2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 1 3-4 Φεβρουαρίου 2006 Αποτίµηση Κύκλου Ζωής Χρησιµοποιηµένων Λιπαντικών Ελαίων Νίκος Γκάργκουλας 1, Στάθης Κουρνιώτης 2, Μανώλης Κοτρωνάκης, Χριστίνα Πελεκανάκη ΕΠΕΜ Α.Ε., Αχαρνών 141β & Λαερτίου, 10446 Αθήνα τηλ. 210 8627598, fax 210 8627189 1 2 ngargoulas@epem.gr skourniotis@epem.gr Περίληψη Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται η αποτίµηση κύκλου ζωής απόβλητων λιπαντικών ελαίων (ΑΛΕ) που πραγµατοποιήθηκε από την εταιρία ΕΠΕΜ Α.Ε. σε συνεργασία µε την βιοµηχανία CYCLON Α.Ε. Παρουσιάζεται κατ αρχήν το ισχύον θεσµικό πλαίσιο και το πρόβληµα που προκύπτει από την ανεξέλεγκτη διάθεση των ΑΛΕ. Στη συνέχεια περιγράφεται η µεθοδολογία αποτίµησης κύκλου ζωής που χρησιµοποιήθηκε. Στο κυρίως µέρος της εργασίας γίνεται αποτίµηση κύκλου ζωής των ΑΛΕ µε σύγκριση δύο πιθανών µεθόδων διαχείρισης: της αναγέννησής τους και της καύσης τους σε τσιµεντοβιοµηχανία. Τέλος, δίνονται τα βασικά συµπεράσµατα που εξήχθησαν από την εργασία. Life Cycle Assessment Of Used Lubricant Oils Nikos Gargoulas 1, Stathis Kourniotis 2, Manolis Kotronakis, Christina Pelekanaki EPEM S.A., Aharnon 141b & Laertiou, 10446 Athens Tel.: 210 8627598, fax 210 8627189 1 2 ngargoulas@epem.gr skourniotis@epem.gr Abstract In this paper it is presented the Life Cycle Assessment (LCA) of Used lubricant Oils (ULO) that has been carried out by EPEM S.A., an environmental consulting firm, in cooperation with CYCLON S.A., a ULO refining company. In the introduction of the paper it is discussed the existing legislative framework, regarding the management of ULO and the problems that arise due to the illegal dumping of ULO in Greece. Next, details are given regarding the LCA methodology that has been used in order to compare regeneration versus production of virgin lubricant oils and substitution of heavy fuel oil (HFO) by ULO in the cement industry. Finally, the results obtained are presented, in terms of environmental benefits expected by the application of each of the two management options.
2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 2 3-4 Φεβρουαρίου 2006 Εισαγωγή Τα λιπαντικά έλαια παράγονται από ορυκτούς υδρογονάνθρακες (βασικά έλαια) και χρησιµοποιούνται κατά κύριο λόγο για τη λίπανση των µηχανών εσωτερικής καύσης (οχήµατα, πλοία), για τη λίπανση του µηχανολογικού εξοπλισµού της βιοµηχανίας, σε µετασχηµατιστές και σε κάποιες ειδικές εφαρµογές (ψύξη, θέρµανση, αντιοξειδωτικά, κλπ). Μετά από ένα συγκεκριµένο χρόνο χρήσης, τα λιπαντικά έλαια χάνουν τις λιπαντικές τους ιδιότητες και πρέπει να αντικατασταθούν. Τα ΑΛΕ είναι απόβλητα και µάλιστα ταξινοµούνται ως επικίνδυνα απόβλητα σύµφωνα µε το Παράρτηµα ΙΑ της Κοινοτικής Οδηγίας 91/689/ΕΟΚ. Ειδικά για τη διαχείριση των ΑΛΕ ισχύει η Κοινοτική Οδηγία 87/101/ΕΟΚ «περί διαθέσεως των χρησιµοποιηµένων ορυκτελαίων». Σύµφωνα µε αυτή, τα ΑΛΕ δεν επιτρέπεται να διατίθενται ανεξέλεγκτα στο περιβάλλον. Αυτά πρέπει να διαχωρίζονται ανάλογα µε την περιεκτικότητά τους σε PCBs και να προωθούνται ως µέθοδοι διαχείρισης η αναγέννηση ή/και η