Ero sivun ”Minera:Energiantuotannon päästökertoimet” versioiden välillä

Opasnet Suomista
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
(tekstiä siirretty Erac-intrasta)
 
Rivi 922: Rivi 922:
Kaasupäästöistä hiilidioksidi on kasvihuonekaasu. Typen oksidit saattavat vaurioittaa kasvillisuutta ja happamoittaa ja/tai rehevöittää ympäröivää maaperää ja vesiä. Hiilimonoksidi ja ilman pienhiukkaset PM2.5 ovat hengitettynä haitallisia terveydelle. Lisäksi elohopea voi levitä sekä kaasuna että pienhiukkasina. Kuvassa 1 on esitetty kaivoksen energiantuotannosta aiheutuvat päästöt.
Kaasupäästöistä hiilidioksidi on kasvihuonekaasu. Typen oksidit saattavat vaurioittaa kasvillisuutta ja happamoittaa ja/tai rehevöittää ympäröivää maaperää ja vesiä. Hiilimonoksidi ja ilman pienhiukkaset PM2.5 ovat hengitettynä haitallisia terveydelle. Lisäksi elohopea voi levitä sekä kaasuna että pienhiukkasina. Kuvassa 1 on esitetty kaivoksen energiantuotannosta aiheutuvat päästöt.


[[Image:energiariskinarviointi.tif|thumb|centre|600px|Energiariskinarviointi ]]
[[Image:800px-Energiariskinarviointi.tif|thumb|centre|600px|Energiariskinarviointi ]]


Päästöjä tarkastellaan päästökertoimien avulla eri energianlähteille. Suomalaisessa kirjallisuudessa päästökertoimia on laskettu ympäristöhallinnon tietokantoihin (Vahti-palvelu) kerättyjen ilmalupavelvollisten laitosten tietojen perusteella sekä eri polttoaineiden alkuainepitoisuuksien ja erotinlaitteiden oletettujen erotusasteiden perusteella <ref name="Melanen">Melanen, M., Ekqvist, M., Mukharjee, A. B., Aunela-Tapola, L., Verta, M. ja Salmikangas, T. 1999. Raskasmetallien päästöt ilmaan Suomessa 1990-luvulla. Suomen ympäristö 329, Suomen Ympäristökeskus</ref>. Lisäksi päästökertoimia voidaan käsitellä syötetyn polttoaineen määrän mukaan tai laitteen tehon mukaan <ref name="AP">AP 42, Fifth Edition. Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volume 1: Stationary Point and Area Sources. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html#toc</ref>.
Päästöjä tarkastellaan päästökertoimien avulla eri energianlähteille. Suomalaisessa kirjallisuudessa päästökertoimia on laskettu ympäristöhallinnon tietokantoihin (Vahti-palvelu) kerättyjen ilmalupavelvollisten laitosten tietojen perusteella sekä eri polttoaineiden alkuainepitoisuuksien ja erotinlaitteiden oletettujen erotusasteiden perusteella <ref name="Melanen">Melanen, M., Ekqvist, M., Mukharjee, A. B., Aunela-Tapola, L., Verta, M. ja Salmikangas, T. 1999. Raskasmetallien päästöt ilmaan Suomessa 1990-luvulla. Suomen ympäristö 329, Suomen Ympäristökeskus</ref>. Lisäksi päästökertoimia voidaan käsitellä syötetyn polttoaineen määrän mukaan tai laitteen tehon mukaan <ref name="AP">AP 42, Fifth Edition. Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volume 1: Stationary Point and Area Sources. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html#toc</ref>.

Nykyinen versio 27. maaliskuuta 2013 kello 11.46




Tämä sivu on siirretty Erac-intrasta: [1] ja [2]

----#(number):: . Kannattaa noudattaa tavanomaista otsikkorakennetta: Kysymys; Vastaus; Perustelut. (Tai vaihtoehtoisesti: Rajaus; Tulos; Perustelut.) --Jtuomist 13:11, 10 May 2011 (UTC) (type: truth; paradigms: science: comment)

Kysymys

Mitkä ovat kaivosten energiantuotannon päästöt?

Tarkastelu rajataan koskemaan kaivosten energian- ja lämmöntuotannossa syntyneitä kaasu-, pienhiukkas- ja metallipäästöjä. Tarkastelussa otetaan huomioon ainoastaan polttoprosesseissa syntyneet päästöt sekä niiden puhdistaminen. Päästöjen leviäminen ja niiden vaikutukset on rajattu tämän tarkastelun ulkopuolelle.

Vastaus

Energiantuotannon päästöt lasketaan kullekin metallille, kaasulle ja partikkelien raekoolle kaavalla [1]: 

Es=A*EFs*CE1*CE2*...*CEn

jossa:

Es = Päästön massa (kg)
 
A = Polttoaineen kulutus tunnissa (tonnia, m3) tai tuotetun energian määrä (MJ, PJ, kWh)

EFs = päästökerroin (kg/ton, kg/MJ, kg/kWh, kg/m3, kg/PJ)

CE1-CEn = päästöjen vähentämisen tehokkuuskertoimet kullekin käytetylle menetelmälle.

