T
a
b
l
e o
f C
o
n
t
e
n
t
s
L i
st
of
T
ab
le s
3
L is
t
of F
ig
u r e s4
A b
st
r a ct
5
CH A P T E R 1
:In
t
r od
u ct io n a n
d O b
j
e ct
iv e s
5
O
b
j
e ct
iv e s
6
Ce
m
e nt I
nd
u st
ry
6
C H
A P T
ER 2
:M
et
ho
d
olo
g
y
1 1
Ex
p
e rim
e nt
al
D
e sig
n1 1
C
om
b
i
n ed
E m
is s
io n s
In v e n
t
o ry
1 1
U
nif ie
d
D
at
aba s e o
f
E
m
is s
io n s
C
o nt
r ol
O
p
t i
o n sfo r
t
h
eC
em
e nt In
d
u st
ry
1 3
Cr
it
e ria
A i
rP
oll
ut
a nt
M
e a s u r e s1 4
G
r e e nh
o u s eG
a sC
o nt
r ol
M
e a s u r e s1 7
C
H A P T E R 3
;R
e s ult
s a nd
D
is c u s s
io n
2 5
R
e s ult
s2
5
C
o nt
r ol M
e a s u r eSu
m m
a ry w it
h
Co n
t
r ol St
r at
eg y T
o ol
(
C
oS T
)
2 5
C O
2Re
d
u ct
io n
A
n aly
sis
4 2
CO
2,N
O
x, a nd
S O
2R
ed
u ct io n
A
n aly
sis
4 4
C
o st
-Ef fe c
t iv e n e s s
A
n al
y
sis
;4 6
D
is c u s s
i
o n5
1
CH A P T
E
R 4
:C
o n clu s
io n s
5 3
Su
p
p
l
em
e nt
a ry I
nf
o rm
at i
o n5 5
C
om b
in e
d
Em
is s
io
n sIn
ve nt
o ry D
ev elo
p
m
ent
5 5
Ex c e
l
D
at
aba s e
(
o n at t
a ch
ed
C D
)
5 6
L
i
s
t
o
f T
a
b l
e s
T
ab
le
1
.2 0 0 5 C
em
e nt K il
nC O
2Em
is s
io n s
b y S
ou r c eC
at
eg
o ri
e s(
H
a nl
e2 0 0 7
)
8
T
ab le
2
.T
ot
al
C
em
e nt Se c
t
o r a nd U
.S
CO
2E
m
is s
io n s
(
2
0
0 5
) (
H
a nle
2 0
0
7 ; U
SE P A 2 0 0 8
)
8
T
ab le
3
.Cr
it
e ri
aA i
rP
oll
ut
a nt
a nd
V O C E m i
s sio n s
i
n2 0
0
2
(
U
S
E P A 2 0 0 2 ; U S E P A 2 0 0 8
)
8
T
ab le
4
.So u r c e
C
la s s
i f
i
c at io n
C
od
e sf
o rC
em
e nt Ki ln s
1 3
T
ab le
5
.Co
m b i
n ed
In v e n
t
o ry
C O
2 a nd Cr
it
e ri
aA
i
rPo
l lu
t
a nt
E m i
s si
o n sb
y
S
C
C
1 3
T
ab le
6
.Co n
t
r ol M
e a s u r e sT
a rg
et in
g C
rit
e ri
aA
ir
P
ol lu
t
a nt
s.D
at
a o nC A P
em i
s sio n r e
d
u ct io n s
, c o st
s,a n
d
c o nt
r ol
ef f
ic
ie n c
y
a r ef
r om t h
eC
oST p
r og
r am
(
A i
rC
o nt
r olN
et D
o cum
ent
at io n
R
ep
o rt
ve r si
o n4 2
2
0 0 8
)
a nd
c alc u
la
t
ed
C O
2 ef f
e ct
s a r ep
r e s e nt
ed h
e r e1 5
T
ab le
7
.G
H
G C
o nt
r ol M
e a s u r e sA
d d
ed
t
oC
oST
(
H
e nd
rik
s,W
o r r el l
et
al
.1 9
9
9 ;
W
o r r el l,
P
ric e e
t
al.
