ABSTRACT September 1987 the Energy Study Centre of the Netherlands Energy Research Foundation (ECN) finished a scenario study on plausible developments of the Dutch energy sector up to the year 2010. This report describes the environmental assumptions and results of "the National Energy Outlook 1987" in detail. 0ther results of the latter study and the environmental effects in global terms are presented in the report "The National Energy Outlook 1987" (ESC~42). The National Energy Outlook 1987 contains a set of three energy scenario s. Each scenario is based on a set of sectorial growth and fuel prlce assumptions. The terms "high", "intermediate" and "low", which are used to characterize the three scenario s, refer to both economie ~rowth and fuel prices and indirectly also to the energy demand. For each scenario three policy cases are developed, in which the etent of fuel diversification for public electricy ~eneration is different. These cases are termed "nuclear", "coal" and "gas", indicating the central role of the various energy earriers in each case. The calculatlons take into account established policy measures concerning emission limits for combustion plants (Dutch Air Pollution Act), ECE emlssion limits for passen~er cars and assumptions for emlssion limlts of heavy diesel automobile engines. Although the growth in energy use will be much less than the economie growth, it appears that only the policy goal fo~ SO~-emissions in 2000 is achieved. The environmental goals for SO~- in 2010 and NO -emissions (140 and 345 mln kg/year) in 2000 and 2010 are eceeded given the assumptions summarized above. However, with additional (sometimes very epensive) measures, whieh were also subject of this study, these goals ean be reached.
KEYWORDS AIR POLUTION ABATEMENT CALCULATION METHODS COST EMI$SION ENERGY NODELS ENVIRONNENTAL EFFECTS FLY ASH FORECASTING NETHERLANDS NITROGEN OXIDES PARTICULATES SULFUR DIOXIDE
-5- SAMENVATTING EN RESULTATEN i. Inleiding in opdracht van het Directoraat-Generaal Milieubeheer van het ministerie van VROM heeft het Energie Studie Centrum van het Energieonderzoek Centrum Nederland de milieu-effecten van de toekomstige emergievoorziening nader uitgewerkt. Deze studie is uitgevoerd in zeer nauwe relatie met de "Nationale Energie Verkenningen 1987" waarvoor een opdracht verstrekt was door het Directoraat-Generaal ~~ergie van het ministerie van EZ. Van beide studies is inmiddels een geïntegreerde rapportage verschenen. In het voorliggende rapport zullen de uitgangspunten en de resultaten voor wat betreft het milieu in meer detail worden toegelicht. 2. Uitgangspunten De Nationale Energie Verkenningen 1987 is een scenariostudie waarbij de energievraag, zoals deze voortkomt uit economische scenario s van het Centraal Planbureau, door het ESC ingevuld wordt met energieconversietechnieken en brandstoffen. Het betreft hier een drietal economische scenario s (hoge, midden of lage economische groei in combinatie met hoge, middelmatige en lage br~idstofprijzen) en een drietal zichtjaren (1985, 2000 en 2010). Per scenario zijn een drietal varianten uitgewerkt m.b.t, de randvoorwaarden voor de openbare elektriciteitsvoorziening. De naamgeving van deze varianten (kern, kolen, gas) geeft de energiedrager aan waaraan bij nieuw te bouwen elektriciteitsproductievermogen de voorkeur wordt gegeven. Voor wat betreft het milieugedeelte is rekening gehouden met het effect van "het besluit emissie-eisen stookinstallaties" en met de invoering van emissie-eisen voor personenauto s en voertuigen met zware dieselmotoren. Een variant voor de transpo~tsector met strengere normstelling is ook uitgewerkt.
-6-3. Werkwijze Voor de scenarioberekeningen is gebruik gemaakt van het energiemodel SELPE. In dit model is voor elke sector een aantal energie-installaties (stoomketels, centrales, WKK-installaties etc.) opgenomen, waarvan de eigenschappen een gemiddelde weergeven voor de gehele sector. Na het specificeren van de energievraag en de randvoorwaarden levert het model per installatie en per sector o.a.: - de brandstofinzet - de kosten van de energievoorziening - de S02- NO - en stofemissie - het geïnstalleerde vermogen Hierna zijn aan de hand van de modeluitkomsten de kosten en effecten van emissiebeperking bepaald. Tevens zijn voor de elektriciteitssectot en de transportsector m.b.v, de modeluitkomsten een beperkt aantal andere milleu-effecten bepaald. Uitgaande van de berekende energievoorziening is nagegaan wat het effect zou zijn van etra SO~- en NO -emissiebeperking. Hierbij zijn effecten van brandstofsubstitutie energiebesparing buiten beschouwing gelaten. 4. De~-emissie De jaarlijkse S02-emissie varieert in 2000 tussen de 181 min kg (lage scenario gasvariant) en 259 mln kg (hoge scenario kolenvariant). In 2010 is dit 190 mln kg (lage scenario kernvariant) resp. 336 mln kg (hoge scenario kolenvariant). De kosten van emissiebestrijding varieten hierbij tussen de f 350 mln (2000 lage scenario gasvariant) en f 910 mln (2010 hoge scenario kolenvariant). Dit komt overeen met ongeveer f i,- per vermeden kg S0~-emissie. De verschillen tussen de diverse varianten worden voornamelijk veroorzaakt door de kosten van bestrijding bij kolencentrales. In de kolenvariant yam het hoge scenario wordt hierdoor in 2010 658 mln kg SO~-emissie vermeden. De bestrijdingskosten bedragen f 610 mln per jaar.
7 In het Idicatief Meerjaren Programma ~ilieubeheer 1986-1990 wordt voor het jaar 2000 een S02-emissie verwacht van 200 mln kg. Deze waarde komt goed overeen met de resultaten van het lage scenario (dit scenario lijkt met de kernvariant het meest op het referentiescenario van 198~). Onder invloed van de hogere economische groei in de andere scenario s zal de emissie hoger uitvallen. Vooral bij een grote inzet van kolen treedt een aanzienlijke overschrijding van de verwachte waarde op. In het genoemde IMP wordt ook een beoogde waarde van i~0 min kg genoemd. Er is in studie nagegaan of deze waarde met etra emissiebeperkende maatregelen haalbaar is. Door etra emissie-eisen als rook- ~asontzwaveling met een hoger rendement (95% ipv. 85%), lagere zwavelgehaltes in diesel en stookolie en een verbod op het stoken van residuale stookolie bij de raffinaderijen is de jaarlijkse S02-emis ~ sie terug te brengen tot waarden tussen de 95 en 188 mln kg. De kosten per etra kg ~02-emissie vermeden varieren hierbij tussen de f 2,- en f 2,50. De S0~-emissiebeperkingskosten lopen hierdoor op met f 200 a ~50 mln per jaar. Voor de elektriciteitssector nemen de kosten van $0~-emissiebeperklng hierbij met ongeveer 30% toe. Bij de raffinaderijen nemen door etra emissiebeperking de kosten met f 70 à ii0 mln per jaar toe. In sommige gevallen is dit meer dan een verdubbeling van de kosten voor S0~-emissiebeperking. Gezien de hoogte van dit bedrag t.o.v, de winstmarge van de raffinaderijen zou dit invloed kunnen hebben op de eportpositie van deze sector. Bij een hoge economische groei en een grote inzet van kolen in de openbare elektriciteitsvoorziening blijkt de emissie ondanks etra emissiebeperking nog boven de beoogde waarde te liggen. De beoogde waarde kan in deze situatie alleen gehaald worden door een meer efficiënte rookgasreiniging, gebruik van schonere kolen, toepassing van andere energietechnologieën (b.v. kolenvergassing-steg) of beperking van de koleninzet.