Päästöjen laskennassa käytetään rajoittamatonta arvoa jos päästöjen vähentämiskeinoa ei ole tiedossa tai vähentämiskeinolle ei ole annettu valmista päästökerrointa.

Päästökertoimet

Päästökerrointaulukot on siirretty Opasnetin puolelle

Boilerien päästökertoimet[1]

SO2:n päästökertoimet on laskettu koksiuunikaasulle, kaatopaikkakaasulle, maakaasulle ja nestekaasulle käyttäen rikkipitoisuutena vakioarvoja[1]. Jos polttoaineiden rikkipitoisuus on tiedossa voi päästökertoimen laskea uudestaan kaavalla 

EF = EFs/Sa*S 

EF = Laskettu päästökerroin
EFs = Päästökerroin paikallaan olevien polttomoottorien päästökertoimet taulukossa
Sa = Päästökertoimen laskennassa käytetty vakiorikkipitoisuus[1]
S = polttoaineen rikkipitoisuus


Paikallaan olevien polttomoottorien päästökertoimet [2]

SO2:n päästökertoimen laskennassa dieselille on polttoaineen rikkipitoisuutena käytetty arvoa 0.1%[3]. Jos dieselin rikkipitoisuus on tiedossa voi päästökertoimen laskea uudestaan kaavalla 

EF = EFs/0.1*S 

EF = Laskettu päästökerroin
EFs = Päästökerroin paikallaan olevien polttomoottorien päästökertoimet taulukossa
S = polttoaineen rikkipitoisuus

Sähköntuotannon päästökertoimet[4]

SO2:n päästökertoimen laskennassa polttoöljyille ja öljytisleille (mm. diesel) on polttoaineen rikkipitoisuutena käytetty arvoa 0.1%[3]. Butaanille ja propaanille rikkipitoisuutena on käytetty arvoa 1mg/m3[5]. Jos polttoaineen rikkipitoisuus on tiedossa voi päästökertoimen laskea uudestaan kaavalla 

EF = EFs/Sa*S 

EF = Laskettu päästökerroin
EFs = Päästökerroin sähköntuotannon päästökertoimet taulukossa
Sa = Polttoainekohtainen vakiorikkipitoisuus[3][5]
S = Polttoaineen rikkipitoisuus

PM10 ja PM2.5 päästökertoimet polttoöljylle ja öljytisleille on laskettu kaavalla 

EFs=N*1.12*S+0.37

EFs = Päästökerroin sähköntuotannon päästökertoimet taulukossa
N = Annettu vakio[4]
S = Rikkipitoisuus

Päästökertoimien laskennassa taulukossa sähköntuotannon päästökertoimet rikkipitoisuutena on käytetty 0.1%[3].

Perustelut

Kaivoksissa paikallisesti tuotettu energia aiheuttaa sekä paikallisia että globaaleja päästöjä. Paikallisia päästöjä ovat pienhiukkaspäästöt sekä erilaiset kaasumaiset päästöt. Osalla kaasumaisista päästöistä (esim. CO2) vaikutukset voivat olla globaaleja. Tarkastelussa on keskitytty ainoastaan paikallisten voimalaitosten päästöihin, joten muualla tuotettu energia on rajattu tarkastelun ulkopuolelle.

Eniten energiaa kaivoksilla kuluu rikastamon ja murskaamon toimintaan ja maanalaisen louhoksen lämmittämiseen. Lisäksi ajoneuvot ja laitteet kuluttavat energiaa. Tässä tarkastelussa ei ajoneuvojen osuutta ole kuitenkaan otettu huomioon. Suomalaisilla metallimalmikaivoksilla sähköenergia tuotetaan pääsääntöisesti kaivoksen ulkopuolella ja toimitetaan ilmajohtoja pitkin kaivokselle (mm.[6],[7],[8],[9],[10],[11],[12]). Kaivoksen ja rakennusten lämmittämiseen käytetään usein lämpövoimaloita tai aggregaattien hukkalämpöä. Näiden polttoaineena käytetään yleensä fossiilisia polttoaineita, jotka tuottavat paikallisia pienhiukkaspäästöjä sekä paikallisia ja globaaleja kaasupäästöjä.

Kaasupäästöistä hiilidioksidi on kasvihuonekaasu. Typen oksidit saattavat vaurioittaa kasvillisuutta ja happamoittaa ja/tai rehevöittää ympäröivää maaperää ja vesiä. Hiilimonoksidi ja ilman pienhiukkaset ovat hengitettynä haitallisia terveydelle. Lisäksi elohopea voi levitä sekä kaasuna että pienhiukkasina.

Tässä tarkastelussa on kerätty yleisimmin kaivoksissa käytettyjen polttoaineiden ja puhdistusmenetelmien päästökertoimia ja suodatuskertoimia sekä niiden yhdistelmiä sekä kaasu- että hiukkaspäästöille. Kaivosten lämmitysenergia tuotetaan pääsääntöisesti joko kevyellä polttoöljyllä ja dieselillä tai raskaalla polttoöljyllä, mutta myös maakaasua (propaania) käytetään ainakin Kemin kaivoksella. Taulukoihin on jätetty myös muita kuin suomalaisilla kaivoksilla käytettävien polttoaineiden arvoja tulevaisuuden energiantuotantoa ja mallin käyttämistä Suomen ulkopuolella silmällä pitäen. Taulukot on otettu Australialaisen NPI:n käyttämistä taulukoista [1][2].