2 0 0 1 ;
v a n
O
s s2 0 0 7 ; A RC A D IS 2 0 0 8 ; St
a ud
t 2 0 0 8 ; S t
a ud
t 2 0 0 8 ; S t
a ud
t 2
0
0 9
)
2 1
T
ab le
8
.Re s u
lt
sf
o rL
o ng
D
ry
K i
l
nCo n
t
r ol M
e a s u r e s.A
n n u al
c o st
sin
p
a r ent
h
e s e s si
g
nif
y
a n e st im
at
ed
c o s
t
-s av
i
ng
s2 7
T
ab le
9
.R
e s ult
sfo r
P
r ehe a
t
e rK il
nC
o nt
r ol M
e a s u r e s.A
n n u al
c o st
sin
p
a r e nt
h
e s e s si
g
nif
y
a n e st
i
m
at
ed
c o s
t
-s a v
in
g
s3 1
T
ab le
1
0
.Re s u
lt
sf
o rPr e
h
e at
e r/
P
r e c alc
i
n e rK i
ln
C
o nt
r ol M
e a s u r e s.A
n n u al
c o st
sin
p
a r e nt
h
e s e s sig
nif
y
a n e s
t im
at
ed
c o st
-s av
i
ng
s3 3
T
ab l
e1 1
.Re s u
lt
sf
o rW
et K i
ln
C
o nt
r ol M
e a s u r e s.A
n n u al
c o st
si
np
a r e nt
h
e s e s si
g
nif
y
a n e st im
at
ed
c o st
-s a v
in
g
s3 5
T
ab le
1 2
.C
o nt
r ol
M
e a s u r e sfo r
A
l l
A p p li
c ab
le
K il
nT y p
e s.Re
d
u ct
io n s
f
r om
e a ch
c o nt
rol m
e a s ure area
d d
ed fo r a
l l
r ele
va nt
SCC
s.A
n n u al
c o st
si
np
a r e nt
he s e s s
i
g
nif
y
a n e st
im
at
ed
c o st
-s a v
in
g
s3 7
T
ab le
1
3
.Ra n
k
in
g
of m
o st
c o st
-e
f f
e ct iv
e c o nt
r ol m
e a s u r e sf
o rC O
2 r e
d
u ct io n
b
y
$/
t
o nC O
2 em i
s sio n s
r ed
u c ed
n at
io n a
l ly
.N
eg
at
iv e c o s
t
si
m p l
y
c o st
-s a v
in
g m
e a s u r e s4 7
T
ab le
1
4
.Ra n
k in
g
of m
o st
c o st
-e
f f
e ct iv e c o n
t
r ol m
e a s u r e sf
o rN O
x r e
d
u ct i
o nb
y
$/
t
o nN O
x em
i
s si
o n s r ed
u c ed
n at
io n a
l ly
N
eg
at iv e c o s
t
si
m
p
l
y
c o st
-s a vin
L i
s
t
o
f F i g
u
r e s
F ig
ure1
.D i
st
rib
ut i
o n of
C
em
ent
K
il
nF
u el
C
on sum p t i
o n(
U S E P A 2 0 0 6
)
9
F
ig
u r e2
.U
.S
.C
em
e nt P
l
a nt L
o c at
i
o n s(
i
n cl
ud i
ng g
ri
nd
i
ng f
a ci lit
i
e s) (
A R
CA
D
IS
2
0 08
)
1
0
F
ig
u r e3
.W
o rld C
em
e nt P
r od
u ct i
o n,
2
0 0 8
(
va nO
s s2
0 0
9
)
1 0
F ig
u r e4
.T
ot
al
C
O
2 r ed
u ct i
o n a ch
i
e v ed b
y
e a ch
c o nt
r ol m
e a s u r ew
h
e n ap p
l
i
ed
t
o al l
r el
eva nt
f
a cilit i
e si
nt
h
eU
.S
.R
e s ult
s a r eb
r ok
e nd
ow
ni
nt
ot h
ei
n c r e a s e o rd
e c r e a s e of
CO
2f
r om f
u el
c om b
u st i
o n a nd
el
e ct
ri
ci
t y g
e n e r at
i
o n.T
h
eC 0
2f
u el
o r el
e ct
ri
cit y
r ed
u ct
i
o n s a r e ad d
ed f
o r al l SC C
s c o nt
r oll
ed b
y t
h
es a
m
em
e a s u r e4 3
F i
g
u r e5
C
O
2 a nd
N O
x r ed
u ct i
o n sb
y
c o nt
r ol m
e a s u r ew
h
e n ap
p l
i
ed
t
o al l
ap p
li
c ab l
eU
.S
.f
a ci
lit i
e s.E m
i
s si
o n r ed
u ct
i
o n s a r e sh
ow
n a st
h
e s um
of
r ed
u ct i
o n sf
o r e a ch
S C C t
h
at
am
e a s u r e af f
e ct
sM
e a su r e s al
o ng
t
h
e x-a xi
s c a u s e al
a rg
e r ed
u ct
i
o n si
nN O
x,b
ut m
i
n o r r ed
u ct
i
o n sf
o rCO
2.C
o n v e r s el
y
,
m
e a s u r e sa
l
o ng
t
h
ey
-a x
i
si
m p
a ct C
O
2 st
r o ng l
y
,w
it
h li
m
it
ed
c o -i m
p
a ct
s o nN
O
x-M
e a s u r e si
nb
et w
e e nt
h
e a x e sr e s u
lt
i
n r ed
u ct i
o n of b
ot
h
N O
xa nd
C O
24 5
F i
g
u r e6
.CO
2 a nd SO
2R
ed
u ct i
o n sb
y C
o nt
r ol M
e a s u r e.E m i
s si
o n r ed
