KONFERENCJA „SMOG - ichpw.pl · Żywiec; 300 . 340 254 : Roszków gmina Krzyżanowice. Spalanie tradycyjnych paliw stałych. głównie flotokoncentratu . Spalanie „Błękitnego

Jak walczyć z „niską emisją” w praktyce?

Aleksander Sobolewski, Sławomir Stelmach, Jolanta Telenga - Kopyczyńska

KONFERENCJA „SMOG - SAMORZĄD WOBEC ZAGROŻEŃ

POCHODZĄCYCH Z NISKIEJ EMISJI” URZĄD MIASTA

Częstochowa, 5 kwietnia 2017

Zawartość prezentacji:

Wpływ ogrzewnictwa indywidualnego na stan jakości powietrza

Jakość paliw stałych – regulacje formalno-prawne a rzeczywistość

Niskoemisyjne paliwa węglowe jako sposób na szybką poprawę stanu jakości

powietrza

Regulacje w zakresie spalania paliw stałych w kotłach małej mocy

Środowiskowy monitoring obywatelski

Podsumowanie

Wpływ ogrzewnictwa indywidualnego

na stan jakości powietrza

Ogrzewnictwo indywidualne a „niska emisja”

Cel działań: Opracowanie koncepcji szybkiego sposobu istotnego ograniczenia niskiej emisji w kraju.

Propozycja musi być wykonalna technicznie i finansowo.

Teoria Praktyka

• Zjawisko zidentyfikowane i znane od wielu lat. • Opracowane koncepcje działań ograniczających

niską emisję (wymiana kotłów i pieców, badania stanu jakości powietrza).

• Liczne inicjatywy społeczne.

• Brak zauważalnej poprawy jakości powietrza w ostatnich latach.

Schemat procesu spalania paliwa

złoże paliwa

po

wiet

rze

złoże paliwa

po

wiet

rze spalanie

współprądowe spalanie

przeciwprądowe

Teoria procesu spalania – czyli skąd bierze się problem

- niekontrolowane warunki spalania - DUŻA EMISJA

- kontrolowane warunki spalania - MAŁA EMISJA

Rynek paliw dla ogrzewnictwa indywidualnego w Polsce

11 ÷ 12 mln t węgla kamiennego (dane Spółek Węglowych)

6 ÷ 8 mln t biomasy (dane Głównego Urzędu Statystycznego)

0,5 ÷ 1 mln t węgla brunatnego (dane szacunkowe)

0,5 ÷ 1 mln t odpadów (dane szacunkowe)

Koszt 1GJ ciepła wyprodukowanego w ogrzewnictwie indywidualnym (2016)

Spalanie paliw węglowych

Błękitny węgiel

Koks opałowy

Węgiel kamienny

Porównanie emisji ze spalania różnych paliw

Kocioł komorowy 20kW

3 klasa (125) 5 klasa (60)

Stężenie pyłu – wyniki pomiaru

Scenariusz A (bazowy):

Spalanie paliw wg. aktualnej inwentaryzacji

Scenariusz B :

Wyeliminowanie spalania flotokoncentratów

Rozkład stężeń pyłu PM10 w sezonie grzewczym

Roszków, Gmina Krzyżanowice – Województwo śląskie (2016/17) Izolinie wykreślono na podstawie inwentaryzacji źródeł emisji i wykonanych pomiarów

emisyjnych (stan atmosfery – pogoda smogowa)

Scenariusz C :

Wprowadzenie kotłów automatycznych kl. III

Scenariusz D :

Wprowadzenie Błękitnego węgla®

Rozkład stężeń pyłu PM10 w sezonie grzewczym

Roszków, Gmina Krzyżanowice – Województwo śląskie (2016/17) Izolinie wykreślono na podstawie inwentaryzacji źródeł emisji i wykonanych pomiarów

emisyjnych (stan atmosfery – pogoda smogowa)

Jakość paliw stałych

– regulacje formalno-prawne

a rzeczywistość

Ustawa z dn. 25.08.2006 o systemie monitorowania i kontroli jakości paliw – nie obejmuje paliw stałych.

