E01. FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Spredningsberegninger utslipp til luft

Transkript

1 Oppdragsnavn/dokumentnavn: FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Oppdragsgiver: Ambio AS Oppdragsgivers referanse: Ulla Ledje Ekstrakt: REVISJONSKODER: (Se spesifikasjon KNE01-JS-0001) K : Intern arbeidsutgave A : Utgave for intern tverrfaglig kontroll (IDK) B : For kommentar hos oppdragsgiver C : For anbud- / tilbudsforespørsel D : For kontrakt E : For bygging/fabrikasjon/implementering/iverksettelse F : Som bygget, endelig utgave U : Utgått STATUSKODER: (Se spesifikasjon KNE01-JS-0001) 1 : Akseptert for angjeldende bruk 2 : Akseptert med kommentar 3 : Ikke akseptert 4 : Ikke gjennomgått. (mottatt for informasjon) Tilgjengelighet: Henvisning: Begrenset Utarbeidet av: Dag Borgnes I forbindelse med konsekvensutredning vedrørende energigjenvinningsanlegg ved Fauske har Norsk Energi utført spredningsberegninger for utslipp til luft. Spredningsberegningene er utført ved hjelp av programvaren Breeze ISC GIS Pro, som er basert på anerkjente Gaussiske spredningsmodeller utarbeidet av U.S. EPA. UTGIVER OPPDRAGSGIVER E Endelig utgave DAB SBT KON B For kommentar hos oppdragsgiver DAB SBT KON Rev. Dato Tekst Laget Sjekket Godkjent Sjekket Status Stikkord: Farlig avfall PyroArc Utslipp til luft spredningsberegning Dokument- Nummer Oppdragsnummer Referansenummer Dokumentkode: RV Løpenummer: 0001 Revisjon: E01 ISBN: Side 1 av 9 HOVEDKONTOR Hoffsveien 13 Postboks 27 Skøyen N Oslo Telefon: Telefaks: AVD. GJØVIK Strandgt. 13 A N Gjøvik Telefon: Telefaks: AVD. BERGEN Damsgårdsveien 125 Postboks 3, Laksevåg N Bergen Telefon: Telefaks: Organisasjonsnr. NO

2 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 2 av 15 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 INNLEDNING 4 2 ANLEGGETS LOKALISERING Lokalisering 4 3 TEKNISKE DATA Utslippsdata benyttet i spredningsberegningen 6 4 METEOROLOGI OG SPREDNINGSFORHOLD 7 5 GRENSEVERDIER, LUFTKVALITETSKRITERIER OG MAKSIMAL TILLEGGSBELASTNING 9 6 SPREDNINGSBEREGNINGER Metodikk Beregnede maksimale timemiddelkonsentrasjoner av NO Årsmiddelkonsentrasjoner 9

