FC FRÅN ALUMINIUMTILLVERKNING

Utsläpp av växthusgaser från primär aluminiumtillverkning

Primär aluminiumtillverkning sker vid endast en anläggning i Sverige som producerar ca 98 000 ton aluminium årligen. Den totala europeiska produktionen 1997 motsvarade ca 3,2 miljoner ton av den globala produktionen på ca 17,2 miljoner ton.

Miljöproblem från primär tillverkning beror på den processteknik som är i bruk vid elektrolysförfarande som framställer aluminium från råvaran aluminiumoxid. Vid tillämpning av konventionell teknik - så kallad ”Söderbergteknik (SB)” - består

utsläppsproblem huvudsakligen av tjära innehållande polycykliska aromatiska, fluorider, stoft och suspenderade ämnen samt växthusgaser.

Luftutsläpp av växthusgaser från primär aluminiumtillverkning består dels av fullstän- digt halogenerade fluorkolväten (FC) och dels av koldioxid (CO2). FC-gaser (CF4 eller

FC-14) och (C2F6 eller FC-116) bildas som biprodukt vid elektrolysprocessen. Emissio-

nernas sammansättning är till 90 % CF4 och 10 % C2F6. Ämnena emitteras direkt till luft

från processen. Beträffande FC-utsläpp från aluminiumtillverkning i Sverige finns endast uppskattningar. Hittills har inga mätningar skett avseende bildning och emissioner av dessa föreningar. Koldioxidutsläppen härstämmar även direkt dels från förbrukning av grafitelektroder och dels indirekt från förbrukning av el-energi.

Alternativa tillverkningstekniker och energieffektivitet

Vid modernare elektrolysanläggningar som tillämpar bästa tillgängliga teknik (BAT) används ”förbakade” eller ”Pre-bake (PB)” elektroder. Utsläppen från PB-anläggningarna är väsentligt mindre än från anläggningar som tillämpar SB-teknik. Även energiförbruk- ningen minskar vid tillämpning av PB-teknik.

Cirka 25 procent av produktionen vid den svenska anläggningen är baserad på PB- teknik medan 75 % av produktionen (ca 75 000 ton/år) sker via konventionell SB-teknik. Inom EU är det endast Spanien som också har kvar två SB-anläggningar med en samlad kapacitet på ca 115 000 ton per år. Övrig primär produktion inom EU är baserad på PB- teknik.

Tabell 4.1 nedan sammanfattar 3 utsläppsscenarier för den svenska primära alumini- umproduktionen. Scenario 1 sammanfattar utsläppsförhållanden som har varit aktuella under början av 1990-talet. I scenariot står FC-gaser för 19 % av det totala CO2-

ekivalenter, el-energiförbrukning 73 % och grafit/anodmassa för ca 8 %. Scenario 2 och 3 sammanfattar uppskattning av potential till minskning av utsläppen. Scenario 2 speglar potentiella förhållanden i samband med ett SB-alternativ som bolaget har för avsikt att införa i samband med erhållande av LIP-bidrag från regeringen. Scenario 3 avspeglar CO2-utsläpp vid införande av BAT (bästa tillgängliga teknik) för hela anläggningen enligt

krav från EU: s IPPC-direktiv (IPPC står för Integrated Pollution Prevention and Control) och miljöbalken.

61

Vid konventionell teknik står FC-gasutsläppen för ca 20 % av det CO2-ekvivalenta

utsläppet. Scenario 3 innebär ca 15 procentig generell minskning av CO2-utsläpp p.g.a.

effektivare el-förbrukning inklusive en 84 procentig minskning av FC-utsläpp jämfört med konventionell teknik. Enligt verkets bedömning kommer energiförbrukning i

Scenario 2 att vara oförändrad eller öka något. FC-utsläpp förväntas minska med ca 80 %. Utsläpp från förbrukning av anodmassa, grafit förväntas minska med 2-3 procent i båda fall.

