07 za léta 2007 až 2010

R

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Výzkumné energetické centrum 17. listopadu 15/2172 708 33 Ostrava – Poruba

Extrakt ze „Závěrečné zprávy č. 90/10 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za léta 2007 až 2010“

Název projektu:

Emise POP a těžkých kovů z malých zdrojů a jejich emisní faktory

Ev. č. projektu:

SP/1a2/116/07

Program:

Resortní program výzkumu v působnosti MŽP na léta 2007 - 2013

Příjemce:

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Výzkumné energetické centrum

Doba trvání projektu:

2007÷2010

Datum vypracování zprávy:

6.12.2010

Vypracoval:

Jiří Horák, František Hopan

Spolupracovali:

za VŠB TU:

Kamil Krpec, Milan Dej, Michal Kubačka, Michal Branc

za ZÚ Ostrava: Tomáš Ocelka, Tomáš Tomšej za AV ČR:

Michal Šyc, Vladimír Pekárek

Ostrava, prosinec 2010

Extrakt ze „Závěrečné zprávy č. 90/10“

6.12.2010

Obsah 1.

Úvod ..................................................................................................................................3

2.

Seznam provedených experimentů....................................................................................3

3.

Souhrnné vyjádření naměřených dat .................................................................................4

4.

Webové stránky projektu.................................................................................................10

5.

Seznam výstupů vytvořených v rámci řešení projektu za dobu jeho řešení....................10

6.

Shrnutí .............................................................................................................................13

7.

Seznam zkratek a pojmů..................................................................................................15

8.

Použitá literatura..............................................................................................................16

Seznam tabulek Tab. č. 1 Seznam experimentů uskutečněných v roce 2008.....................................................3 Tab. č. 2 Seznam experimentů uskutečněných v roce 2009.....................................................4 Tab. č. 3 Seznam experimentů uskutečněných v roce 2010.....................................................4 Tab. č. 4

Odhad počtu domácností, která jsou vytápěna spalováním tuhých paliv v malých spalovacích zařízeních (dle konstrukce zdroje a paliva) ..........................................5

Tab. č. 5 Návrh nových emisních faktorů část 1 (základní znečišťující látky, CO2 a POP) ....6 Tab. č. 6 Návrh nových emisních faktorů část 2 (těžké kovy) .................................................7 Tab. č. 7 Porovnání emisních faktorů vztažených na hmotnost paliva ....................................8 Tab. č. 8 Porovnání emisních faktorů vztažených na výhřevnost paliva .................................9 Tab. č. 9 Roční produkce prachu (TZL) z jednoho průměrného domu v ČR ........................15

2 / 16


6.12.2010

1. Úvod Cílem této zprávy je provést extrakt ze „Závěrečné zprávy č. 90/10 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za léta 2007 až 2010“. S ohledem na omezený rozsah stran, neobsahuje tato zpráva jednotlivé stanovené měrné emise sledovaných znečišťujících látek, které byly získány při rozsáhlé experimentální kampani. Z těchto měrných emisí jsou sestaveny obecné emisní faktory sledovaných znečišťujících látek, což byl také hlavní cíl tohoto projektu.

2. Seznam provedených experimentů Výsledky projektu vycházejí s výsledků rozsáhlé experimentální části. Experimenty byly uskutečněny na různých typech spalovacích zařízeních. Tato zařízení představují základní konstrukční typy, které se u nás pro spalování tuhých paliv používají. Dalším základním proměnlivým faktorem, který byl sledován, bylo použité palivo. Celkem bylo na zkušebně Výzkumného energetického centra provedeno 56 experimentů. Jejich podrobný přehled je uveden v Tab. č. 1 až Tab. č. 3.

pořadí měření

označení zkoušky

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3 3-1 3-2 3-3 4-1 4-2 4-3 5-1 5-2 5-3 6-1 6-2 6-3 7-1 7-2 7-3 8-1 8-2 8-3 9-1

série

1

2

3

4

5

6

7

8 9

datum měření 16.7.08 17.7.08 18.7.08 22.7.08 23.7.08 24.7.08 4.8.08 5.8.08 6.8.08 11.8.08 12.8.08 13.8.08 1.9.08 2.9.08 4.9.08 9.9.08 10.9.08 11.9.08 15.9.08 16.9.08 17.9.08 23.9.08 24.9.08 25.9.08 1.10.08

konstrukce spalovacího zařízení

označení paliva

druh, granulometrie a původ paliva

režim zkoušky

číslo zprávy

automatický kotel

HU1

hnědé uhlí, ořech1, SD a.s.

jmenovitý výkon

740 38/08

prohořívací kotel

BUK

bukové dřevo, polena (průměr 5 až 15 cm, délka 30 cm)

jmenovitý výkon

740 39/08


HU1


jmenovitý výkon

740 40/08

odhořívací kotel

BUK


jmenovitý výkon

740 41/08

odhořívací kotel

HU1


jmenovitý výkon

740 42/08

zplyňovací kotel 1

BUK


jmenovitý výkon

740 43/08


HU1


jmenovitý výkon

740 44/08

krbová kamna

BUK

jmenovitý výkon

740 45/08

plynový kotel

ZP

bukové dřevo, polena (průměr 5 až 15 cm, délka 30 cm) zemní plyn

Tab. č. 1 Seznam experimentů uskutečněných v roce 2008

3 / 16

740 46/08

Extrakt ze „Závěrečné zprávy č. 90/10“ pořadí měření

označení zkoušky

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

10-1 10-2 10-3 11-1 11-2 11-3 12-1 12-2 12-3 13-1 13-2 13-3 14-1 14-2 14-3 15-1 15-2 15-3 16-1 16-2 16-3

série

10

11

12

13

14

15

16

datum měření 9.3.09 10.3.09 11.3.09 16.3.09 17.3.09 18.3.09 20.3.09 23.3.09 24.3.09 29.7.09 30.7.09 31.7.09 4.8.09 5.8.09 6.8.09 11.8.09 12.8.09 13.8.09 17.8.09 18.8.09 19.8.09

