2.1 Energitorv
Vid energiproduktion med biobränslen sker en koncentration av de radioaktiva ämnena i bränslet till askan. Strålskyddsproblem kan ibland uppstå vid hantering av askan.
I trädbränsleaska kan 137Cs förekomma. I torvaska kan 137Cs förekomma och de naturligt förekommande radioaktiva ämnena uran, radium och deras sönderfallsprodukter.
Vid användning av både trädbränsle- och torvaska kan allmänheten få doser över det obe-tydliga, 0,01 mSv/år under vissa omständigheter. Doser till allmänheten från hantering av trädbränsleaska begränsas till 0,01 mSv/år genom SSM:s föreskrifter och allmänna råd (SSMFS 2008:16) om hantering av aska som är kontaminerad med cesium-137. Dessa föreskrifter omfattar enbart aska som till någon del innehåller trädbränsleaska. Eldar man med endast torvbränsle gäller inte föreskrifterna i dagsläget, men det är inte orimligt att även torvaska bör omfattas av samma regler. Det är vanligt att torvbränsle sameldas med trädbränsle av förbränningstekniska skäl, då gäller i dagsläget föreskrifterna.
Doser till allmänheten från hantering av torvaska begränsas inte idag genom någon speci-fik reglering av SSM utöver den som gäller enligt strålskyddslagen och strålskyddsför-ordningen. Under arbetet med föreskrifterna om hantering av trädbränsleaska uttalade dåvarande SSI:s ledning att även hanteringen av torvaska borde regleras, men det behöv-de inte göras samtidigt i ett gemensamt dokument, eftersom problematiken skiljer sig på väsentliga punkter för de två bränsleslagen. Inför detta arbete är dock ambitionen att re-gleringen bör ske i samma dokument för att reducera mängden bestämmelser som en utövare ska hålla koll på.
De naturligt förekommande radioaktiva ämnena i torvaska gör att den klassificeras som
omfattande vägledande litteratur om begränsning av doskonsekvenser från NORM-verksamheter från Europeiska kommissionen och IAEA, men ännu ingen bindande EU-lagstiftning. I ett förslag 2010-02-24 till revison av EU:s direktiv Basic Safety Standards, BSS, behandlas NORM-verksamheter.
I denna skrift behandlas bara begränsning av dos till allmänheten från hantering av torv-aska från energiproduktion, arbetstagare skyddas av bestämmelser i Strålsäkerhetsmyn-dighetens författningssamling.
2.2 Torvaska, vad är strålskyddsproblemet?
Stråldoser kan uppstå i samband med torv- och torvaskehantering vid energiproduktion då torven kan innehålla både naturligt förekommande och konstgjorda radioaktiva ämnen.
De naturligt förekommande radioaktiva ämnen ur sönderfallskedjorna för uran-238 (238U), uran-235 (235U) och torium-232 (232Th) kan lösas ur berggrunden och fastna i torv.
Torven kan vara kontaminerad av 137Cs-nedfall på markytan från kärnvapenprovspräng-ningarna på 1960- och 70-talen, som fördelades tämligen jämnt över landet och Tjernoby-lolyckan 1986, som drabbade främst södra och mellersta Norrland.
Varierande grad av exponering för strålning av människor och miljön kan förekomma vid de olika stegen vid torvanvändning. Stegen består av torvbrytning, utsläpp från förbrän-ningsanläggningen till omgivningen och askans vidare hantering. Några sätt att hantera askan är deponering och markutfyllnad. Att använda torvaska som gödningsmedel på skogsmark är inte aktuellt enligt Skogsstyrelsen. Om torvaska sätts till jordförbättrings-medel bör försiktighet iakttas vid odling av livsjordförbättrings-medel i jorden, jämför med 137 Cs-kontaminerad trädbränsleaska som inte får spridas på jordbruksmark. Ett speciellt pro-blem med torvaska är de naturligt förekommande radioaktiva ämnena. Några av dessa ämnen har mycket långa halveringstider, i storleksordningen en miljard år eller mer.
När torven förbränns i en stor förbränningsanläggning koncentreras radionuklider i ask-partiklarnas hela volym om de är svårförångade eller anrikas på ytan av askpartiklarna om de är lättförångade. Svårförångade ämnen är torium och uran. Lättförångade ämnen är cesium, polonium och bly. Någonstans mittemellan finns radium. Detta leder till att hal-ten av de lättförångade radionukliderna är högst på de minsta flygaskepartiklarna, de an-rikas där. De här relationerna gäller oftast, utom vid ovanliga förhållanden vid förbrän-ningen.
Tre huvudsakliga strålskyddskonsekvenser kan identifieras vid energitorveldning och vid användning av askan:
Radioaktiva ämnen i askan kan påverka omgivningen (gammastrålning, radioak-tiva ämnen lämnar förbränningen eller lakas ut från lagrad aska), med påföljande extern eller intern stråldos till människa.
Radonexhalation från askan
Potentiell återanvändning av aska om den institutionella kontrollen förloras över lagrad aska
Problemets kärna är att flera av de naturligt förekommande radionukliderna är mycket långlivade och att en del ger höga stråldoser per aktivitet om de kommer in i kroppen.
Den stora osäkerheten vid konsekvensbedömningen av olika användningssätt av askan är att uppskatta vilka radionuklider och hur mycket aktivitet som lakas ut från upplagd aska
och vilken interndos människor får från intag av föda, dricksvatten samt radon och ask-damm i luft. En bidragande del till osäkerheten är att askan kan bestå av små glaskulor under vissa förbränningsomständigheter. Uran och torium blir därmed svårlakade medan cesium, bly och polonium är mer lättlakade. Radonavgången minskar om radium finns i glasfasen och så vidare. Konsekvensen i form av externdos till människa är inte lika svår att uppskatta.
2.3 Hur stort är problemet?
Torvmark, med större torvdjup än 0,3 meter, täcker 15 procent av landarealen (6,4 miljo-ner hektar), merparten finns i Norrland, hela detta avsnitt refererar till SSI 2003. Cirka 5 procent av torvmarken beräknas vara utvinningsbar, energimängden uppskattas till 4000 terawattimmar (TWh). Energitorv utvinns på cirka 6600 ha, vilket ger 3-4 TWh per år under cirka 20 års tid, och på cirka 5 000 ha produceras torv till jordförbättringsändamål.
Torvbranschen uppskattar att den årliga torvtillväxten på all torvmark är större än 12 TWh. Produktionen av energitorv har länge legat på cirka 3,5 TWh per år1. Som jämfö-relse kan nämnas att år 2006 producerades 33 TWh energi med trädbränsle inom skogsin-dustri och fjärrvärmeverk (EM 2007).
En förbränningsanläggning på 100 MW som drivs kontinuerligt (0,9 TWh per år) kan med rökgaskondensering beräknas ge cirka 7600 ton torvaska per år, utan kondensåter-vinning kan askmängden bli den dubbla vid eldning med frästorv. Vid produktionen 3,5 TWh per år blir askmängden mellan 30000 och 60000 ton per år. Det lägre värdet fås vid kondensåtervinning i rökgaserna och den högre utan. Sameldning mellan torv och trädbränslen är vanligt eftersom det ger gynnsammare förbränningsvillkor med mindre oönskade utfällningar i pannan. Den aska som produceras vid förbränning är då ofta en blandaska och ren torvaskmängd blir således lägre än beräknad. Torvbränsle används främst vid kommunal fjärrvärmeproduktion medan sågverk och massafabriker i första hand eldar med restprodukter ur den egna produktionen.
Om eller när de 67 TWh elenergi som produceras med kärnkraft idag ersätts med andra energikällor kan användning av torv för energiproduktion öka. De sammanlagda bryt-värda torvtillgången bedöms vara 4 000 TWh, varav torvbranschen bedömer att 12 TWh skulle kunna produceras per år. Det gör att de totala askmängderna skulle kunna öka från dagens mellan 30 000 och 60 000 ton/år till mellan 100 000 och 200 000 ton/år.
Om inga restriktioner, med avseende på aktivitetsinnehåll av de naturligt förekommande radionukliderna, funnes för torvbrytningen skulle de askmängder som överstiger den hög-aktiva referensaskans radionuklidhalter, se avsnittet nedan, öka från mellan 1 500 och 3 000 ton/år till mellan 5 000 och 10 000 ton/år. Dubbelt så mycket aska skulle ligga över det, i denna rapport, föreslagna gränsvärdet för 238U i energitorv.
Mängden torvaska som idag och i framtiden kan ha 137Cs-halter över 10 kBq/kg är okänd.
Den beror av produktionssätt och ort. Förekomsten av 137Cs-nedfall är välbestämd geo-grafiskt, så det är inga problem att avgöra om risk finns för höga halter för en specifik torvmyr. Således borde mängden aska över 10 kBq/kg kunna hållas obetydlig.
I framtiden skulle vid ökad torveldning något 10 000-tals ton aska/år kunna ge stråldoser till allmänhet och arbetstagare överstigande 0,1 mSv/år per exponeringsväg för de
1 År 2006 sjönk den till 2 TWh pga. lagtekniska ändringar.
neringsscenarier som ligger bakom beräknade doser i bilaga 2, när halten är minst som i den högaktiva referensaskan i tabell 1. Detta skulle gälla om inga restriktioner funnes att begränsa 238U-halten i energitorv. Dubbelt så mycket aska skulle ligga över det föreslagna gränsvärdet för 238U i energitorv.
