RIZIK EMISIJE SUMPORNIH OKSIDA

RIZIK EMISIJE SUMPORNIH OKSIDA Slobodan Radosavljević 1, Milan Radosavljević 2 1-RB "", 2-GO Lazarevac Sadržaj: Usvajanje seta zakonskih regulativa iz oblasti zaštite životne sredine za očekivati je da će se u bližoj budućnosti, značajno smanjiti emisije sumpornih oksida iz termoenergetskih postrojenja. Sve aktivnosti koje je potrebno preduzeti u tom kontekstu će imati apsolutan prioritet. Načini smanjena preko procesa odsumporavanja su tehnološki kompleksni, zahtevni u smislu obezbeđenja prostora, sirovina i energije. Pri tom se u potpunosti mora respektovati rizik generisanja značajnih količina otpadnog materijala, odnosno nus proizvoda. Ostvarenje pozitivnih efektiva varira od objekta do objekta i o tome se mora voditi računa. Definisanje plana potrebnih aktivnosti na implementaciji i konkretnoj realizaciji predmetnog procesa, podrazumeva angažman kompletno potrebnih resursnih potencijala na putu ka ostvarenju ciljnih efekata. U radu se pokušava ukazati na moguće pravce različitih scenarija smanjenja emisija, dinamiku realizacije i potrebne finasijske resurse na prostoru makro i mikro lokacije okruženja. Cilj rada je prikaz pristupa na osnovama evropske regulative i pravci daljeg razvoja u ovoj oblasti. Pristup problemu je u makroaspektnom kontekstu. Ključne reči: TE, odsumporavanje, emisija, rizik, energetika, troškovi, životna sredina. RISK TRANSMITION OF SULFUR OXIDE Contents: Accepting sets of low regulation from protection of life environment field, we can presume that in near future there will be significant reduction of sulfur oxide transmission from thermo energetic facilities. All activities which are needed in that context will have absolute priority. Ways of sulfur reduction process are technological complex and demanding in space, resources and energy sense. Also there must be absolute respects risk for generating significant amount of waste materials. Completing positive effects can be different from object to object and it should be taking care of this. Defining plan of needed activity on implementation and realization of current process imply involvement of resource potential on to completing key goals. This work tries to point on all possible directions of different emission reduction scenarios, dynamic of realization and needed financial resources on macro and micro environment location. Work goal is to display approach on European regulation basics, and direction of future development in this area. Problem approach is in macro aspect context. Key words: TE, sulphur process, emission, risk, energetics, cost, environment. UVOD Izbor optimalnih rešenja smanjenja emisije sumpornih oksida termoenergetskih /TE/ postrojenja predstavlja kompleksan, složen, respektabilan i multidisciplinarni problem. Osnovno pitanje je kako ih pozicionirati uz određivanje prioriteta, potrebne dinamike implementacije i praktične realizacije kao i obim potrebnih finsijskih resursa, koji realno u ovom trenutku mogu predstavljati značajne limite. Sama obaveza smanjenja gotovo svih destruktivnih emisija iz TE javlja se kao posledica usaglašavanja domaće regulative iz oblasti zaštite životne sredine sa regulativama Evropske Unije. U TE sagoreva lignit sa relativno niskim sadržajem ukupnog sumpora /oko 0.45% za lignit iz RB /. Navedeni parametri značajno

