On-line analyse med fokus på utslipp til luft og vann IFEA seminar, Kristiansand 13. september 2011

Transkript

1 Effektiv, miljøvennlig og sikker utnyttelse av energi! On-line analyse med fokus på utslipp til luft og vann IFEA seminar, Kristiansand 13. september 2011 Stine Torstensen, seniorkonsulent avd. for Miljø og Sikkerhet

2 Norsk Energi Kompetansesenter og forening for industri og offentlig virksomhet etablert i 1916 Utfører rådgivning, prosjektering, utvikling, kontroll i regi av Norsk Energi Kontroll AS, og kursvirksomhet innenfor områdene energi, miljø og sikkerhet Totalt ca 80 rådgivere Fagavdelinger: Fjernvarme og Fornybar energi Miljø og Sikkerhet Industri Automatisering Internasjonal Kontroll Hovedkontor i Oslo og avdelingskontor i Bergen og Gjøvik

3 Fagområder Miljø Energi Sikkerhet Andre virksomheter Miljørådgiving Klimarådgivning CDM og JI Termiske Energisystem Kjelanlegg Fjernvarme,Fjernkjøling Damp og kondensat Gass og avgasser Hetolje/olje VVS Andre virksomheter Risikoanalyser HMS og IK systemer

4 Noen kunder: NEFCO Nordic Environment Finance Corporation

5 Krav og standarder for kontrollmålinger av utslipp til luft

6 Myndighetskrav utslippsmåling Regulerende myndigheter: Klif, Fylkesmannen Individuell utslippstillatelse: Industri og avfallsforbrenningsanlegg Avfallsforskriften Avfallsforbrenningsanlegg (avfall / farlig avfall) Forurensningsforskriften Kap 27: Anlegg for rene brensler (olje, gass, bio) IE-direktivet (Industrial Emissions) forbrenningsanlegg > 50 MW (erstatter bl.a. IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control, LCP (Large Combustion Plant)) Andre bestemmelser: Veiledning til egenrapportering (Klif: TA-2606) Veiledning for fastsettelse av kildespesifikk faktor for NOx (Klif) GUM for usikkerhetsbudsjett

7 Kontinuerlig og periodisk Kontinuerlige (automatiske målesystemer) Periodiske (automatisk måleutstyr og manuell prøvetaking) NB: Krav til bruk av akkreditert måleinstans for prøvetaking og analyse Krav til hyppighet: Utslippstillatelse individuelle krav for hver bedrift ofte henvises til øvrige forskrifter eller TA-2606 Avfallsforskriften kontinuerlig: totalt støv, TOC, HCl, HF, SO 2, NO x og CO periodisk: som over + tungmetaller og dioksiner hver 6. måned (hver 3. mnd første år) Forurensningsforskriften kap 27 anlegg for rene brensler kontinuerlig/årlig/hvert annet år avhengig av anleggsstørrelse: støv, NO x og CO IED/LCPD for anlegg over 50 MW kontinuerlig/(alternativt hver 6. mnd.): støv, NO x og SO 2

8 Avfallsforbrenningsanlegg Avfallsforskriften kap 10 Vedlegg III: Krav til målemetoder og måleutstyr Måleutstyr for kontinuerlig måling skal kontrolleres hver 12. måned ved parallellmålinger eller andre metoder Kalibrering ved parallellmåling minst hvert 3. år (QAL2) Krav om representativ prøvetaking Kravene ivaretas ved anvendelse av NS-EN 14181: Utslipp fra stasjonære kilder Kvalitetskontroll av automatiske målesystemer både utstyrsprodusent og anleggseier må på banen for å sikre kvalitet på måleresultater

9 Anlegg for rene brensler Forurensningsforskriften 1) kap MW Krav avhengig av brensel og anleggsstørrelse, Fyringsenheter for olje MW skal ha oksygenstyrt forbrenning - Alle biobrenselanlegg skal ha oksygenstyrt forbrenning 1)

10 Anlegg for rene brensler 1-50 MW Forurensningsforskriften kap 27 For anlegg der det ikke er krav om kontinuerlige målinger gjelder krav om periodiske målinger:

11 HUSK: målingene skal være representative og kvalitetssikret Forurensingsforskriften d) Generelle bestemmelser Utslippsmålingene skal gjennomføres slik at måleresultatene er representative for normal drift. Prøvetaking og analyse skal utføres etter Norsk Standard (NS) der slik standard finnes. Annen metode kan brukes dersom det kan dokumenteres at metoden gir minst samme nøyaktighet som NS. Prøvetakning og måling skal være kvalitetssikret.

