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COMMISSION EUROPENNE
Document de rfrence sur les meilleures techniques
disponibles
Grandes installations de combustion
Juillet 2006
Ce document est la traduction de la version anglaise publie par
la Commission europenne qui seule fait foi.
Traduction V 0
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Rsum
Grandes installations de combustion i
RSUM Le BREF, document de rfrence sur les Meilleures Techniques
Disponibles (MTD), intitul Grandes Installations de Combustion rend
compte de lchange dinformations qui a t organis conformment
larticle 16 (2) de la directive 96/61/CE du Conseil (directive
IPPC). Ce rsum dcrit les principaux rsultats, les principales
conclusions sur les MTD et les niveaux d'missions associs. Il peut
tre apprhend comme un document autonome, mais s'agissant d'un rsum,
il ne prsente pas toute la complexit du BREF complet (il ne reprend
notamment pas le texte complet des sections sur les MTD). Il n'est
donc pas conu pour remplacer le BREF complet en qualit d'outil dans
le processus dcisionnel concernant les MTD, et il est vivement
recommand de lire en parallle la prface et l'introduction des
sections concernant les MTD. Plus de 60 experts des tats membres,
de l'industrie et des ONG environnementales ont particip cet change
d'informations. Champ d'application Le prsent BREF couvre, d'une
manire gnrale, les installations de combustion d'une puissance
thermique nominale suprieure 50 MW. Sont inclus les secteurs de la
production d'lectricit ainsi que les secteurs o des combustibles
"conventionnels" (disponibles dans le commerce et prconiss par les
constructeurs) sont utiliss, et o les units de combustion ne sont
pas couvertes par un autre BREF sectoriel. Charbon, lignite,
biomasse, tourbe, combustibles liquides ou gazeux (y compris
l'hydrogne et le biogaz) sont considrs comme des combustibles
conventionnels. L'incinration des dchets n'est pas couverte, mais
la co-combustion de combustible rcupr et de dchets dans de grandes
installations de combustion est prise en compte. Le BREF couvre non
seulement sur l'unit de combustion, mais aussi sur les activits
d'amont et d'aval directement associes au procd de combustion. Les
installations de combustion qui brlent des rsidus de procds ou des
sous-produits, ou des combustibles qui ne peuvent tre vendus en
tant que tels sur le march, ainsi que les procds de combustion qui
font partie intgrante d'un procd spcifique de production ne sont
pas couverts par le prsent BREF. Informations communiques Un grand
nombre de documents, rapports et informations manant des tats
membres, des entreprises, des exploitants et des autorits ainsi que
des fournisseurs d'quipements et des ONG environnementales ont t
utiliss pour rdiger le document. Des informations ont en outre t
obtenues au cours de visites de sites dans diffrents tats membres
de l'UE, ainsi que par des entrevues sur certaines technologies et
sur l'exprience acquise dans l'application des techniques de
rductions. Structure du document La production d'lectricit et/ou de
chaleur est un secteur trs diversifi en Europe. La production
d'nergie se fonde sur un large ventail de combustibles, que l'on
peut gnralement classs selon leur tat: solide, liquide ou gazeux.
Le prsent document a donc t rdig selon une approche verticale,
combustible par combustible, mais les techniques et aspects communs
sont dcrits dans les trois chapitres introductifs. L'industrie
nergtique europenne Dans l'Union europenne, tous les types de
sources d'nergie disponibles sont utiliss pour la production
d'lectricit et de chaleur. Les ressources nationales en
combustible, telles que les disponibilits locales ou nationales de
charbon, lignite, biomasse, tourbe, ptrole et gaz naturel influent
fortement le choix du combustible utilis pour la production
d'nergie dans chaque tat membre de l'UE. Depuis 1990, le volume
d'lectricit produite partir de sources fossiles a augment d'environ
16%, et la demande s'est accrue d'environ 14%. La quantit
d'lectricit produite partir d'nergies renouvelables (y compris
l'hydraulique et la biomasse) a connu une augmentation suprieure la
moyenne, environ 20%. Les installations de combustion sont
exploites selon la demande et le besoin en nergie, que ce soit en
qualit de grandes installations de centrales lectriques ou
d'installations de combustion industrielles fournissant de lnergie
(par exemple, sous forme dlectricit ou dnergie mcanique), de la
vapeur ou de la chaleur pour des procds de production industrielle.
Technologies utilises La production dnergie fait appel, en gnral,
un ventail de technologies de combustion. Pour la combustion de
combustibles solides, les techniques sous forme pulvrise, en lit
fluidis ou en couche sont toutes considres comme les MTD dans les
conditions dcrites dans le prsent document. Pour les combustibles
liquides ou gazeux, les chaudires, moteurs et turbines gaz sont
considrs comme les MTD dans les conditions prescrites dans le
prsent document.
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Rsum
Grandes installations de combustion ii
Le choix du systme employ dans une installation se fonde sur des
considrations conomiques, techniques, environnementales et locales,
telles que la disponibilit des combustibles, les exigences
oprationnelles, les conditions du march, les exigences lies au
rseau. L'lectricit est principalement obtenue par production de
vapeur dans une chaudire fonctionnant au combustible slectionn, la
vapeur tant utilise pour entraner une turbine couple un alternateur
pour produire de l'lectricit. Le cycle vapeur prsent un rendement
inhrent limit par la ncessit de condenser la vapeur en sortie de la
turbine. Certains combustibles liquides ou gazeux peuvent tre
directement brler pour d'entraner des turbines avec les gaz de
combustion, ou ils peuvent tre utilis dans des moteurs combustion
interne qui peuvent ensuite entraner des alternateurs. Chaque
technologie offre certains avantages l'exploitant, en particulier
la capacit fonctionner en rpondant une demande variable. Questions
environnementales La plupart des installations de combustion
utilisent un combustible ou d'autres matires premires provenant des
ressources naturelles de la terre, afin de les convertir en nergie
utile. Les combustibles fossiles constituent aujourd'hui la source
d'nergie la plus abondante utilise. Toutefois, leur combustion
entrane des incidences parfois importantes sur l'environnement dans
son ensemble. Le procd de combustion donne lieu des missions dans
l'air, l'eau et le sol, les missions atmosphriques tant considres
comme un des principaux sujets de proccupation concernant
l'environnement. Les missions atmosphriques les plus importantes
qui rsultent de la combustion des combustibles fossiles sont le
SO2, les NOx, le CO, les particules (PM10) ainsi que les gaz effet
de serre, tels que le N2O et le CO2. D'autres substances, tels que
les mtaux lourds, les composs d'halognure et les dioxines sont
mises en plus faibles quantits. Conditions Les niveaux d'missions
associs aux MTD sont fondes sur une moyenne journalire, les
conditions normales et un niveau d'O2 de 6% / 3% / 15%
(combustibles solides / combustibles liquides et gazeux / turbines
gaz), qui reprsentent une situation de charge typique. Pour les
pointes de charge, les priodes de dmarrage et d'arrt ainsi que pour
les problmes oprationnels des systmes d'puration des fumes, des
pics de valeurs sur de courtes priodes, qui pourraient tre
suprieures, sont prendre en considration. Dchargement, stockage et
manipulation des combustibles et des additifs Certaines MTD pour la
prvention des rejets dus au dchargement, au stockage et la
manipulation des combustibles ainsi que des additifs tels que la
chaux, le calcaire, l'ammoniac, etc. sont prsentes de manire
succincte au tableau 1.
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Rsum
Grandes installations de combustion iii
MTD
Particules
utilisation d'quipement de chargement et de dchargement qui
rduit au minimum la hauteur de chute du combustible sur le stock,
afin de rduire la production de poussires fugitives (combustibles
solides).
dans les pays qui ne connaissent pas le gel, utilisation de
systmes de pulvrisation d'eau pour rduire la formation de poussires
fugitives provenant des entrepts de combustibles solides
(combustibles solides).
placement des convoyeurs de transfert dans des zones sres et
ouvertes en surface afin d'viter les dommages causs par les
vhicules et autres quipements (combustibles solides).
utilisation de convoyeurs clos munis, aux points de transfert,
d'un quipement d'extraction et de filtration bien conu et robuste
afin de prvenir l'mission de poussires (combustibles solides).
rationalisation des systmes de transport de manire rduire au
minimum la production et le dplacement de poussires sur le site
(combustibles solides).
mise en uvre d'une bonne conception, de bonnes pratiques de
construction ainsi que d'une maintenance adquate (tous
combustibles)
stockage de la chaux ou du calcaire en silos munis d'quipements
d'extraction et de filtration bien conus et robustes (tous
combustibles)
Contamination de l'eau
stockage sur des surfaces tanches munies d'un systme de
drainage, de collecte et de traitement de l'eau par dcantation
(combustibles solides).
utilisation de systmes de stockage des combustibles liquides
confins l'intrieur denceintes tanches d'une capacit suffisante pour
retenir 75% de la capacit maximale de toutes les rservoirs, ou au
moins le volume maximal du plus grand rservoir. Le taux de
remplissage des rservoirs devrait tre affich, et des systmes de
contrle automatique et d'alarme peuvent tre utiliss pour prvenir le
remplissage excessif des rservoirs de stockage (combustibles
solides).
placement des canalisations dans des zones sres et ouvertes en
surface afin de pouvoir dtecter rapidement les fuites et d'viter
les dommages causs par les vhicules et autres quipements. Dans le
cas de canalisations non accessibles, on peut utiliser des
canalisations double paroi avec contrle automatique de l'interstice
(combustibles liquides et gazeux).
collecte des eaux de ruissellement de surface (eau de pluie) des
zones de stockage du combustible, qui entranent du combustible, et
traitement des eaux recueillies (dcantation ou station d'puration)
avant rejet (combustibles solides).
