Program ograniczenia emisji niezorganizowanej pyłu w zakładzie przemysłowym: metody obliczeniowe, kryteria wyboru rozwiązań

    Emisja z dróg zdjęcieW niniejszym artykule opisaliśmy doświadczenia naszego zespołu w pracach nad oceną źródeł emisji niezorganizowanej pyłu. Przedstawione metody zostały wypracowane w celu zapewnienia maksymalnej wiarygodności obliczeń emisji stanowiących podstawę decyzji o wyborze rozwiązań chroniących środowisko przed jej skutkami.

    Problem niezorganizowanej emisji pyłu nie dotyczy jedynie wąskiej grupy zakładów prowadzących produkcję nieemisyjną lub w instalacjach zlokalizowanych w halach wyposażonych w wentylację mechaniczną i pozbawionych emisyjnego przeładunku surowców, materiałów pomocniczych i produktów. Pozostałe zakłady wymagają oceny pod kątem możliwości występowania i skali emisji niezorganizowanej, obejmującej w szczególności:

    • źródła i operacje procesowe, z których pył uwalniany jest bezpośrednio do powietrza atmosferycznego,
    • układy wentylacji grawitacyjnej hal produkcyjnych stanowiące niejednokrotnie znaczne, otwarte powierzchnie w stropach (galerie wentylacyjne, klapy dymowe, świetliki),
    • transport po drogach utwardzonych,
    • transport po drogach nieutwardzonych,
    • przeładunek materiałów sypkich,
    • erozję wietrzną z placów składowych i hałd.

    Potrzeba zapewnienia maksymalnej wiarygodności obliczeń emisji wynika z oceny efektów ekologicznych na podstawie rzeczywistego oddziaływania na środowisko, którego miarą jest stężenie pyłu zawieszonego w powietrzu atmosferycznym i opad pyłu. Bez wątpienia jest to jedno z najtrudniejszych zagadnień w dziedzinie ochrony powietrza, bowiem wszelkie niedoskonałości modelu emisji, modeli rozprzestrzeniania substancji oraz zmienność warunków meteorologicznych mogą spowodować znaczną różnicę pomiędzy poziomami spodziewanymi i wynikami monitoringu. Pierwszym krokiem do ich ograniczenia jest eliminacja błędów w obliczeniach emisji wynikających z przyjęcia wskaźników ogólnych zamiast wartości właściwych, wyznaczonych precyzyjnie dla analizowanych źródeł emisji niezorganizowanej. Dla poszczególnych kategorii źródeł cel ten można osiągnąć w następujący sposób:

    Erozja wietrzna z placów składowych i hałd

    Zastosowanie modelu potencjału emisyjnego powierzchni US EPA 13.2.5 Industrial Wind Erosion, Emissions Factors & AP 42, Compilation of Air Pollutant Emission Factors, US EPA, 11.2006 wymaga precyzyjnego określenie parametrów takich jak:

    1. Graniczna prędkość tarcia właściwa dla magazynowanego materiału (threshold friction velocity ut*). W przypadku braku reprezentatywnych wartości, wskaźnik ten można wyznaczyć w badaniach w tunelu aerodynamicznym. Poniżej przedstawiamy zdjęcia z badań nad własnościami trocin (a - widok ogólny przestrzeni pomiarowej tunelu aerodynamicznego, b – widok powierzchni trocin).

    Erozja wietrzna 1

    źródło: Pomiar prędkości strumienia powietrza przy której rozpoczyna się proces erozji wietrznej trocin przy zakładanym profilu prędkości odpowiadającym przepływowi w terenie otwartym, Laboratorium Inżynierii Wiatrowej Politechniki Krakowskiej, praca badawcza L4/597/2015/P na zlecenie Wszystkooemisjach.pl

    W badaniach aerodynamicznych szczególnej uwagi wymaga zapewnienie właściwego profilu prędkości przepływającego powietrza:

    Erozja wietrzna 2

    1. Charakterystyka częstotliwości i wielkości zaburzeń powierzchni hałdy lub placu składowego (powierzchnia odnowienia potencjału emisyjnego). Wielkość naruszanej powierzchni ma decydujące znaczenie dla emisji i powinna być oceniona na podstawie szczegółowych informacji o reżimie pracy oraz zweryfikowana względem wielkości wynikających z bilansu materiałowego.
    1. Analiza warunków wietrznych (maksymalne prędkości wiatru w okresach między naruszeniami powierzchni) na podstawie szczegółowych danych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Warszawie z najbliższej stacji meteorologicznej.
    1. Wybór modelu geometrycznego hałdy umożliwiającego właściwe przypisanie współczynników ekspozycji powierzchni na wiatr (us/ur).