Ustawa z dn. 14.10.2014 o zmianie ustawy o systemie monitorowania i kontroli jakości paliw oraz niektórych innych ustaw – wprowadzono do ustawy zapisy dotyczące paliw stałych.

• Zdefiniowano paliwa stałe • Wskazano, iż wymagania jakościowe dla paliw stałych oraz metody

poboru i analiz zostaną wprowadzone na drodze rozporządzeń

Aktualnie trwają prace nad nowelizacją zapisów ustawy. Proponowane rozwiązania muszą stanowić kompromis pomiędzy: oczekiwaniami społecznymi, względami środowiskowymi realiami gospodarczymi kraju.

Paliwa stałe – stan prawny

Zgodnie z ustawą z dn. 14.10.2014 (Dz.U.2014 poz.1395) o zmianie ustawy o systemie monitorowania i kontroli jakości paliw oraz niektórych innych ustaw

PALIWO STAŁE TO:

•Węgiel kamienny, •Brykiety zawierające co najmniej 90% węgla kamiennego, •Pelety zawierające co najmniej 90% węgla kamiennego,

•Muły węglowe, •Flotokoncentraty,

•Paliwa stałe otrzymywane w procesie obróbki termicznej węgla kamiennego w temperaturze powyżej 450 ̊C.

Paliwa stałe – stan prawny

ŚWIADECTWO JAKOŚCI PARTII PALIWA

• Każdy towar wprowadzany do obrotu rynkowego winien posiadać zdefiniowane właściwości użytkowe

• Wymóg konieczny dla kształtowania prawidłowej relacji producent – klient

• Dotyczy to również paliw stałych (one nie mogą stanowić wyjątku !)

Paliwa stałe – stan prawny

Parametry kwalifikacyjne Symbol Jednostka

Wartość

minimalna maksymalna Zawartość popiołu Ad % - 10 Zawartość części lotnych

Vd % - -

Zawartość siarki ST,d % - 0,6 Wartość opałowa Qp,net,d MJ/kg 24 - Wskaźnik wolnego wydymania

FSI - - 4

Uziarnienie - mm 5 31,50

Zawartość podziarna - % - 10

Wymagania jakościowe dla stałych paliw kopalnych w sortymentach średnich (groszki) oraz brykietów i peletów - PRZYKŁAD

Paliwa stałe – stan prawny

Niskoemisyjne paliwa węglowe jako sposób

na szybką poprawę stanu jakości powietrza

Idea uszlachetniania paliwa

węgiel

energia użytkowa Wytwarzanie

paliwa

Produkt programu GEKON Błękitny węgiel = Bluecoal

Cechy paliwa bezdymnego:

- Łatwy zapłon

- Dobre, stabilne spalanie

- Bezproblemowy odbiór popiołu

- Niska emisja CENA!!!

Parametr Symb. Jedn. węgiel kamienny

„Błękitny węgiel”

analiza techniczna

popiół Ar % 5 ÷ 15 <10%

części lotne Vdaf % 31 ÷ 34 4 ÷ 8

siarka całkowita Srt % 0,6 ÷ 1,2 <0,4

wartość opałowa Qri MJ/kg 19 ÷ 25 28

max. zawartość podziarna < 0,1mm

- % 25 5

zapach - - bezwonne bezwonne

węgiel kamienny

paliwo bezdymne

Bluecoal – zakres prac w ramach projektu GEKON

2000 ton 12 ton ~1 tona

BADANIA PÓŁTECHNICZNE W

IChPW

WSTĘPNY PROGRAM PILOTAŻOWY

PROGRAM PILOTAŻOWY

2013 - 2014 2014 - 2015 2015 - 2016

JEDLINA-ZDRÓJ

ZABRZE ROSZKÓW

KRAKÓW

Lokalizacje – testy pilotażowe

Program pilotażowy 2015/16

2000 ton paliwa !

