Padiekafverwerking ‘ De milieu-aspecten nader belicht’
Paramaribo 25 oktober 2006 NIMOS
1
1. Algemene inleiding Op 18 juli 2006 heeft het Ministerie van Landbouw, Veeteelt en Visserij (Min.LVV) een Gemengde Commissie Padiekafverwerking ingesteld. De Commissie bestaat uit de volgende leden: • Dhr. Ir. C. Alvares (Ministerie van Landbouw, Veeteelt en Visserij) • Dhr. Ir. R. Tjon A Hung (Ministerie van Natuurlijke Hulpbronnen) • Mevr. C. Margaret – Resomardono, B.Sc. (Ministerie van Arbeid, Technologische Ontwikkeling en Milieu) Tevens is de Commissie belast met de volgende taken: 1. Het inventariseren van het bestaande padiekaf probleem, zowel kwantitatief als kwalitatief; 2. het beschrijven van de ontstane milieuproblemen; 3. het opstellen van de randvoorwaarden waaraan padiekafverwerking moet voldoen; 4. het evalueren van de bestaande initiatieven m.b.t. padiekafverwerking het bespreken van de gestelde randvoorwaarden met potentiële investeerders; 5. het beoordelen van nieuwe particuliere initiatieven, rekeninghoudend met de gestelde randvoorwaarden; 6. het opstellen van een oplossingsmodel voor padiekafverwerking, waarin is opgenomen een plan voor de uitvoering van de verwerking. Met betrekking tot de milieuaspecten van bovengenoemde punten is er een apart verslag ontwikkeld die uitgebreid ingaat op de ontstane milieuproblemen en de milieuvoorwaarden waaraan de padiekafverwerking moet voldoen.
2
2. Luchtverontreiniging als voornaamste milieuprobleem bij de verbranding van padiekaf. Gezien de huidige situatie van de rijstsector, vormt de verbranding van rijstkaf een probleem voor het milieu en de gemeenschap. Het voornaamste milieuprobleem is de luchtverontreiniging. In dit hoofdstuk zal er worden ingegaan op het begrip luchtverontreiniging en de effecten daarvan met betrekking tot de verbranding van rijstkaf. 2.1 Luchtverontreiniging Onder luchtverontreiniging wordt verstaan de aanwezigheid van stoffen in de lucht die opzichzelf of samen met andere stoffen een nadelig effect vormen voor het milieu en de gezondheid van de mens. Er is sprake van luchtverontreiniging als de samenstelling van de lucht verandert en schade of hinder oplevert. Over het algemeen wordt de mens gezien als de belangrijkste luchtvervuiler. De belangrijkste bronnen van luchtvervuiling zijn de industrie, de landbouw, de energievoorziening en het verkeer. Bij de verbranding van stoffen komen andere stoffen vrij die de lucht kunnen vervuilen of in de lucht reageren tot vervuilde stoffen. De belasting die op het milieu ontstaat, heeft nadelige effecten op ecosystemen, materialen en de volksgezondheid. Luchtverontreiniging kan op verschillende manieren ontstaan door allerlei stoffen die in de atmosfeer terechtkomen en daar kunnen reageren tot andere (schadelijke)stoffen. Tevens speelt het weer, de wind en de temperatuur een belangrijke rol voor de reacties die met de stoffen kunnen plaatsvinden, het transport van de stoffen over grote afstanden en de verspreiding daarvan. Ook de regen kan stoffen uit de lucht verwijderen en de zon zorgt voor de chemische omzetting van de stoffen in andere (schadelijke) stoffen. Luchtverontreiniging doorloopt een aantal processen: 1. Emissie: de verontreiniging wordt uitgestoten 2. Transport: de verontreiniging wordt getransporteerd 3. Omzetting: soms reageert de verontreiniging met andere deeltjes in de lucht en wordt dan omgezet in een andere (verontreinigende) stof 4. Verspreiding: de verontreiniging wordt door de lucht meegenomen en over een groot gebied verspreid 5. Immissie: de verontreiniging wordt opgenomen in een bepaald gebied. 6. Depositie: de verontreiniging wordt afgezet in een gebied/ op de grond/ op een object. 2.2 Emissies bij de verbranding van rijstkaf Bij de verbranding van rijstkaf kunnen er stoffen vrijkomen zoals kooldioxide (CO2), koolmonoxide (CO), silicium verbindingen (Si – X) en asdeeltjes die in verschillende grootte variëren. De verbindingen die ontstaan zijn afhankelijk van een onvolledige of
