Znečištění zemního plynu a jeho složení

12.03.2026

Zemní plyn je směs plynných uhlovodíků a nehořlavých složek, zejména dusíku a oxidu uhličitého. Zemní plyn je palivo, jehož využívání může velice pozitivně ovlivnit životní prostředí. Pověstný londýnský smog, který byl způsoben právě spalováním sirnatého uhlí, je v západoevropských městech již minulostí.

Spalováním zemního plynu vzniká ve srovnání s pevnými a kapalnými palivy daleko méně škodlivin - prach a oxid siřičitý jsou ve spalinách obsaženy v zanedbatelných množstvích a také emise oxidu uhelnatého a uhlovodíků jsou ve srovnání s ostatními palivy výrazně nižší. Jediným problémem spalování zemního plynu je vznik oxidu dusíku.

Oxidy dusíku (NOx)

Směs oxidu dusnatého a oxidu dusičitého vzniká při spalování každého paliva v případě, že pro spalování je využíván vzduch. Zemní plyn má ale ve srovnání s ostatními palivy jednu výhodu - neobsahuje žádné dusíkaté látky, takže oxidy dusíku mohou vznikat právě jen ze vzdušného dusíku. Jejich tvorba je závislá na teplotě spalování - čím vyšší je teplota tím vyšší je tvorba NOx.

Výrobci plynových spotřebičů věnují omezování vzniku NOx velkou pozornost a konstrukčními úpravami hořáků a spalovacích komor se podařilo snížit emise až na 10% původních hodnot. Emise oxidů dusíku ze spalování zemního plynu vznikají ze tří hlavních důvodů. 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. 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. Třetí složka, promptní NOx, vznikají složitějším chemickým procesem přeměny molekulárního dusíku přes meziprodukty, jejichž vznik umožňuje přítomnost uhlovodíků ve spalovacím procesu.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

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.

Složení zemního plynu lze nalézt například na TZB-info: Složení zemních plynů, Souhrn fyzikálních hodnot zemních plynů). 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. 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.

Oxid uhličitý (CO2) a skleníkový efekt

Zemní plyn je jako každé uhlíkaté palivo také zdrojem oxidu uhličitého, který je klimatologickými průzkumy označován za látku, která velice přispívá ke vzniku skleníkového efektu. Někdy je oxid uhličitý označován jako jediná příčina vzniku skleníkového efektu, to však není přesné, protože k jeho vzniku přispívají i jiné látky. Oxid uhličitý však ve vzniku skleníkového efektu hraje hlavní roli.

Oxid uhličitý v atmosféře absorbuje infračervené záření zemského povrchu, které by jinak uniklo do vesmírného prostoru, a přispívá tak ke vzniku tzv. skleníkového efektu a následně ke globálnímu oteplování planety. Navzdory tomu, že jeho koncentrace v atmosféře je velice nízká, je oxid uhličitý velice důležitou složkou, protože přispívá k intenzifikaci skleníkového efektu a oteplování planety.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Na tomto místě je vhodné zdůraznit, že přítomnost oxidu uhličitého v atmosféře je pro život nezbytná - jednak představuje zdroj uhlíku pro zelené rostliny (fotosyntéza) a jednak udržuje díky skleníkovému efektu stabilní a příznivé atmosférické podmínky pro život. V počátcích vývoje Země byl oxid uhličitý emitovaný vulkanicky nezbytnou podmínkou pro vývoj příznivého klimatu na Zemi, což vůbec umožnilo vznik a vývoj života.

Současný problém spočívá v tom, že např. spalování fosilních paliv člověkem emituje do atmosféry ohromné množství oxidu uhličitého, množství větší, než jsou schopny přirozené pochody zpětně odstranit. Proto koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře od průmyslové revoluce neustále stoupá. V roce 2004 obsahovala atmosféra planety Země 0,038 % obj. oxidu uhličitého, což představuje hmotnost 2,7.1012 tun.

