The pulp and paper industry, and in particular the kraft (sulpahte) pulp production, is an important source of several short-lived climate forcers (SLCFs), including nitrogen oxides (NOₓ), sulfur dioxide (SO₂) and particulate matter (PM). Reliable emission factors are essential for national emission inventories and for international reporting under frameworks such as the EU National Emission Ceilings Directive (NECD) and the Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution (CLRTAP). However, several internationally used emission factors for the sector are based on older datasets and may therefore not fully reflect the emission performance of modern pulp mills.

Sweden and Finland are among the world's leading producers of kraft pulp and are subject to the EU Industrial Emissions Directive (IED), which requires continuous or periodic monitoring of key air pollutants and the application of Best Available Techniques (BAT). Consequently, the Nordic kraft pulp sector provides a unique source of high-quality emissions data covering more than three decades of technological development and emission reductions.

The primary aim of this study is to develop updated emission factors for NOₓ, SO₂ and total suspended particles (TSP) from kraft pulp production in Sweden and Finland. The study also evaluates these emission factors against international reference values presented in the EMEP/EEA Air Pollutant Emission Inventory Guidebook 2023 and in the 2000 and 2015 Best Available Techniques Reference Documents (BREFs) for the pulp and paper industry. The two BREF versions were included to enable comparison with both the aggregated process-level emission factors presented in the 2000 BREF and the reported emission data and the more detailed process-specific BAT-associated emission factors presented in the 2015 revision, thereby providing insight into how emission performance and BAT reference levels have evolved over time.

Detailed facility reported emission data from kraft pulp mills were compiled for the period 1990–2023, together with activity data expressed as annual production of air-dry pulp (ADt). National and plant-and-process unit implied emission factors were calculated as production-weighted averages. Recovery boilers account for the majority of NOₓ and TSP emissions, whereas diffuse process emissions is the most important source of sulfur emissions.

The results show that Swedish and Finnish kraft pulp mills display similar emission performance, particularly in recent years, reflecting comparable abatement technologies, regulatory frameworks and operational practices. The average national aggregated emission factors for the period 2019–2023 were 1.25–1.44 kg NOₓ/ADt, 0.15–0.28 kg SO₂/ADt and 0.22 kg TSP/ADt. The plant- and process unit-specific analysis further shows that most Nordic kraft pulp mills operate within current BAT-associated emission factors.

For NOₓ, the recent national emission factors generally fall within the BAT range reported in the 2000 BREF and are broadly consistent with plant-level observations reported in the 2015 BREF. Emission factor levels have remained relatively stable over time, indicating that currently applied combustion optimisation measures might provide limited potential for further reductions without the implementation of more advanced abatement technologies.

In contrast, SO₂ and TSP national emission factors are generally close to or below the lower BAT levels reported in the 2000 BREF. Together with plant-level observations and BAT factor ranges presented in the 2015 BREF, these results indicate substantial reductions in sulfur and particulate emissions over recent decades. The reductions are primarily associated with the widespread implementation of scrubbers, electrostatic precipitators, cyclons, and improved collection and combustion of internal process gases.

The comparison with the EMEP/EEA Guidebook default emission factors (Tier 2) reveals systematic differences to the emission factors observed in Nordic kraft pulp mills. Guidebook emission factors for SO₂ and TSP are substantially higher than the emission factors derived in this study and appear more representative of Nordic emission factor levels observed during the early 1990s. Conversely, the Guidebook emission factor for NOₓ is lower than the observed Nordic emission factors and may therefore underestimate current emissions from modern kraft pulp production. The analysis also indicates that the methodological basis and system boundaries used to derive some Guidebook emission factors are not always fully transparent, particularly regarding the translation of BAT-associated emission factors into default emission factors.

Overall, the results demonstrate the value of using detailed plant-level emission data to develop representative and time-dependent emission factors for the pulp and paper industry. The updated emission factors presented in this study provide a more accurate representation of historical trends and current emission performance in modern Nordic kraft pulp mills and may support future revisions of the EMEP/EEA Guidebook as well as the ongoing Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) methodological work on emission inventories for SLCFs.