6.12.2010


označení paliva


režim zkoušky

číslo zprávy

automatický kotel

CU

černé uhlí, ořech 1, polské

jmenovitý výkon

740 63/09

automatický kotel

HU2

hnědé uhlí, ořech 2, SD a.s.

jmenovitý výkon

740 64/09

automatický kotel

BIO

kukuřičná sláma, peletky (průměr 5 mm, délka 9 mm)

jmenovitý výkon

740 65/09


CU


jmenovitý výkon

740 66/09

odhořívací kotel

CU


jmenovitý výkon

740 67/09

automatický kotel

HU1


60 % jmenovitého výkonu

740 68/09

automatický kotel

HU1


30 % jmenovitého výkonu

740 69/09

Tab. č. 2 Seznam experimentů uskutečněných v roce 2009 pořadí měření

označení zkoušky

série

datum měření


označení paliva

47

17-1

17

14.4.10

automatický kotel

HU1

60 % jmenovitého hnědé uhlí, ořech1, SD a.s. výkonu, nízký přebytek vzduchu

48

18-1

18

15.4.10

automatický kotel

HU1


jmenovitý výkon, nízký přebytek vzduchu

49

19-1

19

16.4.10

automatický kotel

HU1


jmenovitý výkon, vysoký přebytek vzduchu

50

20-1

20

31.5.10


BUK

bukové dřevo, polena přerušovaný provoz (30 (průměr 5 až 15 cm, délka min jm. výkon a 15 min 30 cm) stop stav)

51 52 53 54 55 56

21-1 21-2 21-3 22-1 22-2 22-3


SMRK

SMRK

jmenovitý výkon

60/10


BUK


jmenovitý výkon

61/10

21

22

2.6.10 3.6.10 4.6.10 7.6.10 8.6.10 9.6.10


režim zkoušky

číslo zprávy

58/10

59/10

Tab. č. 3 Seznam experimentů uskutečněných v roce 2010

3. Souhrnné vyjádření naměřených dat V rámci měřicích kampaní byly stanovovány měrné emise (ME) vybraných znečišťujících látek vznikající při:

spalování různých druhů paliv (hnědé uhlí, černé uhlí, dřevo, zemní plyn),

v různých konstrukcích spalovacích zařízení (prohořívací, odhořívací, zplyňovací, automatické kotle na tuhá paliva, krbová kamna, plynový kotel),

při různých provozních režimech.

Veškeré naměřené hodnoty, které jsou uvedeny ve zprávách z měření, byly seskupeny do přehledných tabulek a zpracovány do databáze. Díky získané rozsáhlé databázi měrných emisí znečišťujících látek, vzniklé z výsledků těchto experimentů a odhadu zastoupení konstrukcí spalovacích zařízení v ČR byl vypracován návrh nových emisních faktorů.

4 / 16

Extrakt ze „Závěrečné zprávy č. 90/10“ 3.1

6.12.2010

Odhad zastoupení konstrukcí spalovacích zařízení v ČR

V současné době nejsou k dispozici jednoznačná data, která hovoří o skladbě typů používaných spalovacích zařízení, včetně informací o spalovaných palivech. Proto byl proveden odhad tohoto rozdělení (viz Tab. č. 4), který pracuje s několika úvahami a zjednodušujícími předpoklady:

v ČR je přibližně 722 tis. domácností spalujících tuhá paliva [2]

dle údajů Asociace podniků topenářské techniky bylo za posledních 10 let (1999 až 2009) v ČR prodáno celkem 623 tis. malých spalovacích zařízení na tuhá paliva s výkonem do 50 kW (z toho cca 450 tis. kotlů),

počet kotlů je dorovnán do počtu domácností prohořívacími a odhořívacími kotli na základě úvahy, že rozdíl mezi počtem domácností a počtem prodaných kotlů za poslední desetiletí představuje stará dosud provozovaná spalovací zařízení (prohořívací a odhořívací),

krbová kamna nejsou používána jako hlavní zdroj tepla (roční produkce tepla je 5 GJ/zařízení),

roční spotřeba tepla (pro vytápění) v jedné domácnosti je cca 81 GJ/rok (spotřeba fosilních paliv dle ČHMÚ, spotřeba dřeva dle MPO [3]).

konstrukce zařízení prohořívací odhořívací automatické zplyňovací krbová kamna

ks 160 400 115 100 15 700 x x

fosilní paliva TJ/rok % dle TJ 13 100 55,1 9 400 39,5 1 300 5,4 x x x x

3

10 t/rok 928 666 91 x x

ks 204 600 146 800 5 100 74 300 167 300

dřevo TJ/rok % dle TJ 16 700 46,4 12 000 33,3 400 1,1 6 000 16,8 800 2,3

103 t/rok 1 577 1 132 39 573 79

Tab. č. 4 Odhad počtu domácností, která jsou vytápěna spalováním tuhých paliv v malých spalovacích zařízeních (dle konstrukce zdroje a paliva) Dle hodnot z Tab. č. 4 byl sestaven graf č. 1, který vyjadřuje strukturu zastoupení konstrukcí malých spalovacích zařízení v ČR obecně na tuhá paliva dle vyrobeného tepla. zplyňovací kotle 10%

krbová kamna 1%

automatické kotle 3%

prohořívací kotle 50%

odhořívací kotle 36%

graf č. 1 Odhad struktury používaných typů malých spalovacích zařízení pro spalování tuhých paliv (fosilní + biomasa) v ČR dle vyrobeného tepla

