Archiwa kategorii: Opał niesortowany

Auto, kotłownia, elektrownia – współczesne emisje

W powszech­nym myśle­niu brud i smród są skle­jone z węglem i drewnem niemal na amen. Z tru­dem prze­bi­ja się fakt, że da się te pali­wa spalać bez dymu. Ale że emis­ja z nowoczes­nego spala­nia węgla/drewna już jest porówny­wal­na z ener­getyką prze­mysłową i nowoczes­ny­mi sil­nika­mi spali­nowy­mi – nawet mnie to początkowo zaskoczyło, a i wielu szpeców z tytuła­mi wytrzeszcza­ło­by oczy, choć to nie odkrycie Amery­ki w kon­ser­wie a zaled­wie przeczy­tanie i porów­nanie już obow­iązu­ją­cych w każdej z tych branż norm emisji.

Tekst dłu­gawy, ale i tem­at sze­ro­ki i głębo­ki. Rozkład jazdy jest następu­ją­cy:

  • Przyjrzymy się współczes­nym emisjom ze spala­nia węgla i drew­na, z ener­gety­ki i trans­portu. Poła­mane stereo­typy będą ścielić się gęs­to.
  • Poszukamy i spróbu­je­my zdefin­iować “zło” tkwiące w węglu oraz wyjaśnić, jak to możli­we, że w domowym kotle nie tylko da się spalać węgiel podob­nie małoemisyjnie co w prze­myśle, ale wręcz o czyst­sze spalanie jest łatwiej.
  • Zobaczymy, jaki rodzaj kopcą­cych pudeł pro­duku­je tyle syfu, że nawet w piek­le ich zakaza­li i dlat­ego trafiły do pol­s­kich kotłowni.
  • Ale przewąchamy też prze­ci­wny biegun rynku, porównu­jąc emisję z różnych nowoczes­nych źródeł ciepła (tak, tak, pom­pa ciepła ma jakąś emisję).

Brudne paliwa

Stereo­typy i koleiny myślowe to strasz­na rzecz. Człowiek nie sprawdza, jaka jest rzeczy­wis­tość, ale ufa obiegowej opinii lub raz nabyte­mu 40 lat temu przeko­na­niu do tego stop­nia, że nie wyobraża sobie innych możli­woś­ci. Tak dzi­ała przeko­nanie o węglu i drewnie jako­by były nieod­wołal­nie brudne.

Nie dzi­wi nic – prze­cież każdy codzi­en­ny kon­takt z węglem i drewnem, obo­jęt­nie po której stron­ie kom­i­na będąc, to brud i smród. Już samo to jest błę­dem myślowym, bo tych, co spala­ją te pali­wa poprawnie – się nie dostrze­ga, więc ten obraz jest total­nie jed­nos­tron­ny.

Po lewej: na pewno węgiel. Po prawej – gaz. Albo jeśli nawet węgiel, to już wygas­zone. Albo kop­cił wcześniej i już przes­tał.

Nic dzi­wnego, że na podat­ny grunt trafi­a­ją pomysły anty­wę­glowych fanatyków, by węgla/drewna zakazy­wać – ale nie neu­tral­izu­jąc naj­gorzej syfiące pudła, lecz zakazu­jąc mon­tażu nowoczes­nych urządzeń w nowych domach, czyli tam, gdzie emis­je są (jak zaraz do tego dojdziemy) min­i­malne. To abso­lut­nie nie jest mery­to­ryczne pode­jś­cie do prob­le­mu, lecz typowy dla akty­wiz­mu “sukces medi­al­ny” – na właś­ci­wy prob­lem jesteśmy zbyt cien­cy, więc wytoczmy dzi­ała na cho­choła. Pif-paf, cho­choł rozbity, w medi­ach nagłów­ki: wiel­ki sukces w walce ze smo­giem.

Tech­niczne fak­ty moc­no odsta­ją od pop­u­larnego myśle­nia i ide­o­log­icznych nar­racji. Emis­ja ze spala­nia dowol­nego pali­wa kolos­al­nie zależy od jakoś­ci prowadzenia tegoż spala­nia. Nie jest tak, że pali­wo brudzi, bo “jest brudne”.

Zas­tanówmy się, czy ben­zy­na jest “brud­na”?

  • jeśli wrzu­ciłbym zapałkę do wiadra z ben­zyną – to był­by dym i smród,
  • spalana w dwusu­wowym sil­niku Wart­bur­ga – to też był dym i smród,
  • taka sama ben­zy­na spalana w nowoczes­nym sil­niku – w ogóle nie daje zapachu kojarzącego się z pali­wem, gdyż jest świet­nie dopalana i czu­je­my praw­ie wyłącznie pro­duk­ty zupełnego jej spala­nia.

