1. Die Angaben über Emissionsverhalten und Kosten beruhen auf offiziellen Unterlagen des Exekutivorgans und seiner Nebenorgane, insbesondere auf den Dokumenten EB.AIR/WG. 3/R. 8, R. 9 und R. 16 sowie ENV/WP. 1/R. 86 und Corr. 1, die in Kapitel 7 der „Auswirkungen und Bekämpfung der grenzüberschreitenden Luftverunreinigung“ *) enthalten sind. Wenn nicht anders angegeben, wird vorausgesetzt, daß es sich hierbei um praktisch erprobte Technologien handelt **).
2. Die in diesem Anhang enthaltenen Informationen sind nicht vollständig. Da sich fortlaufend neue Erfahrungen mit neuen Motoren und neuen Anlagen, in denen emissionsarme Technologien angewendet werden, sowie bei der Nachrüstung bestehender Anlagen ergeben, wird es notwendig sein, diesen Anhang in regelmäßigen Abständen zu überarbeiten und zu ändern. Der Anhang kann auch keine erschöpfende Auskunft über technische Möglichkeiten geben; er soll für die Vertragsparteien vielmehr eine Orientierungshilfe bei der Erkennung wirtschaftlich vertretbarer Technologien sein, damit sie die Verpflichtungen aus dem Protokoll erfüllen können.
______________________________
*) Studien zur Luftverunreinigung Nr. 4 (Veröffentlichungen der Vereinten Nationen, Vertriebsnummer E/87.II.E.36).
**) Es ist gegenwärtig schwierig, die Kosten für Technologien zur Bekämpfung von Emissionen zuverlässig und in absoluten Zahlen anzugeben. Die in diesem Anhang enthaltenen Angaben zu den Kosten sollten daher eher unter dem Aspekt gesehen werden, wie sich die Kosten der einzelnen Technologien relativ zueinander verhalten, und nicht so sehr als absolute Zahlen.
3. Die Verbrennung von fossilen Brennstoffen ist die hauptsächliche ortsfeste Quelle der anthropogenen NO x -Emissionen. Zusätzlich können auch einige Prozesse, bei denen keine Verbrennung stattfindet, erheblich zu NO x -Emissionen beitragen.
4. Zu den größeren Kategorien ortsfester Quellen von NO x -Emissionen können gehören:
a) Feuerungsanlagen;
b) Industrieöfen (zB zur Zementherstellung);
c) ortsfeste Gasturbinen und Verbrennungsmotoren;
d) Prozesse, bei denen keine Verbrennung stattfindet (zB Herstellung von Salpetersäure).
5. Die Technologien zur Verringerung der NO x -Emissionen konzentrieren sich auf bestimmte feuerungs- oder verfahrenstechnische Maßnahmen und – insbesondere bei großen Kraftwerken – auf die Rauchgasreinigung.
6. Bei der Nachrüstung bestehender Anlagen kann der Umfang der Anwendung von Technologien zur Verringerung der NO x -Emissionen durch negative Nebenwirkungen auf den Betrieb oder andere standortspezifische Einschränkungen begrenzt werden. Deshalb sind im Fall der Nachrüstung für die typischerweise erreichbaren NO x -Emissionswerte nur annähernde Schätzungen angegeben. Bei neuen Anlagen können die negativen Nebenwirkungen durch geeignete Auslegungskriterien auf ein Mindestmaß beschränkt oder ausgeschlossen werden.
7. Nach den heute verfügbaren Daten können die Kosten für feuerungstechnische Maßnahmen bei neuen Anlagen niedrig angesetzt werden. Für die Nachrüstung, beispielsweise in großen Kraftwerken, beliefen sich die Kosten jedoch auf etwa 8 bis 25 Schweizer Franken pro kW el (1985). In der Regel liegen die Investitionskosten für Anlagen zur Rauchgasreinigung wesentlich höher.
8. Für ortsfeste Quellen werden die Emissionsfaktoren in Milligramm NO 2 je Kubikmeter (mg/m 3 ) trockenem Abgas unter Normalbedingungen (0ºC, 1 013 mb) angegeben.