5 / 16

Extrakt ze „Závěrečné zprávy č. 90/10“ 3.2

6.12.2010

Zobecněné stanovené emisní faktory

Pro bilanci znečišťujících látek z malých zdrojů znečišťování jsou v současné době používány EF, které jsou vyjádřeny pro jednotlivé druhy paliv (hnědé uhlí, černé uhlí, dřevo, koks, lehké topné oleje, propan butan a zemní plyn). Z tohoto důvodu byla věnována pozornost především emisním faktorům při spalování hnědého uhlí, černého uhlí a dřeva (biomasy) a experimenty byly koncipovány tak, aby jejich výsledky mohly být zpracovány do návrhu nových emisních faktorů. Stanovené měrné emise v Tab. č. 5 a Tab. č. 6 byly vyjádřeny jako vážené průměry, přičemž jako váha jsou použity odhady zastoupení spalovacích zařízení na tuhá paliva (viz. Tab. č. 4).

hnědé uhlí

černé uhlí

dřevo

TE SO2

kg/t

g/kg

22,8

8,11

1,37

kg/t

g/kg

13,6 * Sp

13,6 * Sp

x

NOx

kg/t

g/kg

1,68

4,69

1,12

CO

kg/t

g/kg

116

118

64,1

NMVOC CO2

kg/t

g/kg

32,2

18,0

11,5

t/t

kg/kg

1,64

2,74

1,42

PCB

mg/t

µg/kg

0,0394

0,118

0,0412

PCDD/F

mg/t

µg/kg

0,000799

0,0105

0,00037

HCB

mg/t

µg/kg

0,0162

57,9

0,0637

Benzo(b)fluoranten

mg/t

µg/kg

3850

4560

698

Benzo(k)fluoranten

mg/t

µg/kg

3560

3170

531

Benzo(a)pyren

mg/t

µg/kg

8640

7460

1400

Indeno(1,2,3-cd)pyren

mg/t

µg/kg

3550

4850

794

suma 4 PAU

mg/t

µg/kg

19600

20000

3420

Fluoranten

mg/t

µg/kg

33500

22000

7650

Pyren

mg/t

µg/kg

31000

12400

6460

Benzo(a)antracen

mg/t

µg/kg

8420

4210

2880

Chrysen

mg/t

µg/kg

6010

3060

1200

Benzo(g,h,i)perylen

mg/t

µg/kg

4830

4550

727

Dibenzo(a,h)antracen

mg/t

µg/kg

286

435

45,6

Tab. č. 5 Návrh nových emisních faktorů část 1 (základní znečišťující látky, CO2 a POP)

6 / 16


6.12.2010 hnědé uhlí

černé uhlí

dřevo

Cd

mg/t

µg/kg

6,41

6,36

17,1

Hg

mg/t

µg/kg

52,0

25,4

2,09

Pb

mg/t

µg/kg

385

732

164

As

mg/t

µg/kg

169

111

30,3

Cr

mg/t

µg/kg

984

365

317

Cu

mg/t

µg/kg

163

169

104

Ni

mg/t

µg/kg

53,2

105

56,6

Se

mg/t

µg/kg

40,8

231

18,5

Zn

mg/t

µg/kg

1060

1080

557

Co

mg/t

µg/kg

50,8

134

53,7

Mn

mg/t

µg/kg

115

592

430

Sb

mg/t

µg/kg

7,55

8,76

0,797

Tl

mg/t

µg/kg

7,77

8,18

1,71

V

mg/t

µg/kg

22,5

24,4

10,9

Tab. č. 6 Návrh nových emisních faktorů část 2 (těžké kovy) 3.3

Porovnání stanovených emisních faktorů s emisními faktory používanými v ČR a doporučovanými vEU

Stanovené emisní faktory byly porovnány se dvěmi sadami dostupných emisních faktorů. První porovnávací sadou jsou emisní faktory doporučované dle EMEP/EEA emission inventory guidebook 2009 - Part B - 1. A.4. small combustion [1] a druhou porovnávací sadou jsou v současnosti užívané emisní faktory pro bilance emisí v ČR (REZZO 3). Hodnoty jsou uvedeny v Tab. č. 7 (vztaženo na hmotnost paliva) a v Tab. č. 8 (vztaženo na výhřevnost paliva). První sada (v Tab. č. 7 a v Tab. č. 8 označena jako EEA) je dle EEA vztažena na výhřevnost paliva. Pro možnost vzájemného porovnání byl proveden přepočet těchto faktorů na hmotnost paliva pomocí průměrných vážených výhřevností paliv v ČR (hnědé uhlí 18,0; černé uhlí 25,4; dřevo 14,6 MJ/kg) [4]. Druhá sada (v Tab. č. 7 a v Tab. č. 8 označena jako používané) je dle ČHMÚ vztažena k hmotnosti paliva. Pro možnost vzájemného porovnání byl proveden přepočet faktorů na hodnotu tepla v palivu (přes stejnou výhřevnost paliv jako u první sady). Třetí sada (v Tab. č. 7 a v Tab. č. 8 označena jako stanovené) jsou experimentálně stanovené emisní faktory, které jsou z jednoho vyjádření na druhý přepočítávány přes výhřevnosti spalovaných experimentálních paliv. Emisní faktor SO2 je po vzoru používaných emisních faktorů stanoven bilančně ve vztahu k obsahu síry v palivu. Hodnota 13,6 pro emisní faktory vyjádřené na hmotnost paliva, resp. 13 600 pro emisní faktory vyjádřené na výhřevnost paliva byla stanovena z experimentálních dat metodou lineární regrese.

