1 EU-Twinning Project RO2006/IB/EN-09 Implementation and Enforcement of the Environmental Acquis at National Level and Coordination of 8 Regional Twinning

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EU-Twinning Project RO2006/IB/EN-09 “Implementation and Enforcement of the Environmental Acquis at

National Level and Coordination of 8 Regional Twinning Projects – Phase II”

Component 4: Operational Duties / Waste Management Activity 4.1: Support of Harmonizing the IPPC Permitting Process

Mission 4.1-8: Support in permitting VOC installations

Dr. Heinz Baumgarten, STE, at State Ministry of Urban Development and Environment, HamburgDr. Richard Schlachta; STE at Bavarian State Ministry of the Environment, Public Health and

Consumer ProtectionBucharest, 01th to 05th of December 2008

Lösemittelbilanz:

2. Ermittlung der künftigen Reduzierungsoptionen

3. Bereitstellung von Informationen für die Öffentlichkeit über den Lösemittelverbrauch, die Lösemittelemissionen und die Einhaltung der Richtlinie

Zuständig für die Erstellung der Lösemittelbilanz: Betreiber

Zweck:

1. Nachweis zur Erfüllung der Anforderungen

Einhaltung der Emissionsgrenzwerte für Abgase, Werte der diffusen Emissionen und Gesamtemissionsgrenzwerte

Einhaltung des Reduzierungsplans

Einhaltung der Anforderungen nach Anhang III, Nr. 8.1.3 der 31. BImSchV („Beschichtung sperriger Güter“)

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Fristen Lösemittelbilanz:

Neuanlagen/wesentlich geänderte Anlagen:

Erstmalig im Rahmen des Genehmigungsantrages bzw. der Registrierung vor

Inbetriebnahme der Anlagen, danach jährlich

Bestehende Anlagen:

Vorlage zur Registrierung

Bei Anlagen mit Reduzierungsplan bei Beantragung und danach jährlich

Bei Anlagen mit Einhaltung der Emissionsgrenzwerte nach Anhang 2: spätester

Bilanzierungszeitraum 01.11.07 – 31.10.2008

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I 1 Eingesetzes LM

O4 Diffuse Emissionen

O1.1 Abgase (behandelt)

O1.2 Abgase (unbehandelt)

O6 LM im Abfall

O7 Lösemittel in Verkaufsprodukten

O2 LM im Abwasser

O3 LM im Produkt

O9 Sonstige Austräge

EtOH

I2 Rege-nerat

LM-Recycling

Farbe

O8 recycelt und gelagert LM

Folie

O5 LM-Vernichtung

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Der Lösemittelverbrauch ist die maßgebliche Größe, ob die Anlage der VOC-RL unterliegt und

welche Anforderungen sie einhalten muss

Lösemittelverbrauch

Lösemittelverbrauch LV = I1 – O8

I1 = Menge organischer Lösemittel oder ihre Menge in gekauften Zubereitungen, die in einer

Anlage in der Zeitspanne eingesetzt wird, die der Berechnung der Lösemittelbilanz

zugrunde liegt.

O8 = Menge organischer Lösemittel, die zur Wiederverwendung zurückgewonnen wurden oder

in für die Wiederverwendung zurückgewonnenen Zubereitungen enthalten sind (jedoch nicht als

als Einsatz I2 gelten, sofern sie nicht unter O7 fallen, vgl. Anhang V der 31. BImSchV).

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• Der Lösemittelverbrauch bezieht sich auf einen Zeitraum von einem Kalenderjahr oder einem

beliebigen Zwölfmonatszeitraum

• Lösemittel sind hierbei nicht nur „reine Lösemittel“, d.h. organische Verbindungen, in denen

andere Stoffe sich auflösen, sondern auch Reinigungsmittel, Dispersionsmittel,

Konservierungsmittel, Weichmacher oder Mittel zur Einstellung der Viskosität oder der

Oberflächenspannung, umfasst (Nr. 25 § 2 der 31. BImSchV).

• Achtung: eine flüchtige organische Verbindung ist nach § 2 Nr. 11 der 31. BImSchV eine

organische Verbindung, die bei 293,15 K einen Dampfdruck von 0,01 kPa oder mehr hat oder

unter den jeweiligen Verwendungsbedingungen eine entsprechende Flüchtigkeit aufweist!

-> d.h. auch hochsiedende org. Lösemittel (z.B. Weichmacher, Druckfarben) können damit

erfasst sein, wenn sie bei den Verarbeitungsbedingungen entsprechende Flüchtigkeit besitzen!

• Bei Reaktivverdünnern: Nur Anteil, der als Lösemittel dient, wird berücksichtigt – nicht der Teil,

der chemisch sich verändert (z.B. aushärtet).

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• Der Lösemittelverbrauch von Tätigkeiten, die nicht in der 31. BImSchV genannt sind, darf nicht

zum Lösemittelverbrauch einer in der 31. BImSchV genannten Tätigkeit addiert werden (z.B.

Anstrichstoffe für Gebäude)

• Wenn mehrere Tätigkeiten nach der 31. BImSchV durchgeführt werden, ist für jede Tätigkeit

getrennt der Lösemittelverbrauch festzustellen.

