Kolencentrales en de Eural

Met de komst van de Eural is het onderscheid tussen gevaarlijk en niet-gevaarlijk afval Europees vastgesteld. Maar niet alle afvalstoffen krijgen even gemakkelijk het predikaat gevaarlijk of niet-gevaarlijk. Want om dit te bepalen zijn de elementconcentraties niet meer voldoende, maar moeten ook de chemische vormen bekend zijn. Als voorbeeld van hoe dit in zijn werk gaat onderzocht KEMA welke kwalificatie bepaalde bijproducten van kolencentrales moeten krijgen.

Sinds 1 mei 2002 is in Nederland de Eural (Europese afvalstoffenlijst) van kracht geworden. Deze vervangt het Besluit Aanwijzing Gevaarlijke Afvalstoffen (BAGA), de Regeling Aanwijzing Gevaarlijke Afvalstoffen (RAGA) en de Regeling Aanvulling Aanwijzing Gevaarlijke Afvalstoffen (RAAGA).
De Eural is tot stand gekomen omdat de Europese Commissie het onderscheid tussen gevaarlijke en ongevaarlijke afvalstoffen in de hele Europese Unie wil harmoniseren. In de Eural zijn ongeveer 800 afvalstoffen gekwalificeerd als gevaarlijk (aangegeven door een ster (*)) of ongevaarlijk. Een aantal afvalstoffen kan zowel gevaarlijk als ongevaarlijk zijn, afhankelijk van de samenstelling. Deze afvalstoffen komen in de Eural voor in complementaire categorieën. Ze zijn alleen gevaarlijk als ze gevaarlijke stoffen (componenten) boven een gegeven grenswaarde bevatten.

Code

De Eural bevat van iedere afvalstof de omschrijving en de afvalstoffencode. Deze code bestaat uit zes cijfers:
- de eerste twee cijfers verwijzen naar een proces, dat als hoofdstuk is opgenomen in de Eural
- de volgende twee cijfers verwijzen naar een deelproces (sub-hoofdstuk in de Eural)
- de laatste twee cijfers verwijzen naar een afvalcategorie (een afvalstof afkomstig uit het deelproces).
Bijvoorbeeld poederkoolvliegas (een bijproduct van een kolencentrale) heeft de code 10 01 02. Deze code is als volgt te verklaren:
10 = hoofdstuk 10: afval van thermische processen
01 = sub-hoofdstuk 01: afval van elektriciteitscentrales en andere verbrandingsinstallaties
02 = koolvliegas.

Toepassing van de Eural op afvalstoffen

Uit de Eural blijkt soms niet eenduidig of een afvalstof gevaarlijk is of niet. Dit is bijvoorbeeld het geval met slib van een afvalwaterbehandelingsinstallatie van een elektriciteitscentrale. Dit slib kan zowel onder categorie 10 01 20* (gevaarlijk afval) als 10 01 21 (niet-gevaarlijk afval) vallen. Om vast te stellen of een afvalstof gevaarlijk afval is, moeten de volgende stappen uitgevoerd worden:
1. stel vast of het vlampunt van de afvalstof kleiner of gelijk is aan 55 oC; zo ja, dan is de afvalstof gevaarlijk
2. is dit niet het geval, bepaal dan de samenstelling van de afvalstof: de verschillende componenten en hun concentraties
3. bepaal per component uit de afvalstof of deze voorkomt in de lijst van veel voorkomende stoffen in de Eural
4. zo ja, noteer dan per component uit de afvalstof de bijbehorende R zinnen (risicozinnen). Zo neen, bepaal dan per stof uit de afvalstof of deze voorkomt in Annex I bij de Stoffenrichtlijn. Bepaal vervolgens de fysisch-chemische en (eco)toxicologische gevaren en vertaal deze in de R-zinnen
5. combinaties van R-zinnen vormen tezamen een gevaareigenschap (aangeduid met letter H). De componenten in de afvalstof die tezamen bijdragen aan bepaalde R-zinnen, mogen niet meer dan een vastgesteld gewichtspercentage uitmaken in de afvalstof. Als dit vastgestelde gewichtspercentage (de grenswaarde) wordt overschreden, is de afvalstof gevaarlijk. Bepaal per combinatie van R-zinnen het gewichtspercentage van de bijbehorende componenten in de afvalstof
6. bepaal of het gewichtspercentage per combinatie van R-zinnen hoger is dan de grenswaarde, zoals opgegeven in de Eural
7. zo ja, dan is de afvalstof gevaarlijk
8. bepaal voor de gevarencategorieën H7, H8 en H11 per component of het gewichtspercentage hoger is dan de grenswaarde, zoals opgegeven in de Eural
9. zo ja, dan is de afvalstof gevaarlijk.

De gevaareigenschappen kunnen verdeeld worden in:
- fysisch-chemische eigenschappen (H1 H3)
- gezondheidsaspecten (H4 H11)
- milieu-eigenschappen (H12 H14).

Voor de categorieën H1, H2, H9, H12, H13 en H14 zijn nog geen grenswaarden beschikbaar, zodat op dit moment deze categorieën niet kunnen worden meegenomen voor de beoordeling. Nadere invulling voor deze categorieën is binnen de EU in onderzoek.

Bijproducten van een kolencentrale

Bijproducten van kolencentrales die als gevaarlijk en als ongevaarlijk afval gekwalificeerd kunnen worden, zijn onder andere:
Bodemas die vrijkomt bij bij- of meestoken van biomassa of andere secundaire brandstoffen: als het gevaarlijke componenten boven de grenswaarde bevat is de Euralcode 10 01 14* ; als het geen gevaarlijke componenten boven de grenswaarde bevat is de Euralcode 10 01 15
bij bij- of meestoken vrijkomende vliegas: als het gevaarlijke componenten boven de grenswaarde bevat is de Euralcode 10 01 16*; als het geen gevaarlijke componenten boven de grenswaarde bevat is de Euralcode 10 01 17
slib van afvalwaterbehandeling ter plaatse (ABI-slib): als het gevaarlijke componenten boven de grenswaarde bevat is de Euralcode 10 01 20* ; als het geen gevaarlijke componenten boven de grenswaarde bevat is de Euralcode 10 01 21.