doprinose niskoj toplotnoj moći, čije su garnice u takvim supozicijama,/6.000-8.000.kj-kg/.te su uglavnom raspoređene na različitim lokalitetima, često u najgušćim zonama industrijskih kompleksa, /kao što je to slučaj sa TE, Veliki Crljeni/. Karakteristično je da je starost termoenergetskih postrojenja 20-30 godina, a tek 1991. pušten je u rad najnoviji termo blok. Smanjenje emisija sumpornih oksida TE zahteva, sa jedne strane, ne tako mala sredstava i vreme a sa druge, česte i značajne izmene u okviru tehnoloških objekata na koje se odnosi, [1]. Sam proces odsumporavanja je, za postupke koji se najčešće primenjuju u praksi, tehnološki kompleksan i zahteva obezbeđenje značajnog prostora, sirovina i energije, a generator je znatne količine otpadnih materija. Pri tom su ostvareni efekti smanjenja emisija različiti za različite objekte. Iz tih razloga, neophodno je, pre donošenja konačnih odluka o realizaciji procesa smanjenja emisija sumpornih oksida analizirati sve faktore koji mogu uticati na tok procesa, u smislu destruktivne dinamike, potrebnih sredstava, prioriteta po objektima i ostvarenih efekata. Predlog Zakona o zaštiti životne sredine, obavezuje u kratkom roku, definisanje predloga mera za smanjenje emisija sumpornih oksida u TE, kao i usaglašavanje rada sopstvenih objekata u skladu sa direktvama EU, i zahtevima zakonske regulative. 1. KRITERIJUMI ZA SMANJENJE DESTRUKTIVNIH EMISIJA Zahtevi za pojedinačne objekte u kategoriji velikih ložišta definisani su Direktivom EU 2001/80/EC. Saglasno tome moraju se uvažiti sledeće činjenice: [2]. TE u pogonu klasifikuје se u kategoriju postojećih objekata. Ovde postoje dva načina usklađivanja sa zahtevima Direktive: 1. Da se početkom 2009. godine donesu mere koje obezbeđuju da emisije sumpor-dioksida budu usaglašene sa graničnim vrednostima emisija datim u Direktivi, /Anex III - V, Deo A/. 1 2.Drugi način je da je potreban nivo smanjenja emisija iz određenog objekta obezbeđen kroz Nacionalni plan smanjenja emisija. U kategoriju postojećih objekata treba definisati one objekte koji bi bili izuzeti iz obaveze o smanjenju emisija, po osnovu njihovog preostalog veka eksploatacije, angažovanja u elektroenergetskom sistemu i njihovim kapacitetima. Poštovanje graničnih vrednosti emisija sumpor-dioksida značilo bi da emisije iz TE blokova treba da se usklade sa vrednostima datim u Tabeli 2. i osnovnim parametrima blokova koji su bitni za definisanje GVE, kao i očekivani opseg 1 Tabela 1. Granične vrednosti emisije /GVE/ za SO 2, mg/m 3.Tip goriva Čvrsto gorivo (1) (2) Tečno gorivo Gasovito gorivo 50 do 100 Termička snaga ložišta, MW th 100-300 300-500 > 500 2.000 2.000 do 400 linearno smanjenje 400 1.700 1.700 do 400 400 linearno smanjenje 35 - gasovito gorivo uopšte 800 - nisko-kalorični gas za gasifikaciju ili rafinerije 5 - tečni gas Ostupanja od navedenih vrednosti dozvoljena su za sledeće slučajeve: (1) Za slučaj čvrstog goriva određenih karakteristika: Tamo gde se navedene GVE ne mogu postići zbog karakteristika goriva koje se koristi, definisan je stepen desulfurizacije i to od najmanje 60% kod postrojenja sa termalnim ulazom manjim ili jednakim 100 MW th, 75% za postrojenja sa ulazom većim od 100 MW i manjim ili jednakim 300 MW th i 90% za postrojenja sa ulazom većim od 300 MW th. Za postrojenja veća od 500 MW th primeniće se stepen desulfurizacije od najmanje 94% ili najmanje 92% gde je već ugovorena montaža postrojenja za desulfurizaciju gasa ili oprema za ubacivanje kreča i gde je rad postrojenja počeo pre 01. januara 2001. godine. (2) Za slučaj čvrstog goriva i ograničenog broja časova rada u određenom periodu: Postrojenjima sa toplotnom snagom 400 MW th koja neće raditi više od sledećeg broja časova godišnje: - do 31. decembra 2015. 2.000 h, - od 01. januara 2016. 1.500 h. /Dozvoljena je GVE za SO 2 od 800 mg/nm 3/, [3].

