Costs and environmental effects of exhaust gas treatment in large combustion plant, case study

• Autorzy: Lewandowski Janusz , Szczepański Krystian , Melka Krzysztof , Kawka Marcin , Durka Paweł

Warianty tytułu

PL

Koszty, a efekt środowiskowy oczyszczania spalin w elektrociepłowni – studium przypadku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Based on the current data regarding one of the large combustion plants (LCP) in Poland, there was determined the relationship between the costs of exhaust gas treatment applied as a result of progressive limitation of air emissions of certain pollutants from LCPs in the EU and the costs associated with the environmental effects of emission reduction. The analyses were carried out in consideration of the emission limits for particulate matter (PM), sulphur dioxide (SO2) and nitrogen oxides (NOx) laid down in the EU Directives (LCP and IED) and the BAT conclusions. The costs of exhaust gas treatment were examined as regards the investment costs, at the assumed amortisation period of 20 years, as well as the operating costs including the increase in electricity used for own consumption. The costs per unit mass of a given pollutant reduced due to the exhaust gas treatment installation were compared with relevant environmental fees and the avoided external costs related to the pollutants analysed. There was also performed the analysis of PM, SO2 and NOX concentrations in the areas neighbouring the LCP under the study. The obtained results clearly show that with careful planning for investment expenditures related to the construction of the exhaust gas treatment installation, the avoided external costs are several times higher than the incurred expenses. The benefits of tightening the emission regulations are evident not only in terms of the reduction of the external costs, but also in the considerable decrease of the concentration at ground levels.

PL

W artykule wykorzystując rzeczywiste dane z jednej z polskich dużych elektrociepłowni określano relacje miedzy kosztami oczyszczenia spalin do poziomu wynikających z kolejnych ograniczeń prawnych wyprowadzanych w UE, a środowiskowymi skutkami zmniejszenia emisji. Rozpatrzono ograniczenia wynikające z dyrektyw LCP, IED oraz konkluzji BAT dla trzech substancji: pyłu, dwutlenku siarki i tlenków azotu. Po stronie kosztów uwzględniono zarówno koszty inwestycyjne przyjmując 20 letni okres amortyzacja instalacji jak i eksploatacyjne, w tym zwiększanie potrzeb własnych elektrociepłowni. Koszty odniesione do jednostki masy zatrzymanej w instalacji oczyszczającej spaliny substancji porównano z kosztami opłat środowiskowych oraz unikniętymi kosztami zewnętrznymi związanymi z rozważanymi zanieczyszczeniami. Przeprowadzono także analizę zmian immisji zanieczyszczeń wokół elektrociepłowni. Uzyskane wyniki jednoznacznie wskazuję, że przy właściwym planowaniu wydatków inwestycyjnych związanych z budową instalacji oczyszczających, uniknięte koszty zewnętrzne wielokrotnie przekraczają ponoszone nakłady finansowe. Pozytywne skutki zaostrzania standardów emisji widoczne są nie tylko w aspekcie zmniejszenia kosztów zewnętrznych, ale także znaczącym zmniejszeniem immisji wokół elektrociepłowni.

Słowa kluczowe

EN

electric energy production; emission costs; directive LCP; IED implementation; cross media effect

PL

wytwarzanie energii elektrycznej; koszty emisji; implementacja dyrektywy LCP; implementacja dyrektywy IED; cross media efekt

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 6
• Strony: 66--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Lewandowski Janusz

• Wydział Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej
• Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Szczepański Krystian

• Instytut Ochrony Środowiska-Państwowy Instytut Badawczy

autor

Melka Krzysztof

• Instytut Ochrony Środowiska-Państwowy Instytut Badawczy

autor

Kawka Marcin

• Instytut Ochrony Środowiska-Państwowy Instytut Badawczy

autor

Durka Paweł

• Zakład Modelowania Atmosfery i Klimatu w Instytucie Ochrony Środowiska - Państwowym Instytucie Badawczym

