Baza legislativa pentru un PREI

Directiva 2001/80/EC pentru limitarea emisiilor de poluanti in aer cauzate de instalatiile mari de ardere a fost transpusa in dreptul romanesc prin HG 541/2003 si a intrat in vigoare la data de 29 Mai 2003. Aceasta reprezinta baza obligatiilor operatorilor de a limita emisiile de la instalatiile mari de ardere pana la valorile limita de emisie stabilite.

HG este valabila pentru instalatiile de ardere, care au  o putere termica de 50 MW sau mai mare, independent de tipul de combustibil utilizat.

2.1.1.1.            Instalatii: Definirea termenului

2.1.1.1.1.1.         Instalatii  de ardere

Prin instalatie de ardere se intelege orice ansamblu tehnic, in cadrul caruia se oxideaza combustibili pentru a folosi energia termica rezultata.

Sub incidenta Directivei se regasesc numai instalatiile de ardere care au drept scop productia de energie cu exceptia celor care folosesc nemijlocit produse incinerabile in procesul de productie.

Exemple de instalatii de ardere:

Centrale electrice pentru productia de energie electrica

Termocentrale, centrale termoelectrice

Instalatii de ardere industriale

Turbine cu gaz pentru productia de energie si pentru sisteme de propulsare mecanica

Instalatie cu turbina cu gaz este orice instalatie cu dispozitiv rotativ, ce transforma energia termica in lucru mecanic, si ce este compusa de regula dintr-un compresor, o camera de combustie, in care se oxideaza combustibilul pentru incalzirea mediului de lucru, si o turbina.                               

In special pentru urmatoarele instalatii nu se aplica prevederile Directivei:

Instalatii in care produsele de incinerare sunt folosite nemijlocit pentru incalzirea, uscarea sau manipularea materialelor sau obiectelor in alte conditii de ex. cuptoare termice, cuptoare de prelucrare la cald

Instalatii post-ardere, adica acele instalatii tehnice ce sunt folosite pentru purificarea prin ardere a gazelor rezultate, si care nu pot fi operate ca instalatii de ardere independente

Instalatii de regenerare a catalizatorilor pentru rafinarea catalitica

Instalatii pentru transformarea hidrogenului sulfurat in Sulf

Reactoare folosite in industria chimica

Cuptoare de cocs

Incalzitor de curenti aer (cowpers)

Aparatura tehnica pentru punerea in miscare a masinilor, vapoarelor sau avioanelor

Turbine cu gaz pentru platforme offshore

Turbine cu gaz, autorizate incepand cu data de 27 Noiembrie 2002, sau care fac obiectul unor unei solicitari ample de autorizare anterioare datei de 27 Noiembrie 2002, atata timp cat instalatia a fost data in folosinta pana la data de 27 Noiembrie 2003, fara a intra sub incidenta Articolului VIII Alineatul 1 precum si sub incidenta Anexei VIII Paragrafele A si B

Instalatiile operate cu ajutorul motoarelor pe benzina, motorina sau gaz, nu intra sub incidenta Directivei 

2.1.2.1.1.2.         Tipuri de instalatii mari de ardere conform 2001/80/EC

2.1.2.1.1.1.2.1.            Instalatii mari de ardere Tip I: Instalatii existente sau instalatii de tip vechi

Instalatii existente, pentru care a fost emisa autorizatia de constructie sau functionare inainte de 1 Iulie 1987.

Din instalatie fac parte toate arzatoarele inclusiv cazanul cu aburi, ale caror gaze reziduale de ardere sunt dirijate pe un cos comun. Puterea termica totala a instalatiei de tip vechi este data de suma puterilor termice fiecarui arzator.

Figura 1 arata un amplasament cu 3 instalatii de tip I. Asadar, instalatia 1 este formata din 3 cazane (cu capacitate de 60 MW, 40 MW, respectiv 100 MW) cu o putere termica de 200 MW, instalatia 2 este formata dintr-un singur cazan de 600 MW, iar cea de-a treia formata din 3 cazane (3x20 MW) cu o capacitate de 60 MW. Fiecare instalatie emite gaze reziaduale printr-un cos real. Pentru fiecare instalatie trebuie luate masuri pentru a respecta valorile limita de emisie.

Punere in functiune   Cos real   amplasament

Figura 1: Exemplu pentru definirea termenului "Instalatie existenta" Tip I

2.1.2.2.1.1.2.2.            Instalatie mare de ardere Tip II: Instalatii noi

Instalatii existente pentru care prima autorizatie de constructie sau operare a fost emisa dupa 1 Iulie 1987 si pana la 27 Noiembrie 2002 si care au fost date in folosinta pana in 27 Noiembrie 2003.