9. Die Gruppe der Feuerungsanlagen umfaßt die Verbrennung fossiler Brennstoffe in Öfen, Dampfkesseln, Anlagen zur indirekten Beheizung und sonstigen Feuerungseinrichtungen mit einer thermischen Eingangsleistung von mehr als 10 MW, wobei keine Vermischung der Verbrennungsgase mit anderen Ofenabgängen oder behandelten Stoffen erfolgt. Für neue und bestehende Anlagen stehen folgende Verbrennungstechnologien einzeln oder kombiniert zur Verfügung:
a) Auslegung des Feuerungsraumes für niedrige Temperaturen, einschließlich Wirbelschichtfeuerung;
b) Betrieb mit geringem Luftüberschuß;
c) Einbau spezieller NO x -armer Brenner;
d) Rückführung der Rauchgase in die Verbrennungsluft;
e) stufenweise Verbrennung/Zweitluftbetrieb;
f) Nachverbrennung (stufenweise Brennstoffzufuhr) *)
Tabelle 1 enthält die erreichbaren Betriebswerte.
10. Die Rauchgasreinigung durch selektive katalytische Reduktion (SCR) ist eine weitere Maßnahme zur Verringerung der NO x -Emissionen; sie hat einen Wirkungsgrad von mindestens 80%. In der Region der Kommission werden bereits beträchtliche Betriebserfahrungen mit neuen und nachgerüsteten Anlagen gesammelt, insbesondere bei Kraftwerken mit mehr als 300 MW (thermisch). Zusammen mit feuerungstechnischen Maßnahmen können ohne weiteres Emissionswerte von 200 mg/m 3 (feste Brennstoffe, 6% O 2 ) und 150 mg/m 3 (flüssige Brennstoffe, 3% O 2 ) erreicht werden.
11. Die selektive nicht katalytische Reduktion (SNCR), eine Rauchgasreinigung mit einer NO x -Verringerung zwischen 20 und 60%, ist eine kostengünstigere Technologie für besondere Anwendungen (zB Raffinerieöfen und Gasverbrennung bei Grundlast).
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*) Über diese Verbrennungstechnologie liegen bisher nur begrenzte Betriebserfahrungen vor.
| Anlage Typ a ) | Ausgangs-niveau (ohne Bekämpfungs-maßnahme | Bestehende Anlage b ) Nachrüstung | Neue Anlage | O 2 % | |||
| Bereich | Typ, Wert | ||||||
| Feste Brennstoffe | 10 MWc) bis 300 MW | Rostfeuerung (Kohle) Wirbelschicht-feuerung | 300 – 1000 | – | 600 | 400 | 7 |
| i) stationär | 300 – 600 | – | – | 400 | 7 | ||
| ii) zirkulierend | 150 – 300 | – | – | 200 | 7 | ||
| Kohlenstaub-Verbrennung | |||||||
| i) Trockenabzug | 700 – 1700 | 600 – 1100 | 800 | 600 | 6 | ||
| ii) Feuchtabzug | 1000 – 2300 | 1000 – 1400 | – | 1000 | 6 | ||
| 300 MW | Kohlenstaub-Verbrennung | ||||||
| i) Trockenabzug | 700 – 1700 | 600 – 1100 | – | 600 | 6 | ||
| ii) Feuchtabzug | 1000 – 2300 | 1000 – 1400 | – | 1000 | 6 | ||
| Flüssige Brennstoffe | 10 MW c ) bis 300 MW | Verbrennung von Destillatöl | – | – | 300 | – | 3 |
| Verbrennung von Rückstandsöl | 500 – 1400 | 200 – 400 | 400 | – | 3 | ||
| 300 MW | Verbrennung von Rückstandsöl | 500 – 1400 | 200 – 400 | – | – | 3 | |
| Gasförmige Brennstoffe | 10 MW c ) bis 300 MW | 150 – 1000 | 100 – 300 | – | 300 | 3 | |
| 300 MW | 250 – 1400 | 100 – 300 | – | 300 | 3 | ||
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a ) Die Leistungsangaben beziehen sich auf MW (thermische) Eingangsleistung durch Kraftstoff (geringerer Heizwert).
b ) Standortspezifische Faktoren und große Ungewißheit hinsichtlich der Nachrüstung bestehender Anlagen erlauben hier nur Annäherungswerte.
c ) Bei kleinen Anlagen (10 MW – 100 MW) besteht größere Unsicherheit hinsichtlich der oben angegebenen Daten.
12. Die NO x -Emissionen aus ortsfesten Gasturbinen können entweder durch feuerungstechnische Maßnahmen (Trockenverfahren) oder durch Einspritzen von Wasser oder Wasserdampf (Naßverfahren) verringert werden. Beide Maßnahmen sind erprobt. Sie ermöglichen es, Emissionswerte von 150 mg/m 3 (Gas, 15% O 2 ) und 300 mg/m 3 (Öl, 15% O 2 ) einzuhalten. Nachrüstung ist möglich.
