Porovnání Emisí Při Spalování Tuhých Paliv a Biomasy

Rostoucí význam biomasy jako zdroje energie je dán snahou využít všechny dostupné zdroje. Obvykle jde o domácí zdroje, takže produkce a zpracování vytváří nové pracovní příležitosti a podporuje rozvoj podnikání. Spalování biomasy, pokud je náhradou za fosilní paliva, přispívá ke snižování produkce skleníkových plynů.

Uvádí se, že spalování biomasy je z hlediska emisí oxidu uhličitého neutrální, neboť množství produkovaného oxidu uhličitého je srovnatelné s množstvím, spotřebovaným rostlinami při jejich růstu (fotosyntéza). Je to ovšem zjednodušený pohled, neboť stromy rostou desítky let a dřevo z nich se spálí okamžitě. Navíc při spalování biomasy vznikají i další škodliviny, a to některé velmi nebezpečné jako polyaromatické uhlovodíky, případně dioxiny.

Měření ale prokázala, že o množství škodlivých emisí rozhoduje především způsob spalování.

Způsob Porovnání Emisí

Porovnáním emisí jednotlivých škodlivin při spalování tuhých fosilních paliv (černé a hnědé uhlí) a biomasy (dřevních pelet) v kotlích lze nalézt rozborem dat získaných z různých experimentů či komerčních měření emisí.

Data pro jednotlivé škodliviny jsou popsána například ve studii, kde jsou shrnuty nejdůležitější závěry týkající se produkce škodlivin při spalování různých paliv. Jde především o měření u zdrojů malých až středních výkonů, které v soukromých obytných objektech převládají. V těchto zdrojích se jako biomasa uplatní hlavně dřevo a z něj odvozená paliva, případně paliva z energetických plodin či zbytků ze zemědělské výroby. K dispozici je kusové palivové dříví, štěpka, brikety a pelety.

Čtěte také: Vývoj solární energie

Z výsledků měření lze vyčíst, že ne vždy znamená spalování biomasy přímé snížení množství produkovaných škodlivých emisí.

Emisní Faktory CO

Koncentrace CO ve spalinách za kotlem nejlépe ukazuje na kvalitu spalovacího procesu. Nedohořelý CO představuje ukazatel o špatně nastavených spalovacích parametrech (množství vzduchu apod.) nebo o nevhodné konstrukci spalovacího zařízení pro dané palivo. Podle dat z experimentu provedeném na kotlích malého výkonu z pohledu produkce oxidu uhelnatého kupodivu nejlépe vychází černé uhlí. Biomasa se řadí před hnědé uhlí.

Emisní Faktory NOx

Emise NOx jsou nejvíce ovlivněny obsahem dusíku v palivu a teplotou ve spalovací komoře. Vysoká teplota (nad 1000 °C) způsobuje vznik tzv. termických NOx. Teplota v ohništích malých výkonů je ve většině případů menší než kritická hodnota, takže termické NOx netvoří hlavní díl výsledných emisí NOx. Hlavní podíl na tvorbě emisí NOx má obsah dusíku v palivu.

Nejnižších hodnot emisních faktorů při spalování paliv kotlích malých výkonů bylo dosaženo při spalování dřevních pelet, což je způsobeno menším obsahem dusíku v palivu při porovnání s uhlím.

Emisní Faktory CO2

Přestože současná legislativa se nezabývá emisemi CO2, byly při spalování změřeny i hodnoty skutečných emisních faktorů CO2. Obvykle se uvádí, že stejné množství oxidu uhličitého, které vznikne spálením biomasy, je biomasou absorbováno během růstu. Z toho plyne, že i když emisní faktor CO2 při spalování není nulový, lze jej za nulový považovat.

Čtěte také: Doprava a znečištění ovzduší: Česká republika

Po přepočtení emisních faktorů na výhřevnost paliva vychází emisní faktory pro hnědé uhlí 81,3 kg CO2/GJ v palivu, pro černého uhlí 71,3 kg CO2/GJ v palivu.