καύση τους. Στην Ελλάδα ισχύει το Π.. 82 (ΦΕΚ 64Α/2-3-2004) «µέτρα, όροι και πρόγραµµα για την εναλλακτική διαχείριση των αποβλήτων λιπαντικών ελαίων». Το Π.. 82/2004 ενσωµατώνει την Οδηγία 87/101/ΕΟΚ και παράλληλα εξειδικεύει, για τα ΑΛΕ, τις διατάξεις του νόµου 2939 (ΦΕΚ 179Α/6-8-2001), που προβλέπουν τη δηµιουργία Συστηµάτων Εναλλακτικής ιαχείρισης Αποβλήτων (ΣΕ Α) για τη διαχείριση ειδικών ρευµάτων αποβλήτων, µε τη συµµετοχή των φορέων που παράγουν ή/και εισάγουν ορυκτέλαια. Σύµφωνα µε τα στοιχεία του ΥΠΕΧΩ Ε, στην Ελλάδα καταναλώνονται κάθε χρόνο περίπου 140.000 τόνοι ορυκτελαίων. Περίπου τα µισά από αυτά χρησιµοποιούνται σε οχήµατα, το 20% χρησιµοποιείται για τις ανάγκες της βιοµηχανίας και το υπόλοιπο 30% χρησιµοποιείται για τις ανάγκες της εσωτερικής ναυσιπλοΐας. Περίπου το 50% των ορυκτελαίων καταναλώνεται στην Αττική, το 15% στη Θεσσαλονίκη και το 35% στην υπόλοιπη Ελλάδα. Η συλλέξιµη ποσότητα ΑΛΕ εκτιµάται σε περίπου 85.000 τόνους. Από αυτή την ποσότητα, το 2004 συλλέχθηκαν νόµιµα µόνο 30.000 τόνοι. Η υπόλοιπη ποσότητα είτε απορρίφθηκε ανεξέλεγκτα στο περιβάλλον είτε συλλέχθηκε και χρησιµοποιήθηκε παράνοµα ως καύσιµο. Σύµφωνα µε την υφιστάµενη νοµοθεσία πρέπει να συλλέγεται το 70% των χρησιµοποιηµένων ορυκτελαίων (60.000 τόνοι) και από αυτή την ποσότητα να αναγεννάται τουλάχιστο το 80% κατά βάρος, δηλαδή 48.000 τόνοι. Μεθοδολογία αποτίµησης κύκλου ζωής Η αποτίµηση κύκλου ζωής (ΑΚΖ) (Life Cycle Assessment LCA) αποτελεί ένα εξαιρετικό, αν και πολύπλοκο, εργαλείο περιβαλλοντικής διαχείρισης. Η προσέγγιση της ΑΚΖ αφορά την αναγνώριση και την ποσοτικοποίηση όλων των εκποµπών ρύπων, των απορρίψεων αποβλήτων και την κατανάλωση υλικών και ενέργειας που σχετίζονται µε όλα τα στάδια παραγωγής και κατανάλωσης ενός προϊόντος, από την παραγωγή των πρώτων υλών έως την τελική διάθεση του προϊόντος µετά το τέλος του κύκλου ζωής του. Η µεθοδολογία της ΑΚΖ καθορίζεται από τα διεθνή πρότυπα ISO 14040 14043 και περιλαµβάνει τέσσερα διακριτά στάδια: Ορισµό σκοπού και στόχων της ΑΚΖ: Αποτελεί το πρώτο στάδιο της ΑΚΖ, κατά το οποίο προσδιορίζονται οι στόχοι της µελέτης, τα όρια του εξεταζόµενου συστήµατος και οι απαιτήσεις σχετικά µε την ποιότητα των δεδοµένων που θα χρησιµοποιηθούν. Ποσοτική ανάλυση των δεδοµένων εισόδου και εξόδου κάθε διεργασίας: Σε αυτό το στάδιο αναλύονται οι εξεταζόµενες διεργασίες που εµπίπτουν στο εξεταζόµενο σύστηµα και αναζητούνται τα ποιοτικά και ποσοτικά χαρακτηριστικά αυτών. Ποσοτική εκτίµηση των επιπτώσεων: Σε αυτό το στάδιο γίνεται ποσοτική εκτίµηση των επιπτώσεων κάθε διεργασίας. Οι επιπτώσεις περιλαµβάνουν τις εκποµπές αέριων ρύπων, υγρών και στερεών αποβλήτων και την κατανάλωση ενέργειας και φυσικών πόρων