13. NO x -Emissionen aus ortsfesten Verbrennungsmotoren mit elektrischer Zündung lassen sich entweder durch feuerungstechnische Maßnahmen (zB durch magere Verbrennung und Abgasrückführung) oder durch Rauchgasreinigung (geregelter Drei-Wege-Katalysator, SCR) verringern. Inwieweit diese verschiedenen Verfahren technisch und wirtschaftlich durchführbar sind, hängt von der Größe und dem Typ des betreffenden Motors (Zweitakt/Viertakt) und der Betriebsart (konstante/veränderliche Last) ab. Eine magere Verbrennung ermöglicht NO x -Emissionswerte von 800 mg/m 3 (5% O 2 ), das SCR-Verfahren verringert die NO x -Emissionen auf unter 400 mg/m 3 (5% O 2 ), und der Drei-Wege-Katalysator senkt sie sogar auf unter 200 mg/m 3 (5% O 2 ).
14. In der Region der Kommission wird gegenwärtig untersucht, ob das Vorwärmverfahren möglicherweise dazu geeignet ist, die NO x -Konzentrationen im Rauchgas neuer und bestehender Zementbrennöfen auf etwa 300 mg/m 3 (10% O 2 ) zu senken.
15. Die Herstellung von Salpetersäure bei hohem Druck ( 8 bar) ermöglicht es, die NO x -Konzentrationen in unverdünnten Abgasen unter 400 mg/m 3 zu halten. Das gleiche Ergebnis läßt sich durch Mitteldruckabsorption in Verbindung mit einem SCR-Verfahren oder jedem beliebigen anderen ähnlich wirksamen NO x -Reduktionsverfahren erzielen. Nachrüstung ist möglich.
16. Die in diesem Anhang behandelten Kraftfahrzeuge sind Straßenfahrzeuge, und zwar: benzin- und dieselbetriebene Personenkraftwagen sowie leichte und schwere Nutzfahrzeuge. Wo erforderlich, wird Bezug genommen auf die jeweiligen Fahrzeugkategorien (M 1 , M 2 , M 3 , N 1 , N 2 , N 3 ), die in der ECE-Regelung Nr. 13 in Übereinstimmung mit dem Übereinkommen von 1958 über die Annahme einheitlicher Bedingungen für die Genehmigung der Ausrüstungsgegenstände und Teile von Kraftfahrzeugen und über die gegenseitige Anerkennung der Genehmigung festgelegt sind.
17. Der Straßenverkehr ist eine der wesentlichen Quellen der anthropogenen NO x -Emission in vielen Ländern der Kommission; der Anteil an den Gesamtemissionen der jeweiligen Länder beträgt zwischen 40 und 80%. Benzinbetriebene Fahrzeuge verursachen normalerweise zwei Drittel sämtlicher im Straßenverkehr erzeugter NO x -Emissionen.
18. In den Tabellen 3 und 6 sind die Technologien aufgeführt, die zur Bekämpfung der Stickstoffoxide aus Kraftfahrzeugen zur Verfügung stehen. Der Einfachheit halber sind die Technologien nach den vorhandenen oder empfohlenen nationalen und internationalen Emissionsgrenzwerten, die unterschiedlich streng sind, zusammengefaßt. Da sich die gegenwärtigen Testreihen nur mit dem Fahrverhalten in der Stadt befassen, wurde bei den in der Tabelle enthaltenen Schätzungen der relativen NO x -Emissionen in den Fällen eine schnellere Fahrweise berücksichtigt, in denen NO x -Emissionen besonders wichtig sein können.
19. Die in den Tabellen 3 und 6 aufgeführten zusätzlichen Produktionskosten für die verschiedenen Technologien sind eher geschätzte Herstellungskosten als Einzelhandelspreise.
20. Um zu gewährleisten, daß die durch die Emissionsgrenzwerte angestrebte Verringerung in der Praxis auch erreicht wird, müssen deren Einhaltung bei der Herstellung sowie die Werte der im Verkehr befindlichen Fahrzeuge überwacht werden.