-8- ~. De NO -emissie De jaarlijkse N0 -emissie varieert in 2000 tussen de 441 min kg (lage X scenario kernvariant) en 553 mln kg (hoge scenario kolenvariant). In 2010 zijn deze waarden 424 mln kg (lage scenario kernvariant) resp. 655 mln kg (hoge scenario kolenvariant). De kosten van emissiebestrijding variëren hierbij tussen de f 117 mln (2000 lage scenario kernvariant) en f 230 mln (2010 hoge scenario gasvariant) per jaar, ofwel f 0,70 tot f 1,20 per kg NO -emissie vermeden. De emissies yam de gas- en de kolenvariant liggen vrij dicht bij elkaar en zijn hoger dan die van de kernvariant. De kosten van emissiebeperking liggen voor 7~~ bij de transportsector, die desondanks nog 52 tot 63% van de NO -emissie veroorzaakt. Emissiebeperking bij gasturbines is hierna de grootste kostenpost. In het IZP 86-90 wordt voor het jaar 2000 een verwachte en beoogde waarde van 345 mln kg N0 genoemd. De emissie is in alle scenario s en varianten hoger. De varianten met strengere emissie-eisen in de transportsector (50~ NO -reductie bij vrachtauto s, strengere eisen personenauto s) leveren een emissie op die 42 tot 84 mln kg lager is dan de referentie. De etra kosten bedragen f 209 tot f 440 mln per jaar (ongeveer f 5,- per etra vermeden kg NO -emissie). Met deze maatregelen wordt de verwachte waarde niet bereikt. Met een pakket van etra maatregelen (o.a. maimale inzet van geregelde driewegkatalysatoren in het verkeer, in vuurhaard reductie bij kolencentrales, grootschalige introductie van selectieve katalytische reductie, etra waterinjectie bij gasturbines, emissiebeperking bij CV-ketels etc.) is de verwachte waarde wel haalbaar. De totale kosten voor N0 beperking lopen hierbij op tot f 1,7 a 3,3 mld per jaar met een resterende emissie van 284 tot 332 mln kg per jaar (gemiddeld f 9," tot f 12,- per etra kg NO -emissie vermeden}. Als de duurste maatregelen worden weggelaten blijkt met f 2,4 mld per jaar (gemiddeld f 8,- per etra kg N0 -emissie vermeden) de beoogde waarde in
-9- het meest ong~nstige geval eact bereikt te worden. Hierbij moet opgemerkt worden dat, zowel op het gebied van verdergaande emissiereductie al emissiebeperkende maatregelen, zich nog steeds nieuwe ontwikkelingen voordoen. Hierop is in deze studie niet vooruit gelopen. In-vuurhaard N0 reductie bij kolencentrales en de "lean-burn" tech niek bij gasmotoren zijn goede voorbeelden van "recente" ontwikkelingen in de richting van lagere N0 -emissies in combinatie met ìin~e bestrijdingskosten. 6. Overige milieuaspecten Uit de berekenings~esultaten is af te leiden dat de emissie van aërosolen (stofdeeltjes), mede door het toenemend dieselolie verbruik in de transportsector, niet zal dalen. De emissie uit de ener~iesector (m.n. de transportsector) van koolmonoide (CO) en vluchtige koolwaterstoffen (CHy) zal echter door motortechnische verbeteìingen en uilaatgaskatalysatoren in de toekomst halveren. In de kolenvariant van het hoge scenario voor het jaar 2010 neemt de hoeveelheid asresten uit centrales t.o.v, de huidige situatie met bijna een factor 8 toe tot 4000 min kg per jaar. Tevens ontstaat er een niet onaanzienlijke hoeveelheid gips. Dat voor deze grote hoeveelheden nog een milieuvriendelijke afzetmogelijkheid gevonden kan worden (anders dan gecontroleerd storten) is op dit moment onwaarschijnlijk. In de andere varianten ontstaan weer andeìe afvalprodukten. In de kernvariant van het hoge scenario (met de hoogste inzet van kernenergie) ontstaat in 2810 o.a. 6580 m ~ radioactief afval.
- io -
- ii - INHOUDS0PGAVE ABSTRACT KEYWORDS BLZ. 3 4 SAMENVATTING EN RESULTATEN i. INLEIDING i.i. Doelstelling van de Nationale Energie Verkenningen 1.2. Opzet van de studie i. 3. Kenmerken van een optimale energievoorziening 1.4. Beschouwde energieprocessen i. 5. Indeling van het rapport 2. ECONOMISCHE EN ENERGETISCHE UITGANGSPUNTEN 2.1. Prijspaden voor energiedragers 2.2. Economische ontwikkeling 2.3. Ontwikkeling van de energievraag 2.4. Invulling van energievraag 2.5. Milieu aspecten DE ELEKTRICITEITSSECTOR 3.2. Milieu-uitgangspunten 3.2.1. Kolencentrales 3.2.2. Gascentrales 3.2.3. Overige centrales 3.2.4. Decentrale openbare elektriciteitsopwekking 3.3. Resultaten 3.3.1. SO~-emissie 3.3.2. N0 -emissie 3.3.3. Stofem~ssle 3.3.4. Overige stoffen 3.3.5. Totale milieukosten 3.4. Niet opgenomen opties voor elektriciteitsopwekking 3.4.1. Kolenvergassing-STEG 3.4.2. Poederkoolcentrale met voorgeschakelde gasturbine DE TRANSPORTSECTOR 4.1. Inleiding 4.2. Personenauto s 4.3. Vrachtverkeer 4.4. Overig verkeer en vervoer 4.5. Berekeningsresultaten 4.6. Emissiebestrijding en kosten 5. DE EMISSIE VAN RAFFINADERIJEN 5.1. Inleiding 5.2. Brandstofverbruik 5.3. Emissies en kosten 5.4. Resultaten 19 23 23 23 25 27 31 33 33 34 35 37 37 39 39 41 44 44 45 47 51 51 57 58 59 65 67 67 67 7~ 73
- 12-6. OVERIGE SECTOREN 6.1. Inleiding 6.2. Koleninstallaties 6.3. Warmte-kracht-installaties 6.4. Kleine gas en oliegestookte installaties (<3MWth) 6.5. Overige gas- en oliegestookte installaties 6.6. Dieselolieverbruik van de landbouwsector 7. TOTALE S02- EN N0 -EMISSIE EN DE INVLOED VAN EXTRA EMISSIBEPERKING 7.1. Inlelding 7.2. S02-emissie 7.3. N0 -emissie 7.4. Stöfemissie 8. TRENDS IN S0~- EN N0 -, EN STOFEMISSIE 1980-2010 8.1. Inleiding 8.2. Resultaten 9. LITERATUUR 75 76 77 79 81 82 85 85 85 91 99 lo3 111 BIJLAGE A BIJLAGE B BIJLAGE C BIJLAGE D BIJLAGE E BIJLAGE F BIJLAGE G BIJLAGE H Ontwikkeling van de S0~-, N0 - respectievelijk stofemissies in de periode i~80-2010 115 Kosten en effecten per emissiebestrijdingsmaatregel 123 De gehanteerde emissiefactoren 131 Kosten van emissiebeperkende maatregelen 145 Milieu-~ffecten van de elektriciteitsopwekking 157 B~andstofverb~uik en emissies van de transportsector 167 Nederlandse C0~-emissie 175 Berekening van kosten en omrekening van emissies 177