2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 3 3-4 Φεβρουαρίου 2006 Ερµηνεία των αποτελεσµάτων: Κατά το τελευταίο αυτό στάδιο γίνεται αξιολόγηση του µεγέθους και της σηµαντικότητας των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και, ενδεχοµένως, οµαδοποίηση των επιπτώσεων αυτών σε έναν αριθµό «περιβαλλοντικών δεικτών», οι οποίοι µπορούν να εκφράσουν µε αντικειµενικότητα και αµεροληψία τα αποτελέσµατα, ώστε αυτά να είναι σαφή και κατανοητά. Στο επόµενο Σχήµα φαίνεται διαγραµµατικά η σχέση µεταξύ των αναφερόµενων σταδίων της ΑΚΖ. Ορισµός σκοπών και στόχων Ποσοτική ανάλυση των διεργασιών Ποσοτική εκτίµηση των επιπτώσεων Ερµηνεία των αποτελεσµάτων Σχήµα 1: Στάδια της αποτίµησης κύκλου ζωής Αποτίµηση κύκλου ζωής στα ΑΛΕ Στόχος της ΑΚΖ στη συγκεκριµένη εργασία είναι η αποτίµηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων δύο εναλλακτικών µεθόδων διαχείρισης των ΑΛΕ: Αναγέννηση µε τη µέθοδο της καταλυτικής υδρογόνωσης. Η αναγέννηση των ΑΛΕ αποτελεί µια ευρέως διαδεδοµένη βιοµηχανική πρακτική. Υφίστανται αρκετές τεχνολογίες αναγέννησης, εκ των οποίων η παλαιότερη και περισσότερο διαδεδοµένη είναι η αναγέννηση µε θειικό οξύ. Η τεχνολογία της καταλυτικής υδρογόνωσης, η οποία χρησιµοποιείται στην εγκατάσταση της CYCLON Α.Ε., αποτελεί µια από τις πιο σύγχρονες και αποτελεσµατικές µεθόδους αναγέννησης και θεωρείται βέλτιστη διαθέσιµη τεχνική (BAT) κατά τους ορισµούς της Κοινοτικής Οδηγίας 96/61/ΕΚ. Τα βασικά σηµεία της τεχνολογίας περιλαµβάνουν: Αποµάκρυνση του νερού από το ΑΛΕ Πρώτη απόσταξη σε χαµηλή πίεση, κατά την οποία διαχωρίζεται ένα ελαφρύ κλάσµα το οποίο χρησιµοποιείται ως καύσιµο για να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες της εγκατάστασης και ένα βαρύ κλάσµα το οποίο οδηγείται σε δεύτερη απόσταξη εύτερη απόσταξη υπό κενό κατά την οποία διαχωρίζεται ένα ελαφρύ κλάσµα οροφής το οποίο χρησιµοποιείται ως καύσιµο, ένα πλευρικό κλάσµα το οποίο οδηγείται προς καταλυτική υδρογόνωση και ένα βαρύ κλάσµα πυθµένα το οποίο υπόκειται σε εκλεκτική εκχύλιση µε προπάνιο. Εκλεκτική εκχύλιση µε προπάνιο κατά την οποία το βαρύ κλάσµα πυθµένα της απόσταξης διαχωρίζεται περαιτέρω σε ένα κλάσµα το οποίο οδηγείται προς καταλυτική υδρογόνωση και ένα ασφαλτικό υπόλειµµα. Καταλυτική υδρογόνωση κατά την οποία πραγµατοποιείται αποµάκρυνση ετερο-ατόµων (θείο, άζωτο, χλώριο, µέταλλα, κλπ), µείωση του ακόρεστου κλάσµατος (ολεφινών και πολυκυκλικών ενώσεων) και βελτίωση του βαθµού ιξώδους (VI)
2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 4 3-4 Φεβρουαρίου 2006 Τέλος, το προϊόν της καταλυτικής υδρογόνωσης οδηγείται προς κλασµάτωση προκειµένου να παραχθούν βασικά έλαια Καύση στην τσιµεντοβιοµηχανία για την ανάκτηση ενέργειας. Το βασικό καύσιµο της ελληνικής τσιµεντοβιοµηχανίας είναι το πετρελαϊκό κωκ (PET). Συνήθως χρησιµοποιείται µαζούτ ως βοηθητικό καύσιµο και για διαβροχή του PET προκειµένου να βελτιωθούν τα χαρακτηριστικά της καύσης του. Τα ΑΛΕ είναι δυνατό να αντικαταστήσουν το µαζούτ ως βοηθητικό καύσιµο, ενώ σε ορισµένες περιπτώσεις χρησιµοποιούνται και ως κύριο καύσιµο της εγκατάστασης. Η µέθοδος είναι πολύ διαδεδοµένη σε πολλές χώρες της Ευρώπης και θεωρείται ως ένας από τους βασικούς τρόπους διαχείρισης των χρησιµοποιηµένων ορυκτελαίων. Η καύση των ΑΛΕ στην τσιµεντοβιοµηχανία αφενός επιλύει το πρόβληµα της διαχείρισης των ΑΛΕ αλλά παράλληλα επιτυγχάνεται σηµαντική οικονοµία καθώς τα ΑΛΕ είναι φθηνότερα από το µαζούτ και έχουν αντίστοιχο ενεργειακό περιεχόµενο. Τα