Rodzaj wykorzystywanego paliwa a graniczne wielkości emisji dla tlenków azotu – na przykładzie przemysłu szklarskiego

Wprowadzenie

Instalację w przemyśle szklarskim obowiązują zapisy decyzji wykonawczej Komisji Europejskiej 2016/1032 z dnia 28 lutego 2012 r. ustanawiającej konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE [1] (dalej: Konkluzje BAT). Rozdział 1.2. pt. Konkluzje dotyczące BAT dla wytwarzania szkła opakowaniowego”, mówi że Konkluzje BAT odnoszą się do wytwarzania szkła opakowaniowego, w przypadku gdy zostały wskazane graniczne wielkości emisji (tzw. BAT-AELs – Emission Levels Associated with BAT) dla poszczególnych substancji emitowanych do powietrza podczas procesu produkcji szkła opakowaniowego. Standardowo instalacje do produkcji szkła opakowaniowego obowiązują graniczne wielkości emisji BAT-AELs z emitora odprowadzającego zanieczyszczenia z pieców do topienia do powietrza dla następujących substancji: pył, NOₓ wyrażane jako NO₂, SOₓ wyrażane jako SO₂, tlenek węgla, chlorowodór wyrażany jako HCl, fluorowodór wyrażany jako HF oraz suma metali: As, Co, Ni, Cd, Se, Cr(VI), Sb, Pb, Cr(III), Cu, Mn, V, Sn.

W piecach do topienia w sektorze szkła opakowaniowego wykorzystywane są różne paliwa do ich opalania. Konkluzje BAT bezpośrednio określają BAT-AELs dla pieców opalanych gazem ziemnym oraz olejem opałowym.

Wskazane w niniejszym artykule informacje analogicznie można wykorzystać w przypadku produkcji pozostałych rodzajów szkła wskazanych w Konkluzjach BAT, tzn. szkła płaskiego, włókna szklanego ciągłego, szkła gospodarczego, szkła specjalnego, wełny mineralnej, wysokotemperaturowej wełny izolacyjnej oraz fryt szklanych.

Jakie są wymagania Konkluzji BAT w zakresie wytwarzania szkła opakowaniowego dla emisji tlenków azotu z pieców do topienia?

Konkluzje BAT w rozdziale 1.2.2. pt. „Tlenki azotu (NOₓ) z pieców do topienia” obejmują tematykę emisji tlenków azotu z pieców do topienia dla produkcji szkła opakowaniowego. Wskazano tam listę technik pierwotnych oraz wtórnych, których zastosowanie ma wpłynąć na redukcję emisji NOₓ z pieców do topienia. Tabela 7 Konkluzji BAT określa BAT-AELs dla NOₓ wyrażanych jako NO₂ w mg/Nm³ oraz kg/t wytopionego szkła. Poniżej przytacza się brzmienie wskazanej tabeli:

Tabela 1. Odpowiadające BAT poziomy emisji NOₓ z pieca do topienia w sektorze szkła opakowaniowego

Definicja gazu ziemnego

Zgodnie z definicją gazu ziemnego zawartą w Dyrektywie 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych [2] (dalej: dyrektywa IED), a także w Rozporządzeniu z dnia 22 października 2020 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów (Dz. U. poz. 1860) [3] (dalej: standardami emisyjnymi), gaz ziemny stanowi „występujący w naturalnych warunkach metan, zawierający nie więcej niż 20% (objętościowo) gazów obojętnych i innych składników”.

Należy zaznaczyć, iż w Konkluzjach BAT nie zdefiniowano pojęcia gazu ziemnego, jednakże definicja taka została uwzględniona w przepisach prawa krajowego oraz wyższego rzędu przepisach prawa unijnego, co zostało wskazane powyżej oraz można uznać, iż odnosi się do instalacji analogicznej, czyli instalacji do energetycznego spalania paliw, tzn. pieca do topienia.

Jaka jest zależność pomiędzy definicją gazu ziemnego a BAT-AELs dla NOₓ wyrażanych jako NO₂?