12 IE (Industrial Emission )direktivet Trådte i kraft januar 2011, implementeres i norsk lov innen Samler syv eksisterende direktiver om industriemisjoner i et direktiv: IPPC-direktivet Avfallsforbrenningsdirektivet LCP-direktivet (Large Combustion Plant) VOC-direktiv 3 direktiver knyttet til titandioksid industrien IE-direktiv for å øke fokus på Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Directive.

13 Anlegg > 50 MW IE-direktivet (erstatter IPPC-direktivet og samler ) 1), trådte i kraft januar 2011, implementeres i norsk lov innen 2013: ANNEX VIII METHODS OF MEASUREMENT OF EMISSIONS A. Procedures for measuring and evaluating emissions from combustion plants. 2. From 27 November 2002 and without prejudice to Article 18(2) Competent authorities shall require continuous measurements of concentrations of SO 2, NO x, and dust from waste gases from each combustion plant with a rated thermal input of 100 MW or more. By way of derogation from the first subparagraph, continuous measurements may not be required in the following cases: for combustion plants with a life span of less than operational hours; for SO 2 and dust from natural gas burning boilers or from gas turbines firing natural gas; for SO 2 from gas turbines or boilers firing oil with known sulphur content in cases where there is no desulphurisation equipment; for SO 2 from biomass firing boilers if the operator can prove that the SO 2 emissions can under no circumstances be higher than the prescribed emission limit values. Where continuous measurements are not required, discontinuous measurements shall be required at least every six months. As an alternative, appropriate determination procedures, which must be verified and approved by the competent authorities, may be used to evaluate the quantity of the above mentioned pollutants present in the emissions. Such procedures shall use relevant CEN standards as soon as they are available. If CEN standards are not available ISO standards, national or international standards which will ensure the provision of data of an equivalent scientific quality shall apply. 1)

14 Standarder for periodiske målinger ( Manuelle stikkprøvemålinger) Komponent Prøvetakingsstandard Støv NS-EN Kvikksølv (Hg) NS-EN Metaller Cd+Tl, Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+Sn+V NS-EN HCl NS-EN 1911 HF ISO SO 2 NS-EN / ISO Dioxin NS NO x NS-EN CO/CO 2 ISO TOC NS-EN O 2 NS-EN Prøvetaking og analyse skal utføres etter Norsk Standard (NS) der slik standard finnes.

15 Usikkerhet i måling og rapportering Klifs veiledning til egenkontrollrapportering (TA-2606): Det forventes at usikkerheten i utslippstallene skal beregnes for de parametre som det er stilt utslippsgrenser til og angis i egenkontrollrapporten. Det skal da beregnes usikkerhet i årlig mengde utslipp av det aktuelle stoffet. Det betyr at usikkerhet i alle ledd i beregninger og målinger må inkluderes og vektes riktig for å få et riktig bilde av usikkerheten. For større bedrifter (kontrollklasse 1 og 2) forventer Klif at usikkerheten beregnes ved bruk av standard for beregning av usikkerhet. For mindre bedrifter vil vi akseptere at usikkerheten beregnes ut fra oppgitt usikkerhet for analyse og målemetode.

16 Usikkerhet i måling og rapportering forts. Periodiske målinger: Eksterne 3.partsorganer skal oppgi usikkerhet i sine målinger Egne målinger > usikkerhet må vurderes eller beregnes Veiledning for usikkerhet: GUM: The Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement Kontinuerlig måleutstyr: Spesifiserte krav i for avfallsanlegg (Kap 10. Vedlegg III pkt. 5.) For øvrig gjelder norske og internasjonale standarder for kontinuerlig måleutstyr

17 Standarder for automatiske målesystemer NS-EN Måling av stasjonære utslipp Målestrategi, måleplanlegging, rapportering og utforming av målested NS-EN ISO Luftundersøkelse Evaluering av en måleprosedyres egnethet med sammenligning med påkrevd måleusikkerhet NS-EN Utslipp fra stasjonære kilder Kvalitetskontroll av automatiske målesystemer CEN/TR Stationary source emissions Guidance on application of EN (teknisk rapport) NS-EN Luftundersøkelse sertifisering av automatiserte målesystemer 3 deler

18 NS-EN Måling av stasjonære utslipp Målestrategi, måleplanlegging, rapportering og utforming av målested Standarden spesifiserer krav til målested for emisjonsmålinger og henviser til bruk av manuelle eller automatiske referansemetoder. Det spesifiseres generiske prinsipper for gjennomføring av emisjonsmålinger på ulike typer anlegg og ved ulike formål for måling. Opp til anleggseier å oppfylle kravene i standarden. Ekstern måleinstans skal planlegge målested og gjennomføring før emisjonsmåling. Eventuelle avvik fra standard skal også noteres. Skjerming av målested ved emisjonsmåling fra avfallsforbrenning

