Determination of emission factors and emissions in 2020 and 2030 for oil- and gasfired combustion plants not requiring a permit in the scope of the EU Directive on medium combustion plants : final report / by Christian Tebert, Robin Memelink (Ökopol Institut für Ökologie und Politik GmbH, Hamburg) ; on behalf of the German Environment Agency (UBA) ; edited by: Section III 2.1 Cross-sectoral aspects, chemical industry, combustion plants - Anja Nowack

Abstract

This report documents the results of a research project that included 100 measurements of emissions from medium-sized combustion plants with a nominal heat output of 1 MW to less than 10 MW. Emissions of nitrogen oxides, carbon monoxide, dust, total carbon, methane, NMVOC and the smoke number (in the case of oil combustion) were measured at 28 fuel oil and 72 natural gas plants. Mean values and maxima of the measured parameters were documented, and correlations of the parameters were analysed. Emission factors were calculated based on the measurement results and other measurement data for emissions of nitrogen oxides, carbon monoxide, methane, NMVOC and dust. Total emissions were calculated for Germany in 2020 and projected for 2030 in two scenarios. The emissions for nitrogen oxides from natural gas plants (98 % of total) resulted for 2020 in around 8700 tonnes. A reduction to about 6,500 tonnes is expected for 2030 (-25 %). If a limit value were set as introduced in the Netherlands, nitrogen oxides emissions would fall to about 3900 tonnes in 2030 (-55 %). Additionally, emission calculations for 2020 were less than 12 tonnes of dust (12 tonnes in 2030), less than 103 tonnes of methane (92 tonnes in 2030), and about 1500 tonnes of carbon monoxide (1300 tonnes in 2030). NMVOC emissions were calculated with zero. Furthermore, best available techniques for the emission reduction were documented. The information was based on literature research as well as interviews and a workshop with manufacturers, the association of manufacturers and authorities. In addition, the report documents regulatory requirements for medium-sized combustion plants with a rated thermal input of 1 MW to less than 10 MW in six European countries (Austria, Flanders/Belgium, Denmark, Germany, The Netherlands, and Switzerland).

Der vorliegende Bericht zeigt die Ergebnisse eines Forschungsprojektes, in dem 100 Messungen an mittelgroßen Feuerungsanlagen mit 1 MW bis unter 10 MW Nennwärmeleistung durchgeführt wurden. Dabei wurden Emissionen von Stickstoffoxiden, Kohlenmonoxid, Staub, Gesamtkohlenstoff, Methan, NMVOC und (bei Ölfeuerung) der Rußzahl bei 28 Heizöl- und 72 Erdgasfeuerungen gemessen. Mittelwerte und Maxima der gemessenen Parameter wurden dokumentiert und Korrelationen der Parameter untereinander analysiert. Aus den Messergebnissen und weiteren Messdaten wurden Emissionsfaktoren gebildet und Emissionen von Stickstoffoxiden, Kohlenmonoxid, Methan, NMVOC sowie Staub für Deutschland im Jahr 2020 berechnet und für das Jahr 2030 in zwei Szenarien abgeschätzt. Die Emissionen für Stickstoffoxide aus Erdgasfeuerungen (98 % der Gesamtemissionen) lagen im Jahr 2020 bei rund 8.700 Tonnen. Für das Jahr 2030 ist eine Senkung auf rund 6.500 Tonnen zu erwarten (-25 %). Würde für Erdgasfeuerungen ein Grenzwert wie in den Niederlanden festgelegt, würden die Stickstoffoxid-Emissionen auf rund 3.900 Tonnen im Jahr 2030 sinken (-55 %). Für 2020 ergaben sich aus den Anlagen weniger als 12 Tonnen Staubemissionen (12 Tonnen in 2030), weniger als 104 Tonnen Methan-Emissionen (93 Tonnen in 2030), rund 1.500 Tonnen Kohlenmonoxid-Emissionen (1.300 Tonnen in 2030) und keine NMVOC-Emissionen. Weiterhin wurden beste verfügbare Techniken zur Emissionsminderung dokumentiert. Als Grundlage dienten Literaturrecherchen sowie Interviews und ein Workshop mit Herstellern, dem Verband der Hersteller sowie Behörden. Zusätzlich dokumentiert der Bericht regulative Vorgaben für mittelgroße Feuerungsanlagen mit 1 MW bis unter 10 MW Feuerungswärmeleistung in sechs europäischen Ländern (Flandern/Belgien, Dänemark, Deutschland, Niederlande, Österreich und der Schweiz).