Teollisuuden päästömittaus – standardit, säädökset ja ratkaisut

Useat EU-direktiivit ja Euroopan maiden kansalliset lait määräävät vaatimuksia voimalaitosten savukaasupäästöjen jatkuvatoimiselle mittaukselle. Päästömittauksia koskevat vaatimukset ovat tiukentuneet viime vuosina, ja suuntaus epäilemättä jatkuu. Gasmet tuottaa huippuluokan jatkuvatoimisia päästömittausjärjestelmiä teollisuuslaitosten tarpeisiin. Autamme asiakkaitamme toimimaan vaatimusten mukaisesti ja tuemme heitä prosessiosaamisessa.

Mikä on IE-direktiivi?

IE-direktiivi (Industrial Emission Directive, IED) on teollisuuden päästöjen yhdennettyä ehkäisemistä ja vähentämistä koskeva direktiivi. Se säätää vaatimukset, joiden mukaan päästöjä tulee mitata teollisuuslaitoksissa kuten jätteenpolttolaitoksissa ja suurissa voimalaitoksissa.

IE-direktiivi määrää muun muassa:

  • laitostyypit, joissa tulee tehdä jatkuvatoimista päästömittausta (CEM).
  • päästömittausten vaaditun tarkkuuden.
  • ympäristötarkastusten pakolliset vaatimukset.
  • päästöraja-arvojen (ELV) asettaminen ja muutokset tehtäväksi BAT-päätelmien mukaisesti (Best Available Techniques, parhaat käytettävissä olevat tekniikat).

IE-direktiivin päällimmäinen tavoite on tarjota yhtenäiset toimintatavat siihen, miten voidaan torjua ja hallita päästöjen siirtymistä ympäristöön, kuten ilmaan, veteen ja maaperään, samalla huomioiden yritystoiminnan kaupalliset edellytykset.

BREF-asiakirjoissa ja BAT-päätelmissä määrätään hyväksytyt päästömittaustekniikat

IE-direktiivi velvoittaa voimalaitokset käyttämään parhaita käytettävissä olevia tekniikoita (BAT) päästöjen seurantaan. Nämä tekniikat on linjattu BREF-asiakirjoissa (Best Available Techniques reference documents).

BREF-asiakirjoissa kuvataan muun muassa tietyt teollisuuden prosessit sekä niihin sovellettavat toimintaehdot ja päästötasot. Teknologian kehittyessä parhaita käytettävissä olevia tekniikoita arvioidaan uudelleen ja BREF-asiakirjoja päivitetään.

BREF-asiakirjojen osana julkaistaan BAT-päätelmät, joissa linjataan BATiin liittyvät päästötasot (BAT-AEL) koskien eri teollisuuslaitosten päästöraja-arvoja (ELV). Näiden päästöraja-arvojen perusteella teollisuuslaitokset neuvottelevat ympäristöluvan paikallisten viranomaisten kanssa.

Jätteenpoltto – BREF and BAT

Jätteenpolton BREF-asiakirjat (WI BREF) on laadittu tietojenvaihdon pohjalta, jossa mukana ovat EU:n jäsenmaat, kyseiset teollisuudenalat, valtiosta riippumattomat järjestöt sekä Euroopan komissio.

Jätteenpolton BAT-päätelmien päätavoitteena on vähentää haitallisten yhdisteiden pääsyä ilmaan ja vesiin eri jätelaitoksista. BREF‑asiakirjat määrittelevät EU-maiden kansallisille viranomaisille teknisen perustan ja BATiin liittyvät päästötasot (BAT-AEL), joiden pohjalta teollisille laitoksille voidaan määrittää lupaehdot.

