja od lokalne zajednice i javnosti. Uz ostvareno smanjenje emisije CO2, ostvaruje se i dobit uštedom fosilnog goriva. Trošak mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova Korištenje alternativnih goriva računa se na osnovi razlike između investicijskih i operativnih troškova mjere i definiranog referentnog rješenja. Uz pretpostavku da će postrojenja za mehaničko-biološku obradu otpada biti u sklopu

Page 41: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 36/42

Županijskih centara gospodarenja otpadom kao sastavni dio Cjelovitog sustava gospodarenja otpadom [27], investicijski trošak postrojenja za mehaničko-biološku obradu uključen je u troškove referentnog scenarija. Pretpostavke:

kao gorivo koristit će se smjesa ugljen-petrol koks/komunalni otpad u omjeru 80/20; komunalni otpad će biti pripremljen mehaničko biološkom obradom u formu goriva iz

otpada (GIO) u rastresitom obliku (eng. fluff) za spaljivanje smjese ugljen-petrol koks/komunalni otpad (80/20) nisu potrebne gotovo

nikakve preinake ložišta peći u cementarama, te se zbog toga može pretpostaviti da su troškovi investicije i održavanja pogona jednaki kao i za referentno rješenje;

u troškove je uračunata cijena goriva, investicijski trošak postrojenja za prihvat i doziranje otpada u rotacionu peć i troškovi održavanja tog postrojenja;

2004. godine je ukupno u tvornicama cementa utrošeno oko 342 000 t fosilnog goriva - zamjenom 20% fosilnog goriva s komunalnim otpadom ukupno bi se utrošilo 245 000 t fosilnog goriva i 125 000 t komunalnog otpada;

proračun troškova je rađen prema cijeni goriva 387 kn/t fosilnog goriva (cijena se odnosi na 2004. godinu) [5];

ukupna cijena fosilnog goriva iznosi 18.131.000 €, a smjese ugljen-petrol koks/komunalni otpad (80/20) 12.990.000 € - za sada je pretpostavljeno da tvornice cementa neće plaćati GIO koji zbrinjavaju, niti će dobivati naknadu za njegovo zbrinjavanje;

u proračun troškova uključena je pretpostavljena inflacija od oko 3 posto godišnje u svrhu izračunavanja realnih cijena goriva ;

investicijski trošak postrojenja za prihvat i doziranje otpada u rotacionu peć procijenjen je na 1.000.000 €;

prihod od prodaje proizvoda (Rt) ne mijenja se u slučaju primjene mjere.

Korištenjem izraza za proračun troškova (poglavlje 6.1.) i uz definirane pretpostavke koje su uključene u izračun troškova, slijedi: Uz potencijal smanjenja emisije od 340 Gg CO2-eq u 2010. godini, vrijednost graničnih troškova je negativna i iznosi - 0,88 €/t CO2-eq. Jedna od navedenih pretpostavki, koja se odnosi na naknadu za zbrinjavanje GIO, znatno utječe na pretpostavljene granične troškove. Prema zacrtanim smjernicama Strategije gospodarenja otpadom i postavkama koje će biti uključene u Plan gospodarenja otpadom Republike Hrvatske, postrojenja za mehaničko-biološku obradu otpada bit će sastavni dijelovi Županijskih centara gospodarenja otpadom. Postoji interes pojedinih tvornica cementa da sudjeluju u investiciji postrojenja za mehaničko-biološku obradu, čime dokazuju i aktivno sudjelovanje u sustavnom konceptu gospodarenja otpadom. Formiranje naknada za zbrinjavanje otpada, od kojih bi tvornice cementa imale izravnu dobit, očekuje se prema uzoru na druge europske zemlje. Kao primjer može se navesti Austrija, u kojoj se zbrinjavanje komunalnog otpada, koji je kao GIO pogodan za korištenje u rotacionim pećima, naplaćuje oko 75 €/t komunalnog otpada. Uz pretpostavku da će tvornice cementa dobivati naknadu za zbrinjavanje GIO, vrijednost graničnih troškova bila bi znatno niža.