3
volledige verbranding die plaatsvindt. De vrijkomende stoffen bezitten eigenschappen die schadelijk zijn te noemen en vormen een nadelig effect voor het milieu en de gezondheid van de mens. 2.4 Eigenschappen van de stoffen die vrijkomen bij verbranding van rijstkaf Kooldioxide (CO2) is een reukloos gas die ook bij de verbranding van rijstkaf vrijkomt. CO2 is een grensoverschrijdende verontreiniging hetgeen wil zeggen dat de effecten van verontreiniging niet alleen optreden in het land waar het gas uitgestoten wordt. De gemiddelde verblijftijd van koolstofdioxide is meer dan een eeuw. Gevolg is dat dit broeikasgas het klimaat blijft beïnvloeden, zelfs lang nadat maatregelen zijn genomen om uitstoot terug te dringen. Tevens heeft dit gas fysische gevaren. Het is zwaarder dan lucht en kan zich makkelijk ophopen op laaggelegen plaatsen met zuurstofgebrek als gevolg. Bij hoge stroomsnelheden kan elektrostatische lading opgebouwd worden en kan een aanwezig ontplofbaar mengsel aansteken. CO2 kan in het lichaam worden opgenomen door inademing. Bij kortstondige blootstelling aan de mens kan er bij inademing van hoge concentraties hyperventilatie en bewusteloosheid optreden. Een snelle verdamping kan bevriezing veroorzaken. Bij een langdurige of herhaalde blootstelling kan er een effect op de stofwisseling optreden. Koolmonoxide of koolstofmonoxide (CO) is een gevaarlijk gas dat onder meer ontstaat door onvolledige verbranding van koolstof, fossiele brandstoffen of andere brandbare stoffen die koolstofverbindingen bevatten zoals rijstkaf. Koolmonoxide is giftig, kleurloos, reukloos en smaakloos. Hierdoor is het erg gevaarlijk. Het gas is giftig doordat het zich veel (200-300 x) sterker aan de rode bloedkleurstof (hemoglobine) bindt dan zuurstof, waardoor het bloed geen zuurstof meer naar de weefsels kan transporteren. Zelfs bij geringe concentraties van koolmonoxide in de omgevingslucht zal de hemoglobine daarom al gauw een aanzienlijk percentage koolmonoxide bevatten. Door koolmonoxide vergiftigde personen vallen in slaap en raken bewusteloos voordat zij merken dat er iets aan de hand is. Planten en dieren ondervinden geen effecten van koolmonoxidevergiftiging, dus ook deze geven geen vroege waarschuwing van gevaar. Silicium (Si) is een verzamelnaam voor de verschillende vormen van siliciumdioxide te weten de kristallijne en niet-kristallijne vormen van silicium. De kristallijnvormige silica staat bekend onder de naam fibers. Rijstkaf bevat 16 - 20% siliciumdioxide die tijdens de verbranding vrijkomt en zich tevens bindt aan de as dat bekend staat als ‘silicium stof’. De as bestaat uit 90 - 96% silicium. Afhankelijk van de grootte van de stofdeeltjes kunnen deze via ademhaling het lichaam binnentreden. De effecten die ontstaan op de gezondheid van de mens zijn als volgt: 1. Chronische silicose. Veranderingen in de longen zijn zichtbaar na 10 – 30 jaren bij inhalatie van grote concentraties silicium stof. Het is een langzaam ontwikkelende progressieve longaandoening, waarbij verandering in de bindweefselvorming van de longen plaatsvindt. Het ziektebeeld kenmerkt zich door kortademigheid, verminderde longfunctie en een verhoogde vatbaarheid voor bepaalde infecties. De ziekte kan ook leiden tot een voortijdig overlijden.