Film nie odd­a­je nieste­ty tego zapachu, jaki wypluwały dwusuwy – mieszan­ki niedopalonej ben­zyny i ole­ju. Dziś moż­na tego powąchać tylko u wydechu chińskiego skuter­ka.

W spala­niu węgla i drew­na w prze­cięt­nej pol­skiej kotłowni wciąż jesteśmy w epoce Wart­bur­ga. Nie dlat­ego, jako­by nie dało się dokon­ać żad­nego postępu – po pros­tu przez lata postęp niko­mu nie był potrzeb­ny. Prze­mysł i moto­ryza­c­ja też nie “oczyś­ciły” się “dla dobra ludzkoś­ci” – dokrę­cono im śrubę nor­ma­mi. Tym­cza­sem dla domowych kotłów normy były na tyle luźne, że kopcące pudła z łat­woś­cią je speł­ni­ały, aż do 2017 roku. I tak się kisil­iśmy lata­mi, mimo że spełnie­nie obec­nych norm nie wyma­gało wyprawy do Mor­doru – kotły dol­nego spala­nia i pal­ni­ki retor­towe są znane od co najm­niej stu lat.

Od tego eta­pu “kotłowego Wart­bur­ga” możli­wy jest gigan­ty­czny skok jakoś­ciowy – ana­log­iczny do tego, czego doko­nano w moto­ryza­cji. Z tym że da się to zro­bić dużo prost­szy­mi środ­ka­mi, bo – wbrew obiegowym opin­iom – to prze­mysł i moto­ryza­c­ja mają znacznie bardziej pod górkę w zmniejsza­niu emisji.

Kto ile emituje

Przyjrzyjmy się, jak wyglą­da­ją emis­je w ogrze­wa­niu, trans­porcie, pro­dukcji ciepła i prą­du. Wszys­tko podane najspraw­iedli­wiej czyli w przelicze­niu na jed­nos­tkę uzyskanej energii.

Źródła danych

  1. Wskaźni­ki emisji z urządzeń grzew­czych różnych rodza­jów – raport Insty­tu­tu Chemicznej Prz­erób­ki Węgla w Zabrzu.
  2. Deklarac­ja środowiskowa PGE Gdańsk z 2018 roku – moż­na znaleźć podob­ny doku­ment dla każdej elek­trowni i elek­tro­ciepłowni, ale nie każdy poda­je emis­je w przelicze­niu na jed­nos­tkę wyt­wor­zonej energii.
  3. Wskaźni­ki emisji dla elek­trowni Bełchatów
  4. Normy emisji EURO dla samo­chodów – ang­iel­s­ka wikipedia
  5. Baza danych odnośnie emisji z różnych rodza­jów pojazdów spali­nowych w Wielkiej Bry­tanii
  6. Artykuł z porów­naniem całoś­ciowej emisji (nie tylko z wydechu) aut z sil­nikiem Dies­la, ben­zynowych, hybryd i elek­trycznych

Pyły

Pod­stawa zimowego zanieczyszczenia powi­etrza. Reko­rdy w emisji pyłów należą do kopcą­cych i nieefek­ty­wnych pieców i kotłów. Reko­rdzistą jest kominek – być może w puli badanych urządzeń były paleniska otwarte, ciągnące powi­etrze do spala­nia z budynku. Lub moc­no mar­ke­towe kasza­lo­ty. Tylko takie (ze wzglę­du na marną sprawność) były­by w stanie ode­brać palmę pier­wszeńst­wa tur­bośmieci­u­chowi (to roz­palany od dołu [prze­ci­w­prą­dowo] kocioł z nad­muchem), który jed­nak obronił hanieb­ną drugą lokatę.

Trze­ci jest kocioł miałowy. Kocioł bez nad­muchu spala­ją­cy węgiel orzech prze­ci­w­prą­dowo (nie ma go na wykre­sie) zna­j­du­je się w pół dro­gi między tur­bokop­ci­uchem a miałow­cem, z emisją ok. 1,5g/kWh. Kilkulet­ni kocioł retor­towy emi­tu­je ~70% mniej niż miałowiec, ale 4 razy więcej niż kocioł 5. klasy / Ecode­sign.

Najniższą emisję pyłów wykazu­ją urządzenia zgodne z Ecode­sign: kotły automaty­czne na węgiel, na pel­let oraz kominek (podob­ne poziomy, ok. 70mg/kWh). To jest już poziom emisji porówny­wal­ny z ener­getyką zawodową oraz niedale­ki od współczes­nych samo­chodów.