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Eingesetzte Stoffe/Zubereitungen (Spalte 1)

Jährliche Einsatzmenge Anteil an flüchtigen organischen Lösemitteln [%] (Spalte 5)

Jährliche Einsatzmenge an flüchtigen organischen Lösemitteln I1 [kg/a] (Spalte 6)

Jährliche Menge zurückgewonnener organischer Lösemittel O8, die nicht als Einsatz I2 und als O7 gelten [kg/a] (Spalte 7)

Volumen pro Jahr [l/a] (Spalte 2)

Dichte [kg/l] (Spalte 3)

Masse pro Jahr [kg/a] (Spalte 4)

Summe/Übertrag

Lösemittelverbrauch LV = (Menge eingesetzter Lösemittel oder ihre Menge in gekauften Zubereitungen, I1 (Summe Spalte 6)) – (Summe der Menge der organischer Lösemittel O8, die zur Wiederverwendung zurückgewonnen wurden oder in für die Wiederverwendung zurückgewonnenen Zubereitungen enthalten sind, jedoch nicht als Einsatz I2 gelten, sofern sie nicht unter O7 fallen (Summe Spalte 7))

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Lösemittel-EinsatzInput-Fraktionen I1 und I2

Gekaufte Frischware Lösemittel = Input 1 (I1) hohe Mengenrelevanz! z.B.:

LM in Farben LM-Farbzusätze (Verdünner, Verzögerer) LM in Farbzusätzen (Entschäumer) LM-Hilfsmittel (Isopropanol im Offsetdruck) Reinigungsmittel (Dampfdruck > 0,01 kPa!)

im Bilanzjahr erneut eingesetztes Regenerat= Input 2 (I2) mittlere Mengenrelevanz, z.B.:

aus betriebsinterner Reiniger-Destillation aus betriebsinterner Lösemittel-

Kondensation

Tätigkeit xI1 Lösemittel-

Frischware

Tätigkeit x

Lösemittel-rückgewinnungI2 zurückgewonnene, im selben

Jahr erneut eingesetzte LM

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Tätigkeit x

Lösemittel im AbgasOutput-Fraktionen O1.1 und O1.2

Reingas nach einer Abgasreinigung = Output 1.1 (O1.1) geringe Mengenrelevanz, z.B.:

Reingas einer thermischen Nachverbrennung Reingas einer katalytischen Nachverbrennung Reingas eines Biofilters Reingas einer LM-Rückgewinnungsanlage

Abgas (gefasst) ohne Abgasreinigung= Output 1.2 (O1.2) mittlere Mengenrelevanz, z.B.:

Gezielte Absaugung einer Tätigkeit Gezielte Absaugung einer Reinigung der bei der

Tätigkeit eingesetzten Geräte und Aggregate(nicht: Raumluftabsaugung über Lüftung/Klimaanlage!)

Tätigkeit x

Abgas-reinigung

O1.1 LM in gefassten behandelten Abgasen

O1.2 LM in gefassten unbehandelten Abgasen

VOC, die nicht als Lösemittel gelten, müssen bei der Lösemittelbilanzierung der Austräge berücksichtigt werden (bei O1, O4 oder O9)

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Tätigkeit x

Lösemittel-ZerstörungOutput-Fraktionen O5 und O6

Zerstörung in einer Abgasreinigung = Output 5 (O5) hohe Mengenrelevanz!, z.B.:

Oxidation in thermischen Nachverbrennung Oxidation in katalytischer Nachverbrennung Oxidation in einem Biofilters Absorption+Verbrennung in Aktivkohlefilter

Menge organischer Lösemittel, die im eingesammelten Abfall enthalten ist. Die Entsorgung erfolgt gemäß abfallrechtlicher Bestimmungen= Output 6 (O6) mittlere Mengenrelevanz, z.B.:

Altfarben, verschmutztem Reiniger etc. ingeschlossenen Behältern zur Verbrennung

Putzlappen in geschlossenen Behältern zurVerbrennung oder Wäsche mit Abwasserreinigung

O5 LM-Zerstörung durch Behandlung

O6 LM im Abfall

Tätigkeit x

Abgas-reinigung

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Tätigkeit x

Lösemittel-Lagerung/VerkaufOutput-Fraktionen O7 und O8

Lagerung/Verkauf kommerzieller Erzeugnisse = Output 7 (O7) hohe Mengenrelevanz!, z.B.:

Herstellung von Beschichtungsstoffen, Klarlacken, Druckfarben und Klebstoffen

Lagerung zurückgewonnener Lösemittel= Output 8 (O8) mittlere Mengenrelevanz, z.B.:

aus betriebsinterner Reiniger-Destillation aus betriebsinterner Reiniger-Filtration aus betriebsinterner Lösemittel-

Kondensation

O7 in Verkaufsprodukten enthaltene LM

Tätigkeit x

O8 zurückgewonnene und gelagerte LM

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Tätigkeit x

Lösemittel-Emission (diffus)Output-Fraktionen O2, O3, O4, O9

Verluste von Lösemittel in Wasser = Output 2 (O2) geringe Mengenrelevanz

Verunreinigung von Lösemittel im Produkt= Output 3 (O3) geringe Mengenrelevanz

Diffuse Emission von Lösemittel in die Luft= Output 4 (O4) hohe Mengenrelevanz, z.B.

