Wbrew powszechnemu rozumowaniu, które zostało błędnie utrwalone, smog nie jest powodowany ani przez sam stary kocioł, piec, ani przez rodzaj paliwa – pisze dr inż. Krystyna Kubica, ekspert Polskiej Izby Ekologii w Katowicach. – Zastosowanie paliwa bezdymnego/niskoemisyjnego zredukuje w znaczącym stopniu emisję pyłu i szkodliwych zanieczyszczeń organicznych.
Krainy smogiem płynące
Kolejny sezon grzewczy z niskimi temperaturami i, jak co roku, podczas epizodów smogowych, pojawiają się liczne opinie i komentarze, które koncentrują się na hasłach walki ze smogiem i węglem. Główny winowajca jest upatrywany w wykorzystywaniu węgla jako opału w indywidualnych gospodarstwach domowych, a ostatnio również biomasy drzewnej, oraz w słabej akcji promocyjnej na rzecz programów rządowych. Jakich zmian potrzebuje polska strategia walki ze smogiem?
Zanim o działaniach niezbędnych do szybkiej poprawy jakości powietrza, kilka zdań dotyczących samej definicji „smogu”, (smog londyński, smog fotochemiczny). Pojęcie smogu wywodzi się z połączenia angielskich słów smoke – dym i fog – mgła, a właściwie od słynnego smogu londyńskiego, który spowodował śmierć około 4 tys. mieszkańców Londynu w ciągu kilku dni w 1952 roku. Był on skutkiem wprowadzenia do powietrza dużego ładunku gazów oraz pyłu i zanieczyszczeń organicznych ze spalania dużej ilości węgla o wysokiej zawartości siarki. W połączeniu z londyńską mgłą, niską temperaturą powietrza i zjawiskiem inwersji temperatury spowodowało to powstanie szkodliwego dla zdrowia aerozolu (zawiesiny) pyłowo-gazowej o wysokiej zawartości tlenków siarki. Jest to więc zjawisko incydentalne, powodowane wysokim zanieczyszczeniem powietrza aerozolem gazowo-pyłowym i niekorzystnymi atmosferycznymi warunkami, wzmacniane uwarunkowaniami geograficznymi danego terenu i brakiem cyrkulacji powietrza. Wielka Brytania szybko rozpoczęła prace nad regulacjami i już w 1956 roku rząd przygotował ustawę o czystym powietrzu (The Clean Air Act). Twórcy ustawy wyodrębnili obszary o restrykcyjnych wymaganiach dotyczących emisji kominowych, pierwotnie dotyczyły zakazu emisji „ciemnego dymu”, a w następstwie wprowadzono katalog dopuszczalnych źródeł niskoemisyjnej energii i certyfikowanych paliw węglowych. Ustawa wdrożyła nadzór nad wprowadzanymi do obrotu paliwami i kontrolę jakości stosowanego paliwa oraz kontrolę jakości emitowanych spalin. Normalnym następstwem rynkowego popytu było uruchomienie na dużą skalę produkcji paliw niskoemisyjnych/bezdymnych (smokeless fuel).
W uwarunkowaniach naszego kraju nie mamy do czynienia z tak wysokimi emisjami tlenków siarki, jak w przypadku incydentu londyńskiego, ale cały czas mierzymy się z emisją aerozoli pyłowo-gazowych do powietrza z emitorów z kominów/emitorów o wysokości poniżej 40m (źródła powierzchniowe/sektor komunalno-bytowy, liniowe/transport), czyli tzw. niską emisją. W Polsce głównym źródłem niskiej emisji jest nieefektywne spalanie paliw stałych w kotłach c.o. i piecach eksploatowanych w indywidualnych gospodarstwach domowych sektora komunalno-bytowego, która przy niskich temperaturach i przy niekorzystnych warunkach atmosferycznych, prowadzi do występowania incydentów smogowych. Emitowane aerozole pyłowo-gazowe obok tlenków azotu, siarki i węgla zawierają pył (TSP), jego drobne frakcje PM10 i PM2.5 (w tym sadzę, BC), (benzo(a)piren i inne wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), polichlorowane dioksyny i furany (PCDD/Fs), metale ciężkie oraz półlotne związki organiczne (ang. SVOC) i lotne (LZO. Lotne i półlotne związki organiczne zawarte w spalinach wprowadzanych do atmosfery ulegają kondensacji tworząc tzw. frakcję kondensującą cząstek PM2.5 (ang. condensable particulate matter, CPM). Jak wynika z corocznych raportów krajowej emisji zanieczyszczeń, przygotowywanej do Konwencji EKG ONZ, EMEP i KE (UE) przez KOBIZE, największym emitentem pyłu drobnego PM2.5 jest właśnie sektor komunalno-bytowy, który odpowiada za 48 procent krajowej emisji. Duży udział w emisji ma również transport (11 procent), który w przypadku samej emisji sadzy (składnika drobnych pyłów PM2.5) ma tylko o dziewięć procent mniejszy udział niż sektor komunalno-bytowy (odpowiednio 37 procent i 46 procent). Skutkiem tego Polska w corocznym raporcie o stanie jakości powietrza w Europie, niestety plasuje się w grupie krajów, które w tym zestawieniu nie wypadają dobrze.