    W razie potrzeby, ogólny model emisji dla normalnych (przeciętnych) warunków pogodowych można uzupełnić obliczeniami z wykorzystaniem modelu ładunku granicznego dla wyjątkowo silnego wiatru (wtórna erozja wietrzna wywołana przemieszczanym materiałem).

    Transport po drogach nieutwardzonych

    Do tej kategorii źródeł należą zarówno drogi, jak i szlaki komunikacyjne w ramach placów składowych lub przeładunkowych. Do wyznaczenia wielkości emisji wymagane są współczynniki zawartości w materiale powierzchni drogi cząstek drobnych o średnicy ziaren mniejszej, równej 75 μm (silt sontent, s). Parametr ten jest wypadkową pierwotnego uziarnienia materiału (gruntu, kruszywa, miału) oraz dla niektórych rodzajów materiału wynika również z jego rozdrobienia, powodowanego ciężkim sprzętem poruszającym się po szlaku komunikacyjnym. Wartości parametru „s” dla poszczególnych dróg/szlaków wyznaczamy na podstawie pomiarów granulometrycznych z wykorzystaniem sit.

    Precyzyjnego określenia wymaga również wartość wskaźnika łagodzenia emisji poprzez opady atmosferyczne. Liczbę dni w roku z opadem atmosferycznym nie mniejszym niż 0,254 mm (w praktyce ≤ 3 mm lub ≤ 2 mm) określa Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej w Warszawie. Wartość parametru powinna uwzględniać jego zmienność na przestrzeni lat i obejmować zarówno lata suche, jak i mokre.

    Obok charakterystyki podłoża i warunków pogodowych parametrem decydującym o wielkości emisji jest natężenie ruchu oraz masa pojazdów. Szczegółowa analiza częstości przejazdów, zwłaszcza w odniesieniu do placów magazynowych i operacyjnych pozwala uniknąć znaczącego niedoszacowania emisji. Poprawę wiarygodności wyników obliczeń emisji uzyskujemy poprzez dostatecznie długą obserwację rzeczywistych operacji wykonywanych w analizowanym obszarze połączoną z bilansem przepływu materiałów, z którego wynika minimalna częstotliwość przejazdów i operacji.

    Transport po drogach utwardzonych

    Podstawą obliczeń emisji z dróg utwardzonych jest ich podział na odcinki różniące się stopniem zanieczyszczenia powierzchni, charakteryzowanym ładunkiem cząstek drobnych przypadających na powierzchnię drogi (silt loading, SL) oraz natężeniem ruchu i masą pojazdów. Analiza tych parametrów pozwala zoptymalizować pobór prób niezbędnych do oznaczenia współczynników SL, z jednoczesnym dotrzymaniem pozostałych wymagań procedury US EPA,  Procedures for Sampling Surface/Bulk Dust Loading, Emissions Factors & AP 42, Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Appendix C.1, US EPA, 07.1993, miedzy innymi minimalnych odległości próbkowania:

    Emisja z dróg schemat

    Do określenia udziału cząstek drobnych w pobranych próbach wykorzystujemy metodę jak dla dróg nieutwardzonych, to jest analizę granulometryczną na sitach. Bez badań terenowych i analiz granulometrycznych nie ma możliwości przypisania wartości współczynników SL dla poszczególnych odcinków dróg, a co za tym idzie wiarygodnego oszacowania emisji z dróg utwardzonych. Istota dynamicznego układu jakim jest droga, na którą jest nanoszony materiał oraz na którą osiada pył i jednocześnie, która jest oczyszczana z cząstek stałych, między innymi poprzez ruch pojazdów uniemożliwia wyznaczenie współczynników SL innymi metodami niż badania terenowe.