koncentracija SO 2 za svaki blok TE. Saglasno navedenim vrednostima GVE, određuje se potreban stepen odsumporavanja dimnih gasova. Dozvoljeno odstupanje od zadatih graničnih vrednosti emisija za postojeća postrojenja moguće je ukoliko je planirani rad postrojenja u periodu do 31. decembra 2015. godine ograničen na ukupno 20.000 sati. Ova klauzula može se primeniti na blokove A1, A2 i A4 TE A, koji, na osnovu rezultata urađene tehnoekonomske analize, sukcesivno izlaze iz pogona do 2014. godine. Blok A3 TE bi, po istoj analizi, ostao u pogonu do 2018. godine, ali sa znatno smanjenim angažovanjem u periodu posle 2010. godine, kada se očekuje uključivanje novih TE snage oko 600-700 MW. Imajući u vidu da predviđena snaga pomenutog bloka A3 iznosi svega 65 MW, kao i da je period njegovog rada posle 2015. godine ograničen na još ukupno oko 6000 sati, za pomenuti blok neracionalno je odsumporavanje dimnih gasova. U radu se razmatra smanjenje emisije na blokovima /A1-A4 /,TE. Tabela 1. Granične vrednosti emisija sumpor-dioksida za TE blokove prema Direktivi 2001/80/EC.,(primer TE, Veliki Crljeni). Bl ok God. pušta nja u pogo n Termička snaga ložišta, MW th Referentni član Direktive A1 1956. 126 Član 4, par. 4a A2 1957. 126 Član 4, par. 4a A3 1961. 251 Član 4, paragraf 4a A4 1961. 126 Član 4, par. 4a GVE mg/m 3 bez ODG 3) bez ODG bez ODG bez ODG A5 1979. 373 Član 4, par. 3a 910 Koncentrac ija SO 2, mg/m 3 Sred nja 1) 2.39 0 Ma Sre x. 2) d. 2.63 5 Potreban stepen ODG, % Ma x. 62 66 2. APLIKACIJE SCENARIJA SMANJENJA EMISIJA Analiza mogućih scenarija uvođenja sistema odsumporavanja na TE blokovima i određivanje prioriteta izvršeni su na osnovu sledećih kriterijuma: Preostali radni vek bloka, snaga, angažovanje, odnosno prognozirane emisije SO 2 u narednom periodu, doprinos emisije bloka ukupnoj emisiji, efekti smanjenja emisija SO 2, prema zahtevima Direktive u odnosu na ukupnu emisiju, rezultati analiza postojeće prakse u Evropskim zemljama i svetska iskustva u ovoj oblasti, [3]. U tabeli 2. prikazani su parametri rada TE blokova sa aspekta emisija SO2 u narednom periodu. U skladu sa navedenim kriterijumima, analizirani su doprinosi ukupnoj proizvodnji električne energije i ukupnoj emisiji sumpor-dioksida. Takođe je, kao značajan pokazatelj, analizirana i specifična emisija sumpor-dioksida, koja predstavlja količinu emitovanog SO 2 po jedinici proizvedene električne energije. Definisani su polazni elementi za formulisanje mogućih scenarija smanjenja emisija u bližoj budućnosti: Najveći doprinos proizvodnji električne energije u narednom periodu imaće TENT A i B, koji imaju i najveći udeo u ukupnoj emisiji SO 2. Analiza specifične emisije, ukazuje da su vrednosti ovog parametra za TE najpovoljnije. Na lokaciji TENTA generalno postoji problem sa smeštajem postrojenja za ODG u krugu elektrane. TE A ima mali udeo u proizvodnji električne energije, prosečno oko 3,4%. Prosečno angažovanje bloka A5 planirano je na nivou od 4.600 sati godišnje, a doprinos ukupnoj emisiji iznosi 1,5%. Sa definisanim GVE, ovaj blok bi zahtevao ODG postrojenje efikasnosti oko 65%. Aanaliza prakse u Evropskim zemljama pokazuje da se postrojenja za ODG prvo uvode na novijim blokovima. Imajući u vidu praksu koja se primenjuje na najstarijim jedinicama TE u zemljama u tranziciji, kao i da zahtevani stepen smanjenja emisija za TE A5 i TE Morava iznosi oko 60%, predlaže se da se smanjenje emisija koje se odnosi na ove jedinice obezbedi kroz Nacionalni plan zemlje o smanjenju emisija SO 2.