Emis­je w ener­getyce doty­czą pro­dukcji odpowied­nio ciepła lub prą­du i nie uwzględ­ni­a­ją strat przesyłu. Sprawność sieci ener­gety­cznej to podob­no ok. 90%. Nie wiem jak z sieci­a­mi ciepłown­iczy­mi.

Część grzew­cza jest dużo bardziej obsz­er­na (źródło nr 1) – tutaj wybrałem tylko przekro­jowo kil­ka typowych urządzeń oraz skra­jnoś­ci dla porów­na­nia z inny­mi dziedz­i­na­mi.

Emis­je w moto­ryza­cji to cięż­ki do roz­gryzienia tem­at.

Dlaczego aku­rat powyżej wybrałem EURO 1 i EURO 4, i to jeszcze dla ciężarówek? Bo właśnie dla aut ciężarowych nor­ma emisji jest określona wzglę­dem jed­nos­t­ki wyt­wor­zonej energii. Dla aut osobowych nor­ma odnosi się do prze­jechanego kilo­me­tra. I to jest prob­lem, bo nie sposób łat­wo przeliczyć kilo­m­e­try na energię. Na zuży­cie energii na odcinku kilo­me­tra wpły­wa mul­tum czyn­ników – choć­by try­wialne: jak bard­zo jest z gór­ki lub pod górkę, aż po cechy indy­wid­u­alne kierow­cy jak ciężkość nogi. Dlat­ego użyłem normy dla ciężarówek jako górnego osza­cow­a­nia emisji z moto­ryza­cji – osobowe diesle raczej nie emi­tu­ją więcej, o ben­zy­nach nawet nie wspom­i­na­jąc.

  • EURO 1 to jest pier­wsza nor­ma emisji jaka w ogóle ist­ni­ała
  • EURO 4 to nor­ma sprzed lat ok. 12 – tyle wynosi śred­ni wiek auta osobowego w Polsce.

Współczes­na EURO 6 pod wzglę­dem pyłów jest jeszcze o połowę niższa niż EURO 4.

Jest jeszcze jeden prob­lem z auta­mi. Normy EURO doty­czą wyłącznie emisji z wydechu. A emis­ja z wydechu współcześnie jest mniejszą częś­cią całkowitej emisji pyłów jaką samo­chody powodu­ją.

  • w przy­pad­ku dies­li wydech to ok. połowa emisji pyłów
  • w przy­pad­ku aut ben­zynowych – raptem jakieś kilka­naś­cie pro­cent.

Resz­ta to pyły ze ściera­nia opon, hamul­ców, naw­ierzch­ni dro­gi.

Całkowi­ta emis­ja pyłów PM2.5 z różnych mod­eli samo­chodów, kole­jno: śred­nia, sil­nik ben­zynowy, diesel, hybry­da ben­zynowa, samochód elek­tryczny. Jed­nos­t­ka to g/km więc słabo przy­datne do moich celów, ale pro­por­c­je warto odno­tować. Źródło nr 6.

Powyższy wykres pochodzi ze źródła nr 6. Doty­czy aut osobowych i dostaw­czych.

Czy da się to jakoś poskładać w sen­sowną całość?

  • W Polsce diesle stanow­ią w porywach 30% zare­je­strowanych aut.
  • Łącz­na emis­ja pyłów z auta ben­zynowego jest o ok. połowę mniejsza niż z dies­la.
  • Nato­mi­ast łącz­na emis­ja z dies­la jest ok. dwa razy więk­sza niż to, co wypluwa wydechem.

Po uwzględ­nie­niu wszys­t­kich tych czyn­ników w zasadzie wartość z wykre­su dla EURO 4 moż­na uznać za plus/minus nai­wną śred­nią łącznej moto­ryza­cyjnej emisji pyłów w Polsce. W każdym razie nie widać pod­staw, by ta emis­ja miała być rząd więk­sza albo mniejsza – nadal jest to coś porówny­wal­nego z emisją z ener­gety­ki i nowoczes­nych kotłów domowych.

Jeśli ktoś ma lep­szą wiedzę albo źródła – moż­na śmi­ało wjeżdżać. Tylko bez uwag typu: “he he normy, a w rzeczy­wis­toś­ci to wiemy jak jest”.

Tlenki azotu

W emisji tlenków azo­tu ogrze­wanie, ener­gety­ka i moto­ryza­c­ja to trzy różne światy.

