Vliv spalování biomasy na životní prostředí

Substituce fosilních paliv energií z biomasy se provádí především z důvoduomezování antropogenního skleníkového efektu. Dalšími výhodami spalování biomasy jsou téměř nulové emise oxidu siřičitého, snížení problému nakládání s popelem, využití nadbytečné půdy, úspory snížením dovozu zemního plynu a nové pracovní příležitosti na venkově. 

Současný stav energetického využívání biomasy, který představuje více než 20 PJ . r-1 by se v budoucnosti měl zvýšit až na 3 % tuzemské spotřeby primárních energetických zdrojů. Připravuje se další výstavba bioelektráren a biotepláren a neustále vzrůstá lokální vytápění rodinných domků biomasou. Nečekanou překážkou tohoto rozvoje se stala interpretace měření obsahu polychlorúčelové zkreslení naměřených hodnotovaných dibenzodioxinů a dibenzofuranů (PCDD/F) ve spalinách biomasy (kotelna 2,7 MW Dešná, kotelna TAF 1000 Svratka, kotel Verner V 25 a krbová kamna Peletop 5,1). Zjištěné hodnoty (Koutský et al., 2001, 2002) v intervalu 3,7 - 7,1 ng TEQ/m2, jsou 40 x a více vyšší než limit pro spalovny komunálních odpadů. Hodnoty PCDD/F z těchto čtyř měření jsou v populárním tisku interpretovány jako toxikologické nebezpečí. Podobná měření nepříznivá pro biomasu byla v minulosti zveřejňována i ve státech EU, na příklad před zaváděním ekologických uhlíkových daní, ale dodatečně bylo vždy zjištěno účelové zkreslení naměřených hodnot a spojení příslušných výzkumných pracovišť s plynárenskými společnostmi. V současné době je k dispozici značné množství zahraničních prací uvádějících stovky statisticky vyhodnocených měření. Rakouská měření jsou nasměrována především na lokální vytápění bytů a umožňují srovnání emisí PCDD/F z biomasy a fosilních paliv.
V Rakousku představuje lokální vytápění bytů třetinu všech emisí PCDD/F. Při průzkumech provedených na různých typech domovních kamen na uhlí v r. 1996 byly zjištěny hodnoty 13,8 -87,2 ng TEQ/m3 (0 % O2), přičemž tzv. kamna stáložárná docilovala nejvyšších emisí. Při průzkumech v pozdějších letech (Thanner, Moche, 2000) bylo provedeno 20 měření s různým palivem, přičemž nejnižší koncentrace PCDD/F byla zjištěna při spalování dřeva, jak vyplývá z níže uvedené tabulky č.1.

Tab. č. 1 Emise PCDD/F při lokálním vytápění bytů různými palivy (Thanner, Moche 2000)
 Palivo  počet měření  ng TEQ / m3  ng TEQ / MJ
 dřevo  8   0,1 - 2,0    0,32
 uhlí   8   8,0 - 41,8  7,74
 koks  4  0,9 - 4,6   1,47

Problematikou emisí PCDD/F na kotli 50 kW pro spalování biomasy se zabýval Verlieb et al.,1999. Při spalování různých biopaliv byly zjištěny nejnižší emise při spalování dřevní štěpky. Koncentrace emisí PCDD/F byla průkazně vyšší u biopaliv s vyšším obsahem chloru nad 1,5 g / kg suš. Interval koncentrace emisí byl 0,003 - 1,822 ng TEQ/m3, jak vyplývá z níže uvedené tab. č. 2


Tab. č. 2 Emise PCDD/F a HCl při spalování biopaliv s různým obsahem Cl v kotli 50 KW (Verlieb et al., 1999)
 Palivo  Cl mg/kg  HCl mg/m3  ng TEQ/m3
 smrková štěpka   120  0,9  0,063
 topolová štěpka   16  0,13  0,003
 pelety z pšenič. slámy  2056  74  1,822
 řezanka z pšenič. slámy   1500  89  0,631
 pelety ze sena   2890  173  0,835
 řezanka ze sena   1681  50  1,909
 pelety z triticale   575  72  0,078
 řezanka z triticale   1390  45  0,082
 řepkové pokrutiny   194  17  0,365


Schmoeckel a Streit, 2001 zjistili emise PCDD/F na 9 bavorských teplárnách při spalování dřeva o výkonu 100 KW - 13,9 MW v intervalu 0,01 - 5,0 ng TEQ/m3 (11 % O2). Koncentrace emisí PCDD/F velmi těsně korelovala s emisí HCl a s obsahem Cl ve dřevu. Korelace emise PCDD/F s emisí CO byla neprůkazná. Při nižším obsahu HCl v kouřových plynech než 30 ng /m3 byla emise PCDD/F 0,01 - 1,2 ng TEQ/m3 při vyšším obsahu 0,8 - 5,0 ng TEQ/m3. William, Caroll, 2001 hodnotí spalování dřeva a dřevních odpadů na kotelnách s řízeným procesem spalování. Nejvyšší emise PCDD/F zjišťují při spalování chemicky ošetřeného dřeva (tab. č. 3). 


