Wskaźnik emisji - wybór metody obliczeniowej

Wybór metody jaką obliczana będzie emisja zanieczyszczeń z poszczególnych źródeł zależy od specyfiki procesów odpowiedzialnych za powstawanie emisji, ale również od ich znaczenia w emisji całkowitej z instalacji, opłatach za korzystanie ze środowiska i skali oddziaływania na powietrze atmosferyczne. Oprócz podstawowej funkcji systemu bilansowania emisji, jaką jest umożliwienie prowadzącemu instalację realizację obowiązku raportowania danych o emisji i dokonanie należnych opłat, pozwala on również na bieżącą kontrolę przestrzegania warunków pozwolenia i zmieniających się wymagań prawnych,. Poprawnie zbudowany system uwzględnia również zbieranie informacji w jaki sposób zmienia się emisja zanieczyszczeń i jakie są skutki tych zmian dla oddziaływania instalacji na środowisko. Dane te mogą okazać się bardzo przydatne między innymi w postępowaniu inwestycyjnym. Emisja zanieczyszczeń jest powszechnie wyznaczana z wykorzystaniem następujących metod obliczeniowych:

metod opartych na wynikach pomiarów okresowych, obejmujących:
- analizę częstotliwości pomiarów,
- wybór metody jaką wyznaczany jest wskaźnik emisji,
- postępowanie z wynikami „0” oraz z wynikami „nieprawdopodobnie” wysokimi,
metod opartych na wynikach pomiarów jednorazowych,
bilansów procesowych,
danych literaturowych (ogólny wskaźnik emisji).

Wybór metody obliczeniowej, obok charakterystyki źródła emisji, powinien uwzględniać również aspekty praktycznego stosowania przyjętych algorytmów, w tym:

wybór parametru odniesienia określonego przez wskaźnik emisji (dostępność danych, łatwość w ich uzyskaniu, efektywność obliczeń),
możliwość podziału okresu rozliczeniowego na dowolne podokresy,
określenie emisji w warunkach normalnej pracy instalacji i warunkach odbiegających od normalnych,
określenie emisji towarzyszących przygotowaniu instalacji do remontu.

Uzupełnieniem ww. kryteriów jest ogólna zasada zapewnienia maksimum wiarygodności wyników obliczeń przy danych jakie są dostępne dla danego źródła. Poniżej przedstawiamy przykład obliczeń emisji wykonanych w oparciu o dwa różne algorytmy.

Przykład: W ramach instalacji eksploatowany jest kocioł opalany gazem ziemnym, dla którego prowadzący dysponuje wynikami 6 pomiarów emisji:

Nr serii pomiarowej	Wyniki pomiarów emisji [kg/h]
Nr serii pomiarowej	NOx (w przeliczeniu na NO₂)	SO₂	CO₂
1	0,326	0	508,8
2	0,562	0	819,1
3	0,452	0	614,2
4	0,464	0	643,8
5	0,309	0,0116	434,6
6	0,752	0,0250	1 169,6
Średnia	0,478	0,0061	698,4

Wyniki pomiarów emisji tlenków azotu oraz dwutlenku węgla wskazują, że pomiary wykonywano przy znacznie różniących się obciążeniach kotła. Iloraz minimalnej emisji NO_X i średniej wynosi 0,65. Iloraz emisji maksymalnej i średniej wynosi 1,57.

Przyjmując jako podstawę obliczeń emisji rocznej tlenków azotu średnią arytmetyczną z pomiarów równą 0,478 kg/h oraz czas pracy kotła wynoszący dla analizowanego przykładu 6 389 h/rok, emisja NO_Xwyniesie w skali roku 3 054 kg.

Drugi algorytm obliczeniowy uwzględnia zmienność obciążeń kotła, odnosząc emisję tlenków azotu do emisji dwutlenku węgla (pochodnej ilości spalanego paliwa). Wskaźniki emisji wyrażone jako kg_NOx/kg_CO2 przyjmują następujące wartości:

Nr serii pomiarowej	Wskaźnik emisji NOx (w przeliczeniu na NO₂) odniesionej do emisji CO₂ [kg/kg]
1	0,000641
2	0,000686
3	0,000736
4	0,000721
5	0,000711
6	0,000643
Średnia	0,000690

Iloraz maksymalnego wskaźnika emisji NO_X/CO₂ i wartości średniej wynosi 0,93. Iloraz wartości minimalnej i średniej wynosi 1,07.

Przyjmując jako podstawę obliczeń emisji rocznej tlenków azotu średnią arytmetyczną z obliczonych wskaźników równą 0,000690 kg/kg oraz roczną emisję CO₂ wynoszącą dla analizowanego przykładu 2 492,725 Mg/rok, emisja tlenków azotu wyniesie w skali roku 1 720 kg, co jest znacząco różne od wielkości obliczonej metodą średniej arytmetycznej ze zmierzonych wartości emisji godzinowych, wynoszącej 3 054 kg.

W kolejnych zakładkach działu Obliczenia emisji przedstawiamy metody obliczeniowe i wskaźniki emisji dla różnych rodzajów procesów. Ze względu na obszerność materiałów poświęconych emisji niezorganizowanej i bilansom LZO (VOC), dziedziny te omówiliśmy w odrębnych działach.