Prvention des incendies
contrler les zones de stockage de combustibles solides l'aide de
systmes automatiques, afin de dtecter les incendies provoqus par
l'auto-inflammation et identifier les points risque (combustibles
solides).
missions fugitives
utiliser des systmes de dtection des fuites de combustible
gazeux et des alarmes (combustibles liquides et gazeux)
Utilisation efficace des ressources naturelles
utilisation de turbines de dtente afin de rcuprer l'nergie
contenu dans les gaz combustibles sous pression (gaz naturel
achemin par gazoducs sous pression) (combustibles liquides et
gazeux);
prchauffage du gaz combustible avec la chaleur perdue issue de
la chaudire ou de la turbine gaz (combustibles liquides et
gazeux).
Risques, y compris
sanitaires, lis l'ammoniac
pour la manutention et le stockage d'ammoniac pur liqufi: les
rservoirs pression pour ammoniac pur liqufi >100 m devraient tre
double paroi et enterrs; les rservoirs de 100 m et moins devraient
tre construits selon des procds de recuit (tous combustibles)
du point de vue de la scurit, l'utilisation d'une solution
aqueuse d'ammoniac est moins dangereuse que le stockage et la
manutention d'ammoniac pur liqufi (tous combustibles).
Tableau 1: Quelques MTD pour le stockage et la manipulation des
combustibles et des additifs
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Grandes installations de combustion iv
Prtraitement des combustibles Le prtraitement des combustibles
solides consiste principalement en des oprations de mlange destines
assurer des conditions de combustion stables et rduire les pics
d'missions. Afin de rduire la quantit d'eau dans la tourbe et la
biomasse, le schage du combustible est galement considr comme un
lment des MTD. Pour les combustibles liquides, l'utilisation de
dispositifs de prtraitement tels que les units dpuration de
carburant diesel utiliss dans les turbines gaz et les moteurs, sont
des MTD. Le traitement du fioul lourd fait appel des dispositifs
tels que des appareils de chauffage lectrique ou serpentin vapeur,
des systmes de dosage dsmulsifiant, etc. Rendement thermique Une
gestion prudente des ressources naturelles et l'utilisation
efficace de l'nergie constituent deux des principales exigences de
la directive IPPC. ce titre, le rendement avec lequel l'nergie peut
tre produite est un indicateur essentiel des missions de CO2, gaz
qui influe sur le climat. Une voie de rduction des missions de CO2
par unit d'nergie produite est l'optimisation de l'utilisation de
l'nergie, ainsi que du procd de production nergtique. La
Laugmentation du rendement thermique a des consquences sur la
charge, le systme de refroidissement, les missions, le type de
combustible utilis, etc. La cognration est considre comme loption
la plus efficace pour rduire la quantit globale de CO2 rejet, et
convient pour toute centrale lectrique nouvelle construite, lorsque
la demande locale de chaleur est suffisamment leve pour justifier
la construction d'une centrale de cognration, plus coteuse, au lieu
d'une centrale produisant uniquement de l'lectricit ou de la
chaleur. Les conclusions relatives aux MTD pour amliorer le
rendement et les niveaux associs aux MTD sont prsentes
succinctement aux tableaux 3 5. cet gard, il faut noter que les
installations au fioul lourd sont considres comme ayant un
rendement quivalent celui des installations au charbon.
Rendement thermique de l'installation (net) (en %) Combustible
Technique combine Nouvelles
installations Installations existantes
Charbon et lignite Cognration 75 90 75 90
PC (DBB et WBB) 43 47
FBC >41 Charbon
PFBC >42 PC (DBB) 42 45 FBC >40 Lignite PFBC >42
L'amlioration possible du rendement thermique dpend de
l'installation spcifique, mais titre indicatif, un niveau de
rendement de 36* 40%, ou une augmentation suprieure 3 points de
pourcentage peut tre associ l'utilisation des MTD dans les
installations existantes
PC: combustion sous forme pulvrise DBB: chaudire cendres
pulvrulentes WBB: chaudire cendres fondues FBC: combustion en lit
fluidis PFBC: combustion en lit fluidis sous pression *Quelques
points de divergence concernant cette valeur sont rapports la
section 4.5.5 du document principal
Tableau 2: niveaux de rendement thermique associs l'application
de mesures MTD pour les installations de combustion au charbon et
au lignite
Rendement thermique de l'installation (net) (en %) (%)
Combustible Technique combine
Rendement lectrique Utilisation du combustible (cognration)
Combustion en couche 20 environ Foyer projection >23 Biomasse
FBC (CFBC) >28 30
Tourbe FBC (BFBC et CFBC) >28 30
75 90 Dpend de lapplication spcifique de linstallation et la
demande de chaleur et d'lectricit
FBC: combustion en lit fluidis CFBC: combustion en lit fluidis
circulant BFBC: combustion en lit fluidis bouillonnant CHP:
Cognration
Tableau 3: niveaux de rendement thermique associs l'application
de mesures MTD pour les installations de combustion tourbe et
biomasse
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Grandes installations de combustion v
Il n'y a pas eu de conclusion concernant les valeurs de
rendement thermique dans le cas de lutilisation de combustibles
liquides dans des chaudires et des moteurs. Toutefois, certaines
techniques considrer sont indiques dans les sections MTD
respectives.
Rendement lectrique (en %) Utilisation du combustible (en %)
Type d'installation Nouvelles installations
Installations existantes
Installations nouvelles et existantes
Turbine gaz Turbine gaz 36 40 32 35 -
Moteur gaz Moteur gaz 38 45 -
Moteur gaz avec HRSG en mode cognration >38 >35 75 85
Chaudire gaz Chaudire gaz 40 42 38 40
CCGT Cycle combin avec ou sans HRSG pour la
production d'lectricit uniquement 54 58 50 54 -
Cycle combin sans HRSG, en mode cognration
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Niveau d'mission de poussires (mg/Nm) MTD pour
atteindre ces niveaux
Charbon et lignite Biomasse et tourbe Combustibles liquides
pour
chaudires Puissance
(MWth)
Nouvelles installa-
tions
Instal-lations exis-
tantes
Nouvel-les
installa-tions
Installa-tions
existantes
Nouvel-les
instal-lations
Installa-tions
existantes
50 100 5 20* 5 30* 5 20 5 30 5 20* 5 30* ESP ou FF
100 300 5 20* 5 25* 5 20 5 20 5 20* 5 25*
>300 5 10* 5 20* 5 20 5 20 5 10* 5 20*
ESP ou FF combin FGD (hum, sds ou dsi) pour PC ESP ou FF pour
FBC
Remarques ESP: lectrofiltre FF: filtre manches FGD (hum):
dsulfuration des fumes par voie humide FGD (sds): dsulfuration des
fumes par procds semi-secs FGD (dsi): dsulfuration des fumes par
procds secs (injection de sorbant sec) FBC: combustion en lit
fluidis PC: combustion sous forme pulvrise * Quelques points de
divergence concernent cette valeur sont rapports la section 4.5.6
et 6.5.3.2 du document principal.
Tableau 5: MTD pour la rduction des missions de particules mises
par certaines installations de combustion Mtaux lourds L'mission de
mtaux lourds rsulte de leur prsence naturelle dans les combustibles
fossiles. La plupart des mtaux lourds considrs (As, Cd, Cr, Cu, Hg,
Ni, Pb, Se, V, Zn) sont normalement rejets sous forme de composs
(oxydes et chlorures notamment) associs des particules. De ce fait,
les MTD pour rduire les missions de mtaux lourds consistent en
gnral en l'application de dispositifs de dpoussirage hautes
performances, tels que des lectrofiltres ou des filtres manches.