Wpierw trze­ba by uszczegółow­ić (ale nie za moc­no), jak tlen­ki azo­tu pow­sta­ją:

  • część jest “niskotem­per­atur­owa” i pow­sta­je przy okazji spale­nia pali­wa jako takiego, z azo­tu zawartego w pali­wie (więcej jest go w węglu niż w drewnie)
  • część jest “wysokotem­per­atur­owa”, pow­sta­je z azo­tu w powi­etrzu jeśli tem­per­atu­ry spala­nia osią­ga­ją parę tysię­cy stop­ni Cel­sjusza.

I ter­az moż­na prze­jść do wyjaśnienia, dlaczego tak ten wykres wyglą­da.

  • Najwięcej tlenków azo­tu emi­tu­je moto­ryza­c­ja, a szczegól­nie diesle (mimo że zwyk­le za główny ich prob­lem uważa się sadzę). Spalanie pali­wa w cylin­drze sil­ni­ka prze­b­ie­ga w bard­zo wyso­kich tem­per­at­u­rach i tak być musi. W normie EURO 6 tlen­ki azo­tu są już bard­zo niskie, ale jej spełnie­nie wyma­ga stosowa­nia mini-insta­lacji oda­zo­towa­nia (wtrysk AdBlue).
  • Tech­nolo­gia spala­nia węgla w elek­trow­n­i­ach też generu­je duże iloś­ci “wysokotem­per­atur­owych” tlenków azo­tu, ale spaliny pod­da­je się oda­zo­towa­niu. Tu jest o tyle łatwiej, że stacjonar­na insta­lac­ja może być duża i dro­ga.
  • Domowe spalanie węgla i drew­na osią­ga powyższe emis­je bez żad­nego fil­trowa­nia – po pros­tu tlenków azo­tu jest niewiele, są one wyłącznie “niskotem­per­atur­owe”, pochodzące z pali­wa.

Tlenki siarki

Emis­ja tlenków siar­ki zależy od jej zawartoś­ci w pali­wie (zda­je się, że nie wszys­t­ka odlatu­je w spali­nach, ale im więcej jej jest, tym więcej odle­ci kominem).

  • w prze­myśle sto­su­je się bardziej zasiar­c­zone węgle a spaliny odsiar­cza – podane emis­je są już po odsiar­cze­niu
  • w domowych kotłach spala się węgiel jak najm­niej zasiar­c­zony, moż­na też pod­nosić sprawność kotła i spal­ić mniej pali­wa.

Stąd podane dla domowych kotłów emis­je tlenków siar­ki odzwier­cied­la­ją tak naprawdę zawartość siar­ki w pali­wie a nie jakieś szczególne zdol­noś­ci danego kotła (w jakiejś częś­ci wpływ na wynik ma sprawność kotła).

Elek­tro­ciepłown­ie zwyk­le spala­ją węgiel kami­en­ny, nato­mi­ast elek­trow­n­ia Bełchatów jedzie na brunatnym, odpowied­nio bardziej zasiar­c­zonym nawet od słabych miałów z węgla kami­en­nego. Różni­ca między ich emis­ja­mi może wynikać stąd, że EC Gdy­nia poda­je emisję łączną z pro­dukcji prą­du i ciepła, która zawsze jest niższa niż z pro­dukcji samego prą­du (gdzie na jed­nos­tkę energii elek­trycznej trze­ba spal­ić jakieś trzy razy więcej pali­wa niż na jed­nos­tkę ciepła).

W drewnie siar­ki właś­ci­wie nie ma. Tak samo w pali­wach sil­nikowych – jest usuwana w trak­cie pro­dukcji pali­wa, bo szkodz­iła­by m.in. katal­iza­torom. Zawartość siar­ki w ben­zynie podob­nie jak w ole­ju napę­dowym jest kilka­set razy mniejsza niż w najlep­szych węglach (jakieś 0,4%). Ale już w ole­ju opałowym to max. 0,1% – i stąd kocioł ole­jowy emi­tu­je znaczące iloś­ci tlenków siar­ki.

W rapor­cie (źródło nr 1) nie ma nieste­ty emisji tlenków siar­ki dla kotłów 5. klasy ani Ecode­sign – stąd użyłem najbliższej dostęp­nej wartoś­ci: dla kilkulet­niego kotła retor­towego, która wzglę­dem 5. klasy będzie z lek­ka zawyżona z uwa­gi na wyższą sprawność kotłów 5. klasy.

Benzo-a-piren

Kto nie zna tej map­ki i podob­nych, na których jesteśmy bor­dowo-fio­le­tową plamą syfu, a konkret­nie hor­ren­dal­nych stężeń ben­zo-a-pirenu?