    Źródła procesowe

    Bez względu na wybór metody oceny emisji ze źródeł procesowych wprowadzających do atmosfery pył w  sposób bezpośredni, to jest pomiar strumieni i stężeń lub modelowanie (modele retrospektywne (RDM), iteracje), szczególnej uwagi wymaga precyzyjne sparametryzowanie źródła. Równie ważnym parametrem jak geometria jest kinetyka uwolnień, w szczególności cechy decydujące o wyniesieniu smugi (temperatura gazów, prędkość, ciepło właściwe). Przy zastosowaniu metod opartych na modelowaniu, oprócz wyników monitoringu jakości powietrza, wymagane jest zapewnienie wysokiej jakości danych meteorologicznych. Metody te nie dają jednak zadowalających wyników wobec źródeł oddziałujących na punkty receptorowe z porównywalną siłą. Mogą natomiast stanowić narzędzie szacunku emisji z pojedynczych źródeł o znacznej skali emisji i niewielkim wyniesieniu smugi (źródła lokalnie dominujące).

    Ocena rangi źródeł

    Uzyskanie wiarygodnych wyników obliczeń emisji ze wszystkich źródeł na terenie zakładu pozwala na ich usystematyzowanie pod względem ładunku uwalnianego do powietrza pyłu oraz na określenie potencjału redukcji emisji.

    Na tym etapie na podstawie uzyskanych wielkości i parametrów emisji wykonujemy również obliczenia potencjalnych stężeń imisyjnych jakie poszczególne źródła lub rodzaje źródeł mogą powodować na granicy terenu zakładu lub w miejscach szczególnie wrażliwych, np. na terenach zabudowy mieszkaniowej. Pozwala to na wstępną ocenę znaczenia środowiskowego każdego ze źródeł, co stanowi jedno z kryteriów wyboru kierunków ograniczenia emisji niezorganizowanej.

    W ocenie środowiskowej nie może również zabraknąć szczegółowej analizy wyników monitoringu jakości powietrza, o ile w zasięgu oddziaływania emisji były prowadzone pomiary w ramach monitoringu podstawowego lub interwencyjnego. Analiza wyników powinna być prowadzona na podstawie szczegółowych danych o stężeniach imisyjnych, równolegle z analizą warunków meteorologicznych z wykorzystaniem wiarygodnych informacji o kierunku i prędkości wiatru (bez wyników ze stacji zlokalizowanych w sąsiedztwie zabudowy wpływającej na pole prędkości wiatru). Analiza warunków meteorologicznych w czasie epizodów wysokich stężeń oraz w okresach niskich stężeń jest cennym źródłem informacji o oddziaływaniu ocenianych źródeł i wpływie źródeł obcych na jakość powietrza w analizowanym obszarze.

    Kompletacja celów

    Główny cel opracowania Programu ograniczenia emisji niezorganizowanej pyłu wynika wprost z przyczyny podejmowanych działań i jest przeważnie ukierunkowany na rozwiązanie konkretnego problemu środowiskowego – nadmiernego oddziaływania chwilowego lub stałego na dany obszar. Kompleksowe podejście do zarządzania emisją obejmuje również realizację celów dodatkowych, w tym:

    • dostosowanie do wymagań najlepszych dostępnych technik lub wymagań stowarzyszeń producentów,
    • zmniejszenie kosztów korzystania ze środowiska,
    • zmianę wizerunku firmy.

    Ocena możliwość i  kosztów zastosowania poszczególnych metod ograniczania emisji

    Punktem wyjścia do analizy jest pełna charakterystyka każdej z metod właściwych dla poszczególnych rodzajów źródeł, obejmująca zarówno zakładane poziomy skuteczności, jak i wymagania i ograniczenia w zastosowaniu metod. Na tym etapie w porozumieniu z potencjalnymi dostawcami należy rozstrzygnąć wszelkie wątpliwości dotyczące konfliktów funkcji użytkowych obiektu i funkcji ograniczania emisji, odporności na warunki pogodowe, odporności na czynniki chemiczne i fizyczne oraz trwałości rozwiązań. Wobec metod czynnych, wymagających obsługi personelu przeanalizowania wymaga również proponowany przez prowadzącego instalację sposób wykorzystania dostępnych zasobów ludzkich, w szczególności poziom kwalifikacji personelu i realny wolumen roboczogodzin produktywnych, który może zostać utracony na rzecz utrzymania niskiej skali emisji niezorganizowanej.