4
2. Versnelde silicose. Dit vindt plaats bij de inhalatie van grote concentraties silicium stof gedurende een korte periode nl. 5 – 10 jaren. In de eerste periode zijn er geen zichtbare ademhalingssymptomen of longaandoeningen tenzij het gaat om een persoon die rookt en een coëxistent ziekte heeft. Het gevolg hiervan is dat er een progressieve longaandoening optreedt. 3. Acute silicose. Dit ontwikkelt zich bij de inhalatie van uitzonderlijke hoge concentraties van kristallijn silicium over een korte periode van 7 maanden tot 5 jaren. Symptomen die voorkomen zijn hoesten, gewicht verlies en moeheid. Dit kan resulteren in ademhalingsstoornissen met de dood als gevolg. 4. Siliciumstof en tuberculose. Siliciumdeeltjes kunnen het metabolisme van de longen verstoren door de capaciteit die bacteriën bezitten om zich te ontwikkelen en te reduceren. Het gevolg hiervan is de ontwikkeling van longtuberculose. De ontwikkeling van deze ziekte is grotendeels afhankelijk van de mate van blootstelling aan cumulatief silicium stof en de prille ontwikkeling van silicose en tuberculose. 5. Siliciumstof en chronische longziekte. As deeltjes of ‘particulate matter’ (PM) kunnen een interactie aangaan met verschillende componenten die in de lucht voorkomen door zich te vormen in organische en anorganische componenten. Fijne asdeeltjes met een diameter van 2.5 mm bevatten een koolstofcomponent door een onvolledige verbranding alsook elementaire en nietvluchtige organische koolstof zoals koolwaterstoffen en andere secundaire organische componenten door fotochemische processen. Atmosferische reacties waarin ook stikstofgas voorkomt kunnen zich vormen tot salpeterzuur. Salpeterzuur reageert op zijn beurt met fijne en grove asdeeltjes door zich te accumuleren tot stikstof-asdeeltjes. De meest bekende combinaties van grove asdeeltjes die ontstaan bij luchtvervuiling zijn siliciumoxide, aluminiumoxide, calciumoxide en ijzeroxide. Gelet op de uitstoot van kooldioxide, koolmonoxide en siliciumverbindingen zijn er internationaal geen normen of standaarden vastgesteld. Met betrekking tot asdeeltjes is er internationaal een norm vastgesteld die gerelateerd is aan de grootte van het asdeeltje.
5
Tabel 1. Reference Standard and Guidelines for Average Ambient Particulate Concentration (micrograms per cubic meter) long term (annual) Standard or guideline EU limit values EU guide values USEPA primary and secondary standards WHO guidelines WHO guidelines for Europe
PM10
BS
short term (24 hours)
TSP
80ª 40-60ª
150b
40-60
60-90
50f 50
PM10
BS
TSP
250c 100-150e
300d
100-150
150-230
150g 70i
125
120
Notes: PM10, particular matter less than 10 microns in aerodynamic diameter; BS, black smoke (converted to μg /Nm3 measure); TSP, total suspended particulates. a. Median of daily mean values. b. Arithmetic mean of daily mean values c. 98th percentile of all daily mean values throughout the year d. 95th percentile of all daily mean values throughout the year e. Daily mean values f. Arithmetic mean g. Guideline values for combined exposure to sulfur dioxide and particulates h. Not to be exceeded for more than one day per year i. Guideline for thoracic particles. According to International Organization for Standardization standard ISO-TP, thoracic particle measurements are roughly equivalent to the sampling characteristics for particulate matter with a 50% cutoff point at 10 mm diameter. Values are to be regarded as tentative at this time, being based on a single study that also involved sulfur dioxide exposure. Sources: European Community 1992 (EU); United States, CFR (USEPA); WHO 1979 (WHO guidelines); WHO 1987 (WHO guidelines for Europe).
6
Het effect op het milieu en de mens Middels de processen die leiden tot luchtverontreiniging bij verbranding van rijstkaf zal er worden nagegaan welke effecten de vrijgekomen stoffen hebben op het milieu en de mens. Figuur 1 geeft een overzicht van de processen bij luchtverontreiniging. Emissie De verbranding van rijstkaf zorgt voor de emissie van stoffen zoals CO2, CO, Si-verbindingen, asdeeltjes en andere (schadelijke) stoffen.
Transport
Omzetting
De stoffen worden door de heersende winden getransporteerd naar hogere luchtlagen en/of naar andere gebieden.
De stoffen reageren met andere deeltjes die in de lucht voorkomen en worden omgezet in andere (schadelijke) stoffen.
Het transport van CO en CO2 naar hogere luchtlagen kunnen een bijdrage leveren aan een verhoogd broeikaseffect en klimaatsverandering.
Si-verbindingen en asdeeltjes kunnen zich hechten aan stofdeeltjes die in de lucht voorkomen en zich kunnen ontwikkelen tot siliciumoxide.
Verspreiding De stoffen worden door de lucht meegenomen en over een groot gebied verspreid.