u ct i
o n s a r e sh
ow
n a st
h
e sum
of
r e
d
u ct i
o n sf
o r e a ch
S C C t
h
at
am
e a s u r e af f
e ct
s4 6
F
ig
u r e7
.T
ot
al CO
2 em i
s si
o n r ed
u ct i
o n s a nd
a n n u al
c o st
f
o r e a ch
c o nt
r ol m
e a s u r e, ap p
li
ed
n at
i
o n al l
y
.M
e a s u r e st
a rg
et i
ng
t
h
e r ed
u ct i
o n of
G H G
(
T
ab l
e7
)
a r ed i
st i
ng
ui
sh
ed f
r om
m
e a s u r e st
a rg
et i
ng
c rit
e ri
a ai
rp
oll
ut
a nt
s(
T
ab l
e6
)
4 7
F ig
u r e8
.T
ot
al
N O
x em
i
s si
o n r ed
u ct i
o n s a nd
a n n u al
c o st
f
or e a ch
c o nt
rol m
e a s u r e, ap p
l
i
ed
n at i
o n al l
y
.M
e a s u r e st
a rg
et i
ng
t
h
e r ed
u ct i
o n of
G H G
(
T
ab l
e7
)
a r ed
i
st
i
ng
ui
sh
ed f
r om m
e a s u r e st
a rg
et
i
ng
c rit
e ri
a ai
rp
oll
ut
a nt
s(
T
ab l
e6
)
4 8
Fig
u r e9
.C
o st
Ef f
e ct
i
v e n e s s of N O
x a nd C O
2C
o nt
r ol M
e a s u r e sN
om
e a s u r e st
h
at i
n cre a s ed
t
ot
al
C O
2 o rN
O
xw
e r ei
n cl
ud
ed
,t
h
e r ef
o r et
h
em
e a s u r e sf
o rD
ry Li
m
eI
nj
e ct
i
o n/
Sp
r ay D
ry
e rA
b
s o rb
e r,W
et
G
a sS
c r ub b
e r s,S N C R
-
U
r e a, a n
d M
i
d
K il
nF i
ri
ng w
e r e e x cl
ud
ed b
e c a u s et
h
ey
l
ed
t
o a n et i
n c r e a s ei
nC
O
2A
b
s
t
r a
c
t
A i
rp
ol l
ut
a nt
s a nd
g
re e nh
o u s eg
a s e s(
G H
G
s)
sh
a r em
a ny
si
m
i
l
a r s o u r c e s, s ug g
e st i
ng t
h
at
si m
ul
t
a n e o u s em
is s
io n r e
d
u ct io n s
m
ay
b
ep
o s si
b
le
W
eq
u a nt i
f
y t
h
e ch
a ng
e si
n em
i
s si
o n s of
G H G
s and
c r
it
e ria a
i
rp
ol l
ut
ant
s and
a s s o cia
t
ed
c o sts re s ult i
ng
f
r om 4 0
c o nt
r ol
m
e a s u r e sf
ort
h
eU
.S
. c em
e nt
in
d
u st
ry
, a nd
u s et
h
i
sd
at
ab
as e of
m
e a su r e st
o a n aly
z et
h
e c o-c o n
t
r ol
of
a
i
rp
ol l
ut
a nt
a nd
G H G
em
is s
io n s
.T
h
eU S.
c em
e nt i
nd
u st
ry i
s s el
e ct
ed
si
n c eit
r el
e a s e s5
%
of
g
l
ob
al
a nt
h
r op
og
e ni
cC O
2 em
is s
io n s
,1
.5
%
of
n at i
o n al
C O
2 em
is s
io n s
, a nd
1 %
of
n at i
o n al
N O
, a nd
S O
2 em
i
s sio n s
E m is s
io n s
d
at
ab
a s e sf
o rG
H G
s a nd
c rit
e ri
a ai
rp
ol l
ut
a nt
sw
e r em
e rg
ed
t
o c r e at
e a c om b
in e
d
c em
e nt
i
nd
u st
ry
i
n ve nt
o ry w it
h k
i l
n-l
e v el
sp
e ci
f
ic
i t y
.A
d
at
ab
a s e of
c o nt
r ol m
e a s u r e sw
a sd
e v el
op
ed b
a s ed
o nt
h
el
it
e r at
u r e,w h
i
ch
in c
l
ud
ed
a s et
of m
e a s u r e st
a rg
et
i
ng
ai
rp
ol l
ut
a nt
r ed
u ct io n
, a nd
ad i
st in c
t
s et t
a rg
et i
ng
G H G
em
is s
io n s
,m
ai
nl
y t
h
r o ug
h
e n e rg
y
-e
f f
ic
i
e n cy i
m p
r o v em
e nts
.W
eq
u a nt i
f
y t
h
e an n u al
c ap it
al
c o st
s a nd
s a vi
ng
sf
r om
r ed
u c ed
el
e ct
ri
cit y
a nd f
u el
u s e of
t
h
e s e c o nt
r ol
a ct io n s a n
d
t
h
eir c o
-i
m
p
a ct
o n ot
h
e rp
ol l
uta n
t
em
i
s si
o n s u sin
g
c o n si
st
e nt
m
et
h
od
sf
o r al l m
e a s u r e s.W
eim p l
em
e nt
ap
ol
ic
y
a n al
y
si
sp
r og
r am
,t
h
eC
o nt
r ol S
t
r at
eg y
T
o ol
(
C
oS T
)
,t
od
et
e rm i
n et
h
e a n n u al
c o st
s a nd
em i
s si
o n r ed
u ct io n s
re sul
t i
ng
f
r om
