Největší emise síry ve světě: Zdroje a dopady

Velké kontejnerové, výletní lodě nebo tankery jsou zásadním zdrojem znečištění ovzduší i moří. Stejně tak letadlo má obrovskou spotřebu paliva v porovnání s autem. Pokud jde ale o skleníkový efekt a globální oteplování, přispívají emise lodí a letadel jen zlomkem toho, co vypouští spalovací motory v autech.

Snižovat emise skleníkových plynů z dopravy má smysl z několika důvodů. Za prvé, je to jeden z největších zdrojů sektorových emisí vůbec. A za třetí, konkrétně v Evropě je sektor dopravy jediný, kde se emise zatím téměř nesnižují.

„Evropa si chce zruinovat autoprůmysl kvůli globálnímu oteplování, a přitom nikdo neřeší lodě,“ bývá častá spontánní, ale chybná reakce. Jednak nejsou emise jako emise. Lodě a auta používají odlišná paliva. Malé motory aut spalují benzín a naftu - pečlivě upravená a relativně řídká paliva. Obří vznětové motory zaoceánských lodí si na nějaké jemnosti nepotrpí a spalují nejčastěji husté ropné frakce, tedy topné oleje a mazut, zbytková paliva - prakticky odpad ze zpracování ropy.

Z odlišného paliva i konstrukce motoru u aut a lodí pak vyplývají i rozdílné emise. Motorový benzín a nafta téměř žádnou síru neobsahují. Předepsaný obsah je 10 miligramů síry na kilogram benzínu nebo nafty. Jeden miligram je jedna miliontina kilogramu. Povolený obsah 10 mg znamená, že síra může tvořit jednu tisícinu procenta paliva. Pokud má nafta podíl třeba 15 miligramů síry (0,0015 %), již je to považováno za závadné.

Lodní palivo oproti tomu může obsahovat 0,5 % síry, tedy zhruba třistakrát víc než palivo pro osobní nebo nákladní automobily. Navíc se jedná o zpřísněnou hodnotu z roku 2020. Do té doby byl běžný obsah síry v lodním palivu 2-3,5 %, tedy přibližně 2 000× vyšší než u benzínu nebo nafty. Lodě přitom i nadále mohou spalovat palivo s vyšším obsahem síry, jsou-li vybavené zařízením na snižování emisí, tzv. scrubbery.

Čtěte také: Proč je příroda největší luxus?

Auta tedy téměř žádné emise oxidů síry nevypouštějí, zatímco lodě jich vypouštějí poměrně dost. Podobnou logikou můžeme říct, že jedna naftová octavie má větší emise než všechny elektromobily světa. Porovnáváme-li výfukové emise, srovnání je pravdivé, protože žádný elektromobil výfuk nemá.

Vliv oxidů síry na životní prostředí a zdraví

Oxidy síry SO2 a SO4 znečišťují životní prostředí a ohrožují zdraví. Příkladem byly mrtvé lesy od kyselých dešťů v českém pohraničí. Poškozují tedy emise oxidů síry životní prostředí? Ano. Přispívají tyto emise ke globálnímu oteplování? Ne. Navzdory své škodlivosti ale oxidy síry nejsou skleníkové plyny, takže jejich emise nepřispívají ke globálnímu oteplování.

Čistý a tichý provoz je u elektromobilů velmi příjemný bonus, ale hlavní důvod, proč se tlačí na elektrifikaci dopravy, je nižší spotřeba energie a nižší emise skleníkových plynů, zejména CO2. Jak je patrné z obrázku níže, doprava poháněná fosilními palivy kvůli nízké účinnosti spalovacích motorů znamená obrovské plýtvání energií.

V tomto ohledu dává mnohem větší smysl usilovat v první řadě o dekarbonizaci silniční dopravy než lodí, protože osobní i nákladní auta jsou mnohem větším zdrojem emisí CO2. Aut jezdí po světě stovky milionů a spálí tak výrazně více paliva než lodě nebo letadla, které sice mají vyšší spotřebu, ale je jich v provozu řádově méně.

Regulace emisí z lodní dopravy

Emise lodí se samozřejmě řeší. V roce 2020 tak vstoupil v platnost předpis Mezinárodní námořní organizace (IMO), který omezuje množství síry v lodním palivu na 0,5 % a platí po celém světě. Lodě tak musí buď zvolit jiné palivo nebo se vybavit zařízením na čištění výfukových zplodin, tzv. scrubbery.