Riippuvuudet

  • Käytetty polttoaine ja sen alkuperä
  • Puhdistusmenetelmä
  • Tuotettu energia
  • Piipun korkeus (leviäminen)
  • Aineen raekoko (vaikutukset)

Viitteet

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 National Pollutant Inventory Emission estimation technique manual For Combustion in boilers Version 3.6 December 2011, http://www.npi.gov.au/publications/emission-estimation-technique/pubs/boilers.pdf
  2. ↑ 2,0 2,1 National Pollutant Inventory. Emission estimation technique manual for Combustion engines Version 3.0 June 2008. http://www.npi.gov.au/publications/emission-estimation-technique/pubs/combustion-engines.pdf
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 Polttoaineluokitus 2010. http://www.stat.fi/tup/khkinv/khkaasut_maaritykset_2010.html
  4. ↑ 4,0 4,1 National Pollutant Inventory Emission estimation technique manual for Fossil Fuel Electric Power Generation Version 3.0 January 2012. http://www.npi.gov.au/publications/emission-estimation-technique/pubs/elec-supply.pdf
  5. ↑ 5,0 5,1 Tuotetiedote: Maakaasu. http://www.gasum.fi/tuotteet/maakaasu/Documents/Maakaasun_tuotetiedote.pdf
  6. ↑ Itä-Suomen ympäristölupavirasto. Päätös 142/07/2. http://www.environment.fi/download.asp?contentid=77997&lan=fi
  7. ↑ Pohjois-Suomen Ympäristölupavirasto, Lupapäätös Nro 64/06/2. http://www.environment.fi/download.asp?contentid=53067&lan=fi
  8. ↑ Itä-Suomen Ympäristölupavirasto, Päätös Nro 104/08/2 http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=92745
  9. ↑ Itä-Suomen Ympäristölupavirasto, Päätös Nro 91/08/2. http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=92044&lan=fi
  10. ↑ Länsi-Suomen Ympäristölupavirasto, Päätös Nro 2/2006/2. http://www.environment.fi/download.asp?contentid=48531&lan=fi
  11. ↑ Itä-Suomen Ympäristölupavirasto, Päätös Nro 70/07/2. http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=69832&lan=fi
  12. ↑ Pohjois-Suomen Ympäristölupavirasto Lupapäätös Nro 68/06/1. http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=53289&lan=fi

Katso myös

Lisää päästökertoimia eri lähteistä sekä pohdintaa energiantuotannon päästöistä löytyy täältä (Suojattu sivu EracIntra wikissä. Huom! sivu on keskeneräinen).

Minera-malli: Ohjeistusta kaivostoiminnan ympäristö- ja terveysriskien arviointiin.
Osa linkeistä vie ohjeistuksiin eri vaikutusarvioinnin osien tekemisestä, osa taas valmiisiin laskentamalleihin (lihavoitu).
Kaivostoiminta

Kohdekohtaisen arvioinnin esimerkkisivu · Rikastus · Kaivosprosessit

Pölyn ja hiukkasten päästöt

Pöly (ohje) · Lähteet · Pintamaan poisto! · Tarvekivi ! · Louhinta ! · Murskaus · Lastaus ja pudotus · Kuljetuksen pakokaasupäästöt! · Kuljetuksen pölypäästöt! · Työkoneet · Hihnakuljetus · Energiantuotanto · Polttomoottorit! · Sähköntuotanto ! · Boilerit ! · Varastointi · Kaivannaisjäte · Sivukivi · Rikastushiekka

Muut päästöt

Haju · Kaasut · Typpi · Säteily! · Tärinä · Jätevesi · Varastoinnin vesipäästö · Mallinnusohjelmat · Rikastuskemikaalipäästöt · Melu

Pitoisuus ympäristössä

Pohjavesi · Pintavesi · Kulkeutuminen vedessä! · Sedimentit · Sedimentit (mittaukset) · Sedimentit (huokosvedet) · Maaperä! · Maaperän terveysriskinarvio

Ihmiset Ympäristö ja ekologia
Altistuminen

Altistumisen arviointi

Nisäkkäät ja linnut · Kasvit! · Maaselkärangattomat! · Ravinto!