    Optymalizacja kosztów w obszarze danej metody ograniczania emisji obejmuje utworzenie zbioru danych o kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych dostępnych rozwiązań (kilku dostawców dla każdej metody). Optymalizacja kosztów całkowitych stanowi natomiast wypadkową kosztów dla poszczególnych metod, efektywności tłumienia emisji i realizacji celów. Obejmuje również dodatkowe koszty nadzoru nad realizacją działań ograniczających emisję i monitoringu efektów.

    Ustalenie strategii działań

    Program ograniczenia emisji niezorganizowanej pyłu obejmuje przeważnie kilka kierunków działań, zarówno rozwiązania techniczne przynoszące w krótkim czasie znaczące zmniejszenie oddziaływania na środowisko, jak i działania perspektywiczne, np. izolacyjne pasy zieleni oraz działania wizerunkowe. Obliczenia efektywności rozwiązań oraz rachunek kosztów decydują o wyborze kierunków działań. Wobec niektórych źródeł możliwe jest ograniczanie emisji i wydatkowanie środków etapowo poprzez kolejne poziomy redukcji emisji. Również w skali całego zakładu ograniczenie emisji z poszczególnych źródeł może być prowadzone do poziomu zapewniającego osiągnięcie zamierzonych celów środowiskowych i utrzymanie osiągniętego poziomu bez dalszych nakładów finansowych.

    Przyjęta strategia działań obejmuje jednocześnie wymagania wynikające z kontroli organów ochrony środowiska lub wypracowanego wspólnego stanowiska wobec koniecznych prac oraz zmiany wymagań prawnych, w szczególności może być wykorzystana jako dostosowanie do wymogów konkluzji BAT lub dobrych praktyk i norm branżowych.

    Aktualności
    • 27
      styczeń
      Na stronie KOBiZE zostały opublikowane dwa ważne komunikaty: 1. Komunikat o próbach wyłudzania danych za pomocą wiadomości e-mail podszywających się pod KOBiZE i kierujących na fałszywy panel logowania Przejdź do strony komunikatu Komunikat jest ważnym sygnałem o zauważeniu przez przestępców potencjału systemów sprawozdawczych. Rekomendujemy zachowanie szczególnej ostrożności wobec wiadomosci dotyczących wszystkich systemów sprawozdawczych, w tym GUS i E-PRTR. W razie utraty danych logowania należy bezzwłocznie skontaktować się z administratorem systemu. 2. Raport o najczęściej występujących błędach przy wprowadzaniu danych do systemu CBAM Przejdź do Raportu Pozostałe dokumenty dotyczace CBAM są dostępne pod adresem ttps://www.kobize.pl/pl/article/cbam/id/2453/materialy-do-pobrania
    • 27
      styczeń
      Jest już dostępna aplikacja Ślad C opracowana przez Ryszarda Samocia – twórcy wiodącego oprogramowania do obliczeń rozprzestrzeniania substancji w powietrzu Operat FB. Aplikacja umożliwia obliczenia śladu węglowego wg protokołu GHG we wszystkich trzech zakresach, w tym upstream i downstream zakresu III, w jakości oprogramowania Proeko RS. Aplikacja jest skierowana do zakładów i podmiotów, a także do firm zajmujących się usługowo wyznaczaniem śladu węglowego, tak by obliczenia były intuicyjne i najprostsze jak to tylko możliwe. Licencja zapewnia dostęp do aktualizowanej na bieżąco bazy wskaźników. Szczegółowy opis aplikacji znajduje się na stronie: https://proekors.pl/slad-c
    • 20
      styczeń
      W minionym tygodniu Komisja Europejska poprzez EU-BRITE opublikowała projekt BREFu dla przemysłu ceramicznego (CER). Dokument jest pierwszym projektem opracowanym według zasad znowelizowanej dyrektywy o emisjach przemysłowych, tak zwanej dyrektywy IED 2.0. BREF obejmuje projekt konkluzji BAT. W zakresie głębokiej transformacji przemysłowej (pkt 5.2) w konkluzjach zaproponowano zastąpienie tradycyjnych paliw energią elektryczną lub wodorem. Przejdź do Projekt dokumentu referencyjnego BREF dla przemysłu ceramicznego
    NEWSLETTER:
    Jeśli chcesz otrzymywać powiadomienia o nowych artykułach zapisz się
     
