Kotły c.o. na paliwa stałe – poprawa jakości powietrza (3). Dobrowolne zobowiązania

zobacz artykuł w formie pdf   zobacz pdfa  zobacz pdfa 

Jednym z narzędzi w zakresie ograniczania emisji zanieczyszczeń z sektora komunalno-bytowego, wykorzystywanych w programach ograniczania niskiej emisji – PONE, jest system dofinansowania wymiany niskosprawnych urządzeń grzewczych opalanych paliwami stałymi na wysoko-efektywne energetycznie i niskoemisyjne kotły na paliwa stałe – węgiel lub biopaliwa.

Finansowy program motywacyjny, który promuje niskoemisyjne kotły opalane paliwami stałymi wszędzie tam, gdzie brak możliwości podłączenia do sieci ciepłowniczych, lokalnych kotłowni czy brak jest dostępu do gazu sieciowego, winien być powiązany ze stosowaniem dobrowolnych zobowiązań energetyczno-emisyjnych, eko-oznakowania kotłów. Taki system jest stosowany w wielu krajach, w Niemczech (wymagania BAFA, Blue Angel), Austrii (Umweltzeichen 37), w krajach skandynawskich (The Nordic Swan) i Szwajcarii (Holzenergie).
W Polsce w roku 1999 wprowadzono na terenie województwa śląskiego, opracowane w ICHPW w Zabrzu, tzw. „Świadectwa na znak bezpieczeństwa ekologicznego” („zielone jabłuszko”) dla kotłów opalanych węglem. Stosowano je w ramach PONE i tzw. Programie Szwajcarskim, dofinansowywanych przez WFOSiGW w Katowicach, [1]. Kryteria dla tego świadectwa opracowano w okresie, gdy nie obowiązywała norma PN EN 303-5:2002.

Zawierały one graniczne wartości stężeń w spalin dla: CO, NOx, pyłu, TOC (całkowitej substancji organicznej w spalinach, wyznaczanej metodą ekstrakcji rozpuszczalnikami), benzo(a)pirenu oraz 16 węglowodorów wg EPA, [1]. Wartości tych kryteriów zostały znowelizowane w roku 2006 przez IChPW [2].
Przeprowadzona analiza stężeń TOC, 16 WWA i benzo(a)pirenu w spalinach dla różnych typów kotłów wykazała, że są one wprost proporcjonalne do stężenia OGC w spalinach, dla danej konstrukcji/techniki spalania, [3].

Oznaczanie TOC oraz 16 WWA wymaga zastosowania pracochłonnej procedury analizy zanieczyszczeń organicznych wydzielonych ze spalin.

Nie jest możliwe oznaczanie tych zanieczyszczeń metodą analizy instrumentalnej w trybie on-line w trakcie pracy kotła, jak ma to miejsce w przypadku OGC (węgiel organicznie związany). Należy także podkreślić, że wyniki oznaczania TOC i WWA w spalinach są obarczone większym błędem pomiarowym, w porównaniu do oznaczania OGC za pomocą analizatora pracującego w trakcie wykonywania badań w trybie on-line.
W pełni uzasadnione jest, więc, stosowanie kryteriów dobrowolnych zobowiązań odniesionych do tych samych zanieczyszczeń, które są oznaczane w normie produktowej PN-EN 303-5:2012, czyli pyłu całkowitego, CO i OGC.


Stężenia NOx
Norma produktowa dla kotłów, zarówno wersja z 2002 roku PN-EN 303-5:2002, jak i jej nowela z 2012 roku PN EN 303-5:2012 nie zawierają wartości GWE dla NOx, ale zalecają ich wyznaczanie, [4]. Wprowadzenie kryterium GWE dla NOx będzie spójne z wymaganiami Dyrektywy eko-produktowej 2005/32/EC dla kotłów opalanych paliwami stałymi o mocy poniżej 1 MW, będącej aktualnie w ostatniej fazie dyskusji w Komisji Europejskiej. Stężenia NOx w spalinach są określane w trakcie wyznaczania bilansu energetycznego kotła, dlatego wyznaczenie wartości GWE NOx jako NO2 nie spowoduje znaczącego wzrostu kosztów badań ponoszonych przez producentów (koszt ich wyznaczenia nie przekroczy 1% wartości całkowitych kosztów uzyskania świadectwa badań). Brak również wymagań w odniesieniu do granicznych wartości stężeń SO2 w spalinach.

