Réduire les émissions de Composés Organiques Volatils (COV)
Exemple de Lyondell Chimie France – site de Fos
Actions mises en place
Le site de Lyondell Chimie France est soumis aux « arrêtés COVs » (Composés Organiques Volatils) qui fixent de nouvelles prescriptions pour réduire les émissions de COVs. Ces émissions sont classées :
- Soit en émissions canalisées (ex : émissions via des cheminées) ;
- Soit en émissions diffuses fugitives (ex : brides, vannes, pompes) ;
- Soit en émissions diffuses non fugitives (ex : torches, respiration de bacs, station biologique).
Émissions diffuses fugitives
Depuis 1994, le site a mis en œuvre une stratégie de réduction des émissions diffuses fugitives fondée sur une politique de mesurage des points d’émission potentielle et de maintenance déclenchée à partir du dépassement d’un certain seuil d’émission. Ces seuils ont été continuellement réduits au cours des dernières années : de 5000 ppm à 1000 ppm en 2005 puis à 500 ppm en 2008 et à 350 ppm en 2015 pour tout type de COV. Les seuils utilisés sur le site sont donc d’ores et déjà plus exigeants que ceux mentionnés dans l’arrêté préfectoral.
Cette stratégie de réduction des émissions fugitives a notamment été retenue par les services de la DREAL pour l’établissement des dispositions de l’arrêté préfectoral « COVs ». En 2019, les services de la Commission européenne sont également venus sur le site en vue de récupérer tout le retour d’expérience sur cette approche afin de la proposer comme une technologie de référence (MTD : Meilleure Technique Disponible) dans le cadre des directives européennes.
Cette stratégie a été complétée sur le site en 2018 et 2019 par le mesurage des émissions diffuses fugitives sur des équipements difficilement accessibles conformément aux dispositions de l’arrêté préfectoral COVs.
Ainsi, le site a donc mis en place l’ensemble des dispositions de l’arrêté COV tout en maintenant sa stratégie de diminution des seuils pour continuer de réduire les émissions diffuses fugitives.
Émissions diffuses non fugitives
Pour ce qui concerne les émissions diffuses non fugitives, des actions ont été menées notamment pour réduire l’utilisation des torches.
Les procédés, mis en œuvre sur le site, bien qu’optimisés conduisent à une formation de co-produits gazeux qui ne peuvent pas être valorisés en produits finis. Ces co-produits qui ont une très forte valeur énergétique sont valorisés directement sur le site pour servir de combustible, appelé aussi fuel gazeux, dans les chaudières à vapeur. En cas d’impossibilité de brûler la totalité du fuel gazeux sur les chaudières, l’excédent est détourné vers la « petite » torche du site pour y être brulé. La «petite » torche est équipée d’un dispositif de vapeur d’effacement qui permet d’éviter l’émission de fumées noires.
Pour limiter l’envoi de fuel gazeux à la petite torche, un programme de fiabilisation des chaudières vapeur du site a ainsi été mis en place pour maximiser les durées et les capacités de brûlage du fuel gaz sur les chaudières. Ce programme a principalement consisté à améliorer la combustion des chaudières et à en réduire la durée d’arrêt pour travaux. Une amélioration significative de la fiabilité des chaudières a d’ores et déjà été obtenue.
Conformément aux prescriptions de l’arrêté préfectoral, des études ont également été finalisées pour identifier les modifications des installations qui seraient nécessaires pour réduire encore les émissions fugitives non diffuses. Les coûts de ces modifications sont en cours d’évaluation pour permettre de réaliser l’étude technico-économique demandée dans l’arrêt préfectoral.
(Création fiche le 07/12/2020)
Prochaines étapes :
Le site est engagé dans les actions suivantes pour la réduction des COVs issues des émissions fugitives non diffuses :
- Amélioration des capacités de brûlage sur les chaudières ;
- Poursuite du programme de fiabilisation des chaudières pour réduire les périodes d’arrêt et réduire la part de fuel gazeux brûlé à la petite torche ;
- Étude de réduction des épisodes de fumées noires sur la torche dite d’urgence ;
- Finalisation de l’évaluation technico-économique des projets de modifications des installations destinés à réduire les émissions fugitives non diffuses ;
- Dans le cadre de la surveillance environnementale et des études de risques sanitaires, finalisation des mesures des COV prioritaires autour du site pour s’assurer que les émissions identifiées sont exhaustives.
