Emisní třída prachu: komplexní pohled

Vybrat vhodné vytápění, pokud vám jde i o ekologickou stopu, není až tak snadné. Každá možnost má své plusy a mínusy. V České republice se prodávají kotle na tuhá paliva, mezi které patří ty na pelety, dřevo a uhlí.

Všechny musí splňovat tzv. podmínky ekodesignu. Navíc od září roku 2022 již nebude možné používat ty, které nespadají minimálně do 3. emisní třídy. Tyto ekologické standardy vznikly, aby chránili životní prostředí i uživatele, kterým šetří náklady na vytápění.

Každý kotel na tuhá paliva (kotel na pelety, kotel na dřevo i kotel na uhlí) produkuje emise, které znečišťují ovzduší. A právě vypouštěné množství určuje, do jaké emisní třídy je kotel zařazený. Princip je jednoduchý - čím vyšší emisní třída, tím je kotel ekologičtější.

Emisní třída 1 označuje kotle, které vypouštějí nejvíce nečistot a prachu a emisní třída 5 ty, které nejméně. Trend je jasný, produkovat co nejméně emisí. Současné kotle na tuhá paliva jsou tedy povinně účinné a ekologické.

Legislativní požadavky na emise prachu

Na jedné straně jsou stanoveny legislativní požadavky (mezní hodnoty emisí pro prach), nicméně na straně druhé vyvstává korektní otázka týkající se existence reprezentativní metody stanovení prachu z malých spalovacích zařízení.

Čtěte také: Příroda kolem nás: ekosystém rybníka

Evropské normy

Pro kotle na tuhá paliva určené k ústřednímu vytápění se samočinnou nebo ruční dodávkou platí evropská norma EN 303-5:2012, která byla v roce 2012 novelizovaná a nahrazuje předchozí normu z roku 1999.

Zatímco v předchozí verzi normy z roku 1999 lze nalézt emisní třídu 1 až 3, tak současná verze normy požadavky na emise zpřísňuje, ruší emisní třídy 1 a 2 a navíc zavádí emisní třídy 4 a 5. V tabulce Tab. 1 jsou uvedeny mezní hodnoty pro prach v rámci jednotlivých emisních tříd.

Pro lepší představu o zpřísnění jsou v tabulce uvedeny také hodnoty z předchozí verze normy. Mezní hodnoty jsou udány pro referenční kyslík 10%. Tab. 4) pro 3. emisní třídu je v aktualizované normě z roku 2012 vložena výjimka, kde kotle určené pro spalování rostlinné biomasy dle EN 14961-6 (např. sláma, miscanthus, rákos, jádra apod.) a ostatních tuhých paliv dle EN 14961-1 (např. rašelina) nemusí plnit uvedené limity.

Česká republika

V České republice jsou kotle na ústřední vytápění certifikovány podle české verze evropské normy - ČSN EN 303-5:2000. Navíc od 1. září 2012 u nás platí nový zákon o ochraně ovzduší [8], který upravuje podmínky pro provozování a prodej malých spalovacích zařízení.

Osoba uvádějící na trh v České republice spalovací stacionární zdroj o jmenovitém tepelném příkonu 300 kW a nižším, který slouží jako zdroj tepla pro teplovodní soustavu ústředního vytápění, je povinna prokázat certifikátem podle jiného právního předpisu [9], že spalovací stacionární zdroj splňuje emisní požadavky podle tabulky Tab 2. Pozn. Tento článek se zabývá emisemi prachu, proto v následující tabulce jsou uvedeny mezní hodnoty pouze pro tuto znečišťující látku.

Čtěte také: Ekologie - Prvouka 2. třída

Zatímco v normě ČSN EN 303-5 jsou kotle klasifikovány do emisních tříd podle jmenovitého tepelného výkonu, tak v novém zákoně o ochraně ovzduší jsou stacionární zdroje rozděleny dle jmenovitého tepelného příkonu.

Minimální mezní hodnoty pro prach platné od 1. ledna 2014 víceméně odpovídají hodnotám emisní třídy 3 normy EN 303-5, resp. Tab. Provozovat spalovací stacionární zdroj na tuhá paliva o jmenovitém tepelném příkonu od 10 do 300 kW včetně, který slouží jako zdroj tepla pro teplovodní soustavu ústředního vytápění, v souladu s minimálními požadavky, které odpovídají emisní třídě 3 dle [7], a to nejpozději do 10 let od nabytí účinnosti tohoto zákona, tedy do 1. září 2022.