Jätteenpolttolaitosten tulee mitata seuraavia päästöjä:

  • rikkidioksidi (SO2)
  • typen oksidit (NOx)
  • hiilimonoksidi (CO)
  • vetykloridi (HCl)
  • vetyfluoridi (HF)
  • hiilivedyt
  • elohopea (Hg)
  • ammoniakki (NH3) (jos käytössä on SCR- tai SNCR-järjestelmä typen oksidien poistoon)
  • typpioksiduuli (N2O) (tietyissä tapauksissa)
  • dioksiinit ja furaanit
  • pienhiukkaset

Jätteenpolttolaitosten BREF-asiakirjat (WI BREF 2019) velvoittavat eurooppalaiset jätteenpolttolaitokset noudattamaan uusia päästöraja-arvoja vuoteen 2023 mennessä.

Lue lisää jätteenpolton päästömittauksesta.

Suuret polttolaitokset (LCP) – BREF and BAT

Suurten polttolaitosten parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden BREF‑asiakirjat koskevat polttolaitoksia, joiden nimellinen kokonaislämpöteho ylittää 50 MW.

EU:n teollisuuden päästöjä koskeva IE-direktiivi määrää vaatimukset suurten polttolaitosten päästömittaukselle. Vaatimuksiin vastataan suurten polttolaitosten parhaiden käytettävissä olevien tekniikoiden BREF‑asiakirjoissa (LCP BREF).

BREF‑asiakirjat sisältävät uudet päästöraja-arvot (ELV) seuraaville yhdisteille:

  • rikkidioksidi (SO2)
  • typen oksidit (NOx)
  • hiilimonoksidi (CO)
  • elohopea (Hg)
  • pienhiukkaset
  • ammoniakki (NH3) (jos käytössä on SCR- tai SNCR-järjestelmä typen oksidien poistoon)

Suurten polttolaitosten BREF-asiakirjat (LCP BREF) velvoittavat eurooppalaiset lämpövoimalaitokset noudattamaan uusia päästöraja-arvoja vuoteen 2021 mennessä.

Lue lisää voimalaitosten päästömittauksesta.

Päästömittaus muissa teollisuuslaitoksissa

Sementin tuotanto – sovellettavat BREF ja BAT määräytyvät polttoaineen mukaan

Sementtiteollisuus on yksi maailman suurimmista hiilidioksidipäästöjen tuottajista. Päästöjen suuri määrä johtuu pääasiassa valtavasta tuotantokapasiteetista sekä kalkkikiven poltosta, joka on tärkeä osa sementin valmistusta. Sementin valmistajien on mitattava jatkuvatoimisesti poltosta aiheutuvia päästöjä paikallisten päästömääräysten mukaisesti.

Jos sementtilaitoksessa poltetaan jätettä, se luokitellaan jätteenpolttolaitokseksi. Tällöin sitä koskevat jätteenpolton BREF-asiakirjat (WI BREF).

Jos sementtilaitoksessa poltetaan muuta polttoainetta kuin jätettä, se luokitellaan voimalaitokseksi. Tällöin sitä koskevat suurten polttolaitosten BREF-asiakirjat (LCP BREF).

Lue lisää sementin tuotannon päästömittauksesta.

Alumiinin tuotanto

Alumiinia valmistetaan malmista alumiinisulatoissa. Valmistuksessa vapautuu ilmakehään hiilidioksidipäästöjä (CO2) sekä eri fluoridikaasupäästöjä. Nämä päästöt täytyy mitata tarkasti, jotta voidaan varmistaa, ettei sulatto ylitä päästöraja-arvojaan.

Lue lisää alumiinin tuotannon päästömittauksesta.

Lannoitteiden ja typpihapon tuotanto

Lannoitteiden valmistuksessa keskeinen kemikaali on typpihappo, joka puolestaan valmistetaan ammoniakista. Lannoitetuotannon hiilidioksidipäästöjen lisäksi tuotantoprosessissa vapautuu ilmaan muun muassa typen oksideja (NOx), ammoniakkia (NH3) ja typpioksiduulia (N2O). Nämä yhdisteet ovat erittäin haitallisia ympäristölle ja myrkyllisiä ihmisille.

Lue lisää päästömittauksesta lannoitteiden ja typpihapon tuotannossa.

