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.
  • W gazie ziemnym nie ma azotu związanego w paliwie. Owszem, gaz ziemny może być zaazotowany, ale to azot niezwiązany, którego jeszcze więcej jest w powietrzu używanym do spalania. Tlenki azotu powstające przy spalaniu gazu są pochodzenia termicznego, ponieważ temperatury spalania gazu są bardzo wysokie (mechanizm spalania jest taki jak w cylindrze silnika spalinowego – paliwo miesza się z powietrzem przed zapłonem).

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.

19 myśli nt. „Auto, kotłownia, elektrownia – współczesne emisje

  1. Mariola

    Dziękuję, kolejny doskonały tekst. Oby się Panu chciało jak najdłużej poświęcać swój czas w celu edukowania społeczeństwa

    Odpowiedz
  2. Lolek

    Ja przypomnę tylko, że większość aut benzynowych u nas są to auta na LPG a ten może być mocno zasiarczony ze względu na słabe normy i kontrole, jaka jest skala procederu pewnie nikt nie zgadnie. Siarka w LPG jest nie tylko wydalana z wydechu jest także szkodliwa dla samego samochodu bo razem z wilgocia ze spalania gazu tworzy kwas siarkowy a ten zjada silnik od środka szybciej niz uboga mieszanka zawory na LPG 🙂

    Odpowiedz
  3. Marmark

    Do obrazu naszej rzeczywistości dodałbym jeszcze instalatorów ("Panie od trzydziestu lat tak robię"), którzy dobierają kocioł "książkowo"tj. :
    - nie mniej niż 100 W/m2,
    - plus kilka kW na CWU,
    - plus kilka kW "na mrozy".
    Do tego obowiązkowo dmuchawa bo "komputer będzie sterował i będzie się łatwiej rozpalało".
    I mamy przepis na katastrofę: kocioł 20 kW rozpalany od dołu z dmuchawą w ocieplonym domu, który przy minus 20 stopniach potrzebuje np. 10 kW, a przeciętnego zimowego dnia pewnie z 5 kW.

    Odpowiedz
  4. Jacob

    Kolejny świetny tekst. Ponieważ za problem smogu w naszym kraju odpowiada głównie brak edukacji, apeluje do wszystkich czytelników byśmy pomogli autorowi w szerzeniu wiedzy o poprawnym paleniu w domowych kotłach.
    Zamieszczajmy linki do tej strony na lokalnych portalach i forach internetowych, na Facebooku, gdziekolwiek.

    Odpowiedz
  5. Michmu

    Tak się zastanawiam... czemu w żadnej analizie nie ma wątku kolejowego? Duża cześć lokomotyw spalinowych w ruchu to dwusuwowe poradzieckie diesle (m62/st44). Polecam poszukac jutuba pod haslo "wyrzut mazutu"

    Odpowiedz
  6. melek

    Smog to także budownictwo produkuje bardzo dużo pyłu zawieszonego PM. Natomiast węgiel ma zostać zlikwidowany decyzją unijną komuś na tym zależy po prostu i niestety ci ludzie nie pochodzą z wyborów demokratycznych stąd alarmy smogowe sponsorowane z zewnątrz i inne dziwne rzeczy na temat węgla.

    Odpowiedz
    1. Michał

      Melek. Same "alarmy smogowe" w założeniu nie są niczym złym - tyle że wypaczają ideę zwracania uwagi na kwestie emisji.
      Co do sponsorowania, zakazów itd. - według mnie przyczyna tkwi gdzie indziej:
      1. Aktywność w "alarmie smogowym" może być traktowana jako przepustka do lokalnej polityki, a w tej branży kwestie merytoryczne niezbyt się liczą.
      2. Coraz powszechniej spotyka się ludzi, którzy nigdy nawet nie mieli w ręku bryłki węgla, nie rozpalali w kotle czy piecu - ba, nawet z ogniskiem "na żywo" nie mieli doczynienia. Są to więc teoretycy, których jest mnóstwo w wielu dziedzinach, niezwykle podatni na pseudo-naukowy bełkot bądź na najprostszy przekaz: "węgiel truje - patrzcie, jak się dymi".