όρια των εξεταζόµενων συστηµάτων δίνονται στα Σχήµατα 2α και 2β. Ένας τόνος ΑΛΕ Πρώτες ύλες Ένας τόνος ΑΛΕ Σύστηµα αναγέννησης - = Εναλλακτικό σύστηµα Τελικό σύστηµα X kg βασικών ελαίων X kg βασικών ελαίων Σχήµα 2α: Όρια του συστήµατος αναγέννησης Ένας τόνος ΑΛΕ Αργό πετρέλαιο Ένας τόνος ΑΛΕ Καύση - = Εναλλακτικό σύστηµα Τελικό σύστηµα Υ MJ ενέργειας Υ MJ Μαζούτ Σχήµα 2β: Όρια του συστήµατος καύσης Το εναλλακτικό σύστηµα, όσο αφορά την αναγέννηση περιλαµβάνει τις εξής διεργασίες: Εξόρυξη αργού πετρελαίου και µεταφορά του σε ελληνικό διυλιστήριο ιύλιση του αργού πετρελαίου και παραγωγή βασικών ελαίων Το εναλλακτικό σύστηµα, όσο αφορά την καύση, περιλαµβάνει τις εξής διεργασίες: Εξόρυξη αργού πετρελαίου και µεταφορά του σε ελληνικό διυλιστήριο
2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 5 3-4 Φεβρουαρίου 2006 ιύλιση του αργού πετρελαίου και παραγωγή µαζούτ Καύση του µαζούτ στην τσιµεντοβιοµηχανία Τα δεδοµένα που αφορούν τις τεχνολογίες και τεχνικές της αναγέννησης και της καύσης ελήφθησαν από ελληνικές επιχειρήσεις και µπορεί να θεωρηθεί ότι ανταποκρίνονται στην υφιστάµενη κατάσταση. Τα δεδοµένα που αφορούν τις ροές υλικών και ενέργειας παραµετροποιήθηκαν για να ανταποκρίνονται στις ελληνικές συνθήκες. Έτσι, για τους υπολογισµούς που αφορούν ενεργειακά προϊόντα χρησιµοποιήθηκαν δεδοµένα που ελήφθησαν από τη ΕΗ, τη ΕΠΑ, τα ΕΛΠΕ και τα ενεργειακά ισοζύγια της χώρας όπως αυτά δίνονται από το Υπουργείο Ανάπτυξης. Οι χρησιµοποιούµενες πληροφορίες εκτιµήθηκε ότι έχουν βαθµό αβεβαιότητας µικρότερο από 5%. Για την εκτίµηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων χρησιµοποιήθηκαν µια σειρά από στοιχεία που περιλαµβάνουν: Απευθείας µετρήσεις ρύπων Ισοζύγια µάζας και ενέργειας σε διεργασίες Συντελεστές εκποµπών που προτείνονται από τη διεθνή τεχνική βιβλιογραφία (CORINAIR, IPCC, AP-42) Οι εκποµπές από την καύση µαζούτ και ΑΛΕ δίνονται στον επόµενο Πίνακα: Πίνακας 1: Εκποµπές από την καύση µαζούτ και ΑΛΕ στην τσιµεντοβιοµηχανία Ρύπος Καύση ΑΛΕ Καύση µαζούτ Μονάδες CO2 2698,833 3078,273 Kg/tn CO 0,125 0,402 Kg/tn NOx 2,128 6,631 Kg/tn SOx 12 30 Kg/tn NMVOC 77,32 84,4 g/tn N2O 11,063 32 g/tn PM10 1,032 1,032 Kg/tn Cd 1,59 0,1 g/tn Pb 1,22 0,6 g/tn Cu 0,07 0,05 g/tn Zn 0,476 0,02 g/tn As 0,6 0,14 g/tn Ni 21,26 17 g/tn Οι εκποµπές CO2 ελήφθησαν σύµφωνα µε τις κατευθυντήριες γραµµές του IPCC. Οι εκποµπές σωµατιδίων PM10 ελήφθησαν από τις κατευθυντήριες γραµµές AP-42. Οι εκποµπές διοξειδίου του θείου υπολογίστηκαν µε βάση την περιεκτικότητα των καυσίµων σε θείο (1,5% για το µαζούτ και 0,6% για τα ΑΛΕ). Οι εκποµπές των υπόλοιπων ρύπων ελήφθησαν από τις κατευθυντήριες γραµµές του CORINAIR (2003 update) και AP-42. Οι υψηλές εκποµπές νικελίου και καδµίου για τα ΑΛΕ οφείλονται στην αυξηµένη περιεκτικότητά τους στα συγκεκριµένα µέταλλα µετά από τη χρήση τους ως λιπαντικά οχηµάτων. Επίσης, θεωρείται ότι η καθαρή θερµογόνος αξία για το µαζούτ είναι 40,19 GJ/tn και για τα ΑΛΕ 36,82 GJ/tn αντίστοιχα. Η επεξεργασία των απαερίων της καύσης επιτυγχάνεται σε πρώτη φάση µέσω της χρήσης τους για τη προθέρµανση του