Seuls Hg et Se sont au moins partiellement prsents dans la phase
vapeur. Le mercure a une pression de vapeur leve aux tempratures
typiques de fonctionnement des dispositifs de rduction, et sa
collecte par les dispositifs de rduction des particules est
extrmement fluctuante. Dans le cas dlectrofiltres ou de filtres
manches combins des techniques de dsulfuration des fumes (FGD),
tels que des purateurs calcaire humide, des purateurs par procds
semi-secs ou purateur par procds secs (injection de sorbant sec),
on peut obtenir un taux moyen d'limination de Hg de 75% (50% dans
llectrofiltre et 50% dans la FGD), et de 90% si l'on ajoute un
dispositif de rduction catalytique slective (SCR) hautes
performances. missions de SO2 Les missions d'oxyde de soufre
rsultent principalement de la prsence de soufre dans le
combustible. Le gaz naturel est gnralement considr comme exempt de
soufre. Ce n'est pas le cas pour certains gaz industriels, qui
peuvent ncessiter une dsulfuration. En gnral, dans le cas
d'installations de combustion fonctionnant avec un combustible
solide ou liquide, l'utilisation de combustible faible teneur en
soufre et/ou la dsulfuration est considre comme la MTD. Toutefois,
l'utilisation de combustible faible teneur en soufre pour des
installations d'une puissance suprieure 100 MWth ne peut, dans la
plupart des cas, tre considre que comme une mesure supplmentaire de
rduction des missions de SO2 combine d'autres mesures. Outre
l'utilisation de combustible faible teneur en soufre, les
techniques considres parmi les MTD sont principalement les
purateurs voie humide (taux de rduction compris entre 92 et 98%) et
la dsulfuration par procds semi-secs (taux de rduction compris
entre 85 et 92%), dont la part de march dpasse dj les 90%. Les
techniques de dsulfuration des fumes par voie sche, tels que
l'injection de sorbant sec, sont principalement utilises pour les
installations d'une puissance thermique infrieure 300
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Rsum
Grandes installations de combustion vii
MWth. L'purateur par voie humide prsente l'avantage de rduire
galement les missions de HCl, HF, poussires et mtaux lourds. Du
fait des cots levs, le procd d'puration par voie humide n'est pas
considr comme la MTD pour les installations d'une puissance
infrieure 100 MWth.
Niveau d'mission de SO2 (mg/Nm)
Charbon et lignite Tourbe Combustibles liquides pour
chaudires Puissance (MWth) Nouvel-
les instal-lations
Instal-lations exis-
tantes
Nouvel-les instal-
lations
Instal-lations exis-
tantes
Nouvel-les
instal-lations
Instal-lations exis-
tantes
MTD pour atteindre ces
niveaux
50 100 200 400* 150 400*
(FBC)
200 400*150 400*
(FBC) 200 300 200 300 100 350* 100 350*
100 300 100 200 100 250*
200 300 150 250
(FBC)
200 300150 -300
(FBC)
100 200* 100 250*
>300
20 150*
100 200 (CFBC/ PFBC)
20 200*
100 200*
(CFBC/ PFBC)
50 150
50 200(FBC)
50 200 50 150* 50 200*
Combustible faible teneur en soufre et/ou FGD (dsi) ou FGD (sds)
ou FGD (hum) (selon la taille de l'installation). puration l'eau de
mer. Techniques combines pour la rduction des NOx et du SO2
Injection de calcaire (FBC).
Notes: FBC: combustion en lit fluidis CFBC: combustion en lit
fluidis circulant PFBC: combustion en lit fluidis sous pression FGD
(hum): dsulfuration des fumes humides FGD (sds): dsulfuration des
fumes par procds semi-secs FGD (dsi): dsulfuration des fumes par
procds secs (injection de sorbant sec) * Quelques points de
divergence concernent cette valeur et sont rapports la section
4.5.8 et 6.5.3.3 du document principal.
Tableau 6: MTD pour la rduction des missions de SO2 mises par
certaines installations de combustion missions de NOx Les
principaux oxydes d'azote mis pendant la combustion sont le
monoxyde d'azote (NO) et le dioxyde d'azote (NO2), dnomms NOx. Dans
les installations de combustion charbon pulvris, la rduction des
missions de NOx par des mesures primaires et secondaires, telles
que la rduction slective catalytique (SCR), est une MTD ; la SCR
atteignant un taux de rduction compris entre 80 et 95%.
L'utilisation de la rduction slective catalytique (SCR) ou non
catalytique (SNCR) prsente l'inconvnient d'une ventuelle mission
d'ammoniac non ragi ("fuite d'ammoniac"). Dans le cas de petites
installations combustible solide sans forte variation de charge et
avec une qualit stable du combustible, la technique SNCR est
galement considre comme une MTD pour la rduction des missions de
NOx. Dans le cas des installations de combustion au lignite et la
tourbe pulvrise, la combinaison de diffrentes mesures primaires est
considre comme la MTD. Cela consiste par exemple en l'utilisation
de brleurs bas NOx avancs combine d'autres mesures primaires telles
que la recirculation des fumes, la combustion tage (tagement de
l'air), la recombustion (reburning), etc. Le recours des mesures
primaires tend provoquer une combustion incomplte, aboutissant un
niveau lev de carbone imbrl dans les cendres volantes et des
missions de monoxyde de carbone. Dans le cas des chaudires en lit
fluidis combustible solide, la MTD consiste rduire les missions de
NOx par la distribution de l'air ou la recirculation des fumes. On
observe un lger cart entre les missions de NOx dune combustion en
lit fluidis bouillonnant (BFBC) et dune combustion en lit fluidis
circulant (CFBC).
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Rsum
Grandes installations de combustion viii
Les conclusions relatives aux MTD pour la rduction des missions
de NOx et les niveaux d'mission associs pour divers combustibles
sont prsentes succinctement aux tableaux 8, 9 et 10.
Niveau d'mission de NOx associ aux MTD (mg/Nm) Puissance
(MWth) Technique de combustion Nouvelles installa-
tions
Installations existantes Combustible
Options MTD pour atteindre ces
niveaux
Combustion en couche 200 300* 200 300*
Charbon et lignite MP et/ou SNCR
PC 90 300* 90 300* Charbon Combinaison de MP et SNCR ou SCR
CFBC et PFBC 200 300 200 300 Charbon et lignite
50 100
PC 200 450 200 450* Lignite Combinaison de MP
PC 90* 200 90 200* Charbon
Combinaison de mesures primaires et
de SCR ou de plusieurs techniques
PC 100 200 100 200* Lignite Combinaison de MP 100 300
BFBC, CFBC et PFBC 100 200 100 200*
Charbon et lignite
Combinaison de MP et de SNCR
PC 90 150 90 200 Charbon
Combinaison de mesures primaires et
de SCR ou de plusieurs techniques
PC 50 200* 50 200* Lignite Combinaison de MP >300
BFBC,CFBC et PFBC 50 150 50 200
Charbon et lignite Combinaison de MP
Notes: PC: combustion sous forme pulvrise BFBC: combustion en
lit fluidis bouillonnant CFBC: combustion en lit fluidis circulant
PFBC: combustion en lit fluidis sous pression MP: mesures primaires
de rduction des NOx SCR: rduction slective catalytique des NOx
SNCR: rduction slective non catalytique des NOx L'utilisation
d'anthracite peut entraner des niveaux d'missions de NOx suprieurs
du fait des tempratures de combustion leves. *Quelques points de
divergence concernent cette valeur et sont rapports la section
4.5.9 du document principal.
Tableau 7: MTD pour la rduction des missions de NOx mises par
des installations de combustion au charbon et au lignite
Niveau d'mission de NOx (mg/Nm) Biomasse et tourbe Combustibles
liquides Puissance
(MWth) Nouvelles installations
Installations existantes
Nouvelles installations
Installations existantes
MTD pour atteindre ces niveaux
50 100 150 250 150 300 150 300* 150 450 100 300 150 200 150 250
50 150* 50 200*
>300 50 150 50 200 50 100* 50 150*
Combinaison de MP SNCR/ SCR ou
techniques combines Notes: MP: mesures primaires de rduction des
NOx SCR: rduction slective catalytique des NOx *Quelques points de
divergence concernent cette valeur et sont rapports au point
6.5.3.4 du document principal.
Tableau 8: MTD pour la rduction des missions de NOx mises par
des installations de combustion brlant de la tourbe, de la biomasse
ou des combustibles liquides Pour les turbines gaz neuves, les MTD
consistent en des brleurs bas NOx (bas NOx par voie sche - DLN, dry
low NOx) prmlange. Pour les turbines existantes, l'injection d'eau
et de vapeur ou la conversion la technique DLN est la MTD. Dans le
cas des installations stationnaires moteur gaz, l'approche par
mlange pauvre est une MTD au mme titre que la technique bas NOx par
voie sche dans les turbines gaz. Pour la plupart des turbines et
des moteurs gaz, la SCR est galement considre comme une MTD.
L'installation d'un systme SCR sur une turbine gaz cycle combin est
techniquement faisable mais
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Rsum
Grandes installations de combustion ix
pas conomiquement justifie pour les installations existantes.
Cela tient au fait que l'espace requis pour le gnrateur de vapeur
rcupration de chaleur (HRSG) n'a pas t prvu et n'est donc pas
disponible.