      Podsumowując - nie doszukiwałbym się teorii spiskowych. Bądźmy też szczerzy - węgiel nie jest najwygodniejszym paliwem i jego zastępowanie przez gaz ziemny czy olej opałowy ma pozytywny wpływ na emisje, bo... kotły na takie paliwa są bardziej odporne na głupotę bądź niską świadomość użytkownika.

      I na koniec - jako użytkownik Wartburga 353 chcę zauważyć, że i tu jest jak z kotłem. Dobry stan techniczny, właściwa technika jazdy, staranne odmierzanie oleju - i zasłona dymna jest mniejsza 😉

      Odpowiedz
      1. melek

        Czytałem naukową publikacje, że udział człowieka w pyle zawieszonym PM 2,5 oraz PM 10 to tylko 2-3% reszta to pożary lasów, łąk, budownictwo klocki hamulcowe i opony a także drogi, pył kosmiczny, erozja skał, sól morska i wiele innych a nasze piece na węgiel to tylko promil.
        Z tego wynika, że chodzi o kasę a nie o smog, alarmy smogowe zarabiają na aplikacjach na smartfony, na sprzedaży czujników smogu i tego typu rzeczy dotacje od unii całkiem duża kasa.

      2. Wojciech Treter Autor wpisu

        Może być publikacja naukowa – i publikacja "naukowa".
        Poza tym trzeba jeszcze rzecz poprawnie ją rozumieć – a nie tak jak by się chciało. To że globalnie tego pyłu lata multum i większość może być z jakiejś Sahary – to nie oznacza, że to jest główny problem. Bo dla mnie największym dostawcą pyłu może być komin naprzeciwko. I ten pył będzie znacznie mniej zdrowy niż ten z Sahary.

        Zanieczyszczenie powietrza jest realnym problemem, szkodzi i nikt tego sobie nie wymyślił. ALE na tym kręci się polityczno-biznesowe lody. Bo w sumie na czym się nie kręci?
        Nie "wierzysz" że jest jakiś problem – odpal sobie taki eksperyment:
        http://czysteogrzewanie.pl/wp-content/uploads/2019/02/suszec1.jpg
        http://czysteogrzewanie.pl/wp-content/uploads/2019/02/suszec2.jpg
        http://czysteogrzewanie.pl/wp-content/uploads/2019/02/suszec3.jpg
        Mnie to nie wygląda na pył kosmiczny. Chyba że z kosmosu na nas węgiel leci.

      3. melek

        Tak, ja mam parapety żółte na wiosnę to też pewnie wina smogu wezme odkurzacz i będe łapał pyłki z powietrza hyhyh to dopiero nauka. Smog to wymyślone zjawisko do zbijania kasy tak jak dziura ozonowa i przebiegunowanie. Idź się lecz. W opracowaniach normalnie podaja skład pyłu PM 2,5 i jego pochodzenie możesz sobie poszukać czego jest ile zamiast wrzucać głupawe zdjęcia. Jakoś przez ostatnie dwie dekady nikomu smog nie przeszkadzał nawet nie podawali śmiertelności bo jest tak mała teraz tworzy sie liczny urojone...

  7. melek

    I druga rzecz jak przejadę autem po suchej drodze to możesz sobie sprawdzić odkurzaczem co się unosi efekt będzie taki sam. Samochody od 100 lat mają filtry powietrza bo już wtedy wiedzieli, że dużo syfu w powietrzu lata. Człowiek też ma nos z włosami w środku z tego samego powodu, jeśli ktoś oczekuje krystalicznie czystego powietrza i będzie to sprawdzał odkurzaczem to jest zwykłym idiotą.

    Odpowiedz
  8. Jack

    Na 1 cząsteczkę smogu będącą wynikiem działalności człowieka na Ziemi przypada 10 cząsteczek smogu pochodzenia głównie roślinnego. Taki jest obecny stan wiedzy naukowej i wszyscy, którzy mówią o smogu pomijając tę informację dopuszczają się manipulacji. Emisja pochodzenia antropogenicznego a już tym bardziej kwestia użytkowanych kotłów to margines tego zagadnienia.