-13- i. INLEIDING i.i. Doelstelling van de Nationale Energie Verkenningen Het gebruik van energie heeft zwaarwegende gevolgen voor milieu en economie. Veel van deze gevolgen komen pas op lange termijn tot uiting en gaan gepaard met grote onzekerheden. De Nationale Energie Verkenningen hebben tot doelstelling de mogelijkheden en wenselijkheden voor de toekomstige energievoorziening kwantitatief in kaart te brengen en de milieuhygiënische en economische gevolgen ervan te analyseren en evalueren. De resultaten van deze studie zijn bedoeld als achtergrondinformatie voor bel~~grijke strategische beslissingen van de overheid inzake energie en milieu. Gezien de komende beslissing over de vermogensopbouw in de openbare elektriciteitsvoorziening in de jaren negentig is speciale aandacht gegeven aan de mogelijkheden in deze sector. De werkwijze van de studie is gebaseerd op het opstellen van energiescenario s. Een energiescenario is een consistente beschrijving van een voorstelbare inrichting van de toekomstige energievoorziening. De uitgangspunten, die daarbij een zeer belangrijke rol spelen maar op zich geen onderwerp van studie vormen, betreffen de ontwikkeling van de brandstofprijzen en de groei van de economie. Ook deze uitgangspunten worden in de studie toegelicht. Als basisjaar is gekozen voor 1985. De zichtjaïen in de toekomst betreffen 2800 en 2010. Scenario s kunnen op grond van meerdere kenmerken gekarakteriseerd worden. De belangrijkste drie kenmerken zijn de richting van de optiek, de mate van eploratie en de normatieve strekking. De gepresenteerde scenario s zijn volgens deze kenmerken te karakteriseren als projectief, trendmatig en pragmatisch. Ze zijn projectief, omdat de optiek vanuit het heden naar de toekomst gericht is en niet andersom. Ze zijn trendmatig omdat in eerste instantie geen rekening gehouden is met grote eterne schokken en ingrijpende wijzigingen in basisge-
-14- gevens. Ze zijn pragmatisch omdat eventueel te stellen normen geen onderwerp van studie vormen en omdat energiekosten als enige bepalende factor bij de keuze tussen energieprocessen zijn gehanteerd. Het karakter van de scenario s brengt derhalve met zich mee dat bestaande beleidsmaatregelen m.n. in de sfeer van prijsstelling, subsidie- en belastingbeleid en milieuwetgeving geacht worden tot 2010 door te lopen. 1.2. Opzet van de studie De energiescenario s zijn gebaseerd op brandstofprijspaden die door het Ministerie van Economische Zaken zijn opgesteld. Deze brandstofprijspaden komen globaal overeen met de prijsgegevens die door het Centraal Plan Bureau zijn gebruikt voor het betekenen van de energievraag met behulp van het CENECA-model. Het CPB is daarbij uitgegasn van economische scenario s voor de lange termijn die eveneens modelmatig zijn opgesteld. Er wordt onderscheid gemaakt tussen een drietal scenario s die een snelle, gematigde of langzame ontwikkeling van de economie representeren. Deze scenario s worden aangeduid met respectievelijk hoog. midden en laag. Omdat verondersteld is dat de brandstofpìijzen zich in dezelfde richting ontwikkelen als de economische groei heeft deze aanduiding eveneens betrekking op de brandstofprijspaden. Zo is het midden scenario een scenario met een gematigde groei vsn zowel de economie als de bïandstofprijzen. De samenhang tussen brandstofprijzen en economische groei is gebaseerd op het uitgangspunt, dat op de lange termijn een sterkere groei van de economie onherroepelijk zal leiden tot een hogere energievraag en hogere brandstofprijzen, hoewel deze relatie op de korte termijn omgekeerd kan zijn vanwege cyclische effecten. Het ESC is vervolgens nagegaan hoe aan de finale energievraag in dit drietal scenario s kan worden voldaan met een bepaald brandstofpakket
-15- en wat daarvan de economische en milieuhygi~nische gevolgen zijn. Teneinde de verschillen tussen beleidsalternatieven duidelijk te maken is steeds gewerkt met een drietal varianten voor de invulling van de vermogensbehoefte bij de openbare elektriciteitsvoorziening. In deze varianten wordt de basislast binnen bepaalde eisen van diversificatie zo veel mogelijk ingevuld met respectievelijk kern-, kolenen gasvermogen. Deze beleidsvarianten worden aangeduid als de kern-, kolen- en gasvariant. Brandstofprijspaden, finale energievraag en kosten van energieprocessen zijn de belangrijkste gegevens, die het ESC heeft gebruikt bij het opstellen van de scenario s voor de energievoorziening. Voor de kwantitatieve invulling van de scenario s zijn berekeningen gedaan met het SELPE-model. Het SELPE-model is een lineair programmeringsmodel dat de gehele energievoorziening in detail beschrijft op basis van een netwerk van energiestromen en processen. Dit model optimaliseert binnen gegeven randvoorwaarden naar minimale totale kosten van de energievoorziening. De belangrijkste gegevens en resultaten van de studie zijn opgenomen in het rapport "Nationale Energie Verkenningen 1987" (ESC-42) [i]. In het voorliggende rapport wordt meer in detail ingegaan op de uitgangspunten, die gehanteerd zijn bij de berekening van de milieueffecten van de energievoorziening en worden de berekeningsresultaten voor wat betreft de milieu-aspecten besproken. De behandelde milieugevolgen betreffen vooral de emissie van SO~ en NO, welke stoffen naast ammoniak verantwoordelijk zijn voor de verzuringsproblematiek. Hoewel deze problematiek in belangrijke mate een internationaal karakter heeft en hoewel deze studie slechts de eerste fase in de keten van emissie via verspreiding en depositie naar schadelijk gevolg betreft, menen wij hiermee toch een belangrijk gegeven voor het milieubeleid te kunnen aanleveren. De berekeningen zijn in eerste instantie gebaseerd op een niveau van emissiebestrijding dat volgens het momenteel van kracht zijnde "Besluit emissie-eisen stookinstallaties Wet inzake de Luchtverontreiniging" landelijk noodzakelijk is. Er is voorbijgegaan aan het feit dat op lokaal niveau via de vergunningverlening soms scherpere eisen gesteld kunnen worden.