Vaikutus

Terveysriskinarvioinnin rakenne · Riskinarviointiohjeet: · Pohjavesi · Pintavesi · Pöly · Kaasumaiset ilman epäpuhtaudet · Maaperä · Tärinä · Haju · Säteily! · Maaperän terveysriski · Kaasut · Melu · Pienhiukkasvaikutukset! · Terveysriskin kuvaus

Vesistöt · Maaperä · Sedimentti · Ekologinen riskinarviointi: · Ekologisten vaikutusten arviointi · Kohdekohtaisen mallin vaiheet · Alustus · Kohdetutkimukset · Vaikutusten arviointi · Mittauksiin perustuva arvio · Luonnehdinta

Integroitu riskinarvio

Integroitu riskinarvio · Viitearvoja

Muita Minera-projektin tuotoksia
Minera-mallin sovelluksia

· Luikonlahden tapaustutkimus · Luikonlahden sienitutkimusraportti

Muut

· Metallimalmikaivostoiminnan parhaat ympäristökäytännöt · Minera-hanke · MINERA Loppuseminaari · Kauppila T, Makkonen S, Komulainen H, Tuomisto JT: Metallikaivosalueiden ympäristöriskinarviointiosaamisen kehittäminen: MINERA-hankkeen loppuraportti. · Lehdistötiedote 15.4.2013 · Kohdekohtainen esimerkki · Lyhenteet ja määritelmät · Loppuraportti kokonaismalli · Kaivostoiminnan ympäristöterveysriskien arviointi (suojattu sivu) · Mallinnusohjelmat päästöjen arvioinnissa · Viitearvot · Talvivaaran kaivoksen terveysvaikutukset · Loppuraportti · Raportti · Yaran tapaustutkimus

Muita kaivostoimintaan liittyvää

· Vesijalanjälki · Hyvä kaivos pohjoisessa · Yhteiskuntatieteellinen kaivostutkimus Itä-Suomen yliopistossa · Teemasivu:Kaivostoiminnan vaikutusarviointi


Energia lisätaulukot

Malline:Variable

⇤--#(number):: . Ehdotan sivulle uutta nimeä: Minera:Energiantuotannon päästökertoimet. --Jtuomist 13:11, 10 May 2011 (UTC) (type: truth; paradigms: science: attack)

----#(number):: . Kannattaa noudattaa tavanomaista otsikkorakennetta: Kysymys; Vastaus; Perustelut. (Tai vaihtoehtoisesti: Rajaus; Tulos; Perustelut.) --Jtuomist 13:11, 10 May 2011 (UTC) (type: truth; paradigms: science: comment)

Kysymys

Mitkä ovat kaivosten energiantuotannon päästöt?

Tarkastelu rajataan koskemaan kaivosten energian- ja lämmöntuotannossa syntyneitä kaasu-, pienhiukkas- ja metallipäästöjä. Tarkastelussa otetaan huomioon ainoastaan polttoprosesseissa syntyneet päästöt sekä niiden puhdistaminen. Päästöjen leviäminen ja niiden vaikutukset on rajattu tarkastelun ulkopuolelle.

Vastaus

Energiantuotannon päästöt lasketaan kullekin metallille, kaasulle ja partikkelien raekoolle kaavalla:

E=W*EF

jossa:

E = Päästön määrä (μg, g)

W = Tuotetun energian määrä (MJ)

EF = Päästökerroin (μg/MJ, g/MJ)

Alla olevista taulukoista haetaan käytetyn polttoaineen mukaan kaikki päästökertoimet ja lasketaan erilliset päästöt jokaiselle päästökertoimelle. Taulukkoja tullaan muokkaamaan helpommin luettavaan muotoon. Myöhemmin kaavaan lisätään vielä suodattimien vaikutus, ellei niitä ole taulukoissa valmiina.

Metallipäästöjen kertoimet

Taulukon 1. päästökertoimet on laskettu polttoaineiden alkuainepitoisuuksien ja erotinlaitteiden oletettujen erotusasteiden perusteella[1]. Kaivosten aggregaatit ja lämpölaitokset ovat yleensä pieniä, muutamista sadoista kilowateista muutamiin megawatteihin. Vahti-palveluun kerättyjen tietojen perusteella lasketut päästökertoimet on tarkoitettu isoille, useiden kymmenien tai satojen megawattien laitoksille, joten ne eivät ole käyttökelpoisia tässä tarkastelussa.

Taulukko 1. Päästökertoimet polttoaineittain (μg/MJ)[1]. Viiva tarkoittaa ettei päästökertoimelle ole luotettavaa arvoa. 1Erotusasteet: sykloni 80%, pesuri 87%, sähkösuodin 99,5%; elohopean erotusaste sähkösuotimella on arvioitu 10%. 2 Syklonin erotusaste keskimäärin 50%. 3 Erotusasteet: sykloni 60%, pesuri 87% sähkösuodin 99,4%[2] ; elohopealle erotusasteeksi on arvioitu 40% syklonilla, pesurilla ja sähkösuotimella. 4 Erotusasteet sykloni 60-75%, sähkösuodin keskimäärin 92%, pesuri 87% (elohopealle 10%)[2].
Ei erotinta Sykloni Pesuri Sähkösuodin Sähkösuodin ja pesuri Muu
Kivihiili 1[3]
As 130 26 17 0,66
Cd 18 3,6 2,3 0,089
Cr 1000 200 130 5,0
Cu[1] 350 70 45 1,8
Hg 3,7 3,7 3,7 3,4
Ni 800 160 100 4,0
Pb 790 160 100 3,9
V 1400 270 180 6,9
Zn 600 120 78 3,0
Raskas polttoöljy2[4]
As 2,0 1,0
Cd 0,30 0,20
Cr 1,0 0,50
Cu[5] 2,5 1,0
Hg 0,030 0,030
Ni 300 150
Pb [5] 25 10
V 1000 450
Zn - -
Turve3
As 81 33 11 0,49
Cd 2,8 1,1 0,40 0,020
Cr 140 56 18 0,84
Cu 220 89 29 1,3
Hg 2,6 1,6 1,6 1,6
Ni 140 58 19 0,87
Pb 170 68 22 1,0
V 180 74 24 1,1
Zn 330 130 43 2,0
Puu ja kuori4[4]
As 1,0 0,30 0,13 0,10
Cd 5,0 2,0 0,65 0,50
Cr 35 9,0 4,5 2,0
Cu - - - -
Hg 0,50 0,50 0,45 0,50
Ni 30 8,5 3,9 2,0
Pb 200 55 26 15
V 100 25 13 9,0
Zn - - - -
Jäteliemi[4]
As 2,0 0,85
Cd 3,0 2,0
Cr 0,50 0,045
Cu - -
Hg 0,80 0,80
Ni 0,30 0,090
Pb 50 27
V - -
Zn - -
Maakaasu[6]
Hg 0,05-0,15 g/TJ

