Topení uhelným prachem a jeho emise v České republice

Uhelný prach vznikající při dobývání, přepravě a skladování uhlí býval problémovým odpadem, který ohrožuje lidské zdraví. Je výbušný a k topení obtížně využitelný. S rozvojem technologií se však pohled na uhelný prach mění. Takzvaný multiprach se dokonce ve stále větší míře vyrábí cíleným mletím uhlí podle specifických potřeb zákazníků. Díky těmto vlastnostem lze dnes zajistit jeho bezproblémovou a bezprašnou manipulaci zahrnující přepravu, skladování i spalování. Multiprach se stává moderním energetickým zdrojem pro kotlová a procesní spalovací zařízení a s pomocí vhodných technologií přináší úspory nákladů.

Jednou z takových technologií je žárotrubný kotel na spalování hnědouhelného prachu. Technologie spalování hnědouhelného prachu v žárotrubných kotlích probíhá za bezpečnostních standardů obdobných jako u zemního plynu, výsledná cena tepla však může být až o 30 % nižší. Multiprach je dopravován cisternami podobně jako kapalná paliva a za pomoci vzduchu je na místě určení přečerpáván do zásobníku. Dávkovací kotouč je ponořen ve fluidní vrstvě paliva a jeho vývrty se plní palivem, které je pomocí rotace kotouče dopravováno do potrubí, odkud s pomocí dopravního vzduchu vyfouknuto na cestu k hořáku. Vyprázdněné vývrty se následně zase zaplňují "tekutým" palivem, aby ho s další otáčkou opět předaly do dopravního potrubí. Na konci cesty je palivo spalované v komoře impulsního hořáku s pomocí silně turbulentního proudění vzduchu. Základním pozitivem použitého hořáku je schopnost dosažení vysokého tepelného výkonu v malých prostorách topeniště.

Emise a znečištění ovzduší

V České republice žije stále téměř 60 procent lidí v oblastech, kde jsou překračovány zákonné limity pro znečištění ovzduší prachem. Prach v ovzduší je také hlavním důvodem, proč každý rok 11 tisíc lidí vlivem znečištění předčasně zemře. Znečištění ovzduší přispívá k mnoha nemocem včetně tak závažných, jako je chronická bronchitida, astma, srdeční onemocnění a mrtvice. Podle Světové zdravotnické organizace je znečištění ovzduší „největším environmentálním zdravotním rizikem”.

Na znečištění ovzduší se podstatným způsobem podílejí tepelné elektrárny a teplárny spalující zejména hnědé uhlí. Podle dat Českého hydrometeorologického ústavu uvedených ve Zprávě o životním prostředí v ČR v roce 2015 vypouštějí tyto velké zdroje 33 % látek, z nichž vzniká v ovzduší prach a jsou tak jeho hlavním domácím zdrojem. Náležitá péče je pochopitelně věnována také čištění spalin. Na nich se podílejí cyklónové odlučovače, tkaninový rukávcový filtr s tlakovzdušnou regenerací, suchý aditivní proces s možností využití druhého stupně redukce a recirkulací, a hydrát vápenatý Ca(OH)2 nebo uhličitan vápenatý CaCO3.

Největšími znečišťovateli loňského roku jsou v Česku uhelné elektrárny. Vedle emisí oxidu uhličitého a jiných skleníkových plynů jsou zodpovědné za největší množství toxických těžkých kovů vypouštěných do ovzduší, a to včetně rtuti. Za nejvýznamnějšího lze označit uhelnou hnědouhelnou elektrárnu Chvaletice patřící společnosti Sev.En Energy vlastněné miliardářem Pavlem Tykačem. Na dalších místech jsou Spolana Neratovice a elektrárna Počerady. Překvapivý je podle expertů také nárůst dioxinů vypouštěných spalovnou komunálních odpadů v Liberci.

Čtěte také: Obnovitelné zdroje a vytápění

Celkové množství většiny škodlivých látek vypouštěných do životního prostředí se podle dat v Integrovaném registru znečišťování mírně snížilo. Špatnou zprávou však je, že zůstalo na vyšší úrovni, než tomu bylo za ohlašovací rok 2020.

