Samráðsgátt Stakksbergs

Áhrif endurbóta á dreifingu útblásturs

Samráði lokið
21-08-2019 12:01 - 24-09-2019 23:59

Umhverfisstofnun hefur sett það skilyrði fyrir endurræsingu kísilverksmiðju Stakksberg í Helguvík að uppsetning skorsteins sem getur dregið úr styrk lyktarvaldandi efna í nærliggjandi íbúabyggð verði útfærð og framkvæmd áður en hún verði heimiluð. Stakksberg hefur látið hanna og útfæra endurbætur á útblástursmannvirkjum og skorsteini. Stakksberg leitaði til ráðgjafarfyritækisins Vatnaskila um að reikna áhrif endurbótanna á styrk útblástursefna með loftdreifilíkani. Gerð er hér grein fyrir helstu niðurstöðum þeirra útreikninga, einkum þeirra er varða lyktarvaldandi efni (VOC) en einnig þeirra sem tilgreind eru í reglugerðum. Skýrsla Vatnaskila um niðurstöður loftdreifilíkansins mun fylgja með frummatsskýrslu, en þar verður einnig fjallað um dreifingu útblástursefna frá fullbyggðri verksmiðju.

Tilefni endurbóta

Í bréfi þann 1. september 2017 tilkynnti Umhverfisstofnun ákvörðun sína um að stöðva starfsemi kísilverksmiðju Sameinaðs Sílikons hf. í Helguvík. Í bréfinu kom fram að ólykt, sem telst til mengunar samkvæmt lögum um hollustuhætti og mengunarvarnir, væri ein ástæða ákvörðunarinnar. Umhverfisstofnun hefur tekið undir að líklega stöfuðu lyktaráhrif af rokgjörnum lífrænum efnasamböndum (VOC) í afgasi ljósbogaofns við þær aðstæður að álag ofnsins var lágt. Það er mat stofnunarinnar að skorsteinn geti dregið úr styrk rokgjarnra lífrænna  efnasambanda (VOC) í íbúabyggð og hefur hún sett það sem skilyrði að uppsetning skorsteins verði nánar útfærð og framkvæmd áður en endurræsing verði heimiluð.

Endurbætt hönnun útblástursmannvirkja

Stakksberg hefur útfært og hannað endurbætur útblástursmannvirkja kísilsverksmiðju fyrirtækisins í Helguvík sem hafi það að markmiði að draga úr lyktarmengun frá verksmiðjunni. Við núverandi stöðu er losað um rjáfur síuhúss, um op sem liggur eftir endilöngu síuhúsinu. Fyrirhugaðar endurbætur fela í sér að afsog verður sett á síuhúsið og mun vifta draga loftið frá síuhúsi, eftir að ryk hefur verið síað frá, í 52 metra háan skorstein sem staðsettur verður við hlið síuhússins. Útblástursopið hækkar þannig um tæplega 21,5 metra. Jafnframt er þverskurðarflatarmál skorsteinsins margfalt minna en þverskurðarflatarmál rjáfuropsins sem veldur verulegri aukningu í útblásturshraða sem hjálpar við uppdrif útblástursefna.

Dreifing útblásturs

Stakksberg ehf. fól Vatnaskilum að reikna dreifingu útblástursefna frá kísilverksmiðju Stakksbergs í Helguvík m.a. með það fyrir augum að meta árangur af endurbættri hönnun útblástursmannvirkja, um skorstein í stað rjáfur síuhúss. Reiknað er fyrir núverandi rekstraraðstæður (einn ofn). Þetta felur í sér að reiknað er fyrir eftirfarandi tvær útfærslur:

  1. Núverandi útfærsla (útblástur um rjáfur síuhúss).
  2. Endurbætt útfærsla (útblástur um skorstein).

Ávinningur fyrirhugaðra endurbóta á dreifingu efna er kannaður fyrir nokkur rekstrartilvik:

  1. Rekstur á fullum afköstum fyrir báðar útfærslur að ofan, samanburður á styrk efna við viðmiðunarmörk reglugerða.
  2. Nokkur tilvik með mismunandi afköstum á einum ofni, samanburður tilvika fyrir rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC) sem talið er að valdi lykt.