Kaasu- ja partikkelipäästöjen kertoimet

Taulukko 2. Paikalleen sijoitettujen moottorien hiilidioksidin päästökertoimet polttoaineittain [7]. Kaikissa kohdissa oletetaan palamisen olevan täydellistä paitsi kotitalousjätteen kohdalla, jossa palaminen tapahtuu 98 prosenttisesti. HHV=higher heat value
Polttoaine Päästökerroin (kg CO2 / MMBtu) Päästökerroin g/MJ
Hiili[8]
Antrasiitti 103.62 98.21
Bitumihiili 93.46 88.58
Subbituminen kivihiili 97.09 92.02
Ligniitti 96.43 91.40
Maakaasu[8]
HHV: 975 - 1000 Btu/scf (38,3-39.3 MJ/m3) 54.01 51.19
HHV of 1000 - 1025 Btu/scf (39.3-40.3 MJ/m3) 52.91 50.15
HHV of 1025 - 1050 Btu/scf (40.3-41.3 MJ/m3) 53.06 50.29
HHV of 1050 - 1075 Btu/scf1 (41.3-42.2 MJ/m3) 53.46 50.67
HHV of 1075 - 1100 Btu/scf (42.2-43.2 MJ/m3) 53.72 50.92
Painotettu kansallinen keskiarvo (USA) 53.06 50.29
Liekillä poltettu maakaasu 54.71 51.85
Öljypohjaiset polttoaineet[8]
Keskitisleet (Diesel, kevyt polttoöljy, lämmitysöljy) 73.15 69.33
Lentopetroli ( Jet A, JP-8) 70.88 67.18
Kerosiini 72.31 68.54
Raskas polttoöljy 78.80 74.69
Etaani 59.58 56.47
Propaani 63.10 59.81
Isobutaani 65.08 61.68
n-Butaani 64.97 61.58
Erittelemätön nestekaasu 62.33 59.08
Raakaöljyn tislauskaasu 64.20 60.85
Raakaöljy 74.43 70.55
Petroolikoksi 102.12 96.79
Muut polttoaineet
Renkaat/renkaista tehty polttoneste 85.97 81.48
Jäteöljy ja polttoöljy[9] 66.53 63.06
Jäteöljy ja tislattu öljy[9] 71.28 67.56
Taulukko 3. Yleispäteviä metaanin ja typen oksidien päästökertoimia paikallaan pysyville moottoreille polttoaineen mukaan[7][10].
Lähde CH4 (g /MMBtu) Nox (g /MMBtu) CH4 (mg /MJ) Nox (mg /MJ)
Hiili
Teollisuus 10 1.5 9.48 1.42
Sähköntuotanto 1 1.5 0.95 1.42
Öljy
Teollisuus 3 0.6 2.84 0.57
Sähköntuotanto 3 0.6 2.84 0.57
Maakaasu
Teollisuus 1 0.1 0.95 0.09
Sähköntuotanto 1 0.1 0.95 0.09
Puu
Teollisuus 25 3.2 23.70 3.03
Sähköntuotanto 25 3.2 23.70 3.03
Taulukko 4. Paikallaan pysyvien, teollisuudessa käytettävien bensiini- ja dieselmoottoreiden päästökertoimia eri kaasuilla ja partikkeleille[11]. aPM-10 = partikkelit, joiden aerodynaaminen läpimitta on 10μm tai sen alle. Kaikkien partikkelien läpimitan on oletettu olevan ≤ 1μm. bOletuksena on, että 99% polttoaineen hiilestä muuuttuu hiilidioksidiksi. Hiiltä dieselissä 87% ja bensiinissä 86%.
Saastuttava aine Bensiini, Päästökerroin (lb/MMBTU) Bensiini, Päästökerroin (g/MJ) Diesel, Päästökerroin (lb/MMBTU) Diesel, Päästökerroin (g/MJ)
Nox 1.63 0.70 4.41 1.90
CO 0.99 0.43 0.95 0.41
Sox 0.08 0.04 0.29 0.12
PM10a 0.10 0.04 0.31 0.13
CO2b 154.00 66.21 164.00 70.51
Aldehydit 0.07 0.03 0.07 0.03
Taulukko 5. Puhdistamattomien päästölähteiden pienhiukkasten päästökertoimia eri polttoaineille [12]. TSP=Total suspended particulate matter.
Laitteen tyyppi PM2.5 PM10 TSP
Hiili
Pienet lämmityslaitteet[13] 0,11 0,27
kotitalousboilerit[13] 0,09 0,15
Teollisuusboilerit[13] 0,045 0,05
Kotitalouksien lämmityslaitteet, antrasiitti[14] 0,25
Kotitalouksien lämmityslaitteet, ligniitti[14] 0,35
Päältä ladattavat pienet boilerit[15] 0,04074 0,10767 0,291
Alhaalta ladattavat pienet boilerit[15] 0,06825 0,11193 0,273
Hiilipöly, kuivapohjainen boileri[15] 0,10908 0,41814 1,818
Hiilipöly märkäpohjainen boileri[15] 0,26733 0,47101 1,273
Antrasiitti syöttimellä[15] 1,2
Ligniittipöly boileri[15] 0,1105 0,38675 1,105
Jauhettu[16] 3,6 - 5,4
Leijukerrospoltto[16] 4,3 - 7,2
Arinapoltto, Ligniitti[17] 2,237
Biomassa (Puu)
kotitalousboilerit[13] 0,05 0,05
Pienet boilerit, automaattinen syöttö [13] 0,08 0,08
Kotitalouksien lämmityslaitteet[18] 0,09-0,18 0,095-0,19 0,1-0,2
Kotitalousboilerit, ilman varaajaa[19] 1,5
Kotitalousboilerit, varaajalla[19] 0,017
Kotitalouksien lämmitysuunit <5 kW[20] 1,35
Teollisuusboilerit[20] 0,35
Boileri, puun kuori[15] 2,266
Leijukerrospoltto[16] 1,0-3,0
Arinapoltto, Ligniitti[16] 0,25-1,50
Raskas polttoöljy
Teollisuusboilerit[13] 0,023 0,023
Voimalaitokset[21] 0,023
Suuret boilerit, ei puhdistusta[15] 0,12376 0,16898 0,238
Voimalaitokset[22] 0,038
Voimalaitokset [23] 0,015 0,016
Kotitaloudet[23] 0,045 0,05
Voimalaitokset[24] 0,0065-0,021 0,0068-0,0219
5-50 MW[16] 0,025-0,15
5-50 MW[25] 0,001-0,3902)
Voimalaitokset[26] 0,025 0,038
Kotitaloudet[26] 0,03 0,05
Kevyt polttoöljy
Kotitalouksien lämmityslaitteet[13] 0,001 0,001
Kotitalousboilerit[13] 0,0002 0,0002
Teollisuusboilerit[13] 0,0003 0,0003
Teollisuus, kotitaloudet [23] 0,0015
Kaikki[24] 0,0015
0-50 MW voimalaitokset [25] 0,003-0,100
Voimalaitokset[26] 0,005 0,005
Teollisuus[26] 0,004 0,004
Asunnot[26] 0,03 0,03
Maakaasu
Kotitalouksien lämmittimet[13] 0,0005 0,0005
Kotitalousboilerit[13] 0,0002 0,0002
Teollisuusboilerit[13] 0,0001 0,0001
Kaikki[24][23] 0,0001
Kaikki, ei puhdistusta[15] 0,0009

