Primární a Sekundární Emise: Co to Je a Jaký Mají Dopad?

Znečišťování ovzduší (emise) je vážný a diskutovaný problém. V oboru hygieny a ekologie slovo emise vyjadřuje uvolňování polutantů do ovzduší. Slovo emise pochází z latinského slova e-mitto, znamenající vysílám, vydávám nebo vypouštím. V dnešní době se nepoužívá pouze v souvislostech s kvalitou ovzduší a nese s sebou mnoho významů z různých oborů.

Co jsou emise?

Vypouštění látek znečišťujících ovzduší (například výfukové plyny, oxidy uhlíku, popílek, lehký polétavý prach, oxidy dusíku, oxidy síry) do atmosféry.

Pro upřesnění pak rozlišujeme ještě termíny primární a sekundární emise. Primární a sekundární emise nemůžeme chápat jako zcela striktně oddělené skupiny, protože jen velmi málo polutantů si po vstupu do atmosféry zachovává svou původní strukturu. Při měření znečištění ovzduší a hodnocení expozice člověka proto většinou mluvíme o imisích.

Slovo imise pak označuje emise (polutanty), které se již dostaly do styku se životním prostředím a jsou kumulovány například ve vodě, půdě nebo organismech.

Primární emise

Primární emise jsou látky vyloučené přímo ze zdroje do ovzduší. Označení se týká látek, které byly vypuštěny a jejich měření tedy probíhalo např. v případě automobilu přímo u výfuku nebo v případě továrny přímo na jejím komíně. Primární emise jsou tedy ve stavu, kdy neprošly žádnou chemickou nebo jinou reakcí, která by znamenala jejich jakoukoliv změnu.

Čtěte také: Co jsou primární a sekundární emise?

• Přirozené emise - vznikají díky přírodním zdrojům, např. sopečné výbuchy, kdy se do ovzduší dostává obrovské množství oxidu uhličitého - CO2, oxidu siřičitého - SO2, chlorovodíku HCl a fluorovodíku HF a z organických látek methanu, alkoholů, aldehydů a dokonce i freonů. Sopečný popel a prach obsahují i sloučeniny arsenu, rtuti a fluoru. Dalším zdrojem přirozených emisí jsou i písečné bouře, které mohou zavát prach ze Sahary až do Evropy. Na prach se váže i mnoho bakterií, hub a virů.
• Antropogenní emise - jejich hlavním zdrojem jsou emise vzniklé spalováním fosilních paliv, až 75 % antropogenních emisí vzniká průmyslovou výrobou, v řemeslné výrobě, domácnostech a dopravou.

Sekundární emise

Termín sekundární emise označuje skupinu látek vytvářených v atmosféře reakcemi mezi znečištěninami. Tyto reakce probíhají buď za pomoci fotoaktivace (hlavně UV záření), nebo i bez ní - reakcemi mezi primárními polutanty. Škodlivost těchto látek přitom není nižší než škodlivost jejich výchozích produktů, mohou byt dokonce škodlivější než látky výchozí.

Rychlost, jakou spolu primární polutanty reagují, je ovlivněna jejich koncentrací v ovzduší, stupněm fotoaktivace, dále velikostí částic a také meteorologickými faktory (rozptyl a vlhkost vzduchu). Důležitým podkladem těchto reakcí jsou pevné částice. Na jejich povrchu dochází k adsorpci plynných částic, což zvyšuje toxicitu těchto plynů. Ty se tak mohou dostávat do styku se sliznicí dýchacích cest v lokálně vysokých koncentracích, i když jejich celková koncentrace ve vzduchu je nízká.

Nejznámější z těchto reakcí jsou ty, při nichž vzniká oxidační smog (dnes označovaný jako letní). Příkladem jednoduché reakce se vznikem sekundárních emisí je slučování aerosolu kyseliny sírové s oxidy kovů. Z chemického hlediska jde o neutralizaci za vzniku solí. Vznikají tak sírany, které představují suchou fázi kyselých imisí.

Další typickou reakcí se vznikem sekundárních emisí je disociace oxidu dusičitého (NO2). NO2 je aktivován UV zářením (fotoaktivace) a disociuje se na NO a atomární kyslík. Tyto produkty začínají řetěz mnoha dalších reakcí, při nichž vznikají velmi dráždivé látky (ozón, alkylové a formylové radikály, peroxidy).

Tyto látky jsou nejen toxické, ale také působí jako promotory karcinogenních látek. Jen velmi málo primárních znečištěnin si zachovává trvale svou chemickou identitu po vstupu do ovzduší.

Čtěte také: Primární emise akcií detailně

Skleníkové Plyny a Jejich Dopad

Lidmi způsobené emise skleníkových plynů zesilují v atmosféře skleníkový efekt, což vede k oteplování planety. Globální oteplování je přibližně přímo úměrné celkovému množství emisí skleníkových plynů, které vypouštíme do atmosféry.