Należy zauważyć, że emisja zanieczyszczeń ze spalania paliw stałych jest uzależniona, zarówno od technologii procesu spalania i jej parametrów, jak i jakości paliwa. Emisja CO, OGC uzależniona jest przede wszystkim od zastosowanej techniki spalania. Emisja NOx oraz pyłu od zawartości azotu i substancji mineralnej w paliwie, wielkości ziarna paliwa i jego jednorodności oraz parametrów technologicznych procesu spalania. Natomiast emisja SO2 jest wprost proporcjonalna do zawartości siarki.

Paliwa węglowe i stałe biopaliwa różnią się zawartością siarki, azotu i substancji mineralnej. Węgiel charakteryzuje się wyższa zawartością siarki, substancji mineralnej oraz azotu, zwłaszcza w porównaniu do paliw z biomasy drzewnej. Rynek paliw węglowych dla sektora komunalno-bytowego charakteryzuje się dużym zróżnicowaniem pod względem zawartości siarki jak i zawartości popiołu.
Dlatego też wzrastające wymogi ochrony powietrza wymuszają stosowanie wstępnie waloryzowanych paliw oraz wprowadzenie norm jakościowych i systemu kontroli ich jakości [5]. W programach PONE powinno być dopuszczone stosowanie rekomendowanych paliw, bo tylko wówczas instalowane niskoemisyjne kotły na paliwa węglowe zapewni uzyskanie takich samych, lub nieznacznie gorszych parametrów energetyczno-emisyjnych od deklarowanych w odpowiednich certyfikatach.Magazyn Instalatora

Badania prognozy
Przeprowadzone badania prognozy emisji na obszarze jednej z gmin województwa śląskiego, za pomocą modelowania numerycznego, w ramach projektu B+R finansowanego przez NCBiR, wykazały [6], że zastosowanie kotłów z automatycznym zasilaniem paliwem stałym, charakteryzujące się wskaźnikiem emisji pyłu całkowitego poniżej 40 mg/m3 w spalinach (dla 10% O2 w warunkach standardowych), zapewni dotrzymanie dopuszczalnych granicznych wartości stężeń cząstek PM2.5 w powietrzu, określonych dyrektywą CAFE [7].

Mając powyższe na uwadze oraz uwzględniając wyniki przeprowadzonej analizy jakości, dostępnych na rynku, kotłów opalanych standaryzowanymi paliwami stałymi – węglowymi i biopaliwami pochodzenia drzewnego, [8], zaproponowano kryteria energetyczno-emisyjne dobrowolnych zobowiązań dla kotłów automatycznie zasilanych paliwami stałymi – węglowymi i stałymi biopaliwami, Tablica 1. Tylko kotły z automatycznym, ciągłym zasilaniem paliwem stałym komory spalania lub tzw. kotły zgazowujące stałe biopaliwa, spełniające wymagania zaproponowane wymagania pozwolą na radykalne ograniczenie emisji pyłu i BaP z indywidualnych palenisk na obszarach przekroczeń stężeń tych zanieczyszczeń w powietrzu w naszym kraju.

Podsumowanie
Przedstawiona analiza aktualnego stanu techniki i technologii spalania paliw stałych w kotłach grzewczych, ich jakości energetyczno-emisyjnej oraz pozycji na rynku urządzeń grzewczych, a także rynku kwalifikowanych stałych paliw dla sektora komunalno-bytowego, uzasadnia wprowadzenie odpowiednich uregulowań w Polsce dla ograniczenia emisji z sektora komunalno-bytowego, zarówno obligatoryjnych dla instalacji spalania małej mocy i jakości paliw stałych, jak i dobrowolnych zobowiązań na rzecz poprawy jakości powietrza. W Polsce winny być jak najszybciej wprowadzone kryteria dobrowolnych zobowiązań energetyczno-emisyjnych dla kotłów opalanych paliwami stałymi, ujednolicone dla obszaru całego kraju. Stosowanie różnych kryteriów energetyczno-emisyjnych dla kotłów na paliwa stałe w gminnych PONE może nie przyczynić się do oczekiwanej redukcji emisji zanieczyszczeń na obszarze całego kraju, „powietrze nie zna granic”. Kryteria mogłyby znaleźć zastosowanie w aktualnie uruchamianych strategicznych programach NFOŚiGW – KAWKA, PROSUMENT (http://www.nfosigw.gov.pl). Mogłyby stać się także podstawą do kontroli efektów realizacji PONE.