Yhdistetyt taulukot metalli, kaasu ja partikkelipäästöille käytetyn polttoaineen mukaan

Perustelut

Kaivoksissa paikallisesti tuotettu energia aiheuttaa sekä paikallisia että globaaleja päästöjä. Paikallisia päästöjä ovat pienhiukkaspäästöt sekä erilaiset kaasumaiset päästöjä. Osalla kaasumaisista päästöistä (esim. CO2) vaikutukset voivat olla globaaleja. Tarkastelussa on keskitytty ainoastaan paikallisten voimalaitosten päästöihin, joten muualla tuotettu energia on rajattu tarkastelun ulkopuolelle.

Eniten energiaa kaivoksilla kuluu rikastamon ja murskaamon toimintaan ja maanalaisen louhoksen lämmittämiseen. Lisäksi ajoneuvot ja laitteet kuluttavat energiaa. Tässä tarkastelussa ei ajoneuvojen osuutta ole kuitenkaan otettu huomioon. Suomalaisilla metallimalmikaivoksilla sähköenergia tuotetaan pääsääntöisesti kaivoksen ulkopuolella ja toimitetaan ilmajohtoja pitkin kaivokselle (mm.[27],[28],[29],[30],[31],[32],[33]). Kaivoksen ja rakennusten lämmittämiseen käytetään usein lämpövoimaloita tai aggregaattien hukkalämpöä. Näiden polttoaineena käytetään yleensä fossiilisia polttoaineita, jotka tuottavat paikallisia pienhiukkaspäästöjä sekä paikallisia ja globaaleja kaasupäästöjä.

