1 22.2.2017 RIIKINVOIMA OY EKOVOIMALAITOS Ympäristöluvan mukainen vuosiraportti 2016
2 22.2.2017 Sisällysluettelo 1. Yleistä... 3 2. Tuotanto... 3 3. Tuotanto ja käyntitiedot... 4 4. Vastaanotetun ja käytetyn jätepolttoaineen laatu- ja määrätiedot... 5 5. Toiminnassa syntyneet jätteet ja niiden käsittely... 6 6. Yhteenveto jatkuvatoimisista savukaasumittauksista ja mittalaitteiden toimintaajoista... 7 7. Savukaasupäästöjen vertailu lupamääräyksiin... 8 7.1 Vuorokausikeskiarvot... 8 7.2 Puolen tunnin keskiarvot... 9 7.3 Raskasmetallit sekä dioksiinit ja furaanit... 9 8. Laskennalliset vuosipäästöt ja niiden laskentaperusteet... 9 8.1 Päästöt ilmaan... 9 8.1.1 Savukaasujen epäpuhtauksien päästöjen laskentaperusteet...10 8.1.2 Raskasmetallien sekä dioksiinien ja furaanien päästöjen laskentaperusteet.10 8.2 Päästöt veteen...10 9. Yhteenveto kertaluontoisista mittauksista ja selvityksistä...11
3 22.2.2017 1. Yleistä Riikinvoima Oy:n Ekovoimalaitoksen käyttöönottovalmistelut aloitettiin keväällä 2016. Ensimmäinen jätekuorma Ekovoimalaitokselle otettiin vastaan 27.6.2016 ja ensimmäinen lyhyt koepoltto jätteellä suoritettiin 15.7.2016. Ekovoimalaitoksen testipolttoja jatkettiin laajamittaisemmin elokuussa 2016. Ekovoimalaitos tuotti ensimmäisen kerran sähköä valtakunnalliseen sähköverkkoon 12.8.2016. Kaukolämmön toimitukset Ekovoimalaitokselta Varkauteen aloitettiin 18.8.2016. Syksyn 2016 aikana laitoksen toimintaa testattiin hankkeen käyttöönottosuunnitelman mukaisesti. Laitoksen viimeinen käyttöönottovaihe, luotettavuuskoeajo, aloitettiin 6.12.2016. Ekovoimalaitoksen käyttöönottovaihe kuuluu kokonaislaitostoimitukseen, josta vastaa Andritz Oy. Tämän raportin tarkoituksena on summata vuoden 2016 ajalta laitoksen tuotanto- ja käyntitiedot, käytettyjen jätepolttoaineiden määrät, polton yhteydessä aiheutuneet päästöt ilmaan ja vesistöön sekä kulutustiedot laitosalueella käytetyistä kemikaaleista. Raportissa vertaillaan aiheutuneita päästöjä lupamääräyksiin ja raportoidaan kertaluonteisten mittausten tuloksista. Vuosiraportti on laadittu Riikinvoima Oy:n ympäristöluvan (Dnro ISAVI/17/04.08/2013) määräyksen 58 mukaisesti. 2. Tuotanto Riikinvoima Oy:n Ekovoimalaitos sijaitsee Leppävirralla, Riikinnevan jätekeskuksen yhteydessä. Ekovoimalaitoksen polttotekniikaksi on valittu kiertopetitekniikka ja laitoksen polttoaineteho on 54,2 MW. Ekovoimalaitos hyödyntää Itä-Suomen alueelta kerättyä syntypaikkalajiteltua yhdyskuntajätettä energiaksi, kaukolämmöksi ja sähköksi. Ekovoimalaitoksen ympäristöluvan mukainen käsittelykapasiteetti on 170 000 tonnia yhdyskuntajätettä vuodessa. Ekovoimalaitoksen tuotantoprosessi on yksinkertaistettuna esitetty kuvassa 1.
4 22.2.2017 Kuva 1. Ekovoimalaitoksen toimintaperiaate 3. Tuotanto ja käyntitiedot Riikinvoiman Ekovoimalaitoksen tuotanto ja käyntitiedot käyttöönoton ajalta on koottu taulukkoon 1. Taulukko 1. Ekovoimalaitoksen tuotanto ja käyntitiedot Käyntiaika [h/kk] Kaukolämmön tuotanto Varkauteen [MWh/kk] Sähkön tuotanto [MWh/kk] Elokuu 432 2 459 382 Syyskuu 504 5 853 3 436 Lokakuu 384 9 628 2 102 Marraskuu 672 19 755 5 651 Joulukuu 744 23 672 8 303 YHTEENSÄ 2016 2 736 61 367 19 874 Taulukossa 2 on esitetty Ekovoimalaitoksen savukaasun puhdistinlaitteiden käyntitiedot prosentteina laitoksen käyntiajasta. Ei-katalyyttisen typenpoiston (SNCR) osalta käyttöönotto tapahtui syyskuun alussa. Sähkösuodattimen toiminnassa oli häiriö syyskuussa
5 22.2.2017 holvaantuneen tuhkanpoistosuppilon vuoksi. Häiriöllä ei ollut vaikutuksia laitoksen päästöihin, sillä häiriön aikana hiukkaset erotettiin savukaasuista tekstiilipussisuodattimen avulla. Taulukko 2. Savukaasun puhdistinlaitteiden käyntitiedot SNCR [%] Sähkösuodin [%] Puolikuivakäsittely Turbosorp [%] Elokuu 0 100 100 Syyskuu 90 70 100 Lokakuu 100 100 100 Marraskuu 100 100 100 Joulukuu 100 100 100 4. Vastaanotetun ja käytetyn jätepolttoaineen laatu- ja määrätiedot Taulukossa 3 on esitetty Riikinvoima Oy:n Ekovoimalaitokselle vastaanottobunkkeriin vastaanotetun sekä energiana hyödynnetyn jätepolttoaineen määrätiedot kalenterikuukausittain. Taulukko 3. Ekovoimalaitokselle vastaanotetun ja hyödynnetyn jätepolttoaineen määrätiedot Vastaanotetun jätepolttoaineen määrä [t/kk] Hyödynnetyn energiapolttoaineen määrä [t/kk] EWC 20 03 01 EWC 19 12 10 Luokka 32315 Kesäkuu 296 412 0 Heinäkuu 1 867 70 0 Elokuu 4 336 0 5 091 Syyskuu 8 699 1 550 6 797 Lokakuu 5 669 0 5 506 Marraskuu 11 421 0 10 727 Joulukuu 12 369 2 429 13 466 YHTEENSÄ 2016 44 657 4 461 41 587 Riikinvoima Oy tarkkailee vastaanotettavan jätepolttoaineen laatua pistokoeluontoisten lajitteluanalyysien sekä säännöllisten kosteusanalyysien avulla. Vuonna 2016 pistokoeluontoisia jätteen lajitteluanalyysejä toteutettiin yhteensä 41 kappaletta. Kaikkien lajittelutulosten keskiarvot vuodelta 2016 on esitetty taulukossa 4.
6 22.2.2017 Taulukko 4. Vastaanotettavan jätepolttoaineen lajittelututkimisten keskiarvo 2016 Jätejakeet Mittaustulosten keskiarvo Biojäte 19,57 % Lasi ja keramiikka 2,35 % Metalli 4,50 % Isot kappaleet 0,21 % Maa-ainesjäte 2,07 % Energiajäte 41,87 % Ei-hyödynnettävä muovi 2,66 % Puujäte 1,69 % Jätepaperi, -kartonki ja -pahvi 13,61 % Määrittelemätön lajittelujäte 0,44 % SER 0,14 % Tekstiilit, vaipat 10,89 % Vastaanotettavan jätepolttoaineen keski-arvokosteus vuonna 2016 oli 38,2 % 5. Toiminnassa syntyneet jätteet ja niiden käsittely Riikinvoima Oy:n Ekovoimalaitoksessa jätteenkäsittelyn yhteydessä yhdyskuntajätteestä erotetaan metalleja sähkömagneetilla sekä pyörrevirtaerottimella. Erottelun tuloksena laitoksella syntyy magneettisia metalleja sekä ei-magneettisia metalleja. Vuonna 2016 yhdyskuntajätteestä erotetut metallimäärät ovat esitetty taulukossa 5. Metallit on ohjattu uudelleen kierrätykseen. Polttoprosessin seurauksena Ekovoimalaitoksella syntyy neljää eri tuhkalaatua. Tuhkalaadut käsitellään ja varastoidaan toisistaan erillään. Karkeasta pohjatuhkasta erotetaan magneettisia metalleja ennen tuhkan varastointia. Tuhkat varastoidaan laitosalueella suljetuissa siiloissa, joista tuhkat toimitetaan jatkokäsittelyyn. Ekovoimalaitoksella syntyneet tuhkamäärät vuonna 2016 on esitetty taulukossa 5. Taulukko 5. Toiminnassa syntyneet jätteet ja niiden käsittely EWC koodi Nimitys Määrä [t/a] Käsittelijä 19 10 01 Jätteestä erotettu rautametalli 975 Kajaanin Romu Oy 19 10 02 Jätteestä erotettu eimagneettinen metalli 241 Kajaanin Romu Oy 19 01 12 Karkea pohjatuhka 1 437 Keski-Savon Jätehuolto llky 19 01 11 Hieno pohjatuhka 2 382 Keski-Savon Jätehuolto llky 19 01 15 Kattilatuhka 1 298 Keski-Savon Jätehuolto llky 19 01 07 APC tuhka 1 585 Keski-Savon Jätehuolto llky Riikinvoima Oy käynnisti vuoden 2016 lopussa kilpailutuksen Ekovoimalaitoksella synty-
7 22.2.2017 vien tuhkien käsittelystä. Kilpailutusta varten tuhkien ominaisuuksia tutkittiin näytteenottokampanjalla syyskuun ja lokakuun 2016 aikana. Raportti tuhkien laaduista sekä kaatopaikkakelpoisuudesta on esitetty tämän raportin liitteenä 1. 6. Yhteenveto jatkuvatoimisista savukaasumittauksista ja mittalaitteiden toiminta-ajoista Ympäristöluvan ISAVI/17/04.08/2013 määräyksen 18 mukaan jätteenpolttolaitoksella jatkuvatoimisesti mitattavia savukaasujen epäpuhtauksia ovat hiukkaset, orgaanisen hiilen määrä (TOC), suolahappo (HCl), fluorivety (HF), rikkidioksidi (SO2), typenoksidit NO2:na sekä hiilimonoksidi (CO). Taulukossa 6 on lueteltu laitoksella jatkuvatoimisesti mitattavat komponentit, mittalaitteen toimintaperiaate, mittausalue sekä mittayksikkö. Taulukko 6. Jatkuvatoimiset savukaasumittausjärjestelmät Mitattava komponentti Mittalaiteen periaate Mittausalue Yksikkö 1) Rikkidioksidi SO2 FTIR 0-500 mg/nm 3 NO FTIR 0-1000 mg/nm 3 NO2 FTIR 0-100 mg/nm 3 Typenoksidit NOx 2) FTIR 0-1500 mg/nm 3 Hiukkaspitoisuus laser valonsironta 0-100 mg/nm 3 (kostea) Hiilimonoksidi, CO FTIR 0-1500 mg/nm 3 Suolahappo HCl FTIR 0-150 mg/nm 3 Fluorivety HF FTIR 0-10 mg/nm 3 Orgaaniset aineet TOC 3) (C:nä) FTIR 0-50 mg/nm 3 NH3 FTIR 0-50 mg/nm 3 CO2 FTIR 0-25 % (tilavuus) Vesi H2O FTIR 0-40 % (tilavuus) Happi O2 ZrO2-kenno 0-21 % (tilavuus) Virtaus Ultraäänen kulkuaika 0-40 m/s Paine Absoluuttinen paine 800-1200 hpa Lämpötila lt-anturi Pt-100 0-300 C 1) Kaasukomponentit kuivassa savukaasussa ja todellisessa happipitoisuudessa 2) Sisältää typpimonoksidin NO ja typpidioksidin NO2. NOx lasketaan kaavalla NO*1,53+NO2 3) Sisältää metaanin CH4 Jatkuvatoimisten savukaasupäästöjen mittalaitteiden yhteenlaskettu häiriöaika marraskuun ja joulukuun 2016 aikana on ollut yhteensä 214 minuuttia.
8 22.2.2017 7. Savukaasupäästöjen vertailu lupamääräyksiin Riikinvoiman Ekovoimalaitoksen käyttöönoton aikana laitoksen järjestelmiä testataan yksittäin sekä isompina kokonaisuuksina. Kappaleessa 6 mainitut savukaasun mittalaitteet testattiin ja kalibroitiin valmistajan toimesta ennen toimitusta laitokselle. Mittalaitteet olivat toiminnassa normaalisti ensimmäisistä jätetulista lähtien ja laitoksen päästöjä seurattiin käyttöönottohenkilökunnan toimesta jatkuvasti. Mittalaitteiden tietojen siirrossa ja käsittelyssä havaittiin kuitenkin yhteensopivuusongelmia ja näin ollen koeajojen ensimmäisten kuukausien aikana häiriötietoja sekä laskennallisia päästötietoja ei pystytty luotettavasti raportoimaan. Tiedonsiirto, raportointi ja laskennat saatiin luotettavasti toimimaan lokakuun 2016 aikana. Näin ollen kappaleessa 7 raportoidaan Ekovoimalaitoksen savukaasupäästöt marraskuun ja joulukuun tietojen osalta. Vuoden 2016 päästöjen vertailu ympäristöluvan ISAVI/17/04.08/2013 määräyksiin. Määräyksen 11 mukaan savukaasujen epäpuhtauksien haitta-ainepitoisuudet ilmaan kuivissa savukaasuissa redusoituina 11 %:n happipitoisuuteen saavat olla enintään seuraavat (taulukko 7): Taulukko 7. Savukaasujen haitta-ainepitoisuuksien raja-arvot Päästökomponentti Vuorokausikeskiarvo [mg/nm 3 ] Rikkidioksidi (SO2) 50 200 Typenoksidit (NO2:ksi laskettuna) 200 400 Hiukkaset 10 30 Suolahappo (HCl) 10 60 Fluorivety (HF) 1 4 10 20 Orgaaniset aineet orgaanisen hiilen kokonaismääränä (TOC) Lisäksi hiilimonoksidipitoisuuden raja-arvo on 100 mg/nm 3 tuntikeskiarvona. 7.1 Vuorokausikeskiarvot 30 min keskiarvo [mg/nm 3 ] Taulukkoon 8 on listattu marraskuun ja joulukuun 2016 aikana tapahtuneet vuorokausikeskiarvojen ylitykset. Taulukko 8. Vuorokausikeskiarvojen ylitykset vuonna 2016 SO 2 NO x Hiukkaset HCl HF TOC CO [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] Marraskuu 3 6 3 6 6 3 5 Joulukuu 0 0 0 0 0 1 0 Yhteensä 3 6 3 6 6 4 5 Marraskuussa raportoidut vuorokausipäästöjen ylitykset johtuvat pääosin virheellisestä raportointijärjestelmän kattilan käyntitietotulkinnasta. Raportoidut päästöylitykset aiheutuivat 15.11 17.11.2016 välisenä aikana, jolloin kattilalaitoksella oli huolto- ja tarkastusseisokki.