Page 42: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 37/42

6.2.2. PROIZVODNJA DUŠIČNE KISELINE Neseklektivna katalitička redukcija (NSCR) Premda je mjera NSCR vrlo atraktivna s ekološkog stajališta (redukcijski faktor 80-90 posto), zbog visokih troškova postrojenja samo oko 20 posto postrojenja za proizvodnju dušične kiseline u svijetu koriste NSCR. U novije vrijeme razvijaju se nove vrste otpornijih katalizatora, čijom se ugradnjom u postojeći reaktor postrojenja postižu značajni ekonomski učinci. U odnosu na troškove novog postrojenja, ugradnjom takvih katalizatora znatno se smanjuju troškovi. Trošak mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova Neseklektivna katalitička redukcija računa se na osnovi razlike između investicijskih i operativnih troškova mjere i definiranog referentnog rješenja. Pretpostavke:

smanjenje N2O ostvaruje se sekundarnim procesom za smanjenje emisije, ugradnjom katalizatora u reaktor čime se pospješuje razgradnja N2O (efikasnost konverzije 85 posto);

troškovi kapitala (Ct) za dvije proizvodne linije iznose 2*300.000=600.000 € (cijena katalizatora dobivena je od proizvođača, odnosi se na 2000. godinu)

kao sirovina za redukciju N2O koristi se urea – cijena se odnosi na 2000. godinu, a je iznosi 495.000 €;

vrijednosti troškova održavanja pogona (Ot) procjenjuju se na 10 posto od troškova kapitala;

prihod od prodaje proizvoda (Rt) ne mijenja se u slučaju primjene mjere. Korištenjem izraza za proračun troškova (poglavlje 6.1) i uz definirane pretpostavke koje su uključene u izračun troškova, slijedi: Uz potencijal smanjenja emisije od 820 kt CO2-eq u 2010. godini, vrijednost graničnih troškova iznosi 0,77 €/t CO2-eq.

Page 43: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 38/42

6.3. IZRADA SEKTORSKE KRIVULJE TROŠKOVA U svrhu određivanje prioriteta mjera sa stajališta njihove ekonomske prihvatljivosti, na temelju definiranih troškova nacrtana je krivulja trošak-djelotvornost (cost-effectiveness) (Slika 6.3-1). Na apscisi je iskaz potencijala pojedine mjere, a na ordinati cijena smanjenja emisije. Površina ispod krivulje predstavlja potrebna sredstva za smanjenje emisije.

Slika 6.3-1: Krivulja troškova mjera za smanjenje emisije stakleničkih plinova u sektoru Industrijski procesi

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200sm anjenje em isije (k t CO2-eq)

EUR/t CO2

M1 - Korištenje alternativnih goriva u proizvodnji cementaM2 -Neselektivna katalitička redukcija u proizvodnji dušične kiseline

M1

M2

Page 44: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 39/42

7. ZAKLJUČAK I PREPORUKE Provedena tehno-ekonomska analiza mjera za smanjenje emisije stakleničkih plinova ključnih izvora emisije iz sektora Industrijski procesi, na temelju za sada raspoloživih podataka i informacija, definira sljedeće mjere koje su uključene u scenarij smanjenja emisije: Proizvodnja cementa - Korištenje alternativnih goriva (fosilno gorivo/komunalni otpad

80/20) Proizvodnja dušične kiseline - Neselektivna katalitička redukcija (NSCR)

Definirane mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova uključene su u scenarij “S mjerama“ prema sljedećim kriterijima.

zadovoljenje obveze prema Protokolu iz Kyota koja se odnosi na smanjenje emisije od 5 posto u prvom razdoblju obveze od 2008. do 2012. godine;

troškovna učinkovitost mjere (granični trošak manji od 20 €/t CO2-eq) Provedene analize pojedinih mjera, na temelju za sada raspoloživih podataka i informacija, pokazuju da postoje potencijali smanjenja emisije pojedinih mjera koje nisu uključene u scenarij smanjenja, uvažavajući sljedeće kriterije:

realno ostvarivanje mjere do 2010. godine; ekonomska opravdanost mjere; poslovna strategija proizvođača; zahtjevi tržišta; sociološki utjecaji.