Niveau d'mission associ aux MTD
(mg/Nm) Type d'installation
NOx CO
Niveau d'O2 (%)
Options MTD pour atteindre ces niveaux
Turbines gaz Turbines gaz
neuves 20 50 5 100 15 Brleurs bas NOx (voie sche)
prmlange ou SCR DLN pour les turbines gaz
existantes 20 75 5 100 15 Brleurs bas NOx (voie sche) prmlange,
s'il est possible de les adapter
Turbines gaz existantes 50 90* 30 100 15 Injection d'eau et de
vapeur ou SCR
Moteurs gaz
Moteurs gaz neufs 20 75* 30 100* 15 Mlange pauvre ou SCR et
catalyseur d'oxydation pour le CO Moteur gaz neuf
avec HRSG en mode cognration
20 75* 30 100* 15 Mlange pauvre ou SCR et catalyseur d'oxydation
pour le CO
Moteurs gaz existants 20 100* 30 100 15 Rglage bas NOx
Chaudires gaz Chaudires gaz
neuves 50 100* 30 100 3
Chaudires gaz existantes 50 100* 30 100 3
Brleurs bas NOx ou SCR ou SNCR
Turbine gaz cycle combin (CCGT) CCGT neuves sans
HRSG 20 50 5 100 15 Brleurs bas NOx (voie sche)
prmlange ou SCR
CCGT existantes sans HRSG 20 90* 5 100 15
Brleurs bas NOx (voie sche) prmlange ou injection d'eau ou
de
vapeur ou SCR
CCGT neuves avec HRSG 20 50 30 100
Selon l'installa
tion
Brleurs bas NOx (voie sche) prmlange et brleurs bas NOx pour
la
partie chaudire ou SCR ou SNCR
CCGT existantes avec HRSG 20 90* 30 100
Selon l'installa
tion
Brleurs bas NOx (voie sche) prmlange ou par injection d'eau ou
de
vapeur et brleurs bas NOx pour la partie chaudire ou SCR ou
SNCR
SCR: rduction slective catalytique; SNCR: rduction slective non
catalytique; DLN : brleur bas NOx par voie sche; HRSG: gnrateur de
vapeur rcupration de chaleur; CHP: cognration * Quelques points de
divergence concernent cette valeur et sont rapports la section
7.5.4 du document principal.
Tableau 9: MTD pour la rduction des missions de NOx et de CO
mises par des installations de combustion au gaz missions de CO Le
monoxyde de carbone (CO) est toujours prsent comme produit
intermdiaire du procd de combustion; la MTD pour la minimisation
des missions de CO est la combustion complte, qui passe par une
bonne conception de la chaudire, l'utilisation de techniques hautes
performances pour le suivi et la conduite des procds, et la
maintenance du systme de combustion. Certains niveaux d'mission
associs lutilisation de MTD pour diffrents combustibles sont
indiqus dans les sections relatives aux MTD, mais seuls sont
indiqus dans le prsent rsum les niveaux pour les installations de
combustion gaz. Contamination de l'eau Outre la pollution de l'air
qu'elles entranent, les grandes installations de combustion
constituent galement une source importante de rejets aqueux (eau de
refroidissement et eaux uses) dans les rivires, les lacs et le
milieu marin.
-
Rsum
Grandes installations de combustion x
Toutes les eaux de ruissellement de surface (eau de pluie)
provenant des zones de stockage, qui entranent des particules de
combustible, devraient tre recueillies et traites (dcantation)
avant dtre rejete. De petites quantits d'eau contamine par du
ptrole (eau de lavage) sont invitables, occasionnellement, dans une
centrale lectrique. Les puits de sparation du ptrole constituent la
MTD pour viter tout dommage l'environnement. La conclusion
concernant les MTD pour la dsulfuration par voie humide est lie la
mise en oeuvre d'une station d'puration des eaux uses. Cette
puration consiste en diffrents traitements chimiques visant liminer
les mtaux lourds et rduire la quantit de matires solides rejetes
dans l'eau. La station comprend un ajustement du pH, la
prcipitation des mtaux lourds et llimination des matires solides.
Le document complet indique certains niveaux d'mission. Dchets et
rsidus Une grande attention a dj t prte par le secteur
l'utilisation des rsidus de combustion et des sous-produits, plutt
que leur simple mise en dcharge. L'utilisation et la rutilisation
constituent donc la meilleure option et sont prioritaires. De
nombreuses utilisations sont possibles pour les diffrents
sous-produits, tels que les cendres. Chaque option renvoie des
critres particuliers. Il n'a pas t possible d'aborder tous ces
critres dans le prsent BREF. Les critres de qualit sont
habituellement lis aux proprits structurelles des rsidus ainsi qu'
la teneur en substances nocives, par exemple la quantit de
combustible imbrl ou la solubilit des mtaux lourds, etc. Le produit
final de la technique d'puration par voie humide est le gypse, un
produit que l'installation, dans la plupart des pays de l'UE, peut
ensuite commercialiser. Il peut tre vendu et utilis en remplacement
du gypse naturel. La majeure partie du gypse produit dans les
centrales lectriques est utilis dans l'industrie des plaques de
pltre. La puret du gypse limite la quantit de calcaire qui peut tre
apport dans le procd. Co-combustion de dchets et de combustible
rcupr Les grandes installations de combustion, conues et exploites
selon les MTD, mettent en oeuvre des techniques et des mesures
efficaces pour l'limination des poussires (y compris, en partie,
des mtaux lourds), du SO2, des NOx, du HCl, HF et d'autres
polluants, ainsi que des techniques de prvention de la
contamination de l'eau et du sol. D'une manire gnral, ces
techniques peuvent tre juges suffisantes et sont donc considres
comme des MTD pour la co-combustion d'un combustible secondaire.
Cela se fonde sur les conclusions relatives aux MTD, et notamment
sur les niveaux d'mission associs l'utilisation des MTD telles que
dfinies dans les chapitres par type de combustible. Un apport accru
de polluants dans le systme de combustion peut tre compens, jusqu'
un certain point, par l'adaptation dun systme d'puration des fumes
ou par la limitation du pourcentage de combustible secondaire qui
peut tre brl. Concernant l'impact de la co-combustion sur la qualit
des rsidus, la principale question lie aux MTD est le maintien de
la qualit du gypse, des cendres, du mchefer et d'autres rsidus et
sous-produits au mme niveau que celui observ sans co-combustion
d'un combustible secondaire, des fins de recyclage. Si la
co-combustion entrane des volumes de rejets importants
(additionnels) de sous-produits ou de rsidus, ou une contamination
supplmentaire par des mtaux (Cd, Cr ou Pb par ex.) ou des dioxines,
des mesures additionnelles doivent tre prises pour y remdier. Degr
de consensus Le prsent document bnficie dans son ensemble d'un
large soutien des membres du groupe de travail technique.
Toutefois, l'industrie et principalement deux tats membres n'ont
pas donn leur entire approbation au prsent projet final, et ont
fait part de "points de divergence" concernant certaines
conclusions prsentes dans le document, en particulier les niveaux
d'mission et de rendement associs aux MTD dans le cas du charbon et
de lignite, des combustibles liquides et gazeux, ainsi qu'en ce qui
concerne l'utilisation de la SCR pour des raisons conomiques. Ils
contestent que les fourchettes indiques pour les niveaux d'mission
associs l'utilisation des MTD soient d'une manire gnrale trop
basses aussi bien pour les centrales lectriques neuves
qu'existantes. Il convient toutefois de noter que les niveaux
d'mission les plus levs associs aux MTD, en particulier pour les
installations existantes, sont similaires certaines valeurs limites
d'mission fixes dans certains tats membres. Une partie de
l'industrie a exprim un avis particulier concernant la mesure dans
laquelle le prsent document reflte l'exprience et les conditions de
toutes les grandes installations de combustion. Cela taye la
position des membres du groupe de travail technique selon laquelle
les niveaux d'mission associs aux MTD sont raisonnables, et indique
que ces niveaux sont dj atteints par bon nombre d'installations en
Europe.
-
Rsum
Grandes installations de combustion xi
La Commission Europenne lance et soutien, dans le cadre de ses
programmes de Recherche et Dveloppement Technologique, une srie de
projets traitant des technologies propres, des nouvelles
technologies de traitement et de recyclage des effluents ainsi que
des nouvelles stratgies de management. Ces projets pourraient
fournir une contribution utile aux futures rvisions du BREF. Les
lecteurs sont donc invits informer le bureau europen de lIPPC de
tout rsultat de recherche prsentant de l'intrt pour le prsent
document (voir galement la prface du prsent document).
-
Prface
Grandes installations de combustion xii
PRFACE 1. Statut du prsent document Sauf mention contraire, les
rfrences la Directive dans le prsent document concernent la
Directive du Conseil 96/61/CE relative la prvention et la rduction
intgres de la pollution. Comme la Directive sapplique sans prjudice
aux dispositions de la Communaut sur la sant et la scurit sur le
lieu de travail, il en est de mme pour ce document. Le prsent
document fait partie dune srie de documents prsentant les rsultats
dun change dinformations entre les tats membres de lUE et les
industries concernes par les meilleures techniques disponibles
(MTD), les dveloppements et la surveillance associs celles-ci. Il
est publi par la Commission Europenne en application de lArticle
16(2) de la Directive, et doit par consquent tre pris en compte
conformment lAnnexe IV de la Directive lors de la dtermination des
meilleures techniques disponibles . 2. Obligations juridiques
relevant de la Directive IPPC et dfinition des MTD Pour aider le
lecteur comprendre le contexte juridique dans lequel le prsent
document a t labor, certaines des dispositions les plus pertinentes
de la Directive IPPC, y compris la dfinition du terme meilleures
techniques disponibles , sont dcrites dans cette prface.
Invitablement, cette description est incomplte et elle est fournie
uniquement des fins d'information. Elle ne possde aucune valeur
juridique et ne modifie ni ne porte en aucun cas prjudice aux
dispositions relles de la Directive. L'objectif de la Directive
consiste mettre en oeuvre la prvention et la rduction intgres de la
pollution provenant des activits rpertories dans son Annexe I,
entranant un niveau lev de protection de l'environnement dans son
ensemble. La base juridique de la Directive se rapporte la
protection de l'environnement. Sa mise en oeuvre doit galement
prendre en compte les autres objectifs de la Communaut telle que la
comptitivit des industries de la Communaut contribuant ainsi un
dveloppement durable. La Directive prvoit plus particulirement un
systme d'autorisation pour certaines catgories d'installations
industrielles, ncessitant que les exploitants et les organismes de
contrle aient une vue d'ensemble intgre sur le potentiel de
pollution et de consommation de l'installation. L'objectif global
de cette approche intgre doit tre l'amlioration de la gestion et du
contrle des procds industriels afin de garantir un niveau de
protection lev pour l'environnement dans son ensemble. Le principe
gnral fournit dans lArticle 3 est essentiel cette approche. Il
indique que les exploitants doivent prendre toutes les mesures
prventives appropries contre la pollution, en particulier par le
biais de l'application des meilleures techniques disponibles qui
leur permettront d'amliorer leurs performances environnementales.
Le terme meilleures techniques disponibles est dfini dans lArticle
2(11) de la Directive comme le stade de dveloppement le plus
efficace et avanc des activits et de leurs modes d'exploitation,
dmontrant l'aptitude pratique de techniques particulires
constituer, en principe, la base des valeurs limites d'mission
visant viter et, lorsque cela s'avre impossible, rduire de manire
gnrale les missions et l'impact sur l'environnement dans son
ensemble. LArticle 2(11) approfondit cette dfinition comme suit : -
techniques , on entend aussi bien les techniques employes que la
manire dont l'installation est conue, construite, entretenue,
exploite et mise l'arrt, - disponibles , on entend les techniques
mises au point sur une chelle permettant de les appliquer dans le
contexte du secteur industriel concern, dans des conditions
conomiquement et techniquement viables, en prenant en considration
les cots et les avantages, que ces techniques soient utilises ou
produites ou non sur le territoire de l'tat membre en question,
pour autant quelles soient raisonnablement accessibles pour
loprateur, - meilleures , dsigne les plus efficaces pour atteindre
un niveau gnral lev de protection de l'environnement dans son
ensemble. En outre, lAnnexe IV de la Directive contient une liste
de considrations prendre en compte en gnral ou dans des cas
particuliers lors de la dtermination des meilleures techniques
disponibles compte tenu des cots et des avantages pouvant rsulter
d'une mesure et des principes de prcaution et de
-
Prface
Grandes installations de combustion xiii
prvention. Ces considrations comprennent les informations
publies par la Commission dans le respect de lArticle 16(2). Il est
ncessaire que les autorits comptentes responsables de la dlivrance
dautorisations prennent en compte les principes gnraux prsents dans
lArticle 3 lors de la dfinition des conditions dautorisation. Ces
conditions doivent inclure les valeurs limites d'mission, compltes
ou remplaces le cas chant par des paramtres ou des mesures
techniques quivalents. Conformment lArticle 9(4) de la Directive,
ces valeurs limites d'mission, paramtres et mesures techniques
quivalents doivent, sans prjudice au respect des normes de qualit
environnementales, se fonder sur les meilleures techniques
disponibles, sans prescrire l'utilisation d'une technique ou d'une
technologie spcifique et en prenant en compte les caractristiques
techniques de l'installation concerne, son implantation gographique
et les conditions locales de l'environnement. Dans tous les cas,
les conditions de l'autorisation doivent inclure des dispositions
sur la minimisation de la pollution longue distance ou
transfrontalires et doivent garantir un niveau lev de protection de
l'environnement dans son ensemble. En vertu de lArticle 11 de la
Directive, les tats membres ont l'obligation de s'assurer que les
autorits comptentes se tiennent informes ou sont informes de
l'volution des meilleures techniques disponibles. 3. Objectif du
prsent document LArticle 16(2) de la Directive demande que la
Commission organise un change dinformations entre les tats membres
et les industries concerns sur les meilleures techniques
disponibles, le contrle associ et leurs dveloppements , et publie
les rsultats de cet change. Lobjectif de lchange dinformations est
indiqu au prambule 25 de la Directive, qui mentionne que le
dveloppement et change d'informations au niveau communautaire en ce
qui concerne les meilleures techniques disponibles permettront de
rduire les dsquilibres au plan technologique dans la Communaut,
favoriseront la diffusion au plan mondial des valeurs limites et
des techniques utilises dans la Communaut et aideront les tats
membres dans la mise en oeuvre efficace de la prsente Directive. La
Commission (DG Environnement) a mis en place un forum dchange
dinformation (IEF) pour assister les travaux conformment lArticle
16(2), et plusieurs groupes de travail techniques ont t crs sous
lgide de lIEF. LIEF et les groupes de travail techniques
comprennent une reprsentation des tats membres et de lindustrie,
conformment lArticle 16(2). Cette srie de documents vise reflter
avec prcision lchange dinformations qui a t tabli conformment
lArticle 16(2), et fournir des informations de rfrence lautorit
dlivrant les autorisations pour quelle les prenne en considration
lors de la dfinition des conditions dautorisation. En fournissant
des informations pertinentes sur les meilleures techniques
disponibles, ces documents doivent agir comme des outils essentiels
pour lamlioration des performances environnementales. 4. Sources
d'information Le prsent document reprsente une synthse des
informations recueillies partir de plusieurs sources, y compris
l'expertise des groupes crs pour assister la Commission dans son
travail, et vrifies par les services de la Commission. Toute
contribution sera apprcie. 5. Comment comprendre et utiliser ce
document Les informations fournies dans le prsent document sont
destines tre utilises comme une contribution la dtermination des
MTD dans des cas spcifiques. Lors de la dtermination des MTD et de
ltablissement des conditions d'autorisation bases sur les MTD, il
convient de toujours prendre en compte l'objectif global qui vise
atteindre un niveau de protection lev pour l'environnement dans son
ensemble. Le type d'information qui est fourni dans chaque section
du document est dcrit ici. Le Chapitre 1 fourni des informations
gnrales sur le secteur industriel, et dcrit les principaux problmes
environnementaux.
-
Prface
Grandes installations de combustion xiv
Le Chapitre 2 propose une introduction aux principes et concepts
des cycles de combustion et de la production d'nergie. Il s'agit
d'une brve description, mais elle permet d'aider le lecteur
comprendre la technologie de combustion et la production d'nergie.
Le Chapitre 3 fournit des informations sur les procds et techniques
communes utiliss dans le secteur afin de rduire les missions des
grandes installations de combustion. Les Chapitres 4 8 fournissent
des informations sur les techniques utilises pour la combustion de
diffrents combustibles. Chaque chapitre est consacr un type de
combustible diffrent. C'est pour cette raison que lon fait
ultrieurement rfrence ces chapitres en parlant de chapitres ddis
aux combustibles . La structure de ces chapitres se base sur la
prsentation gnrale des BREF : La premire section de chaque chapitre
(Chapitres 4 8) fournit des informations sur les procds et
techniques utiliss dans la combustion des combustibles
particuliers. La deuxime section de chaque chapitre (Chapitres 4 8)
fournit des exemples de procds et techniques utiliss dans la
combustion des combustibles particuliers. La troisime section de
chaque chapitre (Chapitres 4 8) prsente des informations sur les
niveaux de consommation, refltant la situation dans les
installations existantes au moment de la rdaction. La quatrime
section de chaque chapitre (Chapitres 4 8) dcrit plus en dtail la
rduction des missions et d'autres techniques qui sont considres
comme tant les plus pertinentes dans la dtermination des MTD et des
conditions d'autorisation bases sur les MTD. Ces informations
comprennent des dtails sur les niveaux de consommation, les
rendements thermiques et les niveaux d'mission considrs atteignable
par lutilisation de la technique ; quelques indications sur le
niveau et le type de cots ; des informations sur les effets croiss
associs la technique ; mais aussi quelques dtails sur le paramtre
d'application de la technique sur la gamme des installations
ncessitant des autorisations IPPC (par exemple, si elle est
applicable aux installations petites ou grandes, nouvelles ou
existantes). Les techniques qui sont gnralement considres comme
tant obsolte ne sont pas incluses. La dernire section de chaque
chapitre (Chapitres 4 8) est une section de conclusions . Il
prsente les techniques, la consommation, le rendement thermique et
les niveaux d'mission qui sont considrs comme tant gnralement
compatibles avec les MTD. L'objectif de cette section consiste donc
fournir des indications gnrales sur la consommation, le rendement
thermique et les niveaux d'mission qui peuvent tre considrs comme
des points de rfrence appropris dans la dtermination des conditions
d'autorisation bases sur les MTD ou dans la mise en place de rgles
gnrales obligatoires conformment lArticle 9(8) de la Directive. Il
convient cependant de souligner que le prsent document ne propose
aucune valeur limite d'mission. La dtermination des conditions
d'autorisation appropries impliquera la prise en considration de
facteurs locaux et spcifiques au site comme les caractristiques
techniques de l'installation, son implantation gographique et les
conditions environnementales locales. Dans le cas des installations
existantes, la viabilit conomique et technique de leur mise niveau
(modernisation) doit galement tre prise en compte. Mme lunique
objectif qui consiste garantir un niveau lev de protection de
l'environnement dans son ensemble impliquera souvent la prise de
dcisions de compromis entre diffrents types d'impact sur
l'environnement, et cette prise de dcision sera souvent influence
par des considrations locales. Bien qu'il existe une tentative de
rsoudre certains de ses problmes, il est impossible de les prendre
entirement en compte dans ce document. Les techniques et les
niveaux prsents dans la section de conclusions sur les meilleures
techniques disponibles dans chacun des chapitres ddies aux
combustibles (Chapitres 4 8) ne seront par consquent pas
ncessairement adapts toutes les installations. D'autre part,
l'obligation visant garantir un niveau lev de protection
environnementale, notamment la minimisation de la pollution longue
distance ou transfrontalire, implique que les conditions
d'autorisation ne peuvent pas tre dfinies sur la base de
considrations purement locales. Par consquent, il est de la plus
haute importance que les informations contenues dans le prsent
document soient intgralement prises en considration par les
autorits dlivrant les autorisations. Comme les meilleures
techniques disponibles volueront dans le temps, le prsent document
sera rvis et mis jour comme appropri. Tous les commentaires et
suggestions doivent tre faits au Bureau IPPC europen lInstitut des
tudes de prospective technologique. Bureaux ladresse ci-dessous
:
-
Prface
Grandes installations de combustion xv
Edificio Expo, Inca Garcilaso s/n, E-41092 Sville Espagne
Tlphone : +34 95 4488 284 Fax : +34 95 4488 426 Adresse lectronique
: [email protected] Internet: http://eippcb.jrc.es 6.
Interface entre les directives IPPC et Grandes Installations de
Combustion La prsentation des questions ci-dessous concerne
l'interface entre la Directive 2001/80/CE du 23 octobre 2001 sur la
limitation des missions atmosphriques de certains polluants
provenant des grandes installations de combustion (Directive GIC)
et la Directive 96/61/CE du 24 septembre 1996 concernant la
prvention et la rduction intgres de la pollution (Directive IPPC).
Il convient de noter que la dernire interprtation de la loi de la
Communaut est du ressort de la Cour de Justice Europenne et on ne
peut donc pas exclure que l'interprtation par la Cour puisse donner
lieu de futures nouvelles questions. La Directive GIC contient les
principales rfrences explicites suivantes la Directive IPPC : Le
prambule 8 de la Directive GIC mentionne que le respect des valeurs
limites dmission fixes dans la prsente Directive doit tre considr
comme une condition ncessaire mais non suffisante du respect des
exigences de la directive 96/61/CE concernant lutilisation des
meilleures techniques disponibles. Ce respect peut entraner la
fixation de valeurs limites dmission plus strictes visant dautres
substances et dautres milieux ainsi que dautres conditions
appropries. Le prambule est prcis : le respect des valeurs limites
d'mission fixes dans la Directive GIC ne supprime pas l'obligation
de se conformer la Directive IPPC, en particulier lors du
fonctionnement en conformit avec une autorisation (Article 9(4) de
la Directive IPPC) contenant les conditions dtermines en vertu de
la Directive. LArticle 4(3) et lArticle 4(6) de la Directive GIC
permettent aux Etats Membres de mettre en place un schma national
de rduction des missions pour les installations existantes, ou
d'appliquer aux installations existantes les valeurs limites
d'mission spcifies dans la Directive GIC. Toutefois, le schma ne
peut en aucun cas accorder une installation une drogation aux
dispositions de la lgislation communautaire pertinente, y compris,
notamment, la directive 96/61/CE. Ainsi, mme si une installation
est couverte par un schma national, elle doit fonctionner en
conformit avec les dispositions prvues par la Directive IPPC, y
compris une autorisation contenant les valeurs limites d'mission ou
les paramtres et mesures techniques quivalents, dtermins selon les
dispositions de lArticle 9(4) ou de lArticle 9(8) de la Directive
IPPC. En outre, telle que prsente dans la prface standard des BREF,
une certaine flexibilit est ancre dans les dispositions de lArticle
9(4) de la Directive IPPC ainsi que dans la dfinition des MTD.
LArticle 4(4) de la Directive GIC fournit une drogation possible
pour les installations en fin de vie qui ne sont pas tenues de
respecter les valeurs limites dmission ou qui peuvent tre incluses
dans un schma national de rduction des missions sans prjudice de la
Directive 96/61/CE. Comme dans le cas prcdent, l'installation
concerne doit toujours fonctionner conformment une autorisation
IPPC. Telles que prsentes ci-dessus, les dispositions de lArticle
9(4) de la Directive IPPC et la dfinition des MTD permet aux
autorits comptentes de prendre en compte les spcificits de ces
installations en fin de vie . De plus, le demandeur doit joindre la
dclaration crite conformment l'Article 4(4)(a) de la Directive GIC
aux documents rpertoris dans lArticle 6 de la Directive IPPC
concernant les demandes d'autorisation.
-
Grandes installations de combustion xvi
Document de rfrence sur les meilleures techniques disponibles
pour les grandes installations de combustion
RSUM......................................................................................................................................................I
PRFACE...............................................................................................................................................
XII PORTE ET ORGANISATION DU DOCUMENT
.......................................................................XXVI
1 GNRALITES
..................................................................................................................
1
1.1 Prsentation de lindustrie
.....................................................................................................
1 1.2 Situation conomique
............................................................................................................
7 1.3 Questions cl lis lenvironnement
...................................................................................
10
1.3.1
Rendement.................................................................................................................................
11 1.3.2 missions atmosphriques
........................................................................................................
12
1.3.2.1 Oxydes de
souffre...........................................................................................................
13 1.3.2.2 Oxydes dazote
(NOx)....................................................................................................
13 1.3.2.3 Les poussires et les
particules.......................................................................................
15 1.3.2.4 Mtaux
lourds.................................................................................................................
15 1.3.2.5 Monoxyde de carbone
....................................................................................................
18 1.3.2.6 Gaz effet de serre (dioxyde de carbone et
autres)........................................................ 18
1.3.2.7 Acide chlorhydrique
.......................................................................................................
22 1.3.2.8 Fluorure dhydrogne
.....................................................................................................
22 1.3.2.9 Ammoniac (NH3)
...........................................................................................................
22 1.3.2.10 Composs organiques volatiles (VOC en anglais, COV en
franais)............................. 23 1.3.2.11 Polluants
organiques persistants (POP), hydrocarbures aromatiques
polycycliques
(HAP), dioxines et
furannes...........................................................................................
23 1.3.3 missions dans
l'eau..................................................................................................................
23 1.3.4 Rsidus de combustion et
sous-produits....................................................................................
25 1.3.5 missions sonores
.....................................................................................................................
28 1.3.6 mission de substances radioactives
.........................................................................................
28
2 TECHNIQUES COURANTES DE PRODUCTION
DENERGIE............................... 29 2.1 Principes de
combustion
......................................................................................................
29 2.2 Techniques gnrales de
combustion...................................................................................
30
2.2.1 Conversion de la chaleur du
combustible..................................................................................
30 2.2.2 Combustion de combustibles solides pulvriss
.......................................................................
30 2.2.3 Combustion en lit fluidis
.........................................................................................................
30 2.2.4 Combustion en couche
..............................................................................................................
31 2.2.5 Combustion au gaz et au fioul
...................................................................................................
31 2.2.6 Gazification
.............................................................................................................................
31
2.3 Conversion directe
...............................................................................................................
31 2.3.1
Gnralits.................................................................................................................................
31 2.3.2 Moteurs combustion
...............................................................................................................
32 2.3.3 Turbine
gaz.............................................................................................................................
32
2.4 Procds vapeur courants
....................................................................................................
33 2.4.1
Gnralits.................................................................................................................................
33 2.4.2 Centrale lectrique
condensation............................................................................................
33 2.4.3 Cognration (Production combine dlectricit et de
chaleur)............................................... 33
2.5 Cycle combin
.....................................................................................................................
34 2.5.1
Gnralits.................................................................................................................................
34 2.5.2 Combustion supplmentaire des turbines gaz cycle combin et
ralimentation (repowering)
des centrales lectriques
existantes......................................................................................
35 2.6 lments typiques dun cycle de
vapeur..............................................................................
35
2.6.1 La chaudire
..............................................................................................................................
38 2.6.2 Turbine
vapeur........................................................................................................................
39 2.6.3
Condenseur................................................................................................................................
39 2.6.4 Systme de
refroidissement.......................................................................................................
39 2.6.5 Cots spcifiques des diffrentes installations de centrales
lectriques .................................... 39
2.7 Rendement
...........................................................................................................................
40 2.7.1 Rendement de Carnot
................................................................................................................
40 2.7.2 Rendement thermique
...............................................................................................................
41 2.7.3 Rendement
global......................................................................................................................
41
-
Grandes installations de combustion xvii
2.7.4 Rendement global du soutirage de
vapeur.................................................................................
42 2.7.5 Concept et rendement de lexergie
............................................................................................