7 / 16

Závěrečná zpráva 2007 až 2010

2.11.2010

hnědé uhlí tříděné používané 1,0*Ap Tuhé emise kg/t 7,99 (6,9) 19,0 * Sp SO2 kg/t 16,2 (14,1) NOx kg/t 1,98 3 CO kg/t 82,7 45 NMVOC kg/t 8,71 8,9 CO2 t/t x x PCB mg/t 3,06 0,603 PCDD/F TEQ mg/t 0,0144 0,006 HCB mg/t 0,0112 0,125 Benzo(b)fluoranten mg/t 5 936 1150 Benzo(k)fluoranten mg/t 2 338 525 Benzo(a) pyren mg/t 4 137 845 Indeno(1,2,3cd)pyren mg/t 1 979 1110 Ɖ4PAU mg/t 14 389 3630 Fluoranten mg/t x x Pyren mg/t x x Benzo(a)antracen mg/t x x Chrysen mg/t x x Benzo(g,h,i)perylen mg/t x x Dibenzo(a,h)antracen mg/t x x Cd mg/t 27,0 6 Hg mg/t 91,7 126 Pb mg/t 2 338 277 As mg/t 45,0 171 Cr mg/t 201 37,9 Cu mg/t 401 80,9 Ni mg/t 228 33,8 Se mg/t 18,0 51,3 Zn mg/t 3 957 977 Co mg/t x x Mn mg/t x x Sb mg/t x x Tl mg/t x x V mg/t x x Ap ... obsah popele v původním vzorku paliva (%hm.) Sp ... obsah síry v původním vzorku paliva (%hm.) EF na palivo

EEA

stanovené

EEA

22,8

11,3

13,6 * Sp (10,1) 1,68 116 32,2 1,64 0,0394 0,000799 0,0162 3 850 3 560 8 640 3 550 19 600 33 500 31 000 8 420 6 010 4 830 286 6,41 52 385 169 984 163 53,2 40,8 1 060 50,8 115 7,55 7,77 22,5

22,9 2,80 117 12,3 x 4,33 0,0204 0,0158 8 398 3 308 5 853 2 799 20 360 x x x x x x 38,2 130 3 308 63,6 285 568 323 25,4 5 599 x x x x x

černé uhlí tříděné používané 1,0*Ap (18,9) 19,0 * Sp (10,0) 2 45 8,9 x 4,77 0,004 0,125 1 600 50 1 500 3 000 6 150 x x x x x x 0,233 17,5 11,7 5,65 x 50,7 36,2 19,6 630 x x x x x

stanovené

EEA

biomasa používané

stanovené

8,11

10,7

5,2

1,37

0,292

1

x

1,09 77,4 13,5 x 0,000876 0,0102 0,0876 3 212 1 898 3 066 2 044 10 220 x x x x x x 20,4 7,30 584 14,6 42,3 126 64,2 7,30 1 898 x x x x x

0,75 1 0,89 x 3,6 0,005 0,06 3 260 1 080 2 480 1 760 8 580 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

1,12 64,1 11,5 1,42 0,0412 0,000370 0,0637 698 531 1 400 794 3 423 7 650 6 460 2 880 1 200 727 45,6 17,1 2,09 164 30,3 317 104 56,6 18,5 557 53,7 430 0,797 1,71 10,9

13,6 * Sp (7,2) 4,69 118 18 2,74 0,118 0,0105 57,9 4 560 3 170 7 460 4 850 20 040 22 000 12 400 4 210 3 060 4 550 435 6,36 25,4 732 111 365 169 105 231 1080 134 592 8,76 8,18 24,4

Tab. č. 7 Porovnání emisních faktorů vztažených na hmotnost paliva

8 / 16

Závěrečná zpráva 2007 až 2010 EF na příkon

EEA

Tuhé emise

g/GJ

444

SO2

g/GJ

900

NOx g/GJ 110 CO g/GJ 4600 NMVOC g/GJ 484 CO2 kg/GJ x PCB µg/GJ 170 PCDD/F TEQ ng/GJ 800 HCB µg/GJ 0,62 Benzo(b)fluoranten mg/GJ 330 Benzo(k)fluoranten mg/GJ 130 Benzo(a) pyren mg/GJ 230 Indeno(1,2,3cd)pyren mg/GJ 110 Ʃ4PAU mg/GJ 800 Fluoranten mg/GJ x Pyren mg/GJ x Benzo(a)antracen mg/GJ x Chrysen mg/GJ x Benzo(g,h,i)perylen mg/GJ x Dibenzo(a,h)antracen mg/GJ x Cd mg/GJ 1,5 Hg mg/GJ 5,1 Pb mg/GJ 130 As mg/GJ 2,5 Cr mg/GJ 11,2 Cu mg/GJ 22,3 Ni mg/GJ 12,7 Se mg/GJ 1 Zn mg/GJ 220 Co mg/GJ x Mn mg/GJ x Sb mg/GJ x Tl mg/GJ x V mg/GJ x Ap ... obsah popele v původním vzorku paliva (%hm.) Sp ... obsah síry v původním vzorku paliva (%hm.) Qi … výhřevnost paliva MJ/kg

2.11.2010 hnědé uhlí tříděné používané stanovené 1 000 * Ap / Qi 1200 (382) 19 000 * Sp / Qi 13 600 * Sp / Qi (782) (559) 167 87,6 2 502 6070 495 1690 x 85,7 34 2,07 334 41,8 7 0,847 64 202 29 187 47 453 62 186 202 1028 x 1760 x 1620 x 442 x 315 x 253 x 15 0,3 0,335 7,0 2,72 15,4 20 9,5 8,78 2,1 51,6 4,5 8,47 1,9 2,77 2,9 2,13 54,3 55,2 x 2,66 x 6,01 x 0,387 x 0,404 x 1,17