Udělené výjimky a jejich dopad

Elektrárna Chvaletice přitom stále znečišťuje na základě výjimek, které posvětilo ministerstvo životního prostředí ještě za ministra Richarda Brabce (ANO) a vlády bývalého premiéra Andreje Babiše. Například těch rtuťových bylo jedenáct. Elektrárna Chvaletice vypustila do ovzduší více než dvojnásobné množství arsenu a o 70 procent více rtuti oproti předchozímu roku a je největším zdrojem těchto dvou látek v Česku. Průmysl navíc vypouští řadu škodlivin, které se vůbec nesledují, například poly- a perfluorované látky neboli PFAS či bromované dioxiny.

Devět z deseti největších zdrojů úniku rtuti do ovzduší představují uhelné elektrárny a teplárny (na prvním až devátém místě). Na prvním místě je elektrárna Chvaletice následovaná elektrárnou Počerady (obě patří Sev.En Energy) a elektrárnami Prunéřov a Ledvice (obě ČEZ). Na páté místo se dostala teplárna Plzeňské teplárenské. Na šestém místě je elektrárna ČEZ Tušimice, která v roce 2022 limit na dvou blocích již plnila a na dvou dalších téměř a díky tomu srazila emise rtuti o 62 procent oproti roku 2021. Desáté místo obsadila huť Liberty Ostrava.

Skleníkové plyny a prach

Šest z deseti největších zdrojů skleníkových plynů představují uhelné elektrárny. Na prvním místě skončila elektrárna Počerady, na druhém elektrárna Chvaletice. Vedle elektráren jsou v první desítce huť Liberty, chemička Unipetrol patřící skupině Orlen, Třinecké železárny a papírna Mondi Štětí. Emise skleníkových plynů meziročně nejvíce zvýšily elektrárny Počerady a Chvaletice, přičemž elektrárna Počerady o více než 700 tisíc tun a elektrárna Chvaletice o více než 1,1 milionu tun za rok. Celkově však množství ohlášených skleníkových plynů mírně pokleslo.

Emise prachu v Česku setrvale klesají, ale ne u všech podniků. Rekordmanem v této kategorii je huť Liberty Ostrava, která meziročně sice snížila emise prachu, ale z první příčky ji to nesesadilo. Mezi další významné zdroje emisí polétavého prachu patří uhelné elektrárny Počerady, Chvaletice, Prunéřov, Mělník a Ledvice. Čtyři z nejvýznamnějších znečišťovatelů prachem působí v Ústeckém kraji. Elektrárna Chvaletice emise prachu zvýšila o více než 40 tun.

Čtěte také: Instalace vody, odpadů a topení: Časový rámec

Toxické těžké kovy

Novinkou letoška je žebříček největších znečišťovatelů toxickými těžkými kovy, konkrétně kadmiem, olovem, rtutí, niklem a arsenem. Tuto tabulku bezkonkurenčně vede elektrárna Chvaletice, která meziročně zvýšila emise arsenu o téměř 3,5 tuny, tedy o více, než ho vypustila do ovzduší v předchozím roce (2,1 tuny). Kvůli emisím těžkých kovů se v první desítce žebříčku umístily čtyři čistírny odpadních vod, co do množství vypuštěných těžkých kovů však nemohou konkurovat čtyřem uhelným elektrárnám. První desítku doplňují také dva hutní provozy - Liberty Ostrava a Třinecké železárny.

Odprášení kotlů na tuhá paliva

Odprášení kotlů na tuhá paliva je klíčový proces pro zajištění efektivního a ekologicky šetrného provozu. Tento proces zahrnuje použití speciálních technologií k zachycení popílku a jiných částic produkovaných spalováním tuhých paliv, jako je uhlí nebo biomasa. Specifika odprášení kotlů na tuhá paliva zahrnují zvládání vysokých teplot spalin, manipulaci s různými velikostmi a typy pevných částic, a potřebu zachycení nejen popílku, ale i jemnějších prachových částic. Efektivní systémy musí být schopné odolat náročným provozním podmínkám a zároveň splňovat přísné environmentální normy pro emise.

