LIGNES DIRECTRICES SPÉCIFIQUES
PRODUCTION DE CIMENT CLINKER
Cette annexe définit les modalités spécifiques pour la déclaration des émissions de CO2 des installations de production de ciment clinker, mentionnées à l'article R. 229-5 du code de l'environnement.
Pour le calcul des émissions de CO2 issues de la décarbonatation, seules les émissions directes de CO2 sont retenues, les émissions indirectes (achat de clinker, laitier, cendres ou électricité externe) ne sont pas comptabilisées.
I.-Identification des sources et flux
Lors de la fabrication du ciment et du clinker, les émissions de CO2 ont deux origines :
-émissions liées à la combustion :
-combustibles fossiles classiques alimentant les fours ;
-combustibles fossiles dérivés et autres combustibles carbonés de substitution ;
-combustibles issus de la biomasse (déchets de la biomasse) ;
-combustibles consommés dans des équipements connexes (hors fours) ;
-épuration des effluents gazeux ;
-émission liées au procédé :
-calcination des carbonates contenus dans les matières premières.
II.-Calcul des émissions de combustion
Les émissions de combustion seront calculées conformément à l'annexe III.
Dans les fours à ciment, la combustion incomplète des combustibles fossiles est négligeable, en raison des températures de combustion très élevées, du temps de séjour prolongé dans les fours et de la faible teneur en carbone résiduel du clinker. Le carbone contenu dans les combustibles alimentant les fours doit donc être considéré comme totalement oxydé (facteur d'oxydation = 1).
III.-Calcul des émissions de procédé
Les émissions de CO2 liées au procédé résultent :
-de la calcination des carbonates dans les matières premières utilisées pour produire le clinker ;
-de la calcination partielle ou totale des poussières des fours à ciment ou des poussières de by-pass retirées du procédé ;
-et, dans certains cas, du carbone non issu de carbonates présent dans les matières premières.
Le CO2 dégagé lors de la calcination des poussières des fours à ciment ou de by-pass doit être pris en compte pour les installations dans lesquelles ces poussières quittent le système du four (voir III-2), de même que les émissions potentielles liées au carbone non issu de carbonates présent dans la farine crue (voir III-3). Les émissions liées à la production de clinker, aux poussières des fours à ciment ou de by-pass dans les matières entrantes sont calculées séparément et ajoutées au total des émissions :
Emissions de CO2 total procédé =
émissions de CO2 clinker + émissions de CO2 poussières
+ émissions de CO2 carbone non issu de carbonates
III-1. Emissions de CO2 liées à la production de clinker
Deux méthodes sont disponibles pour déterminer les émissions de CO2 issues de la décarbonatation :
-la méthode A basée sur la teneur en carbonates des matières utilisées pour alimenter le procédé ;
-la méthode B basée sur la production de clinker.
Ces méthodes sont considérées comme équivalentes et chacune d'elles peut être utilisée par l'exploitant pour procéder à une validation croisée des résultats.
L'exploitant ne peut passer d'une méthode à l'autre que s'il est en mesure de démontrer que ce changement permettra d'accroître ou maintenir la précision de la surveillance et de la quantification des émissions.
III-1.a. Méthode A : matières entrantes
Le calcul se fonde sur la teneur en carbonate des matières utilisées pour alimenter le procédé (y compris les cendres volantes ou le laitier de haut fourneau), les poussières des fours à ciment et de by-pass étant déduites de la consommation de matières premières et les émissions correspondantes étant calculées conformément au III-2 de la présente annexe, dans le cas où les poussières des fours à ciment et de by-pass quittent le système du four. Le carbone non issu de carbonates étant pris en compte dans cette méthode, le III-3 de la présente annexe ne s'applique pas.
Les émissions de CO2 sont calculées selon la formule suivante :
émissions CO2 clinker = ∑ [données activité ×
facteur d'émission × facteur de conversion]
i) Données d'activité
Sauf aux fins de la caractérisation de la farine crue, ces exigences s'appliquent séparément à chacune des matières entrantes carbonées (autre que les combustibles), comme le calcaire ou le schiste, en évitant la double comptabilisation et les omissions liées aux matières réintroduites ou by-passées. La quantité nette de farine crue peut être déterminée au moyen d'un rapport empirique farine crue/clinker propre à chaque installation, lequel doit être actualisé au moins une fois par an sur la base des meilleures pratiques publiées par l'industrie.