über Fenster, Türen über Lüftungen, Klimaanlagen

Freisetzung von Lösemittel über sonstige Wege= Output 9 (O9) geringe Mengenrelevanz, z.B.

durch Störfälle durch Verschütten


O4 diffuse Emissionen

in die Luft

Product

O3 LM-Rückstände im Produkt

O2 LM im Abwasser

Berechnung diffuser Emissionen durch Addition dieser Fraktionen (direkte Methode)

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Lösemittel-Emission (diffus)Berechnung durch Subtraktion (Anhang V, Nr. 2.2.1 Mittelbare Methode)

Diffuse Emission:a) Mit Zuordnung der gefassten unbehandelten Abgase zu den diffusen

Emissionen: F = I1 - O1.1 - O5 - O6 - O7- O8

b) Ohne Zuordnung der gefassten unbehandelten Abgase zu den diffusen Emissionen: F = I 1 - O1 - O5 - O6- O7 - O8

- Gekaufte Frischware (I1)- Emissionen im gefassten Abgas (O1) - Lösemittel im gefassten, gereinigten Abgas (O1.1)- Lösemittel im gefassten, unbehandelten Abgas (O1.2)- Lösemittel zerstört in Abgasreinigung (O5)- Lösemittel ordnungsgemäß als Abfall entsorgt (O6)- Lösemittel in kommerziellen Erzeugnissen (O7)- Lösemittel zurückgewonnen, nicht jedoch eingesetzt (O8)

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Lösemittel-GesamtemissionBerechnung durch Addition diffuse + gefasste Emission

Diffuse Emission: F Gefasste Emission (Abgasemission): O1Gesamtemission:E = Diffuse Emission + Gefasste Emission (Abgasemission)a) Gefasstes unbehandeltes Abgas zählt nicht als diffuse Emission:=> E = F + O1 = I1 - O1 - O5 - O6 - O7 - O8 + O1 = I1 - O5 - O6 - O7 - O8b) Gefasstes unbehandeltes Abgas zählt als diffuse Emission:=> E = F + O1.1 = I1– O1.1- O5 – O6 - O7 - O8 + O1.1 = I1-O5-O6-O7-O8

E = Gekaufte Frischware

- Lösemittel zerstört in Abgasreinigung (O5) - Lösemittel ordnungsgemäß als Abfall entsorgt (O6) - Lösemittel gekauft/gelagert als kommerzielle Erzeugnisse (O7) - Lösemittel zurückgewonnen, nicht eingesetzt (O8)

Prozentsatz Anhang III *(I 1 Gekaufte Frischware + I2 zurückgewonnenes, erneut eingesetztes Lösemittel)

Grenzwert diffuse Emissionen:

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Input I1 - FrischwareProbleme - Lösungsansätze LM-Nutzung in mehreren Tätigkeiten

=> Lösemittelverbrauch muss für jede Tätigkeit ermittelt werden! Abgrenzung erforderlich!

Optimierung der Datenerfassung zu Input-/Outputströmen:Installation eines Datenerfassungssystems

Hilfsstoffe alle berücksichtigt? VOC-Anteile unklar (>0,01 kPa!) und

Volumenangaben statt Gewicht => a) Zulieferer anfragen => b) Aktuelle Sicherheitsdatenblätter anfordern

Lösemittelverbrauch korreliert nicht mit Einkaufsdaten (Lagerdifferenzen) => Ursachenermittlung; Optimierung der Datenerfassung

Bei Angaben von VOC-Bereichsspannen: Maximalwert ist heranzuziehen Alle lösemittelhaltigen eingesetzten Stoffe sind einzeln zu betrachten und nach Menge und

Lösemittelgehalte getrennt aufzulisten und dann erst zu addieren

Tätigkeit xI1 Lösemittel-

Frischware

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Input I1 – Frischware: Probleme - Lösungsansätze

Bei dem Lösemitteleinsatz I1 soll immer der „worst case“ berücksichtigt werden:1. Bei Entscheidung für Einhaltung der Emissionsgrenzwerte Anhang III + Berechnung der diffusen

Emissionen nach der direkten Methode F = O2 + O3 + O4 + O9:Eine Überschätzung des Lösemitteleinsatzes I führt der Berechnung des Grenzwertes für diffuse Emissionen = Prozentsatz * (I1 + I2) zu einem erhöhten Grenzwert. In Verbindung mit der direkten Bestimmungsmethode könnte fälschlicherweise abgeleitet werden, dass der Grenzwert für die diffusen Emissionen eingehalten wird.

2. Bei Entscheidung für Einhaltung der Emissionsgrenzwerte Anhang III + Berechnung der diffusen Emissionen nach der indirekten Methode F = I1 – O1 – O5 – O6 – O7 – O8:Bei einer Überschätzung von I1 erhöht sich zwar der Emissionsgrenzwert für die diffusen Emissionen, jedoch erhöhen sich auch die diffusen Emissionen F

3. Bei Entscheidung für Einhaltung des Reduzierungsplans Anhang IV B + Berechnung der diffusen Emissionen nach der direkten Methode F = O2 + O3 + O4 + O9:Bei der Beurteilung, ob der Zielwert eingehalten wird, hat I1 keinen Einfluss.

