Spredningsberegninger utslipp til luft fra RHI Normag april 2015

Transkript

1 Spredningsberegninger utslipp til luft Click hereto entertext. Status: Endelig utgave Dato: Utarbeidetav: Dag Borgnes Oppdragsgiver: RHI NormagAS

2 Rapport Oppdragsgiver: RHI Normag AS Dato: Prosjektnavn: Click hereto entertext. Dok.ID: Tittel.: Spredningsberegningerutslipp til luft fra RHI Normag april 2015 Deresref: Utarbeidetav: Kontrollertav: Status: IngegerdAanonsen DagBorgnes EinarKjerschow Endeligutgave 1 INNLEDNING 4 2 ANLEGGETS LOKALISERING 4 3 METEOROLOGI OG SPREDNINGSFORHOLD 6 4 BAKGRUNNSKONSENTRASJONER 8 5 GRENSEVERDIER OG LUFTKVALITETSKRITERIER 10 6 SPREDNINGSBEREGNINGER/SKORSTEINSHØYDER Grunnlagsdata Metodikk Resultater og vurderinger NO SO Årsmiddelkonsentrasjonsbidrag av HCl 20 Dok ID: Side1 av 21

3 SAMMENDRAG NorskEnergihartidligere(2012)utført spredningsberegningeri forbindelsemedutslippssøknadfor RHI Normag. RHI Normagønskernåå beregne/vurderebakkekonsent rasjonsbidragsomfølgeav økt utslippav SO2, NOx og HCl vednoenav utslippspunktene. NorskEnergiharnåutført nyeberegningermedaermod. Beregningen er utført med meteorologidata(timedata)for 2011og 2012,og omfattersituasjonsomvedutslippssøknadsamt dagenssituasjonmht. utslipp. Bakkekonsentrasjonsbidragene fra bedriftener vurdert i forhold til luftkvalitetskriterierog grenseverdier,samti forhold til dagensluftforurensningssituasjoni området. Innledendeberegningerviste at meteorologidatafor 2011ganoehøyerebakkekonsentrasjonsbidrag av SO2 ennmeteorologidatafor 2012,mens2012-datagadehøyestebidrageneav NO2. SO2 Modellberegningenetilsier at dagenssituasjongir enøkningi timemiddelkonsentrasjonsbidraget av SO2 i forhold til situasjonsomvedutslippssøknad,men bidrageneer betydeliglavereenn grenseverdienfor timemiddelpå350 g/m 3 (helse)(somikke skaloverskridesmerenn24 ganger pr. kalenderår).høyestebakkekonsentrasjonsbidrag utenforbedriftsområdeter beregnetil 120 g/m 3, og 25.høyesteer beregnetil ca50 g/m 3. Maksimaltdøgnmiddeler beregnetil <30 g /m 3 utenforbedriftsområdet,dvs.betydeliglavereenn grenseverdienfor døgnmiddel(125 g/m 3 ). Bidragetvil ogsåværelavereennluftkvalitetskriterietfor døgnmiddelpå20 g/m 3 i boligområderifølge beregningene. Årsmiddelkonsentrasjonsbidraget av SO2 er moderat, under 3 g/m 3, dvs under 20 % av Miljødirektoratetsgrenseverdifor beskyttelseavøkosystemet. NO2 Modellberegningenetilsier at dagenssituasjongir enøkningi timemiddelkonsentrasjonsbidraget av NO2 i forhold til situasjonsomvedutslippssøknad.bidragenei boligområderi dagenssituasjoner beregnetil <120 g/m 3 for høyestetime og <60 g/m 3 for 19.høyestetimemiddelbidrag.Typisk bakgrunnskonsentrasjon time vedøyekaster ca40-60 g/m 3. Dersommanleggerdenne bakgrunnskonsentrasjonen sammenmedtimemiddelbidraget,blir totalbidragetlavereenn grenseverdienfor timemiddelpå200 g/m 3 (helse)(somikke skaloverskridesmerenn18 ganger pr. kalenderår).det er grunntil å antaat maksimalebakgrunnskonsentrasjonsbidrag og maksimalebidrag fra RHI vil sammenfallei liten grad,og bidragetfra RHI vil trolig ikke bidrasignifikanti situasjoner meddehøyestebakgrunnskonsentrasjonene. Sammenfal l av forhøyedebakgrunnskonsentrasjoner og bidragfra RHI kanundersøkesnærmerevedå utføreytterligereberegningerog vurderingerav meteorologiskeforhold. Dettevil kunnegi informasjon om nivåetpåtotalkonsentrasjoner i forhold til luftkvalitetskriteriet(somer 100 g/m 3 ). Årsmiddelkonsentrasjonsbidraget av NO2 er moderat,under3 Miljødirektoratetsgrenseverdifor årsmiddel. g/m 3, dvsunder10 % av Dok ID: Side2 av 21

