Förbränning av rena biobränslen betraktas med all rätt som bra miljöval men det är inte helt oproblematiskt. De trädrester vi använder för energiproduktion innehåller ämnen som vi normalt inte vill ha ut i luft eller vatten. Denna artikel fokuserar på utsläpp av metaller i det vattenöverskott som uppkommer vid rökgaskondensering, ett problem som alltmer uppmärksammas men fortfarande är relativt lite studerat.
Mindre och medelstora anläggningar som förbränner rena biobränslen har relativt sett haft generösa begränsningsvärden vad avser stoftemissioner till luft, inte sällan i nivån 100-250 mg/m3n tg vid sex procent O2. Ofta har dessa anläggningar vid nybyggnation eller i efterhand försetts med rökgaskondensering för att utvinna energi ur rökgaserna. På senare tid har en rad fall uppmärksammats där utgående kondensat från rökgaskondenseringen överskridit Svenskt Vattens riktlinjer för avloppsvatten från industrier vad avser kadmium och zink men även fall där arsenik och krom överskrids.
De metaller och tungmetaller som uppmärksammats finns naturligt i vår skogsmark och därmed i även träden. Vid förbränning av biobränslen kommer metallerna i fråga med bränslet in i pannorna och då många av metallerna har låg förgasningstemperatur följer de med rökgasen från pannan.
Merparten av metallerna är normalt bundna till partiklar vilket gör att de vid god stoftrening binds till den avskilda askan. Vid sämre stoftrening hamnar partiklar i rökgaskondenseringen och därmed ökar halten metaller i vatten, beroende på pH varierar förhållandet mellan partikelbundna och lösta metaller.
Marklund Solutions har under senare tid påbörjat en studie för att ge svar på följande frågor:
- Påverkar typ av stoftrening halterna av metaller i rökgaskondensat?
- Vilka metaller är vanligast förekommande?
- Vilka är de normala nivåerna, vad är lågt respektive högt?
- Finns regionala skillnader?
- Finns skillnader mellan typ av rökgaskondensor/vattenrening?
En förutsättning i studien är att endast anläggningar som förbränner rena skogsbränslen ingår. Fram tills nu har drygt 20 anläggningar delgett oss analyser, totalt cirka 100 stycken. Några saker har redan nu utkristalliserats:
- Uppfattningen av vad som är låga eller höga värden varierar kraftigt. Det finns inga nationella riktlinjer för begräsningsvärden på kondensat från rökgaskondensering, istället använder de flesta ovan nämnda riktlinjer från Svenskt Vatten.
- Antalet analyser som görs är lågt. De flesta mindre och medelstora anläggningar analyserar endast andelen suspenderande ämnen, de som analyserar metaller gör det oftast en gång per år eller i enstaka fall, mer frekvent. Den låga frekvensen på prov gör att variationen inom en och samma anläggning är stor, inte sällan en faktor 10, ibland en faktor 100 och i enstaka fall betydligt högre än så.
- Skillnaden i halter mellan de som har el- eller slangfilter före rökgaskondensering och de som har multicyklon före är stor. De med el- eller slangfilter har dessutom väsentligt mindre spridning mellan analysresultaten.
Som framgår av Figur 1 är skillnaderna stora mellan anläggningar som använder el- eller slangfilter som stoftrening före rökgaskondensorn jämfört med de som använder multicyklon. För kadmium är skillnaden 28 gånger högre, för arsenik nära 10 gånger högre och för zink nära 40 gånger högre värden. För zink är riktlinjen från Svenskt Vatten 200 µg/l, kadmium samt arsenik bör inte förekomma men en viss bakgrundshalt medges.
Ett alternativ till bättre stoftrening är att rena kondensatet från metaller. Vår studie indikerar hittills att investeringen blir lägre jämfört med stoftrening men att drift-, underhåll- och kontrollkostnaden blir väsentligt högre för vattenrening jämfört med stoftrening.
Slutsatserna från vår studie så här långt är att:
- Halter av kadmium, arsenik och zink är höga på anläggningar med enbart multicyklon före rökgaskondensering.
- Anläggningar behöver god stoftrening före rökgaskondensorn. Med de höga halter av metaller som uppmätts kommer både investerings- och driftkostnad för vattenrening bli stor och i de absolut flesta fall är därför bättre stoftrening att föredra.
- Inom en och samma anläggning varierar halterna kraftigt och för att erhålla en bättre bild av halterna bör provtagningsintervallen intensifieras om högre halter detekteras. För det sistnämnda finns redan nu instrument för att direkt på anläggningen kunna analysera kadmium och arsenik i utgående kondensat, instrument som sänker dagens analyskostnad kraftigt.
Vår studie har bara börjat, med hjälp av fler analyser så är målet att även regionala skillnader, skillnader mellan olika typer av vattenrening, skillnader mellan olika biobränslen med mera kan identifieras.