    szkolenie Specjalista ds. Emisji 4-5 marca 2025
    Operat FB
    Katalizatory do redukcji LZO - Katalizator Grupa PONER
    Smart City FORUM 11-12 czerwca 2025 w Rzeszowie
    Targi Ekotech 8–10 kwietnia 2025 w Kielcach

    Zobacz komunikaty JRC/ UE-BRITE (IPPC Bureau) / INCITE / Rada Unii Europejskiej / Rada Europejska / US EPA / EEA / NIK / ETO / GDOŚ / GIOŚ / WIOŚ / IOŚ / MKiŚ:

    EPA [postępowanie po pożarach] and LA County Sign Lease for New Staging Area in Altadena (7.2.2025)

    EPA [usuwanie skutków pożarów, w tym spalonych magazynów energii] Administrator Lee Zeldin Travels to Los Angeles, California as EPA Expedites the Largest Wildfire Cleanup Effort in Agency History (6.2.2025)

    EEA: Ozone levels in EU-27 between 2005 and 2021 (6.2.2025)

    EEA: Estimation of exposure to peak ozone in Europe in 2015 and for two scenarios in 2050 (6.2.2025)

    JRC: Environmental and Health Benefits of Reducing Tyre Wear Emissions in Preparation for the New Euro 7 Standard (6.2.2025)

    EPA Administrator Lee Zeldin Announces EPA’s “Powering the Great American Comeback” Initiative (4.2.2025)

    EEA: European Maritime Transport Environmental Report 2025 (4.2.2025)

    EEA: Methane emission trends by sector in EU-27 from 1990 to 2022 (4.2.2025)

    EPA [usuwanie niebezpiecznych materiałów po pożarze] Launches Largest Wildfire Hazardous Material Removal Effort in Agency History (3.2.2025)

    JRC: Research and Innovation on the decarbonisation of the European Waterborne Sector (3.2.2025)

    JRC: How do diet shifts affect the greenhouse gas balance of agricultural soils? Denmark as a case study (3.2.2025)

    JRC: Delivering the EU Green Deal - Progress towards targets (30.1.2025)

    EU-BRITE: The Kick-off Meeting for the drawing up of the Uniform Conditions for Operating Rules for Livestock (pig and poultry) rearing (UCOL) will take place as a hybrid meeting from 25 – 27 February 2025 (29.01.2025)

    KOBiZE: Uwaga na próby wyłudzania danych za pomocą fałszywych wiadomości e-mail (24.01.2025)

    Instrat: Rozporządzenie metanowe – jak wdrażać je w Polsce? (23.01.2025)

    GIOS: Zmiany w sieci monitoringu jakości powietrza (23.01.2025)

    KOBiZE: Najczęstsze błędy przy walidacji sprawozdań CBAM oraz ich możliwe rozwiązania (23.01.2025)

    EEA: Difference in SOx emissions in European shipping areas between 2015 and 2023 (23.01.2025)

    EPA [monitoring fluorowodoru podczas pożaru magazynu akumulatorów litowo-jonowych] Completes Air Monitoring Near Moss Landing Vistra Battery Fire (20.01.2025)

    GIOŚ: Krajowy raport dotyczący implementacji Protokołu w sprawie rejestrów uwalniania i transferu zanieczyszczeń za lata 2021-2024 (20.01.2025)

    EEA: Difference in CO₂ emissions in European shipping areas between 2015 and 2023 (17.01.2025)

    ETO: EU city-dwellers still suffer from air and noise pollution (15.01.2025)

    U.S. EPA [transport] Hino Motors, a Toyota Subsidiary, Agrees to Plead Guilty and Pay Over $1.6B to Resolve Emissions Fraud Scheme (15.01.2025)