21. Technologien, die die Verwendung von Katalysatoren einschließen oder sich auf deren Verwendung stützen, erfordern unverbleiten Kraftstoff. Der unbeschränkte Verkehr der mit Katalysatoren ausgerüsteten Fahrzeuge hängt davon ab, daß unverbleiter Kraftstoff überall zur Verfügung steht.
22. In Tabelle 2 sind vier Emissionsgrenzwerte angegeben. In Tabelle 3 werden damit verschiedene Technologien für Fahrzeuge mit Benzinmotor entsprechend ihrem Potential zur Verringerung der NO x -Emissionen zusammengefaßt.
| Norm | Grenzwerte | Anmerkungen |
| A. ECE R. 15-04 | HC + NO x : 19 – 28 g/Test | Gegenwärtige ECE-Norm (Regelung Nr. 15 einschl. der Änderungsreihe 04 gemäß dem in Absatz 16 erwähnten Übereinkommen von 1958), auch angenommen durch die EWG (Richtlinie 83/351/ EWG). ECE R. 15 Testreihe Stadtverkehr. Emissionsgrenze schwankt je nach Fahrzeuggewicht. |
| B. „Luxemburg 1985“ | HC + NO x : 1,4 – 2,0 l: 8,0 g/Test Dieser Grenzwert dient nur dazu, die Technologien zusammenzufassen ( 1,4 l: 15,0 g/Test 2,0 l: 6,5 g/Test) | Im Zeitraum 1988-1993 in der EWG einzuführende Grenzwerte, wie auf der Sitzung des EG-Ministerrats in Luxemburg 1985 erörtert und im Dezember 1987 endgültig beschlossen. ECE R. 15 für Testreihe Stadtverkehr findet Anwendung. Dieser Grenzwert für Motoren 2 l entspricht im allgemeinen dem US-Grenzwert von 1983. Der Grenzwert für Motoren 1,4 l ist vorläufig; der endgültige Grenzwert soll erarbeitet werden. Die Grenzwerte für Motoren von 1,4 – 2,0 l gelten für alle Dieselfahrzeuge 1,4l. |
| C. „Stockholm 1985“ | Grenzwerte für die nationale Gesetzgebung auf der Grundlage des nach dem Treffen der Umweltminister aus acht Ländern 1985 in Stockholm erstellten „master document“. Vergleichbar mit den US-Grenzwerten des Jahres 1987 und nachstehenden Prüfverfahren: | |
| NO x 0,62 g/km | US Federal Test Procedure (1975) | |
| NO x 0,76 g/km | Highway fuel economy test procedure | |
| D. „Kalifornien 1989“ | NO x 0,25 g/km | Für Modelle ab Baujahr 1989 im Bundesstaat Kalifornien geltende Grenzwerte. US Federal Test Procedure. |
| Tabelle 3: | Technologien für Benzinmotoren, Emissionsverhalten, Kosten und Kraftstoffverbrauch für die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte |
| Norm | Technologie | Mittlere NO x -Verringerung (%) a ) | Zusätzliche Produktionskosten (1986, Schweizer Franken) b ) | Kraftstoff-verbrauchsindex a ) |
| A. | Ausgangswert (herkömmlicher Fremdzündungsmotor mit Vergaser) | – c) | – | 100 |
| B. | a) Kraftstoffeinspritzung EGR + Sekundärlufteinblasung d ) | 25 | 200 | 105 |
| b) ungeregelter Drei-Wege-Katalysator (+ EGR) | 55 | 150 | 103 | |
| c) Magermotor mit Oxydationskatalysator (+ EGR) e ) | 60 | 200-600 | 90 | |
| C. | geregelter Drei-Wege-Katalysator | 90 | 300-600 | 95 |
| D. | geregelter Drei-Wege-Katalysator (+ EGR) | 92 | 350-650 | 98 |
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a ) Schätzungen der mittleren NO x -Verringerung und des Kraftstoffverbrauchs gelten für einen europäischen Kraftwagen mittleren Gewichts bei durchschnittlichen europäischen Verkehrsbedingungen.
b ) Zusätzliche Produktionskosten könnten besser als Prozentsatz der Gesamtkosten für einen Kraftwagen angegeben werden. Da die Kostenschätzungen jedoch primär einen relativen Vergleich bieten sollen, blieb die Formulierung aus den ursprünglichen Dokumenten erhalten.
c ) Mittlerer NO x -Emissionsfaktor = 2,6 g/km.
d ) „EGR“ bedeutet Abgasrückführung.
e ) Beruht ausschließlich auf Daten für Testmotoren. Es werden praktisch keine Fahrzeuge mit Magermotoren hergestellt.