Čtěte také: Jaderný odpad a Černobyl

Nařízení kontrolují jednotlivé státy a řada z nich si k plavbě ve svých vodách přidává ještě přísnější požadavky na emise. A řeší se i lodní emise skleníkových plynů. Od roku 2024 proto do schématu emisních povolenek budou spadat všechny lodě nad 5000 hrubé tonáže, které plují do evropských přístavů. Od roku 2027 to budou i lodě nad 400 hrubé tonáže a zpoplatněn bude nejen CO2, ale i metan a oxid dusný.

I v letectví se zvyšuje účinnost přepravy. Například množství paliva na jednoho cestujícího kleslo mezi roky 2005 a 2017 o 24 %. Letectví spadá do evropského systému emisních povolenek EU ETS už od roku 2012, ale kvůli mezinárodnímu tlaku je rozsah emisního zpoplatnění omezený na lety uvnitř EU.

To znamená, že emise z letadel, které přilétají do EU nebo odlétají mimo EU, nejsou zpoplatněné. Globální zpoplatnění leteckých emisí by měl vyřešit mezinárodní systém vyvažování (offsetting) uhlíkových emisí zvaný Corsia (Carbon Offsetting Scheme for International Aviation), který začal fungovat v roce 2021. Jeho režim snižování emisí je však mnohem benevolentnější než EU ETS.

V roce 2024 proto začne EU ETS platit pro letadla v původním rozsahu z roku 2012, tzn. zpoplatnění emisí se začne vztahovat na všechny lety, které začínají nebo končí v EU.

Oxidy síry - charakteristika a vlastnosti

Mezi oxidy síry patří oxid siřičitý (SO2) a oxid sírový (SO3). Oxid siřičitý je bezbarvý, štiplavě páchnoucí plyn. Je nehořlavý, za vzniku kyselého roztoku dobře rozpustný ve vodě. Oxid sírový vzniká přirozeně oxidací oxidu siřičitého a v plynné fázi je hlavní příčinou vzniku tzv. kyselých dešťů. Oxid siřičitý nachází uplatnění jako redukční činidlo (bělení, ochrana dřeva), v potravinářství jako konzervant (sušené ovoce, vína).

Čtěte také: Ochrana australské přírody v Austrálii

Zdroje emisí oxidů síry

U oxidů síry můžeme zmínit několik zdrojů emisí. Jedním je spalování paliv obsahujících síru, dále jsou to úniky z průmyslu a pak také zdroje neantropogenního charakteru. Antropogenní zdroje emisí můžeme shrnout následovně: Dnešní společnost spotřebovává velká množství paliv v mnoha různorodých aplikacích, jako jsou například: výroba elektrické energie, výroba tepelné energie, rafinerie ropy, dopravní prostředky nebo zpracování kovů. Ve všech těchto zařízeních může při spalování paliv obsahujících síru docházet k její oxidaci na SOx a následnému úniku do ovzduší.

Při spalování tuhých paliv asi 95 % přítomné síry přechází na SO2, u kapalných paliv je to prakticky 100 %. Oxid siřičitý je ve spalinách částečně oxidován na SO3. V kouřových plynech z elektráren před odsířením dosahuje poměr SO3/SO2 1/40 až 1/80.

Mnohdy lze ale použít účinná odsiřovací zařízení či jiné technologie, které mohou u některých zdrojů emise oxidů síry omezit nebo dokonce prakticky zcela zlikvidovat. Hlavní význam mají emise oxidu siřičitého, protože oxidu sírového se ve spalinách běžně nachází jen asi 2 % (z celkového obsahu sloučenin síry). Oxid sírový v ovzduší následně vzniká oxidací oxidu siřičitého.

V průmyslu výroby kyseliny sírové jsou užívána velká množství oxidu siřičitého. Koncentrace oxidu sírového jsou v ovzduší obvykle podstatně menší než koncentrace oxidu siřičitého.

Oxid siřičitý může způsobovat širokou škálu negativních dopadů jak na životní prostředí, tak na zdraví člověka. Během určité doby v ovzduší přechází fotochemickou nebo katalytickou reakcí na oxid sírový, který je hydratován vzdušnou vlhkostí na aerosol kyseliny sírové. Rychlost oxidace závisí na povětrnostních podmínkách, teplotě, slunečním svitu, přítomnosti katalyzujících částic atd.

Běžně se během jedné hodiny odstraní 0,1 až 2 % přítomného SO2. Kyselina sírová může reagovat s alkalickými částicemi prašného aerosolu za vzniku síranů. Sírany se postupně usazují na zemský povrch nebo jsou z ovzduší vymývány srážkami. Při nedostatku alkalických částic v ovzduší dochází k okyselení srážkových vod až na pH < 4. Tímto způsobem oxidy síry společně s oxidy dusíku tvoří takzvané kyselé deště.