    EU-BRITE: The updated first draft of the revised BREF for the Ceramic Manufacturing Industry (CER BREF) is available on the EU-BRITE website. This document contains the first draft BAT conclusions under the IED 2.0 (14.01.2025)

    EPA [tlenek etylenu] Finalizes Protections for Workers and Communities from Cancer-Causing Ethylene Oxide Pollution (14.01.2025)

    Zobacz bieżące artykuły w Atmospheric Environment:

    Evaluation of a gravimetrical method with a cyclonic pre-separator against the reference method for measuring high PM10 mass concentrations in livestock houses

    Satellite-borne identification and quantification of wildfire smoke emissions in North America via a novel UV-based index

    Lifetime exposure to health-related air pollutants in the United Kingdom: A spatiotemporal evaluation (1930–2010) through WRF-CMAQ modeling

    Zobacz EUR-Lex:

    Komunikat Komisji w sprawie zwolnień stosowanych przez Finlandię na podstawie art. 2 ust. 3 rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE 2023/1805 w sprawie stosowania paliw odnawialnych i niskoemisyjnych w transporcie morskim (7.2.2025)

    Sprostowanie do rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady UE 2024/1735 z dnia 13 czerwca 2024 r. w sprawie ustanowienia ram środków na rzecz wzmocnienia europejskiego ekosystemu produkcji technologii neutralnych emisyjnie i zmieniającego rozporządzenie UE 2018/1724 (5.2.2025)

    Sprostowanie do decyzji Komisji z dnia 25 lipca 2024 r. polecającej centralnemu administratorowi rejestru Unii wprowadzenie w rejestrze Unii korekt w tabelach krajowego rozdziału uprawnień Danii, Niemiec, Francji, Chorwacji, Włoch, Litwy, Austrii i Portugalii (5.2.2025)

    Komunikat Komisji w sprawie zwolnień wykorzystanych przez Chorwację na podstawie art. 2 ust. 3 i 6 rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2023/1805 w sprawie stosowania paliw odnawialnych i niskoemisyjnych w transporcie morskim (27.01.2025)

    Opinia Europejskiego Komitetu Regionów – Przyszłość polityki klimatycznej UE – dostosowanie celów w zakresie łagodzenia zmiany klimatu do wyzwań związanych z przystosowaniem się do zmiany klimatu (24.01.2025)

    Decyzja wykonawcza Komisji (UE) 2025/108 z dnia 22 stycznia 2025 r. zmieniająca decyzję wykonawczą (UE) 2024/2666 w odniesieniu do danych uznanych za dokładne do celów pomiaru emisji gazów cieplarnianych związanych z uprawą surowców rolnych w Niemczech na glebach organicznych (23.01.2025)

    Decyzja Komisji (UE) 2025/62 z dnia 23 października 2024 r. w sprawie programów pomocy SA.56908 (2023/C) (ex 2020/N) – Przedłużenie i zmiana programu pomocy na rzecz biogazu przeznaczonego do wykorzystania jako paliwo silnikowe w Szwecji oraz SA.56125 (2023/C) (ex 2020/N) – Przedłużenie i zmiana programu pomocy SA.49893 (2018/N) – Zwolnienie podatkowe dla biogazu i biopropanu, których źródłem nie jest żywność i które wykorzystuje się do produkcji ciepła, wprowadzonych przez Szwecję (17.01.2025)

    Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) 2025/33 z dnia 13 stycznia 2025 r. zezwalające na zwolnienie na podstawie rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2024/573 w odniesieniu do stosowania fluorowanych gazów cieplarnianych o GWP równym 150 lub większym w schładzarkach lub zamrażarkach szokowych, urządzeniach do wyrobu lodów produkowanych metodą tradycyjną, urządzeniach do wyrobu lodów, wózkach do przechowywania i regeneracji żywności, komorach chłodniczo-garowniczych, urządzeniach do napojów lodowych i urządzeniach do kremowych napojów lodowych (14.01.2025)

    Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) 2025/35 z dnia 13 stycznia 2025 r. w sprawie wykonania rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2019/1242 poprzez określenie procedur weryfikacji emisji CO2 z pojazdów ciężkich w trakcie eksploatacji (14.01.2025)