EEA 444 900 110 4600 484 x 170 800 0,62 330 130 230 110 800 x x x x x x 1,5 5,1 130 2,5 11,2 22,3 12,7 1 220 x x x x x

černé uhlí tříděné používané stanovené 1 000 * Ap / Qi 249 (744) 19 000 * Sp / Qi 13 600 * Sp / Qi (395) (282) 79 144 1 768 3620 350 552 x 83,9 187 3,61 157 324 4,9 1780 63 140 2,0 97,4 59 229 118 149 242 615 x 673 x 380 x 129 x 94 x 140 x 13 0,009 0,195 0,7 0,779 0,5 22,5 0,2 3,41 x 11,2 2,0 5,18 1,4 3,24 0,8 7,09 24,8 33,2 x 4,12 x 18,2 x 0,269 x 0,251 x 0,749

Tab. č. 8 Porovnání emisních faktorů vztažených na výhřevnost paliva

9 / 16

EEA

biomasa používané

stanovené

730

356

87,2

20

68

x

74,5 5300 925 x 0,06 700 6 220 130 210 140 700 x x x x x x 1,4 0,5 40 1 2,9 8,6 4,4 0,5 130 x x x x x

51 68 61 x 247 342 4,1 223 74 170 121 588 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

71,9 4080 732 90,1 2,63 25,3 3,94 45 33,8 89,1 50,6 218 488 411 184 76 46 3 1,1 0,135 10,6 1,99 20,2 6,66 3,61 1,19 36,1 3,43 27,5 0,0529 0,111 0,699


2.11.2010

4. Webové stránky projektu V rámci řešení projektu byly zřízeny webové stránky http://emisnifaktory.zuova.cz/ . Na těchto stránkách jsou základní informace o projektu včetně seznamu uveřejněných publikací.

5. Seznam výstupů vytvořených v rámci řešení projektu za dobu jeho řešení 5.1

Vypracované zprávy

Výsledky jednotlivých série měření byly zpracovány do samostatných zpráv. Seznam zpráv viz pravý sloupec v Tab. č. 1 až Tab. č. 3. 5.2

Články

Horák, Jiří; Machálek, Pavel; Hopan, František; Krpec, Kamil; Dej, Milan; Pekárek, Vladimír; Ocelka, Tomáš; Šyc, Michal; Tomšej, Tomáš; . Emise POP a těžkých kovů z malých zdrojů znečišťování a jejich emisní faktory. Ochrana ovzduší, 2008, roč. 21, č. 5-6, s. 38-41. ISSN 1211-0337.

Paradiz, B.; Dilara, P.; Horák, Jiří; De Santi, G.; Christoph, E.H.; Umlauf, G.. An integrated approach to asses the PCDD/F emissions of the coal fired stoves combining emission measurements and ambient air levels modeling. Chemosphere, 2008, roč. 73, č. 1, s. 94-100. ISSN 0045-6535.

Hopan, František; Šyc, Michal; Horák, Jiří; Dej, Milan; Krpec, Kamil; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Pekárek, Vladimír. Emission factors of selected organic compounds from Domestic hardwood combustion. Sborník vědeckých prací VŠB-TU Ostrava, řada strojní, 2009, roč. LV, č. 3, s. 81-85. ISSN 1210-0471.

Horák, Jiří; Hopan, František. Může jedna vesnice vyprodukovat tolik dioxinů jako velká spalovna odpadů?. Topenářství - instalace, 2009, roč. 2009, č. 6, s. 36-38. ISSN 1211-0906.

Horák, Jiří; Hopan, František; Dej, Milan; Krpec, Kamil; Šyc, Michal; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Pekárek, Vladimír. Emisní faktory znečišťujících látek ze spalování hnědého uhlí ve spalovacích zařízeních malých výkonů. Zpravodaj Hnědé uhlí, 2009, roč. 2009, č. 4, s. 37-40. ISSN 1213-1660.

Horák, Jiří; Hopan, František; Krpec, Kamil; Dej, Milan; Kubačka, Michal; Pekárek, Vladimír; Šyc, Michal; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Machálek, Pavel. Stanovení emisních faktorů pro spalování tuhých paliv ve spalovacích zařízeních provozovaných v domácnostech. Topenářství - instalace, 2009, roč. 2009, č. 7, s. 26-28. ISSN 12110906.

Horák, Jiří; Hopan, František; Kysučan, Zdeněk. Testovací trať stanovení TZL prašná trať. Ochrana ovzduší, 2009, roč. 2009, č. 2, s. 31-31. ISSN 1211-0337.

Horák, Jiří; Krpec, Kamil; Hopan, František. Tvorba PAU při spalování dřeva a uhlí v malých zdrojích znečišťování. Technológ, 2009, roč. 1, č. mimořádné, s. 5-10. ISSN 1337-8996.

10 / 16


2.11.2010

Juninen, H; Mønster, J; Rey, M; Cancelinha, J; Douglas, K; Duane, M; Forcina, V; Müller, A; Lagler, F; Marelli, L; Borowiak, A; Niedzialek, J; Paradiz, B; MiraSalama, D; Jimenez, J; Hansen, U; Astorga, C; Stanczyk, K; Viana, M; Querol, X; Duvall, R.M.; Norris, G.A.; Tsakovski, S; Wåhlin, P; Horák, Jiří; Larsen, B.R.. Quantifying the Impact of Residential Heating on the Urban Air Quality in Typical European Coal Combustion Region. Environmental Science & Technology, 2009, roč. 43, č. 20, s. 7964-7970. ISSN 1520-5851.

Šyc, Michal; Horák, Jiří; Krpec, Kamil; Hopan, František; Ocelka, Tomáš; Stáňa, Michal. Effect of non-stationary combustion phases on emission factors of selected pollutants and PCDD/F from domestic combustion. Sborník vědeckých prací VŠB-TU Ostrava, řada strojní, 2010, roč. 2010, č. 2, ISSN 1210-0471.