9 22.2.2017 7.2 Puolen tunnin keskiarvot Taulukkoon 9 on listattu marraskuun ja joulukuun 2016 aikana tapahtuneet puolen tunnin keskiarvojen ylitykset. Taulukko 9. Puolen tunnin keskiarvojen ylitykset vuonna 2016 SO 2 NO x Hiukkaset HCl HF TOC CO [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] [kpl/kk] Marraskuu 40 132 28 133 128 41 112 Joulukuu 1 1 1 1 1 7 2 Yhteensä 41 133 29 134 129 48 114 Marraskuussa raportoidut puolen tunnin päästökeskiarvojen ylitykset johtuvat pääosin virheellisestä raportointijärjestelmän kattilan käyntitietotulkinnasta. Raportoidut päästöylitykset aiheutuivat 15.11 17.11.2016 välisenä aikana, jolloin kattilalaitoksella oli huolto- ja tarkastusseisokki. 7.3 Raskasmetallit sekä dioksiinit ja furaanit Ekovoimalaitoksen savukaasujen raskasmetallipitoisuuksia sekä dioksiini- ja furaanipitoisuuksia seurataan ympäristöluvan mukaisesti kertamittausten avulla. Pöyry Finland Oy toteutti raskasmetallien sekä dioksiinien ja furaanien kertamittauksen ensimmäisen kerran 29.11.2016. Mittausten tulos ja vertailu ympäristöluvan mukaisiin raja-arvoihin on esitetty taulukossa 10. Taulukko 10. Raskasmetallien sekä dioksiinien ja furaanien päästömittausten tulokset Haitta-aine Luparaja 29.11 mittaustulos Cd+Tl 0,05 mg/nm 3 0,000005 mg/nm 3 Hg 0,05mg/Nm 3 0,0001 mg/nm 3 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V 0,5 mg/nm 3 0,002 mg/nm 3 Dioksiinit ja furaanit 0,1 ng/nm 3 TCDD ekv 0,004 ng/nm 3 TCDD ekv Taulukosta 10 nähdään, että haitta-aineiden pitoisuudet alittivat raja-arvot selvästi. 8. Laskennalliset vuosipäästöt ja niiden laskentaperusteet 8.1 Päästöt ilmaan Riikinvoiman Ekovoimalaitoksen ilmanpäästöjen kokonaismäärät ajanjaksolla 1.11. - 31.12.2016 on esitetty taulukoissa 11 ja 12. Taulukossa 11 on esitetty jatkuvatoimisten mittauksien perusteella lasketut jätteenpolttolaitoksen päästöt (kg) päästökomponenteittain. Vuosipäästöä on taulukossa verrattu Euroopan päästörekisterin E-PRTR (European Pollutant Release and Transfer Register) mukaisiin kynnysarvoihin.
10 22.2.2017 Taulukko 11. Päästöjen kokonaismäärä ilmaan 2016 Päästökomponentti Vuosipäästö [kg] E-PRTP kynnysarvo [kg] Rikkidioksidi (SO2) 1 101 150 000 Typenoksidit (NO2:ksi laskettuna) 22 315 100 000 Hiukkaset 333 50 000 Suolahappo (HCl) 112 10 000 Fluorivety (HF) 62 5 000 Orgaaniset aineet orgaanisen hiilen 95 - kokonaismääränä (TOC) Hiilimonoksidi (CO) 6116 500 000 Ammoniakki 340 10 000 Taulukossa 12 on esitetty raskasmetallien sekä dioksiinien ja furaanien kokonaispäästö (grammaa) ajanjaksolla 1.11. 31.12.2016. Tiedot on laskettu kertaluontoisten mittauksien tulosten perusteella. Taulukko 12. Raskasmetallien sekä dioksiinien ja furaanien kokonaismäärä 2016 Haitta-aine Vuosipäästö [g] E-PRTP kynnysarvo [g] Cd+Tl 0,58 10 (Cd) Hg 11,5 10 Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V 346 470 (As+Pb+Cr+Co+Cu+Ni) Dioksiinit ja furaanit 0,6-8.1.1 Savukaasujen epäpuhtauksien päästöjen laskentaperusteet Hiukkasten, orgaanisen hiilen (TOC), suolahapon (HCl), fluorivedyn (HF), rikkidioksidin (SO2), typenoksidien (NO2:na), hiilimonoksidin (CO), ja ammoniakin (NH3) päästöt lasketaan seuraavasti: Kokonaispäästö [mg] = Pitoisuusmittaus [mg/m3n] * Savukaasun tilavuusvirtaama [m3 n/s]* Tarkasteluaika [s] missä pitoisuusmittaus on redusoitu normaalitilaan (kuivat savukaasut ja 11%:n happipitoisuus) ja virtaamamittaus redusoitu kuiviin savukaasuihin ja 11%:n happipitoisuus) 8.1.2 Raskasmetallien sekä dioksiinien ja furaanien päästöjen laskentaperusteet Raskasmetallien sekä dioksiinien ja furaanien päästöt on laskettu kertaluonteisten päästömittaustulosten avulla seuraavasti: Päästökomponentin päästö (g) vuorokaudessa = Päästökomponentin pitoisuus (mg/nm3, kuiva) * savukaasuvirtauksen keskiarvo (Nm3/h, kuiva) * 24 (h), jonka jälkeen on tehty tarvittavat yksikkömuunnokset 8.2 Päästöt veteen Ekovoimalaitoksen toiminnassa syntyy prosessijätevesiä, jotka johdetaan suljettua viemärijärjestelmää pitkin Varkauteen Keski-Savon Vesi Oy:n jätevedenpuhdistuslaitokselle. Vuonna 2016 jätevettä jätevesiviemäriin johdettiin yhteensä 28 038 m 3. Jäteveden määrään kasvattavasti vaikuttaa laitoksen rakennusaikainen vedenkulutus, prosessilaitteiden huuhtelut ja kattilan peittauskäsittelyt.
11 22.2.2017 Laitoksen käytön aikaisia prosessijätevesiä tarkkaillaan kertaluontoisilla mittauksilla. 29.11.2016 analysoitujen jätevesipitoisuuksien mukaisesti lasketut jäteveden vuosipäästöt ovat esitetty taulukossa 13. Taulukko 13. Jätevesiviemäriin johdettu päästö 2016 Päästökomponentti Vuosipäästö [kg] Biologinen hapenkulutus BOD7 1794 Kemiallinen hapenkulutus COD-Cr 6729 Kiintoaine 1430 Kokonaistyppi 2187 Kokonaisfosfori 118 Sinkki 3,6 Kupari 0,9 Kromi 0,2 Nikkeli 0,2 Kadmium 0,02 Lyijy 0,4 Laitosalueelta kerätyt sadevedet kerätään sadevesijärjestelmään ja johdetaan viivästysaltaan kautta Riikinnevan alueen pintaojiin. Hulevesistä mitataan jatkuvatoimisesti hiilivetypitoisuutta mahdollisen öljyvahingon havaitsemiseksi. Muutoin hulevesiä tarkkaillaan kertaluontoisten mittausten avulla. Kertaluontoisia mittauksia suoritettiin vuoden 2016 aikana kaksi kappaletta. Ekovoimalaitoksen vaikutusta ympäristön pinta- ja pohjavesiin tarkkaillaan säännöllisesti kerättävillä ja analysoitavilla pinta- ja pohjavesinäytteillä. Pinta- ja pohjavesiä analysoitiin kerran vuoden 2016 aikana. 9. Yhteenveto kertaluontoisista mittauksista ja selvityksistä Vuonna 2016 Ekovoimalaitoksella toteutettiin seuraavat kertaluontoiset ympäristökuormitukseen liittyvät mittaukset ja selvitykset: 17.5.2016 Pinta- ja pohjavesien analysointi (Savo-Karjalan ympäristötoimi) 26.10.2016 Hulevesialtaan veden laadun määritys (Savo-Karjalan ympäristötoimi) 20.-21.9 ja 26.-27.10.2016 Jatkuvatoimisen savukaasujen mittausjärjestelmän QAL2-mittaus (Pöyry Finland Oy) 29.11.2016 Hulevesialtaan sekä viemäröidyn jäteveden laadun määritys (Savo-Karjalan ympäristötoimi) 29.11.2016 Raskasmetallien, dioksiinien ja furaanien päästömittaus (Pöyry Finland Oy) 21.12.2016 Apukattilan savukaasupäästöjen mittaus (Pöyry Finland Oy)