4. Bei Entscheidung für Einhaltung des Reduzierungsplans Anhang IV B + Berechnung der diffusen Emissionen nach der indirekten Methode F = I1 – O1 – O5 – O6 – O7 – O8:Eine Überschätzung von I1 erhöht F und damit die Gesamtemissionen E = F + O1. Dies könnte ggf. zur Nichteinhaltung der Zielemission führen.

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Dampfdruck muss angegeben sein VOC-Anteil sollte genannt werden Wichtig: Krebserzeugende Stoffe

und Stoffe Nr. 5.2.5 Kl. I!

Input I1 - Frischware Sicherheitsdatenblatt-Beispiel

9. Physikalische und chemische EigenschaftenAllgemeine AngabenfarblosAggregatzustand : flüssigFarbe :Geruch : mild - charakteristischWichtige Angaben zum Gesundheits- und Umweltschutz sowie zur SicherheitPrüfnormpH-Wert : neutralZustandsänderungenSchmelztemperatur : -94,7 °CSiedepunkt : 55-57 °C DIN 53 171Flammpunkt : -18 °C DIN 51 755untere Explosionsgrenze : 2,1 Vol.-%obere Explosionsgrenze : 13 Vol.-%Dampfdruck : 247 hPa DIN 51 754(bei 20 °C)Dampfdruck : 812 hPa(bei 50 °C)Dichte (bei 20 °C) : 0.791 g/cm³ DIN 51 757Wasserlöslichkeit : vollkommen mischbarVerteilungskoeffizient : nlog Pow: 0,2Dampfdichte : 2Lösemittelgehalt: 100%

3. Zusammensetzung/Angaben zu BestandteilenChemische Charakterisierung (Stoff)Lösemittel auf Basis AcetonGefährliche InhaltsstoffeEG-Nr. CAS-Nr. Bezeichnung Anteil Einstufung200-662-2 67-64-1 Aceton 50 - 100 % F, Xi R11-36-66-67Der volle Wortlaut der aufgeführten R-Sätze ist in Abschnitt 16 zu finden.

EU-VorschriftenAngaben zur VOC-Richtlinie : 100 % (791 g/l)

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Hersteller sind ver-pflichtet, Sicherheits-datenblätter kostenlosan Kunden herauszu geben (z.B. Fax,E-Mail)

Gefahrstoffe ersichtlich Dampfdruck VOC-Anteil

Input I1 - Frischware Sicherheitsdaten-blatt - Beispiel

EG-SicherheitsdatenblattDruckdatum : 14.08.2007 Material-Nummer : xxx Seite 1 von 7Fa. xxx - GmbHgemäß Verordnung (EG) Nr. 1907/20061. Bezeichnung des Stoffes/der Zubereitung und des UnternehmensBezeichnung des Stoffes / der Zubereitung xxx - Reinigungs- und LösemittelVerwendung des Stoffes / der ZubereitungReinigungsmittel, VerdünnerAngaben zum Hersteller / LieferantenFirmenname : xxx - GmbHChemische FabrikStraße : Ort : D-xxxAnschrift Postfach : Telefon : +49-(0)… Telefax : +49-(0)…..E-Mail : Internet :Auskunftgebender Bereich :Notrufnummer : +49-(0)221-63079924

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Mengen in der Regel unbekannt=> Erhebung notwendig über:

Menge Regenerat pro Regenerierung Menge Schlamm pro Regenerierung Anteil diffuser Verlust pro Regenerierung Anzahl Regenerierungen pro Monat Inventurdifferenzen (ggf. O8-Mengen)

Nutzung der Regenerierung/der Regenerate ggf. von mehreren Tätigkeiten=> Erhebung notwendig über:

Herkunft der Regenerate Verbleib der Regenerate

Input I2 - eingesetztes RegeneratProbleme - Lösungsansätze

Tätigkeit x

Lösemittel-rückgewinnug

I2 zurückgewonnene,im selben Jahr erneut eingesetze LM

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Mengen in der Regel unbedeutend Geeignete Erfassung des Lagerbestandes erforderlich Anrechnung externer regenerierter Mengen nur im

besonderen Einzelfall und nur dann, wenn Stoffmengenim Bilanzierungszeitraum eindeutig nachvollziehbar sind

Output O8 – Zurückgewonnenes – jedoch für Tätigkeit nicht eingesetztProbleme - Lösungsansätze

Tätigkeit x

O8 zurückgewonnene und gelagerte LM

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Mengen in der Regel sehr hoch=> Ungenauigkeiten nur aufwändig überprüfbar

Aktuelle Rezepturen häufig nicht dokumentiert=> Aktualität der Rezepturen prüfen=> Qualitätssystem für Rezepturänderungen

Rezeptureinstellungen häufig nicht genau eingehalten=> Stichproben zur Verbesserung

Lagerinventuren berücksichtigen VOC-Gehalt nicht/ungenügend(relevant aufgrund hoher Lagerbestände)=> genaue Lagerinventuren nötig, wenn nahe am Schwellenwert