Odpowiada­ją za to w najwięk­szym stop­niu kotły węglowe górnego spala­nia roz­palane od dołu, a już szczegól­nie te z nad­muchem.

Wnios­ki z tego wykre­su:

  • Kocioł z nad­muchem roz­palany od dołu (prze­ci­w­prą­dowo) to codzi­en­na pol­s­ka katas­tro­fa eko­log­icz­na – jego reko­rd z tego wykre­su bije niez­nacznie tylko on sam: spala­jąc węgiel brunatny lub flo­tokon­cen­trat. Ale to właśnie węgiel orzech jest tym najpowszech­niej stosowanym, “dobrej jakoś­ci” węglem – dlat­ego mamy syf od Tatr po Bał­tyk i nie może­my tego wyleczyć, bo gani­amy za w więk­szoś­ci wyimag­i­nowanym prob­le­ma­mi: jak nie śmieci, to “złej jakoś­ci węgla”.
  • Poprawnie spalany miał (więk­szość kotłów miałowych w instrukc­jach miała poprawne spalanie!), na którym noto­rycznie wieszane są psy, jest 10 razy czyst­szy niż najlep­szy węgiel (orzech) spalany złą tech­niką /w rapor­cie nie uję­to zwykłego kotła roz­palanego od góry, więc porów­na­nia 1:1 (ten sam kocioł+paliwo) nie mamy/
  • Drewno spalane współprą­dowo emi­tu­je więcej ben­zo-a-pirenu niż w kotle ze spalaniem prze­ci­w­prą­dowym – praw­dopodob­nie jest to taka sama sytu­ac­ja jak w innym bada­niu: bard­zo możli­we, że i tutaj drewno spalano w kotłach węglowych, do drew­na nieprzys­tosowanych, i stąd ten efekt (dokład­niejszych infor­ma­cji w rapor­cie brak).

Kotły z dmuchawą roz­palane od dołu musi­ał wynaleźć sam Belze­bub i podrzu­cić je na ten świat dla pognę­bi­enia ludzkoś­ci, bo w piek­le dia­bły nie dały rady z nimi wytrzy­mać.

Podobiz­na głównego oskarżonego – jed­no z setek wcieleń. Na grz­biecie słabo widoczne cechy szczególne: sterown­ik i wenty­la­tor.

Emis­ja wszelkiego SYFU z tych pudeł jest niewyobrażal­na. Niedoś­cigniony reko­rd w emisji b(a)p i drugie miejsce w pyłach (pier­wsze okupu­je kominek, i to zapewne w odmi­an­ie otwartej/marketowej z płaszczem wod­nym, gdzie wynik emisji został spotę­gowany przez słabi­utką sprawność takich urządzeń).

Tur­bośmieci­uch w akcji

Rola Belze­bu­ba nie kończy się na podrzuce­niu nam tego zbu­ka na świat. Skuban­iec wyko­rzys­tu­jąc swo­je kon­tak­ty załatwił, że dopuszczano to to do sprzedaży a nawet przylepi­ano cer­ty­fikaty “eko­log­iczne”. Obec­nie kwity te mają wartość muzeal­ną i coraz trud­niej je odnaleźć. Wyszukałem dwa przykłady urządzeń, które na 100% były roz­palane od dołu (tzn. spalały prze­ci­w­prą­dowo) i dla których daje się jeszcze odnaleźć cer­ty­fikaty. Zapewne więk­szość z takich cacek nawet nie próbowała się badać. Tym bardziej bul­w­er­su­jące jest, że to truchło mogło zała­pać się na jakikol­wiek papi­er inny niż bilet do huty w jed­ną stronę.

Nieste­ty Pol­s­ka nie ma z piekłem pod­pisanej umowy ekstrady­cyjnej, więc her­sz­ta dia­błów za to do odpowiedzial­noś­ci raczej nie pociąg­niemy.

Zapy­ta ktoś: jak to możli­we, żeby taki SYF zmieś­cił się w emis­jach, które są na tych papier­ach? Słysza­łem różne wer­sje a sam nie przeczy­tałem jeszcze wszys­t­kich norm, na bazie których badano kotły w ostat­nim ćwierćwieczu, więc na 100% nie wiem. Jest bard­zo praw­dopodob­ne, że pro­ce­du­ra pomi­arowa po pros­tu nie obe­j­mu­je tego naj­gorszego SYFU – ma on być pomi­jany jako tzw. roz­palanie… – a pomi­ar zaczy­na się, gdy kocioł osiąg­nie pełną moc. Wielkiego pola manewru nie ma. Kocioł na bada­ni­ach jest obsługi­wany według instrukcji – sko­ro tam napisano: roz­pal­ić na rusz­cie, zasy­pać do peł­na, to tak jest badanie prowad­zone.