Biorąc pod uwagę przedstawioną w niniejszym artykule definicję gazu ziemnego, można stwierdzić, że paliwo gazowe, które zawiera więcej niż 20% objętościowo gazów obojętnych i innych składników, tzn. w przypadku kiedy zawartość metanu wynosi mniej niż 80% objętościowo gazu, nie stanowi gazu ziemnego w rozumieniu definicji przedstawionych w dyrektywie IED oraz w standardach emisyjnych.

Co do zasady paliwa gazowe w największej części składają się z metanu, natomiast drugim dominującym składnikiem jest azot. Przykładowo – jeżeli zawartość azotu w gazie stanowi ok. 30%, a zawartość metanu ok. 68%, to paliwo gazowe nie stanowi gazu ziemnego, a podczas jego spalania emisja azotu będzie wyższa niż podczas spalania gazu ziemnego. Uwzględniając fakt, iż Konkluzje BAT odnoszą się do spalania gazu ziemnego w celu ogrzania pieców do topienia i określają BAT-AELs dla NOₓ wyrażanych jako NO₂ w przypadku instalacji wykorzystujących gaz ziemny, można założyć, iż wykorzystywanie paliwa gazowego niespełniającego wymagań dla gazu ziemnego, może stanowić podstawę do nieobejmowania emisji z pieca do topienia graniczną wielkością emisji dla tlenków azotu.

Teoria a praktyczne zastosowanie – jak udowodnić, że BAT-AELs dla tlenków azotu nie mają zastosowania dla prowadzonej instalacji?

W celu udowodnienia, iż dla prowadzonej instalacji do produkcji szkła opakowaniowego BAT-AELs dla NOₓ wyrażanych jako NO₂ nie mają zastosowania, należy powołać się na definicję gazu ziemnego oraz ujęte w niej warunki, jakie paliwo gazowe musi wypełnić, aby stanowić gaz ziemny. Definicja taka została uwzględniona zarówno w przepisach prawa krajowego (standardy emisyjne), jak i wyższego rzędu przepisach prawa unijnego (dyrektywa IED). Dodatkowo zaznacza się, iż w Konkluzjach BAT nie zdefiniowano pojęcia gazu ziemnego, jednakże definicja taka została uwzględniona w wyżej wskazanych aktach prawnych oraz można uznać, iż odnosi się do instalacji analogicznej, czyli instalacji do energetycznego spalania paliw. Konieczne jest także przedstawienie organowi właściwemu do wydania pozwolenia zintegrowanego informacji na temat składu wykorzystywanego paliwa gazowego z uwzględnieniem objętościowej zawartości poszczególnych substancji. Taką informację należy przedłożyć na podstawie danych uzyskanych od dostawcy paliwa gazowego. Podkreśla się również fakt, że BAT-AELs dla tlenków azotu określone w Konkluzjach BAT, odnoszą się do gazu ziemnego oraz innych paliw, jednak nie do paliw gazowych niestanowiących gazu ziemnego.

Po wykazaniu, iż stosowane w instalacji paliwo gazowe nie stanowi gazu ziemnego, czyli zawartość gazów obojętnych i innych składników jest wyższa niż 20% objętościowo, tzn. zawartość metanu wynosi mniej niż 80% objętościowo gazu, należy dodatkowo wyjaśnić wpływ składu wykorzystywanego paliwa gazowego na emisję substancji do powietrza. Mając powyższe na uwadze, można wskazać, że ani prowadzący instalację, ani firma odpowiedzialna za dystrybucję lokalnego paliwa gazowego nie mają możliwości technicznych, aby zmienić parametry gazu lub zawartość poszczególnych substancji. Niższa zawartość metanu niż obowiązująca dla gazu ziemnego oraz podwyższona zawartość azotu N₂ wynika z uwarunkowań naturalnych wydobywanego paliwa. Sytuacja taka może mieć miejsce w przypadku gdy sieć gazowa stanowi lokalną sieć zasilaną paliwem gazowym z pobliskich złóż gazu. Parametr ten w sposób bezpośredni wpływa na wyższą wielkość emisji związków azotu, w tym tlenków azotu, emitowanych z prowadzonej instalacji.

W końcowym etapie należy wykonać obliczenia dopuszczalnej wielkości emisji NOₓ wyrażanych jako NO₂ jako emisję w kg/h i obliczoną wartość wskazać jako dopuszczalną wielkość emisji dla emitora z pieca do topienia, która zostanie uwzględniona w pozwolenia zintegrowanym.