Kaasupäästöistä hiilidioksidi on kasvihuonekaasu. Typen oksidit saattavat vaurioittaa kasvillisuutta ja happamoittaa ja/tai rehevöittää ympäröivää maaperää ja vesiä. Hiilimonoksidi ja ilman pienhiukkaset PM2.5 ovat hengitettynä haitallisia terveydelle. Lisäksi elohopea voi levitä sekä kaasuna että pienhiukkasina. Kuvassa 1 on esitetty kaivoksen energiantuotannosta aiheutuvat päästöt.

Energiariskinarviointi

Päästöjä tarkastellaan päästökertoimien avulla eri energianlähteille. Suomalaisessa kirjallisuudessa päästökertoimia on laskettu ympäristöhallinnon tietokantoihin (Vahti-palvelu) kerättyjen ilmalupavelvollisten laitosten tietojen perusteella sekä eri polttoaineiden alkuainepitoisuuksien ja erotinlaitteiden oletettujen erotusasteiden perusteella [1]. Lisäksi päästökertoimia voidaan käsitellä syötetyn polttoaineen määrän mukaan tai laitteen tehon mukaan [11].

Tässä tarkastelussa on kerätty yleisimmin kaivoksissa käytettyjen polttoaineiden ja puhdistusmenetelmien yhdistelmien päästökertoimia sekä kaasu- että hiukkaspäästöille eri lähteistä. Kaivosten lämmitysenergia tuotetaan pääsääntöisesti joko kevyellä polttoöljyllä tai dieselillä ja raskaalla polttoöljyllä, mutta myös maakaasua (propaania) käytetään ainakin Kemin kaivoksella. Taulukoihin on jätetty myös muita kuin suomalaisilla kaivoksilla käytettävien polttoaineiden arvoja tulevaisuuden energiantuotantoa ja mallin käyttämistä Suomen ulkopuolella silmällä pitäen.

Riippuvuudet

  • Käytetty polttoaine ja sen alkuperä
  • Puhdistusmenetelmä
  • Tuotettu energia
  • Piipun korkeus (leviäminen)
  • Aineen raekoko (vaikutukset)

todo

  • Taulukot
    • metallit ja CH4, NOx Diesel ja bensa (EET)
    • CO ja SOx kaikille lähteille (US EPA AP42,EET)
    • radioaktiiviset aineet (lähde?)
    • RPÖ tiedot
    • Yhdistelmätaulukko
    • Puhdistusmenetelmät (etsi lähde)
Valmiit taulukot
Raskasmetallit CO2 CH4 NOx CO Sox PM10 PM2.5 Aldehydit
Hiili x x x x x x
RPÖ x x x x
Turve x
Biomassa x x x x x
Jäteliemi x x
Maakaasu x (Hg) x x x x x
Diesel (KPÖ) x x x x x x
Bensa x x x x Ei löydy x
Öljy (yleinen) x x x