Utan någon reglering av halten av naturligt förekommande radioaktiva ämnen kan mycket höga uranhalter finnas i energitorvaska. I ett extremfall har så mycket som sex procent uran, motsvarande 741 kBq/kg 238U, i inaskad form uppmätts. Just denna myr var dock aldrig aktuell för energitorvbrytning, då den var för liten. En torvmyr Laurivouma, väster om Masugnsbyn, i Norrbotten består av torv som i inaskad form i medeltal innehåller 11 kBq/kg 238U. Det anmärkningsvärda är att omgivande granitberggrund inte var särde-les radioaktiv, men uranet i den var lättlakat.
2.4 Vad görs och vad har gjorts?
Idag begränsas stråldoserna till allmänheten genom att uran och torium analyseras i torv-volymen i myren vid ansökan om bearbetningskoncession för energitorvtäkt. Sveriges geologiska undersökning, SGU, avråder från brytning om uranhalten överstiger 200 ppm uran, motsvarande 2 470 Bq/kg 238U, i inaskat torvprov. SGU har undersökt 146 general-provtagna planerade energitorvmyrar över hela landet. I detta material skulle cirka 10 procent (2 stycken) av för övrigt lämpliga energitorvmyrar i praktiken undantas från bryt-ning. Mätningar av 226Ra, 137Cs och andra radionuklider kan också rekommenderas av SGU. Den radiologiska restriktionen ligger således idag på brytningen av torv.
Vid ansökan om bearbetningskoncession enligt lag (1985:620) om vissa torvfyndigheter tas generalprover på den brytvärda delen av en energitorvmyr. Länsstyrelsen meddelar tillstånd för brytning, men de ger SGU tillfälle att yttra sig i ärendet. Vid bestämning av halten av olika ämnen i torven tas ett flertal borrkärnor spridda över hela den brytvärda torvvolymen. Från dessa kärnor tas prover representerande varje meter som läggs ihop till ett generalprov på vilket analysen görs. Det innebär att mätvärdet är ett medelvärde för hela den brytvärda torvvolymen. Halterna i de olika delvolymerna kan uppvisa en mycket stor spridning. Då de enskilda proverna tas på den nedre delen av varje meter kommer generalprovet att representera maximivärden för den analyserade torvvolymen.
Från SGU:s sida har önskemål framförts att SSM ska ge en formell vägledning för att begränsa stråldoserna. SGU har vid sina yttranden refererat till kärntekniklagens gräns för innehav av klyvbart material på 200 ppm uran. Hantering av torvaska har genom en före-skrift (SSMFS 2008:2) år 2008 undantagits från kärntekniklagen (detta undantag är på väg att tas bort med anledning av ett NORM-föreskriftsarbete år 2010 och 2011). Det är angeläget att reglera detta då man i Sverige under speciella geologiska förutsättningar kan hitta torv med höga halter av radioaktiva ämnen.
SSI har vid två tillfällen utrett doskonsekvenser av torveldning. Den första rapporten gjordes 1990 (SSI 90) och den andra 2003 (SSI 2003). I SSI 2003 antogs en normalaktiv referensaska och en högaktiv. Utifrån olika antagna exponeringsvägar beräknades den normalaktiva referensaskan inte ge upphov till några stråldoser av betydelse. Den högak-tiva referensaskan beräknades ge 0,1 mSv/år till kritisk grupp för att antal exponeringsvä-gar från en stor askdeponi. Den högaktiva referensaskan beräknades ge 0,1 mSv/år till mest utsatta arbetstagare vid asktransport och arbete på askdeponi. Den högaktiva refe-rensaskan hade halterna enligt tabell 1:
Tabell 1. Aktivitetshalter av radionuklider i högaktiv referensaska.
Nuklid Halt i aska (Bq/kg)
Nuklid Halt i aska (Bq/kg)
238U 4500 235U 210
234U 4500 231Pa 210
230Th 1350 227Ac 210
226Ra 1350 227Th 210
210Pb 4000 223Ra 210
210Po 4000
232Th 370 137Cs 10000
228Ra 370
228Th 370 40K 1 000 (externdos)
224Ra 370
Halterna för uran och torium är valda så att högst 5 procent av 146 generalprovsunder-sökta myrar i Sverige ligger över detta värde. Värdet för 210Pb och 210Po har valts konser-vativt ur vad som kan erhållas i de 25 översta centimetrarna i en torvmyr. Halten för 137Cs är också konservativt vald, det kommer från medelvärdet på torvaska vid slutet på 1980-talet i de nedfallsdrabbade länen i Norrland. Värdet för 40K har beräknats för mätningar gjorda i Finland, se vidare SSI 2003 för mer upplysningar.