Formiranje katastra Korak po korak - TFZR za procenu emisija.pdf · kg polutanata/m3 goriva koje je...

Prethodno predavanje

1. ZAKONSKI OSNOV U RS (navesti sve akte)

2. šta definiše i sadržaj (struktura) Pravilnika o metodologiji za izradu nacionalnog i lokalnogregistra izvora zagađivanja, kao i metodologijiza vrste, načine i rokove prikupljanjapodataka

3. Sektori koji izveštavaju za IKZ

4. Polutanti za koje se izveštava za IKZ

5. Nivoi uzveštavanja za IKZ (Lista I i II)

Izveštavanje

Doc. Dr Bogdana VujićBogdana.vujic@tfzr.rs

Predmet: Integralni katastar zagađivača

izveštavanje

• Postrojenju

• Sirovinama

• Energentima

• Godišnjoj količini emitovanih polutnata

Difuzni izvori: otvorene površine, emisije prilikom pretovara..Fugativne emisije: iz ventila, priruvnica,

Vanredni uslovi rada:početak i prestanak rada postrojenja,akcidenti..

Izračunavanje emisija

Kako dobiti količinu emitovanog polutanta?

Šta je potrebno za izračunavanje emisija?

PODATAK!!!!!

Šta je važno kod dobijanja podatka?

Tačnost

Zašto?

Obezbeđivanje visoke pouzdanosti godišnjih bilanasa

Izračunavanje emisija

• Tahnike za procenu emisije definisanihsupstani u vazduh, vodu i zemljište su različite, ali u principu postije 4 osnovna načina i to:

– uzorkovanje ili direktno merenje

– balans mase

– analiza goriva ili drugi proračuni

– emisioni faktor

• Koja od navedenih tehnika će se koristiti zavisi od konkretno od slučaja.

• Tako na primer:– balans mase je pokazao najbolje rezultati pri proceni

odnosno izračunjavanju emisije kod fugativne emisije odnosno gubitaka kod ventuila, pumpi.

– Direktna merenja su najbolja za emisije iz tačkastog izvora, kao što su dimnjaci,

– izračunavanje emisionog faktora je dobro za gubitke iz rezervoara i drugih skladišta.

• mogu koristiti i druge tehnike„odobren“ od strane nadležne institucije ako je pouzdanost prihvatljiva.

Po

većan

je t

roškova

Kontinualni monitoring

Merenje parametara izvora

Pojedinačna merenja

Balans mase

Faktori emisije specifični za pojedini izvor

Faktori emisije iz industrije

Faktori emisije (AP-42)

E D C B A

Ekspertna procena

Povećanje pouzdanosti proračuna

3. Emisioni faktor • Emisioni faktor je reprezentativna veličina koja ima za cilj da poveže KOLIČINU EMITOVANE

ZAGAĐUJUĆE MATERIJE u vazduh SA RADNJOM, ili procesom koji izaziva emisiju specifične zagađujuće materije.

Emisija (E)=Emisioni faktor (Ef)*podatak o aktivnosti (A)

E=Ef*A

• Emisioni faktor se obično razvija kroz niz eksperimenata i testiranja izvora zagađenja, informacije iz testova se koriste da se kvantifikuje polutant koji se emituje po jedinici neke aktivnosti.

KOJE SU JEDINICE EF?

Faktor ima svoje dimenzije i izražava se

kao maseni udeo zagađujuće materije u jediničnoj zapremine ili masi nosioca

zagađujuće materije

Ako emisioni faktor ima jedinicu ===kg polutanata/m3 goriva koje je spaljeno,

Tada aktivnost treba da bude ===m3 goriva spaljenog/sat,

da bi udeo emisije imao jedinice ===kg polutanta/satu

Za postrojenja sa ugrađenim uređajima za kontrolu emisije potrebno je u proačun uključiti i stepen efikasnosti datog uređaja (Er)

• E=Ef*A* (1-Er/100)

Emisoni faktori za različite industrijeke aktvnosti razvila je USEPA (Agencija za zaštitu životne sredine US)

1. Direktna merenja

Uzorkovanje

• Uzorkovanje iz emitera često daje podatak u kg/h iz čega se može izračunati emisija na godišnjem nivou.