Při odprášení kotlů na tuhá paliva se využívají pokročilé technologie a komponenty, které zajišťují efektivní odstranění spalin a optimalizují provoz topného systému. Mezi tyto prvky patří mechanické ventilátory nebo odsávače, jež zvyšují tah v komínovém systému a umožňují konzistentní odsávání spalin, bez ohledu na vnější podmínky. Dále se využívají automatizované řídící systémy pro monitorování a přizpůsobování ventilátorů a přívodu vzduchu podle aktuálních potřeb topení a stavu spalování, což zajišťuje maximální efektivitu. K omezení emisí pevných částic a škodlivin slouží různé filtrační technologie, jako jsou elektrostatické filtry nebo filtry s aktivním uhlím, které zachycují škodliviny ze spalin před jejich vypuštěním do ovzduší.

Mezi hlavní výhody odprášení kotlů na tuhá paliva patří zlepšení kvality ovzduší snížením emisí pevných částic, zvýšení efektivity a životnosti kotlů díky udržení čistšího spalovacího prostoru, a splnění legislativních požadavků na emise. Další výhodou je snížení rizika požárů a výbuchů způsobených hromaděním prachu.

Legislativní opatření a zákazy

Již v roce 2012 byl schválen nový zákon o ochraně ovzduší, který stanovil povinnost vyměnit staré kotle na pevná paliva (spalující například uhlí, koks, dřevo nebo brikety). Kotle na pevná paliva o jmenovitém tepelném příkonu do 300 kW budou muset splňovat parametry minimálně 3. emisní třídy. To znamená, že kotle 1. a 2. emisní třídy je od 1. 9. 2024 zakázáno provozovat. Při porušení zákona vám hrozí pokuta až 50 000 Kč.

Čtěte také: Studie o topení

Hlavní město Praha využilo možnost tuto lhůtu pomocí vyhlášky ještě zkrátit. Již od 1. října 2020 vyhláška zakazuje topit uhlím, uhelnými briketami a koksem v kamnech a kotlích, které nedosahují emisních parametrů 3. emisní třídy.

Cílem zákona o ochraně ovzduší je, aby se nám lépe dýchalo a kvalita ovzduší nepředstavovala riziko pro naše zdraví. Nejspíš si vybavujete, jak to vypadalo ještě pár let zpátky, když se v zimě roztopily staré kotle na uhlí. Tmavý dým se valil přes střechy rodinných domů a dusil obyvatele především menších obcí.

Negativní vliv na kvalitu ovzduší mají zejména prachové částice a polycyklické aromatické uhlovodíky produkované starými kotli. V roce 2012 pocházelo podle Ministerstva životního prostředí přibližně 40 % celkových emisí způsobených prachem ze spalování uhlí a dřeva ve starých kotlích o tepelném příkonu do 300 kW. U polycyklických aromatických uhlovodíků představoval podíl starých kotlů dokonce 66 % z celkových emisí.

Právě v návaznosti na tato znepokojivá zjištění byl schválen zákon zakazující provoz těchto kotlů od 1. září 2024. Lhůta pro výměnu zastaralých technologií byla prodloužena do 31. srpna 2024 kvůli energetické krizi, ale další odklad není pravděpodobný. Mnohé domácnosti ostatně již využily kotlíkovou dotaci, aby si pořídily lepší přístroje a vytápěly efektivněji. Přesto stále zůstává v provozu až 150 tisíc kotlů, které bude nutné v nejbližší době vyměnit.

Vývoj opatření ohledně kotlů na tuhá paliva

• 1. 1. 2014: zákaz uvedení na trh kotlů 1. a 2. emisní třídy (bylo možné doprodat skladové zásoby)
• 1. 1. 2018: zákaz uvedení na trh kotlů 3. emisní třídy (bylo možné doprodat skladové zásoby), nadále byl povolen jen prodej kotlů 4. a 5. emisní třídy
• 1. 1. 2020: všechny kotle uváděné na trh musí splňovat požadavky na Ekodesign
• 1. 9. 2024: zákaz provozu kotlů 1. a 2. emisní třídy (v provozu smí zůstat jen kotle na tuhá paliva, které splňují alespoň 3. emisní třídu)

tags: #topení #uhelným #prachem #emise

Oblíbené příspěvky:

• Klarstein Flintstone – recenze udírny
• Aktivity SEVER Litoměřice
• Postup opravy prasklé trubky
• Ostrovy za polárním kruhem
• Moderní čištění odpadu Tišnov