Output O7 - kommerzielle ErzeugnisseProbleme - Lösungsansätze

O7 in Verkaufsprodukten enthaltene LM

Tätigkeit x

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Lösemittelanteile häufig unbekannt nur mit aufwändiger Analyse erhältlich ggf. Entsorgerschätzung + Dokumentation möglich ggf. dokumentierte betriebliche Abschätzung

auf Basis der Ausgangsstoffe stichhaltig (z.B. bei Altfarben, bei gering verschmutzten Reinigungsmitteln)

bei Putzlappen mit Lösemitteln gilt das oben Gesagte für anhaftende Verschmutzungen, außerdem ist die Putzlappenmenge häufig unbekannt und keine Zahlen über die Aufteilung auf verschiedene Tätigkeiten vorhanden Kurzzeiterhebungen zum Auswiegen der typischen Beladung sowie Kurzzeiterhebungen zur Feststellung der genutzten Menge und ggf. Kurzzeiterhebungen zur Aufteilung auf verschiedenen Tätigkeiten

Output O6 - AbfallProbleme - Lösungsansätze

O6 LM im Abfall

Tätigkeit x

Verunreinigte Lösemittel, die bei einem externen Entsorger aufbereitet werden, sind in der Regel als O6 und nicht als O8 zu bewerten!

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Direkte messtechnische Bestimmung der diffusen Emissionen bei Anlagen mit einer Abgasreinigung (siehe BREF Kap. 20.2.3)

Ziel:

• Erhöhung der Genauigkeit bei der Bestimmung der diffusen Emissionen

• Bestimmung von Emissionsfaktoren für die diffusen Quellen einer Anlage

(z.B. g Emission/Stunde durchgeführten Betriebsprozess)

• Berechnung der jährlichen diffusen Emission anhand der Emissionsfaktoren für jede

diffuse Quelle multipliziert mit den Produktionsparametern (z.B. Zahl der

Umfüllvorgänge/Jahr)

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Vorgehensweise:• Identifizierung aller diffusen Emissionsquellen einer Anlage• Abschätzung der diffusen Emissionen jeder Quelle anhand von

Emissionsfaktoren und Produktionsparametern• Abwägung, für welche Emissionsquelle eine höhere Genauigkeit der

Emissionsbestimmung erforderlich ist• Verbesserung der Genauigkeit der Emissionsfaktoren für größere diffuse Quellen• Etablierung eines Erfassungssystems zur leichten Ermittlung der

Betriebsparameter• Berechnung der jährlichen diffusen Emissionen anhand der genaueren

Emissionsfaktoren und Betriebsparametern• Durchführung einer Lösemittelbilanz -> Überprüfung der Einhaltung der diffusen

Emissionen• Bei Änderungen der Betriebsparameter Anpassung der Berechnung erforderlich!

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Fallbeispiel zur Lösemittelbilanz - Metalllackierung mit thermischer Nachverbrennung

Ausgangssituation:

• Ein Betreiber

• Eine Anlage zur Tauchlackierung von Metallteilen (Massenstückgüter)

• Abgase werden einer thermischen Nachverbrennung zugeführt

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Tauchlackierung

Dryer

Überblick zur Emissionssituation:

Thermische Nachverbrennung

Emissionsquelle

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Anforderungen nach Anhang III Nr. 8 der 31. BImSchV

Schwellenwert [t/a]

Emissionsgrenzwert für gefasste behandelte Abgase [mg C/m3]

Grenzwert diffuse Emissionen (3) [% eingesetztes Lösemittel]

> 5 - 15

> 15

100 (1)

50(1), 20 (2)

15 (4), 25

10 (4), 20

1) Gilt für Beschichtungs- und Trocknungsverfahren

2) Bei Anwendung von Abgasreinigungseinrichtungen mit thermischer Nachverbrennung

3) Flüchtige organische Verbindungen, die in gefassten unbehandelten Abgasen enthalten sind, zählen zu den diffusen Emissionen

4) Bei automatischer Beschichtung bahnenförmiger Materialien

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I 1 Eingesetzes LM

O4 Diffuse Emissionen

O1.1 Abgase (behandelt)

O1.2 Abgase (unbehandelt)

O6 LM im Abfall

O7 Lösemittel in Verkaufsprodukten

O2 LM im Abwasser

O3 LM im Produkt


EtOH

I2 Rege-nerat

LM-Recycling

Farbe

O8 recycelt und gelagert LM

Folie

O5 LM-Vernichtung

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Material Anfangsstand [kg]

Einkauf [kg]

Endbestand [kg]

Anteil VOC [g/l]

Dichte [kg/l]

Jahresmenge VOC I1 [kg]

1 1.323 4.428 849 604 1,51 1.961

2 1.215 2.016 1.042 590 1,68 769

3 738 3.980 709 680 1,08 2.524

4 748 420 588 680 1,08 365

5 689 740 1.094 756 1,08 235

6 595 1.602 568 796 1,02 1.271

7 658 420 633 798 1,14 312

8 0 986 696 647 0,96 195

9 0 2.400 0 210 0,88 573

10 0 5.300 0 1000 1,0 5.300

Summe 13.504

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Lösemittelverbrauch I1 = [Lagerbestand 01.01. + Wareneingang (01.01 – 31.12.)] – Lagerbestand 31.12.

Hier: Materialmengen in [kg]; VOC-Gehalt in [g/Liter]

-> Umrechnung über Dichte [kg/Liter] erforderlich

Beispiel – Material Nr. 1:

Materialverbrauch in Liter: [(1.323 kg + 4.428 kg) – 849 kg] : Dichte 1,51 [kg/L] = 3.246 Liter

Materialverbrauch in kg VOC: 3.246 Liter * VOC-Anteil 0,604 [kg VOC/Liter] = 1.961 kg

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Lösemittelbilanz – Ermittlung der Input und Outputströme

Ermittlung von O1.1 = Gefasstes behandeltes Abgas

Grundlage: Messbericht für Abgasreinigung

Massenkonzentration [mg C/m3

N]5,1 5,8 7,0

Massenstrom [kg C/h] 0,01 0,012 0,014

2006:

2003:

Massenkonzentration [mg C/m3

N]5,3 <3 <3

Massenstrom [kg C/h] 0,009 <0,005 <0,005

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O1.1 = Zahl der Betriebsstunden/Jahr (24 h * 220 Tage/Jahr) 5.280 h/Jahr * Emissionsmassenstrom [kg/h] 0,014* Umrechnungsfaktor 1,3 = 96,1 kg/Jahr

Achtung: Umrechnung von Gesamt-C auf Molekulargewicht erforderlich

-> d.h. Umrechnungsfaktor von Gesamt-C auf Molekulargewicht ist zu ermitteln

-> Da die Messergebnisse häufig als sogenannte „Propanäquivalente“ angegeben werden, muss auch der Responsefaktor des Messgerätes (Flammenionisationsdetektor) zusätzlich berücksichtigt werden!

-> Abhängig von der Zusammensetzung des Abgases

-> Aussage des Messinstitutes im Messbericht erforderlich – bei Stoffmischungen ist repräsentativer Umrechnungsfaktor einschließlich Responsefaktor zu verwenden.

Annahme: Umrechnungs-Faktor von Gesamt-C auf Molekulargewicht (inclusive Responsefaktor): 1,3

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Lösemittelbilanz – Ermittlung der Input und Outputströme: O1.1

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Berechnung O5 = durch die Abgasreinigung zerstörte VOC-Menge:

Annahme:

Wirkungsgrad der Abgasbehandlung ist bekannt (z.B. aus Garantieerklärung des

Herstellers, früheren Rohgas/Reingasmessungen);

Hier: Für die TNV liegt ein garantierter Wirkungsgrad von 0,99 vor.

O5 = [O1 : (1-Wirkungsgrad)] – O1 = [96,1 kg : (1 – 0,99)] – 96,1 kg = 9.610 kg – 96,1 kg = 9.513,9 kg

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Lösemittelbilanz:

[kg/a]

I1 Menge Lösemittel im Bezugszeitraum eingesetzt

13.504

I2 Lösemittel zur Wiederverwendung in der Anlage

0 (keine Zurückgewinnung)

O1.1 Emissionen in gefassten behandelten Abgasen

96,1

O1.2 Emissionen in gefassten unbehandelten Abgasen

Zählen zu diffusen Emissionen

O2 Lösemittel im Abwasser 0

O3 Lösemittel im Endprodukt Wird hier vernachlässigt

O4 Diffuse Emissionen Berechnung nach Anhang V

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Lösemittelbilanz:

[kg/a]

O5 Durch Abgasreinigung vernichtete Lösemittel 9.513,9

O6 Lösemittel im Abfall 1.670

O7 Lösemittel in Verkaufsprodukten 0

O8 Zur Wiederverwendung zurückgewonnen Lösemittel, die nicht als Einsatz zählen

0

O9 Sonstige freigesetzte Lösemittel 0

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Berechnung der diffusen Emissionen nach Anhang V Nr. 2.2.1 a:

F = I1- O1.1 – O5 – O6 – O7 – O8 = 13.504 kg/a – 96,1 kg/a – 9.513,9 kg/a – 1.670 kg/a – 0 – 0 = 2.224 kg/a

Ermittlung der Emissionen nach Anhang V Nr. 2.1.2 a):

E = F + O1.1 = 2.224 kg/a + 96,1 kg/a = 2.320,1 kg/a

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Überprüfung der Einhaltung des Anhang III Nr. 8.1.2 der 31. BImSchV für diffuse Emissionen:

Grenzwert diffuse Emissionen = (I1 + I2)*Prozentsatz =

13.504 kg/a*0,25 = 3.376 kg/a

-> Grenzwert für diffuse Emissionen eingehalten (F= 2.224 kg/a)!

Überprüfung der Einhaltung der Anforderungen des Anhangs III Nr. 8.1.1 der 31. BImSchV:

-> Grenzwert von 20 mg C/m3N eingehalten (ca. 5 mg/m3

N im Betrieb)

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Probleme bei der Bestimmung von O1.1 und O5

1. Bestimmung repräsentativer Gesamt-C-Emissionswerte im Reingas

In Abhängigkeit vom Emissionsmassenstrom im Reingas ergeben sich bei konstant

angenommenem Wirkungsgrad unterschiedliche Werte für O1.1 und O5 und damit für

die diffusen Emissionen:

- Umso höher der in die Berechnungsformeln eingesetzte Massenstrom, desto höher

werden O1.1 und O5 und desto niedriger die diffusen Emissionen

- Für die Berechnung soll der für den emissionsrelevanten Prozess repräsentative,

tatsächliche Emissionsmassenstrom verwendet werden (nicht der theoretische

Grenzwert)