Pro dokreslení objemu dopadů lidské činnosti na životní prostředí může sloužit tento příklad - vulkanická aktivita v současné době emituje do atmosféry přibližně 200 mil. tun oxidu uhličitého ročně, což je však jen asi 1 % ve srovnání s emisemi způsobenými lidskou činností (hlavně spalováním fosilních paliv uložených pod povrchem obsahujících obrovské množství uhlíku, který se však před jeho spálením neúčastnil globálního uhlíkového cyklu).

Za posledních 50 let se průměrná koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře zvýšila z hodnoty 0,0316 % obj. na uvedenou hodnotu 0,0380 % obj. v roce 2004. Prudký nárůst emisí oxidu uhličitého s rozdělením podle jeho původu během posledních 200 let je evidentní z obrázku 2.

Emise CO2 a jejich zdroje

Emise CO2 pocházejí zejména ze spalování fosilních paliv. Z ostatních procesů přispívá zejména odsiřování, rozklad uhličitanů při výrobě vápna, cementu a skla, metalurgická a chemická výroba. K emisím a propadům (pohlcení CO2) dochází v sektoru LULUCF. Jak je vidět z Obr. X.2, do roku 2017 převládaly z LULUCF propady CO2, ovšem od roku 2018 již převládají emise. Tato situace je způsobená kůrovcovou kalamitou, která vyžaduje kácení lesních porostů, jež by jinak CO2 zachytávaly.

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

K emisím CO2 ze spalovacích procesů přispívá nejvíce spalování pevných paliv, v menší míře pak i spalování kapalných a plynných paliv. V posledních letech dochází ke změnám ve struktuře používaných paliv, zvyšuje se podíl spalování zemního plynu a biomasy, naopak je patrný pokles využívání uhelných paliv. I tak ale v ČR využití především hnědého uhlí a dalších uhelných paliv stále převládá (ČHMÚ 2021c) (Obr. Mezi roky 1990 a 2019 došlo k poklesu emisí CO2 o 28 % (Obr. X.2) a podílel se na něm zejména pokles v odvětvích Energetiky - ve výrobě elektrické energie a tepla pro výrobní závody a služby, domácnosti a další.

Pokles emisí při spalování ve výrobních podnicích na začátku 90. let je dán útlumem a restrukturalizací některých průmyslových odvětví, ke konci období byl pokles emisí způsoben úsporami a zaváděním nových technologií. Snížení emisí ve službách a domácnostech lze připsat na vrub hospodárnějšímu využití energií (zvyšování energetické účinnosti, zejména zateplování budov, a hospodárnějšímu nakládání s energií). Naopak v dopravě je patrný opačný trend, a to nárůst emisí. Ten se ale v posledních letech zastavil a emise spíše kolísají, což je dáno obecně efektivnějšími možnostmi spalovacích procesů a také změnou složení spalovaných pohonných hmot.

Do vývoje obsahu oxidu uhličitého v atmosféře nepříznivě promlouvá i mýcení deštných pralesů, které mají obrovskou schopnost absorbovat oxid uhličitý z atmosféry fotosyntézou. Právě fotosyntéza zelených rostlin, při které se působením slunečního záření tvoří z "jednoduchého" oxidu uhličitého a vody složité organické látky, je hlavním přirozeným procesem spotřebovávajícím oxid uhličitý z atmosféry. Dalším takovým procesem je jeho absorpce v oceánech, kde je poté zabudováván do vápenatých schránek živočichů (například korálů).

Spalování paliv biologického původu, zejména biomasy a bionafty, by potom z hlediska emisí oxidu uhličitého bylo vyváženo tím, že k jejich vzniku by byl nejprve oxid uhličitý z atmosféry spotřebován a fotosyntézou přeměněn na spalovanou biomasu, což v podstatě kopíruje uzavřený přírodní cyklus.

Další skleníkové plyny

Skleníkové plyny se vyskytují v atmosféře Země a přispívají k tzv. skleníkovému efektu. Jsou produkovány nejen přirozenými procesy v přírodě, ale i činnostmi člověka. Sledováním těchto tzv. antropogenních emisí skleníkových plynů se zabývá inventarizace emisí a propadů skleníkových plynů.