Forsendur útblásturs og losunar

Dreifing útblástursefna er annars vegar skoðuð fyrir núverandi fyrirkomulag útblástursmannvirkja, þar sem framleitt er í einum ofni og losað um rjáfur síuhúss, og hins vegar fyrir endurbætt fyrirkomulag, þar sem einnig er framleitt í einum ofni en afsogi blásið út um einn skorstein við hlið síuhússins. Jafnframt eru skoðuð þrjú tilvik fyrir einn ofn þar sem ofn er keyrður á fullu álagi, skertu álagi og engu álagi, einni klukkustund eftir útslátt ofns. Fyrir skert afl og eftir útslátt er eingöngu horft til VOC efna til mats á úrbótum vegna lyktar í nágrenni verksmiðjunnar.

Hugtakið VOC (e. volatile organic compound) er notað yfir mörg efni sem eiga það sameiginlegt að vera rokgjörn lífræn efnasambönd. Í þessari samantekt er fjallað um samanlagðan styrk þessara efna í einni heild og er þá talað um TVOC (e. total volatile organic compound).

Forsendur um losun útblástursefna miðuð við hvert framleitt tonn kísils má sjá í töflu 1


Í öllum tilvikum fyrir mismunandi afl á ofni er gert ráð fyrir föstu massaflæði VOC efna frá verksmiðjunni, 0,12 g/s, byggt á mælingum NILU (norskrar stofnunar sem starfar á sviði loftgæðarannsókna) í Helguvík árið 2017. Samband losunar VOC efna og álags á ofni er ekki þekkt og þessi forsenda er því notuð í öllum tilfellum. Forsendan nýtist þannig til að meta breytingu á styrk með tilkomu endurbótanna, en ekki til að sýna raunstyrk efnanna fyrir tilvik með mismunandi afli. 

Líkanreikningar

Loftdreifingarlíkanið byggir á eldra líkani sem unnið var fyrir fyrirhugað álver Century Aluminium (Norðuráls) (Vatnaskil, 2009) og fyrirhugaða kísilmálmverksmiðju Thorsil í Helguvík (Vatnaskil, 2014). Líkanið, sem unnið er í reikniverkinu CALPUFF (Scire o.fl., 2000b), nýtir þrívítt vindsvið í hárri upplausn, sem reiknað er með líkaninu CALMET (Scire o.fl., 2000a). Veðurreikningar frá lofthjúpslíkaninu WRF eru látnir ganga inn í CALMET sem færir vindsviðið á hærri upplausn (500 m) á Reykjanesskaga. Líkanið tekur tillit til niðurdráttar við byggingar.

Veðurreikningarnir voru framkvæmdir í þremur víddum á 2 kílómetra reiknineti með lofthjúpslíkaninu WRF og annaðist Reiknistofa í veðurfræði þá reikninga. Í grunninn nær veðurlíkanið að lýsa vel þeim breytileika í vindáttum og vindhraða sem sjá má í mælingum. Voru niðurstöður bornar undir Veðurstofu Íslands. Valið var að notast við tímabilið 2013 til 2017, sem innifelur þann tíma þegar verksmiðjan var í rekstri á vegum Sameinaðs Sílikons, fyrir samanburð milli mismunandi útfærslna á útblástursmannvirkjum. 

Samanburður núverandi og endurbætts ástands

Samanburður við reglugerð

Í töflu 2 er gerð grein fyrir hæsta reiknuðum styrk þeirra efna sem falla undir reglugerð fyrir annars vegar núverandi hönnun verksmiðju og hins vegar endurbætta hönnun. Einnig er gerð grein fyrir reglugerðarmörkum.


Eins og sjá má á töflu 2 hafa endurbætur á útblásturmannvirkjum umtalsverð áhrif við að draga úr styrk mengunarefna á svæðinu.

Lyktarvaldandi efni (VOC)

Dreifing VOC lyktarvaldandi efna var skoðuð fyrir losun um rjáfur (núverandi stöðu) og skorstein (endurbætta stöðu) við fullt og skert afl á ofni sem og einni klukkustund eftir útslátt á ofni (sjá töflu 3).


Ekki eru til reglugerðarviðmið um heildarstyrk VOC efna í andrúmslofti. Við hærri styrk TVOC eru auknar líkur á að fólk finni lykt eða verði fyrir öðrum óþægindum vegna efnanna, en óvíst er við hvaða styrk efnanna lykt finnst þar sem greiningarmörk lyktar fyrir TVOC eru ekki þekkt.

Mynd 1 sýnir 99,9% hlutfallsmörk klukkustundargilda TVOC efna fyrir núverandi og endurbætta stöðu fyrir fullt afl á ofni. Sýnd eru 99,9% hlutfallsmörk styrks til að gefa til kynna reiknaðan styrk nærri hámarksgildum.