Din instalatie fac parte toate arzatoarele, inclusiv cazanul cu aburi, ale caror gaze reziduale de ardere ar putea fi dirijate pe un cos comun (Cos imaginar). Puterea termica totala a instalatiei este data de suma puterilor termice ale fiecarui arzator. Aceasta este sustinuta si de definitia instalatiei din Directiva IPPC. Conform Articolului 2 nr. 3, o instalatie este o unitate tehnica fixa, in care sunt desfasurate una sau mai multe activitati prevazute in Anexa I (nr.1.1 instalatii de ardere cu o putere termica de peste 50 MW), precum si alte activitati direct conexe la acestea, care impreuna cu activitatile desfasurate pe acest amplasament se afla intr-o dependenta tehnica si pot avea efecte asupra emisiilor si poluarii mediului. Mai simplu: toate instalatiile cu cazane de pe amplasamentul unei unitati formeaza instalatia, iar puterea termica totala a acestei instalatii este data de suma puterilor termice ale fiecarui arzator separat.

Punere in functiune   Cos imaginar   Cos real   amplasament

Figura 2: Exemplu pentru definirea instalatiei "noi" Tip II

Pentru a clarifica acest context, in figura 2 este prezentat un amplasament cu instalatii de tip II. Asadar, aceasta instalatie este compusa din 6 cazane cu putere termica corespunzatoare, legate la 3 cosuri reale. Aceste 3 Module (de 200 MW, 400 MW si 40 MW) ar putea teoretic sa-si directioneze emisiile printr-un singur cos (imaginar). Capacitatea totala a instalatie este de 640 MW, si serveste la stabilirea valorilor limita de emisie.

2.1.2.3.1.1.2.3.            Instalatii mari de ardere Tip III: Instalatii noi de tip nou

Instalatii noi, care au fost autorizate sau vor fi dupa 27 Noiembrie 2002, sau a caror dare in folosinta a avut loc dupa 27 Noiembrie 2003 sau urmeaza a avea loc. Pentru aceste noi instalatii este valabila aceeasi definitie a instalatiei ca la instalatiile mari de ardere de tip II.

2.1.3.1.1.3.         Puterea termica

Puterea termica este energia termica corelata la valoarea calorica inferioara a combustibililor care sunt introdusi in instalatia de ardere, la o functionare continua, pe unitatea de timp. Unitatea de masura este Megawatt-ul (MW). Daca o instalatie este compusa din arzatoare separate care folosesc combustibili solizi, lichizi si gazosi, atunci puterea termica este data de suma puterilor termice ale cazanelor pe carbune, pacura si gaz.

2.2.1.2.            Combustibili pentru instalatiile mari de ardere

Toate substantele solide, lichide sau gazoase incinerabile, cu exceptia deseurilor respectiv gunoaielor, conform prevederilor Directivelor 89/369/EEC, 89/429/EEC, 94/67/EC pot fi folosite drept combustibili. Conform prevederilor poate fi considerata combustibil si biomasa. Din biomasa fac parte de exemplu materii prime agricole sau silvice, deseuri de plante, deseuri lemnoase cu exceptia celor tratate cu diferite substante de conservare a lemnului, de ex deseuri din constructii. Exemple de combustibili:

Tabelul 1: Proprietatile combustibililor in Romania

1.3.  Valorile limita de emisie

1.3.1.     Calcularea concentratiei masice

Valoarea limita a emisiilor reprezinta concentratia masica permisa a poluarii continuta de gazele reziduale ale unei instalatii, care poate fi emisa in aer; este exprimata in miligrame per metru cub (mg/m³) si corelata la un procent volumic de oxigen in gaz rezidual de 3% la instalatiie de ardere pentru combustibili lichizi si gazosi, 6% pentru combustibili solizi, sau 15% pentru instalatii cu turbine cu gaz. Astfel se va calcula concentratia masica masurata in gazul rezidual conform urmatoarei ecuatii:

unde:

Daca este prezenta o instalatie de purificare a gazelor reziduale in vederea reducerii emisiilor, atunci este permisa recalcularea pentru acele substante, pentru care functioneaza instalatia de purificare, doar in perioadele in care continutul de oxigen masurat este mai mare decat continutul de oxigen cel de referinta.

Valorile limita de emisie pentru pulberi pot fi exprimate si cu ajutorul unui coeficient de funingine in gazul rezidual admis. Coeficientul de funingine este dat de gradul de innegrire a unui filtru de hartie, cauzata de particulele solide rezultate in urma arderii (determinare calitativa).