ŻYWIEC

Lokalizacja Ilość

paliwa, Mg

Uczestnicy Ankiety

(ilość)

Roszków 200 80 68

Jedlina-Zdrój 600 790 714

Kraków 400 200 120

Zabrze 500 327 172

Żywiec 300 340 254

Roszków gmina Krzyżanowice

Spalanie tradycyjnych paliw stałych głównie flotokoncentratu

Spalanie „Błękitnego węgla” 80 uczestników programu

pył - redukcja 20 razy

TOC - redukcja 20 razy

Σ16 WWA wg EPA - redukcja 50 razy

B(a)P - redukcja 35 razy

SO2 - redukcja 2 razy

Średnia krotność redukcji emitowanych zanieczyszczeń

Regulacje w zakresie spalania paliw stałych w kotłach małej mocy

Norma 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

Regulacje prawne w zakresie kotłów małej mocy

Sprawozdawczość - wymagania URZĘDÓW…

Projekt rozporządzenia Ministra Rozwoju (2016)

Rzeczywistość – kotły „retortowe”

Rzeczywistość – kotły „podsuwowe”

Rzeczywistość – kotły „peletowe”

+

Porównanie kryteriów normy PN-EN 303-5:2012 i Dyrektywy „Ecodesign” Graniczne wartości emisji zanieczyszczeń wg PN-EN 303-5:2012

Graniczne wartości emisji zanieczyszczeń wg Dyrektywy "Ecodesign"

Graniczne wartości emisji zanieczyszczeń ( mg/m3 przy 10 % O2) CO OGC (LZO) Pył

Sposób zasilania paliwem

Rodzaj paliwa

Nominalna moc cieplna

kW Klasa 3

Klasa 4

Klasa 5

Klasa 3

Klasa 4

Klasa 5

Klasa 3

Klasa 4

Klasa 5

≤ 50 5000 150 150 > 50 ≤ 150 2500 100 150 Bioge-

niczne > 150 ≤ 500 1200 100 150

≤ 50 5000 150 125 > 50 ≤ 150 2500 100 125

Ręczny

Kopalne > 150 ≤ 500 1200

1200 700

100

50 30

125

75 60

≤ 50 3000 100 150 > 50 ≤ 150 2500 80 150 Bioge-

niczne > 150 ≤ 500 1200 80 150

≤ 50 3000 100 125 > 50 ≤ 150 2500 80 125

Automa-tyczny

Kopalne > 150 ≤ 500 1200

1000 500

80

30 20

125

60 40

Graniczne wartości emisji zanieczyszczeń (emisja sezonowa) (mg/m3 przy 10 % O2)

Sposób zasilania paliwem

Rodzaj paliwa Nominalna

moc cieplna kW CO OGC

(LZO) Pył NOx

Biogeniczne 200 Ręczny

Kopalne ≤ 500 700 30 60

350

Biogeniczne 200 Automatyczny

Kopalne ≤ 500 500 20 40

350

Emisja sezonowa Es (CO, OGC, pył, NOx) Es,p - emisja przy obciążeniu częściowym Es,n - emisja przy obciążeniu nominalnym

Środowiskowy monitoring obywatelski

Monitoring stanu jakości powietrza – aktualna sytuacja w Polsce

Monitoring jakości powietrza w Polsce prowadzony jest w ramach Państwowego Monitoringu Środowiska (PMŚ). Jest zgodny z Dyrektywą 2008/50/WE oraz RMŚ z dn. 13 września 2012 w/s dokonywania oceny poziomów substancji w powietrzu. Stacje monitoringu w woj. śląskim: • 28 stacji, w tym:

• 18 automatycznych • 21 manualnych • 4 pasywne

Stacje monitoringu w miastach: • Częstochowa – 3 • Katowice – 2 • Bielsko-Biała – 2 • Zabrze i pozostałe miasta – 1

