RHI Normag AS nytt utslippspunkt

Transkript

1 RHI Normag AS RHI Normag AS nytt utslippspunkt Spredningsberegninger skorsteinshøyde. for fastsettelse av

2 J For bruk LIBOH/KJB KJB/IWI LIBOH A Utarbeidet for fagkontroll LIBOH KJB LIBOH Rev. Dato: Beskrivelse Utarbeidet Fagkontroll Godkjent Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult ASsom del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det formål som oppd ragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn formålet tilsier. Norconsult AS Pb. 626, NO-1303 Sandvika Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Side 2 av 16

3 Innhold 1 Innledning Bakgrunn Lokalisering 6 2 Forutsetninger Anleggsdata 7 3 Utslippskrav, krav til lokal luftkvalitet, og bakgrunnskonsentrasjon 8 4 Meteorologiske forhold 9 5 Spredningsberegninger og metodikk 10 6 Resultater 11 7 Konklusjon 15 8 Referanser Side 3 av 16

4 Sammendrag Det skal bygges et nytt utslippspunkt fra RHI Normag AS på Herøya utenfor Porsgrunn. I følge bedriftens tillatelse fra Miljødirektoratet skal utslippshøyde bestemmes ved beregninger basert på tillatt utslippsmengde, eksisterende bakgrunnskonsentrasjon og de ugunstigste spredningsforhold som kan forekomme, slik at konsentrasjonen ved bakkenivå eller ved eventuelle nærliggende luftinntak ikke overskrider 50 % av direktoratets veiledende luftkvalitetskriterier. RHI Normag AS har derfor bedt Norconsult AS om å bistå med spredningsberegning av utslipp fra nytt utslippspunkt for vurdering av skorsteinshøyde. Spredningsberegningen er utført som funksjon av avstand fra utslippspunktet ved hjelp av programmet AERMOD View fra Lakes Environmental. Beregningene er gjort i henhold til TA 3038: Veileder. Beregning av skorsteinshøyde, utgitt av Miljødirektoratet i Det er modellert for støv (PM 10 ), HCl, HF, SO 2, H 2 S og NOx (som NO 2 ). Det er gjort beregninger for timemidlede, døgnmidlede og årsmidlede bakkekonsentrasjoner. Det er utslippet av NOx som er størst og dimensjonerende for skorsteinshøyden. Resultatene fra spredningsberegningene viser at med en utslippskonsentrasjon for NOx på 30 mg/nm 3 og en skorsteinshøyde på 41,3 meter overholdes kravet. De modellerte maksimale bakkekonsentrasjonene for NOx vil være innenfor grensene av hva et nytt utslippspunkt kan belaste omgivelsene med i forhold til kravene til lokal luftkvalitet Side 4 av 16

5 1 Innledning 1.1 BAKGRUNN Det skal bygges et nytt utslippspunkt fra RHI Normag AS på Herøya utenfor Porsgrunn. RHI Normag AS produserer magnesiumoksid og krystallisert MgO. I følge bedriftens tillatelse fra Miljødirektoratet skal utslippshøyde bestemmes ved beregninger basert på tillatt utslippsmengde, eksisterende bakgrunnskonsentrasjon og de ugunstigste spredningsforhold som kan forekomme, slik at konsentrasjonen ved bakkenivå eller ved eventuelle nærliggende luftinntak ikke overskrider 50 % av direktoratets veiledende luftkvalitetskriterier. Spredningsberegninger for bestemmelse av skorsteinshøyde utføres for å påse at spredningen av utslippet fra en skorstein er god nok og at utslippet ikke vil være til skade for omgivelsene. Målet med spredningsberegningen er å påse og sikre at utslippet ikke vil medføre at den lokale luftkvaliteten kommer over myndighetskravene og at naturens tålegrense ikke overskrides. Spredningsberegninger viser hvordan et utslipp til luft påvirkes av vind, terreng og bygninger og spres og fortynnes i atmosfæren. Spredningsberegningene utføres ved ulike meteorologiske og atmosfæriske forhold. Norconsult AS har på oppdrag fra RHI Normag AS bistått med spredningsberegning av utslipp fra det nye utslippspunktet og vurdering av skorsteinshøyde. Spredningsberegningen er utført som funksjon av avstand fra utslippspunktet ved hjelp av programmet AERMOD View fra Lakes Environmental. Modellen inkluderer terrengdata. Beregningene er gjort i henhold til TA 3038: Veileder. Beregning av skorsteinshøyde, utgitt av Miljødirektoratet i 2013 [2]. Det er modellert for støv (PM 10 ), HCl, HF, SO 2, H 2 S og NOx (som NO 2 ). Det er gjort beregninger for timemidlede, døgnmidlede og årsmidlede bakkekonsentrasjoner. Det er utslippet av NOx som er størst og dimensjonerende for skorsteinshøyden Side 5 av 16

6 1.2 LOKALISERING RHI Normag AS er en del av Herøya Industripark på Herøya utenfor Porsgrunn. Området er vist i Figur 1 og tegning av fabrikksområdet er vist i Figur 2. Figur 1: RHINormag ASer vist med rød nål. Kilde: Finn kart, kart.finn.no. Figur 2: Tegning av RHINormag ASmed nytt utslipps punkt markert med rød ring Side 6 av 16