1.3.2.     Valorile limita de emisie conform anexelor 3 pana la 7 din HG 541/2003

1.3.2.1.    Valori limita de emisie pentru instalatii mari de ardere de Tip I si Tip II, combustibili solizi

^{La 1)} posibile exceptii depinzand de timpul anual de functionare

In cazul instalatiilor cu putere termica de 500 MW sau mai mult, care functioneaza incepand cu 1 Ianuarie 2008 cel mult 2000 ore anual (in medie pe o perioada de 5 ani) este valabila valorea limita de emisie de 600 mg/m³. Incepand cu 1 Ianuarie 2016 este valabila valoarea limita de 450 mg/m³ pentru instalatiile ce functioneaza cel mult 1500 ore anual (in medie pe o perioada de 5 ani).

Derogand de la valorile limita ale emisiilor, o valoare limita de 1200 mg/m³ este valabila pentru instalatiile, ce au functionat in ultimele 12 luni inainte de 1 Ianuarie 2001 cu combustibili solizi, cu mai putin de 10% componente volatile si vor mai functiona.

^{La 2)} Posibile derogari in cazul anumitor proprietati ale combustibililor.

In cazul instalatiilor cu capacitate de 500 MW sau mai mult, alimentate cu combustibili solizi cu valoare calorica mai mica de 5.800 kJ/kg, cu un continut de umiditate de peste 45% greutate, un continut combinat de lichide si cenusa de peste 60% si un continut de oxid de calciu de peste 10% sunt permise valori limita de emisie de 100  mg/m³

La 3) Derogare pentru SO₂ pe baza unor caracteristici specifice ale combustibililor

Daca nu pot fi respectate valorile limita ale emisiilor de SO₂ din cauza calitatilor specifice ale combustibililor, atunci se vor folosi urmatorii indicatori de separare a sulfului:

1.3.2.2.    Valori limita pentru instalatii Tip I si Tip II, combustibili lichizi

^{La 1)} In cazul instalatiilor cu P < 500 si cu un continut de cenusa > 0,06% al combustibilului sunt permise

1.3.2.3.    Valori limita de emisie pentru instalatii mari de ardere Tip I si Tip II, combustibili gazosi

NB: Gazul natural este bineinteles gaz metan, cu nu mai mult de 20% volum gaze inerte si alte componente.

1.3.2.4.    Valori limita de emisie pentru instalatii mari de ardere Tip III, combustibili solizi

La 1) Exceptii pentru SO₂ pe baza caracteristicilor speciale ale combustibililor

Daca nu pot fi respectate valorile limita ale emisiilor de SO₂ din cauza calitatii specifice a combustibililor, atunci se vor respecta urmatoarele grade de separare a sulfului:

1.3.2.5.    Valori limita de emisie pentru instalatii mari de ardere Tip III, combustibili lichizi

1.3.2.6.    Valori limita pentru instalatii mari de ardere Tip III, combustibili gazosi

1.3.2.7.    Valori limita pentru turbine cu gaz  50 MW

La 1) 75 mg/m³ in cazuri in care, randamentul turbinei pe gaz este stabilit in conditii de poluare ISO (15°C, 1.013 bar, 60% umiditatea aerului):

Turbine cu gaz in instalatii cu cogenerare cu un randament total de peste 75%

Turbine pe gaz in centrale electrice combinate cu randament total in medie anuala de peste 55%

Turbine pe gaz cu scopul de propulsie mecanica

Pentru turbine pe gaz cu un singur stadiu ce nu fac parte din nici o categorie de mai sus si cu un randament de peste 35% este valabila valoarea limita calculata: 50xh/35 (h = randamentul turbinei pe gaz in %)

La 2) este  valabil numai pentru turbine pe gaz operate cu produse distilate usoare si medii.

1.4.  Perioade de tranzitie

Pentru instalatiile mari de ardere de Tip III (instalatii noi) nu exista perioade de tranzitie. Valorile limita ale emisiilor prevazute in Anexele 3 pana la 7 sectiunea B cu exceptiile permise intra in vigoare imediat.

Pentru instalatiile mari de ardere autorizate dupa 27 Noimebrie 2002 sau pentru cele date in folosinta dupa 27 Noiembrie 2003 devin obligatorii valorile limita prevazute in Anexele 3 pana la 7 Sectiunea B (vezi tabelele din 2.3.2.4 pana 2.3.2.6).