Wbrew powszechnemu rozumowaniu, które zostało błędnie utrwalone, smog nie jest powodowany ani przez sam stary kocioł, piec, ani przez rodzaj paliwa. Pomijając czynniki zewnętrzne, skład aerozoli pyłowo-gazowych wprowadzanych do atmosfery za spalania paliwa zależy od konstrukcji urządzenia (organizacji procesu spalania) i jakości paliwa oraz stosowania dobrych praktyk w eksploatacji instalacji spalania (urządzenie grzewcze – komin). W nowoczesnych urządzeniach grzewczych – kotłach c.o. i ogrzewaczach pomieszczeń zastosowana organizacja procesu spalania (dystrybucja powietrza spalania, automatyzacja procesu) umożliwia spalanie paliw stałych – węgla, stałych biopaliw (peletu drzewnego, drewna kawałkowego) o typowej dla nich zawartości części lotnych. Należy jednak mieć na uwadze, że zastosowanie, w wysokiej jakości kotle klasy 5 (wg normy PN-EN 305), czy spełniającym wymagania unijnego rozporządzenia w/s ekoprojektu, paliwa o nieodpowiedniej jakości nie zapewni dotrzymania parametrów energetycznych i emisyjnych, deklarowanych certyfikatami i świadectwami. Konstrukcja starego urządzenia – pieca, kotła c.o., tradycyjnej prostej konstrukcji nie jest dostosowana do spalania paliwa o wysokiej zawartości części lotnych, co powoduje dużą emisyjność pyłowo-aerozolową. Zastosowanie paliwa bezdymnego/niskoemisyjnego zredukuje w znaczącym stopniu emisję pyłu i szkodliwych zanieczyszczeń organicznych, czego przykładem są angielskie doświadczenia, ale także polskie prace badawczo-wdrożeniowe i pilotażowe.
Zrozumiałe jest zatem, że gdy łącznie od dwóch czynników zależy „szkodliwość” emitora, to przynajmniej jeden należałoby wyeliminować. Od lat spotykamy się z apelami, by jak najszybciej pożegnać się z węglem. Najpóźniej w 2030 roku, jako paliwem w gospodarstwach domowych, a „w projekcie Polityki Energetycznej Polski (PEP) pojawia się propozycja odejścia od węgla w miastach do 2030 roku, a z drugiej strony państwo za pomocą dotacji wspiera kotły węglowe, których żywotność przekracza nawet piętnaście lat, to jest to zwykłe marnowanie pieniędzy publicznych”. I tutaj nasuwa się kilka pytań – czy jesteśmy w stanie w ciągu najbliższych kilku lat w miastach i kilkunastu na wsiach, wyeliminować ponad cztery miliony tzw. „kopciuchów” – tj.: starych urządzeń grzewczych na węgiel i drewno. I czy przyjęte główne kierunki działań w Programie Czyste Powietrze, skoncentrowane na rozwoju OZE zwłaszcza fotowoltaiki i pomp ciepła, są adekwatne do aktualnych potrzeb intensywnej walki ze smogiem. Są to na pewno rozwiązania przynoszące długoterminowe zyski dla użytkowników i niezaprzeczalnie komfort użytkowania. Przy założeniu wsparcia pompy ciepła fotowoltaiką, a pomijając aspekt wykorzystania sieci elektroenergetycznej, można również mówić o klimatycznie neutralnym rozwiązaniu. Potencjał redukcyjny takiego rozwiązania jest zatem bardzo wysoki. Niestety efektywność kosztowa, w kontekście redukcji emisji szkodliwych związków takiego rozwiązania jest mizerna. Pojawiające się w przestrzeni medialnej głosy odnośnie „końca węgla” w ogrzewnictwie indywidualnym, są tak samo realne, jak i z końcem do 2030 roku w energetyce zawodowej. Oczywiście z uwagi na rozproszony charakter zabudowy w polskich miejscowościach i ograniczone możliwości rozwoju sieci ciepłowniczej i gazowej. Dokłada się do tego także fakt, że programy wsparcia zawierają szereg kryteriów, których część obywateli nie ma szansy spełnić. Czy to pod względem finansowym, czy technicznym.
