Calculateur des émissions des turbines à gaz : guide de déclaration

Utilisez le calculateur d’émissions pour vous aider à déclarer des émissions de turbines à gaz fixes à l’huile distillée à l’Inventaire national des rejets de polluants (INRP).

Déclaration à l’Inventaire national des rejets de polluants

Si votre installation répond aux exigences de déclaration à l’INRP, vous devez déclarer les quantités totales de substances de l’INRP rejetées (dans l’air, l’eau ou le sol), éliminées ou transférées en vue du recyclage.

Remarque : Ce document porte sur les rejets des turbines à gaz fixes à l’huile distillée. N’oubliez pas que vous devez tenir compte des rejets de toutes les sources lorsque vous faites une déclaration à l’INRP, et pas seulement de ceux qui proviennent de la combustion du mazout.

De plus amples renseignements sur les exigences de déclaration à l’INRP se trouvent dans le guide de déclaration à l’INRP.

Turbines à gaz fixes à l’huile distillée : généralités

Les turbines à gaz fixes (aussi appelées « turbines à combustion ») sont destinées à divers usages, dont la production d’électricité, la cogénération, le transport de mazout et certains procédés.

Les huiles distillées comprennent le mazout n° 1 et n° 2. Ce dernier est le principal combustible utilisé dans les turbines à gaz, outre le gaz naturel.

Facteurs d’émission publiés

Bien qu’il existe de nombreuses méthodes acceptables pour estimer les émissions lorsque vous faites une déclaration à l’INRP, le calculateur d’émissions utilise des facteurs d’émission publiés. Ces derniers font référence aux facteurs d’émission diffusés par les organismes gouvernementaux et les associations industrielles en vue de l’application aux sources d’émissions dans leur application particulière ou le secteur industriel. Ces facteurs sont couramment utilisés et acceptés par les agences de réglementation pour les estimations d’émissions puisqu’ils reposent sur des données d’essai pour les émissions pour des sources semblables et représentent des taux moyens ou types avec des paramètres reconnus pour la qualité des données.

Les facteurs d’émission provenant de la combustion de mazout et plus particulièrement des turbines alimentées à l’huile distillée ou au diesel, qui ont été publiés par l’Agence américaine pour la protection de l’environnement (EPA), AP-42, ont été sélectionnés en vue d’être ajoutés au calculateur d’émissions.

Les facteurs d’émission EPA AP-42 sont présentés dans le tableau 1, ainsi que les cotes de qualité des données associées. Les cotes des facteurs d’émission EPA AP-42 sont les suivantes :

• A (excellent) – Facteur obtenu à partir de données d’essai fiables provenant de nombreuses installations choisies au hasard.
• B (supérieur à la moyenne) – Facteur obtenu à partir de données d’essai fiables provenant d’un nombre « raisonnable » d’installations.
• C (égal à la moyenne) – Facteur obtenu à partir de données d’essai colligées en utilisant des méthodes non éprouvées ou nouvelles, ou avec un manque de données contextuelles, provenant d’un nombre raisonnable d’installations.
• D (sous la moyenne) – Facteur obtenu à partir de données d’essai comme il est indiqué ci-dessus et provenant d’un petit nombre d’installations.
• E (piètre) – Facteur obtenu à partir de données d’essai à partir d’une méthodologie piètre ou nouvelle et provenant d’un petit nombre d’installations qui ne représentent pas un échantillon aléatoire de l’industrie.

Tableau 1 : Facteurs d’émissions publiées pour les turbines à l’huile distillée (AP 42 section 3.1 Turbines à gaz fixes)

Contaminant	No CAS dans l’INRP	Facteur d’émissions brutes (lb/MMBtu)	Facteur d’émissions brutes (kg/GJ)	Cote des facteurs d’émissions
SO2	7446-09-5	1,01xS *	0.43xS *	B
NOX	11104-93-1	8,80E-01	3,78E-01	C
CO	630-08-0	3,30E-03	1,42E-03	C
TPM	NA - M08	4,30E-03	1,85E-03	C
PM10	NA - M09	4,30E-03	1,85E-03	C
PM2,5	NA - M10	4,30E-03	1,85E-03	C
COV	NA - M16	4,10E-04	1,76E-04	E
1,3-Butadiène	106-99-0	1,60E-05	6,88E-06	D
Arsenic (et ses composés)	NA - 02	1,10E-05	4,73E-06	D
Benzène	71-43-2	5,50E-05	2,36E-05	C
Cadmium (et ses composés)	NA - 03	4,80E-06	2,06E-06	D
Chrome (et ses composés, sauf les composés du chrome VI)	NA - 04	1,10E-05	4,73E-06	D
Formaldéhyde	50-00-0	2,80E-04	1,20E-04	B
Plomb (et ses composés, sauf le plomb tétraéthyle)	NA - 08	1,40E-05	6,02E-06	C
Manganèse (et ses composés)	NA - 09	7,90E-04	3,40E-04	D
Mercure (et ses composés)	NA - 10	1,20E-06	5,16E-07	D
Naphtalène	91-20-3	3,50E-05	1,50E-05	C
Nickel (et ses composés)	NA - 11	4,60E-06	1,98E-06	D
HAP, non différenciés	NA - P/H	4,00E-05	1,72E-05	C
Sélénium (et ses composés)	NA - 12	2,50E-05	1,07E-05	D

(*) Au moyen de l’équation 1,01xS (AP-42 chapitre 3, tableau 3.1-2a) où S = pourcentage de soufre dans le combustible