1~ Scenarioberekeningen (Laag/Midden/Hoog; 2000/2010; Kern/Kolen/Gas) Berekeningsresultaten per sector S02-, N0 - en stofemissie I Kosten en effecten van emissiebeperking Afgeleid m.b.v, de modeluitkomsten Transport- sector C y H - en CO-emissie Effecten en kosten van etra SO~- en N0 -beperking -16- Openbare Totale elektr.opw, emissie Andere milieu- van C0~ effecten, zoals asresten, raafval etc. Ook schatting voor 1990 en 1995 uitgevoerd op basis van het Midden scenario. ~iguur i.i.: Schematisch overzicht resultaten
-17- De bestrijdingsmaatregelen, die door deze AMvB noodzakelijk zijn geworden, zijn onvoldoende om de in het IMP 87-91 [5] beoogde waarden van 140 min kg S0~ en 345 mln kg NO in de toekomst binnen bereik te brengen. In het kader van de Nationale Energie Verkenningen is daarom eveneens gekeken of deze streefwaarden met additionele bestrijdingsmaatregelen bereikbaar zijn en welke kosten dit met zich mee zal brengen. Bovendien is voor de elektriciteitsvoorziening gekeken naar een aantal andere belangrijke milieuconsequenties, zoals de hoeveelheid van bepaalde kolenreststoffen en radio-actief afval. Tevens is een berekening gemaakt van de C0z-emissie. Van de transportsector is tevens de koolwaterstof- en koolmonoide-emissie berekend. Een en ander is ook zichtbaar gemaakt in Figuur i.i. De resultaten van de voorliggende studie hebben in enkele opzichten een partieel karakter vanwege de afwezigheid van terugkoppeling met de economische uitgangspunten van het Centraal Planbureau. De verschillen in milieukosten tussen de bestrijdingsopties zouden aanleiding kunnen geven tot verschillen in economische ontwikkeling of energievraag. Hiermede is echter geen rekening gehouden. 1. 5. Kenmerken van een optimale energievoorziening Er kan op grond van meerdere criteria een keuze gemaakt worden tussen in te zetten brandstoffen en energieprocessen om aan een gegeven finale energievraag te voldoen. Kostenminimalisatie is een eenduidig en rekentechnisch gemakkelijk hanteerbaar criterium. Er zijn echter twee belangrijke nadelen aan verbonden. In de eerste plaats wordt er geen rekening gehouden met onzekerheden ten aanzien van brandstofprijzen en -beschikbaarheid. In de tweede plaats wordt er geen rekening gehouden met milieugevolgen. Diversificatie binnen het brandstofpakket teneinde prijsrisico s te vermijden maken de kosten van de energievoorziening hoger. Daarom wordt door vooral een keuze te maken voor een bepaalde mate van diversificatie de feitelijke ruimte voor kostenminimalisatie sterk beperkt gezien de geringe substitutiemogelijkheden tussen brandstof-
-18- fen buiten de sfeer van de openbare elektriciteitsvoorziening en de stoomopwekking in de industrie. Hoewel het gebruikte SELPE-model mathematisch gezien een optimalisatiemodel is, heeft de feitelijke toepassing ervan in de Nationale Energie Verkenningen derhalve een sterk beschrijvend karakter. Bij het betekenen van de milieu-effecten van de energievoorziening is uitgegaan v~~ een zodanig niveau van emissiebestrijding, dat elke installatie voldoet aan de emissienormen volgens de AMvB. De kosten van deze bestrijdingstechnieken zijn bij de optimalisatieberekening verwerkt. Bovendien zijn additionele berekeningen uitgevoerd om na te gaan tot welk niveau de SO~- en NO -emissie teruggedrongen kunnen worden. Daarbij heeft geen hernieuwde kostenoptimalisatie van de energievoorziening plaatsgevonden, maar zijn slechts additionele bestrijdingstechnieken verondersteld voor de eerder berekende set van installaties. Terugkoppelingseffecten van emissiebeperkende maatregelen zijn voorlopig dus buiten beschouwing gebleven. De optimalisatie van de energievoorziening in de Nationale Energie Verkenningen heeft geen dyn~nisch maar een statisch karakter gehad, d.w.z, er is per jaar gerekend en niet over de gehele periode. Daarbij heeft het accent duidelijk gelegen op een analyse van de situatie in het jaar 2010. Dit brengt met zich mee dat reeds in 2000 rekening gehouden wordt met de gewenste situate in 2010, zodat de energievoorziening in 2000 in bepaalde opzichten minder optimaal is ingevuld dan wellicht mogelijk zou zijn geweest indien de optiek slechts tot 2000 zou lopen. Met de situatie ná 2010 daarentegen is niet epliciet rekening gehouden. 1.4. Beschouwde energieprocessen Energiedragers worden getransporteerd, omgezet en gebruikt in een veelheid van processen. Deze processen kunnen ruwweg ingedeeld worden in technieken voor toepassing bij eindverbruikers, zoals bijvoorbeeld
-19- cv-ketels of warmte/krachteenheden bij bedrijven, en technieken voor toepassing in energiebedrìjven, zoals bijvoorbeeld kolencentrales en cokesfabrieken. In totaal worden er in de berekeningen ongeveer driehonderd verschillende processen meegenomen. Voor een volledig overzicht van alle gegevens betreffende deze processen wordt verwezen naar de voor de Nationale Energie Verkenninien opgestelde gegevensbank van energieprocessen waarin alle technische, economische en milieu-parameters van deze processen zijn opgenomen. Veel ervan zijn echter van minder belang omdat ze een relatief geringe rol spelen (bijvoorbeeld houtkachels bij gezinnen) of omdat ze vanuit zuiver energetische overwegingen weinig ruimte laten voor een keuze (bijvoorbeeld ovens in de industrie). Ze zijn meegenomen om een zo volledig en consistent mogelijk beeld van de energievoorziening te kunnen geven, aan de hand waarvan zonodig ook detailvragen kunnen worden beantwoord. In dit rapport wordt alleen aandacht gegeven aan de processen die een belangrijke rol spelen in de milieu-effecten van de opgestelde scenario s. Van alle bestrijdingstechnieken zijn de relevante parameters ook in de bijlage van dit rapport opgenomen. I.~. Indeling van het rapport In hoofdstuk 2 wordt allereerst ingegaan op de belangrijkste uitgangspunten voor deze studie. Dit betreft o.a. een kort overzicht van de gehanteerde prijspaden, de economische ontwikkeling en de ontwikkeling van de energievraag. Tevens zijn in dit hoofdstuk de uitgangspunten voor de ínvulling van de energievraag en de emissies weergegeyen. In de hoofdstukken 3 tot en met 6 worden voor diverse sectoren de emissies en het effect v~~ verschillende bestrijdingsmaatregelen toegelicht. Allereerst de elektriciteitssector, waar per scenario een drietal varianten (kern, kolen en gas) uitgewerkt zijn. Tevens wordt in dit hoofdstuk stilgestaan bij opties als kolenveigassing-steg en kolen-gas-combi centrales. In bijlage E wordt een overzicht gegeven van de belangrijkste milieu-effecten van de elektriciteitsvoorziening.
-20- In hoofdstuk ~ volgt de transportsector waarvoor een tweetal beleidsvarianten zijn uitgewerkt; Een basisvariant met beperkte normstelling en een variant met strengere normstelling. In bijlage F zijn de meer gedetailleerde cijfers van deze sector opgenomen. Na de behandeling van de raffinagesector in hoofdstuk 5 volgt een overzicht van de uitgangspunten en belangrijkste resultaten van de overige sectoren (hoofdstuk 6). Hierna volgt in hoofdstuk 7 een overzicht van de totale S02- en N0 - emissie (inclusief bestrijdingskosten) en het effect en de kosten van etra emissiebestrijdingsmaatregelen. Een bespreking van de trends in de emissie over de periode 1980-2010 vindt plaats in hoofdstuk 8. In een aantal bijlagen volgt meer gedetailleerd cijfermateriaal over de emissietrends, kosten en effecten van bestrijdingsmaatregelen enz. Voor wetenschappelijke en beleidsdoeleinden is een apart werkrapport met energie- en milieutabellen en tabellen met kosten en effecten van emissiebestrijding beschikbaar zijn. Deze bevatten de uitkomsten van de 18 scenario s/varianten.