3 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 3 av 15 SAMMENDRAG I forbindelse med konsekvensutredning vedrørende energigjenvinningsanlegg ved Fauske har Norsk Energi utført spredningsberegninger for utslipp til luft. Spredningsberegningene er utført ved hjelp av programvaren Breeze ISC GIS Pro, som er basert på anerkjente Gaussiske spredningsmodeller utarbeidet av U.S. EPA. For å vurdere de lokale spredningsforholdene er det benyttet vindstatistikk for området fra Det norske meteorologiske institutt (DNMI). Det er også innhentet data vedrørende dagens luftforurensningssituasjon. Ved vurdering av spredningsforhold er det tatt hensyn til at den utsatte bebyggelsen ligger noe over utslippspunktet, og dette tilsier maksimalt bakkekonsentrasjonsbidrag av NO 2 (timemiddel) på opptil 38 µg/m 3. SFT anbefaler at utslippet fra et nytt anlegg ikke skal øke bakkekonsentrasjonen med mer enn 50 % av differansen mellom SFT s anbefalte luftkvalitetskriterier og bakgrunnskonsentrasjonen. De beregnede maksimale bakkekonsentrasjonene er i dette tilfellet lavere enn de maksimale akseptable tilleggsbelastningene. Beregningene viser dermed at skorsteinshøyde på 40 meter for energigjenvinningsanlegget vil gi tilstrekkelig fortynning av NO x -utslippet, selv ved ugunstige meteorologiske forhold. Spredningsberegningene er konservative, noe som fremgår av følgende: * Det er det lagt til grunn at all NO x i utslippet foreligger som NO 2. Dette medfører et overestimat for NO 2 i nærområdene. * De meteorologiske forhold som gir maksimale bakkekonsentrasjoner vil opptre sjeldent. * Utslippsmengdene som er benyttet i beregningene er maksimale kortvarige utslipp Årsmiddelkonsentrasjonsbidraget av NO 2 er svært lavt, under 5 % av SFT s anbefalte luftkvalitetskriterie for halvårsmiddel. Beregnet årsmiddelkonsentrasjonen for Cd+Tl er <0,3 ng/m 3 ved maksimalt tillatte utslippskonsentrasjon. Dette utgjør under 10 % av WHO s anbefalte grenseverdi for Cd. Bakkekonsentrasjonsbidraget av Hg er under 0,02 % av WHO s anbefalte grenseverdi. Årsmiddelkonsentrasjon for dioksiner er beregnet til mindre enn 0,6 fg/m 3 basert på maksimalt tillatte utslippskonsentrasjon. Til sammenlikning er dioksinnivået i Oslo sentrum tidligere målt til fg/m 3. WHO angir typisk konsentrasjonsnivå i byluft til 100 fg/m 3 (store variasjoner forekommer imidlertid).

4 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 4 av 15 1 INNLEDNING I forbindelse med konsekvensutredning vedrørende planlagt energigjenvinningsanlegg ved Fauske har utført spredningsberegninger for utslipp til luft. I meldingen heter det følgende vedrørende utredningsprogram for utslipp til luft: Utslippskilde, sammensetning/konsentrasjon, mengde, og utslippets varighet (hvor lenge og hvor ofte) vil bli beskrevet. Også eventuelle diffuse utslipp vil bli angitt. Tiltakets konsekvenser for lokal luftkvalitet skal vurderes. Dette vil inkludere spredningsberegninger for utslipp til luft og beregning av bakkekonsentrasjoner for utvalgte parametere. Utslippenes konsekvenser for helse og miljø skal vurderes. Tungmetaller, dioksiner og andre sporstoffer vil bli vurdert spesielt. Skorsteinshøyden er beregnet ved å utføre spredningsberegninger for NO 2 som er dimensjonerende parameter. Bakkekonsentrasjonsbidragene fra energigjenvinningsanlegget er vurdert i forhold til luftkvalitetskriterier og grenseverdier og i forhold til dagens luftforurensningssituasjon i området. 2 ANLEGGETS LOKALISERING 2.1 LOKALISERING Teksten nedenfor er hentet fra Etablering av material og energigjenvinningsanlegg for farlig avfall i Fauske kommune - Melding med forslag til utredningsprogram datert april 2008 (Avfallsenergi AS 2008). Anlegget vil bli etablert på Finneid næringsområde som ligger innerst i Fauskevika, straks øst for tettstedet Fauske (figur 1). Ettersom næringsområdet har en egen dypvannskai og ligger tett opp mot E6, som går over Finneid, er det lett tilgjengelig både med båt og bil.

5 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 5 av 15 Figur 1 Finneid næringsområde sett fra Fauske sentrum Finneid Næringsområde Fauskevika Nedrevatnet Figur 2 Geografisk lokalisering av anlegget. Finneid Næringsområde er markert med rødt. Næringsområdet er regulert til næringsvirksomhet og industri, og disponeres i dag av Fauske kommune som driver Finneid kai, Finneid Sveiseverksted, og Østbø AS demonteringsanlegg for EE-avfall. I tillegg utnytter Elkem Salten næringsområdet for flising av tre som skipes inn via kaien. Næringsområdet ligger på et tidligere masseuttak, og er dermed sterkt preget av inngrep.