Analogicznie powyższe uzasadnienia oraz przedstawione informacje można wykorzystać do udowodnienia, iż BAT-AELs dla tlenków azotu nie mają zastosowania dla prowadzonej instalacji w zakresie produkcji pozostałych rodzajów szkła wskazanych w Konkluzjach BAT, tzn. szkła płaskiego, włókna szklanego ciągłego, szkła gospodarczego, szkła specjalnego, wełny mineralnej, wysokotemperaturowej wełny izolacyjnej oraz fryt szklanych. Wynika to z faktu, iż Konkluzje BAT odnoszą się bezpośrednio do wykorzystania wyłącznie gazu ziemnego oraz innych paliw, nie uwzględniają paliw gazowych niebędących gazem ziemnym.

Podsumowanie

Zgodnie z informacjami przedstawionymi w niniejszym artykule należy stwierdzić, iż rodzaj wykorzystywanego paliwa do spalania w celu ogrzania pieców do topienia w przemyśle szklarskim ma znaczący wpływ na BAT-AELs dla danej instalacji. W przypadku kiedy prowadzący instalację do produkcji szkła opakowaniowego do ogrzania pieców do topienia szkła wykorzystuje paliwo gazowe, istnieje możliwość, iż BAT-AELs dla NOₓ wyrażanych jako NO₂ nie mają zastosowania. Występuje ona w momencie, gdy wykorzystywane paliwo gazowe nie wypełnia wymagań dla gazu ziemnego, które zostały zdefiniowane w przepisach prawa krajowego (standardy emisyjne) oraz wyższego rzędu przepisach prawa unijnego (dyrektywa IED), czyli kiedy zawartość gazów obojętnych i innych składników jest wyższa niż 20% objętościowo paliw gazowego.

Niższa zawartość metanu w paliwie gazowym przekłada się na wyższą zawartość innych substancji, w szczególności azotu. Wyższa zawartość azotu w wykorzystywanym paliwie gazowym bezpośrednio wpływa na wielkość emisji NOₓ wyrażanych jako NO₂ z emitora pieca do topienia. Tym samym prowadzący instalację może nie mieć możliwości wypełnienia BAT-AELs dla NOₓ wyrażanych jako NO₂ z uwagi na naturalne uwarunkowania wykorzystywanego paliwa gazowego.

W przypadku udowodnienia przez prowadzącego instalację, że BAT-AELs dla NOₓ wyrażanych jako NO₂ nie mają zastosowania z uwagi na skład wykorzystywanego paliwa gazowego konieczne jest wykonanie obliczeń dopuszczalnej wielkości emisji NOₓ wyrażanych jako NO₂ jako emisję w kg/h i obliczoną wartość wskazać jako dopuszczalną wielkość emisji dla emitora z pieca do topienia, która zostanie uwzględniona w pozwoleniu zintegrowanym.

Pytanie? Konkretna odpowiedź!

Jakie przepisy dotyczą instalacji w przemyśle szklarskim?

Instalację taką obowiązują zapisy określone w decyzji wykonawczej Komisji Europejskiej 2016/1032 z dnia 28 lutego 2012 r. ustanawiającej konkluzje dotyczące najlepszych dostępnych technik (BAT) zgodnie z dyrektywą Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE. Więcej o tym, jak przeprowadzić analizę porównawczą kosztów i korzyści środowiskowych i wniosku o odstępstwa od wartości granicznych emisji (BAT-AELs) w naszym artykule na blogu.

Czym jest gaz ziemny?

Pojęcie substancji, jaką jest gaz ziemny definiują przepisy prawa krajowego oraz prawa unijnego. Zgodnie z definicją zawartą w Dyrektywie 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych, a także w Rozporządzeniu z dnia 22 października 2020 r. w sprawie standardów emisyjnych dla niektórych rodzajów instalacji, źródeł spalania paliw oraz urządzeń spalania lub współspalania odpadów, gaz ziemny to „występujący w naturalnych warunkach metan, zawierający nie więcej niż 20% (objętościowo) gazów obojętnych i innych składników”.

Data publikacji: 18.02.2025 r.