Viitteet

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 Melanen, M., Ekqvist, M., Mukharjee, A. B., Aunela-Tapola, L., Verta, M. ja Salmikangas, T. 1999. Raskasmetallien päästöt ilmaan Suomessa 1990-luvulla. Suomen ympäristö 329, Suomen Ympäristökeskus
  2. ↑ 2,0 2,1 Ekqvist, M., 1995. Energiantuotannon päästöjen vähentämistekniikoiden kustannukset Suomessa. Diplomityö, Lappeenrannan Teknillinen Korkeakoulu, Energiatekniikan osasto.
  3. ↑ Pohjola, V., Hahkala, M., & Häsänen, E., 1983. Kivihiiltä, turvetta ja öljyä käyttävien lämpövoimaloiden päästöselvitys. Espoo, Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia 231
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 Hupa, M., Boström, S. & Nermes, M., 1988.Energiantuotannon kokonaispäästöt Suomessa. Helsinki, Kauppa- ja teollisuusministeriö. Sarja D:162
  5. ↑ 5,0 5,1 Neste Oy, 1998. Raskaan polttoöljyn käyttöopas.
  6. ↑ EMEP/CORINAIR Emission Inventory Guidebook - 2007, EEA Tchnical Report 16/2007. http://www.eea.europa.eu/publications/EMEPCORINAIR5
  7. ↑ 7,0 7,1 Energy Information Administration, 2009. Instruction for Form EIA-1605. Voluntary Reporting of Greenhouse Gases. http://www.eia.doe.gov/oiaf/1605/excel/Fuel%20Emission%20Factors_20100812.xls ja http://www.eia.doe.gov/oiaf/1605/pdf/Instructions_091112.pdf
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 Energy Information Administration, 2005. Documentation for Emissions of Greenhouse Gases in the United States 2005, DOE/EIA-0638 (2005), October 2007, Taulukot 6-1, 6-2, 6-4, and 6-5
  9. ↑ 9,0 9,1 U.S. Department of Energy, 2007. Technical Guidelines Voluntary Reporting of Greenhouse Gases (1605(b)) Program, Chapter 1, Part C, Stationary Source Combustion, January 2007.
  10. ↑ Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, pp. 2.16 - 2.23, Tables 2.2, 2.3, 2.4 and 2.5 (Revised April 2007).
  11. ↑ 11,0 11,1 AP 42, Fifth Edition. Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volume 1: Stationary Point and Area Sources. http://www.epa.gov/ttn/chief/ap42/index.html#toc
  12. ↑ http://www.iiasa.ac.at/~rains/PM/docs/documentation.html
  13. ↑ 13,00 13,01 13,02 13,03 13,04 13,05 13,06 13,07 13,08 13,09 13,10 13,11 BUWAL (Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft), 2001. Massnahmen zur Reduktion von PM10-Emissionnen. Schlussbericht. BUWAL Abteilung Luftreinhaltung und NIS, January, 2001.
  14. ↑ 14,0 14,1 UBA (Umweltbundesamt), 1999. Various estimates of particulate emission factors and particle size distributions by Federal Environmental Agency (Umweltbundesamt), Berlin, in Dreiseidler et al. 1999.
  15. ↑ 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 15,5 15,6 15,7 15,8 EPA (1998a) Compilation of Air Pollutant Emission Factors, 5-th ed: EPA AP-42. United States Environmental Protection Agency. Research Triangle Park, North Carolina
  16. ↑ 16,0 16,1 16,2 16,3 16,4 Lammi K., Lehtonen E. and Timonen T. (1993). Energiantuotannon hiukkaspäästöjen teknis-taloudelliset vähentämismahdollisuudet (Technical and economical alternatives to reduce particulate emissions from energy production). Helsinki, Finland, Ministry of the Environment, Report 120. 64 pp. (In Finnish with English summary.)
  17. ↑ Meier, E. and Bischoff, U., 1996. Alkalische Emissionsfaktoren beim Einsatz ballastreicher Braunkohlen in Vebrennunganlagen, IfE Leipzig i.A des BMBF, Beitrag C2.2 des Verbundvorhabens SANA, in: Wissenschaftliches Begleitprogramm zur Sanierung der Atmosphäre über den neuen Bundesländern, Abschlussbericht Band II.
  18. ↑ TNO, 2001. Preliminary results of the CEPMEIP Programme TNO Delft, Netherlands
  19. ↑ 19,0 19,1 NUTEK (1997) Environmentally-Adapted Local Energy Systems. Report 4733, Swedish Environmental Agency, Stockholm.
  20. ↑ 20,0 20,1 Smith, K.R. (1987) Biofuels, Air Pollution, and Health, A Global Review. Plenum Press, New York, p. 452
  21. ↑ BUWAL (Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft), 1995. Emissionsfaktoren für stationäre Quellen. BUWAL, Bern.
  22. ↑ EPA (Environmental Protection Agency), 1995. Compilation of air pollution emission factors, Vol.1 and Vol.2, AP-42, 5th edition.
  23. ↑ 23,0 23,1 23,2 23,3 UBA (Umweltbundesamt), 1989. LuftreinhaltungÆ88, Tendenzzen û Probleme û Lösungen. Federal Environmental Agency (Umweltbundesamt), Berlin, in Dreiseidler et al. 1999.
  24. ↑ 24,0 24,1 24,2 UBA (Umweltbundesamt) (1998) Schriftliche Mitteilung von Hr. Nöcker vom 01.09.1998, UBA II 4.6. Federal Environmental Agency (Umweltbundesamt), Berlin, in Dreiseidler et al. 1999.
  25. ↑ 25,0 25,1 Ohlström, M., 1998. Energiantuotannon pienhiukkaspäästöt Suomessa (The fine particle emissions of energy production in Finland). Espoo, Finland, Technical Research Center of Finland, VTT Research Notes 1934. 114 pp. (In Finnish with English summary.)
  26. ↑ 26,0 26,1 26,2 26,3 26,4 Berdowski, J.J.M., Mulder, W., Veldt, C., Visschedijk, A.J.H., and Zandveld, P.Y.J. (1997): Particulate matter emissions (PM10 - PM2.5 - PM0.1) in Europe in 1990 and 1993. TNO-report, TNO_MEP - R 96/472.
  27. ↑ Itä-Suomen ympäristölupavirasto. Päätös 142/07/2. http://www.environment.fi/download.asp?contentid=77997&lan=fi
  28. ↑ Pohjois-Suomen Ympäristölupavirasto, Lupapäätös Nro 64/06/2. http://www.environment.fi/download.asp?contentid=53067&lan=fi
  29. ↑ Itä-Suomen Ympäristölupavirasto, Päätös Nro 104/08/2 http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=92745
  30. ↑ Itä-Suomen Ympäristölupavirasto, Päätös Nro 91/08/2. http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=92044&lan=fi
  31. ↑ Länsi-Suomen Ympäristölupavirasto, Päätös Nro 2/2006/2. http://www.environment.fi/download.asp?contentid=48531&lan=fi
  32. ↑ Itä-Suomen Ympäristölupavirasto, Päätös Nro 70/07/2. http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=69832&lan=fi
  33. ↑ Pohjois-Suomen Ympäristölupavirasto Lupapäätös Nro 68/06/1. http://www.ymparisto.fi/download.asp?contentid=53289&lan=fi
Noudettu kohteesta ”https://fi.opasnet.org/index.php?title=Minera:Energiantuotannon_päästökertoimet&oldid=18657”