-21-
-22- Eenheden 1985 2000 2010 van 1985 Laag Midden Hoog Laag Midden Hoog Gezinnen Aardgas ct/m 3 56 54 65 73 59 75 94 Industrie Aardgas ct/m 3 43 37 46 52 41 54 69 Stookolie f/ton 586 489 596 680 535 700 899 Kolen f/ton 169 162 179 232 178 196 267 Elektrieiteitscentrales Aardgas ct/m ~ 32 37 46 52 41 54 69 Kolen f/ton 197 173 192 226 190 211 261 Uraan ct/kwh 3,5 3,55 3,55 3,55 3,65 3,65 3,65 Transport Benzine ct/liter 162 153 163 171 158 172 191 LPG ct/liter 66 60 67 72 63 74 87 Diesel ctiliter 100 92 102 Iii 96 113 133 Tabel 2.1.: Brandstofprijzen ecl. BTWvoor Eindverbruikers. 1985-2010 RS-84 Laag Midden Hoog Laag Midden Hoog Groeivoet in Z/jaar 1985-2008 2000-2010 Wereldhandel 1,25 4,0 6,5 5,0 4,0 5,25 BNP 1,20 1,25 3,0 4,0 1,75 2,25 3,0 Gem. Looninkomen 0,65 2,0 2,7 2,4 2,3 4,5 Vol.Part.Consumptie 1,00 1,75 3,5 4,5 2,5 2,75 4,75 Tot.Primair Energiev. 0,4 0,2 1,0 1,6 1,0 i,i 1,8 Elektriciteitsvraag 0,9 0,3 1,9 2,8 1,8 1,9 2,5 Niveau in min 1985 2000 2010 Bevolking 14,6 15,3 15,3 15,3 15,2 15,2 15,2 Woningvoorraad 5,5 6,3 6,5 6,6 6,6 6,8 7,0 Aantal pers.wagens 4,8 5,5 6,4 7,0 6,4 7,7 9,0 Tabel 2.2.: Kerngegevens vansociaal-economische grootheden, 1985-2010
-23-2. ECONOMISCHE EN ENERGETISCHE UITGANGSPUNTEN 2.1. Prijspaden voor energiedragers De in de scenario s gebruikte brandstofprijspaden zijn door het Ministerie van EZ in 1985 opgesteld. In [i] wordt meer in detail ingegaan op de prijzen, die voor de verschillende energiedragers zijn gehanteerd. In dit rapport wordt volstaan met het overzicht volgens tabel 2.1. 2.2. Economische ontwikkeling De toekomstbeelden van de Nationale Energie Verkenningen zijn gebaseerd op lange termijn beelden van de economische ontwikkeling. Door het CPB zijn deze in een werkdocument geschetst [2]. In tabel 2.2 zijn de belangrijkste kenmerken van deze 3 scenario s weergegeven. In deze tabel zijn eveneens enkele belangrijke parameters, van het referentiescenario van 1984 (RS-84) opgenomen. Daaruit blijkt, dat de in de scenario s gehanteerde groeicijfers beduidend hoger zijn dan de in het RS-8~ geh~~teerde waarden. 2. 5. Ontwikkeling van de energievraag Door de structurele verschuivingen tussen bedrijfstakken in een minder energie~ìntensieve richting, maar vooral door verdergaande energiebesparing blijft de groei van de energievraag achter bij de economische groei. Met behulp van het CENECA-model is de energievraag voor de ondeìscheiden sectoren berekend, uitgesplitst in een br~~dstofvraag en een elektriciteitsvraag. In [3~ en [i] wordt hieraan uitgebreid aandacht besteed. Hier wordt volstaan met een globaal overzicht (figuur 2.1 en 2.2, tabel 2.3).
f24- Figuur 2.1 Samenste]ling van de Finale Brandstofvraag in 20~0 ~Industrie ~.û56 PJ []Tra~sport Overige ~Bedrijven / laag midden hoog 22% 47% ~086 Pd 49% 23]3 Pd 2640 Pd Figuur 2.2 Samens~el]ing van de Finale EIektriciteitsvraag in 2010 Huishoudingen []en Overheid []Industrie / laag 220 Pd I midden \ hoog []Transpor~ / 275 PJ 353 Pd 425 Pd
-25-2.~. Invullin~ van energievraaz Op basis van de door het CPB aangeleverde economische scenario s en de prijspaden afkomstig van het Ministerie van EZ, heeft door het de invulling plaatsgevonden van de nationale energievoorziening. Hiervoor is gebruik gemaakt van het energiemodel SELPE, een door het ESC ontwikkeld LP-model van de nationale energievoorziening, dat de kosten v~~ de totale energievoorziening binnen de gegeven randvoorwaarden minimaliseert. Bij de berekening ~an de kosten van de energievoorziening is naast de investerings-, eploitatie- en brandstofkosten ook rekening gehouden met de kosten van emissiebestrijdingsmaatregelen om aan de emissienormen te kunnen voldoen. Voor de invulling van de elektriciteitsproduktie bij elk scenario is de volgende werkwijze gehanteerd: Voor elk scenario zijn een 3-tal elektriciteitsparkvarianten opgesteld; een kern-, een kolen- en een gasvariant. In [i] wordt uitgebreid ingegaan op de filosofie achter deze varianten. Hier wordt volstaan met de grote lijn: - In de kernvariant wordt een diversificatiebeleid gevoerd; dat wil zeggen, dat het op~estelde vermogen aan kern- en kolencentrales in elk scenario voor het jaar 2010 zodanig is, dat 1/3 van de elektriciteitsvraag door kernenergie, i/3 van de elektriciteitsvraag met kolencentrales en i/3 uit overige bronnen kan worden op~ewekt; - In de kolenvariant geldt dat 50~ van de elektriciteitsvraag met kolencentrales en de rest met overige bronnen moet kunnen worden verzorgd; - Voor de gasvariant tot slot geldt een iets afwijkende benadering. In deze variant is verondersteld dat het reeds bestaande en geplande kolen- en kernvermogen blijft bestaan en eventueel wordt vervan- ~en door nieuw kolenvermogen. Uitbreiding vindt plaats in de vorm van gascentrales (STEG s). Bij de feitelijke produktie van elektriciteit wordt, gegeven de opgestelde vermogens, kostenoptimalisatie nagestreefd. Hierdoor is het aandeel in de produktie van kern- respectievelijk kolenvermogen groter dan het vermogensaandeel.