Tab. č. 3 Emise a emisní faktory při spalování dřeva a dřevního odpadu na kotelnách (William, Caroll, 2001)
 Palivo  koncentrace emisí v ng TEQ/m3  emisní faktor v µg TEQ/t)
buková štěpka   0,064 - 0,072  0,44 - 0,50
 štěpka z dřevotřískových
desek 
 0,001 - 0,021  0,007 - 0,15
 dřevní odpad   0,1 - 4,18  0,7 - 29,0
 chemicky ošetřené
dřevo štěpka-desky 
 2,2 - 5,7  15 - 40
 chemicky ošetřené
dřevo štěpka-trámy 
 0,35 - 0,94  2,4 - 6,6
 překližka -
dřevotříska 
 0,5 - 1,6  3,5 - 11
 dřevní brikety - drť   0,7 - 1,0  4,9 - 7,0
 dřevní brikety   0,2 - 0,9  1,4 - 6,3
 štěpka jehličnany   0,06 - 0,18  0,035 - 0,13
Poměrně málo údajů o emisích PCDD/F je u kotelen na slámu a energetické trávy o výkonu vyšším než 5 MW. V této oblasti jsou citovány výsledky měření koncentrace emisí na kotelně ve Schkölmu v intervalu 0,04 - 0,08 ng TEQ/m3 (vlh.0 %, O2 11 %) a měření v dánské kotelně na spalování slámy v obřích balících 0,016 ng TEQ/m3 (vlh. 0 %, O2 11 %).
Z literárních údajů vyplývá, že emise PCDD/F jsou závislé především na technologii spalování. Na kotelnách, kde je dávkování paliva a spalování řízeno automatickou regulací s kyslíkovou lambda sondou a kde dochází k dokonalému odloučení tuhých částic ze spalin, byly imise PCDD/F zjištěny v intervalu 0,01 - 0,18 ng TEQ/m3. Na kotelnách s výkonem nižším než 100 KW, které nebyly vybaveny výše uvedeným standardem, nebo kde biopalivo obsahovalo více než 2000 mg/kg chloru byly zjištěny hodnoty 0,8 - 5,7 ng TEQ/m3. Nepříznivé emise PCDD/F je však možno očekávat při spalování chemicky ošetřeného dřeva a některých kompozitních materiálů s podílem biomasy. Příčiny vysokých koncentrací emisí PCDD/F zjištěných při čtyřech měření na různých zařízeních při spalování biomasy v České republice nebyly původcem těchto měření (Ústav energetiky VŠCHT v Praze) dostatečně vysvětleny s ohledem na příznivé výsledky zahraničních měření na konstrukčně obdobných zařízeních s obdobnými biopalivy.
Při hodnocení vlivů spalování biomasy na životní prostředí a zdraví lidí doporučuji posuzovatelům až do doby, kdy v České republice bude dostatečné množství výsledků objektivních tuzemských měření emisí PCDD/F vycházet ze zahraničních měření. I když hodnoty emisí PCDD/F zjištěné při čtyřech měřeních pracovníky VŠCHT Praha rozhodně s ohledem na výkon měřených zařízení nepředstavují toxikologické nebezpečí, je nutno z důvodů očekávaného rozvoje využívání energie z biomasy tyto emise monitorovat, navrhovat opatření k jejich snížení dokonalejší technologií spalování a snížením obsahu chloru u fytopaliv na bázi stébelnin, energetických trav a bylin. 
Energetické využívání biomasy je nezbytné z ekologických důvodů co nejvíce uplatňovat. Oxid uhličitý vznikající při spalování biomasy se nepodílí na globálním oteplování a na klimatické změně. Množství oxidu uhličitého uvolněného při spalování biomasy je stejné, jako množství, které spalované rostliny odebraly z atmosféry při fotosyntéze. 

Literatura
Koutský M., Machníková E., Henkel M., Dittrich M., Vošta J., Koutský B.: Polychlorované dibenzodioxiny a dibenzofurany při spalování biomasy. Výzkumná zpráva VŠCHT. Ústav energetiky
Praha. 2002.
Koutský M., Adamová J., Machníková E., Dittrich M., Vošta J.: Emise při spalování biomasy. Energie a peníze, č. 4-5, 2002.
Schmoecker G., Streit A.: Emissionen organischer Stoffe bei Holzfeurung. Referat 1/3 Bayerisches Landesamt für Umweltschutz. 2001.
Thanner F., Moche W.: Emission von Dioxinenen, PCBs und PAHs aus Kleinfeurungsanlagen. Monographie Band 153, Wien 2001.
William F., Carroll J.: The relative contribution of wood and poly(vinyl chloride) to emissions of PCDD and PCDF from house fires. Chemosphere 45, pp. 1173 - 1180, 2001.

Ing. Jaroslav Váňa, CSc.,
Výzkumný ústav rostlinné výroby,
Praha - Ruzyně

Zdroj: časopis SEA - Posuzování vlivů na životní prostředí, duben 2003

Novinky

KONOPEX - Ostrava 2018
Na letošním již 3. ročníku veletrhu Konopex v Ostravě budete mít možnost navštívit stánek Konopy, vyzvednout si balíček 'Akce 100 kytek', vyslechnout zajímavé přednášky, nebo ještě více. Těšíme se na shledanou!
 
Živé Ekomuzeum

Nechcete pomoct na svět dobrému nápadu?

Pomozte budovat Živé Ekomuzeum, epicentrum přírodních staveb, šetrného hospodářství, řemesel a cesty k trvale udržitelnému způsobu života.

www.startovac.cz/projekty/zive-ekomuzeum/

 
POZOR! Nepoužívejte přihlašovací formulář.

POZOR!

Nepoužívejte přihlašovací formulář.

Celý článek...
 

Kontaktní místa

Konopa z.s.


Lucemburská 39

130 00  Praha  3


info@konopa.cz

IČO: 69387877



Valašská Konopa p.s.

Bezručova 663

756 61 Rožnov pod Radhoštěm


valasska@konopa.cz


Zeleny kruh



http://www.konopny-beton.cz/images/362x68xkonopny-beton.cz.png.pagespeed.ic.whbTjt8gYW.png



HP-logo

Ekostavivo_logo_web_232x60

YEE_banner