Porównanie nowoczesnych domowych źródeł ciepła

Z przy­jem­niejszych rzeczy: jak wyglą­da­ją emis­je na drugim biegu­nie rynku?

Kotły na węgiel/drewno mają jeszcze trochę do nadro­bi­enia wzglę­dem najczyst­szych źródeł ciepła. Ale nie dzieli ich już przepaść.

Wbrew powszech­nie pow­tarzanej bzdurze, pom­pa ciepła (zazwyczaj zasi­lana z elek­trowni węglowej) nie jest zeroemisyj­na. Ale jed­nak jest to emisyj­na ekstrak­lasa i też nie bez znaczenia jest wysokość kom­i­na, z którego spaliny wylatu­ją. Jest to wygodne, czyste, tanie w eksploat­acji źródło ciepła – jeśli tylko poprawnie je dobrać.

Kocioł gazowy beza­pela­cyjnie wygry­wa jeśli chodzi o czys­tość spala­nia, choć konkurenc­ja nie jest prze­sad­nie daleko. Jest to zasłu­ga w dużej mierze pali­wa, które sprawę ułatwia. Metan (CH4) – w więk­szoś­ci wodór, jeden atom węgla. Trud­no o prost­szy związek. A jed­nak nawet z tego potrafią pow­stać ślad­owe iloś­ci ben­zo-a-pirenu. Ciekawe, w jaki sposób? Może on nie pow­sta­je w spala­niu gazu, ale wlatu­je z powi­etrzem zas­sanym z atmos­fery? 😉

Co jest najczyst­sze – już wiemy. A co jedzie na odnaw­ial­nej energii?

  • kocioł na bio­masę – źródło odnaw­ialne, i w dodatku możesz być 100% nieza­leżny od wszys­tkiego, jak się uprzesz to nawet od prą­du
  • pom­pa ciepła – jeśli na dachu masz insta­lację fotowoltaiczną, to w rozlicze­niu: tak, to ener­gia odnaw­ial­na, choć nadal pod­pierasz się siecią ener­gety­czną, na której drugim końcu jest elek­trow­n­ia węglowa, i w przy­pad­ku braku prą­du w sty­czniową noc – jesteś w ciem­nej i zim­nej… chałupie.
  • gaz ziem­ny – jak najbardziej kopal­ny, więc być może za jakieś 20 lat doży­je­my takiej nagon­ki na gaz, jaka jest obec­nie na tem­at zanieczyszczenia powi­etrza.
  • olej opałowy – jak najbardziej kopal­ny, z ropy naftowej. To prak­ty­cznie to samo co na stac­jach leje­my do Pas­satów.

O wszys­tkim decy­du­je jakość spala­nia – pewnie się pow­tarzam, ale żeby pod­kreślić, że to dzi­ała w dwie strony: trudne pali­wa moż­na spal­ić czys­to, ale nawet tak proste i “grzeczne” pali­wo jak gaz ziem­ny też moż­na bard­zo kiep­sko spal­ić. Ilus­trac­ja poniżej. Bard­zo mnie ciekawi rzeczy­wista emis­ja z takich zanied­banych kotłów gazowych.

To nie żaden “śmieci­uch” – to pod­grzewacz gazowy upor­czy­wie nieser­wisowany. Stałe dostawy con­tentu jeżącego każdy włos dostęp­ne na kominiarskiej grupie eduka­cyjnej.

Jak to możliwe żeby domowy kocioł dorównywał elektrowni?

Dzi­w­na sprawa, nie? Tyle lat wszyscy do głów nam kładli jako oczy­wis­tość, jako­by prze­mysłowy komin z fil­tra­mi miał być świę­tym Graalem spala­nia węgla – a tu w domowym kociołku moż­na się do tego spoko­jnie zbliżyć. Sprawa jest całkiem pros­ta, gdy zajść od kuch­ni i zajrzeć w gar­n­ki.

Domowy kocioł, elek­trow­n­ia i sil­ni­ki spali­nowe to zupełnie różne tech­nolo­gie spala­nia z różny­mi prob­le­ma­mi. Elek­trow­n­ia ma fil­try, bo musi – z jej sposobem spala­nia pali­wa i jego jakoś­cią. To wcale nie oznacza, jako­by bez fil­trów nie dało się osią­gać podob­nych poziomów emisji kiedy inne warun­ki są bardziej sprzy­ja­jące.