5.3

Elektronická prezentace

5.4

Horák, Jiří. Emise PM při spalování biomasy. Ostrava : VŠB-TUO, Výzkumné energetické centrum, 2008. Kniha - celek odborná

5.5

Horák, Jiří; Machálek, Pavel; Krpec, Kamil; Hopan, František; Dej, Milan; Kubačka, Michal; Branc, Michal; Ocelka, Tomáš; Šyc, Michal; Pekárek, Vladimír; Tomšej, Tomáš; . Emise POP a těžkých kovů z malých zdrojů a jejich emisní faktory - díl I.. 1.vyd. Ostrava : Vysoká škola báňská-Technická univerzita Ostrava, 2008. 158 s. ISBN 978-80-248-1816-0. Sborník-příspěvek

Dej, Milan. Emise POPs z velkých stacionárních zdrojů. In Energie z biomasy VIII. Ostrava : VŠB-TUO, Výzkumné energetické centrum, 2008. s. 16-21. ISBN 978-80248-1829-0.

Horák, Jiří; Hopan, František. Může jedna vesnice vyprodukovat tolik dioxinů jako velká spalovna odpadů?. In Ochrana ovzdušia 2008. Štrbské Pleso, Slovenská republika : Kongres management s.r.o., 2008. s. 116-119. ISBN 978-80-89275-14-4.

Horák, Jiří; Hopan, František. Testovací trať stanovení TZL. In Energie z biomasy VIII. Ostrava : VŠB-TUO, Výzkumné energetické centrum, 2008. s. 22-27. ISBN 97880-248-1829-0.

Horák, Jiří; Hopan, František; Krpec, Kamil; Dej, Milan; Kubačka, Michal; Pekárek, Vladimír; Šyc, Michal; Ocelka, Tomáš; Machálek, PavelTomšej, Tomáš; . Determination of emission factor for combusting solid fuels in residental combustion appliances. In Organohalogen Compounds. Birmingham : DIOXIN 2008, 2008. s. 2470-2473.

Hopan, František; Horák, Jiří; Dej, Milan; Krpec, Kamil; Šyc, Michal; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Pekárek, Vladimír. Emission factors of pollutants from the combustion of brown coal in domestic appliances. In Organohalogen Compounds. Beijing : Organohalogen Compounds DIOXIN 2009, 2009. s. 699-702.

Hopan, František; Horák, Jiří; Krpec, Kamil; Dej, Milan; Branc, Michal; Tomšej, Tomáš; Ocelka, Tomáš; Šyc, Michal; Pekárek, Vladimír. Srovnání produkce dioxinů a furanů pro různá paliva spalovaná v 25 kW automatickém kotli. In Zborník

11 / 16


2.11.2010

konferencie OCHRANA OVZDUŠIA 2009. Bratislava : Kongres management s.r.o., 2009. s. 118-121. ISBN 978-80-89275-20-5.

Horák, Jiří; Hopan, František; Kysučan, Zdeněk. Dílčí výsledky mezilaboratorního porovnání zkoušek - stanovení tuhých znečišťujících látek. In Zborník konferencie OCHRANA OVZDUŠIA 2009. Bratislava : Kongres management s.r.o., 2009. s. 114117. ISBN 978-80-89275-20-5.

Horák, Jiří; Hopan, František; Kysučan, Zdeněk. Nová testovací trať stanovení TZL, mezilaboratorní porovnání zkoušek. In Měření emisí - 14. tradiční mezinárodní konference. Hradec Králové : EMPLA, 2009. s. 83-90. ISBN 978-80-904343-0-1.

Horák, Jiří; Krpec, Kamil; Hopan, František; Dej, Milan; Koloničný, Jan; Tomšej, Tomáš; Machálek, Pavel. Tvorba PAU při spalování dřeva a uhlí v malých zdrojích znečišťování. In Ovzduší 2009. Brno : Masarykova univerzita Brno, 2009. s. 79-83. ISBN 978-80-210-4829-4.

Šyc, Michal; Horák, Jiří; Hopan, František; Dej, Milan; Krpec, Kamil; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Pekárek, Vladimír. Emission factors of selected organic compounds from domestic hardwood combustion. In Organohalogen Compounds. Beijing : Organohalogen Compounds DIOXIN 2009, 2009. s. 148-151.

Hopan, František; Horák, Jiří; Krpec, Kamil; Dej, Milan; Šyc, Michal; Tomšej, Tomáš; Ocelka, Tomáš. Vliv konstrukce spalovacích zařízení malých výkonů při spalování různých paliv na tvorbu emisí vybraných polyaromatických uhlovodíků. In Ochrana ovzdušia 2010. Bratislava : Kongres STUDIO, spol. s r.o., 2010. s. 91-94. ISBN 978-80-970356-3-1.

Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Horák, Jiří; Šyc, Michal; Meloun, Milan; Krpec, Kamil; Hopan, František; Dej, Milan. Emission of PCDD/Fs from domestic combustion using various woods, biofuel and coals. In Halogenated Persistent Organic Pollutants, Dioxin 2010. San Antonio : DIOXIN 2010, 2010. s. 1477-1450.

Šyc, Michal; Horák, Jiří; Krpec, Kamil; Hopan, František; Dej, Milan; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš. Effect of non-stationary combustion phases on emission factors of selected pollutants and PCDD/F from domestic combustion. In Halogenated Persistent Organic Pollutants, Dioxin 2010. San Antonio, USA : DIOXIN 2010, 2010. s. 1150-1153.