-26r Figuur 2.3.t Samenstelltng van het Brandstofpakket PJ 4500 4000 Js~r: 2000 3500 3000 2500 2000 JO00 500 Figuur 2.3.2 Samenstelling van het 8randstofpakket Pd 4500 Jaar: 2010 3500 3000 2500 2000 0
-27- Het verschil in opbouw van de openbare parken heeft ook consequenties voor het opgesteld vermogen aan WKK-installaties. Een overzicht van de berekeningsresultaten voor elk scenario en elke variant voor de zichtjaren 2000 en 2010 is te vinden in [1,18]. Detailcijfers zijn opgenomen in een uitgebreide tabellenset [4]. De resulterende samenstelling van het brandstofpakket voor de gehele energievoorziening (inclusief grondstoffenverbruik) is weergegeven in figuur 2.3.1 en 2.3.2. Het grondstoffenverbruik ligt hierbij tussen de 19 en 22~ van de brandstofinzet. Hiervan neemt kolen ongeveer 15~, olie ongeveer 60% en gas ongeveer 25~ voor zijn rekening. 2. 5. Milieu aspecten Het brandstofverbruik in Nederland is een belangrijke bron van luchtverontreiniging door S02 en N0. In deze studie is speciale aandacht gegeven aan de emissies van deze stoffen en aan de emissie van stof (aërosolen) die bij verbranding vrijkomen. Om de uitstoot vm~ deze stoffen te verminderen wordt zowel in nationaal als internationaal verband (EEG) gewerkt aan wettelijke bepalingen en richtlijnen op het gebied van emissies. Deze noristeliing, die veelal geleidelijk ingevoerd wordt, vormt een belangrijk uitgangspunt van deze scenariostudie. In 1987 is het "Besluit emissie-eisen stookinstallaties Wet inzake de luchtverontreiniging" [6] in het staatsblad gepubliceerd. Tevens is met deze AMvB een wijziging aangebracht in het "Besluit Zwavelgehalte Brandstoffen" [7,8]. De emissie-eisen, die in deze besluiten als maima zijn vastgelegd, zijn in de energieprocessen vmn SELPE verwerkt. Voor energieprocessen die reeds aan de emissie-eisen voldoen is, indien reëel, in de voorkomende gevallen een lagere emissie gehanteerd. In de hoofdstukken 3 t/m 6 wordt aangegeven welke emissiebeperkende maatregelen bij installaties t.g.v, deze besluiten zijn verondersteld. In afwijking van dit besluit is wegens Europese ontwikkelingen voor gasolie een maimum zwavelgehalte van 0,2 gewichts% gehanteerd.
-28-2000 2010 RS-84 Laag Midden Hoog Laag Midden Hoog inde 1985 = i00 Industrie - voeding- en genotm. 133 i03 131 - tetiel 115 85 120 - papier- en gpaf.ind. 127 116 i~5 - kunstmestchemie 105 98 103 - petrochemie 103 106 121 - overige chemie 208 109 - basismetaal 108 i00 - overige metaal 203 176 202 - overige industrie 119 127 156 Overige bedrijven - land- en tuinbouw i00 81 95 - bouwbedrijven 131 9~ 118 - diensten 104 107 120 146 I01 129 147 150 95 13o 150 171 124 155 182 118 101 109 ~47 113 155 18o 172 137 185 135 110 120 146 134 217 252 257 179 143 166 199 98 86 101 ~05 137 112 138 184 128 123 i~8 158 Tabel 2.3.: Vergelijking van energiegebruik (inclusief non-energetische toepassing) van RS-8~ scenario en CPB-scenario
-29- In EEG-verband zijn richtlijnen opgesteld voor de N0-, C0- en CH -emissie van personenauto s. Deze richtlijnen zijn opgenomen in Y het IMP-milieubeheer 1986-1998 [9]. Op dit moment is alleen de eerste fase van de normstelling ingevuld. Over de tweede-fase-eisen die in 1993/1994 moeten gaan gelden is nog overleg gaande. Tevens wordt er fase van de normstelling ingevuld. Over de tweede-fase-eisen die in 1993/1994 moeten gaan gelden is nog overleg gaande. Tevens wordt er in Europees verband overleg gevoerd over emissienormen voor vrachtaubetreft de N0-emissie. is er wat dit punt betreft op de normstelling vooruit gelopen. In een tweetal speciaal hiervoor belegde vergaderingen zijn met vertegenwoordigers van diverse ministeries, wetenschappelijke instellingen en industrie de nodige uitgangspunten vastgelegd (zie hoofdstuk 5)- Besloten werd om standaard in de scenario s een beperkte normstelling op te nemen. Een strengere normstelling voor mobiele bronnen is in een variant uitgewerkt. Naast de vaststelling van de emissies zijn ook de kosten van emissiebestrijding onderwerp van deze studie. Allereerst zijn de emissiebestrijdingskosten berekend die optreden bij het bovengenoemde normstellin[sbeleid. Aangezien uit de resultaten van de scenarioberekeningen bleek dat de emissies boven de beoogde waarden uit komen zonder aanvullend beleid is tevens onderzocht op welke manier en tegen welke kosten etra emissiebeperking plaats kan vinden. De secundaire effecten van etra emissiebestrijding (brandstofsubstitutie, etra besparingseffecten door hogere energiekosten) zijn in deze studie buiten beschouwing gelaten.
-38-2008 2810 PJ Laag Midden Hoog Laag Midden Hoog Totale vraag 238.0 302.0 346.3 284.0 362.5 441.0 Kern Openbare produktie 206.5 274.4 518.8 255.0 344.8 426.4 Particuliere prod. 41.7 40.6 42.1 40.9 32.6 32.1 Netverlies -10.2-13.0-14.6-11.9-14.9-17.5 Part. pr/tot vraag 17.5% 13.4% 12.2% 14.4% 9.0% 7.3% Kolen Openbare produktie 200.6 268.5 305.4 236.4 326.7 397.8 Particuliere prod. 47.6 46.5 55.1 59.2 50.3 60.0 Netverlies -10.2-13.0-14.2 -ii.6-14.5-16.8 Part. pr/tot vraag 20.0% 15.4% 15.9% 20.8% 13.9% 13.6~ Gas Openbare produktie 193.9 252.2 285.8 229.9 Particuliere prod. 54.2 62.4 74.4 65.5 307.3 69.4 367.5 89.8 Netverlies -10.1-12.6-13.9-11.4-14.2 Part. pr/tot vraag 22.8% 20.7% 21.5~ 23.1% 19.1% -16.3 20.4% Tabel ~.1.: Openbare versus particuliere elektriciteitsproduktie
-31- ~. DE ELEKTRICITEITSSECTOR i.l. Inleiding Voor de elektriciteitssector zijn een drietal varianten doorgerekend namelijk een kern-, een kolen- en een gasvariant. Per variant zijn veronderstellingen gemaakt voor het nieuw te bouwen elektriciteitsproduktievermogen. De naam van de variant geeft aan, aan welke nieuwe centrales in de des betreffende variant de voorkeur wordt gegeven. Bij de invulling van de diverse elektriciteitsparken is kostenminimalisatíe nagestreefd binnen bepaalde randvoorwaarden. Dit betreft bijvoorbeeld in de kernvariant het diversificatie uitgangspunt van 1/5 kern. 1/3 kolen en i/5 overig (nieuwe interpretatie!). In de kolenvariant is hiervoor 1/2 kolen en 1/2 overig gehanteerd. In de gasvariant vindt alleen nieuwbouw van kolencentrales plaats ter vervanging van oude kern- of kolencentrales (zie ook paragraaf 2.4.). De elektriciteitproduktie valt ruwweg in twee delen uiteen, namelijk de openbare opwekking (in deze studie elektriciteitssector genoemd) en de particuliere opwekking (zie tabel 3.1). Het aandeel van de particuliere opwekking is maimaal 25.1% (lage scenario 2010 gasvariant) en minimaal 7,3~ (hoge scenario 2810 kernvariant) van de totale elektriciteitsvraag. De emissie en emissiebestrijdingskosten die samenhangen met de particuliere opwekking vallen niet onder de elektriciteitssector. Deze worden dan ook toegerekend aan de sector waar de installatie is opgesteld. Verschuivingen in de elektriciteitsproduktie per sector brengen dan ook verschuivingen in emissies en emissiebestri~dingskosten met zich mee. Bij particuliere WKK-installaties wordt naast elektriciteit ook stoom of warmte geproduceerd. De emissies kunnen hier dan ook niet alleen aan de elektriciteitsproduktie worden toegerekend (zie tabel 5.2).