CO, CO2, Si- verbindingen, asdeeltjes en andere (schadelijke) stoffen kunnen zorgen voor verschuiving van het milieuprobleem naar andere gebieden.
Immissie en depositie van CO, CO2, Si- verbindingen, asdeeltjes en andere (schadelijke) stoffen vindt plaats.
Effect op de gezondheid van de mens
Figuur 1. Een overzicht van de atmosferische processen bij de verbranding van rijstkaf
7
3. Milieu Effecten Rapport Om het milieuprobleem op te lossen is er gedacht aan de verwerking van padiekaf door middel van verbranding of vergassing van padiekaf met als resultaat het opwekken van energie. Voor de uitvoering van dit proces zal het milieu ook eisen stellen. Dit betekent dat zowel bij de verbranding als vergassing zo min mogelijk schadelijke stoffen moeten vrijkomen en dat het verbrandings- en vergassingsproces schoon, zuinig, veilig en stabiel moet verlopen. 3.1 Inleiding Biomassa is een verzamelterm voor allerlei stoffen zoals dierlijke mest, slachtafval, hout papier, padiekaf etc. Volgens de Europese richtlijn voor duurzame elektriciteit wordt biomassa als volgt omschreven: “ De biologische afbreekbare fractie van producten, afvalstoffen en residuen van de landbouw (inclusief dierlijke en plantaardige stoffen), de bosbouw en aanverwante bedrijfstakken, alsmede de afbreekbare fractie van industrieel en huishoudelijke afval”. Biomassa is een duurzame energiebron waarbij een gesloten CO2- kringloop wordt ontwikkeld. De CO2 die door de plant wordt vastgelegd komt bij de omzetting in duurzame energie vrij zodat het totale proces CO2- neutraal is.
Figuur 2. Het proces van een gesloten CO2 kringloop
8
De verbranding van biomassa is het thermisch ontleden van materiaal bij voldoende zuurstof voor een volledige verbranding waarbij de energie als warmte vrijkomt. Tevens ontstaan er rookgassen en blijft er as over. Biomassa en afval worden over het algemeen verbrand bij temperaturen rond de 800 – 1.000˚C. Een nadeel bij de verbranding zijn de rookgassen zoals methaan, kooldioxide, koolmonoxide ontstaan. Vergassing van biomassa is het thermisch ontleden van organisch materiaal in aanwezigheid van een beperkte hoeveelheid zuurstof waarbij gas ontstaat. Meestal wordt de hoeveelheid zuurstof zo gekozen dat het net voldoende is om het proces gaande te houden met de eigen warmteontwikkeling. Het gas dat bij vergassing ontstaat, bestaat voornamelijk uit koolmonoxide (CO), waterstof (H2 ) en methaan (CH4). Het kan verbrand worden in een gasmotor of gasturbine. Het rendement bij vergassing is hoger dan bij verbranding. De temperaturen die voor vergassing worden gebruikt liggen tussen de 750 en 1.400 ˚C. De temperatuur wordt in principe zo hoog mogelijk gekozen om een maximale conversie en een minimaal teergehalte in het gas te krijgen. Gelet op de bovengenoemde processen te weten vergassing en verbranding is het van eminent belang dat alle milieu aspecten worden onderzocht. Tevens is de ontwikkeling van een bio-energie-installatie m.e.r.-plichtig hetgeen wil zeggen dat het verplicht is dat er een milieu effecten rapportage (m.e.r) wordt ontwikkeld. Middels het uitvoeren van een m.e.r zal alle milieu aspecten worden bellicht waarbij er kan worden gewerkt naar een milieuvriendelijke en duurzame energieopwekking. 3.2 Het belang van de ontwikkeling van een milieu effecten rapportage De oprichting van het padikafverwerkingsbedrijf met als doel de opwekking van energie is een activiteit dat onder een m.e.r plichtige categorie A valt. Dit wil zeggen dat er een Milieu Effecten Analyse (MEA) moet worden verricht. Onder Categorie A vallen projecten die een negatieve invloed hebben op het milieu en irreversibele effecten kunnen ontwikkelen op gevoelige species of niet-hernieuwbare bronnen. Tevens kan er een cumulatief effect worden ontwikkeld. De grootte en de schaal van de milieu effecten kunnen alleen worden bepaald door het uitvoeren van een MEA. Een Milieu Effecten Analyse (MEA) is een proces dat dient als mechanisme om potentiële effecten van een ontwikkelingsbeleid, projecten en activiteiten: • te voorspellen, • te voorkomen/compenseren/vermijden • indien nodig te corrigeren Er zal worden nagegaan wat de huidige milieuomstandigheden zijn, vervolgens zullen technische studies moeten worden uitgevoerd om de effecten van het voorgestelde project op sociaal-economisch gebied en milieutechnische gebied vast te stellen. Dit resulteert zich in de ontwikkeling van een milieu effecten rapportage afgekort m.e.r.