n at io n a
l
ap p
l
ic a
t i
on s of
i
nd
i
vi
d
u al
t
e ch
nol
og i
e sf
o r all
r el
e v a nt
c em
e nt
f
a ci l
it ie s
i
nt
h
eU
.S
.W
ed
et
e rm
i
n et
h
at
a ct i
o n st
o r ed
u c eG H
G
em i
s sio n s
h
a v el
i
m
it
ed p
ot
e nt i
al
t
o r ed
u c e c rit
e ri
a air
p
ol l
uta n
t
em is s
i
o n s, a nd
t
h
at
a ct
i
o n st
o r ed
u c e ai
rp
oll
ut
a nt
sh
a v em
in
i m
al
i
m p
a ct
o nC O
2 em
is s
io n s
.T
h
e r ef
o r e,i
t
i
sl
i
k
el
y t
h
at
s ep
a r at
e s et
s of m
e a s u r e st
a rg
et i
ng G H G
a nd
ai
rp
ol
l
ut
a nt
r ed
u ct io n
g
o al
sw
o uld b
e n e c e s s a ry t
o a c c om p
l
i
sh
r ed
u ct io n
g
o al
sf
o rb
ot
h
p
oll
ut
a nt
s.B
l
e nd
in
g
ad d
it iv e s
i
nt
o c em
e nt
,r e
p
l
a cin
g t
h
ek i l
nw
i
t
h
am
o r e e n e rg y
ef f
i
cie n
t
u nit
, a nd
t
h
e u s e of
i
nd
u st
ri
al w
a st
e a s af
u el
s o u r c e a r et
h
em
e a s u r e st
h
at
c a u s et
h
eg
r e at
e st
C O
2 r ed
u ct
i
o n.H
ig h p
r e s s u r e r oll
e r s, c o
-p
ow
e rg
e n e r ati
o n, a nd
ad
j
u st
ab l
e sp
e ed d
ri
v e s r ed
u c eC O
2m
o st
c o st
-e
f f
e ct i
v el
y
.M
a xi m
um
N
O
x r ed
u ct
i
o n s a r eg
e n e r at
ed
w
i
t
h
s el
e ct
i
v e c at
al
y t
i
c r ed
u ct
i
o n o rl
ow
N
O
,b
u r n e r s, al
t
h
o ug h
t
h
em
o st
c o st
ef f
e ct
i
v e c o nt
r ol
s a r ec o
m b
u st i
o n sy
st
em i m
p
r o v em
e nt
s a nd
r ed
u ct
i
o n of k i l
nh
e at
l
o s s.T
h
i
s a n al
y
sis c a n
i
nf
o rm
t
h
ed
ev el
op
m
e nt
of
c o st
-ef f
e ct i
v e st
r at
eg
ie s
f
o rm
e et i
ng
c rit
e ri
a ai
rp
ol
l
ut
a nt
a nd
G H G
r ed
u ct io n
g
o al
s, a nd
a nt
i
cip
at
eh
ow t
h
e c em
e nt in
d
u st
ry
m
ay
r e sp
o nd
t
op
o s si
b l
eG H G
r eg
ul
at i
o n.C H A
P
T E
R
1
:
I
n
t
r o
d
u
c
t
i
o
n
a n
d O b
j
e c
t
i
v e s
A i
rp
ol lu
t
ant
s a nd
g
r eenh
o us eg
a s e s ca n sh
ar e c om
m
on s o u r c e s, and
a ct i
o n st
o r ed
u c e em
is s
i
o n s of
t
e n af f
e ct
m
ul
t i
p l
ep
ol l
ut
a nt
s.T
h
is c
re at
e s a n op
p
o rt
u nit y t
op l
a nf
o rt
h
e si
m
ult
a n e o u s r ed
u ct io n o
f b
ot
h l
o c al
ai
rp
oll
ut
a nt
s a nd g
r e e nh
o u s eg
a s e s, o r"
c o-c o n
t
r ol
".
G i
v e nt
h
e r el
at
i
v el
y
r e c e nt
i
nt
e r e st
i
n r ed
u ci
ng G
H
G
em i
s si
o n si
nt
h
eU
nit
ed S
t
at
e s, r e s e a r ch
c o n c e r ni
ng
c o st
ef f
e ct
i
v e em
i
s si
o n r ed
u ct
i
o n si
st i
m
ely
.H
i
st
o ri
c al l
y
, em i
s si
o n c o nt
r ol
sw
e r eim p l
em
e nt
ed
t
o at t
ai
n ai
rp
oll
ut i
o n r ed
u ct
i
o nl i
m
it
s, a nd
p
r e vi
ous st
ud i
e sh
a v e s o ug
h
t t
oq
u a nt i
f
y t
h
e c o-
i
m p
a ct t
h
at t
h
e s e a ct i
o n sh
a v e o nG
H G
em i
s sio
ns(
N
euf f
e r and
La n e
y 2 0 0 7 ; S t
aud
t 2 0 0 8
)
.C
o n v e r s ely
, s om
e st
ud
ie s
h
a v eq
u a nt i
f
ie
d
t
h
e c o
-i m
p
a ct
of
a ct i
o n sd
e si
g
n ed
t
o r ed
u c eG H G
em
i
s si
o n s o n air
p
ol
lu
t
a nt
s(A R C A D I S 2 0 0 8 ; S
at
h
ay
e et
al
.2
0
0
9
)
.H
ow
e v e r, ap
p ly
in
g
eit
h
e rm
e a s u r e st
a rg
et i
ng G
H G
s o rm
e a s u r e st
a rg
et in
g
ai
rp
oll
ut
a nts a n
d
r e
ly
i