4 Spredningsberegninger utslipp til luft I beregningene er det tatt hensyn til at ikke all NOx omdannes til NO2 ved å legge inn en fast O3-verdi (80 µg/m 3 ). Lokalt vil utslipp av NOx fra veitrafikk kunne redusere ozonnivået betydelig, særlig ved episoder med dårlig luftkvalitet. Dette medfører at en mindre andel av NOx-utslippet fra RHI omdannes til NO2. De benyttede forutsetningene representerer derfor en konservativ tilnærming, særlig på lokaliteter/tidspunkt med forhøyede NO2-nivåer. HCl Årsmiddelkonsentrasjonsbidrag av HCl utenfor bedriftsområder er beregnet til vesentlig lavere enn 1 µg/m 3. Dok ID: Side 3 av 21

5 1 Innledning NorskEnergihartidligere(2012)utført spredningsberegningeri forbindelsemedutslippssøknadfor RHI Normag. RHI Normagønskernåå beregne/vurderebakkekonsent rasjonsbidragsomfølgeav økt utslippav SO2, NOx og HCl vednoenav utslippspunktene. NorskEnergiharnåutført nyeberegningermedaermod. I modellenharvi lagt inn digitale terrengdata.beregningen er utført medmeteorologidata(timedata)for 2011og 2012,og omfatter situasjonsomvedutslippssøknadsamtdagenssituasjon mht utslipp. Bakkekonsentrasjonsbidragene fra bedriftener vurdert i forhold til luftkvalitetskriterierog grenseverdier,samti forhold til dagensluftforurensningssituasjoni området. 2 Anleggets lokalisering Lokaliseringav anleggetsamtomgivelseneomkringanleggetfremgårav figur 1. Figur 2 viseraktuelle utslippspunkter. Figur 1 Lokaliseringav anleggetsamtomgivelseneomkringanlegget Dok ID: Side4 av 21

6 Figur 2 Utslippspunktertil luft 1 til 28 markertmedrosa. Dok ID: Side5 av 21

7 3 Meteorologi og spredningsforhold Luftasstabilitetsforholdog vindhastighetharbetydningfor hvordanutslippenespres.denvertikale temperaturgradienten forteller hvor stabilluften er. Hvis temperaturenavtar medhøydenmedmer ennca. 1 C pr. 100m, vil luften væreustabil. Nøytralluft harvi nårtemperaturenavtarmed 1 C til 0 C pr. 100m. Hvis temperaturenstiger medhøyden,vil luften værelett stabileller stabil, avhengigav hvor mye temperaturenstiger. Svakvind og ustabilatmosfæregir normaltmaksimalkonsentrasjonernærutslippet.slike forhold vil dettypisk værenårdeter sol om sommeren.er atmosfæreforholdenenøytralevil maksimalkonsentrasjoneneforekommelengrefra utslippet.svak til moderatvind og stabilatmosfære(om vinterenog om nattenpåsommeren)gir normaltmaksimalkonsentrasjoner lengrefra utslippsstedet. Nordligeog sydligevindretningerer demestvanlig i Porsgrunn(fralands-og pålandsvind).området omkringfrierfjordenharenslagsgryteformsomgjør at luftutskiftingenikke blir sågodsomde generelleluftstrømmerskulle tilsi. Utslipp fra veitrafikk og andrebakkekildergir høyestebakkekonsentrasjoner vedstabileatmosfæriske forhold, mensskorsteinsutslippnormaltvil gi høyest bakkekonsentrasjonvedustabilatmosfære. NorskHydro påherøyaharforetattmålingerav meteorologidatapåherøyai forbindelsemeddet arbeidetmiljødirektoratetharuført i forbindelsemedovervåkingav luftkvaliteteni Grenland. Vindrosersomviserfordelingenav vindretningpåmålestasjonenherøyai år er vist underi figur 3, figur 4 og figur 5. Vindroseneangiri prosenthvor ofte vindenharblåstfra 15-graders sektorer. Dok ID: Side6 av 21