Avancement :
(Mise à jour le 22/01/2024)
Programme de fiabilisation des chaudières :
La réduction de la part de Fuel gaz brûlé à la torche passe par la capacité à brûler davantage le waste gaz aux chaudières. Les principales modifications apportées en 2021-2022 et 2023 ont été les suivantes :
- Consolidation d’une très bonne fiabilité de l’unité de traitement de fuel qui a conduit à la réduction de 300kg/h de brûlage de fuel sur les chaudières permettant ainsi de dégager un peu de marge de manœuvre pour brûler plus de waste gaz sur 3 chaudières ;
- Très bonne fiabilité de l’unité de traitement a permis également de réduire l’encrassement des chaudières et donc a simplifié les opérations de maintenance et de facto a réduit les durées d’arrêt des chaudières pour maintenance ;
- Réduction de l’encrassement des chaudières qui a permis également de diminuer les périodes de fonctionnement à charge réduite des chaudières qui limitaient de facto les capacités de brûlages de combustibles ;
- Maintien de bons rendements sur les réactions principales du procédé qui a également permis de conserver des niveaux de production de fuel résiduaire constants et relativement bas ;
- Réalisation de projets qui permettent de brûler du waste gaz à la place du gaz naturel ;
- Volonté marquée de favoriser la production de vapeur sur les chaudières de Lyondell, plutôt que d’utiliser la Cogénération. Cela a induit une optimisation de valorisation de tous les combustibles ;
- Assistance contractuelle pour planifier et suivre l’avancement des travaux sur les chaudières pour optimiser au mieux les durées d’arrêt.
Donc de la marge sur la capacité de brûlage de waste gaz a été dégagée. Ces marges de manœuvre n’ont pas encore été complètement exploitées car :
- Certains nouveaux problèmes de fiabilité (fiabilité des détecteurs de flamme, etc.) sont apparus suite aux projets réalisés sur les chaudières pour améliorer les niveaux de disponibilité des sécurités instrumentées.
- La réalisation de ces projets a nécessité et nécessitera encore en 2024 des arrêts de plusieurs mois pour pouvoir les réaliser.
La priorité pour l’année 2024 sera de résoudre les problèmes de fiabilité sur les chaudières apparus suite à la réalisation de ces projets.
Réduction des épisodes de fumées noires sur la torche dite d’urgence :
Les durées des fumées noires à la torche d’urgence sont passées de 68 minutes en 2022 à 3 minutes en 2023. Les instabilités qui auraient pu causer des départs à la torche d’urgence ont été bien maitrisées par les équipes en quart.
Études technico-économiques des projets de modifications des installations destinés à réduire les émissions fugitives non diffuses :
Dans le cadre de l’étude technicoéconomique, des projets avaient été identifiés et pré-étudiés avec des sociétés d’engineering pour réduire les émissions diffuses non fugitives à la station biologique, via les soupapes de respiration de certains bacs d’hydrocarbures, à la torche continue.
- Les solutions initialement envisagées reposaient sur l’utilisation de 3 oxydateurs thermiques. Les études de détails ont mis en évidence des risques et des impossibilités techniques d’utiliser certains oxydateurs thermiques ainsi qu’une incohérence de ces solutions avec les stratégies de réduction des émissions de CO2 du site. Les projets initialement envisagés ont donc été réévalués et une révision de l’étude technicoéconomique est en cours de consolidation.
- En 2022 la réparation d’un écran flottant et l’amélioration des conditions d’exploitation pour le rendre moins vulnérable à des problèmes de flottabilité ont permis une réduction de 5.3 tonnes de COV.
- En 2024 il est prévu de modifier le bac d’eaux usées de charge de la station biologique pour pouvoir recouvrir la surface d’eau libre d’un système de lentilles flottantes. Cette modification devrait conduire à une réduction de 9.5 tonnes de COV soit plus de 50 % des émissions de la station biologique.
- Actuellement un projet de réalisation d‘un compresseur de gaz de torche est en cours d’étude. Ce projet majeur et complexe permettrait à la fois de réduire les COV émis à la torche tout en permettant de respecter la feuille de route du site pour la réduction des émissions de CO2. Ce projet est prévu d’être mise en service avant 2030 (cible en 2027).
L’ensemble de ces projets permettrait de réduire de 60% les émissions de COV diffuses non fugitives.