ng
o nb
e n ef
ic
i
al
c o-i m p
a ct
sm
ay
n ot
b
et
h
e op
t i
m
al
w
ay
t
o a ch
ie v e c o st
-ef f
e ct iv e r e
d
u ct io n s o
f b
ot
h
c at
eg
o ri
e s of p
ol l
ut
a nt
s.I
n st
e ad
T
h
e c em
e nt
s e ct
o ri
s a sig
nif
ic a n
t i
nd
u st
ri
al
s o u r c e of G
H G
em
is s
i
o n s a nd
ai
rp
oll
ut
a nt
s,w
h
ic
h
m
ak
e sit
a ni
nt
e r e st
i
ng
c a s e st
ud
y
fo r c o
-c o nt
r ol
a n a
l
y
sis
.T
h
eg
lo
b
al
c em
e nt i
nd
u st
ry
c o nt
ri
b
ut
ed
5
%
of
t
ot
al
g
l
ob
al
a nt
h
r op
og
e nic c a r
b
o nd
io x
id
e em is s
io n s
i
n1 9
94
(
H
e nd
ri
k
s,W
o r r el l
et
al
.2 0 0 4
)
.I t is
t h
e s e c o nd la r
g
e st U
S
s o u r c e of
c a rbo n
d io x
id
e(
C O
2)
f
r om
a nin
d
u st
ria
l p
r o c e s s(
U SE P A 2 0 0 8
)
, a nd
als o
r ele a s e s
t
h
eG
H Gs n
it
r o u s o xi
d
e(
N
2O
)
a nd
m
et
h
a n e(
C H
4)
.I
n ad d
it i
o n, c em
e nt m
a n uf
a ct
u rin
g p
r od
u c e s ap p
ro xi m
at
ely 1 %
of
t
h
et
ot
al U
.S
. em is s
io
n s of
c rit
e ria a
ir
p
ol
lu
t
a nt
s nit
r og
e n o xi
d
e s(
N O
x)
a nd
s ulf
u rd io
xid
e{
S O
2)
, arou nd
0
.1 0
%
of
p
a rt i
cula
t
em
at t
e r(
PM
)
a nd
c arb
o nm
o n o xid
e(
C O
)
em
i
s si
o n s(
T
ab le
2
)
, a sw
el l
a st
r a c e am o
u nt
s of h
a z a rd
o u s ai
rp
ol l
ut
a nt
s(
H A PS
)
s u ch
a sd
io x
i
n s a nd f
u r a n s.G i
v e nt
h
e sig
nif
ic a n
t
q
u a nt it y
of
em i
s sio n s r e
l
e a s ed b
y
U S
. c em
e nt
p
r od
u ct
i
o n,t
h
e c em
e nt
s e ct
o rp
r ovi
d
e s a v al
u ab l
e op p
o rt
u nit y
fo
rt
he
d
evel
op m
e nt
of
em i
s sio
n red
u ct i
o n st
rat
eg i
e s aim
ed
at
m
ult i p l
ep
ol lu
t
a nt
s.P
r evio u s s
t
ud
ie s e
xam i
n ed
em i
s sio n r e
d
u ct i
o n c o nt
rol
m
e a su r e sf
or c em
e nt G H G
s(
H
e nd
rik
s,W
o r r el l
et
al
.1 9
9
9 ;
W
o r r el l
a nd
G
al
it
sk
y 2 0
04 ; S t
a ud
t 2
00
8
;
Sa
t
h
ay
e et
al
.2 0 0
9
)
, a
i
rp
ol l
ut
a nt
s, a nd b
ot
h
(
A R
CA D IS
2 0 0 8
; S t
a udt 2
0
0 8
)
.H
e r ew
e ut
i liz e
t
he
Co n
t
r ol St
r at
egy T
o ol
(
Co
ST
)
f
o rt
h
e a n aly
si
s of
c o-c o nt
r ol
p
olic
y
d
e v el
op
m
e nt
f
o rt
h
e c em
e nt
s e ct
o rt
a rg
et i
ng
b
ot
h
ai
rp
ol l
ut
a nt
s and
G H G
sf
ort
h
e e nt i
r eU
nit
ed
S t
at
e s.C
oST m
a n ag
e sin
fo r
m
at io n o n e
m i
s si
o n s of
m
ul
t ip
le
p
oll
ut
a nt
sf
r om m
aj
o ri
nd
u st
ria
l
a nd
m
ob
i
le s o u r c e s
i
nt
h
eU
S
, a nd
q
u a nt i
fi
e st
h
e n et
em i
s sio n r e
d
u ct
io n s a n
d
c o st
sf
r om
t
h
e ap
p l i
c at
i
o n of
s el
e ct
ed
c o nt
r ol
t
e ch
n ol
og
i
e st
o r el
e v a nt
s o u r c e s.I t i
s u s ed b
y t
h
eE P A
f
o r r eg
ula
t
o ry
ap p l
ic a
t i
o n st
o c om p
a r et
h
ep
r ed i
ct
ed
ef f
e ct
s of
p
ot
e nt
ia
l
em is s
io n s r e
d
u ct
io n s
t
r at
eg
ie s
.O
b
j
e c
t
i
v e s
T
h
e ob
j
e ct
i
v e of
t
h i
sp
r oj
e ct
i
st
oq
u a nt
if
y t
h
ei
m
p
a ct t
h
at
a ct
i
o n st
o r ed
u c e ai
rp
oll
ut
a nt
a nd
G
H
G
em
i
s si
o n sf
o rt
h
eU
.S
. c em
e nt
i
nd
u stry
h
a v e o nm
ul
t ip
le
p
oll
ut
a nt
em
is s
i
o n s, a nd
t
h
e c o st
of
t
he s e
a ct
i
o n s, a s aba s
is