Elohopean, pysyvien orgaanisten yhdisteiden, kaasujen ja raakakaasujen päästömittaus

Jatkuvatoiminen elohopeapäästöjen mittaus

Elohopea (Hg) voi olla haitallista ihmisille ja muulle eliökunnalle, jos sitä pääsee ilmakehään tai vesistöihin esimerkiksi teollisuuden päästöjen myötä. Elohopeapäästöjen hallinta on siksi elintärkeää, joten elohopeapäästöjen lähteiden, kuten teollisten laitosten, tulee mitata elohopeapäästöjään jatkuvasti. Elohopean jatkuvatoiminen mittaus on tehokkain tapa estää ilman kautta leviävän elohopean aiheuttamia työturvallisuus- ja ympäristöriskejä.

Elohopean jatkuvatoiminen mittaus on sikäli haastavaa, että elohopeaa esiintyy monessa eri muodossa. Elohopeapäästöjen jatkuvatoimisen mittaamisen menetelmät perustuvat useimmiten alkuainemuotoisen elohopean (Hg0) mittaamiseen. Siksi kaikki elohopeayhdisteet, kuten HgCl2, on muunnettava Hg0:ksi. Nämä erityisvaatimukset täytyy huomioida elohopeapäästöjen mittausjärjestelmien suunnittelussa.

Me Gasmetilla käytämme elohopeajäämien pitoisuuksien mittaamiseen CVAF-teknologiaa (cold vapor atomic fluorescence spectrometry) eli kylmähöyry atomifluoresenssispektrometriaa. Tekniikka on erittäin selektiivinen ja tarkka, joten se mittaa äärimmäisen pienetkin elohopeapitoisuudet tarkasti.

Teknologiamme on tulevaisuudenkestävä, koska se mahdollistaa maailman alhaisimman EN 15267 ‑mittausalueen. Teknologiamme on siis valmiina, kun päästöraja-arvot tulevaisuudessa tiukentuvat.

Dioksiini- ja furaanipäästöjen mittaus

Dioksiinit, furaanit ja muut pysyvät orgaaniset yhdisteet (POP) voivat olla haitallisia eläville organismeille. Yhdisteet kerääntyvät eläinten rasvakudoksiin, ja sitä kautta ne kulkeutuvat koko ravintoketjun läpi päätyen ihmisten kehoon. Näille yhdisteille altistuminen saattaa aiheuttaa vakavia terveysvaikutuksia, kuten syöpää.

Dioksiinit ja furaanit ovat polttoprosessin sivutuotteita ja lähtöisin esimerkiksi jätteenpoltosta tai metallurgisista prosesseista. Dioksiini- ja furaanipäästöjen mittaus on täten teollisuuslaitosten omistajien tärkeä velvollisuus.

Jotta dioksiinimittaus olisi tehokasta, näytteenottoajan täytyy olla tarpeeksi pitkä, mieluiten kaksi viikkoa tai enemmän. Lyhytaikaiset näytekeräykset (esimerkiksi kahdeksan tuntia) eivät huomioi laitoksen koko toiminta-aikaa, mikä vaikuttaa tuloksiin.

Dioksiinikeräysjärjestelmämme hyödyntää isokineettistä näytteenottoa, mikä takaa luotettavat tulokset. Isokineettisessä näytteenotossa näytteenoton virtausnopeus on yhtä suuri kuin kaasuvirran nopeus. Tällöin pienhiukkaset eivät mene sondin ohi, mikä saattaisi vääristää tuloksia.

Asiakastarina: Luotettavaa dioksiinimittausta Eco-Research-laboratoriolle

Muiden kaasujen jatkuvatoiminen mittaaminen

Jatkuvatoimiset päästömittausjärjestelmät mittaavat yleensä samanaikaisesti seuraavia 16 kaasua: vesi H2O, hiilidioksidi CO2, hiilimonoksidi CO, typpioksiduuli N2O, typpioksidi NO, typpidioksidi NO2, rikkidioksidi SO2, vetykloridi HCl, vetyfluoridi HF, ammoniakki NH3, metaani CH4, etaani C2H6, propaani C3H8, eteeni C2H4, heksaani C6H14ja formaldehydi CH2O.