Zde byly naměřené hodnoty emise CO, SO2 i NO2 nejnižší při spalování biomasy. Nižší produkce oxidu siřičitého u biomasy je dána malým podílem síry v palivu.

Emise Těžkých Kovů

U uhlí se ve spalinách objevuje z těžkých kovů řádově více olova než ostatních kovů. U koncentrací kovů s velkým vlivem na zdraví, jako je As, Cd, je koncentrace těchto kovů nižší u uhlí než u biomasy. U některých dalších vysoce toxických kovů, jako je již zmíněné olovo a dále pak rtuť, jsou koncentrace těchto kovů výrazně nižší u biomasy.

Tab. 1 - Koncentrace kovů v emisích ze spalování uhlí a biomasy v malých zdrojích

Pozn.: Jednotlivá paliva jsou popsána v [9].

Čtěte také: Podíl obnovitelných zdrojů v ČR

Porovnání Emisních Faktorů

Legislativní toxický ekvivalent (LTEQ) je koeficient, jimž se násobí emisní faktory jednotlivých kovů a který zohledňuje jejich vliv na životní prostředí. Vychází z hodnot emisních limitů pro jednotlivé kovy.

Z pohledu emisního faktoru těžkých kovů vychází z experimentu lépe fosilní palivo (černé uhlí). Emisní faktory při spalování uhlí v kotlích velkého výkonu jsou více jak o řád nižší.

Toxické Kongenery u Malých Zdrojů

Pro sedmnáct toxických kongenerů (konkrétních dioxinů a furanů) byly na základě výsledných koncentrací PCDD/PCDF v emisích vyhotoveny kongenerové profily. Tyto profily znázorňují poměry koncentrací (vyjádřených procenty) jednotlivých kongenerů.

Emisní Faktory PCDD/PCDF

Při srovnání emisních faktorů u velkých kotů s emisními faktory u malých kotlů jsou emisní faktory u velkých zdrojů téměř o tři řády nižší. Měření prokázala značné rozkolísání emisí i v rámci shodného druhu paliva, z čehož plyne, že produkce PCDD/F je velice závislá na provozních podmínkách vytápění.

Polyaromatické Uhlovodíky a Polychlorované Bifenyly (PAU a PCB)

Emisní faktor pro biomasu je asi dvakrát nižší než pro černé uhlí. Podobné výsledky přinášejí i měření na větších kotlích: již při částečném nahrazení uhlí biomasou dochází ke snížení tvorby PAU. Při spalování paliv ve velkých zdrojích tepla jsou však tyto emise nižší o více než o tři řády.

V případě briket a pelet není nutné tuto otázku řešit, obsah vody bývá kolem 10 %. Je však nutné věnovat pozornost jejich mechanické pevnosti. Během skladování a manipulace s nimi by se neměly rozpadat. Biomasa má vždy menší hustotu, než uhlí. Stejný energetický obsah bude představovat podstatně větší objem paliva a rovněž bude nutné, v případě kotle s automatickým přikládáním, použít složitého, rozměrného a drahého zařízení pro dopravu paliva do kotle.

Při úvahách o spalování pěstovaných energetických plodin je nutné zodpovědně posoudit reálné roční výnosy a tomu odpovídající potřebné pěstební plochy. Typ a kvalita paliva jsou hlavními determinantami vypouštěných emisí. Je zřejmé, že chemické prvky, které palivo obsahuje, pak tvoří základ vypouštěných emisí po spálení v motoru. Zkvalitněním paliva se podařilo např. velmi významně snížit emise olova z dopravy (přechodem na tzv. bezolovnatý benzín). Dalším faktorem ovlivňujícím množství a druh znečištění je i efektivita spalování a druh motoru.

tags: #prchavy #podil #v #palivu #emise

Oblíbené příspěvky:

• Udržitelné balení
• Životní prostředí a JE Dukovany
• Ochrana telefonu Huawei P8 Lite s dřevěným pouzdrem
• Hnízdění jiřiček
• Evropská unie a CFSP