Tabela 2. Osnovni parametri TE sa aspekta emisija SO 2,, (TE, Veliki Crljeni). TE A1 A2 A3 A4 Prose čna proiz v. Doprinos bloka proizv. električne energije Prose čna emisij a SO 2 Doprin os bloka emisiji SO 2 GWh % t/god % 36 0,2 1) 0,0 0,0 30 0,1 1) 0,0 0,0 130 0,6 2.181, 4 0,6 19 0,1 1) 0,0 0,0 Speci fične emisij e SO 2 g/kw h 0,0 0,0 16,8 15,3 Uklo njeni SO 2 t/god Doprin os smanje nju emisije SO 2 % 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 A5 459 2,1 6.148, 9 1,7 13,4 3.81 2,3 1,2 Ukup. Kolub. A Ukup. TE SRB 589 2,6 22.27 9 100,0 8.630, 4 372.3 80,1 2,3 100,0 14,6 17,1 3.81 2,3 3 22.4 66,5 1,2 100,0 Na osnovu prikazanih analiza izabrane su varijante smanjenja emisija čije su osnovne karakteristike date u Tabeli 3. Tabela 3. Karakteristike izabranih scenarija:doprinos smanjenju emisija SO 2 posle primene odsumporavanja na pojedinim blokovima TE. 2 Scenario Uključene TE tepen ODG, Uklonjeni SO 2 /%/ t/god %* Scenario 1 TENT A1-A6 TENT B1-B2 TE A5 TE Morava TE Kostolac A1 TE Kostolac A2 TE Kostolac B1-B2 85,5 85,5 65,0 75,0 84,0 94,0 94,0 96.450 75.850 3.800 6.700 14.400 30.500 94.800 26,1 20,5 1,0 1,8 3,8 8,3 25,6 Ukupno smanjenje emisije 322.500 87,2 TENT A3-A6 85,5 71.400 19,3 Scenario 2 TENT B1-B2 TE A5 TE Kostolac A2 85,5 65,0 94,0 75.850 3.800 30.500 20,5 1,0 8,3 2 * - % uklonjenog SO 2 računat je u odnosu na ukupnu nekontrolisanu emisiju.

TE Kostolac B1-B2 94,0 94.800 25,6 Ukupno smanjenje emisije 276.300 74,7 TENT A3-A6 85,5 71.400 19,3 TENT B1-B2 85,5 75.850 20,5 Scenario 3 TE Kostolac A2 93,0 30.500 8,3 TE Kostolac 93,0 94.800 25,6 B1-B2 Ukupno smanjenje emisije 265.100 73,7 TENT A3-A6 85,5 71.400 19,3 TENT B1-B2 Scenario 4 85,5 75.850 20,5 TE Kostolac 93,0 94.800 25,6 B1-B2 Ukupno smanjenje emisije 241.300 65,4 3. TROŠKOVI UVOĐENJA POSTROJENJA Ekonomsko-finansijska analiza urađena je sa ciljem da se sagledaju troškovi izgradnje postrojenja za ODG, uticaj načina finansiranja i krajnji efekti smanjenja emisija sumpornih oksida na povećanje cene energije. Vremenski period posmatranja i valorizacije projekta je različit po objektima, [4]. U Tabeli 4. dat je pregled ukupnih investicionih ulaganja u osnovna i obrtana sredstava potrebna za uvođenje sistema za ODG po termoelektranama. Tabela 4. Investiciona ulaganja po objektima planiranim za proces odsuporavanja. Red. br. I Struktura ulaganja OSNOVNA SREDSTVA Ukupna vrednost u EUR TENT A TENT A TENT B TE Kostolac B blokovi A3-A6 TE Kostolac A blok A2 168.432.956 137.044.224 78.152.228 120.027.786 34.136.440 A Oprema 146.498.860 121.380.800 69.387.600 101.959.860 30.188.000 B Građevinski radovi 12.271.000 7.400.000 4.100.000 11.271.000 1.760.000 C Osnivačka ulaganja 4.900.000 4.400.000 2.460.000 3.400.000 1.230.000 D Nepredviđeno 4.763.096 3.863.424 2.204.628 3.396.926 958.440 II OBRTNA SREDSTVA 2.655.269 1.930.212 1.194.880 1.868.574 258.257 UKUPNO 171.088.325 138.974.436 79.347.108 121.896.360 34.394.697 Dinamika investiranja za sve razmatrane TE, prilazana na Slici 2., usklađena je sa predviđenom dinamikom uvođenja sistema za ODG. Razmatrane su dve varijante izvora finansiranja i to: Varijanta 1, koja obuhvata uobičajene uslove kredita za elektroenergetske objekte i to:

-Kredit EPS-a, sa sledećim uslovima: kamatna stopa od 4,5% na godišnjem nivou, grejs period 4 godine, period otplate je promenljiv u zavisnosti od eksploatacionog veka termoelektrane sa jednakim godišnjim anuitetima, interkalarna kamata prati osnovnu kamatnu stopu. Učešće kredita je ostatak do punog iznosa investicija. -Kredit isporučioca inostrane opreme dat je sa sledećim uslovima: kamatna stopa je 8% na godišnjem nivou, grejs period 4 godine, period otplate je promenljiv u zavisnosti od eksploatacionog veka termoelektrane sa jednakim godišnjim ratama, interkalarna kamata prati osnovnu kamatnu stopu. Učešće kredita je 85% od fakturne vrednosti INO opreme, [5]. Varijanta 2, koja obuhvata dva kredita i to: kredit EBRD i kredit EPS-a: -Kredit EPS-a, sa uslovima kredita koji su isti kao u Varijanti 1, osim u stavci za grejs period koji je uzet da iznosi 5 godina. -Kredit EBRD dat je sa sledećim uslovima: kamatna stopa je 4,4% na godišnjem nivou, grejs period 5 godine, period otplate je promenljiv u zavisnosti od eksplotacionog veka termoelektrane sa jednakim godišnjim ratama intekalarna kamata prati osnovnu kamatnu stopu. Učešće ovog kredita je 85% od ukupnih investicija. Skika 1. Termo-energetska postrojenae i emisije SO 2. 60.000.000 TENT A 50.000.000 TENT B KOST. B TENT A bl. A3-A6 40.000.000 KOST. A bl.a2 Ulaganja u EVR 30.000.000 20.000.000 10.000.000 0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Godina Slika 2. Dinamika ulaganja u postupke odsumoporavanja TE postrojenja. S obzirom da posmatrano postrojenje za ODG ne ostvaruje prihod, ekonomsko-finansijska analiza je izvršena na bazi obračuna ukupnih godišnjih rashoda, koji su obuhvatili poslovne i finansijske rashode. U poslovne rashode spadaju operativni godišnji troškovi i amortizacija, dok finansijske rashode čine troškovi kamata na postojeće kredite. Prikaz operativnih troškova dat je tabeli 6:

Tabela 5. Prikaz operativnih troškova u postupku odsumporavanja TE postrojenja. Fiksni godišnji troškovi Troškovi investicionog održavanja; Troškovi tekućeg održavanja; Troškovi bruto primanja; Troškovi premija osiguranja; Troškovi usluga. Varijabilni godišnji troškovi Troškovi nabavke krečnjaka; Troškovi potrošnje električne energije za ODG; Troškovi odlaganja gipsa; Troškovi potrošnje vode (troškovi za korišćenje vode i naknada za zaštitu voda); Ostali materijalni troškovi. Krajnji efekti uvođenja postrojenja za ODG ogledaju se u povećanju cene proizvedene električne energije i u ceni uklonjenog sumpor-dioksida. Ovi parametri su, za razmatrane varijante uslova finansiranja, prikazani u Tabeli 6., [6] i [7]. Na osnovu prikazanih rezultata može se zaključiti: Ukoliko se kao prioritetni zadatak postavi ukupno