Kaasupäästöjä tulee mitata soveltuvien paikallisten ympäristösäädösten mukaisesti. Monissa maissa päästömittausteknologian soveltuvuus pitää todentaa määräysten mukaan. Esimerkiksi Euroopassa soveltuvuudesta määrää EN 15267 ‑standardi.

Yksi yleisimmin käytetyistä kaasupäästöjen mittausteknologioista on FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) eli Fourier-muunnosta hyödyntävä infrapunaspektroskopia. Se on tehokas kaasuanalysointiteknologia, jolla voidaan mitata useita kaasuja samanaikaisesti. Näytteen kaikki kaasut voidaan mitata samanaikaisesti, koska kaikki kaasut mitataan samasta infrapunaspektristä.

FTIR-teknologian merkittävä etu on, että se mukautuu kiristyviin päästörajoituksiin. Mittausalueiden säätäminen ja mitattavien kaasujen lisääminen on helppoa ja nopeaa. Uusia kaasuja ja mittausalueita voi lisätä analyysiin ohjelmiston avulla, eikä itse laitteistoon tarvitse tehdä muutoksia. Muutokset onnistuvat käyttäjiltä itseltään.

Raakakaasujen mittaus

Raakakaasut ovat puhdistamattomia savukaasuja, jotka eivät ole kulkeneet päästöjen hallintajärjestelmän läpi. Näitä yhdisteitä mitataan yleensä prosessiohjausta tai takuuseurantaa varten.

Yleensä mitataan vain muutamia komponentteja, mutta Fourier-muunnosta hyödyntävä infrapunaspektroskopia (FTIR) mahdollistaa kaikkien komponenttien mittaamisen samanaikaisesti.

Lue lisää raakakaasumittauksista.

Hiilidioksidin talteenotto (CCS) kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen

Kasvihuonekaasut, kuten hiilidioksidi, metaani ja typpioksiduuli, ovat valtava uhka ilmastolle. Me Gasmetilla suunnittelemme ja valmistamme edistyneen teknologian kaasuanalyysilaitteita niin teollisuuden toimijoille kuin ilmastonmuutoksen tutkijoillekin. Sitä kautta meillä on merkittävä rooli ilmastonmuutoksen ehkäisemisessä ja luonnon suojelussa.

Hiilidioksidin talteenotto (Carbon Capture and Storage, CCS) on uusi menetelmä voimaloiden kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseen. Kaasun märkäpuhdistuksessa (scrubbing) hiilidioksidipäästöt imeytetään kemiallisiin liuottimiin, jotka koostuvat amiineista tai karbonaateista. Märkäpuhdistus on vakiintunut hiilidioksidin talteenottomenetelmä, jota käyttävät käytännössä kaikki kaupalliset CO2-erotuslaitokset.

Lue lisää hiilidioksidin talteenotosta.

Emissions Monitoring Handbook

After reading the handbook, you will be familiar with:

  • Industrial Emissions Monitoring & Suitable Technologies
  • Quality Assurance
  • WI BAT Conclusions for waste incinerators and co-incinerators
  • LCP BAT Conclusions for large combustion plants
  • Gasmet’s Solutions for Emissions Monitoring

Download Emissions Monitoring Handbook

Jatkuvatoimisten päästömittausjärjestelmien (CEMS) laadunvalvontatasot (QAL)

Jatkuvatoimisten päästömittausjärjestelmien laadunvalvonta on määritelty standardeissa EN 15267 ja EN 14181. Laadunvalvonta on jaoteltu neljälle eri laadunvalvontatasolle: QAL1, QAL2, QAL3 ja AST (vuosittaiset valvontatestit).

QAL1 – mittauslaitteen valmistaja takaa standardinmukaisuuden sertifikaateilla

QAL1 vaatii, että laitteiston tarkoituksenmukaisuus osoitetaan laboratorio- ja kenttätesteillä EN 15267 -standardin mukaisesti.