    Compared to the anthropogenic sources which emit an estimated 142 Tg of carbon per year, biological sources emit in much higher amount (1,150 Tg of carbon per year) (Goldstein and Galbally 2007). The majority of naturally occurring VOC is produced by plants (1 pg of carbon in the form of VOC annually), and the rest is produced by animals, microbes, and fungi, such as molds (Pichersky and Gershenzon 2002). VOCs include a wide range of ubiquitous aromatic compounds such as hydrocarbons, alcohols, aldehydes, acids, esters, amines, thiols, xylene, and monoterpenes, for example, α-pinene and trace amounts of insect pheromones.

    Volatiles and Food Security: Role of Volatiles in Agro-ecosystems - Springer 2017

    Odpowiedz
  9. Jack

    W pewnych określonych warunkach (temperatura, pora roku, dnia, rodzaj roślinności, aktywność mikroorganizmów itd.) zwykły spacer po lesie lub parku pod względem skutków nie różni się zbyt wiele od wycieczki po Krakowie w styczniu przy wyżowej pogodzie i ujemnej temperaturze. Izopren i inne terpenoidy pochodzenia roślinnego nie są oczywiście na liście alarmów antysmogowych bo przecież walka z drzewami, trawami i zbożami wyglądałaby komicznie nawet dla fejsbukowej inteligencji.

    Odpowiedz
    1. Darek

      Warto zauważyć, że na zachodzie popularniejszy jest smog typu Los Angeles. Aby się uformował oprócz tlenków azotu potrzebuje także związków organicznych. Jak zabraknie pochodzących z kominów i samochodów dobierze sobie z VOC, dlatego tak sie tam nimi przejmują. Gdyby do zera ograniczyć emisję NOx emisja VOC nikogo (poza alergikami) nie bedzie interesował. Ta grupa związków dla zdrowych ludzi jest nieszkodliwa.

      Ale pełna zgoda co do ew. szkodliwości spacerów po lesie, często jest tam większy smog LA niż w pobliskom mieście. Wystarczy zobaczyć ile razy latem na stacji pomiarowej Kampinos/Granica przekraczano normy jakości powietrza. A nie jest to najbardziej zanieczyszczony las, śląski ZłotyPotok/Leśniczówka latem ma jeden z najwyższych poziomów smogu Polsce. Oczywiście typu Los Angeles czyli fotochemiczn o jaki alarmy smogowe wolą milczeć.

      Odpowiedz
  10. Jan

    Przy pompę ciepła wzięta już jest sprawność przesyłu? Emisję dla sztromu z Bełchatowa to juz dla kWh z gniazdka u starszej Pani w Piotrkowie?
    W takim razie jest miazga, benzo a piren to juz nie ma co mówić. Chyba nawet ja, zwolennik lokalnego drewna się zbytnio nie obronie 🙁 w krakowskim Mordorze Właściwym to tarcza odnawialnosci źródel +10 do obrony to w zasadzie dykta. Gdyby różnice w akcyzie na węgiel i prąd przyjąć wedle emisji to różnica w cenie ogrzewania pewno byłaby korzystniejsza dla pompy. Z moich obliczeń wynika że już teraz dla COP =3 pompa jest tańsza niż pellet. A co gdyby dać przyzwoity bufor i w G12 grzać? Lansiarski pellet też kosztuje pod 20 tysięcy tubylczych jednostek płatniczych czyli tyle co fajna audica w LPG.
    Muszę skończyć wywód bo czuje coś dziwnego, jakby coś w mojej krwi, chyba wścieklizna ekologiczna ;]

    Odpowiedz
  11. Jan

    Z tego pamiętam Wojtku to podałeś gdzieś że to 50%. To mysle dość znacznie zmienia postać rzeczy, jednak ratuje nas nieznacznie.

    Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.