Hlavním antropogenním skleníkovým plynem je oxid uhličitý (CO2), který k oteplování přispívá přibližně ze 70 %. Dalším významným skleníkovým plynem je metan (CH4), který do atmosféry uniká hlavně při těžbě fosilních paliv a chovu dobytka.

V roce 2022 celý svět vypustil do atmosféry 57,4 miliard tun CO2eq. Tato jednotka přepočítává množství různých skleníkových plynů na množství CO2, které by mělo stejný příspěvek ke skleníkovému jevu.

Emise v České Republice

V roce 2022 Česko vypustilo 118,5 milionů tun CO2eq, přepočteno na obyvatele jde o 10,9 tuny CO2eq na osobu. Roční objem emisí České republiky je 103,53 mil. tun CO2eq (údaj z roku 2023). V porovnání s celosvětovými emisemi se mohou zdát emise Česka zanedbatelné - v roce 2022 Česká republika vypustila 118,5 milionu tun CO2eq (při zahrnutí sektoru využití půdy a lesnictví 121,8 mil. tun CO2eq).

Jednotlivá hospodářská odvětví přispívají ke klimatické změně v různé míře. Například v Česku je výroba elektřiny a tepla zodpovědná za 33 % emisí skleníkových plynů, oproti tomu průmysl přispívá 28 %, doprava 16 % a zemědělství přibližně 8 %.

Čtěte také: Recyklace plastů

Podíl jednotlivých sektorů na emisích se liší jak v čase, tak napříč zeměmi. V Česku jsou relativně vyšší emise z energetiky oproti ostatním zemím kvůli vyššímu podílu uhelných elektráren a skutečnosti, že Česko je vývozcem elektřiny.

Právě v Česku jsme v posledních letech byli svědky výrazného výkyvu kvůli masivní těžbě dřeva při kůrovcové kalamitě. Mezi lety 2019 a 2022 byly dokonce emise z tohoto sektoru kladné (nejvíce v roce 2020, kdy dosáhly 10,9 Mt CO2eq), tedy lesnictví bylo v součtu zdrojem emisí skleníkových plynů.

Struktura emisí v ČR podle sektorů:

• Výroba elektřiny a tepla: 33,72 milionů tun CO2 (32,6 % celkových emisí, 3,11 t CO2eq na obyvatele ročně).
• Průmysl: 25,86 mil. tun CO2 (25,0 % celkových emisí, 2,39 t CO2eq na obyvatele ročně).
• Doprava: 20,94 mil. tun CO2 (20,2 % celkových emisí, 1,93 t CO2eq na obyvatele ročně).
• Budovy: 8,62 mil. tun CO2 (8,3 % celkových emisí, tedy 0,80 t CO2eq na obyvatele ročně).
• Zemědělství: 8,13 mil. tun CO2eq (7,9 % celkových emisí, 0,75 t CO2eq na obyvatele ročně).
• Odpadové hospodářství: 5,58 mil. tun CO2eq ročně (5,4 % celkových emisí, 0,51 t CO2eq na obyvatele ročně).

Zdroje Emisí

Emise z energetiky

Emise v energetice pochází především ze spalování hnědého uhlí a zemního plynu v elektrárnách (25,61 milionů tun, resp. 24,7 % celkových ročních emisí) a dále z tepláren (8,10 mil. tun, či 7,8 % celkových emisí ročně).

Největším jednotlivým emitentem CO2 jsou elektrárny v Počeradech (pět hnědouhelných bloků a jeden na zemní plyn), které ročně vyprodukují 4,69 mil. tun CO2, což je 4,5 % celkových emisí České republiky.

Pět největších českých fosilních elektráren, Počerady, Ledvice, Prunéřov, Tušimice a Chvaletice, vyprodukují ročně téměř tolik emisí CO2 jako veškerá silniční doprava.

Emise z průmyslu

V této kategorii jsou zahrnuty tři druhy emisí. Za prvé jde o emise ze spalování fosilních paliv v průmyslu (např. koksu ve vysokých pecích nebo zemního plynu v cementárně). Za druhé jde o procesní emise, které vznikají chemickou reakcí při výrobním procesu - například při redukci uhlíku z železné rudy nebo při kalcinaci vápence při výrobě cementu.

Výroba oceli významným způsobem přispívá k emisím skleníkových plynů do atmosféry, což je dáno technologií výroby oceli a vstupními surovinami. Ze skleníkových emisí celého odvětví připadá 88 procent na výrobu koksu, aglomerátu, surové oceli a oceli z elektrických obloukových pecí.

Studie London School of Economics srovnávající emise jednotlivých světových výrobců oceli ukázala, že u integrovaných hutí se celkové emise na tunu vyrobené oceli pohybovaly v roce 2015 od 1,82 po 2,49 tuny oxidu uhličitého. Ocelárny, které používají technologii elektrických obloukových pecí, vykazovaly od emise v objemu 0,59 až 0,9 tuny oxidu uhličitého na tunu vyrobené oceli.