κλίνκερ και στη συνέχεια µε διέλευσή τους από ηλεκτροστατικό φίλτρο. Οι καταναλώσεις και οι εκποµπές ρύπων κατά την αναγέννηση των ορυκτελαίων ελήφθησαν από άµεσες µετρήσεις και από εκτιµήσεις ισοζυγίων µάζας και ενέργειας στην εγκατάσταση της CYCLON A.E. και δίνονται στον επόµενο Πίνακα. Οι υψηλές εκποµπές διοξειδίου του άνθρακα οφείλονται στην παραγωγή υδρογόνου από µεθανόλη µε χρήση ατµού. Στερεά απόβλητα δεν υφίστανται καθώς το ασφαλτικό υπόλειµµα χρησιµοποιείται ως πρόσθετο στην παραγωγή ασφάλτου ενώ οι δηλητηριασµένοι καταλύτες αναγεννώνται σε τακτά χρονικά διαστήµατα. Τα υγρά απόβλητα επεξεργάζονται σε µονάδα βιολογικού καθαρισµού.
2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 6 3-4 Φεβρουαρίου 2006 Πίνακας 2: Εκποµπές από την αναγέννηση ενός τόνου ΑΛΕ µε καταλυτική υδρογόνωση Εκποµπές στον αέρα NMVOC 1,682 kg CO 2 375,064 kg CO 49 g NOx 1,334 kg PM10 16 g SOx 1,2 kg CH 4 47 g Εκποµπές σε υδάτινους αποδέκτες COD 154 g BOD5 62 g Suspended Solids 8 g Phosphorus 4 g Nitrogen 15 g Όλοι οι υπολογισµοί έγιναν µε τη χρήση του λογισµικού SimaPro v6.0 και της τεχνικής βιβλιοθήκης EcoInvent 1.01. Οι υπολογιζόµενες επιπτώσεις κατηγοριοποιήθηκαν σε εννέα οµάδες σύµφωνα µε την µεθοδολογία EcoIndicator 95 : Εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου Εκποµπές αερίων που καταστρέφουν τη στοιβάδα του όζοντος Εκποµπές αερίων και υγρών που προκαλούν οξίνιση Εκποµπές αερίων και υγρών που προκαλούν ευτροφισµό Εκποµπές βαρέων µετάλλων στον αέρα και το νερό Εκποµπές καρκινογόνων ουσιών Εκποµπές αερίων που προκαλούν χειµερινό νέφος (αιθαλοµίχλη) Εκποµπές αερίων φωτοχηµικού νέφους Κατανάλωση µη-ανανεώσιµων ενεργειακών πόρων Συµπεράσµατα Στον Πίνακα 3 δίνονται τα αποτελέσµατα της εκτιµώµενης περιβαλλοντικής επίδοσης της αναγέννησης (σε σχέση µε την παραγωγή παρθένων βασικών ελαίων) και της καύσης (σε σχέση µε την καύση µαζούτ). Το αρνητικό πρόσηµο δηλώνει βελτίωση της περιβαλλοντικής επίδοσης. Τα αποτελέσµατα για κάθε κατηγορία επιπτώσεων έχουν αναχθεί σε ισοδύναµες ποσότητες µιας ουσίας βάσει διεθνών συµβάσεων. Πίνακας 3: Περιβαλλοντικές επιδόσεις της αναγέννησης και της καύσης των ΑΛΕ σε σχέση µε την παραγωγή παρθένων ελαίων και καύσης µαζούτ αντίστοιχα. Κατηγορία επιπτώσεων Αναγέννηση Καύση Μονάδες Εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου -243.6-441.0 tco 2 eq. Εκποµπές αερίων που καταστρέφουν τη στοιβάδα του όζοντος -0.00074-0.00064 kg CFC11 eq. Εκποµπές που προκαλούν οξίνιση -5,31-23,77 kg SO 2 eq. Εκποµπές που προκαλούν ευτροφισµό -0,5663-1,1299 kg PO 4 eq. Εκποµπές βαρέων µετάλλων -7,17 72,58 g. Pb eq. Εκποµπές καρκινογόνων -0,0120 0,0381 g. B(a)P eq. Εκποµπές που προκαλούν αιθαλοµίχλη -5,28-20,35 kg SPM eq. Εκποµπές αερίων φωτοχηµικού νέφους -2,776-0,453 kg C 2 H 4 eq. Κατανάλωση µη-ανανεώσιµων πόρων -53.057,5-44.212,7 MJ