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Incertitude maximale pour la détermination de la quantité nette de matières entrantes [t] consommées pendant la période de déclaration (les poussières de four sortant du procédé avec les gaz d'exhaure sont déduites). |
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Niveau 1 |
± 7,5 % |
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Niveau 2 |
± 5,0 % |
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Niveau 3 |
± 2,5 % |
Pour la détermination des données d'activités, il est possible d'utiliser les méthodes de reporting existantes au sein de l'installation.L'utilisation de ces méthodes devra être clairement mentionnée dans le plan de surveillance. Celui-ci comprendra ainsi une description des méthodes employées, ainsi qu'une explicitation du calcul de l'incertitude finalement obtenue.
ii) Facteur d'émission
Les facteurs d'émission sont calculés et déclarés en unités de masse de CO2 rejeté par tonne de chacune des matières entrantes. Les rapports stœchiométriques indiqués dans le tableau 5 de l'annexe I sont utilisés pour convertir les données sur la composition en facteurs d'émission.
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Niveau 1 |
La quantité de carbonates, dont CaCO3 et MgCO3, dans chaque matière entrante alimentant le four est déterminée conformément aux dispositions du III de l'annexe I. Il est possible de recourir à des méthodes thermogravimétriques. |
iii) Facteur de conversion
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Niveau 1 |
Par mesure de prudence, on considère que la quantité de carbonates quittant le four est nulle, autrement dit que la calcination est totale, ce qui se traduit par un facteur de conversion de 1. |
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Niveau 2 |
Les carbonates et les autres substances carbonées quittant le four dans le clinker sont pris en compte au moyen d'un facteur de conversion compris entre 0 et 1.L'exploitant peut considérer que la conversion est complète pour une ou plusieurs matières entrantes et imputer les carbonates et autres substances carbonées non convertis aux matières entrantes restantes. La détermination des paramètres chimiques utiles des produits est effectuée conformément aux dispositions du III de l'annexe I. |
III-1.b. Méthode B : quantité de clinker produite
Le calcul se fonde sur la quantité de clinker produite.
Les émissions de CO2 sont calculées selon la formule suivante :
émissions CO2 clinker = données activité ×
facteur d'émission × facteur d'oxydation
i) Données d'activité
La production de clinker [t] pendant la période de déclaration est déterminée :
-soit par pesage direct du clinker ;
-soit sur la base des livraisons de ciment, selon la formule suivante (bilan matières avec prise en compte du clinker expédié, du clinker livré et de la variation des stocks de clinker) :
clinker produit [t] =
(livraisons de ciment [t]-variation des stocks de ciment [t]) ×
rapport clinker / ciment [t clinker / t ciment]-clinker fourni [t] +
clinker expédié [t]-variation du stock de clinker [t]
Le rapport ciment/clinker est soit déterminé pour chacun des produits en ciment sur la base des dispositions du III de l'annexe I, soit calculé à partir de la différence entre les livraisons et la variation des stocks de ciment et l'ensemble des matières utilisées comme additifs dans le ciment, y compris les poussières de by-pass et les poussières des fours à ciment ;
-soit sur la base du clinker consommé pour la fabrication de ciment, selon la formule suivante (bilan matières avec prise en compte du clinker expédié, du clinker livré et de la variation des stocks de clinker) :
clinker produit [t] =
clinker consommé pour la fabrication du ciment [t]
-clinker fourni [t] + clinker expédié [t]
-variation du stock de clinker [t]
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Incertitude maximale pour la détermination de la quantité de clinker produite [t] pendant la période de déclaration |
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Niveau 1 |
± 5,0 % |
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Niveau 2 |
± 2,5 % |
Pour la détermination des données d'activités, il est possible d'utiliser les méthodes de reporting existantes au sein de l'installation.L'utilisation de ces méthodes devra être clairement mentionnée dans le plan de surveillance. Celui-ci comprendra ainsi une description des méthodes employées, ainsi qu'une explicitation du calcul de l'incertitude finalement obtenue.