8 Måleperiode Vest Nord 24 % 20 % 16 % 12 % 8 % 4 % 0 % Øst Sør Figur 3 Vindrosefor Herøyafor perioden Måleperiode sommer Vest Nord 24 % 20 % 16 % 12 % 8 % 4 % 0 % Øst Figur 4 Vindrosefor Herøyafor sommeri perioden Sør Måleperiode vinter Vest Nord 24 % 20 % 16 % 12 % 8 % 4 % 0 % Øst Sør Figur 5 Vindrosefor Herøyafor vinter i perioden Figur 3, 4 og 5 viserat dominerendevindretninger fra nord-nordøst. Dok ID: Side7 av 21

9 4 Bakgrunnskonsentrasjoner For å vurdereresultatenefra spredningsberegningen trengervi et estimatfor bakgrunnskonsentrasjon timemiddelfor NO2. Med bakgrunnskonsentrasjon i dennesammenhengmenes bakkekonsentrasjonsnivå somer relevantfor et stø re område(ikke nærtrafikkerteveier).nærmeste relevantemåledatafinnesvedøyekasti Grenland(bybakgrunnstasjon). Figur 6 visermåltetimemiddelkonsentrasjoner i 2012, 2013og 2014veddennestasjonen. Figur 6 Timemiddelkonsentrasjoner av NO 2 i µg/m³på Øyekasti hhv.2012,2013,2014 Dok ID: Side8 av 21

10 Det fremgårav figureneat timemiddelverdienei 2012, 2013og 2014veddennestasjonen stortsetter under60 ug/m 3, menat episodermedtimemiddelkonsentrasjoner på60 til 90 forekommer alle årene.basertpåvurderingerav bakgrunnskonse ntrasjonerpåøyekastanslåstypisk timemidlet bakgrunnskonsentrasjon til g NO2/m 3. * Skienkommuneog Dok ID: Side9 av 21

11 5 Grenseverdier og luftkvalitetskriterier Myndigheteneharangittgrenseverdier,mål og luftkvalitetskriterierfor konsentrasjonerav bl.a.no2 i uteluft.grenseverdiener gitt blantanneti Forurensningslovenskapittel7 1. Miljødirektoratetog Folkehelseinstituttethari rapportenvirkningerav luftforurensningerpå helse(2013/9) 2 fastsatt luftkvalitetskriterierfor ulike luftforurensningskomponenterbasertpåeksisterendekunnskapom hvilke helseeffekterde gir. Tabell1 visergrenseverdierfor luftkvalitet for SO2 og NO2. Tabell 1 Grenseverdierfor SO2 og NO2 Komponent Midlingstid Grenseverdi Antall tillatte overskridelserav grenseverdien Svoveldioksid 1. Timegrenseverdi for beskyttelseav mennesketshelse 2. Døgngrenseverdi for beskyttelseav mennesketshelse 3. Grenseverdifor beskyttelseav økosystemet Nitrogendioksidog nitrogenoksider 1. Timegrenseverdi for beskyttelseav mennesketshelse 2. Årsgrenseverdi for beskyttelseav mennesketshelse 3. Grenseverdifor beskyttelseav vegetasjonen 1 time 350 g/m³ Grenseverdienmå ikke overskridesmer enn24 gangerpr. kalenderår 1 døgn(fast) 125 g/m³ Grenseverdienmå ikke overskridesmer enn3 gangerpr. kalenderår Dato for oppnåelse av grenseverdi 1. januar januar2005 Kalenderårog i 20 g/m³ 4. oktober2002 vinterperioden(1/10 31/3) 1 time 200 g/m³no 2 Grenseverdienmå ikke overskridesmer enn18 gangerpr. kalenderår 1. januar2010 Kalenderår 40 g/m³no 2 1. januar2010 Kalenderår 30 g/m³no x 4. oktober Grenseverdierluftkvalitet: Forurensningsforskriften kap html 2 Luftkvalitetskriterier:Folkehelseinstituttog Mil jødirektoratet:virkningerav luftforurensningerpå helse. Nasjonalt folkehelseinstituttrapport2013/9. Dok ID: Side10 av 21

12 Tabell2 viserluftkvalitetskriterierfor SO2 og NO2. Tabell 2 Luftkvalitetskriterierfor SO 2 og NO 2 Komponent Midlingstid Luftkvalitetskriterier NO 2 15 min 300µg/m 3 NO 2 Time 100µg/m 3 NO 2 År 40 µg/m 3 SO 2 15 min 300µg/m 3 SO 2 Døgn 20 µg/m 3 Dok ID: Side11 av 21