Horák, Jiří; Hopan, František; Branc, Michal; Modlík, Miloslav. Problematika bilance emisí znečišťujících látek z malých spalovacích zdrojů - návrh emisních faktorů. In Ochrana ovzduší ve státní správě - teorie a praxe VI. Chrudim : Vodní zdroje EKOMONITOR spol. s r.o., 2010. s. 85-90. ISBN 978-80-86832-55-5.

5.6

Oponované zprávy

Horák, Jiří; Hopan, František; Krpec, Kamil; Dej, Milan; Kubačka, Michal; Branc, Michal; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Šyc, Michal; Pekárek, Vladimír; Machálek, Pavel. Závěrečná zpráva o realizaci projektu pro rok 2007. Závěrečná zpráva o realizaci projektu pro rok 2007. Ostrava : VŠB-TUO, Výzkumné energetické centrum, 2007,

Horák, Jiří; Hopan, František; Krpec, Kamil; Branc, Michal; Kubačka, Michal; Dej, Milan; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Šyc, Michal; Pekárek, Vladimír; Machálek, Pavel. Závěrečná zpráva č. 740 47/08 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za rok 2008. Závěrečná zpráva č. 740 47/08 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za rok 2008. Ostrava : VŠB-TUO, Výzkumné energetické centrum, 2008, 12 / 16


2.11.2010

Horák, Jiří; Hopan, František; Krpec, Kamil; Dej, Milan; Branc, Michal; Kubačka, Michal; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Šyc, Michal; Pekárek, Vladimír. Závěrečná zpráva č. 740 70/09 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za rok 2009. Závěrečná zpráva č. 740 70/09 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za rok 2009. Ostrava : VŠB-TUO, Výzkumné energetické centrum, 2009.

Horák, Jiří; Hopan, František; Krpec, Kamil; Dej, Milan; Branc, Michal; Kubačka, Michal; Ocelka, Tomáš; Tomšej, Tomáš; Šyc, Michal; Pekárek, Vladimír. Závěrečná zpráva č. 740 74/10 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za rok 2009. Závěrečná zpráva č. 740 70/09 o řešení projektu SP/1a2/116/07 za rok 2009. Ostrava : VŠB-TUO, Výzkumné energetické centrum, 2010.

6. Shrnutí Základním cílem projektu bylo vypracování návrhu obecných emisních faktorů pro spalování tuhých paliv v domácnostech ČR a tento cíl byl splněn viz kapitola 3.2. Český hydrometeorologický ústav je v souladu s § 5, odst. 1 nařízení vlády č. 351/2002 Sb. právnickou osobou, pověřenou zajištěním emisní inventury pro znečišťující látky, pro které jsou v příloze č. 1 k tomuto nařízení stanoveny emisní stropy. Zároveň vykonává funkci Národního kontaktního místa pro vedení, zpracování a předávání emisních inventur podle mezinárodních závazků k Úmluvě o dálkovém znečišťování ovzduší přecházejícím hranice států (CLRTAP). Součástí prováděných emisních inventur je také bilance emisí z vytápění domácností, která je prováděna výhradně s využitím emisních faktorů, charakteristických pro spalování různých druhů paliv. Český hydrometeorologický ústav předpokládá, že získané výstupy budou částečně zapracovány do národní inventury emisí jako příspěvek ke zvýšení její přesnosti, reprezentativnosti a důvěryhodnosti. Výsledky experimentů ukázaly na dominantní vliv typu spalovacího zařízení na produkci znečišťujících látek. Spalování ve starších typech spalovacích zařízeních je výrazně horší než u modernějších typů. Dle odhadu více jak 50% používaných spalovacích zařízení je založeno na prohořívacím způsobu spalování, který představuje tu nejjednodušší konstrukci. Tato zařízení jsou tak rozšířená, protože jsou nejlevnější a dle uživatelských zvyklostí (při nerespektování doporučení výrobce) v nich shoří vše. Modernizace používaných spalovacích zařízení používaných v ČR pro vytápění domácností na základě spalování tuhých paliv představuje značný potenciál pro snížení emisí znečišťujících látek. Dotační programy jako Zelená úsporám mohou dobře motivovat uživatele ke koupi nových zařízení. Je na škodu, že tento dotační program není určen také pro moderní spalovací zařízení spalující uhlí, protože je zřejmé, že dobře spálené uhlí je o hodně lepší než špatně spálené dřevo (např. nejmenší produkce CO byla sledována při spalování hnědého uhlí na zplyňovacím kotli, emise SO2 představují samostatnou kapitolu). Je samozřejmě otázkou jak bez kontrol u samotného uživatele bude vypadat vlastní realizace instalace nového zařízení a hlavně poté běžný provoz. Také provoz moderního spalovacího zařízení může být zásahem obsluhy velmi negativně ovlivněn. Navržené hodnoty EF byly stanoveny převážně při provozu kotle blízko jmenovitému výkonu, v případě potřeby bude nutné pozornost věnovat také provozním stavům se sníženým výkonem. Tato oblast u kotlů s jednorázovou dopravou paliva do kotle se ovšem potýká se základním problémem měřitelnosti. Vysoké koncentrace znečišťujících látek jsou mimo rozsah přístrojů a způsobují problém se samotným odběrem vzorku (blokace filtrů, kondenzace dehtů)

13 / 16


2.11.2010

Bilance znečišťujících látek ze spalování tuhých paliv pro potřeby vytápění domácností představuje specifickou oblast, do které zasahuje mnoho faktorů a skutečností. Nejdůležitějšími parametry jsou spotřeba paliv a emisní faktor. Projekt se zabýval převážně emisními faktory, ale v závěru při pokusu o jejich zobecnění jsme museli pracovat také s odhadem spotřeby paliv. Základní čtyři parametry, které dominantně ovlivňují stanovený emisní faktor lze definovat takto:

typ spalovacího zařízení (prohořívací, odhořívací, zplyňovací, automatické)

typ paliva (fosilní, bio, obsah vody a popeloviny, granulometrie)

kvalita obsluhy (nastavení provozních parametrů, klapky spalovacích vzduchů, dávka paliva, požadovaná teplota v místnosti)

kvalita instalace a její údržba (spalovací zařízení + topný systém včetně jeho regulace + komín = představují jeden společný systém, čištění komínu a spalovacího zařízení)