2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 7 3-4 Φεβρουαρίου 2006 Από τις κατηγορίες επιπτώσεων που εξετάστηκαν, οι εκποµπές αερίων που καταστρέφουν τη στοιβάδα του όζοντος και οι εκποµπές που προκαλούν ευτροφισµό δεν επηρεάζονται από την επιλογή µεθόδου διαχείρισης των ΑΛΕ, εποµένως, οι δύο αυτές κατηγορίες επιπτώσεων δεν εξετάζονται περαιτέρω. Οι εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου, εκφραζόµενες ως ισοδύναµοι τόνοι διοξειδίου του άνθρακα, οφείλονται κυρίως σε εκποµπές διοξειδίου του άνθρακα και µεθανίου, οι οποίες µειώνονται και στις δύο περιπτώσεις λόγω της αποφυγής εξόρυξης, επεξεργασίας µεταφοράς και διύλισης σηµαντικής ποσότητας αργού πετρελαίου. Η καύση των ΑΛΕ φαίνεται να αποφέρει σηµαντικότερα περιβαλλοντικά πλεονεκτήµατα, κυρίως λόγω της ενσωµάτωσης της µονάδας παραγωγής υδρογόνου από µεθανόλη στη διεργασία της αναγέννησης. Οι εκποµπές αερίων που προκαλούν οξίνιση, εκφραζόµενες ως ισοδύναµα κιλά διοξειδίου του θείου, οφείλονται κυρίως στις εκποµπές διοξειδίου του θείου και δευτερευόντως στις εκποµπές οξειδίων του αζώτου. Η αντικατάσταση του µαζούτ από ΑΛΕ φαίνεται να πλεονεκτεί έναντι της αναγέννησης σε αυτή την κατηγορία επιπτώσεων καθώς το µαζούτ έχει σηµαντικά υψηλότερη περιεκτικότητα σε θείο σε σχέση µε τα ΑΛΕ. Οι εκποµπές βαρέων µετάλλων, εκφραζόµενες ως ισοδύναµα γραµµάρια µολύβδου, µειώνονται λίγο µε την εφαρµογή της αναγέννησης λόγω των διαδικασιών διύλισης αργού πετρελαίου και παραγωγής βασικών ελαίων που αποφεύγονται. Ωστόσο, οι εκποµπές βαρέων µετάλλων κατά την αντικατάσταση του µαζούτ από ΑΛΕ αυξάνονται σηµαντικά, κυρίως λόγω των εκποµπών καδµίου (Cd). Η αύξηση αυτή οφείλεται στα βαρέα µέταλλα που υπεισέρχονται στα λιπαντικά έλαια κατά τη χρήση τους. Οι εκποµπές αυτές µπορεί να είναι σηµαντικές σε µια γεωγραφική περιοχή κοντά στην εγκατάσταση της τσιµεντοβιοµηχανίας και να δρουν συνεργιστικά µε τις υπόλοιπες εκποµπές βαρέων µετάλλων που παρατηρούνται στις τσιµεντοβιοµηχανίες λόγω της περιεκτικότητας της πρώτης ύλης σε µέταλλα. Πρέπει βέβαια να σηµειωθεί ότι οι εκποµπές βαρέων µετάλλων υπολογίστηκαν θεωρητικά µε βάση τόσο την περιεκτικότητα των ΑΛΕ σε µέταλλα και συντελεστές εκποµπών που δίνονται βιβλιογραφικά. Είναι πιθανό, ένα ποσοστό των εκποµπών βαρέων µετάλλων να συγκρατώνται λόγω της χρήσης των απαερίων καύσης για θέρµανση του κλίνκερ. Ωστόσο, δεν βρέθηκαν δεδοµένα µετρήσεων που να συνηγορούν υπέρ ή κατά αυτής της πιθανότητας. Οι εκποµπές καρκινογόνων ουσιών, εκφραζόµενες ως ισοδύναµα γραµµάρια βένζο-α-πυρενίου µειώνονται ελάχιστα µε την εφαρµογή της αναγέννησης λόγω των διαδικασιών διύλισης αργού πετρελαίου και παραγωγής βασικών ελαίων που αποφεύγονται. Ωστόσο, αυξάνονται λίγο κατά την αντικατάσταση του µαζούτ από ΑΛΕ αυξάνονται σηµαντικά, κυρίως λόγω των εκποµπών αρσενικού και νικελίου. Σηµειώνεται ότι και τα δύο αυτά µέταλλα δεν περιλαµβάνονται στην κατηγορία επιπτώσεων που αφορά τα βαρέα µέταλλα επειδή, η ιδιότητα τους να είναι καρκινογόνα υπερισχύει. Το αρσενικό και, κυρίως, το νικέλιο υπεισέρχονται στα λιπαντικά έλαια κατά τη χρήση τους σε µηχανές εσωτερικής καύσης. Οι εκποµπές αερίων που προκαλούν αιθαλοµίχλη, εκφραζόµενες ως ισοδύναµα κιλά σωµατιδίων (Solid Particle Matter) µειώνονται και στις δύο περιπτώσεις διαχείρισης. Η µείωση είναι µεγαλύτερη για την επιλογή της καύσης λόγω των µειωµένων