7 2 Forutsetninger 2.1 ANLEGGSDATA RHI Normag AS skal installere et nytt posefilter i sitt anlegg og planlegger et nytt utslippspunkt for støv og gasser. Prosjekterte utslippsdata og anleggsdata er oppgitt av oppdragsgiver og gjengitt i Tabell 1 og Tabell 2 nedenfor. Tabell 1: Utslippsgrenser oppgitt av RHI Normag. Forurensningskomponent Støv HCl HF SO 2 H2S NOx Dioksiner Utslippsgrenser døgnmiddel , ,03 mg/nm 3 ng/nm 3 Tabell 2: Dimensjonerende data for skorstein. Utslipps - punkt Volumstrøm Røykgass - temperatur Røykgass hastighet Planlagt skorsteinshøyde Diameter utslippspunkt [Nm 3 /h] [m 3 /h] [ o C] [m/s] [m] [m] Skorstein <80 83,33 41,3 2, Side 7 av 16

8 3 Utslippskrav, krav til lokal luftkvalitet og bakgrunnskonsentrasjoner RHI Normag AS har utslippstillatelse fra forurensningsmyndighetene. Det er grenseverdiene i tillatelsen som ligger til grunn for beregningene av utslipp fra den nye skorsteinen. Kravet til en ny skorstein er at beregnet bakkekonsentrasjon fra utslippet, inkludert bakgrunnskonsentrasjoner, ikke skal belaste nærområdet med mer enn halvparten av Miljødirektoratets luftkvalitetskriterier. Hensikten med dette kravet er at en bedrift alene ikke skal kunne fylle kvoten for områdets tålegrense med hensyn til luftforurensning. Miljødirektoratet og folkehelseinstituttet har ut fra de data som finnes på helseeffekter fastsatt luftkvalitetskriterier som gitt i Tabell 3. Kriteriene ble revidert i Områdets bakgrunnskonsentrasjoner og beregnet tillatte bakkekonsentrasjon er også gitt i Tabell 3. Bakgrunnskonsentrasjonene er hensyntatt ved at de er lagt inn i modellen ved beregningene. Bakgrunnskonsentrasjonene er hentet fra rapporten "Lokal luftkvalitet i Grenland. Årsrapport 2013" [3]. Tabell 3: Miljødirektoratet og Folkehelseinstituttets anbef alte luftkvalitetskriterier og områdets bakgrunnskonsentrasjoner. Det finnes ikke luftkvali tetskriterier for HCl, HF, dioksin og H 2 S. Forurensningskomponent Midlingstid Luftkvalitetskriterier [µg/m 3 ] Bakgrunnskonsentrasjon [µg/m 3 ] 50 % av luftkvalitetskriteriene PM10 Døgn 30 µg/m PM10 År 20 µg/m3 10 NO2 15 min 300 µg/m3 150 NO2 Time 100 µg/m NO2 År 40 µg/m3 20 SO2 15 min 300 µg/m3 150 SO2 Døgn 20 µg/m Side 8 av 16

9 4 Meteorologiske forhold De meteorologiske dataene er hentet fra Meteorologisk institutts database. Porsgrunn har ingen meteorologisk stasjon som har vært i bruk i hele tidsperioden, så derfor er værdata fra Skien lufthavn brukt. Vanligste vindretningen i Porsgrunn er ca. 30º forskjell sammenlignet med i Skien, og derfor er dataene korrigert for dette. Meteorologiske data for 2013 er brukt. Vinddata i 2013 ligner vinddata fra de siste 10 år, og derfor er det vurdert at 2013 er representativ for beregningene. De meteorologiske dataene som er med som input til programmet er: temperatur, luftfuktighet, lufttrykk, vindretning, skydekke, vindhastighet, skyhøyde, jordstråling og nedbørsmengder. Frekvensfordelingen er vist i vindrosen nedenfor i Figur 3. Figuren viser hvor stor del av tiden det blåste fra en vindretning, gruppert i 30-graders sektorer. For hver sektor vises vindstyrkefordelingen. Den dominerende vindretningen er vind fra vest, men i løpet av ett år vil det i området kunne blåse fra alle himmelretninger. Det er vindstille i 2 % av tiden. Figur 3: Vindrose for værstasjonen Skien - Geiteryggen for år Datagrunnlaget er hentet fra Meteorologisk institutt Side 9 av 16

