Emise oxidů dusíku: Komplexní pohled na zdroje, legislativu a snižování

Historicky bylo zavedeno hodnocení znečištění ovzduší oxidy dusíku pomocí sumy oxidů dusíku, která byla označena značkou NOx. Index „x“ označuje, že nejde jen o jeden konkrétní oxid dusíku, ale o všechny oxidy dusíku. Pro tuto sumu byl stanoven imisní limit (tj. limit koncentrace NOx měřený v hodnoceném prostoru) a zároveň limity pro NOx jako emise oxidů dusíku (měřeno ve spalinách, na výstupu ze zdroje tepla).

Suma NOx zahrnuje oxidy NO, N2O, NO2, N2O3, N2O4 a N2O5.

Zdroje emisí oxidů dusíku

Emise oxidů dusíku ze spalování zemního plynu vznikají ze tří hlavních důvodů:

• Termické NOx: Vznikají z dusíku obsaženého v přiváděném spalovacím vzduchu. Molekuly dusíku ze vzduchu se při vyšších teplotách během spalování štěpí a reagují s kyslíkem. Jejich množství je závislé na teplotě spalování a na době zdržení ve spalovacím prostoru.
• Palivový NOx: Hlavním zdrojem palivových NOx, jak napovídá název, je palivo obsahující dusíkaté látky. Palivový NOx vzniká přímou oxidací dusíku, který je chemicky vázán na spalované palivo.
• Promptní NOx: Vznikají složitějším chemickým procesem přeměny molekulárního dusíku přes meziprodukty, jejichž vznik umožňuje přítomnost uhlovodíků ve spalovacím procesu.

Hlavním zdrojem palivových NOx, jak napovídá název, je palivo obsahující dusíkaté látky.

Palivový NOx vzniká přímou oxidací dusíku, který je chemicky vázán na spalované palivo.

Čtěte také: Jak správně ohlásit emise kotle?

Molekuly dusíku ze vzduchu se při vyšších teplotách během spalování štěpí a reagují s kyslíkem.

Jejich množství je závislé na teplotě spalování a na době zdržení ve spalovacím prostoru.

Třetí složka, promptní NOx, vznikají složitějším chemickým procesem přeměny molekulárního dusíku přes meziprodukty, jejichž vznik umožňuje přítomnost uhlovodíků ve spalovacím, procesu.

Legislativa a měření emisí

Podmínky pro měření emisí jsou dané vyhláškou 415/2012 Sb. ve znění pozdějších předpisů. Pro plynná paliva se hodnota naměřených emisí vyjadřuje při aktuálním tlaku a teplotě a přebytku kyslíku ve spalinách 3 %. V odst. Jedním ze zdrojů, kde je uveden způsob přepočtu, je Topenářská příručka č. 3. vydaná Českým sdružením pro technická zařízení (ČSTZ) v Praze v roce 2007.

V případě plynových kotlů pro rodinné domy tuto problematiku řeší jen výrobce, a to tím, že kotel pro jeho uvedení na trh musí splnit legislativou dané emisní limity. V případě kotelen je projektant povinen počítat roční produkci emisí NOx. Výpočet je založen na údajích, které získá od výrobce použitých kotlů.

Čtěte také: Porovnání aktivity a emise

Produkci emisí NOx je ovšem někdy nutné určit i z údajů skutečných, tedy změřených. Všechny tyto výpočty je nutné provádět s ohledem na způsob, či měřicí přístroj, kterým byly zjištěny, aneb v jakých jednotkách jsou hodnoty uváděny.

Metody snižování emisí NOx

Tato bakalářská práce se zabývá metodami snižování emisí oxidů dusíku při průmyslovém spalování. V kapitole týkající se legislativy jsou shrnuty emisní limity pro stacionární zdroje znečišťování platné v České republice, dále jsou uvedeny legislativní prostředky ke snižování a monitorování hodnot emisí. Následuje přehled primárních a sekundárních metod pro omezení emisí NOx, včetně uvedení výhod a nevýhod jednotlivých metod. Závěrem je v software ChemCAD provedena simulace, demonstrující vliv teploty spalovacího vzduchu a recirkulace spalin na parametry spalování.

Emise z dopravy uhlí a plynu

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. Z dlouhodobého hlediska se jako nejlepší volba jeví mix obnovitelných zdrojů a jádra, kde problém emisí ze spalování odpadá.

Tanker převážející plyn do Evropy (potažmo ČR) z USA musí urazit zhruba 9 500 kilometrů přes oceán, a to z Mexického zálivu do nizozemského Eemshavenu. Z tohoto přístavu pak plynovodem přes Německo putuje až k nám. Pokud bychom v rámci odhadu počítali s touto vzdáleností, celkově americký plyn musí urazit více než 10 000 km, než se dostane do českých elektráren.

Čtěte také: Postupy měření emisí 2T

Oproti tomu české uhlí do elektrárny putuje řádově jednotky až stovky kilometrů.

Tankery v přepočtu na hmotnost přepraveného paliva produkují méně emisí než vlaky i plynovody. Tankery v přepočtu produkují dokonce méně skleníkových plynů než třeba plynovody, u nichž na tunu plynu, která urazí kilometrovou vzdálenost, připadá 59 g CO2e.

Tankery ze srovnání vychází lépe zejména proto, protože dokáží najednou přepravit velké množství paliva.

Nicméně i při 100% omezení úniků plynu budou stále vznikat emise při jeho spalování. Otázkou tedy je, jak efektivní je v současnosti investovat do infrastruktury pro zemní plyn, který je vnímán jako jakási přestupní stanice k obnovitelným zdrojům, protože do roku 2050 by měla být Evropa podle svých cílů uhlíkově neutrální.

Doprava saúdské ropy generuje o 27 % více skleníkových plynů než doprava té ruské.

Saúdská ropa nejdříve musí urazit přes 8 000 kilometrů tankerem do italského Terstu, odkud následně 812 km proudí transalpinským ropovodem do Německa a ropovodem Ingolstadt do Kralup. Oproti tomu ruská ropa se k nám dostává ropovodem Družba o délce přibližně 4 000 km.

Ačkoliv doprava ropy ropovodem produkuje na kilometr více emisí než doprava tankerem, kvůli rozdílu vzdáleností produkuje transfer ropy ze Saudské Arábie o zhruba 27 % více skleníkových plynů.

Přehled emisí CO2e při dopravě paliv

Následující tabulka shrnuje emise CO2e při dopravě různých paliv:

Hodnocení znečištění ovzduší pomocí Ringelmannovy stupnice

1. Ringelmannovu stupnici tvoří pět čtvercových polí (stupňů). 2. 1. Ringelmannovu stupnici tvoří pět čtvercových polí (stupňů).

že pole odpovídá určitému procentu černé barvy na bílém podkladě.

od zdroje (pozorovacího komína).

přibližně v pravém úhlu na směr pozorování.

světlo oblohy během dne.

nebo okolnímu terénu.

šedé barvy.

2. Provádí se 30 měření v pravidelných půlminutových intervalech.

tags: #uvadeni #emisi #oxidu #co

Oblíbené příspěvky:

• Učební plán - Ekologie a životní prostředí
• Výběr ekologických oken
• Třídění bioodpadu
• Průvodce řešením problémů se znečištěním ovzduší
• Jak se zbavit krtonožky obecné?