42 2.7.6 Influence des conditions climatiques sur le rendement
............................................................. 45
2.7.7 Relation entre les questions de rendement et denvironnement
................................................ 47 2.7.8 Pertes de
rendement dans les installations de combustion
........................................................ 47 2.7.9
Mesures techniques gnriques permettant damliorer le rendement des
grandes installations
de
combustion......................................................................................................................
48 3 PROCEDES ET TECHNIQUES GNRALES DE RDUCTION DES MISSIONS DES
GRANDES INSTALLATIONS DE
COMBUSTION...................................................................
50
3.1 Quelques mesures primaires visant rduire les
missions................................................. 51 3.1.1
Changement de combustible
.....................................................................................................
51 3.1.2 Modifications de la combustion
................................................................................................
51
3.2 Techniques de rduction des missions de particules
.......................................................... 53 3.2.1
lectrofiltres (ESP)
...................................................................................................................
54 3.2.2 lectrofiltres humides
...............................................................................................................
57 3.2.3 Filtres
manches.......................................................................................................................
57 3.2.4 Prcipitation centrifuge
(cyclones)............................................................................................
60 3.2.5 purateur par voie humide
........................................................................................................
60 3.2.6 Performance gnrale des dispositifs de rduction des
particules ............................................. 63
3.3 Techniques de rduction des missions d'oxyde de soufre
.................................................. 65 3.3.1 Mesures
primaires de rduction des missions d'oxyde de
soufre............................................. 65
3.3.1.1 Utilisation dun combustible faiblement soufr ou dun
combustible avec des composs de cendres basiques pour la
dsulfuration
interne..........................................................
65
3.3.1.2 Utilisation dadsorbants dans des systmes de combustion
en lit fluidis...................... 65 3.3.2 Mesures secondaires
de rduction des missions d'oxyde de soufre
......................................... 65 MWe .67 3.3.3
purateurs par voie
humide.......................................................................................................
67
3.3.3.1 purateurs humides au calcaire/ la
chaux.....................................................................
68 3.3.3.2 purateur leau de
mer.................................................................................................
75 3.3.3.3 purateur au magnsium par voie humide
.....................................................................
76 3.3.3.4 purateur l'ammoniac par voie humide
.......................................................................
77
3.3.4 purateurs semi-secs
.................................................................................................................
77 3.3.5 Injection de sorbant
...................................................................................................................
80
3.3.5.1 Injection de sorbant dans le
foyer...................................................................................
80 3.3.5.2 Injection de sorbant dans le conduit (dsulfuration des
fumes par voie sche) ............ 82 3.3.5.3 Injection de sorbant
hybride
...........................................................................................
85 3.3.5.4 Absorbeur en lit fluidis circulant (CFB) par voie sche
............................................... 86
3.3.6 Procd rgnrable
..................................................................................................................
86 3.3.6.1 Procd sulfite/bisulfite de
sodium.................................................................................
86 3.3.6.2 Procd doxyde de
magnsium.....................................................................................
87
3.3.7 Performance gnrale des techniques de dsulfuration des
fumes .......................................... 89 3.4 Techniques
de rduction des missions doxyde dazote
.................................................... 94
3.4.1 Mesures primaires de rduction des NOx :
................................................................................
94 3.4.1.1 Faible excs
dair............................................................................................................
95 3.4.1.2 tagement de lair
..........................................................................................................
96 3.4.1.3 Recirculation des
fumes................................................................................................
97 3.4.1.4 Prchauffage dair rduit
................................................................................................
97 3.4.1.5 tagement du combustible (recombustion (reburning))
................................................. 97 3.4.1.6
Brleurs bas
NOx..........................................................................................................
100 3.4.1.7 Performance gnrale des mesures primaires de rduction
des missions des NOx..... 105
3.4.2 Mesures secondaires pour rduire les missions des
NOx....................................................... 107
3.4.2.1 Rduction slective catalytique (SCR)
.........................................................................
107 3.4.2.2 Rduction slective non catalytique (SNCR)
............................................................... 114
3.4.2.3 Aspects de scurit du stockage de
lammoniac...........................................................
116 3.4.2.4 Performance gnrale des mesures secondaires de rduction
des missions des NOx. 117
3.5 Techniques combines de rduction des missions doxyde de
soufre et doxyde dazote118 3.5.1 Rgnration/adsorption solide
...............................................................................................
118
3.5.1.1 Procd de charbon actif
..............................................................................................
118 3.5.1.2 Le procd NOXSO
.....................................................................................................
119 3.5.1.3 Autres procds dadsorption/de rgnration
solide................................................... 119
3.5.2 Procds catalytiques gazeux/solides
......................................................................................
119 3.5.2.1 Procd
WSA-SNOx.....................................................................................................
120
-
Grandes installations de combustion xviii
3.5.2.2 Procd
DESONOX.....................................................................................................
120 3.5.2.3 Le procd
SNRB.........................................................................................................
121 3.5.2.4 Procd catalytiques
gazeux/solides.............................................................................
121
3.5.3 Irradiation par faisceau lectronique
.......................................................................................
121 3.5.4 Injection alcaline
.....................................................................................................................
122 3.5.5 purateur par voie humide avec des additifs pour extraire
le NOx.......................................... 122 3.5.6
Performance gnrale des techniques combines pour rduire le SO2 et le
NOx .................... 123
3.6 Techniques de rduction des missions de mtaux (mtaux lourds)
................................. 124 3.6.1 Contrle des missions de
mercure
(Hg).................................................................................
125
3.6.1.1 Mesures primaires visant rduire la teneur en Hg du
combustible solide.................. 125 3.6.1.2 Technologies de
traitement des fumes visant rduire les missions de mercure......
125
3.6.2 Rduction des missions de mtaux dans les systmes de contrle
des particules.................. 125 3.6.3 Rduction des missions de
mtaux dans les systmes de dsulfuration des fumes.............. 126
3.6.4 Rduction des missions de mtaux dans les systmes de contrle
des NOx .......................... 126 3.6.5 Rduction des missions
de mtaux par des systmes conus pour llimination des mtaux 126
3.7 Techniques de rduction des missions de CO et dhydrocarbures
non brls ................. 127 3.8 Techniques de rduction des
missions de composs halogns.......................................
128
3.8.1 Rduction des missions de mtaux dans les systmes de
rduction des particules................ 128 3.8.2 Rduction des
missions dhalognes dans les systmes de dsulfuration des
fumes........... 128 3.8.3 Rduction des missions dhalognes dans les
systmes de contrle des NOx ....................... 129
3.9 Rduction des missions de gaz effet de serre des grandes
installations de combustion 129 3.9.1 Rduction des missions de
dioxyde de carbone en augmentant le rendement thermique...... 129
3.9.2 limination du dioxyde de carbone des fumes
......................................................................
132
3.10 Techniques de contrle des rejets dans
leau.....................................................................
132 3.10.1 Eaux uses provenant des stations dpuration
.......................................................................
133 3.10.2 Eaux uses provenant des systmes du circuit de
refroidissement .......................................... 133
3.10.3 Eaux uses provenant dautres sources du procd de gnration de
vapeur.......................... 134 3.10.4 Eaux uses provenant des
systmes dpuration des fumes
.................................................. 134 3.10.5 Eaux
uses provenant des
sanitaires........................................................................................
135 3.10.6 Techniques de traitement des eaux uses
................................................................................
135 3.10.7 Autres eaux uses
....................................................................................................................
137
3.11 Techniques de contrle des rejets dans le sol
....................................................................
137 3.12 Mesures de contrle des missions
sonores.......................................................................
138
3.12.1 Options de base
.......................................................................................................................
138 3.12.2 Bruit de
structure.....................................................................................................................
139 3.12.3 Bruit dans les tuyauteries et les conduites
...............................................................................
139 3.12.4
Silencieux................................................................................................................................
139 3.12.5 Bruit des machines
..................................................................................................................
140 3.12.6 Conclusions
.............................................................................................................................
140
3.13 Techniques de refroidissement
..........................................................................................
140 3.14 Surveillance et analyse des
missions................................................................................
141
3.14.1 Composants
dmission...........................................................................................................
141 3.14.2 Conditions de rfrence et paramtres
....................................................................................
142 3.14.3 Emplacements tests
.................................................................................................................
142 3.14.4 Surveillance des
missions......................................................................................................
143
3.14.4.1 Surveillance en continu
................................................................................................
144 3.14.4.2 Mesures discontinues
...................................................................................................
144 3.14.4.3 Estimations des missions bases sur la mesure des
paramtres dexploitation........... 144 3.14.4.4 Facteurs
dmission......................................................................................................
144
3.14.5 Analyse des donnes dmissions
...........................................................................................
145 3.15 Outils de gestion de
l'environnement.................................................................................
146
3.15.1 Meilleures techniques disponibles pour la gestion de
lenvironnement .................................. 152 3.16 Une
introduction lapproche intgre de protection de lenvironnement dans
son ensemble .153
4 TECHNIQUES DE COMBUSTION DE CHARBON ET DE
LIGNITE................... 155 4.1 Procds et techniques
appliqus.......................................................................................