QAL1-tason tarkoitus on varmistaa, että laitokseen valittu mittausjärjestelmä on riittävän tehokas ja täyttää paitsi lakisääteiset kriteerit myös teollisuustoimijan tarpeet.

QAL2 – testilaboratorio kalibroi CEMS-järjestelmän vertailumittauksella

QAL2-taso linjaa toimenpiteet, joilla varmistetaan, että jatkuvatoiminen päästömittausjärjestelmä on asennettu oikein ja kalibroitu vertailumittauksella, ja että sen toiminta on riippumattoman tahon validoima.

QAL3 – laitoksen operaattori varmistaa, että CEMS-järjestelmä toimii oikein

QAL3-taso tarkoittaa jatkuvatoimisen päästömittausjärjestelmän toiminnan jatkuvaa seuraamista QAL2-testien välissä. Laitosten operaattorien tulee valvoa mittausjärjestelmiensä vakautta ja toimintaa.

Vuosittainen AST-valvontatestaus (Annual Surveillance Tests) – laboratoriotestit EN 14181 -standardin mukaisesti

Vuosittaiset AST-testaukset ovat samankaltaisia kuin QAL2-testit, mutta ne suoritetaan pienemmässä mittakaavassa. Niiden tarkoitus on varmistaa, että QAL2-testeissä määritetty kalibrointifunktio on edelleen voimassa. AST-testejä koskevat samat vaatimukset ja velvoitteet kuin QAL2-testejä.

Lue blogi englanniksi: QAL-tasot tutuiksi

Vaatimustenmukaisuusmittaukset QAL2- ja AST-testeissä – Gasmetin ratkaisu

Vaatimustenmukaisuusmittaukset varmistavat, että jatkuvatoimiset päästömittausjärjestelmät toimivat virheettömästi. Tämä tehdään vertaamalla jatkuvatoimisten järjestelmien tuloksia akkreditoidun laboratorion vertailumittauksiin, kuten on säädetty EN 14181 -standardissa.

Gasmet DX4000 FTIR-kaasuanalysaattori soveltuu erinomaisesti vaatimustenmukaisuusmittauksiin, koska se on kannettava ja kulkee helposti mukana laitoksille.

Lue englanniksi, miten FTIR-kaasuanalysaattori auttaa Pöyryä QAL2- ja AST-mittauksissa.

ISO-sertifikaatit ja EN-sertifikaatit

Tarkkuusmittauslaitteiden valmistajana Gasmet tähtää korkeaan laatuun prosessin jokaisessa vaiheessa.

Olemme ylpeitä ISO-sertifikaateistamme, jotka on myönnetty meille kaasuanalysaattoreiden suunnittelun, valmistuksen, myynnin ja palveluprosessin perusteella. ISO-sertifikaatit todistavat, että prosessimme ovat laatu- ja ympäristöstandardien sekä terveys- ja turvallisuusjohtamisen standardien mukaisia.

Järjestelmillemme ja analysaattoreillemme on myönnetty eurooppalainen EN 15267 ‑sertifikaatti, joka todistaa järjestelmien olevan yhdenmukaisia jatkuvatoimisten päästömittausjärjestelmien laadunvarmistusta koskevan eurooppalaisen standardin kanssa. Lue alta ratkaisuistamme ja niihin liittyvistä sertifikaateista.

Katso kaikki sertifikaattimme (englanniksi).

 

Mikä päästömittausjärjestelmä sopii tarpeisiisi parhaiten?

Vastaa kysymyksiin ja selvitä.