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Reingaskonzentration

[mg C/m3]

Emissionsmassenstrom

[kg C/h]

O1.1 [kg/a] O5

[kg/a]

2 0,004 27,5 2.722,5

3 0,006 41,2 4.078,8

4 0,008 54,9 5.435,1

5 0,01 68,6 6.791,4

8 0,016 109,8 10.870,2

9 0,018 123,6 12.236,4

10 0,02 137,3 13.592,7

20 0,04 274,6 27.185,4

O1.1 = Zahl der Betriebsstunden/Jahr (24 h * 220 Tage/Jahr) 5.280 h/Jahr * Emissionsmassenstrom [kg/h] 0,014* C-Umrechnungsfaktor 1,3 = 96,1 kg/Jahr

O5 = [O1 : (1-Wirkungsgrad)] – O1 = [96,1 kg : (1 – 0,99)] – 96,1 kg = 9.610 kg – 96,1 kg = 9.513,9 kg; Summe aus O1.1 und O5 darf 8.458 kg/a nicht unterschreiten!

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2. Umrechnungsfaktor Gesamt-C-Werte/Molekulargewicht und Responsefaktor

Im Allgemeinen wird O1.1 auf der Basis von Gesamt-C-Messungen im Reingas berechnet. Es ist eine Umrechnung von Gesamt-C auf Molekulargewicht erforderlich. Da in der Regel Stoffmischungen im Abgas vorliegen, besteht eine große Unschärfe und Fehlermöglichkeit bei der Ermittlung der Umrechnungsfaktoren.

Beispiel:FID-Messergebnis: 15 mg C/m3 angegeben als Propanäquivalent

Schadstoff im Abgas: EthanolKohlenstoffatome in C2 H6 O: zweiMolgewicht der 2 C-Atomen: 2x 12,011Molgewicht der 6 Wasserstoffatome: 6x 1,008Molgewicht des Sauerstoffatoms: (1x 15,999)=> Massenanteil Kohlenstoff (24,022) zum Gesamtmolgewicht des VOC (46,069) beträgt 1:1,92 (C:VOC)

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Messergebnis Volumenstrom: 15.000 m3/h; Betriebsstunden: 2100 h/a=> 15.000 m3/h x 0,015 g C/m3 x 2100 h/a = 472.500 g C/a

Umrechung Gramm-Gesamt-C in Kilogramm-VOC im Abgas (O/1)=> 472.500 g C/a x 1,92 (Umrechnungsfaktor) = 907.200 g VOC/a = 907 kg/a

• In erster Näherung kann O1.1 und O5 auch auf der Grundlage von Gesamt-C-Werten bei der Berechnung der diffusen Emissionen verwendet werden.

• Wenn der Grenzwert für diffuse Emissionen eingehalten wird, erübrigt sich die Umrechnung (O1.1 und O5 erhöhen sich bei Umrechnung von Gesamt-C auf Molekulargewicht).

• Wenn der Grenzwert für diffuse Emissionen nicht eingehalten wird, ist eine genauere Betrachtung im Bereich des Grenzwertes erforderlich! -> Ermittlung der Schadstoffzusammensetzung und eines repräsentativen Umrechnungsfaktors (einschließlich Responsefaktors)!

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Hier: O1.1 = 74 kg C/a; O5 = [O1.1: (1 – Wirkungsgrad)] – O1.1 = [77 kg C : (1-0,99)] – 77 kg C = 7.623 kg C/a; Berechnung F [kg/a] mit O1.1 und O5 in [kg C/a]: 4.134 kg -> Grenzwert diffuse Emissionen nicht eingehalten (3.376 kg/a)! Summe aus O1.1 und O5 darf 8.458 kg/a nicht unterschreiten!

Abgaszusammensetzung Umrechnungsfaktor (ohne gerätespezifischen Responsefaktor)

O1.1 [kg/a] O5 [kg/a]

Toluol 1,1 81,4 8.388,6

Ethylacetat 1,83 135,4 13.955,6

Ethanol 1,92 142,1 14.641,9

Formaldehyd 2,5 185 19.065

Grenzwert eingehalten!

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3. Chargenbetrieb:

• Bei der Berechnung von O1.1 (und damit von O5 aus O1.1 und Wirkungsgrad) aus Reingasmassenstrom und Betriebsstunden dürfen nur die Betriebsstunden herangezogen werden, bei denen prozessbedingt Emissionen auftreten. -> Ansonsten ergeben sich für O1.1 und O5 zu hohe Werte und damit zu geringe Werte bei der Bestimmung der diffusen Emissionen nach der indirekten Methode

• Ggf. Dokumentationspflicht für Betriebsstunden der Prozesse bzw. der Abgasreinigung

Beispiel: O1.1 = Zahl der Betriebsstunden/Jahr (24 h * 220 Tage/Jahr) 5.280 h/Jahr * Emissionsmassenstrom [kg/h] 0,014*1,3 = 96,1 kg/Jahr; O5 = 9.513,9 kg; Summe aus 01.1 und O5 darf 8.458 kg/a nicht unterschreiten.