Analiza potencijala smanjenja emisije stakleničkih plinova i troškova pojedinih mjera, koji su predloženi u ovom radu, predstavljaju orijentacijske vrijednosti, koje u sebi nose određene nesigurnosti. U svrhu detaljnije analize predloženih mjera za smanjenje emisije stakleničkih plinova predlaže se izrada Programa mjera za smanjivanje emisije stakleničkih plinova za ključne izvore emisije iz sektora Industrijski procesi. Kod određivanja ciljeva i planova aktivnosti za razdoblje do 2010. godine, potrebno je provesti usklađivanje s ciljevima i obvezama ostalih gospodarskih subjekata, a to se može postići kroz izradu modela smanjenja emisije stakleničkih plinova na nacionalnoj razini. To pitanje je usko povezano uz pitanje rješavanja referentne godine za Hrvatsku. Obvezu smanjenja emisije za 5 posto o odnosu na referentnu 1990. godinu, u prvom razdoblju obveze od 2008. do 2012. godine, koja će uslijediti ratifikacijom Protokola iz Kyota, za sada nije moguće ostvariti bez priznavanja fleksibilnosti koja se odnosi na povećanje kvote referentne godine. Nakon višegodišnjih pregovora Hrvatskoj je odobrena fleksibilnost, uz definiranje visine u iznosu od 3,5 Mt CO2-eq (FCCC/SBI/2006/L.20) [29], ali do sada nisu u potpunosti definirani načini korištenja te fleksibilnosti u prvom razdoblju obveze. Definiranim mjerama za smanjenje emisije stakleničkih plinova u sektoru Industrijski procesi, koje su uključene u scenarij “S mjerama“ prema kriterijima smanjenja emisije i troškovne učinkovitosti, uz mjere koje su uključene u scenarije smanjenja u drugim sektorima (Energetika, Otpad, Upijanje CO2 u šume), prema sadašnjim projekcijama moguće je ostvariti maksimalni potencijal smanjenja od oko 4,4 Mt CO2-eq u 2010. godini. Da bi se ostvario ukupni cilj

Page 45: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 40/42

Protokola iz Kyota potrebno je smanjiti emisiju u 2010. godini za oko 5-6 Mt CO2-eq u svim sektorima [30]. Razliku između domaćih mjera i potrebnog smanjenja moguće je ostvariti fleksibilnim mehanizmima Protokola iz Kyota i međunarodnim trgovanjem pravima na emisiju. U svrhu određivanja prioriteta mjera za smanjenje emisije stakleničkih plinova potrebno je jasno definirati kriterije za izbor mjera. Uz navedeni kriterij doprinosa ciljevima politike ublažavanja klimatskih promjena (primjena troškovno učinkovitih mjera za smanjenje emisije stakleničkih plinova), kriteriji koji se odnose na potencijal primjene mjere na tržištu kao i koristi u postizanju nacionalnih razvojnih prioriteta imaju značajan udio u konačnom izboru mjera [31]. Opredjeljenje industrijskog sektora za politiku održivog razvoja jasno nameće potrebu povezanosti sa ostalim gospodarskim djelatnostima. Primjenu međusektorskih mjera, kojima bi se mogli postići značajni efekti, potrebno je potaknuti uspostavom zakonodavnog okvira kojim će se podržati mjere za smanjenje emisije stakleničkih plinova, a tržište/država prepoznati društvene i ekonomske doprinose, kao i očuvanje prirode i resursa. Uspostavom zakonodavnog, institucionalnog i organizacijskog okvira, uz aktivno uključenje u aktivnosti oko kreiranja i izgradnje nacionalnog sustava za ublažavanje klimatskih promjena te izradom nacionalnih planova raspodjele emisijskih kvota stakleničkih plinova omogućit će se uključivanje i ostalih mjera za smanjenje emisije stakleničkih plinova, koje u ovoj analizi nisu razmatrane.

Page 46: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 41/42

8. LITERATURA

1. ECOFYS Energy and Environment; AEA Technology Environment (2001) Economic Evaluation of Sectoral Emission Reduction Objectives for Climate Change; Bottom-up Analysis of Emission Reduction Potentials and Costs for Greenhouse gases in the EU, Netherlands

2. ECOFYS Energy and Environment; AEA Technology Environment ; National Technical University of Athens (2001) Economic Evaluation of Sectoral Emission Reduction Objectives for Climate Change; Economic Evaluation of Carbon dioxide and Nitrous Oxide Emission Reductions in Industry in the EU, Netherlands

3. EKONERG Energy Research and Environmental Protection Institute (2005) National Inventory Report for the Period 1990-2003, Ministry of Environmental Protection, Physical Planning and Construction, Zagreb

4. EKONERG (2003) Rješavanje problema emisije stakleničkih plinova iz tvornice Dalmacijacement-RMC Group d.d., Zagreb

5. EKONERG (2004) Razrada i ekonomska analiza mjera za smanjenje emisija stakleničkih plinova iz tvornica Dalmacijacement-RMC Group d.d., Zagreb