Ty pak mohou být větrem transportovány na velké vzdálenosti a způsobit značná poškození lesních porostů i průmyslových plodin, uvolňují z půdy kovové ionty, poškozují mikroorganismy, znehodnocují vodu a mohou způsobit úhyn ryb. Oxidy síry byly také podstatnou příčinou vzniku tzv.

Dopady na lidské zdraví

Oxid siřičitý je smyslovými orgány rozpoznán až při koncentraci 2 až 3 mg.m-3 (sladká chuť v ústech). Při běžných koncentracích kolem 0,1 mg.m-3 oxid siřičitý dráždí oči a horní cesty dýchací. Při koncentraci 0,25 mg.m-3 dochází ke zvýšení respirační nemocnosti u citlivých dospělých i dětí. Koncentrace 0,5 mg.m-3 vede k vzestupu úmrtnosti u chronicky nemocných lidí.

Významně ohroženou skupinou lidí jsou především astmatici, kteří bývají na působení oxidů síry velmi citliví (zúžení průdušek). Chronická expozice negativně ovlivňuje řadu životně důležitých funkcí - krvetvorbu, metabolismus glycidů, poškozují plíce (CHOPN) a srdce.

Při kontaktu s vyššími koncentracemi oxidu siřičitého (SO2) dochází u exponované osoby zejména k následujícím konkrétním projevům:

• poškození očí;
• poškození dýchacích orgánů (kašlání, ztížení dechu);
• při velmi vysokých koncentracích tvorba tekutiny v plicích (edém).

Opakovaná expozice způsobuje ztrátu čichu, bolesti hlavy, nevolnost a závratě.

Měření emisí oxidů síry

Základní představu o emisích oxidů síry (SOx) si lze udělat z bilance daného průmyslového provozu. U spalovacích procesů může být vodítkem obsah síry v palivu, ze které oxid siřičitý vzniká. Množství unikajících oxidů síry můžeme zjistit i pomocí měření koncentrace ve vzduchu či spalinách a z jeho vypuštěného objemu.

Obsah oxidů síry ve zkoumaném odebraném vzorku (vzniklého prosytím známého množství vzduchu roztokem vhodného činidla) je možné stanovit celou řadou analytických metod. Můžeme uvést například:

• spektrofotometrické stanovení;
• stanovení iontovou chromatografií;
• coulometrické stanovení.

Je možné také využít plamenovou emisní spektrometrii, na které jsou založeny i terénní analyzátory celkové síry v ovzduší.

Pro stanovení hmotnostní koncentrace emisí SO2 je k dispozici řada normovaných postupů:

Norma	Metody měření	Oblast použití
EN 14791:2005	Referenční metody	Kvalita ovzduší, emise ze stacionárních zdrojů
ISO 7934:1989	Odměrné stanovení chloristanem barnatým	Kvalita ovzduší, emise ze stacionárních zdrojů
ISO 7935:1992	Automatické měřící metody	Kvalita ovzduší, emise ze stacionárních zdrojů
ISO 11632:1998	Iontová chromatografie	Kvalita ovzduší, emise ze stacionárních zdrojů

Pro stanovení oxidu siřičitého lze rovněž využít mobilní přístroje. Služby poskytují komerční laboratoře.

Snahy o snížení emisí

Emise oxidů síry (oxidu siřičitého) představují v dnešním průmyslovém světe značný problém. V roce 1980 se bývalé Československo zavázalo snížit emise oxidu siřičitého z tehdejších 2 500 000 tun/rok o 30 % a dále pak dosáhnout v roce 2010 celkového snížení emisí na konečnou hodnotu maximálně 500 000 tun/rok.

Když Mezinárodní námořní organizace (IMO) přišla s nápadem snížit u všech velkých přepravních lodí produkované emise do roku 2050 o polovinu, zdálo se to být velmi rozumné. Díky štědrým dotacím se povedlo technickou úpravu poloviny takových plavidel úspěšně realizovat v rekordně krátkém čase. Dobré zprávy ale nečekejte. Výsledkem není menší znečišťování životního prostředí, jen jeho jiná a neméně závažná forma.