Emissionsrelevante Betriebsstunden [h] O1.1 [kg/a] O5 [kg/a]

3 h *220 Tage/Jahr: 666 12,1 1.197,9

6 h * 220 Tage/Jahr: 1.320 24,1 2.385,9

12 h * 220 Tage/Jahr: 2.640 48,0 4.752

18 h * 220 Tage/Jahr: 3.960 72,1 7.135,1

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4. Berücksichtigung des Wirkungsgrades der Abgasreinigung:

• Die Berechnung von O5 erfolgt häufig aus den gemessenen Reingaswerten und eines angenommenen Wirkungsgrades der Abgasreinigung. Dies kann einen erheblichen Einfluss bei der Berechnung der diffusen Emissionen haben!

Beispiel: Annahme: Wirkungsgrad von 99% für TNV; O1.1 = 96,1 kg/Jahr; O5 = [O1 : (1-Wirkungsgrad)] – O1 = [96,1 kg/(1-0,99)] – 96,1 = 9.513,9 kg/a; Summe aus O1.1 und O5 darf 8.458 kg/a nicht unterschreiten.

Angenommener Wirkungsgrad [%] O5 [kg/a]

97 3.106,9

97,5 3.747,9

98 4.708,9

98,5 6.310,9

98,86 8.361,9

99,5 19.123,9

99,9 96.003,9Grenzwert eingehalten

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• Start mit konservativer Annahme des Wirkungsgrades

-> wenn damit Grenzwert für diffuse Emissionen eingehalten, kein weiterer Aufwand erforderlich

• Bei Grenzwertnähe bzw. Überschreitung: genauere Betrachtung erforderlich, z.B.

- Berechnung mit vom Hersteller garantierten niedrigsten Wirkungsgrad

- Ermittlung des Wirkungsgrades durch Reingas-/Rohgasmessungen durch eine

§ 26 BImSchG-Messstelle: Messung über längeren Zeitraum mit repräsentativen Emissionen

Hinweis:Der Wirkungsgrad einer Abgasreinigung hängt auch ab von der Rohgasbeladung und auch Rohgasvolumenstrom. Daher handelt es sich beim Wirkungsgrad um keinen starren Parameter.

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Erfassungsgrad einzelner Stoffe oft unbekannt => Erfassungsgrad an jeder Absaugung zu bestimmen=> ggf. Differenzierung für Einzelstoffe sinnvoll

Zerstörungsgrad bzw. Absorptionsgrad (mitanschließender Zerstörung) oft unbekannt undteilweise stoffspezifisch (je nach Einsatzstoff) => Anfrage beim Hersteller der Abgasreinigung

Roh- und Reingasmesswert-Ermittlung => aufwändig, ergibt Abschätzung nur für den gemessenen Betriebszustand Jahreshochrechnung erfordert Multiplikation mit Arbeitsstunden-Wert

Abgasmesswerte i.d.R. als Gesamt-C gemessen (nur Kohlenstoffatome); => Umrechnung in VOC möglich, wenn Stoffzusammensetzung bekannt.

Output O/5 - Zerstörung im AbgasProbleme - Lösungsansätze

Tätigkeit x

Abgas-reinigung

O/5 LM-Zerstörung durch Behandlung

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Reingasmesswert-Ermittlung => aufwändig, ergibt Abschätzung nur für den gemessenen Betriebszustand=> Hochrechnung aufs Jahr erfordert Jahres- betriebsstundenzahl der Abgasanlage

Erfassungsgradmethode in Verbindung mit Zerstörungsgradmethode (ungenau, für kleine

Massenströme denkbar ungeeignet)=> Erfassungsgrad an jeder Absaugung zu bestimmen=> durchschnittliche Volumenströme und Produktionsstunden verfälschen

Abgasmesswerte i.d.R. als Gesamt-C gemessen (nur Kohlenstoffatome); => Umrechnung in VOC möglich, wenn Stoffzusammensetzung bekannt

Output O/1 - gefasstes AbgasProbleme - Lösungsansätze

Tätigkeit x

Abgas-reinigung

O/1 LM in gefassten Abgasen

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FID-Messergebnis zu Ethanol: 15 mgC/m3

Kohlenstoffatome in C2 H6 O: zwei

Molgewicht der 2 C-Atomen: 2x 12,011 Molgewicht der 6 Wasserstoffatome: 6x 1,008 Molgewicht des Sauerstoffatoms: (1x 15,999) => Massenanteil Kohlenstoff (24,022) zum

Gesamtmolgewicht des VOC (46,069) beträgt => das Verhältnis des Kohlenstoffs zum Gesamtmolgewicht beträgt 1:1,92 (C:VOC)

Messergebnis Volumenstrom: 15.000 m3/h; Betriebsstunden: 2100 h/a => 15.000 m3/h x 0,015 gC/m3 x 2100 h/a = 472.500 gC/a

Umrechung Gramm-Gesamt-C in Kilogramm-VOC im Abgas (O/1) => 472.500 gC/a x 1,192 (Umrechnungsfaktor) = 563.220 gVOC/a = 563 kgVOC/a

Output O/1 und O/5 Umrechnung Gesamt-C in VOC

Tätigkeit x

Abgas-reinigung

O/5 LM-Zerstörung durch Behandlung

O/1 LM in gefassten Abgasen

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1 EU-Twinning Project RO2006/IB/EN-09 Implementation and Enforcement of the Environmental Acquis at National Level and Coordination of 8 Regional Twinning