-32- Middenscenario 2000 2010 Variant Kern Kolen Gas Kern Kolen Gas Openbare elektr.opwekking - Gem. prod. kosten cent/kwh i0.i 10.3 ii.i 10.8 11.5 13.1 - Elektr. produktie (TWh) 76.2 74.6 70.1 95.8 90.8 85.4 Hiervan: ~ kern 26 5 5 56 0 0 % kolen 48 73 43 23 79 81 % gas 22 19 49 15 14 13 % overig 3 3 3 6 6 6 - Elektr.produktie (PJ) 274.4 268.5 252.2 344.8 326.7 307.3 Particuliere opw.(pj) Totale opwekking (PJ) 40.6 46.5 62.4 32.6 50.3 69.4 3i5.0 314.9 3i4.6 377.4 377.i 376.7 Hiervan: Openbare WKK (PJ) 16.6 16.6 16.6 19.5 19.5 19.5 Particuliere WKK (PJ) 38.4 44.2 68.1 26.5 44.2 63.6 Uit duurzame bronnen (PJ) 14.1 14.1 14.1 38.6 30.6 30.5 Openbare elektr, produktie - Absolute luchtveront. emissie van SO~ (mln kg/jr) 53 76 44 33 100 48 emissie van NO (min kg/jr) 82 103 93 48 114 97 emissie van stof (min kg/jr) 3.5 5.1 2.9 2.2 6.8 3.2 emissie van C H (mln kg/jr) 3.4 4.6 3.5 2.0 5.7 3.6 - Genormaliseer~eYluchtveront. S02-emissie (ton/2.5pje) I 77 113 70 38 122 63 NO -emissie (ton/2.spje) 119 153 147 55 139 126 stofemmssie (ton/2.spje) 5.1 7.6 4.5 2.6 8.3 4.2 CH -emissie (ton/2.5pje) 5.0 6.9 5.6 2.3 7.0 4.7 Y Particuliere elektr, produktie - Absolute luchtveront. ~ emissie van S02 (min kg/jr) 21 30 26 57 36 36 emissie van NO (mln kg/jr) 35 39 46 23 32 42 emissie van stof (min kg/jr) 1.6 1.6 1.4 1.7 1.6 1.6 emissie van CHy (min kg/jr) 6.2 6.6 7.1 4.3 4.1 4.3 Na deling door 2.5PJe onstaat een emissiefactor die enigszins vergelijkbaar is met de in bijlage C opgenomen emissiefactoren. Dit betreft ook de emissies van de gelijktijdige stoom- of warmteopwekking. Tabel 5.2.: Kerngegevens van de elektriciteitsproduktie
-53-5.2. Milieu-uitgangspunten De gehanteerde emissiefactoren en de kosten van de verschillende bestrijdingstechnieken zijn weergeven in bijlage C en D. Hieronder zullen de verschillende uitgangspunten nader worden toegelicht. 3.2.1. Kolencentrales Voor kolencentrales is verondersteld dat deze in het jaar 2000 allemaal voorzien zijn van rookgasontzwavelingsinstallaties (natte gipsproces) met een ontzwavelingsrendement van 85~. In de variant met etra bestrijding is dit rendement verhoogd tot 95~. Dit laatste percentage is erg hoog en zal dan ook niet door elke fabrikant gegarandeerd worden [101. Ter vermindering van de NO-emissie is verondersteld dat bij de ombouw van centrales op kolen de vuurhaard vergroot wordt (lagere brander zone belasting) en speciale lage N0 -branders gemonteerd worden. Voor de nieuw te bouwen centrales is verondersteld dat daarnaast een gedeelte van de luchttoevoer boven de branders plaats gaat vinden (tweetrapsverbranding). Hierdoor ontstaat in het heetste gedeelte van de ketel een reducerende atmosfeer die de N0 -vorming beperkt. De hierboven genoemde opties van vuurhaard en br~~der aanpassingen zijn, van de voor deze studie beschouwde opties voor N0 -beperking, veruit de goedkoopste (per ton NO -vermeden). Verdergaande N0-bestrijding kan bij bestaande installaties gerealiseerd NO verwijderen worden door door het selectieve monteren van katalytische rookgasreinigers reductie die (SCR) 80% met van NH~. de Aan de montage in bestaande installaties (retrofit) zijn problemen verbonden. Eï moeten aanpassingen in de rest van de centrale plaatsvinden en de SCR-eenheid moet wegens ruimtegebrek meestal na de ontzwavelingsinstallatie gemonteerd worden. Dit laatste brengt etra kosten met zich mee die echter gedeeltelijk gecompenseerd worden door de langere levensduur van de SCR-installatie. Het eerste lijdt tot hogere investeringskosten, het tweede leidt tot etra kosten voor
-34- herverhitting van de rookgassen [ii,12]. Voor nieuwe installaties kan gedacht worden aan het thermisch reduceren van de gevormde NO door boven de normale bïanders, die in dit geval met weinig lucht werken, een etra brander te monteren (in vuurhaard N0 -reductie; IFNR). Het geheel wordt gecompleteerd met etra luchttoevoer bovenin de vuurhaard. Het IFNRsysteem vraagt een "geringe" meerinvestering. Wel neemt het rendement van de gehele installatie enigszins af. Eventueel kan de installatie daarna nog voorzien worden van een SCR-eenheid. 3.2.2. Oascentrales Wordt een nieuwe conventionele gascentrale gebouwd dan kan deze aan de nieuwe normstelling (Besluit emissie-eisen stookinst. WLV) voldoen door de branders en de vuurhaard aan te passen. Hoewel nieuwbouw van deze gascentrales uitgesloten mag worden geacht, doet deze situatie zich toch voor bij nieuwe kolencentrales die ook geschikt gemaakt worden om aardgas te stoken. Etra bestrijding bij zo n gascentrale kan heel goed met in vuurhaard N0 -reductie. Als er sprake is van een goed ontwerp kan hiermee bij het stoken van aardgas een zeer laag emissieniveau bereikt worden tegen relatief geringe kosten. Het meeste aardgas wordt in deze sector in het jaar 2000 ingezet in gasturbine-installaties (STEG). Voor het halen van de normstelling kan gebruik gemaakt worden van gasturbines met lage NO -verbrandings kamers. Dit is goedkoper dan het injecteren van water of atoom. Omdat het hier een vrij nieuwe technologie betreft die zeer moeilijk toepasbaar is bij bestaande installaties, is verondersteld dat de N0 - emissie in het jaar 2000 nog bij 1/3 van de gasturbines beperkt wordt door waterinjectie (oude installaties). Bij de zgn. combi-installaties waar een gasturbine voor een bestaande conventionele gascentrale is geschakeld, is standaard geen emissiebeperking verondersteld. De voorschakeling van de gasturbine veroorzaakt een met rookgasrecirculatie vergelijkbaar effect, waardoor de emissie van de hele installatie beneden de normstelling blijft.