• Moraju uzeti u obzir standardni uslovi uzorkovanja, odnosno svođenje rezultata na propisane (normalne) uslove,

• potrebno i uzorkovati pri maksimalnom kapacitetu proizvodnje odnosno pri maksimalnoj mogućoj emisiji iz emitera

• Ovaj način je reprezentativno za period merenja, ali ipak daje pouzdane i približno realne rezultate

1. Direktna merenja

Kontunualni monitoring emisije (Countinous Emission Monitoring)ŠTA JE KONTINUALNI MONITORINGNajpouzdanije-najskuplje• Obezbeđuje kontinualno detektovanje emisjia tokom

određenog, dužeg vremenkog perioda bez značajnih prekida.

• Prilikom merenja dobijaju se dva značajna podatka za izračunavanje godišnjih emisija : koncentreacija polutanta i protok otpadnog gasa

Koncentracija polutanta

C =𝑚

𝑉

C - masena koncentracija polutanta (mg/m3)

m - masa polutanta (mg)

V - zapremina polutanta (m3)

Zapreminski udeo polutanta izražava se u ppm

• 1ppm= 1 𝑧𝑎𝑝𝑟𝑒𝑚𝑖𝑛𝑎 𝑔𝑎𝑠𝑎

106 𝑧𝑎𝑝𝑟𝑒𝑚𝑖𝑛𝑒 𝑣𝑎𝑧𝑑𝑢ℎ𝑎=

1µ𝑙 𝑔𝑎𝑠𝑎

1𝑙 𝑣𝑎𝑧𝑑𝑢ℎ𝑎=

1 𝑐𝑚3

𝑚3

Cm = 𝐶𝑣 ∗𝑀

𝑉𝑜

Cm - Koncentracija u mg/m3

Cv - koncentracija u ppm

M - molarna masa polutanta (g/mol)

V0 = 22,4 dm3/mol molarna zapremina predstavlja zapreminu koju 1 mol idealnog gasa pri normlnim uslovima (273,15K i 101,3kPa)

• Svodjenje na suvi otpadni gas

• Svodjenje na referentni udeo kiseonika

• Svodjenje na normalne uslove

• Zašto?

vežbe

Kontunualni monitoring emisije (CEM)računanje emisija

1 korak:

• Časovni stepen emisije se može odrediti množenjem koncentracije (C) sa protokomfluida u kojem se nalazi polutant (Q)

Emisija(časovna)=Cpolutanta*Q

Kontunualni monitoring emisije (CEM)računanje emisija

2. korak:

• Izračunavanje emisionog faktora specifičnog za dati izvor:

Aktivnost= količina upotrebljenog materijala, goriva u jedinici vremena

Kontunualni monitoring emisije (CEM)

3. korak:

• Izračunavanje godišnjih emisija množenjem emisionog faktora specifičnog za dati izvor sa godišnjim stepnom aktivnosti:

E (godišnja)=Ef*A(godišnja)

1. Direktna merenja -nastavakNedostatak podataka u CEMs

• Problematično kod ovog tipa merenja, je kalibracija instrumenata odnosno periodi kadapodaci nisu dostupni tako da je set podatakanekompletan, zbog toga je odgovornost naoperateru da redovno održava i adekvatnokalibriše svoje uređaje.

• Redovno održavanje- ukoliko dodje do kvara podaci nisu dostupni

Primeri kako se nadoknadjuju nedostajući podaci

Dostupnost podataka na

godišnjem nivou (%)

Broj sati za koje

nedostaju podaci (N)

Način zamene nesotajućih

podataka

Podaci su dostupni za 95% i

više vremena

N ≤ 24h

N >24h

Srednja satna vrednost

zabeležena pre i posle

perioda bez podataka

90.percentil zabeležen u

poslednih 30 dana rada

sistema

Pokrivenost podacima (%)

na godišnjem nivou je

95>%≥90%

N ≤8

N>8

Prosečna satna

vrednost zabeležena pre i

posle perioda zakoji

nedostaju podaci

95.th percentil zabeležen u

prethodnih 30 dana rada

uređaja

%<90% N>0

Maksimlna vrednost

zabeležena u poslednjih 30

dana

2.Bilans mase

Ukupna masa U PROCES = Ukupna masa IZ PROCESA

Primenom ove jednačine na proces ova jednačina treba da poprimi sledeći oblik:

Ulazi=Produkt+transferi+emisija

Gde su:

• Ulazi - svi ulazni materijali potrebni za proces

• Produkti - proizvodi i nusproizvodi koji izlaze iz procesa

• Transferi - uključuje supstance koje su odbačene kao otpad, supstance koje se odlažu nadeponiju, kao i supstance se koje se koriste za reciklažu, reprocesiranje, koje se prečišćuju ili oporavak

• Emisija - otpuštanja u vazduh, vodu, zemljište i uključuju i rutinske emisije i akcidentneemisije

Primer

• IV korak: Identifikacija transfera i ispustaod ukupno 9000 t/god. otpada, 2800 t može biti odneto sa mesta na odlagalište, dok app 6000 t može biti poslato na tretman otpadnih voda pre ispusta u kanalizaciju. To indikuje 200 t otpada koji će biti otpušten u životnu sredinu (vodu, vazduh…).

A 10.000 t/god

B 5.000 t/god

Voda 20.000 t/god

PROCES

Produkti 22.000 t/god

Nusproizvodi 4.000 t/god

Otpad/emisije9.000 t/god

I korak: Izračunavanje ukupnih ulaza u proces=masa A + masa B + masa vode

II korak: izračunavanje ukupnih izlaza:= masa produkta + masa nusproizvoda

III korak: izračunavanje ukupne količine otpadnih materijala= masa ulaza - masa izlaza

2. Balans mase

• Balans mase uključuje kvantifikaciju ukupnih materijala koji ulaze i izlaze izprocesa, a iz razlika masa ulaza i izlaza se koristi za kvantifikaciju ispuštanja u životnu sredinu ili kao otpad koji nastaje u procesu proizvodnje.

• Maseni balans je naročito koristan kada su poznati ulazi, odnosno kada supropisani ulazi i uslovi procesa, i kadase izlazi mogu kvantifikovati.

• Maseni balans se može primeniti na individualne procese i operacije, kao i nacelokupno postrojenje.

• Veoma je važno naglasiti da su procene izvedene iz balansa mase dobre samokoliko su dobri parametri za njegovu kakulaciju. Npr. male greške ili nekaneslaganja u parametrima, kao što su pritisak, temperatura, protok ili koncentracijamože da prouzrokuje velike greške u finalnoj proceni emisije odnoso na krajnjirezultata. Takođe nesigurnosti rezultata može da doprinese i loš izbor uzorka kadase sprovodi uzorkovanje ulaza i izlaza ukoliko se ne uzme reprezentativan uzorak.

• Daje pouzdanu procenu stepena emisije• Najpouzdanije kada se radi o procesima koji imaju velike emisje u vazduh (SO2 iz

goriva ili VOC iz rastvarača)

Analiza goriva ili drugi proračuni

Ovo su metode koje se zasnivaju na fizičko-hemijskim karakteristikamasupstance i njihove matematičke zavisnosti (protok idealnog gasa). Analiza goriva• Se može upotrebiti za predviđanje emisije SO2, metala i drugih jedinjenja,

a zasniva se na primeni određenim zakonima ponašanja. Jednačina za izračunavanje emisije goriva:

E = A * koncentracija polutanta u gorivu* (M /Ar) * HGde je:• E-emisijaija pouitanta i (kg/god)• A- aktivnost-potrošnja goriva (kg/h)• M-molekularna težina polutanta kg/kg-mol• Ar-elemetarna težina polutanta u gorivu kg/kg-mol• H-radni sati h/god•

Primer• Emisija sumpor-dioksida iz procesa sagorevanja lož ulja može se

izračunati na bazi sadržaja sumpora u lož ulju. • Ovaj pristup podrazumeva da se celokupni sadržaj sumpora u lož

ulju pri sagorevanju konvertuje u sumpor-dioksid. Tako za svaki kg S (EW=32) nastane 2 kg SO2 (MW=64).