Bibliografia

• [1] Announcement of the Minister of Climate of 30 October 2020 on the rates of fees for use of the environment for 2021. https://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WMP20200000961.
• [2] Assessment of air quality in zones in Poland for the year 2019. Collective national report on the annual assessment of air quality in zones performed by chief Inspectorate of Environmental Protection according to the principles set out in Article 89 of the Law on Environmental Protection. https://powietrze.gios.gov.pl/pjp/content/show/1002301.
• [3] Commission Implementing Decision (EU) 2017/1442 of 31 July 2017 establishing best available techniques (BAT) conclusions, under Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council, for large combustion plants (notified under document C(2017) 5225) In force ELI: http://data.europa.eu/eli/dec_impl/2017/1442/oj.
• [4] COMMISSION STAFF WORKING DOCUMENT, Accompanying document to the Proposal for a DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on industrial emissions (integrated pollution prevention and control) (recast) IMPACT ASSESSMENT, Brussels, 21.12.2007. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52007SC1679.
• [5] Costs of air pollution from European industrial facilities 2008–2012 — an updated assessment, EEA Technical Report, No 20/2014. https://www.eea.europa.eu/publications/costs-of-air-pollution-2008-2012.
• [6] Costs of air pollution from European industrial facilities 2008–2017, Eionet Report - ETC/ATNI 2020/4. https://www.eionet.europa.eu/etcs/etc-atni/products/etc-atni-reports/etc-atni-report-04-2020-costs-of-airpollution-from-european-industrial-facilities-200820132017.
• [7] Cost update and impact assessment of the requirements of BAT conclusions on the energy sector in Poland, taking into account the changes introduced at the final meeting of the Technical Working Group in Seville and the impact of other environmental requirements, as well as the increase in the share of unregulated RES in the energy market, Study by the consortium of EY, Dentons and Energoprojekt - for energy industry associations, December 2015.
• [8] Czajczynska Dina, Krzyzynska Renata, Mazurek Wojciech, Bryszewska-Mazurek Anna. „Legal changes in the context of cleaning of exhaust gases in conventional power plants - long-term perspective for Poland”. Rynek Energii 6 (139)/2018.
• [9] Directive 2001/80/EC of the European Parliament and of the Council of 23 October 2001 on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from large combustion plants (OJ L 309, 27.11.2001). No longer in force. Date of end of validity: 31/12/2015; Repealed by 32010L0075. Latest consolidated version: 25/06/2009 ELI: http://data.europa.eu/eli/dir/2001/80/oj.
• [10] Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council of 24 November 2010 on industrial emissions (integrated pollution prevention and control) (OJ L 334, 17.12.2010). In force: This act has been changed. Current consolidated version: 06/01/2011 ELI: http://data.europa.eu/eli/dir/2010/75/oj.
• [11] Duczkowska Anna. „Sustainable development through application of M3O environmental management model in the enterprise”. Rynek Energii 3(148)/2020.
• [12] Integrated Pollution Prevention and Control. Reference Document on Economics and Cross-Media Effects (July 2006), European Commission. 2006. https://www.ekoportal.gov.pl/fileadmin/Ekoportal/Pozwolenia_zintegrowane/BREF/11_Dokument_refernc yjny_BREF_Aspekty_ekonomiczne_i_skutki_przenoszenia_zanieczyszczen_miedzy_komponentami_srod owiska.pdf.
• [13] Kaminski, J. W. et al. 2008. GEM-AQ, an on-line global multiscale chemical weather modelling system: model description and evaluation of gas phase chemistry processes. Atmospheric Chemistry & Physics, 8, 3255–3281. https://acp.copernicus.org/articles/8/3255/2008/.
• [14] Lee, Xuhui. Fundamentals of boundary-layer meteorology. Vol. 256. Gewerbestrasse: Springer International Publishing, 2018.
• [15] Miller, C. W., and L. M. Hively. "A review of validation studies for the Gaussian plume atmospheric dispersion model." Nuclear Safety 28.4 (1987): 522-531.
• [16] Ministry of Finance, access 01.08.2022: https://www.gov.pl/attachment/cad213d4-88ce-48c0-86ee5d8b8850c802.
• [17] Otawa Aleksandra. „Analysis of impact price of CO2 emission allowances and prices of electricity on cost of heat production in cogeneration sources”. Rynek Energii 6(151)/2020.
• [18] Regulation of the Minister of Environment of 24 August on the levels of certain substances in the air, Journal of Laws 2012, item 1031). http://isap.sejm.gov.pl/isap.nsf/DocDetails.xsp?id=WDU20120001031.
• [19] Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe, EEA Technical Report, No 15/2011. https://www.eea.europa.eu/publications/cost-of-air-pollution.
• [20] Struzewska Joanna, J. W. Kaminski, and Maciej Jefimow. "Application of model output statistics to the GEM-AQ high resolution air quality forecast." Atmospheric Research 181 (2016): 186-199.
• [21] Stull, Roland B. An introduction to boundary layer meteorology. Vol. 13. Springer Science & Business Media, 1988.
• [22] Technical support for developing the profile of certain categories of Large Combustion Plants regulated under the Industrial Emissions Directive, Final report for the European Commission DG Environment, Specific contract number 070201/ENV/2015/715370/C4 , ED 61495 | Issue Number 2 | Date 09/03/2017 , Ricardo in Confidence. https://circabc.europa.eu/sd/a/f568a5b1-8c7a-475c-8162- a6c47b86ef7f/LCP%20profile.pdf.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).