smanjenje emisija SO 2, onda je jasno da će se najveći efekti ostvariti uvođenjem ODG na TE Kostolac B, za koju cena uklonjene tone SO 2 iznosi 154 EUR. Pri tom bi cena proizvedene električne energije porasla za oko 0,423 EURc/ kwh. Gledano sa aspekta najnižeg povećanja cene električne energije, postrojenje za ODG treba instalirati na TENT B, gde je procenjeno povećanje cene za 0,324 EURc/ kwh, pri čemu cena uklonjenog SO 2 iznosi 319,7 EUR/t. Tabela 6. Efekti smanjenja emisija SO 2 po varijantama. Veličine merodavne za poređenje Prosečni troškovi po jed. proizv. el. energije, EUR/kWh Pros. jed. troškovi po uklonjenom SO 2, EUR/t Prosečni troškovi po jed. proizv. el. energije, EUR/kWh Pros. jed. troškovi po uklonjenom SO 2, EUR/t TENT A TE Kostolac TENT B B Varijanta 1 TENT A blokovi A3-A6 TE Kostolac A blok A2 0,00335 0,00324 0,00423 0,003311 0,00611 299,3 319,7 154,0 302,1 195,6 Varijanta 2 0,00331 0,003182 0,00415 0,003267 0,0058 296,0 314,1 150,8 298,1 185,8 ZAKLJUČAK Uzimajući u obzir sve uticajne faktore, strategiju R. Srbije i ciljne aplikacije TE kompanija za postizanje što većih efektiva na smanjenju emisija u što kraćem periodu potrebno je pristupiti praktičnoj implementaciji postrojenja za ODG. Postoji potreba za utvrđivanje prioriteta sa redosledom izgradnje postrojenja za ODG. Za blokove koji nisu obuhvaćeni uvođenjem postrojenja za ODG, smanjenje emisija se može obuhvatiti Nacionalnim planom. Pravilnikom o graničnim vrednostima emisija moguća je realizacija supozicija da se blokovi čija je snaga kotlova manja od 500 MWth, koji su danas u pogonu (više od 30 godina), izuzmu od obaveze usaglašavanja njihovih emisija sa GVE. Ovakva mogućnost se temelji na činjenici njihovog smanjenog angažovanja u periodu posle 2015. godine, (manje od 3.000 sati rada na godišnjem nivou). Ostaje

realan problem obezbeđenja finasijske logistike za slične projekte, kao limit u bližoj budućnosti i analizirane lokalitete TE postrojenja u bližem i daljem okruženju. Lietratura 1. Studija.: Pravci optimalnog smanjenja emisija sumpornih oksida iz TE, Energoprojekt-ENTEL,Beograd, jun (2006). 2. Direktiva 2001/80/EC Evropskog Parlamenta.: 23. oktobra 2001., pretstavlja novu Direktivu o ograničenjima nekih zagađujućih materija iz velikih ložišta u vazduh. (2001). 3. Direktiva 2001/81/EC.: Odnosi se na smanjenje emisija pojedinih zagađujućih materija donošenjem nacionalnih kvota emisija, (2001). 4. Milovanovic Đ., Mićević Z.: Mogućnosti i ograničenja ispunjenja zahteva za smanjenjem emisija sumpornih oksida izte, Energetika 2005, Zlatibor, (2005). 5. www.grida.no/soe, (pristup 20.05.2009.). 6. www.ceroi.net, (pristup 22.05.2009.). 7. http://www.time.com (time) specials, (2007) environment, (pristup 25.05.2009.). Koordinate autora radova: mr Slobodan Radosavljević, Kolubarski Trg 87. 11550. Lazarevac. Telefon: +381 11/812-02-72, +381 64/326-28-28. PD. RB., Lazarevac, ul.svetog Save broj 1. Srbija. E-mail: slobodanr@hotmail.com