Každý z výše uvedených parametrů může naprosto zásadním způsobem ovlivnit kvalitu spalování a tím samozřejmě množství a skladbu vyprodukovaných znečišťujících látek. A to je právě kámen úhelný, se kterým se bilance emisí z malých spalovacích zařízení potýká. Z pohledu produkce PCDD/F není spalování českých tuhých paliv v malých spalovacích zařízeních tak velkým problémem jak se zdálo na počátku řešení tohoto projektu. Naměřené úrovně byly relativně nízké (ve srovnání s dosud používanými hodnotami) pro spalování dřeva a hnědého uhlí. Dle očekávání byly vyšší při spalování černého uhlí, kterého se spaluje výrazně méně a jeho použití souvisí spíše s daným regionem.

pro hnědé uhlí 0,007÷0,141 ngTEQ/m3N při 10 % O2 (0,06÷1,3 ng/kg paliva)

pro dřevo (bez BIO): 0,007÷0,056 ngTEQ/m3N při 10 % O2, (0,06÷0,39 ng/kg paliva)

pro černé uhlí 0,3÷5,0 ngTEQ/m3N při 10 % O2 (4,4÷71 ng/kg paliva)

Výrazným problémem je produkce PAU, která dosahuje u starých typů spalovacích zařízení velmi vysokých hodnot (ve srovnání s dosud používanými hodnotami). Stanovené emisní faktory pro těžké kovy jsou dominantně ovlivněny obsahem těchto kovů ve spalovaném palivu, proto při aplikaci stanovených emisních faktorů musí být přistupováno obezřetně. Stanovené emisní faktory mohou sloužit pro rozbor a popularizaci dané problematiky a hlavně k úvahám o dalších krocích a řešeních neutěšeného stavu. Např. v Tab. č. 9 je uvedeno porovnání roční produkce emisí prachu při spalování různých paliv v různých typech spalovacích zařízeních pro jeden „průměrný“ dům v ČR. Nad těmito hodnotami může být potom vedena odborná a také politická diskuze, která se bude např. zabývat tím zda je nutné nějakým způsobem řešit malý zdroj znečištění, který ročně vyprodukuje méně jak 10kg prachu.

14 / 16


2.11.2010

Roční produkce prachu z jednoho domu [kg/(rok a dům)] palivo CU BUK

konstrukce zařízení

HU1

HU2

automatický kotel

6

5


249

59

16

odhořívací kotel

32

52

15


2

SMRK

12

BIO 12

9


2

krbová kamna

7

10

Tab. č. 9 Roční produkce prachu (TZL) z jednoho průměrného domu v ČR

7. Seznam zkratek a pojmů • •

As automatický kotel

• • • • • • • • • •

BIO BUK Cd Co CO CO2 Cr CU Cu EEA

• • • • • • • • • • • •

HCB Hg HU1, HU2 krbová kamna Mn Ni NMVOC NOx odhořívací kotel Pb PCB plynový kotel

arsen kotel s automatickým přísunem paliva a možností regulace přiváděného vzduchu pelety z kukuřičné slámy buková polena kadmium kobalt oxid uhelnatý oxid uhličitý chrom černé uhlí měď emisní faktory doporučované dle EMEP/EEA emission inventory guidebook 2009 - Part B - 1. A.4. small combustion hexachlorbenzen rtuť hnědé uhlí moderní kamna mangan nikl nemetanové těkavé organické látky oxidy dusíku přepočtené na oxid dusičitý kotel staré konstrukce s periodickým přikládáním paliva olovo polychlorované bifenyly běžný plynový kotel 15 / 16

Závěrečná zpráva 2007 až 2010 •

používané

• • • • • • •

prohořívací kotel Sb Se SMRK SO2 stanovené suma 4 PAU

•

TEQ PCDD/F

• • • • • • •

Tl TZL V Zn ZP zplyňovací kotel 1 zplyňovací kotel 2

2.11.2010

v současnosti užívané emisní faktory pro bilance emisí v ČR (REZZO 3) kotel staré konstrukce s periodickým přikládáním paliva antimon selen smrková polena oxidy síry přepočtené na oxid siřičitý experimentálně stanovené emisní faktory Benzo(a)pyren, Benzo(b)fluoranten, Benzo(k)fluoranten, Indeno(1,2,3,-cd)pyren polychlorované dibenzodioxiny a furany vyjádřené jako ekvivalent toxicity thalium celkové tuhé látky v emisích vanad zinek zemní plyn moderní kotel primárně určený pro uhlí moderní kotel primárně určený pro dřevo

8. Použitá literatura [1]

[2]

[3]

[4]

EMEP/EEA emission inventory guidebook 2009 - Part B - 1. A.4. small combustion, [cit. 2010-08-1] Dostupné na www: MACHÁLEK P., MACHART J., Emisní bilance vytápění bytů malými zdroji od roku 2001, ČHMÚ 2003, [cit. 2010-10-08] Dostupné na www: BUFKA A., a kol: Obnovitelné zdroje energie v roce 2008, MPO 2009, [cit. 2010-10-08] Dostupné na www: Ročenka ČHMÚ – http://old.chmi.cz/uoco/emise/embil/emise.html

16 / 16

07 za léta 2007 až 2010

Recommend Documents