Při porovnání celosvětových emisí v metalurgii je výroba oceli ze všech metalurgických procesů největším absolutním producentem oxidu uhličitého a na celkových emisích z metalurgie se podílí ze 70 procent. Druhý emisně nejnáročnější kov, pokud jde o absolutní objem celkových emisí, je výroba hliníku s 11 procenty.

Emise z dopravy

Osobní automobilová doprava ročně vyprodukuje 11,40 mil. tun CO2 (11,0 %), zatímco nákladní a autobusová doprava je zodpovědná za 8,07 mil. tun CO2 (7,8 %). Neelektrifikovaná vlaková doprava ročně způsobí emise 0,22 mil. tun CO2eq (0,2 %), v grafu je započtena v rámci ostatní dopravy. Emise z letecké dopravy jsou 1,06 mil. tun tun CO2 (1,0 %, 97,9 kg na obyvatele ročně) a odpovídají emisím vyprodukovaným lety z letišť v ČR.

Snížit emise z dopravy je možné přechodem na alternativní druhy pohonu (např. na elektřinu, biometan nebo CNG), zvýšením podílu hromadné dopravy a snížením počtu vozidel na silnicích.

Přeprava zemního plynu přes oceán do Česka produkuje více než 100násobek emisí oproti přepravě uhlí. Při dopravě amerického zemního plynu do Česka vznikne přibližně 132 g CO2e na přepravený kilogram plynu, zatímco při dopravě kila uhlí do české elektrárny unikne do atmosféry 0,2-9 g CO2e, tedy více než 100krát méně.

Dopravu a těžbu plynu navíc doprovází úniky, podle některých odhadů totiž do ovzduší uniká až desetina celkově vytěženého zemního plynu, přičemž se jedná o metan, který má z hlediska skleníkového efektu mnohonásobně horší dopad než oxid uhličitý. Naopak při spalování více emisí produkuje uhlí.

Tankery v přepočtu na hmotnost přepraveného paliva produkují méně emisí než vlaky i plynovody. Na tunu uhlí, která urazí kilometr vzdálenosti, připadá v případě železniční dopravy 47 g CO2e, zatímco u tankerů a tuny zemního plynu se jedná o 11 g CO2e. Tankery v přepočtu produkují dokonce méně skleníkových plynů než třeba plynovody, u nichž na tunu plynu, která urazí kilometrovou vzdálenost, připadá 59 g CO2e.

Při zohlednění délky celkové trasy, kterou musí dané palivo při cestě do české elektrárny urazit, vychází na kilogram uhlí 0,2-9 g CO2e v závislosti na dané trase. V případě plynu pak emise činí 132 g CO2e na kg plynu. Samotná doprava plynu tak produkuje až o tři řády více emisí.

Emise z budov

Jde o topení a ohřev vody v domácnostech, kancelářích a institucích (pokud energie není dodávána z teplárny) a také o vaření plynem.

Emise ze zemědělství

Emise v zemědělství pochází především z chovu hospodářských zvířat (4,35 mil. tun) v podobě emisí metanu a také z obdělávání půdy a s tím spojenými emisemi N2O (2,35 mil. tun). Také sem patří spalování pohonných hmot v zemědělství a lesnictví (1,16 mil. tun).

K omezení emisí metanu ze zemědělství by vedlo snížení počtu chovaného dobytka (a s tím související snížení spotřeby hovězího masa a mléčných výrobků), změna nakládání se statkovými hnojivy (například jejich stabilizací v bioplynových stanicích) a méně intenzivní hnojení průmyslovými hnojivy.

Emise z odpadového hospodářství

Emise z odpadového hospodářství produkují především skládky odpadu, ze kterých do atmosféry uniká metan. Ten vzniká rozkladem biologicky rozložitelného materiálu (papíru, kartonu, textilií a bioodpadu) v tělese skládky.

Snižování emisí

Pro zastavení klimatické změny je nutné přestat vypouštět skleníkové plyny, neboli dosáhnout tzv. net-zero či klimatické neutrality.

Největších emisních úspor může Česko dosáhnout proměnou svého energetického mixu. Finanční prostředky by mohly být rovnou alokovány na obnovitelné zdroje, případně kombinaci obnovitelných zdrojů a jádra, které mají uhlíkovou stopu výrazně menší.

Například prostředky z evropských fondů nebo získané z prodeje emisních povolenek by měly být využity právě pro zelenou modernizaci v členských zemích EU.

tags: #primární #a #sekundární #emise #co #to

Oblíbené příspěvky:

• Odpad Vysočina statistiky
• Příspěvek za likvidaci auta
• Ekotémata v České televizi
• Komunální odpad Medlovice
• Filozofický pohled na člověka a přírodu