LIGNES DIRECTRICES SPÉCIFIQUES
Production et traitement de l'aluminium primaire et secondaire
Cette annexe définit les modalités spécifiques pour la déclaration des émissions de CO2 des installations de production et de traitement de l'aluminium primaire et secondaire, telles que mentionnées à l'annexe I de la directive 2009/29/CE.
Cette annexe inclut les lignes directrices pour la surveillance des émissions de la production des électrodes permettant la production d'aluminium primaire liquide, qui est aussi applicable pour des usines autonomes de production de ces électrodes.
Pour la communication des émissions en vue de l'établissement des quantités de quotas à délivrer pour 2013-2020, les exploitants s'efforcent d'utiliser le niveau de méthode le plus élevé. En cas d'impossibilité technique ou économique, ils peuvent utiliser les niveaux intermédiaires ou, s'il y a lieu, le niveau 1 de méthode.
I. - Identification des sources et flux
Dans les installations de production et de traitement de l'aluminium primaire ou secondaire, les émissions de CO2 proviennent notamment des sources et flux suivants :
- combustibles consommés pour la production de chaleur ou de vapeur et pour la destruction thermique des effluents gazeux (CO2) ;
- production d'anode (CO2) ;
- réduction d'Al2O3 par électrolyse (CO2) liée à la consommation de l'électrode ;
- utilisation de carbonate de soude ou d'autres carbonates pour l'épuration des effluents gazeux (CO2) ;
- effet d'anode (PFCs) incluant les émissions fugitives de PFCs.
II. - Calcul des émissions de CO2
II-1. Emissions de combustion
Les émissions de combustion et de procédés d'épuration doivent être surveillées et déclarées conformément à l'annexe III de l'arrêté du 31 mars 2008 précité, à moins qu'elles ne soient incluses dans le bilan massique décrit au II.2 ci-dessous.
II-2. Emissions de procédé : méthode du bilan massique
Les émissions de procédés de la production et de la consommation d'anode sont calculées selon la méthode du bilan massique. La méthode du bilan massique prend en considération l'ensemble du carbone présent dans les intrants, les stocks, les produits et les autres exportations hors de l'installation pour le mélange, la formation, le traitement et le remplacement des anodes ainsi que pour la consommation de l'électrode dans l'électrolyse. Lorsque des anodes précuites sont utilisées, des bilans massiques séparés pour la production et la consommation ou un bilan massique commun prenant en compte à la fois la production et la consommation des électrodes peuvent être réalisés. Dans le cas de procédés à anode continue (procédé Söderberg) un bilan massique commun doit être réalisé. Le bilan massique détermine le niveau d'émission de gaz à effet de serre sur la période de déclaration selon l'équation suivante, qu'un bilan massique commun ou des bilans massiques séparés soient réalisés :
émissions de CO2 [t CO2] =
(intrants - produits - exportations - variation des stocks)
× facteur de conversion CO2/C
avec :
- intrants [tC] : la totalité du carbone entrant dans les limites du bilan massique, par exemple coke, brai de houille, anodes achetées ;
- produits [tC] : la totalité du carbone présent dans les produits et les matériaux, y compris dans les sous-produits et déchets, sortant des limites du bilan massique, par exemple anodes vendues ;
- exportations [tC] : le carbone exporté en dehors des limites du bilan massique, par exemple rejeté dans les égouts, mis en décharge ou perdu. Les exportations ne comprennent pas les rejets de gaz à effet de serre dans l'atmosphère ;
- variation des stocks [tC] : l'augmentation des stocks de carbone dans les limites du bilan massique.
Les émissions sont calculées selon la formule suivante :
émissions de CO2 [t CO2] =
[∑ (données d'activitéentrants × teneur en carboneentrants) -
∑ (données d'activitéproduits × teneur en carboneproduits) -
∑ (données d'activitéexportations × teneur en carboneexportations) -
∑ (données d'activitévariation des stocks × teneur en carbonevariation des stocks)]
× 3,664
II-2.a. Données d'activité
L'exploitant analyse et déclare les flux massiques entrant et sortant de l'installation ainsi que la variation des stocks de tous les combustibles et matières (par exemple coke, brai de houille), en les indiquant séparément. Lorsque la teneur en carbone d'un flux massique est généralement liée au contenu énergétique (combustibles), l'exploitant peut déterminer et utiliser la teneur en carbone du flux massique correspondant par rapport au contenu énergétique [t C/TJ] pour le calcul du bilan massique.
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NIVEAUX DE MÉTHODE APPLICABLES |
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Incertitude maximale pour la détermination des données d'activité. |
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Niveau 1 |
± 7,5 % |
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Niveau 2 |
± 5,0 % |
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Niveau 3 |
± 2,5 % |
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Niveau 4 |
± 1,5 % |
II-2.b. Teneur en carbone
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NIVEAUX DE MÉTHODE APPLICABLES |
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|---|---|
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Niveau 1 |
La teneur en carbone des flux entrants ou sortants est déterminée sur la base des facteurs d'émission standard des combustibles ou des matières énumérés à l'annexe I, section 11, de la décision 2007/589/CE modifiée. Elle est calculée de la manière suivante : Teneur en C (t/t ou TJ) = FE (t CO2/t ou TJ)/3,664 |
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Niveau 2 |
La teneur en carbone des flux entrants ou sortants est déterminée sur la base des facteurs d'émission standard des combustibles ou des matières énumérés au tableau 4 de l'annexe I de l'arrêté du 31 mars 2008. Elle est calculée de la manière suivante : Teneur en C (t/t ou TJ) = FE (t CO2/t ou TJ)/3,664 |
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Niveau 3 |
La teneur en carbone des flux entrants ou sortants est déterminée conformément aux dispositions de l'annexe I, section 13, de la décision 2007/589/CE modifiée pour tout ce qui concerne l'échantillonnage représentatif des combustibles, des produits et des sous-produits ainsi que la détermination de leur teneur en carbone et de la fraction de la biomasse. |
III. - Mesure des émissions de CO2
Il convient d'appliquer les dispositions des annexes I et XII de la décision 2007/589/CE modifiée.
IV. - Détermination des émissions de PFC
Les émissions de PFC de la production d'aluminium primaire incluent les émissions de CF4 et de C2F6 exprimées en équivalent-CO2 :
émissions de PFC [t CO2(e)] =
émissions de CF4 [t CO2(e)] + émissions de C2F6 [t CO2(e)]
Pour l'exercice de déclaration des données d'émission des nouveaux secteurs pour la troisième période d'échange, les émissions en équivalent dioxyde de carbone (t CO2(e)) sont calculées en utilisant les pouvoirs de réchauffement global indiqués dans le deuxième rapport d'évaluation du groupe intergouvernemental sur l'évolution du climat (changements climatiques 1995), à savoir :
PRGCF4 = 6 500 t CO2(e)/t CF4
PRGC2F6 = 9 200 t CO2(e)/t C2F6
Les émissions totales de PFC sont calculées à partir des émissions qui sont mesurables dans une conduite ou une cheminée (émissions canalisées) ainsi que les émissions fugitives en utilisant l'efficacité de collecte de la conduite :
émissions de PFC (totales) =
émissions PFC (conduite)/efficacité de collecte
Le coefficient d'efficacité de collecte est mesuré lorsque des facteurs d'émission spécifiques de l'installation sont déterminés. Pour cette détermination, la version la plus récente indiquée au niveau 3 des lignes directrices 2006 du GIEC doit être utilisée.
Les émissions canalisées de CF4 et C2F6 sont calculées en utilisant l'une des deux approches ci-dessous, en fonction de la technologie. La méthode A est utilisée lorsque la durée d'effet d'anode par cuve-jour est enregistrée, la méthode B est utilisée lorsque la surtension de l'effet d'anode est enregistrée.
IV-1. Méthode A : équation de pente
Lorsque la durée d'effet d'anode est mesurée, les émissions de PFC sont calculées selon la formule suivante :
émissions de CF4 [t CO2(e)] =
DEA × (PenteCF4/1000) × PrAl × PRGCF4
émissions de C2F6 [t CO2(e)] =
émissions de CF4 × FC2F6 × PRGC2F6
avec :
- DEA : durée des effets d'anode par cuve-jour [EA-minutes/cuve-jour] ;
- PenteCF4 : pente de la relation d'émission pour le CF4[(kg CF4/t Al produit)/(EA-minutes/cuve-jour)] ;
- PrAl : production annuelle d'aluminium primaire [t] ;
- FC2F6 : fraction massique pour C2F6[t C2F6/ t CF4].
IV-1.a. Données d'activité
Production d'aluminium primaire
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NIVEAUX DE MÉTHODE APPLICABLES
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|---|---|
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Incertitude maximale pour la détermination des données d'activité. |
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Niveau 1 |
± 2,5 % |
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Niveau 2 |
± 1,5 % |
Durée des effets d'anode (DEA)
La durée des effets d'anode par cuve-jour représente la fréquence d'effet d'anode [nombre d'effets d'anode/cuve-jour] multipliée par la durée moyenne de l'effet d'anode [minutes par EA] :
DEA = fréquence × durée moyenne
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NIVEAUX DE MÉTHODE APPLICABLES |
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|---|---|
|
Incertitude maximale pour la détermination de la fréquence et de la durée moyenne de l'effet d'anode. |
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Niveau 1 |
± 2,5 % |
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Niveau 2 |
± 1,5 % |
IV-1.b. Facteur d'émission
Le facteur d'émission pour le CF4 (Pente CF4) exprime la quantité [kg] de CF4 émise par tonne d'aluminium produite par durée d'effet d'anode/cuve-jour. Le facteur d'émission pour le C2F6 (fraction massique C2F6) exprime la quantité [t] de C2F6 émise par rapport à la quantité de CF4 émise [t].