10 5 Spredningsberegninger og metodikk Beregningene er gjort i henhold til TA 3038: Veileder. Beregning av skorsteinshøyde, utgitt av Miljødirektoratet i 2013 [2]. Spredningsberegningene er utført med programmet AERMOD View fra Lakes Environmental. AERMOD er en modell for stasjonære kilder utarbeidet av det amerikanske Miljødirektoratet, US EPA. Modellen inkluderer data som blant annet blandingshøyde, temperatur og temperaturprofil, atmosfærens turbulente egenskaper samt terrengdata. I denne modellen beregnes maksimale bakkekonsentrasjonsbidrag for ulike meteorologiske situasjoner lastet inn i modellen som egen meteorologifil basert på data levert av Det norske meteorologiske institutt (DNMI). De meteorologiske dataene behandles i en egen programdel, AERMET. Beregningene er gjort med terrengdata og landlige forhold. Terrengdataene er prosessert i en egen programdel, AERMAP. Beregningene er utført for et "worst case" mht. utslipp. Konsentrasjonene i omgivelsene blir beregnet i mikrogram per kubikkmeter (µg/m 3 ). Modellen har en egen programdel for beregning av påvirkning av turbulens rundt bygninger. Bygningene rundt varmesentralen er lagt inn i programmet. Påvirkningen av røykgassnedslag pga. turbulens og levirvler bak bygninger er tatt med i beregningene. Beregningene er gjort for støv (PM 10 ), HCl, HF, SO 2, H 2 S, dioksiner og NOx (som NO 2 ). Det er gjort beregninger for timemidlede, døgnmidlede og årsmidlede bakkekonsentrasjoner. Det er utslippet av NOx (som NO 2 ) som er størst og dimensjonerende for skorsteinshøyden. Det er hentet inn verdier for ozon fra og modellen har beregnet oksidering av NO til NO 2 fra ozon Side 10 av 16

11 6 Resultater Spredningsberegningene viser maksimale bakkekonsentrasjoner ved utslipp fra RHI Normag AS nye skorstein. Modelleringen er foretatt med bakgrunn i de meteorologiske dataene fra den meteorologiske stasjonen på Skien. Det er tatt hensyn til de høyeste bygningene rundt anlegget samt terrengformasjonene. Maksimal timemiddelkonsentrasjon, maksimal døgnkonsentrasjon og årsmiddelkonsentrasjon for beregnede parametere ved pipehøyde 41,3 m, volumstrøm m 3 /h og konsentrasjoner som angitt i Tabell 1, er vist i Tabell 4. Ved en skorsteinshøyde på 41,3 meter overskrider maksimal timemiddelkonsentrasjon for NO 2 grensen på 50 % av luftkvalitetskriteriene. Tabell 4: Beregningsresultater for alle parametere ved pipehøyde 41,3 m og volumstrøm m 3 /h. Forurensnings -komponent Maks time [µg/m 3 ] Maks døgn [µg/m 3 ] Årsgjennom -snitt [µg/m 3 ] Grenseverd i time [µg/m 3 ] Grenseverd i døgn [µg/m 3 ] Vurdering av maks bakkekonsentrasjo n i forhold til krav NO OK PM , OK SO ,5-10 OK H2S 4,2 0,2 0, OK HF 0,14 0,008 0, OK HCl 1,4 0,08 0, OK Dioksin 0, ng/m OK Side 11 av 16

12 Figur 4 og Figur 5 viser bakkekonsentrasjoner for modellert spredning av NOx fra skorsteinen den timen i året med mest ugunstige værforhold med hensyn til utlufting og spredning. Konsentrasjonene er i mikrogram per kubikkmeter (µg/m 3 ) ved bakkenivå. Ingen områder belastes med konsentrasjoner over 50 µg/m 3 og kravet i tillatelsen fra Miljødirektoratet overholdes. Man kan se at røykgassen følger den dominerende vindretningen og høydekurvene. Høyest konsentrasjon oppstår ved innslag på høydedragene nordvest for utslippspunktet. Høyest konsentrasjon (47 µg/m 3 ) er i luftlinje beregnet å være 2,4 km nordvest for utslippspunktet. Området er markert med rød ring i Figur 4. Skorsteinen kan sees som et lite rødt kryss omtrent midt på Herøya Side 12 av 16

13 Figur 4: Spredning av NOx fra skorstein for den timen med mest ugunstige værforhold. Høyest bakkekonsentrasjon er modellert til å bli i området markert med rød ring, 2,4 km fra utslippspu nktet Side 13 av 16

14 Figur 5: Beregnede bakkekonsentrasjoner for NOx for skorsteinshøyde 41,3 m vist i Google earth. De blå feltene på Herøya er inntegnede bygninger. Alle konsentrasjoner er under 50 5g/m Side 14 av 16

15 7 Konklusjon Resultatene fra spredningsberegningene viser at med en utslippskonsentrasjon for NOx på 30 mg/nm 3 og en skorsteinshøyde på 41,3 meter overholdes kravet til lokal luftkvalitet. De modellerte maksimale bakkekonsentrasjonene for NOx vil være innenfor grensene av hva et nytt utslippspunkt kan belaste omgivelsene med i forhold til kravene til lokal luftkvalitet. Spredningskartene viser at de høyeste konsentrasjonene av NOx skjer ved innslag på høydedragene nordvest for utslippspunktet. Det er et område med skog og spredt bebyggelse Side 15 av 16

16 8 Referanser 1. Forskrift om begrensning av forurensning (forurensningsforskriften). 2. Klima- og forurensningsdirektoratet (2013). Veileder. Beregning av skorsteinshøyde. TA 3038/ Lokal luftkvalitet i Grenland. Årsrapport bakgrunnsaplikasjonen og ozondata Side 16 av 16