13 6 Spredningsberegninger/skorsteinshøyder 6.1 Grunnlagsdata Utslippsdataog datavedrørendebygningshøyderer innhentetfra oppdragsgiver.utslippsdatasomer benytteter gitt i tabell3 nedenfor. Tabell3 Utslippsdata.Situasjonsomvedutslippssøknadsamtdagenssituasjonmht utslipp Situasjon somved utslippssøknad Dagenssituasjon Avgassmengde, Nm 3 /time 65000pr punkt,totalt m 3 /time Utløpshastighet,m/s Skorsteinsdiameter,m Utløpstemperatur, C NOx, mg/nm SO2, mg/nm HCl, mg/nm NOx, g/s SO2, g/s HCl, g/s Skorsteinshøyder Det er benyttetbygningshøydepå32,5meterfor bygg 132,og bygningshøydepå42 meterfor bygg 103(nabobyggetil bygg132)i modellen. For utslippspunkt21 er følgendebygningshøyderbenyttet: Nytt posefilter: 20,2m Nabobygg(silobygg) 20,5m Ammoniakktank,sylindriskdel (storhvit tank): 25 m Ammoniakktank,kuppeltopp(storhvit tank): 36 m Tårnetpåkalsinatoren 60 m ØvrigebygningerpåHerøyamedbetydningfor spredningener ogsålagt inn i modellen. Dok ID: Side12 av 21

14 Norsk Energi Spredningsberegningerutslipp til luft Side13 av Metodikk I beregningeneharvi benyttetmodellenaermod sombyggerpåmodellerutarbeidetav US EnvironmentalProtectionAgency(USEPA).Vi harbenyttet meteorologidatabasertpåomfattende datafra Torp(timedata2011og 2012)somer bearbeidet for bedreå ivaretalokalemeteorologiske forhold. Det er tatt hensyntil at ikke all NOx omdannestil NO2 vedå leggeinn enfasto3-verdi (80 µg/m 3 ) og benytteplumevolumemolar RatioMethod(PVMRM). Lokalt vil utslippav NOx fra veitrafikk kunneredusereozonnivåetbetydelig,særligvedepisodermeddårlig luftkvalitet. Dettemedførerat enmindreandelav NOx-utslippetfra RHI omdannestil NO2. De benyttedeforutsetningene representererderforenkonservativtilnærming,særlig pålokaliteter/tidspunktmedforhøyedeno2- nivåer.

15 Norsk Energi Spredningsberegningerutslipp til luft Side14 av Resultater og vurderinger NO2 Figurenenedenforviserresultatav modellberegninger for situasjonsomvedutslippssøknad. Høyestebakkekonsentrasjonsbidrag 19. høyestebakkekonsentrasjonsbidrag Figur 7 Bakkekonsentrasjonsbidrag avno2 (µg/m 3, timemiddel).situasjonsomvedutslippssøknad. Meteorologidata2012

16 Norsk Energi Spredningsberegninger utslipp til luft Side 15 av 21 Figurene nedenfor viser resultat av modellberegninger for dagens situasjon. Høyeste bakkekonsentrasjonsbidrag 19. høyeste bakkekonsentrasjonsbidrag Figur 8 Bakkekonsentrasjonsbidrag av NO 2 (µg/m 3, timemiddel). Dagens situasjon. Meteorologidata 2012