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NIVEAUX DE MÉTHODE APPLICABLES |
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|---|---|
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Niveau 1 |
Utilisation des facteurs d'émission spécifiques à la technologie du tableau 1 ci-dessous. |
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Niveau 2 |
Utilisation de facteurs d'émission spécifiques à l'installation (pour CF4 et C2F6) établis par des mesures continues ou discontinues. Pour la détermination de ces facteurs d'émission, la version la plus récente indiquée au niveau 3 des lignes directrices 2006 du GIEC doit être utilisée. Les facteurs d'émission doivent être établis au moins tous les trois ans, ou moins s'il y a des changements significatifs dans l'installation. Les changements significatifs incluent un changement de la durée des effets d'anode, un changement de l'algorithme de commande affectant les types d'effets d'anode ou la nature de l'arrêt de l'effet d'anode. |
Tableau 1. - Facteurs d'émission spécifiques liés à l'utilisation de la méthode de l'équation de pente
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TECHNOLOGIE |
Facteur d'émission pour CF4 (Pente CF4) [(kg CF4/t Al)/(EA-minutes/cuve-jour)] |
Fraction massique pour C2F6
(FC2F6) [t C2F6/t CF4] |
|---|---|---|
|
Anode précuite du centre de la cellule |
0,143 |
0,121 |
|
Anode précuite du côté de la cellule |
0,272 |
0,252 |
|
Soderberg - goujon vertical |
0,092 |
0,053 |
|
Soderberg - goujon horizontal |
0,099 |
0,085 |
IV-2. Méthode B : Méthode de surtension
Lorsque la surtension de l'effet d'anode est mesurée, les émissions de PFC sont calculées selon la formule suivante :
émissions de CF4 [t CO2(e)] =
coefficient de surtension × (SEA/EC) × PrAl × PRGCF4 × 0,001
émissions de C2F6 [t CO2(e)] =
émissions de CF4 × FC2F6 × PRGC2F6
avec :
- coefficient de surtension ( facteur d'émission ) exprimé en kg CF4 par tonne d'aluminium produite par mV de surtension [(kg CF4/t Al)/mV]) ;
- SEA : surtension d'effet d'anode par cellule [mV] ;
- EC : efficacité du courant du procédé de production d'aluminium [%] ;
- PrAl : production annuelle d'aluminium primaire [t] ;
- FC2F6 : fraction massique pour C2F6[t C2F6/t CF4].
IV-1.a. Données d'activité
Production d'aluminium primaire
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NIVEAUX DE MÉTHODE APPLICABLES |
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|---|---|
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Incertitude maximale pour la détermination des données d'activité. |
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Niveau 1 |
± 2,5 % |
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Niveau 2 |
± 1,5 % |
Surtension d'effet d'anode
Le terme SEA/EC (surtension d'effet d'anode/efficacité du courant) exprime la surtension d'effet d'anode moyenne [mV surtension] par la moyenne de l'efficacité du courant [%] intégré dans le temps.
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NIVEAUX DE MÉTHODE APPLICABLES |
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|---|---|
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Incertitude maximale pour la détermination de la surtension d'effet d'anode et de l'efficacité du courant (incertitude pour chacun des paramètres). |
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Niveau 1 |
± 2,5 % |
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Niveau 2 |
± 1,5 % |
IV-1.b. Facteur d'émission
Le coefficient de surtension pour le CF4 exprime la quantité [kg] de CF4 émise par tonne d'aluminium produite par millivolt de surtension [mV]. Le facteur d'émission pour le C2F6 (fraction massique C2F6) exprime la quantité [t] de C2F6 émise par rapport à la quantité de CF4 émise [t].
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NIVEAUX DE MÉTHODE APPLICABLES |
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|---|---|
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Niveau 1 |
Utilisation des facteurs d'émission spécifiques à la technologie du tableau 2 ci-dessous. |
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Niveau 2 |
Utilisation de facteurs d'émission spécifiques à l'installation (pour CF4 et C2F6) établis par des mesures continues ou discontinues. Pour la détermination de ces facteurs d'émission, la version la plus récente indiquée au niveau 3 des lignes directrices 2006 du GIEC doit être utilisée. Les facteurs d'émission doivent être établis au moins tous les trois ans, ou moins s'il y a des changements significatifs dans l'installation. Les changements significatifs incluent un changement de la durée des effets d'anode, un changement de l'algorithme de commande affectant les types d'effets d'anode ou la nature de l'arrêt de l'effet d'anode. |
Tableau 2. - Facteurs d'émission spécifiques liés à l'utilisation de la méthode surtension
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TECHNOLOGIE |
Facteur d'émission pour CF4
(coefficient de surtention) [(kg CF4/t Al)/mV)] |
Fraction massique pour C2F6
(FC2F6) [t C2F6/t CF4] |
|---|---|---|
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Anode précuite du centre de la cellule |
1,16 |
0,121 |
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Anode précuite du côté de la cellule |
3,65 |
0,252 |
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Soderberg - goujon vertical |
N.A. |
0,053 |
|
Soderberg - goujon horizontal |
N.A. |
0,085 |