Massa- och pappersindustrin, i synnerhet produktionen av sulfatmassa (kraftmassa), är en viktig källa till flera kortlivade klimatpåverkande luftföroreningar (SLCF), däribland kväveoxider (NOₓ), svaveldioxid (SO₂) och partiklar (PM). Tillförlitliga emissionsfaktorer är viktiga för nationella utsläppsinventeringar och för internationell rapportering till bland annat EU:s takdirektiv för luftföroreningar (NECD) och FN:s konvention om långväga gränsöverskridande luftföroreningar (CLRTAP). Flera internationellt använda emissionsfaktorer för sektorn baseras dock på äldre data och speglar därför inte nödvändigtvis utsläppsprestandan hos moderna massabruk.

Sverige och Finland hör till världens ledande producenter av sulfatmassa och omfattas av EU:s industriutsläppsdirektiv (IED), som ställer krav på kontinuerlig eller periodisk övervakning av specifika luftföroreningar samt tillämpning av bästa tillgängliga teknik (BAT). Den nordiska sulfatmassaindustrin utgör därför en unik källa till högkvalitativa emissionsdata som speglar mer än tre decennier av teknisk utveckling och utsläppsreduceringar.

Syftet med föreliggande studie är att ta fram uppdaterade emissionsfaktorer för NOₓ, SO₂ och total mängd suspenderade partiklar (TSP) från sulfatmassaproduktion i Sverige och Finland. Studien utvärderar även dessa emissionsfaktorer mot internationella referensvärden i EMEP/EEA Air Pollutant Emission Inventory Guidebook 2023 samt i BAT-referensdokumenten (BREF) för massa- och pappersindustrin från 2000 respektive 2015. De två BREF-versionerna har inkluderats för att möjliggöra en jämförelse med både de aggregerade emissionsfaktorerna på processtypsnivå som presenteras i 2000 års BREF samt de rapporterade utsläppsdata och mer detaljerade BAT-nivåerna på processenhetsnivå som presenteras i 2015 års upplaga. Jämförelsen ger därmed en bild av hur utsläppsprestanda och BAT-relaterade referensnivåer har utvecklats över tid.

Detaljerade anläggningsspecifika emissionsdata från sulfatmassabruk sammanställdes för perioden 1990–2023 tillsammans med aktivitetsdata i form av årlig produktion av lufttorr massa (ADt). Nationella, anläggningsspecifika och processenhetsspecifika implicita emissionsfaktorer beräknades som produktionsviktade medelvärden. Sodapannor står för huvuddelen av utsläppen av NOₓ och TSP, medan diffusa processutsläpp utgör den viktigaste källan till svavelutsläpp.

Resultaten visar att svenska och finska sulfatmassabruk uppvisar liknande utsläppsprestanda, särskilt under senare år, vilket speglar jämförbara reningstekniker, regelverk och driftsförhållanden. De genomsnittliga nationella emissionsfaktorerna för perioden 2019–2023 uppgick till 1,25–1,44 kg NOₓ/ADt, 0,15–0,28 kg SO₂/ADt och 0,22 kg TSP/ADt. Den anläggnings- och processenhetsspecifika analysen visar vidare att de flesta nordiska sulfatmassabruk håller sig inom de BAT-nivåer för emissionsfaktorer som presenteras i 2015 års BREF.

För NOₓ ligger de nationella emissionsfaktorerna för senare år generellt inom BAT-intervallet i 2000 års BREF och är i stort sett förenliga med de anläggningsdata som redovisas i 2015 års BREF. Utsläppsnivåerna har varit relativt stabila över tid, vilket tyder på att det redan idag sker en förbränningsoptimering och att det endast finns begränsade möjligheter till ytterligare utsläppsminskningar utan införande av mer avancerad reningsteknik.

För SO₂ och TSP ligger emissionsfaktorerna däremot generellt nära eller under de lägre BAT-nivåerna i 2000 års BREF. Tillsammans med anläggningsdata och BAT-intervall i 2015 års BREF visar resultaten att utsläppen av svavel och partiklar har minskat avsevärt under de senaste decennierna. Minskningarna kan i stor utsträckning kopplas till införandet av skrubbrar, elektrostatisk stoftavskiljare, cykloner samt förbättrad insamling och förbränning av interna processgaser.