-55- Voor etra bestrijding bij gasturbines is verondersteld dat m.b.v. waterinjectie het N0 -reductiepercentage van 41% tot 75% opgevoerd wordt. Als randvoorwaarde is hierbij verondersteld dat de normstelling waarin deze etra bestrijding is geregeld, voor 1990 geformuleerd wordt. De toepassing van SCR bij deze gasturbines is niet onderzocht. Emissiebestrijding bij gasturbines die alleen gebruikt worden voor het opvangen vsn pieken in het elektriciteitsverbruik is wegens de geringe bijdrage aan de totale emissie en het zeer lage aantal draaiuren niet nader onderzocht. 3.2.3. Overige centrales Hoewel de inzet van zware stookolie in de scenarioresultaten voor deze sector uiteindelijk zeer beperkt bleek, zijn in het model wel emissiebepe~kende maatregelen opgenomen. Deze komen overeen met de maatregelen voor naar kolen omgebouwde elektriciteitscentrales. Nieuwbouw van oliecentrales of kolencentrales met mogelijkheden vooì oliestook zijn wegens de slechte economische perspectieven buiten beschouwing gebleven. Voor de centrales die werken op een mengsel van hoogovengas (incl. cokesovengas) en aardgas is standaard geen emissiebeperking verondersteld. De calorische waarde van het hoogovengas is dusdenig laag dat de vlamtemperatuur in de centrale beperkt blijft. Er treedt dan ook weinig NO -vorming op. Bij het onderzoek naar mogelijkheden voor etra emissiebestrijding zijn de nieuwe centrales voorzien van selectieve katalytische reductie. Het ontzwavelen van de beide zwavelhoudende gassen uit het hoogovengasmengsel is wegens gebrek aan gegevens niet meegenomen.
-36- Middenscenario 2000 Kernvariant Kolenvariant Gasvariant Emis. Kost. Kost. Emis. Kost. Kost. Emis. Kost. Kost. mln kg mln fl fl/ton mln kg mln fl fl/ton mln kg mln fl fl/ton /j /j emis. /j /j emis. /j /j emis. SO~-emissie 0nbestreden 334.5 Emis.standaard 52.6 Emis. etra bestr 19.3 491.0 273.3 76.1 43.9 27.1 16.8 Opties stsndaard RGO 85Z 281.9 242.0 858 Opties etra bestr. 414.9 356.5 859 229.4 189,2 825 RGO 95~ 33.3 72.6 2180 49.0 104.0 2122 27.1 58.2 2148 Totaal 315.2 314.6 998 463.9 460.5 993 256.5 247.4 965 NO -emissie On~estreden 122.1 164.0 130.1 Emis.standaard 81.7 102.7 92.7 Emis. etra bestr. 19.1 20.1 28.7 0pties standaard droge t!waterinj. 6.1 11.5 1891 vuurh.+brander 34.3 4.5 132 0pties etra bestr. etra waterinj 7.3 37.2 5089 XV~ +SCR 25.6 100.3 3918 SCR bestaand 29.1 139.5 4794 SCR vuilverbr.6 4.7 7833 Totaal 103.0 297.7 2890 5.1 10.1 1980 13.3 19.1 1430 56.2 7.5 133 24.1 2.8 i14 6.2 31.4 5071 15.7 82.9 5266 46.8 183.7 3925 14.6 55.0 3767 29.0 139.4 4807 33.1 154.6 4671.6 4.7 7833.6 4.7 7833 143.9 376.8 2619 101.4 319.0 3145 Stofemissie Onbestreden 36.3 53.2 29.5 Emis. standaard 3.7 5.3 3.0 0pties standaard Elektrostat. f. 32.6 36.2 lil0 47.9 51.3 1071 26.5 26.7 ~008 Tabel 3.3.1.: Emissiebestrijding bij de openbare elektriciteitsproduktie jaar 2000, middenscenario
-37-3.2.4. Decen~~rale openbare elektriciteitsopwekking Tot de elektriciteitssector worden naast de grote centrales ook openbare WKK-installaties, vuilverbrandingsinstallaties die elektriciteit aan het net leveren, windmolenparken, waterkrachtcentrales en brandstofcelcentrales gerekend. Voor de emissiebeperking en emissiebestrijdingskosten van openbare WKK-installaties wordt, voorzover het STEG-installaties betreft, verwezen naar de paragraaf over gascentrales. Voor de emissiegegevens van particuliere WKK-installaties wordt verwezen naar hoofdstuk 6, waarin de overige sectoren worden beschreven. Voor de opeabare decentrale elektriciteitsopwekking met WKK-installaties worden in de scenario s voornamelijk STEG-eenheden gebruikt. Voor vuilverbrandingsinstallaties (die tot het openbaar vermogen gerekend worden) is een autonome emissiebeperking verondersteld. Tijdens het verwijderen van het uit kunststoffen vrijkomende zoutzuur wordt ook een gedeelte van de S0~ afgevangen. Om de NO -emissie te verminderen kunnen de nieuwe vuilverbrandingsinstallaties voorzien worden van selectieve katalytische reductie-eenheden. Dit laatste is als optie voor etra emissiebeperking meegenomen. De emissie van brandstofcellen bestaat voornamelijk uit waterdamp en C02. Uit milieu-oogpunt is deze, nog in ontwikkeling zijnde energietechniek, één van de schoonste manieren voor aardgasverbranding. Aangezien brandstofcellen (theoretisch) een hoog elektrisch rendement kunnen halen wordt verwacht dat deze schone oidatietechniek in Nederland toepassing zal gaan vinden. De bijdrage in de elektriciteitsproduktie is in de scenario s echter beperkt tot 0,5 à 0,4~ in 2000 (10 MWe) en i,i à 1,9~ in 2010 (300-800 MWe). 3.3. Resultaten De emissie en emissiebestrijdingskosten zijn voor het middenscenario weergegeven in tabel 3.3.1. en 3.3.2.
-38- Middenscenario 2010 Kernvariant Kolenvariant Gasvariant Emis. Kost. Kost. Emis. Kost. Kost. Emis. Kost. Kost. mln k~ mln fl fl/ton mln k~ mln fl fl/ton mln kg mln fl fl/ton /j ij emis. /j /j emis. ij /j emis. SO~-emissie 0nbestreden 146.4 Emis. standaard 24.4 Emis. etra bestr 10.3 649.o 304.7 99.9 48.4 35.1 18.2 Opties standaard RG0 85% 122.0 118.4 970 549.1 485.8 885 256.3 211.6 826 0pties etra bestr. RG0 95% 14.1 36.0 2553 64.8 137.0 2114 30.2 61.2 2026 Totaal 136.1 154.4 1134 613.9 622.8 1014 286.5 272.8 952 N0 -emissie On~estreden 61.9 208.3 165.8 Emis. standaard 37.1 113.9 96.8 Emis. etra hestr. 9.2 17.5 27.3 0pties standaard droge t/waterinj. vuurh.+br~ider 0pties etra bestr. etra waterinj 5.7 IVR +SCR 11. 9 SCR bestaand 9.2 SCR vuilverbr i.i Totaal 52. 7 6.8 9.4 1377 6.8 1o.9 16o3 3o.i 24.1 800 18.o 3.5 184 87.6 12.8 146 38.9 4.5 117 36.2 6396 5.7 35.2 6177 25.0 173.3 6942 52.9 4445 77.8 314.1 4037 28.9 109.6 3792 56.6 6152 11.8 68.5 5805 14.5 80.8 5572 8.5 7755 1.1 8.5 7755 i.i 8.5 7755 166.9 3178 190.8 450.0 2359 138.5 400.8 2895 Stofemissie 0nbestreden Emis. standaard 15.9 1.8 70.4 7.0 33.0 3.4 0pties standaard Elektrostat. f. 14.1 17.6 1248 63.4 70.6 1114 29.6 29.9 ~010 Tabel 3.3.2.: Emissiebestrijdin~ bij de openbare elektriciteitsproduktie, jaar 2010 middenscenario