Provádět jednou za dva kalendářní roky prostřednictvím osoby, která byla proškolena výrobcem spalovacího stacionárního zdroje a má od něj udělené oprávnění k jeho instalaci, provozu a údržbě, kontrolu technického stavu a provozu spalovacího stacionárního zdroje na tuhá paliva o jmenovitém tepelném příkonu od 10 do 300 kW včetně, který slouží jako zdroj tepla pro teplovodní soustavu ústředního vytápění, a předkládat na vyžádání obecnímu úřadu obce s rozšířenou působností doklad o provedení této kontroly vystavený odborně způsobilou osobou potvrzující, že stacionární zdroj je instalován, provozován a udržován v souladu s pokyny výrobce a tímto zákonem.

Provozovatel je podle zákona povinen zajistit provedení první kontroly technického stavu a provozu nejpozději do 31. prosince 2016. Zákon o ochraně ovzduší zavádí také opatření pro dodržování této legislativy, včetně definovaných sankcí.

Pokud provozovatel zdroje neprovede jednou za dva kalendářní roky kontrolu technického stavu a provozu spalovacího stacionárního zdroje prostřednictvím odborně způsobilé osoby, hrozí mu pokuta ve výši až 20 000 Kč.

Čtěte také: Škola v Přírodě

Další země Evropy

Německo požadavky na emise prachu ze spalovacích zařízení zpřísňuje a to dle nařízení 1. BIm-SchV o spalovacích zařízeních [10]. Tab. V Rakousku rovněž platí přísnější emisní limit pro prach, a to obecně pro všechna spalovací zařízení o výkonu do 400 kW. Tab.

Od roku 1997 všechna spalovací zařízení s uzavřeným ohništěm spalující dřevo instalovaná na území Norska musí projít certifikací dle NS 3058 Part 2 (metodika měření) [12] a NS 3059 (požadavky) [13]. Spalovací zařízení je zde definováno jako zařízení s uzavřeným ohništěm spalující dřevo, které je určeno pro vytápění místností, vaření nebo případně k jiné funkci.

Emisní limit je vyjádřen v jednotce „gram prachu na kilogram suchého dřeva (bez obsahu vody)“ [g/kg]. Tab. 1) orientační přepočet na mg/m3N pro možnost srovnání s výše uvedenými tabulkami byl proveden s měrným vývinem spalin 12 m3N/kg při 13% O2.

Legislativa UK o čistém ovzduší je sjednocena v “Clean Air Act” 1993 (c11). Tento zákon stanovuje v UK legislativní požadavky týkající se emisí z tuhých paliv, které jsou spalovány ve spotřebičích na tuhá paliva.

Požadavky na stanovení emisí prachu se jsou dány BS 3841-1 [14] a BS 3841-2 [15]. Je zajímavostí, že v některých zemích EU dodnes nejsou legislativní požadavky na malé zdroje kladeny. Příkladem je Finsko (stav 2012).

Metody stanovení emisí prachu

Metodických postupů je více, ale každá metoda má svá specifika, která se projeví na výsledných stanovených hodnotách prachu, takže není snadné je navzájem porovnávat a jejich reprezentativnost je diskutabilní.

Pro malé spalovací zařízení se používá obecná gravimetrická metoda pro stanovení koncentrace prachu v proudící vzdušině EN 13284-1 [16] (popř. německá VDI 2066-1 [17], která z EN 13284-1 vychází, dále ISO 9096 [18]). Metody jsou založeny na gravimetrickém vyhodnocení odebraného vzorku.

Uvedené metody mají společné to, že vyžadují isokinetický odběr vzorku spalin (rychlost odebíraného vzorku v ústí hubice „v“ je shodná s rychlostí spalin „w“ v komíně). Isokinetického odběru však nelze v kouřovodu ihned za spalovacím zařízením dosáhnout, protože rychlost spalin je zde proměnlivá a pro přesné měření příliš nízká (cca 0,5 až 2 m/s).

Vyšší rychlosti, která umožní isokinetický odběr vzorku, se dosáhne naředěním spalin (rychlost v ředicím tunelu se zvýší cca na 4-8 m/s). Vliv isokinetiky na odběr prachu z kouřovodu zobrazuje obrázek Obr. 1. V případě, že rychlost vzorku spalin v ústí hubice je výrazně vyšší než rychlost spalin v potrubí (na obrázku případ b), dochází k tomu, že větší částice prachu pokračují setrvačností v původní trajektorii letu, tím částice ztrácíme, a výsledek měření pak vykazuje nižší hodnoty v porovnání s isokinetickým odběrem (a).