Surveillance environnementale :
La stratégie de surveillance des oxydes d’éthylène et propylène qui était basée en 2021-2022 sur 4 campagnes d’une semaine a été reconduite et renforcée pour l’année 2023 ; elle consiste dorénavant en 14 campagnes d’une semaine chacune. Cette surveillance est assurée par Atmosud et concerne 4 points de mesures « cibles » à l’extérieur du site. La campagne se déroule sous forme de 4 campagnes de 2 semaines pour couvrir chaque saison et 14 % de l’année. Cette campagne réalisée par Atmosud a été renforcée en 2023 par la réalisation par la société Apave de 6 campagnes de mesurages supplémentaires de 1 semaine sur 4 points de mesurages situés en limite de clôture du site ; ces points de mesurage supplémentaires ont été judicieusement choisis pour se situer sous les vents dominants. Au total sur 2023, 14 campagnes de mesurages de 1 semaine ont été réalisées. Sur ces 14 campagnes, les résultats de 12 campagnes étaient d’ores et déjà disponibles à la fin d’année 2023 :
- Aucune des 12 campagnes n’a détecté la présence d’oxyde d’éthylène (toutes les mesures sont restées en dessous des seuils de détection)
- 1 campagne sur les 12 réalisées a détecté la présence d’oxyde de propylène au niveau du point désigné « Fos Mole Graveleau ». La valeur mesurée a été légèrement inférieure à 2 fois le seuil de détection retenu. L’analyse des différents événements a conduit jusqu’à présent à considérer deux hypothèses possibles :
- Ouverture pendant une durée cumulée inférieure à 2 minutes d’une soupape de respiration sur un bac de PO lié à l’arrêt d’un compresseur de reprise de la phase gaz. L’événement ne s’est produit qu’une fois pendant l’année. Avec cette hypothèse la valeur moyenne annuelle sur les 10 premiers mois glissants serait 10 fois inférieure aux valeurs de référence « sans seuil » pour l’oxyde de propylène.
- Présence résiduelle d’oxyde de propylène non suffisamment détruit à la torche continue pendant une opération de maintenance d’une tour de traitement de récupération des vapeurs d’oxyde de propylène des bacs finaux de l’usine. Avec cette hypothèse la valeur moyenne annuelle sur les 10 premiers mois glissants resterait 25% fois inférieure aux valeurs de référence « sans seuil » pour l’oxyde de propylène.
Le bilan annuel définitif sera fait dans la rapport annuel d’Atmosud dès prise en compte des résultats des mesurages de la dernière campagne réalisée du 07 au 20 décembre 2023.
(Mise à jour le 16/02/2023)
Les avancées seront publiés en septembre 2023.
(Mise à jour le 14/02/2022)
Au 1er septembre 2021 :
- Le programme de fiabilisation des chaudières pour réduire les périodes d’arrêt et réduire la part de fuel gazeux brûlé à la petite torche (2021/2022) et l’amélioration des capacités de brûlage sur les chaudières (2022) se poursuit suivant le planning prévu.
- Étude de réduction des épisodes de fumées noires sur la torche dite d’urgence (2021) :
- Il n’y a eu aucun épisode de fumées noires en 2020 ;
- Il y a eu deux épisodes d’émission de fumées noires en juillet 2021 pour une durée globale de 15 minutes suite aux arrêts d’une pompe d’eau de refroidissement. Les automatismes existants de sécurité ont bien fonctionné et les procédures d’urgence ont été mises en œuvre avec efficacité pour réduire les quantités émises et la durée de ces épisodes.
- Une nouvelle stratégie opératoire a été testée avec succès en janvier 2021 pendant un redémarrage des unités et a permis d’éviter de solliciter la torche d’urgence. Cette stratégie a été pérennisée.
- Les études technico-économiques des projets de modifications des installations destinés à réduire les émissions fugitives non diffuses ont été finalisées et remises à l’administration.
- Les campagnes prévues dans le cadre de la surveillance ont été réalisées. Elles sont complémentées pour couvrir tous les cas de météo saisonnière. Des campagnes complémentaires sont programmées. Jusqu’à ce jour, toutes les valeurs mesurées ont été inférieures aux limites de quantification.
- La campagne de mesures pour réaliser l’étude de risque sanitaire a été faite en 2020. Il a été décidé de réaliser deux campagnes de mesures complémentaires en 2021 pour s’assurer de la fiabilité des données entrées dans cette étude. Les valeurs obtenues et entrées dans l’Etude Quantifiée de Risque Sanitaire sont toutes inférieures aux limites de quantification.
Les attentes exprimées par les riverains auxquelles cette action répond :