Biorąc pod uwagę dotychczasowy brak wyraźnego wpływu Programu Czyste Powietrze na wskaźniki określające jakość powietrza warto przeanalizować w kolejnych nowelizacjach obecne kryteria doboru działań. Może dobrze byłoby pochylić się nad doświadczeniami Wielkiej Brytanii (The Clean Air Act) i wykorzystać w okresie przejściowym uruchomienie wytwarzania paliw niskoemisyjnych kompozytowych np.: z udziałem karbonizowanej biomasy (OZE), wytwarzanie tychże paliw w oparciu o odgazowane polskie węgle i przeznaczenie kalorycznych gazów procesowych również na potrzeby ciepłownictwa. Tym bardziej, że emisyjność jednostek zasilanych takimi gazami, byłaby niższa niż przy obecnie spalanym węglu. W ten sposób, poprzez stosowanie układów skojarzonych produkujących komponenty paliw bezdymnych i jednocześnie ciepło odpadowe, można byłoby jednocześnie poprawić funkcjonowanie wielu ciepłowni w Polsce i zacząć wytwarzać uszlachetnione paliwa w konkurencyjnych cenach.
Jak wspomniałam powyżej, czyste spalanie wszystkich paliw w instalacjach małej mocy zapewnia odpowiednio zoptymalizowany i efektywnie działający system paliwo – urządzenie grzewcze – komin. Instalacje spalania małej mocy powinny także być monitorowane przez jednostki samorządu lokalnego, zgodnie z odpowiedzialnością za zarządzanie energią na poziomie lokalnym. Nie wystarczy powołanie ustawą Centralnej Ewidencji Emisyjności Budynków (CEEB). W tym obszarze konieczne są pilne działania legislacyjne na poziomie rządowym, zwłaszcza w zakresie określenia standardów emisji dla instalacji poniżej 1 MW mocy cieplnej i monitorowania ich stanu, wzorem innych krajów UE (Austria, Niemcy, Dania – przykład noweli z przełomu 2019/2020 roku, itd.), którego brak w naszym kraju. Jego zapisy szczegółowo regulują zasady współdziałania lokalnego samorządu (gminy) z właścicielami instalacji spalania w budynku jednorodzinnym, a służbami kominiarskimi w zakresie monitorowania stanu instalacji w trakcie eksploatacji (czyszczenie kanałów odprowadzania spalin, okresowego sprawdzania emisji CO, pyłu, nadzorowania doprowadzania stanu instalacji po ewentualnych awariach i dopuszczania do eksploatacji). Interwencyjne kontrole i nakładane kary nie uzdrowią sytuacji związanej z emisją z indywidualnych gospodarstw domowych. Państwo nie ochroni obywateli przed złą jakością powietrza powodowaną eksploatacją przysłowiowych „kopciuchów” w sektorze mieszkaniowym monitorując i informując o postępach realizowanych programów. Nie obejmują one bowiem wszystkich niezbędnych technicznych i pozatechnicznych działań, uwzględniających optymalizację ekonomiczną i lokalną dostępność czystszych źródeł energii, a także w kontekście gazu ziemnego w gospodarstwach domowych dalekosiężnych strategii unijnych.
Należy też mieć na względzie, że nad Polską wisi widmo odroczonej w 2018 roku kary za niespełnienie wymogów dyrektywy CAFE (dot. jakości powietrza). Sprawa została zawieszona wraz z deklaracją Polski o podjęciu konkretnych działań, które materializują się m.in.: w programach Czyste Powietrze i Stop Smog. Zanim jednak te programy wpłyną na to, z czego jesteśmy rozliczani, czyli na stężenie określonych przepisami substancji w atmosferze, minie dużo czasu. Dlatego należy jeszcze raz podkreślić, że aby sytuacja mogła ulec szybkiej poprawie, niezbędne jest zastosowanie ekonomicznie uzasadnionych, doraźnych działań przejściowych, uwzględniających lokalne uwarunkowania społeczne i dostępność źródeł energii. Począwszy od powszechnej edukacji w zakresie poprawnego spalania paliw stałych – węgla, biomasy drzewnej, możliwej technicznie i ekonomicznie modernizacji instalacji spalania w indywidualnych gospodarstwach domowych, a także instalacji mocy (<1MW) eksploatowanych w usługach, handlu, małych przedsiębiorstwach , przez jak najszybsze wdrożenie technologii produkcji i stosowanie paliw uszlachetnionych (niskoemisyjnych/bezdymnych o obniżonej zawartości części lotnych) oraz wykorzystanie dostępnych technologii odpylania/filtracji gazów ze spalania.
Pragnę jeszcze raz podkreślić, że doświadczenia w tym zakresie jednoznacznie wskazują na konieczność wykorzystania i wspierania wszystkich dostępnych technologii i rozwiązań technicznych, z jednoczesną realizacją założeń długofalowych programów. A szczególnie tych, które charakteryzują się najwyższą efektywnością kosztową w relacji redukcji emisji do ich kosztu. Obecne działania powinny być kontynuowane, aczkolwiek też modyfikowane w oparciu o ich efekty, lub brak efektów, a także optymalne wykorzystanie rodzimego potencjału technicznego i surowcowego. Zaniechanie włączenia do strategii wspomnianych rozwiązań przejściowych spowoduje prawdopodobnie, że do rozmowy będziemy mogli wracać w sezonie grzewczym, przez wiele kolejnych lat.
Guła: Polityce wymiany kotłów w Polsce brakuje długofalowej wizji i logiki (ROZMOWA)