Elek­trow­n­ia mieli sobie węgiel na pył a potem spala go po rozpyle­niu, praw­ie jak gaz. Kon­sek­wenc­ja tego jest taka, że przed wyjś­ciem do kom­i­na muszą spaliny porząd­nie fil­trować:

  • z pyłu, którym tutaj jest głównie zmielony razem z węglem na drob­no popiół,
  • z tlenków siar­ki, bo palą węgla­mi dużo bardziej zasiar­c­zony­mi niż naj­gorsza pod tym wzglę­dem ofer­ta dla domowych kotłowni,
  • z tlenków azo­tu, które w takiej tech­nologii spala­nia pow­sta­ją na potęgę z tytułu fest wyso­kich tem­per­atur w płomie­niu.

Domowy kocioł:

  • nie musi fil­trować pyłów, bo to co jest pyłem na wylocie domowego kom­i­na to głównie cząstecz­ki niedopalonego pali­wa (sadza i smoła) które łat­wo usunąć popraw­ia­ją spalanie, a z kolei popiół w znakomitej więk­szoś­ci pozosta­je w popiel­niku
  • nie musi fil­trować tlenków siar­ki, bo uży­wa paliw na tyle mało zasiar­c­zonych, że nie jest to prob­le­mem,
  • nie musi fil­trować tlenków azo­tu, bo spala w na tyle nis­kich tem­per­at­u­rach, że one nie pow­sta­ją w dużych iloś­ci­ach.

Gdzie siedzi “zło” w węglu i drewnie

Na pewno zna­jdą się tacy, którzy powyższe prze­traw­ili i ter­az jak­iś głos krzy­czy im w uszy od środ­ka: co z tego że emis­ja mała sko­ro węgiel tru­je, bo to węgiel, a węgiel to zło. Tak może mieć oczy­wiś­cie zielony fanatyk, ale i – to już nieoczy­wiste – ludzie nau­ki, nawet blisko związani z chemią i spalaniem. Gdy­bym nie spotkał takich okazów, to bym nie uwierzył, że moż­na mieć ogrom­ną wiedzę o spala­niu i jed­nocześnie zerową o spala­niu paliw stałych.

Schodz­imy do piwni­cy i sprawdza­my, czy fak­ty­cznie tu straszy.

(Pół)produkty spala­nia węgla i drew­na są następu­jące:

  • smoła i sadza – to jest 99% prob­le­mu z węglem i drewnem w domach, to co widz­imy i czu­je­my, to co brudzi i najbardziej tru­je (sadza to pod­stawa pyłów, smoły to m.in. b(a)p). Nowoczesne kotły już dopala­ją smoły i sadzę w 90-kilku %.
  • tlen­ki siar­ki – siar­ka jest tylko w węglu (i ole­ju opałowym), obec­nie nie mamy prob­lemów z zanieczyszcze­niem powi­etrza tlenka­mi siar­ki, a jeśli kiedyś mieliśmy, to za sprawą emisji prze­mysłowych.
  • tlen­ki azo­tu – tu aku­rat węgiel jest mało znaczą­cym źródłem, domin­u­je moto­ryza­c­ja.
  • tlenek węgla – jed­na z form niedopalonego pali­wa, tru­ją­cy gdy­by wdy­chać spaliny bezpośred­nio, ale roz­cieńc­zony w powi­etrzu nie jest prob­le­mem i w atmos­ferze, pod wpły­wem światła słonecznego, utle­nia się do dwut­lenku węgla. Nowoczesne urządzenia dopala­ją tlenek węgla w 90-kilku %.
  • dwut­lenek węgla – to jest to, co przy spala­niu pow­stać musi, i to w jak najwięk­szej iloś­ci jeśli spalanie jest zupełne i całkowite. Zmniejszać emisję moż­na przez zmniejszanie zuży­cia energii i pod­nosze­nie sprawnoś­ci odbioru ciepła ze spala­nia.
  • para wod­na – nie jest nijak szkodli­wa
  • popiół – wbrew chłop­skiemu rozu­mowi, wcale nie wylatu­je kominem w ogrom­nych iloś­ci­ach, bo gdy­by tak było, to nie dało­by się zbu­dować kotła 5. klasy bez jakiejś formy fil­trowa­nia spalin (ciekaw jestem, ile % emisji pyłu w nowoczes­nym domowym kotle stanowi popiół a ile sadza – nieste­ty nikt tego nie bada lub wyni­ki leżą w szu­fladach)
  • pier­wiast­ki ślad­owe – tak w węglu jak w drewnie jest pół tabl­i­cy Mendele­je­wa, włącza­jąc w to met­ale ciężkie. Więk­szość zosta­je w popiele. Część wys­tępu­je w tak ślad­owych iloś­ci­ach, że już samo to spraw­ia trud­ność w ich wyła­pa­niu nawet w warunk­ach prze­mysłowych.
    My w domach zuży­wamy tak niez­naczące iloś­ci węgla i drew­na, że te dodat­ki nie stanow­ią dla nas istot­nego prob­le­mu. Przykład­owo rtęć, którą chęt­nie się pod­nosi jako sztan­darowe “zło” w węglu. W tonie rodz­imego węgla kami­en­nego są jej miligramy, co oznacza stęże­nia rzę­du jeden na mil­iard. Przez całe życie masz szan­sę wyemi­tować kil­ka łyżeczek. W tym cza­sie znacznie więcej rtę­ci wysyła w powi­etrze elek­trow­n­ia zasi­la­ją­ca ci chałupę w prąd (w węglu brunatnym rtę­ci jest więcej). Cały świat emi­tu­je ze spala­nia węgla kilka­set ton rtę­ci rocznie – a i tak jest to mniej niż emi­tu­je wydoby­cie i prz­erób­ka zło­ta.