Stacje działają na rzecz państwa – gromadzą dane dla procesu raportowania

Problemy: • stacja WIOŚ jest zbyt daleko od mojego domu / tutaj chodzę

na spacery z dzieckiem, jeżdżę na rowerze i biegam … • nie wierzę w dane ze stacji państwowych

Propozycja : • gęsta sieć małych stacji pomiarowych • oprogramowanie systemu musi być otwarte – mogę dołączyć

moją indywidualną stację do systemu • system jest darmowy – korzystam z danych i udostępniam

własne dane • dane odczytuję na własnym telefonie komórkowym

Monitoring stanu jakości powietrza – w dobie społeczeństwa informatycznego !!

Monitoring obywatelski – przykłady ze świata

West Oakland Environmental Indicators Project, Kalifornia, USA Monitoring stężeń frakcji PM w mieście i projekt indywidualnego

monitora PM.

Monitoring obywatelski – przykłady ze świata

Mapping for Change, Londyn, Wielka Brytania Monitoring stężeń PM i NO2 w mieście

Rurka dyfuzyjna z siatką pokrytą trietyloaminą do poboru próbek NO2.

Miernik PM2,5

Monitoring obywatelski – przykłady ze świata

CitySense, UE (wybrane miasta) Monitoring stężeń gazów lekkich (CO/NO, NO2, O3)

Monitoring obywatelski – System MiniBox

MiniBox Niskokosztowe mierniki

zanieczyszczeń powietrza

Software System otwarty

udostępniany darmowo

System MiniBox Połączone w sieć mierniki MiniBox w każdej gminie

Informacja dla społeczeństwa

Monitoring obywatelski – System MiniBox

Rzeczywiste dane pomiarowe w miejsce modelowania numerycznego

Wyniki pomiaru uaktualniane co 1 minutę

Mierzymy: temp, ciśnienie, wilgotność, PM10; PM2,5; PM 1,0; NOx, SO2, O3, benzen, BaP

Prognozowanie stanu jakości powietrza na 24 h

Indywidualne profile zdrowotne

Koszt stacji monitoringu WIOŚ ok. 500 000 zł vs. koszt MiniBox ok. 2000 zł

Podsumowanie

Tylko działania systemowe mogą być skuteczne w walce z niską emisją !!

------------------------------------------------------------------------------------- Rozwiązanie perspektywiczne: ciepło systemowe i gaz

Eliminacja mułów węglowych z ogrzewnictwa komunalnego

Powszechna kontrola jakości węgla / rozwiązania ustawowe

Wymiana starych kotłów na urządzenia automatyczne

Wdrożenie węglowych paliw niskoemisyjnych jako rozwiązania przejściowego dedykowanego dla starej infrastruktury grzewczej

Ograniczenie procederu spalania odpadów w paleniskach domowych

Podsumowanie

Porównanie kosztów ograniczenia emisji 1 tony pyłu PM10 wg. różnych rozwiązań technologicznych : Dane wg. Raportu NIK pt.: „Eliminacja niskiej emisji z kotłowni przydomowych i gminnych w województwie śląskim”, styczeń 2017.

• Kolektory słoneczne i pompy ciepła 3,981 mln zł • Termomodernizacja (bez wymiany kotła) 2,759 mln zł • Wymiana kotła (węglowy lub biomasowy) 0,196-0,347 mln zł • Wymiana kotła (gazowy / olejowy) 0,133-0,216 mln zł • Wymiana kotła (elektryczny) 0,102 mln zł • Przyłączenie do sieci ciepłowniczej 0,245 mln zł ------------------------------------------------------------------------------------------- • Zastosowanie „Błękitnego węgla” 0,035 mln zł

Działania systemowe - finansowanie

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

Telefon: 32 271 00 41 Fax: 32 271 08 09

NIP: 648-000-87-65 Regon: 000025945

E-mail: [email protected] Internet: www.ichpw.pl

INSTYTUT CHEMICZNEJ PRZERÓBKI WĘGLA ul. Zamkowa 1; 41-803 Zabrze