fo r e v a
lu a
t
in
g
op t
io n s
f
o rt
h
e c o-c o n
t
r ol
of
G H
G
s and
c rit
eria a
ir
p
ol lu
t
a nt
s.D
at
a s ou r c e sf
ort
h
is s
t
ud
y i
n cl
ud
e s ep
a r at
eE P A
em i
s sio n s
d
at
ab
a s e sf
o rG
H G
a nd
air
p
ol l
ut
a nt
s a nd p
r e vi
o u s r e s e a r ch
o nG
H G
a nd
c rit
e ria a
ir
p
ol l
ut io n c o n
t
r ol
t
e ch
n ol
og i
e sf
r om t
h
el it
e r at
u r e.I
nt
h i
s st
ud
y
,w
eq
u a nt if
y t
h
e " c o-i
m p
a ct
s"t
ha
t
a ct i
o n sd
e sig
n ed
t
ot
a rg
et
o n ep
oll
ut
a nt
h
a v e o n ot
h
e r s, a nd
t
h
e c o st
s of
c o nt
r ol
a ct io n s
T
h
is o
ve r all
ob
j
e ct i
veis a c c o
m
p l
is
he
d b
y
(
1
)
m
e rg i
ng
em
i
s sio n s
in
f
o rm
at io n
t
o c r e at
e a c om
b i
n ed
in v e n
to r
y w it
h
G H G
a nd
c rit
e ri
a air
p
ol
l
ut
a nt
em i
s si
o n sf
o rt
h
e c em
e nt i
nd
u st
ry
w it
h k
i
l
n-l
e v el
sp
e cif
ic
it y
,(
2
)
e st im
at in
g
of
t
h
ei
m
p
a ct
of
c o nt
r ol m
e a s u r e st
a rg
et i
ng
c rit
e ria a
i
rp
oll
ut
a nt
sf
r om
t
h
el
it
e r at
u r e o nG
H Gs
,(
3
)
d
ev elo
p i
ng
a s et
of
c o nt
r ol m
e a su re st
a rg
et in
g G H G
em
is s
io
nsb
a s ed
ont h
el
it
e r at
u r e,w it h q
u a nt if
ie
d
c o st
s a nd
c o n c ur re nt
c rit
eri
a ai
rp
ol
lu
ta
nt
r ed
u ct i
ons, a nd
(
4
)
i
m
p
l
em
e nt i
ng
C
oS T
a s ad
e cis
io n
-s up p
o rt t
o ol f
o r c alc u
la
t
i
ng t
h
e c o st
a nd
ef f
e ct
o n em i
s sio n s o
f
in
d iv
id
u al
c o nt
r ol
a ct io n s a
p p
l ie
d
a c r o s st
h
eU
.S
.W
eho
p
et
oin
f
o rm
t
h
ed
e v elo
p m
e nt
of
c o st
-e
f f
e ct
iv e s
t
r at
eg i
e sfo r
m
e et i
ng
c rit
e ria a
i
rp
ol lu
t
a nt
a nd
G H
G
r ed
u ct
io n
g
o al
s, a sw
ell
a s a nt
i
ci p
at
eh
ow t
h
e c em
e nt
in
d
u st
ry
m
ay
r e sp
o nd
t
oG H
G
em
is s
io n
r eg
ul
at io n
C
e
m
e n
t
I
n
d
u s
t
r
y
C
em
e nt i
s u s ed
a s ab i
nd
i
ng
ag
e nt in
c o n c r et
e a nd
is
t
he r e
fo r e
i
n st
r um
e nt
al f
o r c o n st
r u ct
i
o n a nd
b
uild
i
ng
i
nf
r a st
r u ct
u r e.C
em
e nt
p
r od
u ct i
o ni
si
n c r e a si
ng
, e sp
e ci
al ly i
nd
e v el
op i
ng
c o u nt
ri
e s(
v a nO
s s a nd
P
a nd
o v a ni 2 0 0 2 ;
Sa
t
h
ay
e et
al
.2
0
0 9
)
.T
om
a n uf
a ct
u r e c em
e nt
,
li
m
e st
o n e(
c al
ci
um
c a rb
o n at
e, o rCa
CO
s)
, cla
y
, a nd
s a nd
a r e c om b
in e
d
t
h
e nh
e at
ed i
n a r ot
a ry
k
i
l
nt
o alm
o st 1 5 0 0
°
C
.K il
n s v a ry i
n c ap
a cit y
a nd p
r o c e s s.W
et p
r o c e s sk
i
l
n s u s eg
r o u nd
r aw m
at
e ri
als
m i
x ed w
it
h w
at
e r,w
h
ile
d
ry
p
r o c e s sk i l
n s u s e r aw m
at
e ri
als
g
r o u nd
t
o ap
ow
d
e r-l
ik
e c o n si
st
e n cy
(
v a nO
s s a nd
P
a nd
o v a ni 2 0 0 2
)
.V
a ri
at io n
i
nk
il
n c ap
a cit i
e s a nd
p
r o c e s s e sim
p
a ct
sp
ollu
t
a nt
em
i
s si
o n s.O
v e r al l
,w
et p
r o c e s sk
i
l
n s r eq
uir e
3
2
%
m
o r e e n e rg y
/
t
o n cl
i
nk
e r, o r a c em
e nt p
r e c u r s o r,t
h
a nd
ry p
r o c e s sk il
n s(
U
S
E PA 2 0 0 8
)
.Cu r r e n
t
l
y
ce
m
e nt p
rod
u ct io
n c ap
a cit
y i
sd
ry p
ro c e s s(
U S E P A 2 0 0 8
)
, and
n ew p l
a nt
s areb
uilt