Velké lodě, ať už určené pro zaoceánské plavby s výletníky nebo přepravu kontejnerů, patří mezi největší znečišťovatele ovzduší na světě. Jen pro přiblížení: jedno takové plavidlo vyprodukuje za den množství emisí srovnatelné se čtyřiadvacetihodinovým provozem na celé dálnici, jedna mezikontinentální plavba je ekvivalentem provozu 50 milionů aut se spalovacími motory. I proto lze snahu o omezení tohoto masivního zdroje znečištění chápat jako smysluplnou. Ovšem o nápadu na instalaci scrubberů, tedy filtrů na vodní bázi čistících spaliny z lodních motorů, se to už říct nedá.

Na jednu spálenou tunu pohonných hmot tak připadá 45 tun vody, ohřáté, okyselené, kontaminované těžkými kovy a polyaromatickými uhlovodíky. Jedna kontejnerová loď plující rychlostí 24 uzlů za den spotřebuje kolem 225 tun paliva a přes své filtry tedy vypustí kolem 10 000 tun silně znečištěné vody. Je to pochopitelně záležitost průměrů: rychlostí, vzdáleností, typu motorů a paliva. A také velkých počtů.

Z hlediska aktuální politiky boje proti znečištění ovzduší je to dobrá zpráva. Zatím za 12 miliard dolarů investic a dotací se podařilo výrazně snížit emise poloviny globální flotily velkých lodí. Pro světové oceány to ale zrovna pozitivní novinka není. Při nastaveném trendu můžeme odhadnout, že v roce 2020 spotřebují velké přepravní lodě kolem 4 milionů tun paliva a znečistí kolem 180 milionů tun vody.

„Polovina z 500 zaoceánských lodí pro přepravu pasažérů už těmito čistícími jednotkami disponuje,“ vysvětluje Bryan Comer z Mezinárodní rady pro čistou přepravu (ICCT, tedy té společnosti, která před časem upozornila na skandál s emisemi ve Volkswagenu). „A právě tyto lodě proplouvají těmi nejmalebnějšími ekosystémy kolem tropických korálových ostrovů, které tím nenávratně a okamžitě ničí.“

Což je výsledek, který netěší ani Mezinárodní námořní organizaci. Ta totiž doufala, že tlak na snížení emisí povede k velkým inovacím v mezinárodní lodní přepravě. Provozovatelé konkrétních lodí totiž stáli před volbou, zda v cenovém rozmezí od 1,6 po 8,1 milionů dolarů pořídit levnější otevřenou filtrační jednotku (vracející vodu zpět do oceánu), anebo tu znečištěnou procesní vodu zadržující. A pochopitelně si vybrali tu levnější a provoz nezatěžující variantu.

Z dlouhodobé perspektivy se tak oněch 12 miliard vynaložených na „zvýšení čistoty provozu“ projevuje jako pro přírodu velmi špatná investice. Aby toho nebylo málo: čistící scrubbery „škodí“ na více frontách. Svou přítomností totiž umožňují lodím zpracovávat i velmi nekvalitní nečistá paliva, s velkými emisemi. Současně pak asi o 2 % zvyšují spotřebu. A protože ve velkém kontaminují vodu, včetně korálů a řas, přispívají tím vlastně ke zvyšování krize biodiverzity a zvýšení koncentrace CO2 v ovzduší.

Když se na internetu objeví text o škodlivých dopadech automobilové dopravy nebo přechodu na elektromobilitu, téměř záhy se v diskuzích objeví námitka: „K čemu je nějaké omezování automobilové dopravy, když lodě ničí planetu mnohem víc?“ Někteří autoři jdou tak daleko, že prezentují bombastické titulky typu „Patnáct největších nákladních lodí znečišťuje ovzduší jako 760 milionů aut“. Jaká jsou však fakta o dopadech lodní a námořní dopravy na životní prostředí?

Jak už to tak bývá, situace je poněkud složitější. Zásadní informace je, že pomocí námořní dopravy dnes přepravujeme přibližně devadesát procent veškerého nákladu a zboží. Správně bychom tedy měli počítat emise jednotky přepravené váhy nákladu. Zůstaňme ale u celkových čísel. Celkově vzato lodní a námořní doprava skutečně patří k největším znečišťovatelům ovzduší na světě. Ale… automobilová doprava je na tom v řadě ohledů o dost hůře. Pro celkové zhodnocení je proto třeba porovnat různé typy znečištění.

Velké námořní lodě a trajekty pohání „odpadní“ materiál z rafinérií, mazut a jiné produkty z těžké ropy, během jejichž spalování vzniká obrovské množství nečistot: prachových částic, sazí a oxidů síry. Tedy takových látek, které při spalování nafty a benzínu vznikají v menším či zanedbatelném množství. I proto se často zmiňuje údaj, že pár desítek velkých lodí zaneřádí ovzduší více než všechna auta na světě.