156
4.1.1 Dchargement, stockage et manipulation/manutention du
charbon, du lignite et des additifs156 4.1.1.1 Charbon et lignite
.........................................................................................................
156 4.1.1.2 Additifs et ractifs de traitement
..................................................................................
157
4.1.2 Prtraitement du charbon et du
lignite.....................................................................................
157 4.1.3 Prparation des combustibles
..................................................................................................
159
4.1.3.1 Prparation des combustibles pour la combustion charbon
pulvris........................ 159
-
Grandes installations de combustion xix
4.1.3.2 Prparation des combustibles pour la combustion du
lignite pulvris ....................... 162 4.1.3.3 Prparation des
combustibles pour la combustion en lit fluidis
(FBC)....................... 163 4.1.3.4 Prparation des
combustibles pour la combustion en couche
(GF).............................. 163
4.1.4 Types de chaudires et gnrateur de vapeur
..........................................................................
163 4.1.4.1 Centrales
lectriques.....................................................................................................
163 4.1.4.2 Combustion en lit fluidis (FBC)
.................................................................................
167 4.1.4.3 Combustion en lit fluidis sous pression
......................................................................
170 4.1.4.4 Combustion en couche
(GF).........................................................................................
171
4.1.5 Gazification intgre cycle
combin...................................................................................
171 4.1.6 Cognration
...........................................................................................................................
173 4.1.7 Combustion en cycle combin (repowering (remplacement des
installations existantes par des
installations plus
performantes))........................................................................................
174 4.1.8 Rendement des grandes installations de combustion au
charbon et au lignite ........................ 174
4.1.8.1 Rendement de la
chaudire...........................................................................................
174 4.1.8.2 Techniques visant optimiser le rendement des chaudires
au charbon...................... 174
4.1.9 Matrise des missions atmosphriques des grandes
installations de combustion au charbon et au lignite
............................................................................................................................
175
4.1.9.1 Matrise des missions de la combustion au charbon sous
forme pulvrise ............... 175 4.1.9.2 Rduction des missions
issues de la combustion en lit fluidis
.................................. 182 4.1.9.3 Rduction des
missions issues de la combustion en couche
....................................... 183
4.1.10 Traitement de leau et des eaux uses
.....................................................................................
184 4.1.11 Traitement des sous-produits et des rsidus de combustion
.................................................... 184
4.2 Exemples de procds et techniques
appliqus..................................................................
187 4.2.1 Exemples de techniques individuelles
appliques...................................................................
187 4.2.2 Exemples de techniques appliques visant amliorer les
performances environnementales des
grandes installations de combustion au charbon et au lignite
existantes ........................... 210 4.2.3 Exemples de
techniques appliques aux nouvelles grandes installations de
combustion au
lignite et au
charbon...........................................................................................................
216 4.3 Consommation et niveaux dmission actuels
...................................................................
225
4.3.1 Charbon et lignite utiliss dans les grandes installations
de combustion ................................ 225 4.3.2 Rendement
des installations de combustion au charbon et au
lignite...................................... 228 4.3.3 missions
atmosphriques
......................................................................................................
231
4.3.3.1 missions atmosphriques des installations de combustion
au charbon ...................... 231 4.3.3.2 missions
atmosphriques des installations de combustion au lignite
......................... 234 4.3.3.3 missions de mtaux lourds
.........................................................................................
236
4.3.4 missions dans leau des installations de combustion au
charbon.......................................... 240 4.3.5
missions dans leau des installations de combustion au
lignite............................................. 244 4.3.6
Sous-produits et rsidus de combustion
..................................................................................
245 4.3.7 missions du
bruit...................................................................................................................
249
4.4 Techniques prendre en compte pour dterminer les MTD de la
combustion du charbon et du lignite .250
4.4.1 Techniques de dchargement, stockage et
manipulation/manutention du combustible .......... 251 4.4.2
Techniques de prtraitement des combustibles
.......................................................................
252 4.4.3 Techniques pour augmenter le rendement et lutilisation
des combustibles ........................... 253 4.4.4 Techniques
de prvention et de rduction des missions de poussires et de mtaux
lourds lis
aux
particules.....................................................................................................................
255 4.4.5 Techniques de prvention et de rduction des missions de
SO2 ............................................ 256 4.4.6
Techniques de prvention et de rduction des missions de NOX et de
N2O .......................... 258 4.4.7 Techniques de prvention et
de rduction de la pollution de l'eau
.......................................... 260
4.5 Meilleures techniques disponibles (MTD) en matire de
combustion du charbon et du lignite .261
4.5.1 Introduction
.............................................................................................................................
261 4.5.2 Dchargement, stockage et manipulation/manutention des
combustibles et des additifs........ 263 4.5.3 Prtraitement des
combustibles
...............................................................................................
264 4.5.4 Combustion
.............................................................................................................................
264 4.5.5 Rendement thermique
.............................................................................................................
264 4.5.6
Poussires................................................................................................................................
266 4.5.7 Mtaux
lourds..........................................................................................................................
268 4.5.8 missions de SO2
....................................................................................................................
268 4.5.9 missions de
NOx....................................................................................................................
272 4.5.10 Monoxyde de carbone (CO)
....................................................................................................
276 4.5.11 Acide fluorhydrique (HF) et acide chlorhydrique (HCl)
......................................................... 276
4.5.12 Ammoniac
(NH3)....................................................................................................................
276
-
Grandes installations de combustion xx
4.5.13 Pollution de leau
....................................................................................................................
276 4.5.14 Rsidus de
combustion............................................................................................................
278
4.6 Nouvelles techniques de combustion au charbon et au lignite
.......................................... 279 4.6.1 Installation
pilote dun pr-scheur de lignite avec de la chaleur basse temprature
........... 279 4.6.2 Rduction simultane du SOx, NOx et
mercure......................................................................
279
5 TECHNIQUES DE COMBUSTION DE LA BIOMASSE ET DE LA TOURBE......
281 5.1 Procds et techniques
appliqus.......................................................................................
281
5.1.1 Dchargement, stockage et manipulation/manutention de la
biomasse et de la tourbe ........... 281 5.1.1.1 Transport et
manipulation/manutention de la biomasse et de la
tourbe........................ 281 5.1.1.2 Transport et
manipulation/manutention de la paille
..................................................... 282
5.1.2 Prtraitement de la biomasse et de la tourbe
...........................................................................
283 5.1.3 Aspects spcifiques de la combustion et de la gazification
de la biomasse et de la tourbe ... 283
5.1.3.1 Combustion en couche
.................................................................................................
283 5.1.3.2 Combustion de la paille
................................................................................................
284 5.1.3.3 Combustion la tourbe pulvrise
...............................................................................
284 5.1.3.4 Combustion en lit fluidis
............................................................................................
285 5.1.3.5 Gazification de la biomasse
........................................................................................
287 5.1.3.6 Cognration
................................................................................................................
288 5.1.3.7 Co-combustion de biomasse et de combustibles fossiles
............................................. 288
5.1.4 puration des fumes
..............................................................................................................
291 5.1.4.1 Rduction des missions issues de la combustion en couche
....................................... 291 5.1.4.2 Rduction des
missions atmosphriques provenant de la combustion de tourbe
pulvrise
.....................................................................................................................
292 5.1.4.3 Rduction des missions provenant de la combustion en lit
fluidis de biomasse et de
tourbe
...........................................................................................................................
293 5.1.5 Traitement de leau et des eaux uses
.....................................................................................
294 5.1.6 Gestion des sous-produits et rsidus de combustion
...............................................................
294
5.2 Exemples de procds et techniques
appliqus..................................................................
295 5.2.1 Techniques individuelles de rduction des missions des
grandes installations de combustion
la biomasse et la
tourbe...................................................................................................
296 5.2.2 Optimisation des performances environnementales des
grandes installations de combustion la
tourbe et la
biomasse.......................................................................................................
297 5.2.3 Performances environnementales de nouvelles grandes
installations de combustion la tourbe
et la
biomasse..................................................................................................................
302 5.3 Consommation et niveaux dmission actuels
...................................................................
309
5.3.1 Prsentation du dbit massique
...............................................................................................
309 5.3.2 Prsentation de la biomasse et de la tourbe utilises dans
les grandes installations de
combustion
........................................................................................................................
309 5.3.2.1 Biomasse
......................................................................................................................
309 5.3.2.2 Tourbe
..........................................................................................................................
312
5.3.3 Rendement des installations de combustion de biomasse et
de tourbe.................................... 314 5.3.4 missions
atmosphriques
......................................................................................................
314
5.3.4.1 missions atmosphriques des installations de combustion
la biomasse .................. 314 5.3.4.2 missions atmosphriques
des installations de combustion la tourbe .......................
316
5.3.5 Rsidus de combustion et autres
.............................................................................................
317 5.3.6 Sources potentielles d'mission sonore
...................................................................................
317
5.4 Techniques prendre en compte pour dterminer les MTD de la
combustion de la biomasse et de la tourbe
.......................................................................................................................................
318
5.4.1 Techniques de dchargement, stockage et
manipulation/manutention du combustible .......... 319 5.4.3
Techniques de combustion
......................................................................................................
321 5.4.4 Techniques pour augmenter le
rendement......................................................................