Tabell 4.1

Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3

Nuvarande produktion (1990-talet) Blandproduktion (bolagets alternativ) BAT (IPPC krav) Produktion, ton/år 98 000 98 000 98 000 Utsläpp

Stoft & suspenderade ämnen, kg/år 628 000 306 000 88 000

Tjära, luft & vatten, kg/år 30 000 34 000 0

F-tot, luft & vatten, kg/år 396 000 343 000 88 000

Energiförbrukning GWh/år 1 710 1 720 1 440

CO2-ekv., ton/år (1) 2 208 000(2) 1 891 000(3) 1 598 000(4)

varav FC-gaser 420 800 91 600 66 300

varav grafitförbrukning 186 000 183 000 180 000

El-energi 1 602 000 1 617 000 1 352 000

(1): CO2-ekv utsläppen är baserade på a) FC utsläpp; b) Utsläpp från förbrukning av grafitanoder eller

anodmassa; samt c) utsläpp som härstammar från el-förbrukning med antagande att minskning av el- produktion medför utsläppsminskning från kolbaserat kraftverk med 33 procent effektivitet.

(2) Distribution: FC-gaser står för 19 %, el-energiförbrukning 73 % och grafit/anodmassa för ca. 8%; (3) Distribution: FC-gaser står för 5 %, el-energiförbrukning 85 % och grafit/anodmassa för ca. 10%; (4) Distribution: FC-gaser står för 4 %, el-energiförbrukning 85 % och grafitanoder för ca. 11 %;

Övergång till alternativ teknik skulle således innebära en övergripande minskning med ca 300 000 – 600 000 ton/år CO2-ekvivalenter beroende på scenariot som aktualiseras. I

ovanstående uppskattning ingår en minskning i FC-gaser utsläpp motsvarande ca 329 000 – 355 000 ton/år CO2-ekvivalenter.

Investeringskostnaderna för införande av PB-tekniken (d.v.s. konvertera från SB till PB-teknik) uppskattas till 100-250 euro/ton årskapacitet (IPPC-BREF Notes February 2000). För svenska förhållanden, preliminära beräkningar – som även tar hänsyn till driftkostnaderna – uppskattas årskostnaderna för Scenarier 2-3 motsvara

9700-9800 kr/ton.

Kostnadseffektiviteten för minskning av CO2-ekvivalenter från primär aluminiumindu-

stri sammanfattas i Tabell 4.2. Med inbyggda osäkerheter i sådana kalkyler blir kostnads- effektiviteten 50-100 kr/ton CO2 för blandproduktion (enligt scenario 2) och 40-80 kr/ton

62

Tabell 4.2 Enhet Scenario 2 (SB-punktmatar alternativ) Scenario 3 (BAT PB-alternativ) Ökad årskostnad kr/år 17 900 000 27 100 000

Minskat CO2-utsläpp ton/år 317 000 610 000

Kostnadseffektivitet kr/ton CO2 60 45

Styrmedel

Tillståndskrav enligt miljöbalken och IPPC-direktivet

Den svenska aluminiumtillverkningen motsvarar en A-anläggning enligt miljöbalken samt omfattas av IPPC-direktivet. IPPC-direktivet reglerar utsläpp och annan miljöpåver- kan från främst större energi- och industrianläggningar. Direktivet syftar också till att utjämna den tekniska kravnivån inom gemenskapen och därigenom förhindra att industrier väljer att etablera sig i eller flytta till stater med låga miljökrav. På sikt skall alla IPPC-anläggningar i Europa drivas med tillståndsvillkor motsvarande BAT. För nya anläggningar gäller detta från 30 oktober, 1999. För anläggningar som redan var i drift vid denna tidpunkt gäller att de skall drivas enligt direktivets krav senast 30 oktober 2007.

Enligt IPPC-direktivet skall utsläppsgränsvärden och andra villkor fastställas i varje enskilt fall med en uttolkning av det övergripande kravet på att tillämpa BAT.

Ekonomiska styrmedel

Med hänsyn tagen till vad som framförts ovan samt med subventioner som tillämpas i Sverige beträffande el-intensiv industri inklusive aluminiumtillverkning samt strävan att utjämna krav är det vanskligt att införa avgifter på utsläpp av CO2 om inte ett system

liknande NOx-avgifter införs på ett sätt som tillämpas specifikt till el-intensiv industri

inom Sverige och EU i övrigt.