Jämförelsen med de standardiserade emissionsfaktorerna (Tier 2) i EMEP/EEA Guidebook visar tydliga skillnader jämfört med de emissionsfaktorer som observeras vid nordiska sulfatmassabruk. Guidebook-faktorerna för SO₂ och TSP är betydligt högre än de emissionsfaktorer som tagits fram i denna studie och förefaller bättre representera nordiska utsläppsnivåer från början av 1990-talet. Samtidigt är Guidebook-faktorn för NOₓ lägre än de nivåer som observerats i denna studie och riskerar därför att underskatta dagens utsläpp från modern sulfatmassaproduktion. Analysen visar också att kopplingen mellan vissa emissionsfaktorer i Guidebook och de BAT-nivåer som anges som underlag inte alltid är tydligt dokumenterad.

Sammantaget visar resultaten värdet av att använda detaljerade anläggningsdata för att utveckla representativa och tidsberoende emissionsfaktorer för massa- och pappersindustrin. De uppdaterade emissionsfaktorer som presenteras i denna studie ger en mer rättvisande bild av historiska trender och dagens utsläppsprestanda vid moderna nordiska sulfatmassabruk och kan bidra till framtida revideringar av EMEP/EEA Guidebook samt till det pågående metodutvecklingsarbetet inom IPCC avseende utsläppsinventeringar för kortlivade klimatpåverkande luftföroreningar (SLCF).

Sellu- ja paperiteollisuus, erityisesti sulfaattisellun tuotanto, on merkittävä useiden lyhytikäisten ilmastoa lämmittävien epäpuhtauksien (SLCF) lähde. Näihin kuuluvat typen oksidit (NOₓ), rikkidioksidi (SO₂) ja hiukkaset (PM). Luotettavat päästökertoimet ovat keskeisiä kansallisissa päästöinventaarioissa sekä kansainvälisessä raportoinnissa esimerkiksi EU:n päästökattodirektiivin (NECD) ja ilman epäpuhtauksien kaukokulkeutumista koskevan yleissopimuksen (CLRTAP) puitteissa. Useat kansainvälisesti käytetyt päästökertoimet perustuvat kuitenkin vanhempiin aineistoihin eivätkä välttämättä kuvaa nykyaikaisten sellutehtaiden päästötasoa riittävän hyvin.

Ruotsi ja Suomi kuuluvat maailman johtaviin sulfaattisellun tuottajiin, ja niitä koskee EU teollisuuspäästödirektiivi (IED), joka edellyttää keskeisten ilman epäpuhtauksien jatkuvaa tai määräaikaista tarkkailua sekä parhaan käyttökelpoisen tekniikan (BAT) soveltamista. Pohjoismainen sulfaattiselluteollisuus tarjoaa siten ainutlaatuisen korkealaatuisen päästötietoaineiston, joka kattaa yli kolmen vuosikymmenen teknologisen kehityksen ja päästövähennykset.

Tämän tutkimuksen ensisijaisena tavoitteena oli laatia päivitetyt päästökertoimet NOₓ-, SO₂- ja hiukkaspäästöille (kokonaishiukkaset, TSP) Ruotsin ja Suomen sulfaattisellutuotannosta. Lisäksi näitä päästökertoimia verrattiin kansainvälisiin viitearvoihin, jotka ovat peräisin EMEP/EEA Air Pollutant Emission Inventory Guidebook 2023 -menetelmäohjekirjasta sekä massa- ja paperiteollisuuden BAT-vertailuasiakirjoista (BREF) vuosilta 2000 ja 2015. Molemmat BREF-versiot sisällytettiin tarkasteluun, jotta laadittuja päästökertomia voitiin vertailla sekä vuoden 2000 BREF:n aggregoituihin prosessitason päästökertoimiin että vuoden 2015 BREF:n yksityiskohtaisempiin prosessikohtaisiin BAT-päästökertoimiin. Tämän myötä oli mahdollista tarkastella päästöjen sekä BAT-päästötasojen kehitystä ajan myötä.

Tutkimuksessa koottiin tehdaskohtaiset raportoidut päästötiedot sulfaattisellutehtailta vuosilta 1990–2023 sekä sellun tuotantotiedot (ADt). Näiden perusteella kansalliset, tehdaskohtaiset ja prosessikohtaiset ominaispäästökertoimet laskettiin tuotannolla painotettuina keskiarvoina. Suurin osa NOₓ- ja TSP-päästöistä on peräisin soodakattiloista, kun taas hajapäästöt ovat merkittävin rikkipäästöjen lähde.