6. EFMA European Fertilizer Manufacturers’ Association (2000) Best available Techniques for Pollution Prevention and Control in the European Fertilizer Industry; Production of Ammonia; Belgium

7. EFMA European Fertilizer Manufacturers’ Association (2000) Best available Techniques for Pollution Prevention and Control in the European Fertilizer Industry; Production of Nitric Acid, Belgium

8. IPCC Integrated Pollution Prevention and Control (2001) Reference Document on Best Available Techniques in the Cement and Lime Manufacturing Industries, European Commision

9. Emission Reduction of Greenhouse Gases from the Cement Industry, Greenhouse Gas Control Technologies Conference Paper - Cement, www.ieagreen.org.uk

10. EKONERG (2005) Završno izvješće o provedbi energetskog audita u energani Petrokemije d.d. Kutina, Zagreb

11. EKONERG (2005) Analiza primjene zakonodavstva europske unije s područja zaštite okoliša na rad elektroenergetskih postrojenja HEP Grupe s planom djelovanja, Zagreb

12. DFIU/IFARE French-German Institute for Environmental Research, The Reference Installation Approach for the techno-economic assessment of emission abatement options and the determination of BAT according to the IPPC-Directive

13. IPCC/UNEP/OECD/IEA (1997) Greenhouse Gas Inventory Workbook, Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 2, United Kingdom

14. IPCC/UNEP/OECD/IEA (1997) Greenhouse Gas Inventory Reference Manual, Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volume 3, United Kingdom

15. EKONERG (2003) Projekcije i ukupni efekti politike i mjera za potrebe Drugog nacionalnog izvješća RH o promjeni klime, Zagreb

Page 47: TEHNO-EKONOMSKE SMJERNICE ZA IZRADU SEKTORSKIH …klima.mzoip.hr/UserDocsImages/LIFE 029 hrvatski/Zadatak 4/Task4... · Ovi izvori identificirani su u Izvješću o proračunu emisija

EKONERG Tehno-ekonomske smjernice – Industrijski procesi

LIFE04TCY/CRO/029 42/42

16. CEMBUREAU (1999) Environmental Benefits of Using Alternative Fuels in Cement Production, A life-cycle Approach, Brussels

17. http://www.engineeringtoolbox.com/fuels-higher-calorific-values-d_169.html

18. Fakultet strojarstva i brodogradnje (2005) Završno izvješće o provedbi energetskog audita Našicecemant, d.d., Zagreb

19. European Commision (2003) Refuse Derived Fuel Current Practice and Perspectives, Final Report, Swindon

20. AEA Technology Environment (1998) Options to Reduce Nitrous Oxide Emissions (Final Report)

21. IPCC (2000) N2O Emissions from Adipic Acid and Nitric Acid Production, Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National Greenhouse Gas Inventories, United Kingdom

22. IFA Technical Symposium (2006) Yara’s de-N2O Technology: A Well-Proven, Cost Efficient Choice for Reducing Nitrous Oxide Emission from Nitric Acid Production, Vilnius

23. htp://www.epa.gov/nitrousoxide/pdfs/adipic_nitric_n2o.pdf

24. UNEP (1999) Economics of Greenhouse Gas Limitations, Main Reports – Methodological Guidelines, Denmark

25. EEA (1999) Guidelines for defining and documenting data on costs of possible environmental protection measures, Technical report No 27, Copenhagen

26. European Commision (2006) Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on Economics and Cross-Media Effects

27. Vlada RH (2005) Strategija gospodarenja otpadom Republike Hrvatske

28. Međunarodni monetarni fond RH (2006) Drugo preispitivanje u okviru stand-by aranžmana, zahtjevi za produženje aranžmana, povećanje pristupa sredstvima, promjenu dinamike povlačenja sredstava i za odgodu ispunjenja kriterija za ocjenu uspješnosti izvršenja programa, Zagreb

29. http://unfccc.int/resource/docs/2006/sbi/eng/l20.pdf

30. EKONERG (2006) Tehno-ekonomske smjernice za izradu sektorskih programa za smanjivanje emisija stakleničkih plinova - Energetika; u okviru projekta: LIFE04 TCY/CRO/029 Osposobljavanje za provedbu Okvirne konvencije Ujedinjenih naroda o promjeni klime i Protokola iz Kyota u Republici Hrvatskoj – draft

31. EKONERG (2005) Republic of Croatia, Technology Needs Assessment Report, Under Project: Climate Change Enabling Activity (Phase II), Zagreb