Sertifioidut ratkaisut päästömittaukseen

Gasmet tarjoaa laajan valikoiman ratkaisuja teollisuuden kaasupäästöjen mittaamiseen saman katon alta:

  • Jatkuvatoiminen päästömittausjärjestelmä CEMS II e on TÜV- ja MCERTS‑sertifioitu ratkaisu (QAL1) monenlaisiin vaativiin päästömittauskohteisiin.
  • Jatkuvatoimiseen elohopeamittaukseen tarkoitettujen CMM AutoQALin ja CMM:n sertifioitu mittausalue on maailman alhaisin (0–5 µg/m3). CMM AutoQALissa on automaattinen integroitu QAL3‑validointityökalu. Järjestelmät ovat täydellinen ratkaisu elohopean jatkuvatoimiseen mittaamiseen kuumissa, kosteissa ja syövyttävissä kaasuvirroissa.
  • Gasmet DX4000 kannettava FTIR-kaasuanalysaattori on ratkaisu useiden kaasukomponenttien tarkkaan mittaamiseen kuumasta ja kosteasta näytekaasusta. Se on maailman pienin FTIR-päästömittausjärjestelmä, joten se sopii täydellisesti QAL2-mittauksiin ja muihin lyhytaikaisiin mittaustehtäviin.
  • Dioksiinikeräysjärjestelmä GT90 Dioxin+ on suunniteltu erityisesti dioksiinipäästöjen pitkän aikavälin seurantaan. Järjestelmä noudattaa eurooppalaisia EN 1948‑1- ja EN 15627 ‑standardeja. Järjestelmä edustaa uusinta dioksiininäytteistyksen teknologiaa ja täyttää kaikki dioksiinimittauksen standardinmukaiset vaatimukset.

Huolto, palvelu ja tuki – laaja verkosto takaa paikallisen avun

Päästömittausjärjestelmän luotettava toiminta on jätteenpolttolaitoksen tai voimalaitoksen toiminnan jatkuvuuden kulmakiviä. Tehtävämme on taata päästömittausjärjestelmän keskeytymätön toiminta laitteen koko elinkaaren ajan, jotta voit nukkua yösi rauhassa ja keskittyä ydintehtävääsi – laitoksen pyörittämiseen.

Jotta voimme reagoida tarpeisiisi nopeasti ja tarjota aina osaavaa apua, panostamme jatkuvasti osaavan henkilöstön kouluttamiseen. Näin insinööreillämme on jatkuva valmius tarjota juuri sellaista tukea, jota asiakkaamme tarvitsevat ja odottavat. Huolella valitut jälleenmyyjämme sekä kumppanimme maailmalla auttavat meitä tarjoamaan paikallista tukea juuri siellä missä sitä tarvitaan.

Referenssit – näin onnistuimme päästömittausasiakkaidemme kanssa

Gasmet on toimittanut yli 2 000 päästömittausjärjestelmää eri puolille maailmaa. Meillä on paljon kokemusta huippuluokan ratkaisuista eri käyttötarkoituksiin aina jätteenpolttolaitoksista high-tech-kaivoksiin ja suuriin polttolaitoksiin.

Tutustu asiakastarinoihimme (englanniksi):

Gasmetin kanssa turvaat päästömittausprosessiesi tulevaisuuden

Me Gasmetilla tiedämme, millaisia haasteita teollisuuslaitokset kohtaavat päästömittauksen kanssa. Toimintaympäristö muuttuu jatkuvasti. Säädökset, standardit ja prosessit uudistuvat säännöllisesti. Päästörajat ja sallitut kaasupitoisuudet tiukentuvat tulevaisuudessa.

Jatkuvatoimisen päästömittausjärjestelmän hankinta on merkittävä investointi. Kun toimintaympäristö on jatkuvassa muutoksessa, teollisuuden toimijat tarvitsevat luotettavia ja joustavia päästömittausratkaisuja, jotka täyttävät paitsi nykyiset myös tulevat määräykset ja vaatimukset.

Gasmetin kanssa turvaat laitoksesi toiminnan ja päästömittausprosessiesi tulevaisuuden. Monialainen asiantuntijatiimimme tuntee asiakkaidemme tarpeet. Asiantuntijamme pysyvät perillä muuttuvista säädöksistä, standardeista ja prosesseista, jotta sinun ei tarvitse murehtia niistä. Me olemme apunasi luotettavan päästömittausjärjestelmän hankinnassa, ja tuemme myös vaatimustenmukaisessa toiminnassa ja prosessiosaamisessa.

Ota yhteyttä niin pääset alkuun!