Pentru instalatiile Tip II (instalatii noi) s-a stabilit conform Articolului 4(3) din Directiva LCP un termen de tranzitie de 1 an pana la 1 Ianuarie 2008. Conform Articolului 6 trebuiesc respectate valorile limita ale HG 541 pana la 01.01.2007: din acest moment, toate instalatiile mari de ardere trebuie sa respecte valorile limita prevazute in Anexele 3 pana la 7 sectiunea A din HG 541/2003 (vezi tebelele din 2.3.2.1 pana la 2.3.2.3)

Pentru instalatiile de Tip I (deja existente) este prevazuta o perioada de tranzitie pana la data de 1 Ianuarie 2008 (conform Articolului 4(3) din Directiva LCP). Conform Articolului 6 trebuiesc respectate valorile limita inscrise in HG 541 pana la 01.01.2012: de la acest moment trebuie respectate valorile limita de emisie conform Anexelor 3 pana la 7 sectiunea A din Directiva 241/2003 (vezi tabelele din 2.3.2.1 pana la 2.3.2.3)

Alte termene de tranzitie pentru conformarea instalatiilor existente la cerintele Directivei LCP vor fi negociate in cadrul procesului de aderare la UE.

Daca o instalatie de ardere de Tip I sau II este marita cu un minimum de 50 MW atunci se aplica pentru partea noua a instalatiei valorile limita ale emisiilor conform sectiunii B din Anexele 3 pana la 7 (Articolul 14 din Directiva LCP)

Derogarile de la respectarea valorilor limita de emisie sunt prevazute in Articolul 5(2) din HG LCP. Operatorii unei instalatii de Tip I se obliga intr-o declaratie scrisa sa nu exploateze instalatia mai mult de 20.000 ore incepand cu data de 1 Ianuarie 2008 si cel mult pana la data de 31 Decembrie 2015. Aceasta declaratie scrisa trebuie inmanata autoritatii competente pana la data de 30 Iunie 2004. Un model pentru o astfel de declaratie se regaseste in capitolul 5.3.1.

Derogarile de la respectarea valorii limita de emisie pentru dioxidul de sulf  pentru instalatii cu o capacitate termica de 400 MW sau mai mult sunt incluse in Articolul 10 al HG LCP. Pentru emisii de SO₂ este valabila o valoare de 800 mg/m³, daca instalatia nu este exploatata mai mult de 2000 ore pe an pana la data de 31 Decembrie 2015 (calculat in medie pe o perioada de 5 ani), si daca nu este operata mai mult de 1500 ore pe an incepand din 1 Ianuarie 2016. Pentru notificarea conform Articolului 10 se regaseste anexat un model in capitolul 5.3.3.

Independent de perioadele de tranzitie si derogarile prevazute, autoritatile competente vor asigura, conform Articolului 5(1) din Directiva 96/61/EG cu privire la prevenirea si reducerea poluarii (IPPC), ca toate instalatiile existente sa functioneze conform prevederilor acestei Directive pana cel tarziu Octombrie 2007. Instalatii existente ce conform Directivei sunt acelea autorizate inainte de 24 Septembrie 1999 sau date in folosinta pana in 24 Septembrie 2000. Pentru instalatiile mari de ardere trebuiesc respectate in special prevederile prin aplicarea celor mai bune tehnologii disponibile. Cele mai bune tehnologii disponibile sunt descrise in Reference Document on Best Available Techniques for Large Combustion Plants.

1.5.  Obligativitatea unui plan de reducere a emisiilor pentru instalatii

PREI este o cerinta a Articolului 6 Alineatul 1 din Directiva LCP catre operatorii instalatiilor mari de ardere, ce nu respecta valorile limita ale emisiilor conform Anexelor 3 pana la 7 din Directiva LCP. Daca PREI nu este innaintat autoritatii (in termen de cel mult 6 luni de la intrarea in vigoare a Directivei LCP), se pot aplica amenzi pentru nerespectarea acestei dispozitii conform Articolului 24 Alineatul 1 b) din HG LCP. Prin intermediul PREI, un operator se obliga la reducerea treptata a emisiilor de SO₂, NO_x si pulberi in perioada de tranzitie stabilita. Daca scopul PREI nu este realizat sau nu este realizat la timp, acest fapt reprezinta o incalcare a prevederilor Articolului 5 Alineatul 1 din HG LCP si se pedepseste cu amenzi. Prevederile mentionate de catre operator in PREI au caracter obligatoriu. PREI nu inlocuieste insa autorizarea conform Directivei 96/61/EC (IPPC-RL).

1.5.1.     Alternative la planul de reducere a emisiilor pentru instalatii

Program de incetare a intregii activitati sau a activitatii unor sectoare din instalatie

Reducerea puterii termice a instalatiei mari de ardere

Operatorul se obliga sa opereze instalatii de Tip I incepand cu 1 Ianuarie 2008 nu mai mult de 20.000 ore si cel tarziu pana la 31 Decembrie 2015

Limitarea anuala a orelor de functionare anuale in vederea aplicarii derogarilor conform Articolului 10 din Directiva 541/2003 referitor la emisiile de dioxid de sulf (declaratie scrisa catre autoritate pana la data de 30 Iunie 2004)