εκποµπών θείου και οξειδίων του θείου (εκτός SO 2 ). Η µείωση οφείλεται κυρίως στη µικρότερη περιεκτικότητα των ΑΛΕ σε θείο σε σχέση µε το µαζούτ. Οι εκποµπές των σωµατιδίων (PM 10 και PM 2,5 ) συνεισφέρουν πολύ λίγο στη συνολική µείωση (0,2 0,25 kg/t ΑΛΕ). Οι εκποµπές αερίων που προκαλούν φωτοχηµική ρύπανση, εκφραζόµενες ως ισοδύναµα ικλά αιθυλενίου, µειώνονται λίγο και στις δύο περιπτώσεις διαχείρισης. Η µείωση οφείλεται κυρίως στη µείωση µη µεθανικών οργανικών πτητικών ουσιών (NMVOC) λόγω των διαδικασιών διύλισης αργού πετρελαίου που αποφεύγονται (για την παραγωγή βασικών ελαίων ή για την παραγωγή µαζούτ). Τέλος, η κατανάλωση ορυκτών καυσίµων, εκφραζόµενη ως ενεργειακό περιεχόµενο, µειώνεται και στις δύο περιπτώσεις διαχείρισης. Η µείωση αναφέρεται κατά κύριο λόγο στην κατανάλωση
2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 8 3-4 Φεβρουαρίου 2006 αργού πετρελαίου αλλά, στην περίπτωση της αναγέννησης, µείωση παρατηρείται και στην κατανάλωση λιγνίτη (ο οποίος είναι το κύριο καύσιµο του ελληνικού διασυνδεµένου συστήµατος παραγωγής ενέργειας). Η εφαρµογή της AΚΖ έδειξε ότι η αναγέννηση των ΑΛΕ προσφέρει σηµαντικά περιβαλλοντικά οφέλη σε σχέση µε την παραγωγή παρθένων ορυκτελαίων. Συγκεκριµένα, εκτιµάται ότι η αναγέννηση των ΑΛΕ µειώνει σηµαντικά τόσο τις εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου όσο και την κατανάλωση µη-ανανεώσιµων ενεργειακών πόρων. Επίσης, η αναγέννηση συµβάλλει στη µείωση των εκποµπών βαρέων µετάλλων και καρκινογόνων ουσιών. Η υποκατάσταση του µαζούτ από ΑΛΕ στην τσιµεντοβιοµηχανία, ως βοηθητικό καύσιµο εκτιµάται ότι µειώνει σηµαντικά τις εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου και την κατανάλωση µηανανεώσιµων ενεργειακών πόρων, κυρίως αργού πετρελαίου. Ωστόσο, η καύση έχει ως αποτέλεσµα την εκποµπή σηµαντικών ποσοτήτων βαρέων µετάλλων και καρκινογόνων ουσιών, ιδιαίτερα καδµίου, αρσενικού και νικελίου. Η αύξηση αυτή οφείλεται στην αυξηµένη περιεκτικότητα των ΑΛΕ στα συγκεκριµένα µέταλλα, η οποία προκύπτει κατά τη χρήση τους. Οι εκποµπές αυτές µπορεί να είναι σηµαντικές για την υγεία του πληθυσµού στην περιοχή κοντά στην εγκατάσταση της καύσης. Τα συµπεράσµατα της εργασίας συγκρίθηκαν µε αντίστοιχες εργασίες που έχουν πραγµατοποιηθεί σε άλλες χώρες της Ευρώπης. και βρέθηκε ότι εµφανίζονται οι ίδιες τάσεις. Στον επόµενο Πίνακα γίνεται σύγκριση των αποτελεσµάτων που ελήφθησαν στην παρούσα µελέτη και σε τρεις ακόµη αντίστοιχες µελέτες που έχουν υλοποιηθεί πρόσφατα (Taylor Nelson, 2001). Πίνακας 4: Σύγκριση των αποτελεσµάτων της µελέτης µε αντίστοιχες διεθνείς Αναγέννηση Καύση tn CO2 Ενέργεια (MJ) tn CO2 Ενέργεια (MJ) Αντικαθιστώµενο καύσιµο Παρούσα µελέτη -244-53.057-441 -44.212 Μαζούτ 1,5%S 60% πετρελαϊκό κωκ Γαλλική Υπηρεσία 29% Πετρέλαιο -200-40.000-1.200-55.000 Περιβάλλοντος, 2000 σχιστόλιθων 11% γαιάνθρακας Γερµανικό Υπουργείο Περιβάλλοντος, 2000 Νορβηγική Υπηρεσία Περιβάλλοντος, 1995-200 -40.000-1.200-40.000 - -42.460 - -47.080 52% γαιάνθρακας 40% λιγνίτης 8% πετρελαïκό κωκ Μαζούτ & ηλεκτρισµός Η µεγαλύτερη µείωση στις εκποµπές αερίων του θερµοκηπίου που προκύπτει από τις µελέτες σε Γαλλία και Γερµανία οφείλεται το µίγµα καυσίµου που θεωρείται ότι αντικαθίσταται. Οι τεχνολογίες αναγέννησης που θεωρήθηκαν στη Γαλλία και τη Γερµανία περιλαµβάνουν απόσταξη σε κενό και καταλυτική υδρογόνωση, ωστόσο δεν περιλαµβάνουν εκχύλιση του υπολείµµατος µε προπάνιο, εποµένως αναφέρονται σε µικρότερο συνολικό βαθµό απόδοσης της αναγέννησης. Ευχαριστίες Οι συγγραφείς θέλουν να ευχαριστήσουν της εταιρία CYCLON Α.