Gdzie to “zło” bywa widziane?

  • w brudzie i smrodzie jaki towarzyszy powszech­nie spala­niu węgla i drew­na – ten punkt widzenia zasadza się na grze na emoc­jach i unika­niu zderzenia z fak­ta­mi. Kiedy rzetel­nie wejść w detale (co też powyżej starałem się uczynić) okazu­je się, że naj­gorszego syfu moż­na łat­wo uniknąć a całą resztę – moc­no min­i­mal­i­zować, do poziomów nieu­ciążli­wych, porówny­wal­nych z inny­mi źródła­mi energii opier­a­ją­cy­mi się na spala­niu.
  • w emisji dwut­lenku węgla ze spala­nia węgla – to nieza­przeczalne, spala­jąc węgiel dokładamy dwut­lenku węgla do atmos­fery. Oczy­wiś­cie może­my znaleźć szereg uspraw­iedli­wień, np. to że nasze pale­nie paru-kilku ton rocznie to pikuś wzglę­dem tego co emi­tu­je cała rodz­i­ma ener­gety­ka, z kolei ta ener­gety­ka to mały miki w porów­na­niu z prze­mysłem amerykańskim albo chińskim. Nie będą to uspraw­iedli­wienia tak całkiem bez racji.
  • w tej nawet bard­zo małej emisji, która mimo wszys­tko towarzyszy nowoczes­ne­mu spala­niu węgla i drew­na – mają­cy z tym prob­lem nie wiado­mo na jakiej pod­staw­ie zakłada­ją, że emis­ja musi być zerowa. Mieszka­ją w domu z betonu, uży­wa­ją smart­fona, prąd mają z elek­trowni – słowem: sami nie są zeroemisyjni, ale są pier­wsi do ustaw­ia­nia innych.

Wyma­ganie zeroemisyjnoś­ci było­by uza­sad­nione gdy­byśmy mieli jakieś źródło energii, które zapew­nia podob­ny poziom dostęp­noś­ci (zwłaszcza w środ­ku sty­czniowej nocy), ceny i kom­for­tu co węgiel i drewno a przy tym jest naprawdę zeroemisyjne. Mamy choć jed­no takie?

Na ter­az nie mamy.

Czyli co, aby nic nie emi­tować, mamy się cofnąć w roz­wo­ju do sło­mi­anej chat­ki? Nawet to nie pomoże! W naszym kli­ma­cie zimą trze­ba by ją jakoś ogrze­wać, co najm­niej drewnem. Tak więc przyj­mowanie zerowej emisji za wymóg jest odniesie­niem do marzeń a nie rzeczy­wis­toś­ci tech­nicznej.

Jaka ta rzeczy­wis­tość jest, to właśnie starałem się powyżej opisać. Węgiel i drewno ofer­u­ją – nie kiedyś tam w przyszłoś­ci, ale w urządzeni­ach dziś dostęp­nych na rynku – tanie, dostęp­ne (drewno – także odnaw­ialne) ciepło przy emis­jach nie tylko nieu­ciążli­wych, ale nie tak dale­kich od źródeł najczyst­szych jakie ist­nieją. Wyboru niech każdy dokonu­je wedle potrzeb i możli­woś­ci.