6 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 6 av 15 3 TEKNISKE DATA 3.1 UTSLIPPSDATA BENYTTET I SPREDNINGSBEREGNINGEN Tabell 1 viser utslippsdata for energigjenvinningsanlegget som er benyttet i spredningsberegningene. Grunnleggende tekniske data for energigjenvinningsanlegget er gitt av oppdragsgiver. Basert på disse har vi utarbeidet worst case beregningsforutsetninger for å benytte i spredningsberegningene, dvs. en situasjon med maksimal effekt på gassmotor og ca 50 % effekt på kjel. Tabell 1 Utslippsdata for energigjenvinningsanlegget Forbrenning i kjel Forbrenning i gassmotor Røykgassmengde Nm 3 /time,fuktig,reell Totalt/ beregningsforutsetninger Gasstemperatur ºC Røykgassmengde m 3 /time,fuktig, reell Skorsteinsdiameter m Utløpshastighet m/s Reell O 2 vol-%, tørr 7 5 NO x -konsentrasjon (som NO 2 ) Nm 3 /time,tørr,11%o 2 <200 2 Fuktighet vol-% 7 NO x -utslipp (som NO 2 ) mg/nm 3,fuktig,reell NO x -utslipp g/s Røykgassmengde ved maksimal effekt på gassmotor 2 Forskriftens grenseverdi 3 Basert på opplysning fra gassmotorleverandør

7 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 7 av 15 4 METEOROLOGI OG SPREDNINGSFORHOLD Luftas stabilitetsforhold og vindhastighet har betydning for hvordan utslippene spres. Den vertikale temperaturgradienten forteller hvor stabil luften er. Hvis temperaturen avtar med høyden med mer enn ca. 1 C pr. 100 m, vil luften være ustabil. Nøytral luft har vi når temperaturen avtar med 1 C til 0 C pr. 100 m. Hvis temperaturen stiger med høyden, vil luften være lett stabil eller stabil, avhengig av hvor mye temperaturen stiger. Svak vind og ustabil atmosfære gir normalt maksimalkonsentrasjoner nær utslippet. Slike forhold vil det typisk være når det er sol om sommeren. Er atmosfæreforholdene nøytrale vil maksimalkonsentrasjonene forekomme lengre fra utslippet. Svak til moderat vind og stabil atmosfære (om vinteren og om natten på sommeren) gir normalt maksimalkonsentrasjoner lengre fra utslippsstedet. Figur 3 og 4 viser vindroser fra stasjonen Fauske Veten (vinter, vår, sommer og høst). Stasjonene var i drift fra 1972 til 1986 (DNMI 2008). Figur 3 Vindrose for Fauske Veten. Vinter og vår (DNMI 2008)

8 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 8 av 15 Figur 4 Vindrose for Fauske Veten. Sommer og høst (DNMI 2008) Fra meteorologisk institutt har vi i tillegg fått følgende vurderinger av lokale vindforhold (DNMI 2008): Vinden har stor variasjon gjennom året, med stor hyppighet av østlige vinder om vinteren, og vestlige vinder om sommeren. Vanligvis er det ikke noen typisk variasjon i vinden gjennom døgnet om vinteren og høsten. Sent på våren og om sommeren vil det imidlertid, i ellers rolig vær, dannes solgangsvind. I Bodø er vindretningen på fullt utviklet solgangsbris nordøstlig, men i Fauske har Skjerstadfjorden såpass stor påvirkning at vinden her blir vestlig om ettermiddagen.

9 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 9 av 15 5 GRENSEVERDIER, LUFTKVALITETSKRITERIER OG MAKSIMAL TILLEGGSBELASTNING Myndighetene har angitt grenseverdier, mål og luftkvalitetskriterier for konsentrasjoner av bl.a. svevestøv, NO x og SO 2, i uteluft. Grenseverdiene er gitt i Forurensningsforskriftens kapittel 7 (Miljøverndepartementet 2004). Ut fra hensynet til helse og miljø for bybefolkningen er det satt opp nasjonale mål for lokale luftforurensningskonsentrasjoner (Samferdselsdepartementet 1998). De anbefalte luftkvalitetskriteriene gitt av SFT og Folkehelsa angir eksponeringsnivåer som man ut fra nåværende viten antar at befolkningen kan utsettes for uten at alvorlige helsevirkninger oppstår (SFT 1992). Anbefalte grenseverdier og luftkvalitetskriterier for Hg, Cd, Pb, Mn og fluorid er gitt i Air Quality Guidelines for Europe (WHO 2000). Tabell 2 viser grenseverdier, nasjonale mål og luftkvalitetskriterier. Tabell 2 Grenseverdier og luftkvalitetskriterier Parameter Forurensingsforskriften kapittel 7 Tiltaksgrense (helse) Nasjonale mål, byer Anbefalte luftkval.kriterier (SFT/Folkehelsa) Enhet Midlingstid 1 time 24 timer 1 år (6 mnd) NO 2 µg/m , Svevestøv (PM 10 ) µg/m , SO 2 µg/m , ,6 NO 2 µg/m Svevestøv (PM 10 ) µg/m SO 2 µg/m NO 2 µg/m (6 mnd) Svevestøv (PM 10 ) µg/m 3 35 Under revurdering Svevestøv (PM 2,5 ) µg/m 3 20 SO 2 µg/m (15 min.) (6 mnd.) Anbefalt grenseverdi WHO Hg (partikulær og µg/m gassf.) Anbefalt grenseverdi WHO Cd ng/m Anbefalt grenseverdi WHO Pb µg/m ,5 Anbefalt grenseverdi WHO Mn µg/m ,15 Anbefalt grenseverdi WHO Fluorid µg/m Grenseverdien må ikke overskrides mer enn 18 ganger pr. kalenderår 2 Innen år Innen år Grenseverdien må ikke overskrides mer enn 35 ganger pr. år 5 Grenseverdien må ikke overskrides mer enn 24 ganger pr. kalenderår 6 Grenseverdien må ikke overskrides mer enn 3 ganger pr. kalenderår WHO angir ingen anbefalt grenseverdi for dioksiner fordi direkte inhalasjon utgjør en svært begrenset andel av totalinntaket. Typisk konsentrasjonsnivå i byluft angis til 0,1 pg/m 3 (store variasjoner forekommer imidlertid). Maksimal anbefalt tilleggsbelastning SFT anbefaler at utslippet fra et nytt anlegg ikke skal øke bakkekonsentrasjonen med mer enn 50 % av differansen mellom SFT s anbefalte luftkvalitetskriterier og bakgrunnskonsentrasjonen. NILU har tidligere foretatt vurdering av luftforurensningen i en rekke tettsteder og byer i Norge ( NILU, 2000). Disse vurderingene omfatter ikke Fauske. I Alta og Mosjøen, som har omtrent samme innbyggertall som Fauske er NO 2 bybakgrunn halvårsmiddelverdi vurdert til hhv. 7 og 4 µg/m 3, og PM10 bybakgrunn halvårsmiddelverdi til hhv. 2 og 5 µg/m 3. Basert på disse nivåene er det grunn til

10 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 10 av 15 å anta at NO 2 bybakgrunn halvårsmiddelverdi i Fauske er lavere enn 7 og 5 µg/m 3 for hhv. NO 2 og PM10. I dette tilfellet er NO 2 den utslippsparameter som gir bakkekonsentrasjoner nærmest luftkvalitetskriteriet. Bakgrunnskonsentrasjonen (timemiddel) er vurdert til µg/m 3. Luftkvalitetskriteriet for NO 2 timemiddel er 100 µg/m 3. Ved å benytte SFT s anbefaling for dette kriteriet får vi maksimal akseptabel tilleggsbelastning på 40 µg/m 3. Det er verdt å nevne at SFT åpner for å fravike fra anbefalingen om at utslippet fra et nytt anlegg ikke skal øke bakkekonsentrasjonen med mer enn 50 % av differansen mellom anbefalte luftkvalitetskriterier og bakgrunnskonsentrasjonen (SFT 2003). Dette er for eksempel aktuelt i områder som allerede er belastet med luftforurensning.

11 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 11 av 15 6 SPREDNINGSBEREGNINGER 6.1 METODIKK Spredningsberegningene er utført ved hjelp av spredningsberegningsprogrammet Breeze ISC som bygger på modeller utarbeidet av Environmental Protection Agency (EPA). Beregningene er utført for et worst case mht. utslipp. Breeze ISC er en gaussisk modell for stasjonære kilder. I denne modellen beregnes maksimale bakkekonsentrasjonsbidrag for valgte meteorologiske situasjoner karakterisert ved stabilitetsklasse og vindhastighet. I beregningene er det beregnet både bakkekonsentrasjonsbidrag for flatt terreng, og bidrag i en høyde tilsvarende den bebyggelsen som er vurdert å være mest berørt. NO x -utslippet fra anlegget vil hovedsakelig foreligge som NO. Under påvirkning av sollys og ozon vil noe NO oksideres til NO 2 i nærområdet. I beregningene er det lagt til grunn at all NO x i utslippet foreligger som NO 2, noe som medfører et overestimat for NO 2 i nærområdene. 6.2 BEREGNEDE MAKSIMALE TIMEMIDDELKONSENTRASJONER AV NO 2 Beregninger vha. ISC-modellen er utført for ulike stabilitetsklasser og vindhastigheter og for ulike vindretninger. I beregningene er det beregnet både bakkekonsentrasjonsbidrag for flatt terreng, og bidrag i en høyde tilsvarende den bebyggelsen som er vurdert å være mest berørt. Tabell 3 viser beregnede maksimale bakkekonsentrasjonsbidrag (timemiddel) av NO 2 for skorsteinshøyde på 40 meter. Tabell 3 Beregnede maksimale bakkekonsentrasjonsbidrag (timemiddel) av NO 2 Modell Stabilitet Vind Maksimal bakkekons., Maksimal bakkekons., timemiddel, flatt terreng timemiddel, ved boliger ca 100 moh ISC m/s µg/m 3 NO 2 µg/m 3 NO 2 Ustabil Nøytral Lett stabil Figur 5 nedenfor viser maksimalt bakkekonsentrasjonsbidrag av NO 2 (µg/m 3, timemiddel) for vindretning mot boliger nord for utslippsstedet.

12 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 12 av 15 Figur 5 Maksimalt bakkekonsentrasjonsbidrag av NO 2 (µg/m 3, timemiddel). Ustabil atmosfære, vindhastighet 2m/s. Figur 6 Maksimalt bakkekonsentrasjonsbidrag av NO 2 (µg/m 3, timemiddel). Nøytral atmosfære, vindhastighet 4 m/s.

13 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 13 av 15 Figur 7 Maksimalt bakkekonsentrasjonsbidrag av NO 2 (µg/m 3, timemiddel). Lett stabil atmosfære, vindhastighet 2 m/s. Vi ser av tabell 3 og figur 5-7 at skorsteinshøyde på 40 meter ga maksimalt timemidlet bakkekonsentrasjonsbidrag for NO 2 på 38 µg/m 3 ved ugunstigste meteorologiske forhold ved boliger beliggende ca 100 moh nord for utslippsstedet. Det bemerkes at slike meteorologiske forhold vil opptre svært sjeldent. De beregnede maksimale bakkekonsentrasjonsbidragene er lavere enn de maksimale anbefalte tilleggsbelastningene, som er vurdert til 40 µg/m 3. Beregningene viser dermed at skorsteinshøyde på 40 meter gir tilstrekkelig fortynning av NO x -utslippet, selv ved ugunstige meteorologiske forhold. Spredningsberegningene er konservative, noe som fremgår av følgende: Det er lagt til grunn at all NO x i utslippet foreligger som NO 2. Dette medfører et overestimat for NO 2 i nærområdene. De meteorologiske forhold som gir maksimale bakkekonsentrasjoner vil opptre sjeldent Utslippsmengdene som er benyttet i beregningene er maksimale kortvarige utslipp

14 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 14 av ÅRSMIDDELKONSENTRASJONER Årsmiddelverdiene for området omkring anlegget vil være vesentlig lavere enn den beregnede maksimale timemiddelverdien på grunn av lavere utslipp og variasjoner i vindretning, vindstyrke og stabilitet. Tidligere gjennomførte beregninger i forbindelse med andre prosjekter har gitt maksimale årsmiddelverdier på 1-10 % av maksimal timemiddel. Ved beregningene er det benyttet maksimalt tillatte utslippskonsentrasjoner. Årsmiddelkonsentrasjoner er beregnet som maksimale årsmiddelkonsentrasjoner på basis av timemiddelkonsentrasjoner og meteorologiske data (relativ frekvensfordeling for ulike vindhastigheter, vindretninger og stabilitetsdata). Ved å kombinere maksimale bakkekonsentrasjoner av NO 2 fra spredningsberegningene med utslippsdata for øvrige parametre (med unntak av CO, som ikke er relevant i årsmiddelssammenheng), finner vi maksimale årsmiddelkonsentrasjonsbidrag som gitt i tabell 4. Tabell 4 Maksimale årsmiddelkonsentrasjoner basert på grenseverdi utslipp fra energigjenvinningsanlegget Parameter Utslippskonsentrasjon (grenseverdi) Maksimalt årsmiddelkonsentrasjonsbidrag støv 10 mg/nm 3 ved 11 % O 2 <0.1 µg/m 3 TOC 10 <0.1 µg/m 3 HCl 10 <0.1 µg/m 3 HF 1 <0.01 µg/m 3 SO 2 50 <0.3 µg/m 3 NO <2 µg/m 3 Hg 0.03 < µg/m 3 Cd + T l 0.05 <0.3 ng/m 3 Metaller 0.5 <3.0 ng/m 3 Dioksiner 0. 1 ng/nm 3 ved 11 % O 2 <0.6 fg/m 3 Årsmiddelkonsentrasjonsbidraget av NO 2 er svært lavt, under 5 % av SFT s anbefalte luftkvalitetskriterie for halvårsmiddel. Beregnet årsmiddelkonsentrasjonen for Cd+Tl er <0,3 ng/m 3 ved maksimalt tillatte utslippskonsentrasjon. Dette utgjør under 10 % av WHO s anbefalte grenseverdi for Cd. Bakkekonsentrasjonsbidraget av Hg er under 0,02 % av WHO s anbefalte grenseverdi. Årsmiddelkonsentrasjon for dioksiner er beregnet til mindre enn 0,6 fg/m 3 basert på maksimalt tillatte utslippskonsentrasjon. Til sammenlikning er dioksinnivået i Oslo sentrum tidligere målt til fg/m 3. WHO angir typisk konsentrasjonsnivå i byluft til 100 fg/m 3 (store variasjoner forekommer imidlertid).

15 FAUSKE ENERGIGJENVINNGSANLEGG Side 15 av 15 Referanser Avfallsenergi AS 2008, Etablering av material og energigjenvinningsanlegg for farlig avfall i Fauske kommune - Melding med forslag til utredningsprogram, April 2008 Trinity Consultants (2004) Breeze AERMOD and ISC users guide, version 5.0, DNMI (2008) E-post datert 21. juli 2008 fra Jostein Mamen, Klimadivisjonen Meteorologisk institutt NILU (2000) Foreløpig vurdering av luftforurensningen i Norge, etter EUs nye luftkvalitetsdirektiver. NILU: OR 46/2000 Miljøverndepartmentet (2004) Forurensningsforskriften (FOR ), hentet oktober 2006 fra Samferdselsdepartementet (1998) Nye nasjonale resultatmål for luftkvalitet. St. prp nr 1 ( ). SFT (1992) Virkninger av luftforurensninger på helse og miljø. Rapport TA 848/1992. WHO (2000) Air quality guidelines - Second edition, hentet oktober 2006 fra SFT (2003) Telefonsamtale med Bernt Ringvold, SFT, januar 2003.