Dalším problémem je, že koncentrace prachu v komíně jsou příliš vysoké a dochází tak k rychlé blokaci filtru. To také způsobuje komplikace v případě použití online přístrojů (např. čítačů částic a přístrojů pro velikostní distribuci částic). Ředěním se dále docílí toho, že teplota spalin se sníží a některé složky ve spalinách, které byly v kouřovodu hned za spalovacím zařízením v plynné fázi (některé uhlovodíky), zkondenzují na povrchu částic prachu, které slouží jako kondenzační jádra.

V normě ČSN EN 303-5:1999 jsou určeny mezní hodnoty emisí pro prach a dále je zde uvedeno, že pro stanovení prachu lze použít elektrostatickou nebo gravimetrickou metodu. Obr. 2 ukazuje dva možné způsoby stanovení emisí prachu z malého spalovacího zařízení, kterými se může stanovit koncentrace prachu ve spalinách při testování spalovacích zařízení malých výkonů na zkušebně Výzkumného energetického centra v Ostravě [23].

Pod označením EN-PME-TEST se skrývá název pro celoevropský projekt, mezi jehož hlavní cíle patří výměna zkušeností z měření prachu z malých zdrojů a především pak vytvoření jednotné evropské metodiky. Na projektu spolupracuje 16 institucí z 10 evropských států včetně České republiky (VŠB-TU Ostrava - Výzkumné energetické centrum).

Komplikace spojené se stanovením prachu

Reprezentativní stanovení prachu z malých spalovacích zařízení na tuhá paliva vyžaduje značné úsilí a pro partnery spolupracující na vytvoření jednotné evropské metodiky v rámci projektu EN-PME-TEST, tak představuje nelehký, nicméně ambiciózní, úkol.

Již definice toho, co je to prach, je složitá. Do celkového prachu lze zahrnout jak částice popeloviny, tak i částice vzniklé nedokonalým spalováním (saze, dehty apod.), které mohou být za různých podmínek v různém skupenství - v plynném, kapalném či pevném. Výsledek měření je tak ovlivněn tím, kde a za jakých podmínkách byl vzorek spalin odebrán.

Emise prachu z malých spalovacích zařízení na tuhá paliva a metody jejich stanovení

Vytápění rodinných domů tuhými palivy představuje významný zdroj znečišťujících látek emitovaných do ovzduší a to nejen v České republice, ale i v dalších evropských zemích.

Spalování tuhých paliv v malých topeništích je vždy doprovázeno produkcí škodlivin do ovzduší a úkolem výrobců, výzkumných pracovišť a samozřejmě také provozovatelů zařízení je tuto produkci minimalizovat na přijatelnou míru. Významnou znečišťující látkou, která vzniká spalováním tuhých paliv v topeništích malých výkonů, je prach.

Množství prachu, který rodinný dům vypouští do ovzduší, je ovlivněno především kombinací čtyř základních faktorů: 1) typem spalovacího zařízení, 2) typem použitého paliva, 3) kvalitou obsluhy a důležitou úlohu zde hraje také 4) kvalitní údržba zařízení a spalinových cest [1]. Pokud se zaměříme na první zmíněný faktor, kterým je typ spalovacího zařízení, tak můžeme říci, že jedním z možných nástrojů pro to, jak snížit emise prachu do ovzduší, je nastavení legislativních požadavků, které jsou na daná zařízení kladena.

Studie ukazují, že emise celkového prachu z malých zdrojů (TZL - tuhé znečišťující látky, nebo v zahraniční literatuře označován jako TSP - total suspended particles) jsou dominantně tvořeny jemnými částicemi, např. podle [2] frakce PM1 (částice ≤ 1 µm) tvoří celkový prach při spalování dřeva v lokálních topeništích více než z hm. 90 %.

Popelovina je ta část paliva, která nehoří. Z výsledků měření vyplývá, že při špatně provozovaném spalovacím zařízení zastaralého typu může prach z nedokonalého spalování tvořit až 90 % z celkových emisí prachu [2].

Přehled emisních limitů pro prach

Následující tabulka shrnuje emisní limity pro prach v různých zemích a normách:

tags: #třída #emise #prachu #pr

Oblíbené příspěvky:

• Svět Klidu a Harmonie
• Řešení pro smog a prach
• Sysel obecný - ohrožení
• Návod na únikovou hru v přírodě
• Likvidace vozidel v Novém Městě nad Metují