Émissions atmosphériques de métaux lourds par les centrales à charbon : estimations et incertitudes

Abstract

RésuméLa production d'énergie utilisant les combustibles fossiles, notamment le charbon et le fioul lourd, contribue, avec d'autres secteurs d'activité (industriel, résidentiel, transports…), aux émissions atmosphériques de métaux lourds. Les plus toxiques de ces éléments font aujourd'hui l'objet de réglementations de plus en plus exigeantes concernant leur dispersion dans l'environnement. Afin de pouvoir estimer les flux annuels rejetés par les installations EDF brûlant du charbon, un modèle de calcul informatisé a été réalisé en s'appuyant sur une méthodologie développée par l'IFARE** en 1997. Les facteurs de répartition des métaux lourds dans l'installation sont calculés d'après la configuration de l'installation et les caractéristiques du combustible utilisé. Les flux sortants de métaux lourds, notamment ceux émis à l'atmosphère avec les fumées, sont ensuite déduits à partir de la consommation et de la composition chimique du charbon brûlé dans chaque installation. Un premier inventaire des émissions atmosphériques de métaux lourds par les centrales à charbon d'EDF a été réalisé pour l'année 2001. Les chiffres sont précis (± 40 %) pour les éléments non volatils (Cr, Cu, Co, Mn, Ni, V) ainsi que les PM 10 et PM 2,5 (particules de diamètre aérodynamique inférieur à 10 μm et 2,5 μm respectivement). L'incertitude est un peu plus forte (± 80 %) pour les éléments plus volatils (As, Pb, Zn). Les valeurs fournies pour les éléments à la fois très volatils et en faible teneur dans le charbon (Hg, Se, Cd) sont indicatives par excès et doivent être utilisées avec précaution. AbstractPower generation using fossil fuel combustion (coal and fuel-oil) participates, with other sectors, to heavy metal atmospheric emissions. The dispersion of these hazardous pollutants throughout the environment is more and more regulated. In order to assess the annual flows emitted from EDF coal-fired power plants, a computerized tool has been developed, based on the methodology defined by IFARE/DFIU in 1997. The heavy metal partition factors within the plant unit are determined according to the type of unit and the coal characteristics. Heavy metals output flows, and especially those emitted with flue gas at the stack, are then deduced from the actual coal consumption and chemical composition. A first inventory of heavy metal emissions from EDF coal-fired power plants has been achieved for year 2001. Values are accurate (± 40 %) for nonvolatile elements (Cr, Cu, Co, Mn, Ni, V) and for PM 10 and PM 2,5 (particulate matter below 10 μm and 2.5 μm). The uncertainty is higher (± 80 %) for volatile elements (As, Pb, Zn). Excess indicative values are given for elements which are both volatile and at low concentrations in coal (Hg, Se, Cd).