9
Fig. 3 Schematisch Overzicht MEA proces Beschrijving Project Voorstel
Screening Bepalen of voor een voorgesteld project een MEA nodig is of niet.
EIA nodig Productie van energie middels verbranding of vergassing van padiekaf valt onder categorie A.
EIA niet nodig
Scoping Voorafgaand aan de assessment wordt het kader voor de studie bepaald het studiegebied, het identificeren van voornaamste effecten, het bepalen van effecten analyse methoden en modellen, etc. en publieke participatie.
Assessment Nagaan wat de huidige milieuomstandigheden zijn, vervolgens technische studies verrichten om de effecten van het voorgesteld project op sociaal-economisch gebied en milieutechnisch gebied vast te stellen. Het resultaat is de ontwikkeling van een m.e.r. Reviewing Evalueren van het m.e.r oftewel, nagaan of aan alle voorwaarden, vastgesteld in de Scoping, is voldaan.
Resubmission Herindiening nodig afhankelijk van instructies NIMOS additionele studies en/of informatie.
• •
Decision-making Verantwoordelijke voor afgifte van bindend Milieu advies is NIMOS. Verantwoordelijke voor afgifte vergunning is de vergunningverlener.
Niet goedgekeurd
Goedgekeurd (start Project)
Monitoring/Audit/Evaluatie Verantwoordelijke voor het monitoren is in eerste instantie de vergunningverlener.
10
Het proces om te komen tot de ontwikkeling van een m.e.r en de goedkeuring voor het uitvoeren van de activiteiten zal het MEA proces moeten doorlopen welke is aangegeven in figuur 3. Tevens zal de m.e.r voor de opwekking van energie middels padiekaf verbranding of vergassing moeten worden ontwikkeld conform de richtlijnen die zijn vastgesteld door het NIMOS. Tabel 2. geeft een overzicht van het structuur van een m.e.r. aan. Tabel 2. Structuur van een m.e.r 1 Executive Summary 2
Legal and Institutional Framework (i.e., why is the EA being done)
3
Description of the Undertaking (including location plans and site plans)
4
Need for the Undertaking
5
Evaluation of Alternatives to the Undertaking
6
Description of the Existing Environment
7
Environmental impacts (positive and negative)
8
Proposed Mitigation Measures or Environmental Management Plan (EMP)
9
Significance of Residual Impacts
10
Public Consultation
11
Follow Up & Monitoring Plan
12
Decommissioning/Rehabilitation/Enhancement/Remediation Plan
13
Project Impact Management Summary Management Table
11
4. Conclusie Gelet op de milieuaspecten die in acht moeten worden genomen bij de verwerking van padiekaf voor de opwekking van energie middels verbranding of vergassing zijn de volgende conclusies getrokken: 1. Het voornaamste milieuprobleem bij de verbranding van rijstkaf is luchtverontreiniging. 2. Luchtverontreiniging heeft een effect op zowel het milieu als de mens. Het effect op het milieu resulteert op a. continentaal niveau in een verhoogd broeikaseffect met als gevolg klimaatsverandering, b. regionaal niveau op een grote verspreiding van diverse emissies van afvalstoffen afkomstig door de verbranding van rijstkaf en eventuele atmosferische- en chemische reacties. c. lokaal niveau in een grote verspreiding van diverse imissies van afvalstoffen door de verbranding van padiekaf met als gevolg een effect op de mens Het effect op de mens is de aantasting van de gezondheid voornamelijk het ademhalingssysteem. 3. Het systeem waarbij vergassing wordt toegepast voor de opwekking van energie levert uitlaatgassen die schoner zijn dan de verbranding van padiekaf. Het vergassingssysteem is nogal duur door de vele regelapparatuur en gasreinigers die gekoppeld zijn aan het proces. 4. Voor de opwekking van energie middels het verbranden of vergassen van padiekaf wordt de uitvoering van een milieu effecten analyse en de ontwikkeling van een milieu effecten rapportage onder categorie A vereist.
12