19 Målestusser

20 NS-EN Utslipp fra stasjonære kilder Evaluering av en måleprosedyres egnethet med sammenligning med påkrevd måleusikkerhet (QAL1) Standarden beskriver metodikk for beregning av total usikkerhet av AMS målte verdier. Total usikkerhet beregnes fra evaluering av alle enkelte usikkerhetsbidrag. Ansvaret for oppfyllelse av krav i denne standarden ligger hos produsent/leverandør av utstyret. QAL1 er en del av, og inngår i, de kvalitetssikringsnivåene som skal gjennomgås for å sikre at emisjonsmålingene tilfredsstiller de gitte krav til nøyaktighet. Krav til nøyaktighet i utstyret er beskrevet i Avfallsforskriftens kapittel 10, vedlegg III, Krav til målemetoder og måleutstyr.

21 NS-EN Utslipp fra stasjonære kilder Kvalitetskontroll av automatiske målesystemer Standarden beskriver nødvendige kvalitetssikringsprosedyrer for å sikre at det installerte automatiske målesystemet (AMS) tilfredsstiller de krav til nøyaktighet i målte verdier som er gitt i lovverket. Flere kvalitetssikringsprosedyrer er nødvendig: QAL2 validering av AMS under installasjon og drift (hvert 3./5. år) Utføres av: anleggseier/akkreditert måleinstans QAL3 kontroll av stabilitet av AMS under drift (jevnlig) Utføres av: anleggseier AST (Annual Surveillance Test) årlig test kontroll av AMS Utføres av: akkreditert måleinstans

22 CEN/TR Stationary source emissions Guidance on application of EN Nylig utgitt teknisk rapport som tar for seg implementering og bruk av EN (WG 9), en nyttig veiledning for bruk av standard.

23 NS-EN del 1-3: Luftundersøkelse sertifisering av automatiserte målesystemer Del 1: Generelle prinsipper Del 2: Innledende bedømmelse av AMS-produsentens system for kvalitetsstyring og overvåking av produksjonsprosessen etter sertifisering Del 3: Ytelsesspesifikasjoner og prøvingsprosedyrer for automatiserte målesystemer for overvåking av utslipp fra stasjonære kilder Opp til produsenten av måleutstyret å benytte prosedyrene i denne standarden for å oppfylle NS-EN og passere QAL1.

24 Relevante prøvetakings-/målemetoder for kontinuerlige målesystemer Prøvetakingssystemet skal sørge for representativ prøvetaking fra avgassen, slik at analysatoren kan gi et representativt resultat med tanke på: Sammensetning av avgassen / konsentrasjonsnivå av gitte komponenter Spesifisert nøyaktighet / usikkerhet i resultatet Prøvetaking kan gjøres enten ekstraktivt eller ikke-ekstraktivt (in-situ).

25 Ekstraktivt: prøven føres til ekstern analysator. Inkluderer ekstraksjon av prøve, fjerning av interfererende materialer (partikler, fuktighet, temperatur osv.) og opprettholder en representativ prøve gjennom prøvetakingssystemet.

26 Ikke-ekstraktivt (in-situ): analysen utføres direkte i avgassen. Dette krever analysatorer som kan analysere gassen ubehandlet, og ikke påvirkes av vanndamp og partikler

27 Målemetoder Det finnes ulike kjemiske måleprinsipper og målemetoder for å måle de ønskede komponentene i avgassen, som for eksempel: DOAS Differential Optical Absorption Spectroscopy GC Gas chromatograph FID Flame Ionisation Detector FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy IR Infrared Spectroscopy UV Ultra Violet For ulike komponenter vil ulike analyseprinsipper kunne være hensiktsmessige. Interferens mellom ulike kjemiske forbindelser er en kjent problemstilling. Mange av instrumentene som benyttes, har behov for forbehandling av prøven, ved filtrering av støv og fjerning av vanndamp ved tørking. Rapportering av utslippsdata gjøres ved å normalisere resultatene til tørr gass ved 0 C, og til en gitt vol% O 2. Det er derfor av stor viktighet at måling av fuktighet og O 2 utføres med tilstrekkelig nøyaktighet og med lav usikkerhet.

28 Måleprinsipper og standarder for kontinuerlige målesystemer

29 Måleprinsipper og standarder for kontinuerlige målesystemer

30 Måleprinsipper og standarder for kontinuerlige målesystemer Standarder og standardiseringsarbeid i Norge utføres av flere organisasjoner, der Standard Norge er den største. Norske og internasjonale standarder kan kjøpes på

31 Takk for oppmerksomheten! Spørsmål? Ta gjerne kontakt når som helst : Stine.Torstensen@energi.no Kjell.Olav.Nerland@energi.no