23. Die Emissionsnormen A, B, C und D umfassen Emissionsgrenzwerte sowohl für Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) als auch für NO x . Die geschätzten Emissionsverringerungen für diese verunreinigenden Stoffe – bezogen auf die Werte der ECE R. 15-04 – stehen in Tabelle 4.
| Tabelle 4: | Geschätzte Verringerungen der HC- und CO-Emissionen von Personenkraftwagen mit Benzinmotoren bei Einsatz unterschiedlicher Technologien |
| Norm | HC-Verringerung in % | CO-Verringerung in % | |
| B. | a) | 30 – 40 | 50 |
| b) | 50 – 60 | 40 – 50 | |
| c) | 70 – 90 | 70 – 90 | |
| C. | 90 | 90 | |
| D. | 90 | 90 | |
24. Die heutigen Dieselfahrzeuge können die Anforderungen der Normen A, B und C hinsichtlich der NO x -Emissionen erfüllen. Strenge Anforderungen an die Partikel-Emissionen und die strikten NO x -Grenzwerte der Norm D haben zur Folge, daß Personenkraftwagen mit Dieselmotoren noch weiter entwickelt werden müssen, wahrscheinlich unter Einbeziehung der elektronischen Regelung der Kraftstoffpumpe, fortschrittlicher Einspritzsysteme, Abgasrückführung und Partikelabscheider. Bisher gibt es lediglich Versuchsfahrzeuge auf diesem Gebiet (siehe auch Tabelle 6, Fußnote a).
25. Die Bekämpfungsverfahren für Personenkraftwagen finden Anwendung, aber die NO x -Verringerung sowie Kosten und kommerzielle Einführungszeiten können unterschiedlich sein.
26. Diese Fahrzeugklasse ist in Westeuropa ohne Bedeutung und in Osteuropa rückläufig. Das Niveau der NO x -Emissionen nach US-1990 und US-1991 (siehe Tabelle 5) könnte mit relativ geringen Kosten und ohne nennenswerten technischen Aufwand erreicht werden.
27. In Tabelle 5 werden drei Emissionsnormen angegeben. In Tabelle 6 werden danach Technologien für Motoren von dieselbetriebenen schweren Nutzfahrzeugen entsprechend ihrem Potential zur Verringerung der NO x -Emissionen zusammengestellt. Die grundlegende Motorstruktur ist im Wandel, wobei der Trend vom Motor ohne Aufladung zum Turbolader geht. Dieser Trend wirkt sich auch auf einen wirtschaftlicheren Kraftstoffverbrauch aus. Aus diesem Grund sind an dieser Stelle keine vergleichenden Schätzungen des Kraftstoffverbrauchs angegeben.
| Norm | NO x -Grenzwerte (g/kWh) | Anmerkungen | |
| I | ECE R. 49 | 18 | Test von 13 Betriebszuständen |
| II | US-1990 | 8,0 | Transienttest |
| III | US-1991 | 6,7 | Transienttest |
| Tabelle 6: | Technologien für schwere Nutzfahrzeuge mit Dieselmotoren, Emissionsverhalten und Kosten für die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte a) |
| Norm | Technologie | geschätzte NO x -Verringerung (%) | zusätzliche Produktionskosten (1984, US-Dollar) |
| I | Herkömmlicher Dieselmotor mit direkter Einspritzung | – | – |
| II b ) | Turbolader + Nachkühlung + Einspritzverzögerung (Änderung von Brennkammer und Auspuff). (Selbstansaugende Motoren können die Norm wahrscheinlich nicht einhalten) | 40 | $ 115 (davon $ 69 für NOx-Norm) c ) |
| III b ) | Weitergehende Verfeinerung der unter II aufgeführten Technologien einschließlich variabler Einspritz-Einstellung und Einsatz von Elektronik | 50 | $ 404 (davon $ 68 für NOx-Norm) c ) |
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a ) Eine Verschlechterung der Qualität des Dieseltreibstoffs würde die Emission nachteilig beeinflussen und könnte sich auf den Kraftstoffverbrauch sowohl der schweren als auch der leichten Nutzfahrzeuge auswirken.
b ) Es ist immer noch erforderlich, auf breiter Basis die Verfügbarkeit neuer Bauteile zu prüfen.
c ) Die Differenz erklärt sich aus der Bekämpfung der Partikelemissionen und anderen Überlegungen.
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