Tulokset osoittavat, että ruotsalaisten ja suomalaisten sulfaattisellutehtaiden päästötasot ovat hyvin samankaltaisia erityisesti viime vuosina, mikä kuvastaa yhteneviä päästöjen vähentämistekniikoita, sääntelyä ja toimintatapoja. Keskimääräiset kansalliset aggregoidut päästökertoimet vuosina 2019–2023 olivat 1,25–1,44 kg NOₓ/ADt, 0,15–0,28 kg SO₂/ADt ja 0,22 kg TSP/ADt. Tarkemman tehdas- ja prosessitason tarkastelun perusteella pohjoismaisten sulfaattisellutehtaiden päästötasot ovat valtaosin nykyisten BAT-päästökertoimien vaihteluvälien sisällä.

NOₓ:n kohdalla viimeisimpien vuosien tietoihin perustuvat kansalliset päästökertoimet sijoittuvat pääosin vuoden 2000 BREF BAT-vaihteluvälille ja vastaavat hyvin vuoden 2015 BREFä raportoituja tehdaskohtaisia havaintoja. Päästökertoimien taso on pysynyt suhteellisen vakaana ajan myötä, mikä viittaa siihen, että nykyisin käytettävät NOx-päästöjen primääriset vähennysmenetelmät tarjoavat vain rajalliset mahdollisuudet lisäpäästövähennyksiin ilman kehittyneempien päästöjenhallintatekniikoiden käyttöönottoa.

Kansalliset SO₂- ja TSP-päästökertoimet puolestaan ovat yleensä lähellä vuoden 2000 BREF:n alempia BAT-tasoja tai niiden alapuolella. Yhdessä vuoden 2015 BREF:n tehdaskohtaisten tietojen ja BAT-päästökertoimien vaihteluvälien kanssa tulokset osoittavat, että rikki- ja hiukkaspäästöt ovat vähentyneet merkittävästi viime vuosikymmenten aikana. Päästövähennykset liittyvät ennen kaikkea pesureiden, sähkösuodattimien, syklonien laajaan käyttöönottoon sekä sisäisten prosessikaasujen tehokkaampaan keräykseen ja polttoon.

Vertailu EMEP/EEA Guidebookin oletuspäästökertoimiin (Tier 2) paljastaa systemaattisia eroja verrattuna pohjoismaisilla sulfaattisellutehtailla havaittuihin päästökertoimiin. Guidebookin SO₂- ja TSP-päästökertoimet ovat huomattavasti korkeampia kuin tässä tutkimuksessa määritetyt päästökertoimet, ja ne näyttävät kuvaavan paremmin 1990-luvun alun pohjoismaista päästökertoimien tasoa. Sen sijaan Guidebookin NOₓ-päästökerroin on pienempi nykyiseen pohjoismaiden päästökertoimien tasoon verrattuna ja saattaa siten aliarvioida nykyaikaisen sulfaattisellutuotannon päästöjä. Lisäksi vaikuttaa siltä, että joidenkin Guidebookin päästökertoimien laatimisen menetelmällinen perusta ja järjestelmärajaukset eivät ole täysin läpinäkyviä, erityisesti siltä osin, miten BAT-päästökertoimia on muunnettu oletuspäästökertoimiksi.

Kokonaisuudessaan tulokset osoittavat yksityiskohtaisten tehdastason päästötietojen merkityksen edustavien ja ajallisesti muuttuvien päästökertoimien kehittämisessä sellu- ja paperiteollisuudelle. Tässä tutkimuksessa esitetyt päivitetyt päästökertoimet kuvaavat aiempaa tarkemmin historiallista kehitystä ja nykyistä päästötasoa pohjoismaisissa sulfaattisellutehtaissa, ja ne voivat tukea EMEP/EEA Guidebookin tulevia päivityksiä sekä IPCC meneillään olevaa työtä lyhytikäisiä ilmastoa lämmittäviä epäpuhtauksia koskevien päästöinventaarioiden kehittämiseksi.