u si
ng t h
em
o st
ef f ic
ie n
t
d
ry
k il
n s.T
h
ek
i
ln s c o n s
id
e r ed b
y t
h
is s
t
ud
y
a r elo n
g
d
ry p
r o c e s sk
i
ln s
,d
ry p
r o c e s sp
r eh
e at
e rk
il
n s,d
ry
p
r o c e s sp
r eh
e at
e r/
p
r e c al
ci
n e rk
i
l
n s, a nd
w
et
p
r o c e s sk il
n s.W
it
h
i
nt
he
k il
n,Ca
C O
si
s c alc
in e
d
t
oCa
O
w h ic
h
c r e at
e s ani
nt
e rm
ed
fa
t
ep
r od
u ct
, cli
nke r
, a nd
r ele a s e s
C O
2(
E q
u at io n
1
)
.S i
lic a
t
e s a r e ad d
ed
t
ob
o nd w it
h
t
he c
l
in
k
e r.T
h
e cl
in
k
e ri
st
h
e ng
r o u nd
i
n am
il l
, a nd
g y p
s um
i
s ad d
ed
,w
h
i
ch
y i
eld
s c em
e nt
.E qu at io n 1. C O2Calcin at io n C
h
em i
stryC
aC O
^+
h
e at
= C
aO + C O
^C O
2i
s r el
e a s ed f
r om
(
1
)
t
h
e c om
b
u st
i
o n of f
u el
t
oh
e at t
h
ek i l
n,(
2
)
t
h
e c al
ci
n at
i
o n of C
aC O
st
oC
aO
(
Eq
u at i
on1
)
,(
3
)
t
h
ei
nd
ir e c
t p
r od
u ct io n o
f
ele c
t
ric
it y t
h
at i
sp
urch
a s ed f
r om
of f
sit
e el
e ct
ric u
t ilit i
e st
op
ow
e rt
h
ef
a ci
l
it y
, a nd
(
4
)
c em
e nt
k
il
nd
u st
(
CK D
)
,f
in e
d
u st
c o nt
ai
nin
g
a sh
a nd
ot
he r
b
u r nt p
a rt ic
le s
r ele a s e
d f
r om t
h
ek
il
n.C
al
cin
at io n
C O
2is c a
l
c ul
at
ed
w it
h
a n em
i
s sio n s
f
a ct
orb
a s ed
o nt
o n s of
cli
nke r
p
r od
u c ed
.C K D C O
2i
s c o n sid
e r ed
s ep
a r at
ely
b
e c a u s eit
a c c o u nt
sf
o r a ny
cl
in
k
e rp
r e c u r s o rm
at
e ri
al
w h ic
h
is c a
l
ci
n ed b
ut
r em
ai
n si
nt
h
ek il
n a nd
is
d
is
p
o s ed
,t
h
us n ot i
n clu
d
ed
i
nt
h
e em i
s si
o n sfa c
t
orc a
lc u
la
t i
o nf
o r c alc
i
n at io n
C
O
2.T
ab le
1
sho
w
st
he
p
e r c e nt
ag
e of
c em
e nt C O
2g
e n e r at
ed b
y
e a ch
C O
2 s o u r c e c at
eg
o ry
.F
o r e a ch
t
o n of
cli
nk
e rp
r od
u c ed
,0
.5 1 t
o n s of
C O
2 a r e em
it t
ed f
r om
c alc
i
n at
i
o n, a nd
0
.3 9 to
0
.4 3 t
o n s of C
O
2f
r om f
u el
c om b
u st io n
(
v a nO
s s2
0
0 8
)
.C
em
e nt
m
aki
ng
al
s o r el
e a s e st
h
eG H G
s nit
r o u s o xid
e(
N
2O
)
a nd m
et
ha n e
(
CH
4)
,m
ai
nl
y
vi
af
u el
c om b
u st io n
A
sT
ab le
2
sho
w
s,t
h
ef in
is
h
g
ri
nd
i
ng
m
il l
s a c c o u nt
f
o r a v e ry
sm
al l p
e r c e nt
of
c em
e nt G H
G
em i
s sio n s
.T
h
i
s stud
y
o nl y
c o n si
d
e r se
m
i
s si
o n sf
r om
c em
e nt
k il
n s.E m is s
io n s
d
ep
e nd la r
g
el
y
o nt
h
et
y
p
e of k
i
ln
p
r o c e s s,f
u el
u s ed
, a nd
t
h
e cli
nk
e rt
o c em
e nt
r at i
o(
H
e nd
rik
s,W
o r r ell
et
al
.2 0 0 4
)
Ce
m
e nt
-m
ak
in
g
i
st h
e s e c o nd l
a rg
e st U
.S
. s o u r c e of
c a rb
o nd
i
o xi d
e(
CO
2)
f
r om
a ni
nd
u st
ria
l
p
r o c e s s(
U S E P A 2 0
08
)
.T
h
eg
l
ob
al
c em
e nt i
nd
u st
ry
c o nt
ri
b
ut
ed
5
%
of
t
ot
al
g
l
ob
al
ant h
r op
og
enic c a r
b
ond
io x
i d
e em
i
ssi
o n si
n1 9 9 4
(
H
e nd
rik
s,W
o r r el l
et
al
2 0 0 4
)
, and
e st i
m
at
e sf
o rt
he
c o nt
rib
ut i
o nt
oU
.S
.C O
2 em
is s
io
n s r a ng
ef
r om
1
.3
%
(
va nO
s s a nd
P
a nd
o v a ni 2 0 0 2
)
t
o1
.5 2
%
(
T
ab le
2
)
,T
ot
al
2 0 0 5 U
S
.CO
2 em
is s
io n s
f
r om
c em
e nt
-
m
ak i
ng
(
e x cl