Primer:• Maseni protok goriva (Q) = 20900 kg/h• Težinski udeo S u gorivu (C) = 1.17 %• Molekulska masa SO2 (MW) = 64• Atomska masa S(EW) = 32• Broj radnih sati (T) = 1500 h/god

E = Q x C/100 x (MW/EW) x T= (20900) x (1.17/100) x (64/32) * 1500 = 733.590 kg/god

Osiguranje i kontrola kvaliteta (Quality assurance/Quality control (QA/QC )

• Quality assurance/Quality control - QA/QC imaju za ciljorganizaciju i sprovođenje svih aktivnosti tokomprocesa izveštavanja.

• QA/QC procedure sprovodi– operater koji izveštava za registar,

– institucija nadležna za vođenje registra izvora zagađenja,

– nadzorni organi i

– drugi učesnici koji upravljaju podacima.

Sprovođenjem QA/QC procedura podaci su predmetvišestruke kontrole

• Kontrola kvaliteta (Quality control - QC) je sistem rutinskih tehničkih postupaka koji imaju zacilj da procene i održe zahtevani kvalitet podatakapotrebnih za izveštavanje.

• Takođe, kontrola kvaliteta podataka se zasniva naaktivnostima koji uključuju proveru podataka naosnovu tri kriterijuma: potpunost, doslednost iverodostojnost.

•

• Potpunost podataka podrazumeva da su izveštavanjemobuhvaćena sva ispuštanja i prenosi zagađujućihmaterija i otpada, kao i da li su dostavljene sveinformacije o identifikaciji postrojenja. Konkretno, kontrola potpunosti podataka obuhvata:– Da li su sve zagađujuće materije koje se ispuštaju u

pojedine elemente životne sredine (voda, vazuh, zemljište) obuhvaćene izveštajem

– Da li su izveštajem obuhvaćeni svi tokovi otpada– Da li su svi izvori zagađenja obuhvaćeni izveštajem– Da li su u izveštaju, pored emisije pri redovnom radu

postrojenja, uključene i vanredne emisije

• Doslednost podataka podrazumeva da operater koristi istu metodologiju izračunavanja tokom svih ciklusa izveštavanja što obezbeđuje uporedivost podataka sa ranije dostavljenim podacima ili sa podacima sličnih izvora. Provera doslednosti podataka podrazumeva:– Da li su podaci o emisijama i otpadu, korišćenim

sirovinama i energentima usklađeni sa podacima prijavljenim u prethodnim godinama (pod uslovom da nije došlo do promene kapaciteta ili režima rada postrojenja)

– Da li su podaci o postrojenju i uslovima rada postrojenja usklađeni sa prethodnim godinama

• Verodostojnost podataka se odnosi na autentičnost podataka i obezbeđuje se tokom primene svih postupaka koji obezbeđuju kvalitet podataka. Provera verodostojnosti podataka podrazumeva proveru: – Da li je operater prilikom izveštavanja kostio sve dostupne informacije– Da li je operater, ukoliko se proračuni zasnivaju na direktnom

merenjima, sproveo merenja u skladu sa propisima i standardima koji se odnose na mesto, vreme i način uzorkovanja, primenjenu metodu i dr.

– Da li je operater, ukoliko se proračuni zasnivaju na faktorima emisije, primenio reprezentatuvne emisione faktore za premetnu aktivnost ili postrojenje (bez obzira da li su interno razvijeni emisioni faktori ili literaturni podaci)

– Da li su proračuni emisija tačni (npr. provera da li su mernih jednica koncentracije (mg/m3) dobro preračunate u godišnje emisije (kg/god)).

• Osiguranje kvaliteta (Quality assurance – QA) je sastavni deo procesa izveštavanja i predstavljasistem procedura koje spovode osobe (treća lica) koje nisu direktno povezane sa registrom (nisuučestvovale u njegom dizajnu i stvaranju niti u njegovom trenutnom funkcionisanju)

• Ovom revizijom se obezbeđuje da registarpredstavlja najbolje moguće procene emisijeprimenom najnovijih naučnih saznanja irapoloživih metoda

•

Pitanja

1. Izveštavanje o emisijama

2. Tehnike za procenu emisija (nabrojati, kada se koja koristi, shematski prikaz pouzdanost/cena)

3. Tehnika-direktna merenja

4. Tehnika-maseni Balans

5. Tehnika-emisioni faktor

6. Tehnika-analiza goriva