Ε. και ιδιαίτερα τους κυρίους Ν. Ρεµπάκο ιευθυντή της εγκατάστασης και Χ. Καραβασίλη, Προϊστάµενο Τεχνικού για τη συνεργασία τους µε την οµάδα των µελετητών της ΕΠΕΜ και για την ευγενή χορήγηση των στοιχείων που αφορούν τη λειτουργία του διυλιστηρίου της CYCLON στην Αττική.
2ο Συνέδριο ΕΕΔΣΑ 9 3-4 Φεβρουαρίου 2006 Αναφορές Critical Review of Existing Studies and Life Cycle Analysis on the Regeneration and Incineration of Waste Oils, Taylor Nelson Sofres Consulting, December 2001 LCA For production of Re-Refined Base Oil, Helena Winberg, Stockholm 2002 ISO (1997). Environmental Management-Life Cycle Assessment-Principles and Framework-International Standard ISO 14040 ISO (1998). Environmental Management-Life Cycle Assessment-Goal and Scope Definition and Inventory Analysis. International Standard ISO 14041, International Organisation for Standardisation ISO (1999). Environmental Management-Life Cycle Assessment-Life Cycle Impact Assessment. International Standard ISO 14042, International Organisation for Standardisation ISO (2000). Environmental Management-Life Cycle Assessment-Life Cycle Interpretation. ISO 14043:2000 Frischknecht R., Jungbluth N., et.al. (2003). Implementation of Life Cycle Impact Assessment Methods. Final report Ecoinvent 2000, Swiss Centre for LCI. Duebendorf, CH Eco-indicator 95 Handbook, Final Report, Pre Consultants and DUIJF Consultancy BV SimaPro 6 Database Manual, Methods library, Pre Consultants Mark Goedkoop, Michiel Oele and Suzanne Effting, June 2004 SimaPro 6- Introduction to LCA with SimaPro, Pre Consultants Mark Goedkoop and Michiel Oele, September 2004 Overview and Methodology, Ecoinvent report No. 1, Rolf Frischknecht and Niels Jungbluth, Dubendorf, December 2003 ECOINVENT Data v1.01, Life Cycle Inventories of Chemicals, December 2003 Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on Best Available Techniques in the Cement and Lime Manufacturing Industries, European Commission, December 2001 Integrated Pollution Prevention and Control, Draft Reference Document on Best Available Techniques for the Waste treatment Industries, European Commission, Final Draft May 2005 Integrated Pollution Prevention and Control, Reference Document on Best Available Techniques for Mineral Oil and Gas Refineries, European Commission, February 2003 EMEP/EEA, Atmospheric Emission Inventory Guidebook (CORINAIR), 3 rd edition (September 2003 update) IPCC, Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, UNFCCC, 1996 USEPA, AP-42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Vol. I: Stationary Point and Area Sources, 5 th edition, 1995