Kostnadseffektiviteten av en sådan åtgärd bedöms dock svårligen kunna understiga det som beräknats ovan p.g.a. de ytterligare administrativa kostnader som är förknippade med ett alternativt styrsystem.

Frivilliga åtaganden

Utsläpp av FC-gaser härstammar från så kallades anodeffekter eller blussfrekvenser som uppstår vid drift. Beträffande utsläpps minskning av FC-gaser åtog 1995 aluminium anläggningen i Sverige att verkställa åtgärder för att minska blussfrekvenser per ugn och dygn till området 1,75 –1,5 i anläggningen baserat på konventionell teknik (SB-tekniken). Detta lär ha skett till en viss grad med motsvarande minskning av FC-gaser men

åtgärderna har hittills ej bekräftats delvis p.g.a. ändrad ägarstruktur och övriga tillstånds- pliktiga frågor som är under utredning.

63

Naturvårdsverkets kommentar och förslag

Tillverkning av primära aluminium utgör den största källan för utsläpp av fluorerade växthusgaser i Sverige. Utsläppet från aluminiumtillverkning har minskat från cirka 440 000 ton CO2-ekvivalenter år 1990 till cirka 300 000 ton CO2-ekvivalenter år 2000.

Införande av alternativ teknik skulle innebära en ytterligare minskning till en nivå av 65 000 – 100 000 ton CO2-ekvivalenter per år. Tillämpning av miljöbalken medför

integrerad prövning och möjlighet att åtgärda även andra miljöproblem och utsläpp såsom polyaromatiska kolväten (PAH) samt energi- och resurseffektivisering. Det är emellertid svårt att på förhand bedöma utgången av en prövning enligt balken. Naturvårdsverkets uppfattning är att det finns en betydande potential för kostnadseffektiva utsläppsminsk- ningar från aluminiumtillverkning och att en integrerad prövning enligt miljöbalken och kraven i IPPC-direktivet bör vara det bästa sättet att reglera dessa utsläpp.

64

Referenser

Danish Environmental Protection Agency, Evaluation of the possibilities of substituting potent greenhouse gases (HFCs, PFCs and SF6), Environmental Project No 771, 2003

IVL Svenska Milljöinstitutet AB, Kartläggning och beräkning av potentiella och faktiska utsläpp av HFC, FC och SF6 i Sverige, Rapport B1428, 2001

Jochen Harnisch (Ecofys) & Ray Gluckman (Enviros) Final report on the Europena Working Group Industry Work Item Fluorinated Gases, Prepared on behalf of the European Commission, June 2001

Jochen Harnisch (Ecofys) & Ray Gluckman (Enviros) Final report on the Costs and the impact on emissions of potential regulatory framwork for educing emissions of hydro- fluorocarbons, perfluorocarbons and sulphur hexafluoride, Prepared on behalf of the European Commission, February 2003

Naturvårdsverket, Sverige mot minskad klimatpåverkan - Uppföljning av målen för utsläpp av växthusgaser, Rapport 4634, 1995

Naturvårdsverket, Framtida emissioner av fluorerade växthusgaser i Sverige, Rapport 5168, 2001

Åtgärder för en begränsad användning

av fluorerande växthusgaser

Redovisning av regeringsuppdrag

Fluorerade växthusgaser har en mängd olika användningsområden. De används bl a som köldmedium i kyl-, frys- och klimatanläggningar, som isoleringsmedium vid

tillverkning av olika plaster och som isolerande gas i elektrisk utrustning. Dessa gaser har en mycket kraftig växthuseffekt och en lång livslängd i atmosfären. Därför är det viktigt att begränsa utsläppen av dem för att vi ska nå våra uppsatta miljömål.

Naturvårdsverket har på uppdrag av regeringen lämnat förslag på olika styrmedel och nationella åtgärder för att minska utsläppen av fluorerade växthusgaser i Sverige. I denna rapport redovisas Naturvårdsverkets förslag.

ISBN 91-620-5311-6 ISSN 0282-7298

In document Åtgärder för en begränsad användning av fluorerade växthusgaser (Page 64-69)