In opdracht van de Nederlandse elektriciteitscentrales is door KEMA vastgesteld of bovengenoemde bijproducten de kwalificatie gevaarlijk of ongevaarlijk afval verdienen.

Speciaties van de assen en van ABI-slib van kolencentrales

Om afvalstoffen te kunnen toetsen aan de Eural moeten de speciaties van de verschillende elementen in de afvalstoffen bekend zijn. Hiermee wordt de vorm waarin de elementen voorkomen in de afvalstoffen bedoeld. Het vaststellen van de speciaties is de grootste bottleneck bij het toetsen aan de Eural. Bijvoorbeeld bij de assen van kolencentrales en bij het ABI-slib is wel de elementsamenstelling door middel van analyse vast te stellen, maar is het zeer moeilijk en tijdrovend om de verschijningsvorm van de elementen door middel van chemische en fysische analysemethoden te bepalen.
De Helpdesk van VROM heeft desgevraagd aan KEMA gemeld dat wanneer grote twijfel bestaat over de verschijningsvorm, of meerdere verschijningsvormen met hetzelfde element voorkomen in de afvalstroom, de 'worst case'-benadering moet worden toegepast. Deze gaat uit van de speciatie met de strengste gevaarsclassificatie.
KEMA doet al jaren onderzoek naar poederkoolvliegas en bodemas en heeft de speciaties van deze stoffen in kaart gebracht. Deze kennis is toegepast op de Eural. Bij twijfel is gebruik gemaakt van de bovengenoemde 'worst case'-benadering. Er blijken geen grote verschillen te zijn tussen de speciaties in assen afkomstig van 100% kolenstoken en in assen afkomstig van het meestoken van biomassa en andere secundaire brandstoffen. De concentraties van de elementen in de assen kunnen uiteraard, afhankelijk van de samenstelling van de secundaire brandstof, wel verschillend zijn.

Ook voor ABI-slib is het cruciaal te weten welke verbindingen in het slib aanwezig zijn. Omdat dat niet bekend is en het praktisch onmogelijk is om het te meten, heeft KEMA een methodiek ontwikkeld om vast te stellen uit welke verbindingen ABI-slib bestaat. Met behulp van deze methodiek zijn de speciaties van ABI-slib vastgesteld. Ook hierbij is de 'worst case'-benadering gebruikt. Om de keuzes van de speciaties te onderbouwen zijn thermodynamische evenwichtsberekeningen uitgevoerd met het rekenprogramma FactSage.

Toetsing aan de Eural

Voor de meestookassen is de elementsamenstelling berekend met behulp van het KEMA TRACE MODEL. De elementsamenstelling van de meestookassen is afhankelijk van de samenstelling van de kolen, van de meegestookte secundaire brandstof en van het meestookpercentage.
De elementsamenstelling van de assen en de ABI-slibben is bepaald door middel van chemische analyses. Met behulp van de vastgestelde speciaties en de elementsamenstellingen zijn vervolgens de gewichtspercentages van de speciaties in de meestookassen en het ABI-slib bepaald. Daarna zijn per speciatie de R-zinnen vastgesteld en is de Euraltoetsing uitgevoerd zoals beschreven in 'Toepassing van de Eural op afvalstoffen'.
Voor alle gevaarcategorieën vallen de gewichtspercentages van gevaarlijke componenten in de beoordeelde afvalstoffen (meestookbodemas en -vliegas en ABI-slib) ver onder de in de Eural opgenomen grenswaarden. Dit betekent dat de in dit voorbeeld beoordeelde afvalstoffen als ongevaarlijk gekwalificeerd kunnen worden.
Door middel van gevoeligheidsanalyses is de invloed van een groot aantal parameters nagegaan. Het blijkt dat vooral de concentraties Ni, As en Pb in de beoordeelde bijproducten van invloed zijn op de resultaten van de Euraltoetsing.

Conclusie

De Eural is realistischer dan het BAGA, omdat in geval van nader onderzoek niet alleen naar elementsamenstelling gekeken moet worden, maar ook naar de vorm waarin de elementen voorkomen. Anderzijds is het daardoor niet eenvoudig om die toetsing uit te voeren. Een uitgebreide studie van KEMA naar bijproducten van kolencentrales laat zien dat zowel ABI-slib als assen afkomstig van het meestoken van secundaire brandstoffen tot 10% (op massabasis droog) niet in de categorie gevaarlijke afvalstoffen vallen.
Door aan te tonen dat een afvalstof tot de categorie niet-gevaarlijk behoort, is het mogelijk een aanzienlijke besparing op de stortkosten te behalen.


-----------------
Het KEMA TRACE MODEL is een door KEMA in opdracht van de elektriciteitsbedrijven ontwikkeld model, gebaseerd op jarenlange ervaring met massabalansstudies bij kolengestookte centrales in Nederland. Met dit model kunnen de samenstelling van reststoffen, alsmede de emissies naar de lucht berekend worden, gebaseerd op de samenstelling van de brandstoffen en verschillende bedrijfsparameters. Het model is gevalideerd voor zowel 100% kolenstoken als voor het meestoken van secundaire brandstoffen (tot nu toe op 10% massabasis droge stof). Het model is recentelijk uitgebreid met de toetsing aan de Eural.

Vakblad Afval! oktober 2003 (nummer 7)