ud
i
ng
el
e ct
ric
it y
)
w
e r e e st
i
m
at
ed
t
ob
e92
.6
m
il lio n s
h
o rt t
o n s(
v a nO
s s2
0 0 7
)
, c om
p
a r ab le
t
ot
he e s
t i m
at
e of 9 2
.8
m
i
lli
o n sh
o rt t
o n sf
r om
t
h
eG H G
d
at
aba s e u s e
d i
nt
h is s
t
ud y
(
H
a nl
e2 0 0
7
)
.G lo
b
al
em
is s
io n s
w
e r e1
.4 1
b i ll
io n s
h
o rt t
o n sCO
2in
2 0 0 6
(
Bo
d
e n a nd M
a rl
a nd
2
0 0 9
)
U
n c e rt
ai
nt
y i
nC O
2 em is s
io n s e s
t
i
m
at
e s a ris e s
f
r om
a s s um
p
t io n s
m
ad
e ab
o ut
f
u el
u s ag
e a nd
cli
nk
e rp
r od
u ct i
o n(
c o nf
id
e nt
i
al b
u si
n e s sin
f
o rm
at io n
)
,li m
e c o nt
e nt
of
cli
nk
e r, c om
p
o sit io n o
f
r aw
m
at
e ri
al
s, a nd f
u el
u s ed
at
of f
site e
l
e ct
ri
c al
p
la n
t
s.T
he r e
is
m
i
nim
al
u n c ert
ai
nt y
ab
o ut
c em
e nt p
r o c e s si
ng C O
2 em
is s
io n s
(
G i
b b
s,S
oy
ka e
t
al
.2 0
00 ; U S E P A 2 0 0
8
)
.So
m
eb
a sic c a
t
eg
o rie s
f
o rC
O
2 r ed
u ct i
o n a r e e n e rg
y
ef f i
ci
e n cy im p
r o v em
e nt
s,p
a rt i
al
s ub
st it
ut
i
o n of
C
aCO
sf
o r r aw
m
at
e ri
al
Tab le 1. 2 0 0 5 Ce
m
e nt Kil
n C Oj Em
is sio n sb
y So u r c e Catego rie s(
Ha nle
2 0 0 7)
O
ri
g
i
n of C O
2E
m
i
s sio n s
F
r a ct io n
{
%
)
E
l
e ct
ric
it y
(
O f f
sit
e)
5
.1 1
%
F
u el
4 3
.9 1
%
P
ro c e s s,C
al
ci
n at
i
o n4 9 9 8
%
C
em
e nt K
i l
nD
u st
1 0 0
%
T
ot
al C O
2E
m i
s si
o n s1 0 0 0 0
%
Tab le 2. Total Ce
m
e nt Se cto r a nd
U.S C O2 Em is sio n s
(
2 0 0 5) (
Ha nle 2 0 0 7 ; U S E P A 2 0 0 8)
O
rig i
n of C0 2
C
em
e ntC
em
e nt K i ln
sT
otal C
em
e ntEm is s
i
on sM
il ls
(
sh
ort
(
sh
o rt to n s)
Se
ct
orE m i
s si
o nsto
n s)
(
sh
o rt
to n s)
E l
e ct
ri
cit y
3
,7
2 8
,0
1
0
4
,9 9 8
,0
4
7
8
,7 2
6
,0 5 7
U
.S
.T
ot
al
E m i
ssio n s
,A l l
Se c
t
o rs{
sh
o rtt
o n s)
2
,6 2 3
,7 2 1
,3 8 0
Fr
act i
o n of T
otal U
.S
.E m i
s sio n s
f
r om
C
em
e nt Se c
t
or,b y
O
rig i
nCa
teg
o ry
[
%
f
F
u el
4
2
,9 2
4
,2 5
4
4 2
,9
2 4
,2 5
4
3
,6 9 3
,6 2
4
,7 3 8
P
r o c e s s,C
al
cin a
t io n
4
8
,8 6 6
,3 5 8
4 8
,8 6 6
,3 5
8
C K D
9 7 7
,3
2 7
9
7 7
,3
2 7
T
ot
al
C 0
2
E
m
is s
io n s
1 0 1
,4 9 3
,9 9 6
1
.5 2
%
3
,7 2
8
,0
1
0
9
7
,7 6 5
,9 8
6
6
,6 9 5
,7
6
9
,5 9
0
'Calc ulated b y d ivid ing U STotal E m issio n s, Al l Se cto r sbyTo tal Ceme ntSe cto r Em is sio n sfo r e a ch Ori g in Catego ry
In a
d d
it i
o n, c em
e nt m
a n uf
a ct
u ri
ng p
r od
u c e s c rit
e ri
a ai
rp
ol l
ut
a nt
s a sw
ell
a sm
a ny H A P
S
(
T
ab l
e3
)
.In
2 0 0 2
,1 7
,0
0 0
t
o n s of h
a z a rd
o u sw
a st
ew
e r eg
e n e r ate
d
(
of
w
h i
ch
1
3
,0 0 0
t
o n sw
e r em
a n ag
ed
)
f
r om
c em
e nt
-m
ak
in
g
(
U
S
E P A 2 0 0 8
)
.A
s sh
ow
ni
nT
ab l
e3
,t
h
e c em
e nt
s e ct
o rp
r od
u c e s ab
o ut 1
%
of
U
.S
.N O
, a nd
S O
2 em
i
s si
o n s.G i
ve nt
h
e sig
nif
ic a n
t q
u ant it y
of
em
is s
io
n s rel
e a s ed b
y U
.S
. c em
e nt p
r od
uct io
n,
t
h
et
em
ent
s e ct
orp
rovi
d
e s a val
uab
l
e op p
ort
u nit y
f
o rt
h
ed
evel
op m
e nt
of
em is s
io n
r ed
uct io n s
t
r at
eg i
e sa
i m
ed
at m
ul
t ip
l
ep
ol l
ut
a nt
s.Ta