Námořní dopravci si tuto nechvalnou skutečnost uvědomují. Mezinárodní námořní organizace (IMO) před časem schválila povinnost dodržovat emisní normy (Euro 4-6) na oxidy síry. Tato opatření, jež vstoupí v platnost v roce 2020, dovolí lodím z komínů vypouštět maximálně 1,5 % síry z celkového objemu emisí oproti současné 3,5% hladině.

Emise oxidů síry jsou v Česku nechvalně proslulé z éry socialismu, kdy kvůli neodsiřeným uhelným elektrárnám na severu Čech oxidy síry reagovaly v atmosféře a okyselovaly déšť. Následkem bylo plošné odumírání na PH velmi citlivých a na většině dotčených území nepůvodních smrkových porostů. Takové dopady naštěstí námořní dopravu neprovázejí, ta však vlivem oxidů síry přispívá k částečnému okyselování oceánů. Ale podstatně větší měrou za to může hlavní skleníkový plyn oxid uhličitý.

S emisemi tohoto plynu je na tom podobně jako letecká doprava či Německo - šestý největší znečišťovatel na světě. Na vrub tankerů a nákladních lodí připadají necelá tři procenta světových emisí, přibližně jedna miliarda tun emisí oxidu uhličitého. Vtip je ovšem v tom, že emise automobilové dopravy jsou ještě výrazně vyšší, ve srovnání s námořní dopravou přibližně pětinásobné.

Doprava odpovídá přibližně za čtvrtinu všech emisí CO2, z toho automobilová doprava přibližně za tři čtvrtiny všech emisí z dopravy a lodě přibližně za patnáct procent (v posledních letech množství emisí z námořní dopravy roste).

Emise CO2 z lodní stejně jako letecké dopravy nejsou součástí přelomové Pařížské dohody o změně klimatu z roku 2015, kterou podepsalo 195 členských států OSN. A přestože se Mezinárodní organizace pro námořní dopravu (IMO) letos zavázala snížit emise CO2 v souladu s cíli Pařížské dohody, ti uvědomělejší provozovatelé lodní dopravy a majitelé trajektů v posledních letech neotáleli a začali se pídit po plavidlech na čistější pohon již dříve.

Kyselé deště a jejich dopady

Při nepříznivých meteorologických situacích v podzimních a zimních měsících roku - obvykle při teplotní inverzi - se v neprovětrávaných polohách hromadí škodliviny ze spalovacích procesů - především oxidy síry, dusíku, prachové částice a další látky. s mlhou vytvářejí hustý aerosol, který při vdechnutí poškozuje sliznice.

Oxidy síry v ovzduší mohou způsobovat kyselé deště. V atmosféře po určité době oxid siřičitý reaguje na oxid sírový, který posléze s vzdušnou vlhkostí tvoří aerosol kys. sírové. Při nadměrném množství kys. sírové dochází k poklesu pH pod 4 a vzniku tzv.

Kyselý aerosol Hlavní podíl emisí síry ze spalování paliv tvoří oxid siřičitý, který v ovzduší dále reaguje na oxid sírový rychlostí 0,5 až 10 % za hodinu. Ve vlhkém vzduchu se tvoří kyselina sírová ve formě aerosolu, často spolu s dalšími škodlivinami v kapičkách či tuhých částečkách se širokým spektrem velikostí.

Většina kyseliny sírové přítomné v ovzduší vzniká z oxidu siřičitého emitovaného při spalování. Mezi další bodové zdroje emisí kyseliny sírové patří závody na výrobu kyseliny sírové a průmysl, v němž se kyseliny sírové užívá, jako jsou továrny na hnojiva či pigmenty.

Vzhledem ke své hygroskopičnosti je kyselina sírová v ovzduší vždy přítomna ve formě kapiček roztoku, jehož koncentrace vodíkových iontů H+ se mění s vlhkostí ovzduší. Čistý hydrogensíran amonný se může v ovzduší vyskytovat jako krystalická sůl až do relativní vlhkosti 80 %. Jakmile se jednou rozpustí do kapek, nevykrystalizuje zpětně dříve, než relativní vlhkost poklesne pod 69 %.

tags: #největší #emise #síry #ve #světě #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Zajímavosti o obnovitelných zdrojích
• Koncept ohrožení stereotypem: Co to je?
• Připojení sušičky Beko k odpadu
• Hurá na indiánskou stezku!
• Druhy přírodních kamenů