ii) Facteur d'émission
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Niveau 1 |
Facteur d'émission : 0,525 t CO2/t clinker. |
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Niveau 2 |
Facteur d'émission : 0,525 t CO2/t clinker. |
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Niveau 3 |
La quantité de CaO et de MgO présente dans le produit est déterminée conformément aux dispositions du III de l'annexe I. Les rapports stœchiométriques indiqués dans le tableau 5 de l'annexe I sont utilisés pour convertir les données sur la composition en facteurs d'émission, en considérant que la quantité totale de CaO et de MgO provient des carbonates correspondants. |
iii) Facteur de conversion
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Niveau 1 |
Par mesure de prudence, on considère que la quantité de CaO et de MgO (autres que carbonates) dans les matières premières est nulle, autrement dit que la quantité totale de CaO et de MgO présente dans le produit provient des matières premières carbonatées, ce qui se traduit par des facteurs de conversion de 1. |
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Niveau 2 |
La quantité de CaO et de MgO (autres que carbonates) dans les matières premières se traduit par des facteurs de conversion dont la valeur se situe entre 0 et 1, la valeur 1 correspondant à une situation où tous les oxydes sont issus de la décarbonatation. La détermination des paramètres chimiques des matières premières est effectuée conformément au III de l'annexe I. |
III-2. Emissions de CO2 liées aux poussières éliminées
Le CO2 provenant des poussières de by-pass ou des poussières des fours à ciment est calculé sur la base des quantités de poussières sortant du système du four et du facteur d'émission calculé comme pour le clinker (avec toutefois des teneurs en CaO et MgO potentiellement différentes), corrigé de la calcination partielle des poussières des fours à ciment.
Les émissions sont calculées de la façon suivante :
émissions de CO2 poussières = données d'activité × facteur d'émission
III-2.a. Données d'activité
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Niveau 1 |
La quantité [t] de poussières des fours à ciment ou de poussières de by-pass (le cas échéant) quittant le système du four est déterminée sur la base des lignes directrices sur les meilleures pratiques publiées par l'industrie. |
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Niveau 2 |
La quantité [t] de poussières des fours à ciment ou de poussières de by-pass (le cas échéant) sortant du système du four pendant une période donnée est déterminée avec une incertitude maximale inférieure à 7,5 %. |
III-2.b. Facteur d'émission
Vous pouvez consulter le tableau dans le JO n° 145 du 22/06/2008 texte numéro 1
III-3. Emissions de CO2 liées au carbone
non issu de carbonates dans la farine crue
Les émissions liées au carbone non issu de carbonates présent dans le calcaire, le schiste ou d'autres matières premières (comme les cendres volantes) entrant dans la composition de la farine crue dans le four sont déterminées au moyen de l'expression suivante :
émissions de CO2 carbone non issu de carbonates dans la farine crue =
données d'activité × facteur d'émission × facteur de conversion
III-3.a. Données d'activité
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Incertitude maximale pour la détermination de la quantité |
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Niveau 1 |
± 15 % |
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Niveau 2 |
± 7,5 % |
III-3.b. Facteur d'émission
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Niveau 1 |
La teneur en carbone non issu de carbonates de la matière première considérée est déterminée sur la base des lignes directrices sur les meilleures pratiques publiées par l'industrie. |
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Niveau 2 |
La teneur en carbone non issu de carbonates de la matière première considérée est déterminée au moins une fois par an conformément aux dispositions du III de l'annexe I. |
III-3.c. Facteur de conversion
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NIVEAUX DE MÉTHODES APPLICABLES |
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Niveau 1 |
Facteur de conversion : 1, 0. |
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Niveau 2 |
Le facteur de conversion est calculé en appliquant les meilleures pratiques publiées par l'industrie. |
IV.-Mesure des émissions de CO2
Il convient d'appliquer les dispositions de l'annexe XI.
V.-Calcul des émissions par défaut
La formule retenue pour le calcul par défaut des émissions des installations de production de clinker est :
émissions (t CO2/an) = capacité de production
de la cimenterie (t clinker/an) × 0,9
La capacité de production est celle fixée par l'arrêté préfectoral d'autorisation.