17 Norsk Energi Spredningsberegningerutslipp til luft Side16 av 21 Figureneovenforviserat dagenssituasjongir enøkning i timemiddelkonsentrasjonsbidraget av NO2 i forhold til situasjonsomvedutslippssøknad.bidragenei boligområderi dagenssituasjoner beregnetil <120 g/m 3 for høyestetime og <60 g/m 3 for 19.høyestetimemiddelbidrag.Typisk bakgrunnskonsentrasjon time vedøyekaster ca40-60 g/m 3. Dersommanleggerdenne bakgrunnskonsentrasjonen sammenmedtimemiddelbidraget,blir totalbidragetlavereenn grenseverdienfor timemiddelpå200 g/m 3 (helse)(somikke skaloverskridesmerenn18 ganger pr. kalenderår).det er grunntil å antaat maksimale bakgrunnskonsentrasjonsbidrag og maksimale bidragfra RHI vil sammenfallei liten grad,og bidragetfra RHI vil trolig ikke bidrasignifikanti situasjonermeddehøyestebakgrunnskonsentrasjonen e. Sammenfallav forhøyede bakgrunnskonsentrasjoner og bidragfra RHI kanundersøkesnærmerevedå utføreytterligere beregningerog vurderingerav meteorologiskeforhold. Dettevil kunnegi informasjonom nivåetpå totalkonsentrasjoner i forhold til luftkvalitetskriteriet(somer 100 g/m 3 ). Årsmiddelkonsentrasjonsbidraget avno2 er moderat,under3 Miljødirektoratetsgrenseverdifor årsmiddel. g/m 3, dvsunder10 % av I beregningener dettatt hensyntil at ikke all NOx omdannestil NO2 vedå leggeinn enfasto3- verdi (80 µg/m 3 ). Lokalt vil utslippav NOx fra veitrafikk kunneredusereozonnivåetbetydelig, særligvedepisodermeddårlig luftkvalitet. Dettemedførerat enmindreandelav NOx-utslippetfra RHI omdannestil NO2. De benyttedeforutsetningenerepresentererderfor enkonservativ tilnærming,særligpålokaliteter/tidspunktmedforhøyedeno2-nivåer.

18 Norsk Energi Spredningsberegningerutslipp til luft Side17 av SO2 Figurenenedenforviserresultatav modellberegninger for situasjonsomvedutslippssøknad. Høyestebakkekonsentrasjonsbidrag 25. høyestebakkekonsentrasjonsbidrag Figur 9 Bakkekonsentrasjonsbidrag avso2 (µg/m 3, timemiddel).situasjonsomvedutslippssøknad. Meteorologidata2011

19 Norsk Energi Spredningsberegninger utslipp til luft Side 18 av 21 Figurene nedenfor viser resultat av modellberegninger for dagens situasjon. Høyeste bakkekonsentrasjonsbidrag 25. høyeste bakkekonsentrasjonsbidrag Figur 10 Bakkekonsentrasjonsbidrag av SO 2 (µg/m 3, timemiddel). Dagens situasjon. Meteorologidata 2011.

20 Norsk Energi Spredningsberegningerutslipp til luft Side19 av 21 Figur 11 Bakkekonsentrasjonsbidrag avso 2 (µg/m 3, døgnmiddel).dagenssituasjon.meteorologidata2011. Figureneovenforviserat dagenssituasjongir enøkning i timemiddelkonsentrasjonsbidraget av SO 2 i forhold til situasjonsomvedutslippssøknad,menbidrageneer betydeliglavereenngrenseverdienfor timemiddelpå350 g/m 3 (helse)(somikke skaloverskridesmerenn24 ganger pr. kalenderår).høyeste bakkekonsentrasjonsbidrag utenforbedriftsområdeter beregnetil 120 g/m 3, og 25.høyesteer beregnetil ca50 g/m 3. Maksimaltdøgnmiddeler beregnetil <30 g /m 3 utenforbedriftsområdet,dvs.betydeliglavereenn grenseverdienfor døgnmiddel(125 g/m 3 ). Bidragetvil ogsåværelavereennluftkvalitetskriterietfor døgnmiddelpå20 g/m 3 i boligområderifølge beregningene. Årsmiddelkonsentrasjonsbidraget av SO 2 er moderat,under3 grenseverdifor beskyttelseav økosystemet. g/m 3, dvs under20 % av Miljødirektoratets

21 Norsk Energi Spredningsberegningerutslipp til luft Side20 av Årsmiddelkonsentrasjonsbidrag av HCl Tabellennedenforviser maksimaltårsmiddelkonsentr asjonsbidragav HCl. Årsmiddelkonsentrasjonsbidraget av HCl er beregnetbasertpåutslippskonsentrasjonog bakkekonsentrasjonsbidrag av SO2. Tabell4 Maksimaleårsmiddelkonsentrasjonsbidrag Maksimaltberegnet årsmiddelkonsentrasjonsbidrag Parameter Utslippskonsentrasjon utenforbedriftsområdet HCl 10 <0.4 1 /<<1 µg/m 3 SO2 <3 µg/m 3 1 HCl-bidrag beregneti forbindelsemedutslippssøknad Utslippsdataenetilsier at utslippetav HCl for alle utslippspunkterer mindreenn1/3-delav SO2- utslippet(for noenav utslippspunktener detvesentlig mindre).basertpådettefinner vi at maksimaltårsmiddelkonsentrasjonsbidrag utenforbedriftsområderer vesentliglavereenn1 µg/m 3.