Metan (CH4) je z pohledu produkce v ČR druhý nejdůležitější skleníkový plyn. Antropogenní emise CH4 v ČR pocházejí zejména z těžby, úpravy a distribuce paliv; tento typ emisí je označován jako fugitivní (emise volně unikající do ovzduší). Dalšími významnými zdroji emisí CH4 jsou chov zvířat, anaerobní rozklad bioodpadů při jejich ukládání na skládky a čištění odpadních vod.

Největší množství emisí oxidu dusného (N2O) pochází ze zemědělských aktivit, zejména z denitrifikace dusíku dodávaného do půdy ve formě umělých hnojiv nebo organického materiálu. Dalším významným zdrojem je výroba kyseliny dusičné a další chemický průmysl, v menší míře i doprava (automobily s katalyzátory) (ČHMÚ 2021b). V období 1990-2019 došlo k poklesu emisí N2O o 40 % (Obr. Obr.

Emise fluorovaných plynů vzrostly od roku 1995 ze 103 kt na 3 823 kt CO2 ekv. v roce 2019 (Obr. X.6). Tím vzrostl i podíl fluorovaných plynů na celkových agregovaných emisích z průmyslových procesů (z 0,7 % v roce 1995 na 24,6 % v roce 2019). Tyto látky nejsou v ČR vyráběny a veškerá jejich spotřeba je kryta dovozem.

Dopady na lidské zdraví

Oxid uhličitý není toxický v pravém slova smyslu ale je nedýchatelný. Dráždivý účinek je při inhalaci zanedbatelný, hlavní účinek je stimulace dýchání (prohloubení a zrychlení dechu) vedoucí až k ochrnutí dýchání. Koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře je však velice nízká a nepředstavuje proto pro zdraví přímé riziko.

Ve vyšších koncentracích (například v nedostatečně větraných prostorách) však toxické působení vykazovat může. Krátkodobá expozice oxidu uhličitému může ihned nebo jen s krátkou časovou prodlevou způsobit bolest hlavy, závratě, dýchací potíže, třes, zmatenost a zvonění v uších. Vyšší expozice pak může způsobit křeče, kóma a smrt. Některé vážnější případy otrav mohou zanechat následky na mozku, způsobit změny osobnosti a poškození zraku.

Změny ve složení zemního plynu a jejich dopady

Znečištění závisí i na kvalitě spalovaného plynu, jehož složení ale může být nyní rozdílné. „Vzhledem k předpokládanému většímu počtu dodavatelů LNG bude kvalita plynu dodávaného z jednotlivých zdrojů LNG ve světě do České republiky různorodá, avšak předpokládá se, že by měla splňovat stávající limity kvality plynu platné v České republice,“ uvedl mluvčí Net4Gas Vojtěch Meravý.

„Norské a podobné plyny mají 2,5krát vyšší obsah sirovodíku, než je v ruském plynu. Při chemické reakci s měděnými armaturami vzniká na armaturách sulfid měďnatý - to jsou takové šupinky,“ vysvětluje předseda České komory autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě Robert Špalek. Právě ony šupinky mohou kotel ucpat a v krajním případě i vyřadit z provozu.

„Buď je to ve formě šupin, které se zachytávají na hrubých sítkách, které kotle mají v sobě, anebo je to prach, který ta sítka nezachytí a dostane se až do plynových armatur,“ podotýká revizní technik Pavel Krčál. Podle Pavla Hrdého z SOU plynárenského v Pardubicích to v extrémních případech může vést k opakovaným servisům po třech měsících.

Podle dat Energetického regulačního úřadu se loňská spotřeba plynu snížila o pětinu, a byla tak nejnižší za posledních osm let. Po přepočtení na dlouhodobý teplotní normál byl pak pokles spotřeby o 16,5 procenta.

Zemním plynem šetřily domácnosti i firmy po celý rok. Meziročně spotřebovávali plynu méně ve všech měsících. Nejvýrazněji v květnu, kdy spotřeba klesla o 33,3 procenta.Pomohlo i teplé počasí. Podle dat regulátora trhu se teplota pohybovala v průměru téměř o jeden stupeň Celsia nad dlouhodobým normálem.