Calcul d’émissions pour des turbines à gaz à l’huile distillée

Le calculateur d’émissions calcule de la façon suivante les émissions produites par les turbines à l’huile distillée ou au diesel :

Émissions annuelles (kg/année)

= utilisation d’huile distillée (m³/année) x FE (lb/MMBtu) x PCS (GJ/m³) x 0,454 (kg/lb) x 0,948 (MMBtu/GJ)

Les facteurs d’émissions sont présentés en unités de consommation de combustible de GJ/m³. À moins d’indications par l’utilisateur, une moyenne implicite de valeur calorique pour l’huile distillée ou le diesel de 38,7 GJ/m³ (139 MMBtu/10³ gal US ) a été utilisée pour calculer les émissions. Cette valeur est citée dans le document AP-42, tableau 3.1-1, note « f », comme étant le pouvoir calorifique moyen de l’huile distillée.

Un seul facteur d’émissions est indiqué pour les matières particulaires filtrables émises par les turbines à l’huile distillée ou au diesel. Ainsi, ce facteur d’émissions (4,3x10^-3 lb/MMBtu), tel que présenté dans le tableau 3.1-2a de la section 3.1 du document AP-42 de l’EPA des États-Unis, a été utilisé pour estimer les émissions de matières particulaires totales (TPM), de particules d’un diamètre inférieur ou égal à 10 micromètres (PM₁₀) et de particules d’un diamètre inférieur ou égal à 2,5 micromètres (PM_2,5).

Les facteurs d’émissions précédés du symbole « < » dans la section 3.1 du document AP-42 représentent des valeurs à la moitié de la limite de détection. Ils ont été utilisés pour le calculateur d’émissions.

Dispositifs antipollution et efficacité estimative des techniques de contrôle

Si vous utilisez un dispositif antipollution et que le facteur d’émission par défaut n’est pas contrôlé, l’équation du facteur d’émission peut être ajustée pour tenir compte de l’efficacité du contrôle, comme suit :

E = A x FE x ((100 – efficacité du contrôle des émissions)/100)

Où :

• E = émissions
• A = taux d’activité
• FE = facteur d’émission

Le calculateur d’émissions vous permet d’incorporer l’efficacité des contrôles dans l’onglet de saisie. Le tableau 2 énumère les dispositifs antipollution les plus courants et les facteurs d’émission associés pour les turbines à huile distillée afin de contrôler les émissions de NO_x.

Pour les turbines à l’huile distillée, les facteurs d’émission de monoxyde de carbone (CO) et d’oxydes d’azote (NO_X) non contrôlés et contrôlés (injection eau-vapeur) étaient cités dans le tableau 3.1-1 de la section 3.1 (4/00) du document AP-42 de l’EPA des États-Unis. Les facteurs d’émission contrôlés pour le CO et le NO₂ ont été rapportés à leurs facteurs d’émission non contrôlés respectifs, et les valeurs de pourcentage d’efficacité ont ensuite été calculées. Le calculateur d’émissions comporte un menu déroulant.

L’injection eau-vapeur est une technologie d’injection d’eau ou de vapeur dont l’efficacité à supprimer les émissions de NO_X des turbines à gaz a été démontrée. Cependant, les émissions de CO et de COV sont toutes deux augmentées par l’injection d’eau, et le niveau d’augmentation du CO et des COV dépend de la quantité d’eau injectée. C’est pourquoi l’efficacité de la technique de contrôle du CO est négative, car l’injection de vapeur d’eau entraîne une augmentation des émissions. À l’heure actuelle, il n’existe aucune donnée qui permette d’ajuster avec précision les estimations de COV pour la méthode de contrôle par injection d’eau.

 

Tableau 2 : Contrôle des émissions et efficacité des techniques de contrôle pour les turbines à l’huile distillée

Contaminant	Technique de contrôle	Efficacité de la technique de contrôle en %
NOX	Injection d’eau-vapeur	72,7
NOX	Système à réduction catalytique sélective (RCS)	77,5
CO	Injection d’eau-vapeur	- 2203,0

Teneur en soufre de mazouts

Vous devez entrer la teneur en soufre de l’huile distillée dans le calculateur d’émissions afin de calculer les émissions de dioxyde de soufre (SO₂).

Si vous connaissez la teneur en soufre du combustible, utilisez la valeur propre au site. En l’absence de telles données les données sur la teneur en soufre téléchargées depuis le site « Gouvernement ouvert » ont été utilisées pour établir des valeurs par défaut par région.

Les données d’ECCC sur le soufre dans les combustibles liquides de 2003 à 2016 ont été utilisées pour établir les moyennes énumérées dans le tableau 3. Ces données comprennent des informations provenant de plusieurs régions. La valeur moyenne de chaque région pour la période de 2003 à 2016 a été reportée comme teneur en soufre par défaut pour le calculateur d’émissions.

Le tableau 3 indique la teneur en soufre par défaut pour trois types de combustibles utilisés dans le calculateur des émissions.

 

Tableau 3 : Teneur moyenne en soufre (%) des huiles distillées pour la période de 2003 à 2016

Type de combustible	Nationale	Atlantique	Québec	Ontario	Ouest
Carburéacteur	0,05315	0,13056	0,05599	0,05846	0,03582
Diesel à très faible teneur en soufre	0,00047	0,00054	0,00042	0,00052	0,00049
Diesel à faible teneur en soufre	0,03124	0,01953	0,01614	0,03450	0,02306