Monitorowanie dotrzymania jakości „czystego spalania” paliw stałych w indywidualnych gospodarstwach domowych, poprzez kontrolę jakości paliwa i kotła c.o., mogłoby być prowadzona poprzez służby kominiarskie. Zgodnie z Rozporządzeniem MSWiA z dnia 07.06.2010 r. § 34 (Dz. U. nr 109/2010, poz. 719), służby kominiarskie zobowiązane są dokonywać raz na 3 miesiące przeglądu kontroli stanu/czyszczenia instalacji kominowej. Dlatego wzorem innych krajów (Niemiec i Austrii), należy włączyć je w system lokalnego monitowania jakości rozproszonych instalacji spalania. Należy rozważyć możliwość prawnego zawierania stosownych umów pomiędzy właścicielem instalacji grzewczej, subsydiowanej w ramach PONE, i służbą kominiarską. Raporty z wykonania umowy mogłyby być przedkładane odpowiednim działom jednostek samorządu terytorialnego. Stanowiłyby także podstawę do nakładania odpowiednich sankcji w stosunku do właścicieli instalacji nie spełniających zadeklarowanych jej parametrów. Inwestycje w obszarze ochrony środowiska, dofinansowane ze źródeł publicznych, winny uwzględniać warunkowość korzystania oraz zawierać narzędzia kontroli dotrzymania tych warunków, mając na uwadze poprawę jakości powietrza i ochronę zdrowia nas wszystkich.

dr inż. Krystyna Kubica

Literatura:

[1]K. Kubica; Kryteria emisyjne na „znak bezpieczeństwa ekologicznego” kotłów małej mocy na paliwa stałe; IChPW, Zabrze 1999; Ekoprofit nr 1 (61)/2002, Katowice, 2002

[2] Kryteria emisyjne na „znak bezpieczeństwa ekologicznego” kotłów małej mocy na paliwa stałe; IChPW, Zabrze, sierpień 2006; http://www.ichpw.zabrze.pl/

[3] K. Kubica; Test standards EuP Preparatory Study – Lot 15 Solid Fuel Small Combustion Installations; Lot 15 stakeholder meeting, European Commission, Brussels, 3rd March, 2008

[4] PN-EN 303-5:2002; PN-EN 303-5:2012 „Kotły grzewcze Część 5: Kotły grzewcze na paliwa stałe z ręcznym i automatycznym zasypem paliwa o mocy nominalnej do 500 kW. Terminologia, wymagania, badania i oznakowanie”

[5] Kotły c.o. na paliwa stałe – poprawa jakości powietrza (2); Magazyn Instalatora…..

[6] K. Kubica, i inni; „Opracowanie technologii niskoemisyjnego spalania paliw stałych – węgla i biomasy, w kotłach małej mocy oraz strategii ich wdrażania”, PBR R06 009 03, NCBiR, Raport 2007-2011 Politechnika Śląska.

[7] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/50/WE z dnia 21 maja 2008 r. w sprawie jakości powietrza i czystszego powietrza dla Europy

[8]K. Kubica, „Instalacje spalania małej mocy na paliwa stałe – węgiel, biomasę”; Możliwości wykorzystania SCIs w ramach Programu Priorytetowego nt. „Likwidacja niskiej emisji poprzez wzrost efektywności energetycznej i rozwój odnawialnych źródeł energii” oraz dalszych prac nad Krajowym Programem Ochrony Powietrza”; Opracowanie dla DOP Ministerstwa Środowiska, Platforma PPUGPS Polskiej Izby Ekologii Katowice, lipiec 2013; www.pie.pl

Tabela. Propozycja kryteriów granicznych wartości emisji zanieczyszczeń (GWE ) oraz sprawności energetycznej kotłów c,o. opalanych paliwami stałymi o mocy do 500 kWth, dla eko-znakowania w ramach dobrowolnych zobowiązań.

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij