Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice. II. ročník (obor DP-SV), st. skupina 28 Mjasnikovič Vladimír, Novotný Tomáš pracovní skupina 02

Dopravní fakulta Jana Pernera, Univerzita Pardubice II. ročník (obor DP-SV), st. skupina 28 Mjasnikovič Vladimír, Novotný Tomáš pracovní skupina 02 Název práce: Těžba a vnitropodniková doprava uhlí v rámci energetických

procesů Prohlášení: Prohlašuji, že předložená práce je naším původním autorským dílem, které jsme vypracovali samostatně. Literaturu a další zdroje, z nichž jsme při zpracování čerpali, v práci řádně citujeme. Anotace: Semestrální práce se zabývá otázkami těžby uhlí a jejím vlivem na životní prostředí nejen v době těžby, ale i několik desítek let po skončení těžební činnosti. Patřičný rozsah je věnován představení našich největších důlních společností a společnosti ČEZ, a. s., která je naším největším odběratelem uhlí a zároveň největším výrobcem elektrické energie. Velká část práce je rovněž věnována dopravě a zpracování uhlí v rámci uhelných elektráren Ledvice a Prunéřov. Poslední kapitola je věnována vlastnostem uhlí a vstupů a výstupů z elektráren. Klíčová slova: zauhlování, pevné a rezervní pojezdové pásy, vzorkovací linka paliva, uhlovodíky, kovové plyny, radionuklidy, energosádrovce.

1

Obsah: 1. 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3. 4. 5. 5.1 6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 7. 7.1 7.2 7.3 8.

Úvod Vliv hlubinné těžby černého uhlí na životní prostředí Krajina Zemědělství Lesnictví Průmyslové oblasti Vesnice a městské aglomerace Dopravní stavby Historické objekty a kulturní památky Vliv zpracování uhlí na životní prostředí Podrobější informace o těžbě hnědého uhlí Závislost uhelných společností na dodávkách ČEZ, a. s. Vývoj těžby jedn. hnědouhelných společností v r. 1997-2000 v mil. tun s odhadem těžby pro rok 2000 Charakteristika zauhlovacího zařízení – Elektrárna Ledvice Systém zauhlovacího zařízení Situační popis uspořádání technologického zařízení Skládka paliva Pravidla pro pohyb na skládce Stanoviště buldozerů Zakládání skládky Opatření při samovznícení zásob Rozhrnování paliva Svahování – dusání paliva Přihrnování paliva – provoz ze skládky Zvláštní případy provozu – mimořádné stavy skládky ČEZ, a. s. Charakteristika – Elektrárny Prunéřov Okruh paliva v ČEZ, a. s. Okruh vzduchu a kouřových plynů Závěr

2 3 3 4 5 6 6 6 7 7 7 8 8 10 10 11 12 12 13 13 13 13 14 14 15 15 15 16 19 27

1. Úvod Výroba elektrické energie v tepelných elektrárnách tvoří páteř každé energetiky. K výrobě elektrické energie je využíván neobnovitelný zdroj energie, tj. fosilní paliva, zejména hnědé a černé uhlí, jejichž zásoby jsou ve světovém měřítku omezené. Při vlastní výrobě elektrické energie v tepelných elektrárnách vznikají nejrůznější typy odpadů (pevné, kapalné a plynné) a též nejrůznější škodliviny a emise. Problémem při výrobě elektrické energie v tepelných elektrárnách je produkce oxidu uhličitého, který přispívá k tvorbě skleníkového efektu. Problém produkce oxidu uhličitého se minimalizuje použitím moderních technologií s vysokou celkovou účinností výroby elektrické energie a tepla v jednom cyklu (paroplynové elektrárny a teplárny). Velkým problémem při výrobě elektrické energie v tepelných elektrárnách je těžba a následné zušlechtění černého případně hnědého uhlí. Jak při těžbě, tak při následném zušlechtění dochází k velkoplošnému poškození přírody a vzniká velké 2

množství odpadů, jejichž likvidace činí problémy. I přes výše uvedené nedostatky je výroba elektrické energie v tepelných elektrárnách stabilizujícím faktorem celé ekonomiky té které země, neboť ve většině případů se v každém státu nacházejí využitelná ložiska černého případně hnědého uhlí. Tím je obvykle zajištěna soběstačnost ekonomiky daného státu z hlediska výroby elektrické energie. Nezanedbatelnou výhodou černého uhlí je vyšší kvalita (menší popelnatost, vodnatost a obsah síry) ve srovnání s hnědým uhlím, tj. při spalovacích procesech vzniká menší množství škodlivin (oxidy síry, atd.) a při správné optimalizaci spalovacího procesu není nutné provozovat nákladné odsiřovací zařízení. Hlubinná těžba černého uhlí, která je v České republice velmi rozšířena, má velmi málo pozitivních vlivů na životní prostředí. Pozitivní vlivy se projevují spíše v jiných oblastech, např. ve zvýšení počtu pracovních příležitostí v dané lokalitě, ve vybudování nové infrastruktury (silnice, železnice, vodovodní a kanalizační síť, atd.). Negativní vlivy hlubinné těžby černého uhlí na životní prostředí jsou převažující a je nutné jim předcházet a minimalizovat je už ve fázi prvních studií a zahájení tvorby projektu. Zde je nutné posuzovat danou problematiku z více různých hledisek a nepodceňovat vzájemnou provázanost jednotlivých problémů. Dodatečná opatření nejsou tak účinná a jsou finančně náročnější (pokud jsou ještě technicky proveditelná). Přitom dochází k narušení veškerých ochranných vazeb daného ekosystému, který je potom náchylnější k různým negativním jevům. Celkově hlubinná těžba černého uhlí poškozuje krajinu méně než povrchová těžba hnědého uhlí. Na druhou stranu je potřebné zmínit, že celková výtěžnost uhelných slojí při hlubinné těžbě černého uhlí je menší (cca 40 až 50 %) než při povrchové těžbě hnědého uhlí (cca 90 %). Dále při hlubinné těžbě černého uhlí dochází k nebezpečnější expozici pracovníků (menší mechanizace procesu těžby) z hlediska nejrůznějších škodlivin (prach, hluk, důlní plyny, nebezpečí otřesů a závalů, atd.). Obecně lze říci, že hlubinná těžba černého uhlí negativně ovlivňuje krajinu, zemědělství, lesnictví, průmyslové oblasti, vesnice a městské aglomerace, dopravní stavby a historické památky [1]. Cílem práce je popsat vliv těžby uhlí na tyto oblasti a její další koloběh v rámci výroby elektrické energie v uhelných elektrárnách ČEZ, a. s. 2. Vliv hlubinné těžby černého uhlí na životní prostředí 2.1 Krajina Při hlubinné těžbě černého uhlí dochází k celkové změně přírodního rázu krajiny. Změněná krajina brání obvyklému využití pro zemědělskou výrobu, lesnictví, rekreační účely, ap. Při hlubinné těžbě navíc dochází ke znečišťování ovzduší, povrchových a podzemních vod a půdy. Vznikají emise prachu a okolí těžby je obtěžováno hlukem a vibracemi, které způsobuje provoz těžních technologií a provoz nákladní automobilové dopravy. Nákladní automobily jsou též zdrojem znečištění ovzduší výfukovými plyny. Další emise prachu vznikají provozem větracích zařízení hlubinných dolů. Pro zajištění ”přijatelného” pracovního prostředí je nutné odvádět emise uhelného prachu vznikající rozrušováním uhelných slojí těžními mechanismy nebo při dopravě vytěženého uhlí (přesypy pásových dopravníků). Větrací vzduch znečištěný uhelným prachem je vyfukován z výdušné jámy a znečišťuje široké okolí. Navíc ventilátory zajišťující dopravu větracího vzduchu jsou hlučné, což působí potíže zejména v nočních hodinách. Velmi nepříjemným důsledkem hlubinné těžby černého uhlí jsou vznikající haldy důlních odpadů. Haldy výrazně pozměňují ráz krajiny. Samotná halda nadměrně zatěžuje geologické 3

podloží a dochází ke znečišťování ovzduší, vod a půdy. Okolí je obtěžováno hlukem a vibracemi. V hlušině se vyskytují zbytky uhlí a dochází k vzdušné oxidaci (vznik častých mlh) a vymývání síry z uhelných slojí do povrchových vod. Zábory půdy omezují migraci zvířat a živočichů. Nezpevněný povrch haldy je velkoplošným zdrojem prašných emisí. Chybějící vegetační kryt způsobuje rychlé ohřátí povrchu haldy sluneční radiací, což má za následek vznik stoupavých proudů teplého vzduchu, které mění místní klimatické podmínky. Vysoké haldy též omezují přírodní proudění vzduchu krajinou a přispívají k hromadění škodlivin ve špatně provětraných oblastech. K zamezení výše uvedených jevů je nutné opatřit povrch haldy vegetačním krytem (např. zatravnění, zalesnění). Celoplošná likvidace krajiny znamená též zhoršenou možnost pro migraci zvířat a různých živočichů, neboť jsou narušeny migrační koridory. Při zemědělském využívání ploch bývalých hald může dojít vlivem zbytků uhlí, které jsou obsaženy v hlušině, k narušení kvality zemědělských produktů (např. ve víně z vinice v lokalitě Osek bylo cítit prvních pár let pach uhlí). Výše uvedené negativní účinky skládek důlních odpadů lze omezit, pokud lze důlní odpady ukládat do starých vyuhlených dolů (hlubinné i povrchové) a jiných podzemních prostor. Do daných prostor lze ukládat nejen důlní odpady, ale i odpady vznikající při zpracování uhlí, odpady vznikající při provozu odsiřovacích a odpopílkovacích technologií, tuhé produkty spalovacích procesů, atd. Lze tak částečně omezit další negativní důsledek hlubinné těžby uhlí - propadání poddolovaných území, což činí problémy v zemědělství a průmyslu. Důlní odpady, zejména hlušinu, lze využívat i jinými způsoby, např. při budování liniových staveb (silnice, dálnice, železnice), či akustických valů a stěn podél liniových staveb. Někdy je též možné použít drcený štěrk pro posyp silnic v zimním období. Hlubinná těžba černého uhlí má v některých případech i negativní vliv na hydrogeologii a geologii, neboť je nutné odčerpávat důlní vodu, čímž se naruší přirozená rovnováha dané oblasti, která může být umocněna též tlakem hald důlních odpadů na geologické podloží. Při skladování pohonných a mazacích hmot pro těžní zařízení může docházet ke znečištění půdy a následně povrchových a podzemních vod ropnými produkty. Hlubinnou těžbou černého uhlí je též negativně pozměněn vizuální ráz krajiny. Těžní věže, lanovky a pásové dopravníky vytěženého uhlí či hlušiny a další zařízení (technologie pro zpracování uhlí, navazující chemický průmysl, atd.) nepříjemně poznamenávají přirozený ráz krajiny a znemožňují využívání krajiny pro rekreační účely a zemědělství [1]. 2.2 Zemědělství Hlubinná těžba uhlí způsobuje zemědělství ztráty, které jsou způsobeny záborem zemědělsky využívané půdy. Vlastní zábor vzniká jednak v prostoru, kde jsou umístěna technologická zařízení pro vlastní těžbu, následně pak v místě ukládání důlních odpadů, či v místě umístění technologií na zpracování a třídění uhlí a dále v oblastech, kde dochází k propadání poddolovaných území. V prostoru předpokládaného umístění těžních technologií či důlních odpadů je nutné v první fázi odstranit vysoce kvalitní vrstvu orné půdy, která vznikala celá desetiletí a staletí (1 cm přibližně 200 let). Při tomto procesu dochází k poškození celé řady někdy i velmi vzácných, a v současné době ohrožených rostlin a organismů, které žijí ve vrstvě ornice. Podobně je nutné postupovat při odstraňování vrstev písků a jílů. Finanční ohodnocení těchto ztrát je velmi obtížné, neboť z důvodu neexistence trhu v této oblasti nelze stanovit skutečnou cenu daných rostlin a organismů. Odstraněnou vrstvu ornice lze použít při rekultivacích ap. Odstraňování vrstvy ornice nebylo v minulosti prováděno, čímž vznikaly nenahraditelné ztráty. Ty je nutné posuzovat v kontextu, kdy v posledních desetiletích dochází v celosvětovém měřítku k neustálému úbytku nejen vysoce kvalitní orné půdy, ale též k úbytku půdy, kterou lze využívat pro zemědělské účely pro výrobu potravin pro stále 4

rostoucí lidskou populaci. Vždy by mělo být pravidlem, že v případě jakéhokoliv záboru zemědělské půdy je nutné stejnou plochu zemědělské půdy rekultivovat, aby nedocházelo k jejímu úbytku. Vlastní zábor zemědělské půdy, či půdy využívané pro zemědělské účely, je spojen s ekonomickými ztrátami v zemědělství, neboť není možné využívat danou oblast pro pěstování zemědělských plodin či pro živočišnou výrobu (chov skotu, ovcí, ap.). Výše uvedené se projevuje nižšími výnosy zemědělských plodin a sníženou produkcí mléka, masa, vlny, ap., což snižuje zisk zemědělské výrobě. Tyto finanční ztráty se klasifikují jako ztráty spojené s jiným využitím půdy (opportunity costs). Dalším vážným problémem, který je spojen s vlivem hlubinné těžby na zemědělství, je nebezpečí propadání poddolovaných území. Propadliny se velmi rychle zaplní vodou (dešťové srážky a podzemní voda) a vytvářejí se velké vodní plochy. Dané plochy snižují možnost zemědělského využití půdy. Tyto problémy se vyskytují zejména v okresech Ostrava a Karviná. Hlubinná těžba černého uhlí může mít nečekané následky v podobě znečištění podzemních vod, které se projeví snížením kvality zdrojů minerálních vod, případně léčivých vod, které jsou používány k lázeňským účelům, či vod používaných k výrobě nápojů. Výsledkem mohou být opět zvýšené náklady na provoz, které jsou způsobeny nutností instalací přídavných filtračních zařízení. V opačném případě dochází ke snížení kvality daného produktu, což se odrazí na zisku daného výrobce. Proto není vhodné situovat těžbu černého uhlí do blízkosti lázní či zdrojů minerálních a léčivých vod (např. Darkov) [1]. 2.3 Lesnictví Negativní vliv hlubinné těžby uhlí na lesnictví je velmi podobný vlivu na zemědělství. Opět zde dochází ke snížení produkce dřeva vlivem velkoplošných záborů půdy. Snížená produkce dřevní hmoty znamená snížené zisky, tj. opět se zde projevují finanční ztráty spojené s jiným využíváním půdy (opportunity costs). Po ukončení těžby je nutné provádět rekultivaci těžbou a ukládáním důlních odpadů poškozené krajiny, která znamená dodatečné náklady (external costs). V rámci rekultivace je nutné vysázet nové lesní porosty. Zde bývají v některých případech problémy, neboť v málo kvalitní a někdy i znečištěné půdě se sazenice stromků špatně ujímají. Výsledkem jsou dodatečné náklady spojené s úpravou půdy (přihnojování, přidání rašeliny, ap.). Dále je nutné si uvědomit, že lesní porost hraje důležitou funkci z hlediska hydrogeologické rovnováhy území, neboť jeho kořenový systém zadržuje vodu. Při narušení lesního porostu, které je součástí hlubinné těžby uhlí, dochází k podstatnému zhoršení hydrogeologických podmínek v dané lokalitě, které se může projevit snížením hladiny podzemní vody. Pokles hladiny podzemní vody způsobuje problémy se zásobováním vodou (vysychání studní). Pak bývá nutné vybudovat nový systém zásobování vody, což způsobuje dodatečné náklady. V tomto případě je nutné dopravovat vodu ze vzdálenějšího zdroje, který není ovlivněn, případně znečištěn těžbou uhlí. Celkově se zhoršení hydrogeologických poměrů projevuje na vysychání krajiny v okolí těžby, což způsobuje též problémy s rostlinnou výrobou v postižené lokalitě (nižší hektarové výnosy či vyšší náklady způsobené umělým zavlažováním). Opět lze dané ztráty finančně vyčíslit. Odlesnění též znamená vyšší náchylnost půdy k větrné, a hlavně vodní erozi, neboť kořenový systém lesa zpevňuje a stabilizuje půdu, což znamená další finanční ztráty. V případě likvidace lesního porostu dochází k částečnému nebo úplnému zničení prostředí, ve kterém žije celá řada živočichů a rostlin. Tyto ztráty lze velmi těžko vyčíslit, neboť nelze stanovit tržní cenu daných živočichů a rostlin. Navíc je nutné si uvědomit, že dochází ke ztrátě biodiverzity a různorodosti životního prostředí, která postihuje celou společnost. Lesní 5

porosty jsou využívány i pro rekreaci lidí žijících v průmyslových aglomeracích. V případě likvidace lesního porostu tak dochází k celospolečenským škodám, které lze jen těžko finančně vyčíslit. Vždy by mělo platit, že v případě jakéhokoliv snížení plochy lesního porostu je nutné stejnou plochu lesa obnovit, aby nedocházelo ke snižování plochy lesních porostů [1]. 2.4 Průmyslové oblasti Průmyslové oblasti jsou v největší míře postiženy postupným propadáním poddolovaných území. Nebezpečí propadání území, na kterém jsou umístěny těžní technologie, závody na zpracování uhlí, chemický a hutní průmysl, atd., zvyšují investiční náklady, neboť je nutné aplikovat speciální stavební opatření, které zaručí stabilitu staveb ve složitých geologických a hydrogeologických podmínkách. V extrémních případech může dojít až k destrukci stavební konstrukce těžní věže vlivem narušení podloží (Důl Fučík II). Pro zajištění dobré stability podloží těžní věže se nesmí vytěžit podloží pod svislou šachtou, které je ohraničené kuželem s vrcholovým úhlem 90 °, i kdyby daná sloj uhlí byla sebekvalitnější. Propadání poddolovaného území též přináší problémy spojené s dopravou surovin, polotovarů a výrobků v areálu průmyslových závodů, či mezi jednotlivými závody. Liniové stavby je potřebné vlivem propadajícího se podloží neustále obnovovat, což zvyšuje provozní náklady. Navíc je z bezpečnostních důvodů omezena přepravní rychlost (zejména železnice), čímž dochází k poklesu produktivity práce. 2.5 Vesnice a městské aglomerace Při hlubinné těžbě černého uhlí dochází velmi často k likvidaci menších i větších vesnic a v některých případech i měst. Důvodem je postupné propadávání poddolovaného území, na kterém je umístěna vesnice či městská aglomerace (hrozí statické narušení staveb). Dalším nebezpečím jsou výrony metanu, respektive jiných důlních plynů do základů staveb, které výrazně zvyšují nebezpečí exploze při náhodné iniciaci (elektroinstalace). Obyvatelé vesnic jsou buď přestěhováni z likvidované vesnice do městské aglomerace, nebo v lepším případě do jiné vesnice. Zde je nutné si uvědomit, že při přestěhování jsou lidé nuceni se rychle přizpůsobit novému životnímu stylu, což zejména u starších lidí je velmi obtížné a často zanechává i zdravotní následky. Z minulosti jsou známy případy, kdy lidé žijící na vesnici se museli třikrát, někdy i vícekrát, stěhovat do nové vesnice, neboť ta, v které žili, se stala obětí hlubinné těžby černého uhlí. Výsledkem několikráte změněného životního stylu byla snížená produktivita práce a vyšší nemocnost z důvodů dlouhodobé únavy při neustálém budování nových obydlí, dojíždění do zaměstnání, ap. Psychické potíže často znamenaly vznik jiných zdravotních potíží¸či zhoršení zdravotního stavu. Výsledkem jsou celospolečenské náklady, které lze obtížně finančně vyčíslit (např. zvýšenou spotřebou léků, nižší produktivitou práce, delší nemocností, ap.). Nižší produktivita práce znamenala obvykle nižší průměrné mzdy než v jiných částech republiky a lidé se stěhovali z takto postižených oblastí jinam. Výsledkem byly problémy s nedostatkem pracovníků v dané oblasti, které podniky musely řešit formou dodatečných příplatků a stabilizačních příspěvků. 2.6 Dopravní stavby Hlubinná těžba černého uhlí vytváří rozsáhlé poddolované plochy. Postupné propadání poddolovaných staveb má negativní vliv i na liniové dopravní stavby (silnice, dálnice, 6

železnice, ap.). Postupné propadávání si vynucuje stálé obnovování (”zdvihání”) liniových staveb, zejména mostů, přemostění, atd., což výrazně zvyšuje náklady na údržbu liniových staveb, přispívá k narušení plynulosti silničního provozu a zvyšuje znečištění ovzduší (popojíždějící kolony osobních a nákladních aut). U železniční dopravy jsou obdobné problémy. Typickým příkladem je trať Bohumín - Košice, která prochází poddolovaným územím. Aby bylo možno zajistit nepřerušovaný provoz, bylo nutné vybudovat dva souběžné železniční koridory. K vlastnímu provozu je využíván pouze jeden koridor, u druhého koridoru se kontinuálně odstraňují následky propadávání. Poté se k provozu využívá druhý koridor a u prvého koridoru se odstraňují následky propadávání, atd. Není jistě nutné zdůrazňovat finanční náročnost výše uvedených opatření. Navíc vlaky mají omezenou rychlost pohybu, neboť nejsou zajištěny potřebné parametry železničních koridorů. 2.7 Historické objekty a kulturní památky V některých případech dochází při hlubinné těžbě uhlí k poškození či dokonce zničení historických a kulturních památek, které jsou svázány s dějinami. Finační vyčíslení těchto typů škod je velmi obtížné. Obvykle se jedná o menší sakrální stavby, které stály v centru vesnic. Vesnice i sakrální stavby byly postupně likvidovány, neboť likvidace byla levnější než stálé obnovování v důsledku propadání poddolovaného území. Původní obyvatelstvo bylo přesídleno do měst (většinou sídliště) i se všemi negativními sociálními účinky. Typickým příkladem poškození historických objektů je původně vesnický kostel v okresu Karviná. Kostel stával na kopci nad vesnicí. V současné době vesnice už neexistuje a kostel, který se nachází v údolí, je o 32 m níže, než původně stával! Vlivem postupného propadávání podloží byla stavební konstrukce kostela těžce staticky narušena a hrozilo zřícení (náklon kostelní věže 7 °). Vzhledem k značné historické hodnotě bylo přistoupeno k celkové rekonstrukci stavební konstrukce kostela. Vznikají tak dodatečné náklady spojené s těžbou uhlí, tzv. external costs [1]. 3. Vliv zpracování uhlí na životní prostředí Obecně lze říci, že technologie použité k úpravě a zpracování vytěženého uhlí znásobují negativní vliv hlubinné těžby na životní prostředí, neboť jsou umístěny v bezprostřední blízkosti hlubinných dolů. Při třídění, drcení, promývání a následném sušení uhlí dochází k produkci všech typů odpadů, vzniku hluku a vibrací. Dochází ke znečišťování půdy, vod a ovzduší. Vzhledem k vysoké spotřebě energie a tepla při zpracování uhlí je v areálu umístěna podniková teplárna, která znamená další zdroj znečištění životního prostředí. Krajina zasažená hlubinnou těžbou černého uhlí, provozem závodů na zpracování uhlí a podnikových elektráren či tepláren negativně ovlivňuje nejen všechny sféry životního prostředí, ale i celou společnost. V místech největšího znečištění životního prostředí dochází ke zvýšené kriminalitě, většímu počtu sebevražd, rozvodů a jiným patologickým jevům. Krajinu nelze použít k rekreačním účelům a obyvatelstvo se ve zvýšené míře stěhuje do oblastí s čistším životním prostředí. Dochází tak k celospolečenským ztrátám, ale i přímým finančním ztrátám. Proto je nutné v maximální možné míře šetřit elektrickou a tepelnou energií, protože pouze ušetřená energie nemá žádné negativní účinky na životní prostředí. To je nutné podpořit vhodnou legislativou a finančními výhodami [1]. 4. Podrobnější informace o těžbě hnědého uhlí 7

Státní energetická politika do roku 2030 předpokládá postupné snižování těžby hnědého uhlí ze současných necelých 50 mil. tun až na necelých 30 mil. tun v roce 2030 viz tab. [1]. Celková těžba i odbyt hnědého uhlí v ČR jsou pak do značné míry závislé na objemu výroby elektrické energie. tab. č. 1 - Plánovaná těžba [2] (údaje v milionech tun) černé uhlí hnědé uhlí

1995 17 55,2

2000 14,1 49,8

2005 11,8 45,5

2010 11 43,7

2015 9,4 43,5

2020 4 38

2025 2 35

2030 1 29

V oblasti těžby hnědého uhlí působí v České republice tři společnosti: Mostecká uhelná společnost (MUS), Severočeské doly (SD) a Sokolov-ská uhelná (SU). Tyto tři uhelné společnosti se vesměs nachází v regionech, kde tvoří zásadní součást tability a váží přímo či zprostředkovaně podstatnou část práceschopného obyvatelstva. Aby situace v těchto problémových regionech byla do budoucna stabilní, je nutné, aby vedení těchto společností intenzivně přemýšlelo o zabezpečení své výroby s vědomím reálné situace na trhu s hnědým uhlím. Klíčovou roli přitom pochopitelně hraje uplatnění co největšího množství hnědého uhlí na trhu v České republice i v zahraničí. V současné době jsou v tomto směru všechny uhelné společnosti rozdílnou měrou závislé na společnosti ČEZ, ovšem do budoucna budou muset stále více uplatňovat vytěženou produkci vlastními silami [2]. 5. Závislost uhelných společností na dodávkách ČEZ, a. s. 5.1 Vývoj těžby jednotlivých hnědouhelných společností v r. 1997 – 2000 v mil. tun. Z pohledu zpracování vytěženého hnědého uhlí vlastními silami je na tom nejlépe Sokolovská uhelná společnost. Vlastní aktivity zahájil management společnosti již před několika lety investicí do paroplynové elektrárny o výkonu 2 x 200 MW a v tomto trendu chce společnost nadále pokračovat. Vedle investic do odsíření teplárny ve Vřesové je zde záměr investovat do nového fluidního zplynování (HTW blok), aby zmíněná paroplynová elektrárna mohla dále používat jako vstupní médium energoplyn vyrobený z uhlí. Pokud se podaří tuto novou jednotku postavit, významně se sníží provozní náklady a bude možné zpracovávat uhlí nižší kvality. Dalším efektem je ukončení výroby dnes velmi problémově odbytelných produktů tlakového zplynování stávající technologií. Spolu s odsířením to znamená pro Sokolovskou uhelnou, že bude schopna vlastními silami a ekologicky zpracovávat podstatnou část vytěženého hnědého uhlí, navíc uhlí nižší kvality. Kvalitní hnědé uhlí pak může být dodáváno na trh s velkou šancí na konkurenceschopnost. To, že zdánlivě bezproblémová a jednoznačně výhodná investiční politika stabilizující navíc celý sokolovský region nemusí být zcela bez problémů, ukázal průběh nedávné mimořádné valné hromady společnosti. Na této valné hromadě vystoupil menšinový vlastník Metalimex s požadavky na pozastavení investičních příprav HTW bloku. Plánovaná investice však předpokládá spuštění HTW bloku již v letech 2004–2005. Tento termín je podstatný především ze dvou důvodů: jedná se o předpokládané datum vstupu ČR do EU a v uvedené době již bude část těžby Sokolovské uhelné tvořit uhlí nižší kvality. To znamená, že v tomto období musí být Sokolovská uhelná schopna produkovat elektrickou energii za konkurenceschopné ceny (tedy mnohem levněji než tradičním způsobem) za splnění přísných ekologických norem. 8

V tomto kontextu je potěšitelné, že investičním záměrům vedení společnosti byla dána podpora většiny akcionářů a práce na přípravě investic budou pokračovat dle zpracovaného harmonogramu. Bude však zajímavé sledovat snahy odpůrců zmíněných investic a hlavně jejich argumenty – především to, jestli tyto argumenty budou souviset s interními problémy těchto kritiků nebo budou skrývat snahu ovládnout Sokolovskou uhelnou. V současné době platí, že jednoznačně vedou uhelné elektrárny. Například v ČEZ, což je náš hlavní výrobce elektřiny, představují 64 procentní podíl instalovaného výkonu. Je to 6517 MW ročně. tab. č. 2 – Vývoj těžby jednotlivých hnědouhelných společností v r. 1997 v mil. tun. [3] MUS SD SU

1997 22,5 22,9 10,7

1998 18,7 21,6 10,3

1999 15,5 21,3 9,9

2000 13 20,3 9,6

Hnědouhelné elektrárny však mají omezenou životnost a již v několika příštích letech bude nutné projektovat a posléze stavět další zdroje. Již v tomto období se tiše usiluje o to, kdo je postaví a jaký zdroj bude využívat. Elektrárny byly uvedeny do provozu mezi léty 1954 až 1982, mezi nejstarší z nich patří Poříčí II, Hodonín a Tisová I. Nejnovější bloky byly zprovozněny v roce 1982 (Prunéřov II - 1982, Počerady - 1977, Tušimice II - 1975, Chvaletice - 1978, Dětmarovice na černé uhlí - 1976 a Mělník III - 1981). Elektrárenská společnost investovala nemalé prostředky do jejich odsíření, které bylo ukončeno v letech 1995 (Prunéřov I) až 1998 (Mělník II a III, Poříčí II, Dětmarovice, Chvaletice a Ledvice III). Vodní elektrárny představují 19 procent instalovaného výkonu podle typu zdrojů v ČEZ. Je to 1868 MW. Jsou to jak elektrárny akumulační a průtočné, tak přečerpávací. Nejstarší je elektrárna Vrané, která byla postavena v roce 1936, a pak Štěchovice, uvedené do provozu v letech 1943 - 1944. Také naše první přečerpávací elektrárna - Štěchovice II, byla zprovozněna na konci čtyřicátých let. Jako poslední byly dostaveny elektrárny Dlouhé stráně II a Kořensko II. Největší instalovaný výkon má elektrárna Orlík,dokončená v roce 1962 - 4 x 91 MW, následuje Lipno II z roku 1959 s instalovaným výkonem 2 x 60 MW. ČEZ má i malý podíl instalovaného výkonu v experimentálních elektrárnách využívajících obnovitelné zdroje. 1,165 MW je instalováno ve větrné elektrárně Mravenečník v Jeseníkách, uvedené do provozu 1998. ČEZ provozuje také sluneční elektrárnu, ta má instalovaný výkon 0,01 MW a je rovněž v Jeseníkách [3].

6. Charakteristika zauhlovacího zařízení- Elektrárna Ledvice Zauhlování je středisko elektrárny, které zajišťuje dopravu paliva z úpravny uhlí do kotelny, z úpravny uhlí na skládku a ze skládky do kotelny v takovém množství, aby byla zajištěna plynulá výroba elektrické energie. Spalované palivo v Elektrárně Ledvice 9

V elektrárně je spalováno hnědé uhlí z lomu VMG I a VMG II upravené Úpravnou uhlí Ledvice. Uhlí má tyto parametry: výhřevnost voda v palivu obsah popela v sušině měrná váha zrnění

10 - 12 MJ/kg 28 - 32 % 30 - 50 % 0,7 - 0,75 t/m3 0 - 20 mm

6.1 Systém zauhlovacího zařízení Při předpokládané průměrné výhřevnosti paliva 11 MJ/kg bude spotřeba paliva pro elektrárnu o výkonu 640 MW cca 660 t/h. Tomuto výkonu odpovídá výkon jedné dopravní linky zauhlovacího zařízení, které má maximální výkon 750 t/h. Zauhlovací zařízení je dvoulinkové, má tedy 100 % rezervu s možností překřížení dopravních cest. Tato rezerva vyplývá ze situace výrobních bloků, skládky a Úpravny uhlí Ledvice. Zařízení elektrárny Ledvice se napojuje na zažízení Úpravny uhlí Ledvice v předávací budově na kótě - 3,32 m, tzv. předávací místo. Dopravní cesta z předávacího místa do kotelny je situováním skládky využita pro dopravu paliva na skládku systémem pevných a reverzních pojezdových pasů. Reverzní pasy umožňují zároveň dopravu paliva do kotelny. V případě potřeby je možno těmito reverzními pojezdovými pasy provést vystřídání obou linek do kotelny, aniž by bylo nutno zastavit dodávku paliva [4]. 6.2 Situační popis uspořádání technologického zařízení Na předávací pásy Úpravny uhlí Ledvice navazují pravoúhlým přesypem pásy T - 1A, B, které tvoří začátek dopravní cesty elektrárny. V napínací stanici č. 1 jsou umístěna napínací závaží pásů T - 1A, B. Pásy jsou vedeny v ocelovém dopravním mostě a končí v přesypové věži č. 1 ještě na území ÚUL. Zde je umístěna kamera průmyslové televize. Dále jsou na pásech nainstalovány elektromagnetické hlásiče železa, které pracují na principu elektromagnetické indukce. Objeví-li se kovový předmět, hlásiče okamžitě pásy odstavují a předávají signál na zauhlovací velín. Opětovné zapnutí lze provést po odstranění předmětu z pásu a odmáčknutí hlásiče. Ve věži č. 1 jsou přesypy z pásů T - 1A, B na pásy T - 2A, B, které jsou opatřeny vibrátory, které slouží k odstranění uhelných nálepů. Je zde umístěna televizní kamera, pomocí které se na zauhlovacím velíně sleduje chod zařízení. Ve věži č. 1 je napínací stanice pásu T 2A, B. Tyto pásy jsou vedeny nad silnicí v ocelovém mostě č. 2 do přesypové věže č. 2. Na pásech T - 2A, B jsou nainstalovány váhy “SCHENCK”. Signál z vah je veden na zauhlovací velín, kde je umístěno počítadlo tun s registrem. Na páse T - 2B je namontován pluh, ovládaný hydraulicky ze zauhlovacího velína nebo z místa. Lze jím přerušit na určitou dobu dopravu paliva na kotelnu odsypem na zadní část skládky bez přerušení odběru paliva z Úpravny uhlí Ledvice, svodkou přes štěrbiny v mostě. Na pásech T - 2A, B jsou umístěny popeloměry typu DGP II a DGP III. Hlavními částmi popeloměru jsou zářič a vyhodnocovací jednotka se 10

zapisovačem, která je umístěna na velíně. Seřizování a opravy popeloměrů provádí výrobce Energostroj Chvaletice. V zauhlovací věži č. 2 se nachází automatická vzorkovací stanice. Slouží pro průběžné sledování kvality dodávaného paliva z Úpravny uhlí Ledvice, pro řízení provozu a pro odběr vzorků pro palivovou laboratoř elektrárny Ledvice, které slouží pro obchodní styk a bilanční účely. Odběrné zařízení vzorkovače ORGREZ II. Generace je umístěno v přesypech T 2/3 A, B a samotný vzorkovač pod přesypy ve věži č. 2 na kótě 6,5 m. Základní parametry vzorkovací linky: Odběrné zařízení:

koreček -

objem 28 dm3 šířka 1000 mm šířka štěrbiny 80 mm

Hmotnost odebíraného vzorku při maximálním zatížení dopravního pasu je cca 20 kg. Dávkovač:

gumový transportér -

šířka délka rychlost posuvu

Měřící pás pro radiometrii: gumový transportér -

400 mm 1000 mm 4 m/min.

šířka délka rychlost posuvu

400 mm 1500 mm 4 m/min.

Mlýn MK 380: výkon 300 - 2000 kg/h, pro výstupní velikost zrna max. 48 mm a výstupní max. 5 mm, počet otáček 900/min. Mlýn je opatřen roštnicí se štěrbinami cca 4 - 5 mm. Výsečný rotační dělič: Vynášecí pás:

počet otáček 30/min dělicí poměr 1:13 gumový transportér -

šířka délka rychlost posuvu

400 mm 2000 mm 4 m/min.

Rezervní pojezdové pásy T - 3A, B pojíždí v ocelovém mostě č. 3. Napínání pásu je šroubové. Tyto pásy mohou dopravovat palivo na kotelnu nebo na skládku. Přesypem na pásy T - 4 A, B se dopravuje palivo na kotelnu. Jinak umožňují odsyp uhlí pod mostem č. 3 na přední a zadní část skládky nebo přes pásy T - 10 a T - 11 na skládku pod pás T - 11. V přesypové věži č. 2 u přesypů T - 2/3 je umístěna televizní kamera. Ve věži č. 4 jsou kamery u přesypů T - 3/4 a T - 4/5. Jsou zde napínací závaží pásů T - 9A,B, T - 5/6 a T - 4A, B. Od přesypů T - 4A, B je palivo dopravováno po pásech T - 5A,B v ocelovém dopravním mostě, který končí na okraji kotelny. Na pásy T - 5A,B navazují pravoúhlým přesypem T 5/6, který je opatřen vibrátorem pro odstranění uhelných nálepů, pásy T - 6A,B. U přesypů je umístěna televizní kamera. Na plošině pod přesypy T -5/6 je umístěno napínací závaží pásu T - 6A,B. 11

Pásy T - 6A,B předávají palivo v polovině bunkrové stavby přesypem T - 6/7 na pojezdové pásy T - 7A,B, které dle potřeby pojíždí nad zásobníky surového paliva a plní je přepadem přes tažné bubny. U přesypů T6/7 mezi pásy T - 6A,B je televizní kamera. Palivo ze skládky je přihrnováno buldozery do hlubinného zásobníku dlouhého 42 m. Odtud je odebíráno vyhrnovacími vozy “ZVIL” o výkonu 350 - 900 t/hod na pásy T - 8A,B. Na pásech jsou nainstalovány elektromagnetické hlásiče železa, které pracují stejně jako hlásiče na pásech T - 1A,B. Na pásy T - 8A,B navazují pravoúhlým přesypem T - 8/9 šikmé pásy T - 9A,B. Přesypy T 8/9 jsou opatřeny vibrátory pro odstranění uhelných nálepů. Pásy jsou vedeny v šikmém ocelovém mostě č. 9 do věže č. 4, kde předávají palivo na pásy T - 4A,B přesypy T - 9/4. Na zadní část skládky se palivo dopravuje najetím reverzních pásů T - 3 nad pás T - 10. Přesyp T - 3/10 je ve věži č. 5. U přesypu je umístěna televizní kamera. Pas T - 10 je veden v ocelovém mostě č. 10 podél skládky do věže č. 6. Ve věži je přesyp na pás T - 11. U přesypu je umístěna televizní kamera. Pás T - 11 je veden v ocelovém mostě č. 11 podél zadní stěny skládky. Pro možnost odsypu na skládku jsou na páse namontovány tři pluhy. Pluhy jsou ovládány hydraulicky dálkově ze zauhlovacího velína, nebo z místa [4]. 6.3 Skládka paliva Na území elektrárny je umístěna skládka uhlí, která vyrovnává velikost odběru paliva. V případě menšího odběru uhlí (při odstavení bloků) se nevyužitá dodávka ukládá na skládce. Kapacita skládky je 61 600 tun. Tato zásoba zajišťuje elektrárně dodávku paliva v případě výpadku v úpravně. Velikost skládky je 110 x 80 m. Práce na skládce se provádí podle předem stanoveného pracovního režimu. Za jeho dodržování zodpovídají mistři zauhlování. Všichni buldozeristé jsou povinni se jím řídit. Režim stanoví vedoucí zauhlování ve spolupráci s mistry zauhlování. Pro manipulaci s palivem na skládce se používá buldozerů [4]. 6.4 Pravidla pro pohyb na skládce Vstup na skládku paliva je zakázán. Vyžadují-li to provozní důvody, pohybuje se pracovník po kraji skládky. Je-li nutno vstupovat na skládku, provádí se opatření k zamezení propadnutí pracovníka do dutiny vzniklé prohořením paliva. Položí se desky, případně kovové mříže, po kterých se může pracovník pohybovat. Buldozeristé mohou opouštět stroj na skládce jen v nejnutnějších případech, a to jen na bezpečných místech. Stroj musí stát na rovině se spuštěnou radlicí. 6.5 Stanoviště buldozerů V současné době je zauhlování vybaveno osmi buldozery typu T - 100, T - 130 a T - 170. V době mimo provoz jsou uloženy v garážích nebo v prostoru před garážemi. Vedle garáží je dílna buldozerů, ve které se provádí běžná údržba a malé opravy. U garáží je umístěna čerpací stanice nafty, kde se provádí doplňování strojů pohonnými hmotami. Do garáží je nutné zajíždět opatrně a zajistit vrata proti zpětnému pohybu. Při pojíždění strojů před garážemi je nutné omezit otáčení. Prostor stanoviště musí být řádně osvětlen. V zimním období je třeba 12

vypouštět vodu z chladiče, pokud není stroj v garáži nebo není v chladiči směs vody s fridexem v poměru 1:1. Odstavený stroj musí být očištěn. Stroje jsou přiděleny do péče jednotlivým řidičům. 6.6 Zakládání skládky Dno skládky musí být vzorně srovnáno. Palivo je sypáno do jednotlivých polí pod pásy T - 3 a T - 11, odkud je odhrnováno buldozery k hlubinnému zásobníku. Palivo musí být skladováno v souvislých řadách a musí se provádět opatření proti samovznícení. 6.7 Opatření při samovznícení zásob Menší zásobu, při dosažení teploty 50 stupňů, ochladíme přehrnutím paliva na volné místo, kde se roztřese na vrstvu 0,25 - 0,5 m silnou a nechá se vychladnout. Velká hromada se ochlazuje podobným způsobem nebo se ihned spotřebuje. Při teplotě 65 - 75 stupňů jde už o samovznícení paliva, a proto se musí odstranit nebo spotřebovat. Pozor na dutiny, které se vytvoří uvnitř skládky následkem vyhoření. V takových případech musíme dbát zvýšené opatrnosti. Hašení vodou je neúčinné. Použijeme-li vodu k polévání zachvácené hromady, podaří se někdy hromadu zachránit na několik dní potřebných k jejímu odstranění [4]. 6.8 Rozhrnování paliva Na hromadu nasypanou do maximální výše 1 m od podlahy mostu pasu, najíždějí buldozery se spuštěnou radlicí, vztahují palivo zpět pod sebe, čímž vytvářejí nájezd na hromadu a v konečné fázi prostrčí vrchol na druhou stranu tak, aby bezpečně projely pod mostem se zřetelem na instalaci světla. Úhel nájezdu nesmí překročit 35 stupňů. Projede-li buldozer bezpečně pod mostem, provádí se snižování hromady tak, až palivo přestěhuje před sebe, aby vytvořil bezpečný skon, který zaručuje hospodárnou jízdu zpět. Palivo se hrne až k hlubinnému zásobníku za postupného zvyšování dusání. Zvýší-li se skládka natolik, že je nutno palivo hrnout do svahu, musí buldozerista dbát, aby byl svah zpevněný. Při práci se nesmí buldozer přiblížit na menší vzdálenost než půl metru k betonovým podpěrám. Na stropech jsou z důvodu orientace žluté pruhy. Je přísně zakázáno vystupovat z buldozeru nebo se zdržovat na vrstvě paliva v blízkosti zásobníku. Pokud při rozhrnování objeví buldozerista v palivu jakýkoliv nežádoucí předmět, je povinen ho odstranit mimo skládku. Je zakázáno odkládat na skládce součásti strojů nebo nářadí. 6.9 Svahování - dusání paliva Musí se dbát na to, aby rozhrnované palivo bylo současně dusáno a nemohlo tak dojít k samovznícení. Zvyšuje-li se skládka po malých vrstvách, není dusání třeba. Volně sypaná strana paliva má úhel 60 stupňů. Je třeba přehrnout vrchní hrany paliva k patě hromady a vytvořit úhel 32 stupňů, který zaručuje řádné dusání paliva. U hlubinného zásobníku musí paty hromad z provozních a bezpečnostních důvodů zasahovat nejdále k betonovým okrajům zásobníku. Před preventivní odstávkou Úpravny uhlí Ledvice se nahrne nad hlubinný zásobník vrstva paliva maximálně do výše 2 m. Při úpravě a dusání svahu je třeba dbát, aby skládka měla pravidelný tvar, který by zaručil možnost kontroly paliva na skládce měřením. 13

Za tento stav jsou spoluzodpovědni všichni buldozeristé, kteří musí z tohoto hlediska řídit vyhrnování paliva. Ostatní pokyny pro úpravu skládky vydává vedoucí zauhlování. 6.10 Přihrnování paliva - provoz ze skládky Dojde-li k přerušení dodávky paliva z Úpravny uhlí Ledvice, provádí se zásobování kotelny ze skládky. Palivo se přihrnuje buldozery do hlubinného zásobníku a odtud je dopravováno do kotelny. Při provozu ze skládky musí buldozerista zejména: 1. 2. 3. 4.

Dbát na bezpečnost a plynulost provozu Přihrnovat palivo až od okraje skládky Dbát, aby v přihrnovací rovině nebylo podstatných výškových rozdílů U strmých stěn zachovat úhel alespoň 60 - 70 stupňů. Není-li možno se z nutných důvodů vyhnout kolmým stěnám, nesmí být větší jak 2 metry. Při práci v takovém prostoru musí stále počítat s možností povalení stroje, což může způsobit uvolnění paliva. V tomto prostoru není dovoleno opouštět stroj nebo na něm dělat opravy. 5. Dbát, aby v zimním období byl zásobník zahrnut palivem, aby nedošlo k zamrznutí 6. Odstraňovat cizí předměty spatřené v palivu. 7. V zimním období dbát, aby nebyly přihrnovány zmrzlé kusy paliva 8. Dbát pěčlivě údržby strojů, aby nedocházelo k poruchám 9. Dbát, aby bylo ze skládky odebíráno palivo ze starých zásob 10. Dbát, aby bylo palivo obměněno v období maximálně dvou let. 6.11 Zvláštní případy provozu - mimořádné stavy skládky

V zimním období dochází vlivem nízkých teplot k nasycení ovzduší vodními parami. Palivo, které bylo uloženo za podstatně jiných teplot ve styku s chladnějším ovzduším vytváří páru. Je-li suché, práší. Provoz buldozerů za takových podmínek je velmi náročný, zejména v noci. Důležitým předpokladem v těchto podmínkách je dokonalé osvětlení prostoru hlubinného zásobníku a správně seřízené osvětlení strojů. Za mimořádných podmínek je možnost použít zvláštních signalizací nebo střídání osádek apod. Zajišťuje směnový mistr zauhlování. V některých případech, je-li palivo vlhké, dochází k lepení paliva na stěny zásobníku. Uhlí nepropadá. Je tedy nutno ho v zásobníku uvolňovat pomocí vhodného nářadí. To provádějí pracovníci pro tuto práci proškolení [4].

7. ČEZ, a. s. 7.1 Charakteristika – Elektrárny Prunéřov EPRU II tvoří 5 bloků s výkonem po 210 MWe. Turbíny jsou akční, kondenzační, jednohřídelové, třítělesové s osmi neregulovanými odběry pro regenerační ohřev kondenzátu, ohřev vzduchu pro kotel a ohřev topné vody pro vytápění objektů elektrárny a teplofikaci. Kotle o výkonu 660 t/h s parametry páry 13,53 MPa/540 stupňů C jsou bubnové s přirozenou cirkulací, granulační s přímým foukáním prášku do spalovací komory, s membránovými stěnami, přihříváním páry a s předehřátím vzduchu v parních a rotačních spalinových ohřívácích. 14

Výkon EPRU II je vyveden dvěma linkami 400 kV přes blokové transformátory 240 MVA, 15,75/400 kV. EPRU I a II ročně vyrobí 7.800 GWh elektrické energie a 2.500 TJ tepla. V roce 1988 spotřebovaly obě elektrárny 9.080.000 tun uhlí. Provoz v elektrárně je složitý technologický proces, který tvoří několik provázaných technologických okruhů viz obr. [1].

obr. č. 1 – Okruhy v elektrárně [4] 7.2 Okruh paliva v ČEZ, a. s. Jak je zřejmé z předchozího schématu, okruh paliva uhelné elektrárny má vstupy a výstupy viz obrázek [2].

obr. č. 2 – okruh paliva [4] Hlavním vstupem do okruhu paliva a vlastně do celé elektrárny je uhlí. V souladu s ohraničením systému budeme zabývat uhlím teprve na jeho vstupu do elektrárny. EPRU II používá hnědé uhlí z Dolů Nástup Tušimice. Podle klasifikace hnědých uhlí ČSN 44 1390 jde o uhlí celistvé 3. skupiny, jak je vidět viz tabulka [3]. tab. č. 3 – Vlastnosti hnědého uhlí [4] 28 – 40 % 5,5 - 6,2 % 65 – 71 % 1,5 – 5 % 1 - 1,6 % 19 – 26 % 27,6 – 29,7 MJ/kg 54 – 59 % 10 – 15 %

podíl původní vody podíl vodíku v hořlavině podíl uhlíku v hořlavině podíl prchavé síry v hořlavině podíl dusíku v hořlavině podíl kyslíku v hořlavině spalné teplo hořlaviny podíl prchavé hořlaviny podíl dehtu v hořlavině 15

Výsledky rozborů sedmi vzorků uhlí z Dolů Nástup Tušimice uvedených v ukazují, že naměřené hodnoty leží zhruba v uvedených mezích. V pramenu se navíc uvádějí hodnoty obsahu popela (5,3 - 24,3 %) a výhřevnosti surového paliva (8,7 - 17 MJ/kg). Vedle výhřevnosti a obsahu vody a popela je nejvýznamnějším znakem jakosti hnědého uhlí obsah síry. Podle rozborů provedených v roce 1980 ve třech elektrárnách spalujících uhlí z Dolů Nástup Tušimice kolísal obsah vody mezi 32 – 37 %, obsah popelu mezi 20 – 27 %, výhřevnost mezi 9,7 - 10,32 MJ/kg, obsah síry mezi 1 - 3,1 % v surovém palivu. Význam síry v palivu však lépe vystihuje údaj o množství síry, připadající na jednotku energie ve spalovaném palivu. Podle tohoto ukazatele kolísal obsah síry ve zmíněném rozboru od 1,4 g/MJ do 2,26 g/MJ [4]. Další složkou uhlí jsou popeloviny - nerostné látky obsažené v uhlí před jeho spálením. Nejdůležitější složky popelovin viz tabulka [4].

tab. č. 4 – Složky popelovin [4] Skupina Jílové minerály

Karbonáty

Sulfidy

Minerál

Chemické složení

kaolinit halloysit illit montmorillorit kalcit dolomit siderit ankerit pyrit, markazit

Al2O3. 2 SiO2 . 2H2O Al2O3 . 2 SiO2 . 4H2O K2O . 2Al2O3 . 6 SiO2 . 2H2O (Na,Ca)(Mg,Al)[(OH)2Si4O10] . 11H2O CaCO3 (Ca,Mg)(CO3)2 FeCO3 Ca,Mg,Fe,Mn(CO3) FeS2 16

pyrrhotin sádrovec

Sulfáty

Oxidy

Halogenní minerály Jiné akcesorní minerály

Fe5S6 - Fe16S17 CaSO4 . 2H2O MgSO4 Na2SO4 FeSO4 . 7H2O SiO2 Fe2O3 FeO . Fe2O3 Al2O3 . H2O3 Al2O3 NaCl Kcl K,Al,Si3O8 K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2 9CaO . 3P2O5 . CaF2tr>

křemen hematit magnetit diaspor cyanit hallit sylvin ortoklas biolit apatit

U převážné většiny našich hnědých uhlí tvoří rozhodující podíl (95 % a více) popelovin minerály prvních tří skupin, přičemž kvantitativně nejvýznamnější bývají jílové minerály. V uhlí bylo prokázáno kolem 84 prvků. Pro většinu z nich se ovšem neznají schémata jejich chování při spalování. Některé složky se vyskytují v nízkých, až stopových koncentracích. V následujícím přehledu jsou uvedeny spektrální analýzou zjištěné koncentrace některých prvků v palivu a v tuhých zbytcích při spalování severočeského hnědého uhlí v granulačním ohništi (pokud není uvedeno jinak, jde o koncentrace jak v původním popelu, tak ve škváře a v úletu): tab. č. 5 – Minerály obsažené v uhlí [4] koncentrace < Ag, Bi, Ga, Ge, Mo, Sb, Tl, W 10-6 koncentrace 10-5 Be, Ga (úlet), Ge (úlet), Pb (škvára), Sb (úlet), Sn (škvára a úlet) - 10-6 koncentrace 10-4 As, Co, Cu (původní popel), Mn (škvára a úlet), Ni, Pb (původní popel a - 10-5 úlet), Sn (původní popel), Sr, Zn koncentrace 10-3 As (úlet), B, Cr, Cu (škvára a úlet), Mn (pů- vodní popel), V, Zn (úlet) - 10-2 Kromě uvedených prvků se v palivu, popř. v popelu často vyskytují ještě cadmium, chlor, fluor (v severočeském hnědém uhlí řádově stovky ppm) ,hořčík, selen. Vlastnosti černého uhlí spalovaného v jediné černouhelné elektrárně ČEZ v Dětmarovicích (rovněž s bloky 200 MWe): • • • • • •

výhřevnost 21,13 MJ/kg obsah popela 29 % obsah síry max. 0,7 % obsah chlóru 0,028 - 0,78 % obsah fluoru 0,001 - 0,002 % radioaktivita 16 - 35 Bq/kg uhlí (ekviv. 226 Ra) 17

tab. č. 6 - Chemické složení popelovin [4] koncentrace <10-5 koncentrace 10-4 – 10-5 koncentrace 10-3 – 10-4 koncentrace 10-2 – 10-3 koncentrace 10-1 – 10-2 koncentrace > 0,1

Mo, Br Pb, W, Nb, Y, Ga Zr, Sr, Rb, Ge, As, Cu, Ni, Ba, Zn, MnO, P2O5, Na2O TiO2, CaO, K2O, MgO Fe2O3, SiO2, Al2O3

- rtuť nebyla nalezena Uhlí uvedených vlastností se spálilo v EDĚ v roce 1990 na jednom bloku průměrně 333.500 tun. Černé i hnědé uhlí obsahuje řadu přirozených radionuklidů jako je 40K a radionuklidy uranové a thoriové rozpadové řady. Na základě stáří uhlí lze vycházet z toho, že mezi výchozími produkty 238U popř. 232Th a jejich produkty rozpadu panuje radioaktivní rovnováha. Radionuklidy aktiniové rozpadové řady netřeba uvažovat, protože jejího mateřského izotopu 235U je v přírodním uranu pouze 0,72 % a proto nelze očekávat u této řady podstatný příspěvek k celkové aktivitě. Během spalování se radioaktivní rovnováha poruší jak únikem vzácných plynů 220Rn a 222Rn tak vypařením: zatímco izotopy radonu opustí komín, mohou ostatní produkty rozpadu obohacovat chemické sloučeniny vytvořené při spalování, v polétavém popílku nebo ve škváře a v popelu. Množství uhlí spáleného v jednom bloku EPRU II ročně lze s uvážením dostupných dat o spotřebě obdobných bloků s ohledem na rozdílnost kvality uhlí a na rozdílnost ročního využití bloků odhadnout na 1.350.000 tun (hodnota ověřena výpočtem z měrných spotřeb paliva na dodávku elektřiny a výrob elektřiny EPRU II). Při spalování uhlí nejdříve unikne chemicky vázaná voda, sirníky se vypraží v oxidy a sírany, uhličitany se vypálí na oxidy, chloridy vytěkají, křemičitany se redukují a uhlí přejde na popel. Dalším vstupem do okruhu paliva je elektřina. Jejím zdrojem je samotná elektrárna přes systém vlastní spotřeby. Spotřebiči jsou dopravníky uhlí a mlýny. Mletí uhlí pro jeden blok 200 MWe si vyžaduje množství elektrické práce ve výši 39,5 MJ na každou tunu uhlí. Pro spotřebu uhlí EPRU to tedy činí ročně 53,3 TJ. Zauhlování kotle stejného bloku potřebuje 3,3 MJ/t uhlí. V přepočtu na množství spáleného uhlí v bloku EPRU to tedy činí 4,5 TJ ročně. Okruh paliva jednoho bloku tedy potřebuje ročně téměř 58 TJ (16,1 GWh) elektřiny. Zdrojem tepla pro sušící šachtu je vlastní kotel elektrárny, kde se ohřívá vzduch pro sušení. Důvodem sušení je zlepšení melitelnosti uhlí a zlepšení stabilizace zapalování a hoření uhelného prášku v ohništi. Toto teplo nepředstavuje ztrátu, neboť v mlecím okruhu s přímým foukáním, který pracuje na kotlích EPRU, se dostává zpět. Výstupem z okruhu paliva 200 MW bloku (hořák) je především palivo - uhelný prášek o zrnitosti 0,01 - 3 mm unášený rychlostí desítek m/s. Tato směs působí v práškovodu ze silných ocelových trubek (6 - 8 mm) otěr, čímž se dostávají ocelové částice do spalovacího prostoru spolu s částicemi oddrolenými již ve mlýně. Pro palivo z dolů Nástup se uvádí hodnota erozivity 325 mg/kg. Odlučovač cizích předmětů má za úkol odstranit rozměrné tuhé části nekovové (trámy, pražce, zbytky výdřevy apod.) i kovové - za směnu lze zachytit 10 - 150 kg železa. Tím se chrání pásové podavače a mlýny před poškozením. Samozřejmostí provozu je prach, který uniká ze skládky uhlí a obtěžuje okolí elektrárny, a prach unikající netěsnostmi ze systému zauhlování, který je zátěží především pro pracovníky elektrárny. V prostoru zásobníků uhlí lze naměřit prašnost až 18,5 mg/m3. 18

Stejně charakteristickým výstupem je hluk. Obsluha zauhlovacího pásu je vystavena hluku 90,5 dB(A). Např. hluk mlýnu ve vzdálenosti 1 m činí 100 dB(A) [4]. 7.3 Okruh vzduchu a kouřových plynů Vstupy a výstupy do a z okruhu vzduchu a kouřových plynů budeme zkoumat viz obr. [3].

obr. č. 3 – Okruh vzduchu a kouřových plynů [4] Vzduch se přivádí do ohniště vzduchovými dmychacími ventilátory. Množství přivedeného vzduchu pro spálení paliva závisí na jeho vlhkosti, na druhu a zrnitosti paliva, technickém stavu zařízení a pečlivosti obsluhy. Kolísá od 3 m3 pro lignity až po 9 m3 pro černé uhlí pro spálení 1 kg daného paliva. Spalování při technických procesech se provádí s přebytkem vzduchu . Nedostatek vzduchu má za následek neúplné a nedokonalé spalování. Místní nedostatek vzduchu může nastat i při celkovém přebytku vzduchu v důsledku nedokonalého promíchání paliva a vzduchu. Přebytek vzduchu má pak velmi výrazný vliv na množství škodlivin ve spalinách. Spotřebu elektřiny celého okruhu ani sacích ventilátorů zvlášť literatura neuvádí, stejně jako množství tepla použitého pro předehřátí vzduchu. Toto teplo se odebírá spalinám přímo z kotle. Z hlediska ochrany životního prostředí jsou patrně nejdůležitější substancí vystupující z tepelné elektrárny spalující uhlí kouřové plyny, a proto se jim budeme věnovat poněkud obšírněji. Při spalování fosilních paliv pro energetické účely vzniká řada škodlivin, jež lze rozdělit viz obr. [4].

obr. č. 4 – Vznik škodlivin při spalování fosilních paliv [4] U většiny průmyslových kotlů je vývin oxid uhelnatý minimální, neboť jeho vznik je podmíněn velmi malým přebytkem vzduchu (1,005 - 1,05), zatímco práškové hořáky elektrárenských bloků jsou provozovány s přebytkem 1,2 - 1,4 (jiné prameny uvádějí 1,11 1,3). Nedokonalé spalování může nastat i při dostatku vzduchu a při dobrém promíchávání tehdy, když se plynné spaliny ochladí dříve než mohou dokonale vyhořet (nejčastější jev u starých, malých ohnišť, jejichž měrné tepelné zatížení je příliš vysoké). Při předčasném ochlazení spalin se z rozštěpených, avšak nespálených uhlovodíků tvoří SAZE na chladných plochách 19

nebo v plynných spalinách (hustý, černý kouř). Saze jsou jemné uhlíkové částice ve formě mraku grafitových krystalků (chemické složení C8H, C6H, velikost částic < 0,05 mm). Kromě toho se ve spalinách objeví vodík, někdy meziprodukty hydroxylace uhlovodíku nebo i nerozložené lehké uhlovodíky. Síra ve formě sloučenin tvoří část spalitelnou a nespalitelnou. Nespalitelná část sloučenin síry je obsažena v tuhých zbytcích po spálení ve formě síranů. Hlavním produktem spalovacích reakcí je oxid siřičitý a velmi malá část oxid siřičný (1 - 2 %). Při nesprávně seřízeném spalování a přítomnosti síry v palivu může vznikat ve spalinách i H2S za podmínek, které provázejí vývin oxid uhelnatý. Emise oxid syřičitý se často zjišťují z bilance paliva a z obsahu síry v palivu (tedy neměří se). Při těchto úvahách se předpokládá, že 2 % síry odcházejí s popílkem, 1 % síry je vázáno na strusku a konečně 95 % odchází ve formě oxid syřičitý. Přítomnost oxid syřičný ve spalinách je nepříznivá z hlediska nízkoteplotní koroze výhřevných ploch. Oxid syřičný velmi snadno vytváří kyselinu sírovou. Oxidy dusíku se vztahují na řadu oxidů dusíku oxid dusný, oxid dusnatý, oxid dusičitý, oxid dusičný. Největší roli při znečišťování atmosféry hrají oxid dusnatý a oxid dusičitý. V oblasti vysokých teplot při spalování (t > 1300 stupňů celsia) vzniká oxid dusnatý (termický) oxidací vzdušného dusíku atomárním kyslíkem. Z toho plyne, že minimální přebytek vzduchu a pokles přebytku snižuje tvorbu oxid dusnatý, stejně jako snížení teploty plamene a snížení doby setrvání spalin v oblasti maximálních teplot. Oxid dusnatý (promptní) vzniká i v oblasti bohaté směsi (chudé na kyslík) reakcí uhlovodíkových radikálů s molekulárním vzdušným dusíkem. U technických ohnišť však tento způsob hraje podružnou roli. Vznik oxid dusnatý (palivový) z palivového dusíku závisí na obsahu dusíkatých látek v palivu a na režimu spalování. Poměrný díl přeměny dusíkatých látek na NO klesá se vzrůstem obsahu dusíkatých látek v palivu. Oxid dusičitý pak vzniká v ovzduší oxidací emitovaného oxidu dusnatého. Při spalování některých druhů uhlí se uvolňuje i chlorovodík a fluorovodík, jde o všem jen o nepatrnou část, neboť hlavním producentem je spalování tuhého domovního odpadu s četnými plasty a spalování zvláštního odpadu. V elektrárnách na fosilní paliva vznikají při spalovacích procesech dioxiny (polychlordibenzodioxiny -PCDD) a furany (polychlordibenzofurany - PCDF). Je známo 75 izomerů sloučenin typu PCDD a 135 sloučenin PCDF. U elektrárenských kotlů bývá nejvíce látek PCDD a PCDF nalezeno v popílku z elektroodlučovačů. Důležitá pro vznik je přítomnost uhlíku v popílku (nevypálený popílek), která vytváří možnost vzniku precursorů těchto sloučenin. Dále je to obsah kyslíku, vody a chloridů, který rovněž příznivě působí na vznik dioxinů. Některé stopové těžké kovy (měď) ovlivňují tvorbu PCDD a PCDF v oblasti nízkých teplot. Maximální koncentrace dioxinů ve spalinách se dosahuje při teplotě 570 stupnů C, při zvyšování teploty koncentrace klesá. Snížení koncentrace těchto látek tedy spočívá ve velmi rychlém ochlazení spalin, v jejich dokonalém odprášení, v dokonalém míchání spalin během spalování a v dokonalém samotném spalování. Při nedokonalém spalování vznikají polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH). Při pyrolýze v oblasti teplot 500 – 800 stupnů C vznikají radikály uhlovodíků a při nedostatku kyslíku vzniknou PAH. Emise PAH je vázána na polétavý prach (velikost částic menší než 10 mm). Při spalování uhlí se dostává do ovzduší část stopových prvků - těžkých kovů. Část těchto příměsí se vyloučí a zachytí ve škváře a popelu, část se emituje s popílkem a velmi malá část se emituje jako plyn nebo pára (rtuť). Otázka chování uvedených prvků je velmi složitá a záleží na složení paliva a jeho příměsích. Např. v přítomnosti chloru se celá řada prvků projeví jiným způsobem než bez jeho přítomnosti. Často poklesne teplota zplynění a sloučenina těžkého kovu a chloru se emituje ve formě páry. Co se týče radioaktivních emisí, měření ukázala, že polétavý prach z hnědouhelné elektrárny vykazuje 10 - 20 krát nižší aktivitu než polétavý prach z elektrárny spalující černé uhlí. 20

Maximální zvýšení přirozené koncentrace uvedených radionuklidů v přízemní vrstvě ovzduší na nejnepříznivějším místě v okolí hnědouhlené elektrárny a elektrárny spalující černé uhlí (vztaženo na elektrický výkon 1000 MW) ukazuje graf [1].

graf č. 1 – Maximální zvýšení přirozené koncentrace radionuklidů v přízemní vrstvě ovzduší v okolí uhelné elektrárny v % [7] Podle stejných měření a výpočtů lze uvést hodnoty ročních radioaktivních emisí vázaných na aerosoly z uhelné elektrárny (vztaženo na elektrický výkon 1000 MW). Následující diagramy budiž pouze ilustrativní, neboť není možné tvrdit, že uvedené hodnoty mohou být aplikovatelné na jakékoliv zařízení; je zřejmé, že hodnoty se budou lišit v závislosti na druhu spalovaného uhlí, jehož složení se mění ložisko od ložiska. Stejně tak je nutné zdůraznit, že jakékoliv srovnávání těchto emisí s emisemi z jaderných elektráren nemůže být v žádném případě korektní, neboť na první pohled je zřejmé, že uhelné elektrárny mohou emitovat pouze radionuklidy přírodní, zatímco elektrárna jaderná emituje výhradně radionuklidy umělé (emise přírodních radionuklidů přicházejí v úvahu pouze v přední části jaderného palivového cyklu - těžba a zpracování uranové rudy). Diagram znázorňující zvýšení těchto umělých radionuklidů v okolí jaderné elektrárny v % by nebylo možné vůbec sestrojit - současné koncentrace by nebylo s čím porovnat, protože umělé radionuklidy se před uvedením jaderných elektráren do provozu téměř nevyskytovaly. Podobně nelze srovnávat jednotlivé druhy radioaktivních emisí - zatímco např. uhelná elektrárna neemituje žádné kapalné radioaktivní odpady, leží těžiště radioaktivních emisí z jaderné elektrárny právě u tohoto druhu odpadů. V jistém ohledu dokonce zařízení spalující fosilní zdroje přispívají k poklesu měrné aktivity v celé biosféře: do atmosféry uvolňují velký objem oxidu uhličitého prakticky neobsahujícího radioaktivní 14C, čímž je vyvolán pokles objemové aktivity 14C ve vzdušném oxidu uhličitém, který je fotosynteticky zpracováván rostlinami. Snížení jeho zastoupení v rostlinách pak přechází do celého potravinového řetězce. graf č. 2 – Měrná aktivita radioaktivní emise aerosolů z uhelné elektrárny – viz. inf. zdroj č. 8

21

Platí, že měrná aktivita stoupá se zmenšováním prachových částic, zejména u emisí z elektráren na černé uhlí [7]. Jiné srovnání přináší diagram znázorňující roční aktivitu radioaktivních aerosolových emisí z uhelné elektrárny vztaženou na jednotku výkonu, jak je vidět viz graf [3].

graf č. 3 – Roční radioaktivní aerosolové emise z uhelné elektrárny [8] Tuhé zbytky po spálení jsou tvořeny různými formami popela (i produkty filtrace) a částečně nespáleným palivem vlivem technické nedokonalosti spalovacího zařízení. Složení jednotlivých složek tuhých zbytků spalování uhlí viz tabulka [7].

tab č. 7 – Jednotlivé složky tuhých zbytků po spálení uhlí [5] . uhlí

Koncentrace [%] <1 1- 0,1-0,01 0,01-0,001 0,0010,1 0,00001 Si,Al,K,M . Ba,V,Cr,Mn, As,Co,Cu, Be g, B Zn, Ca,Ti,Na, Sn,Pb,Sr,N Fe i

22

negativní Ag,Ge,W,Mo , Sb,Bi,Ga,Tl

Si,Al,K,M . Ba,V,Cr,Sr, As,Co,Zn, Be,Mo,Pb,S Ag,Ge,W,Sb, g, Cu Ni, n Bi, Ca,Ti,Na, Mn,B,Ga Tl Fe úlet z komína Si,Al,K,M Cu Ba,V,Cr,B,Sr As,Co,Pb, Be,Sn,Ge Ag,W,Mo,Sb g, , Ni, ,Bi, Ca,Ti,Na, Zn Mn,Ga Tl Fe popílek z mech. odluč. Si,Al,K,M . Ba,V,Cr,B,C As,Co,Zn,S Be,Sn,Ga,G Ag,W,Mo,Sb g, u b, e ,Bi, Ca,Ti,Na, Cr,Ni,Mn Tl Fe popílek z elektr. odluč. Si,Al,K,M . Ba,Pb,B,Cr, As,Co,Sr, Be,Mo,Sn Ag,W,Sb,Bi, g, Ni, Mn, Tl Ca,Ti,Na, As,Cu,Zn,V Ga,Ge Fe úlet Si,Al,K,M Cu, Ba,Pb,V,Cr, Co,Sn,Sr, Be,Mo,Ag W,Sb,Bi,Tl g, Zn B, Mn, Ca,Ti,Na, Ni,As Ga,Ge Fe Vzhledem k jeho toxicitě je významným prvkem ve zplodinách arsén. Má schopnost koncentrovat se na nejjemnějších částicích popílků a tak se úletem dostává do ovzduší (zhruba 1/3). Maximální koncentrace lze nalézt v zrnitostních frakcích kolem 5 mikrometrů, což je zrnitost, pro niž je účinnost zachycení v odlučovačích minimální a její zachycení v dýchacím traktu člověka naopak maximální. Rovněž popílek způsobuje v kouřovodech otěr - literatura uvádí hodnotu erozivity popílku 24,3 mg/kg. Ztráty tepla lze podle závislosti na kvalitativních parametrech spalovaných uhlí rozdělit v podstatě na ztráty, jejichž velikost je nezávislá na kvalitativních parametrech spalovaného uhlí, a na ztráty, které jsou na těchto parametrech přímo závislé. Do kategorie ztrát nezávislých na parametrech paliva patří ztráty, jejichž velikost je určena obsahem hořlaviny ve spalinách, a ztráty, jejichž velikost je určena sáláním a vedením tepla zazdívkou a konstrukcí kotle. Pro hodnocení energetické využitelnosti různých uhlí pokládá literatura tento druh ztrát za konstantu ve výši 2 %. Pro účely této práce tato přibližná hodnota postačuje pro představu velikosti zmíněných ztrát. Do kategorie ztrát závislých na kvalitativních parametrech spalovaných uhlí zahrnuje příslušná norma ztráty • hořlavinou obsaženou v tuhých zbytcích po spalování (struska, popílek, úlet, propad) • fyzickým teplem tuhých zbytků (struska, popílek, úlet, propad) • citelným teplem spalin - tzv. komínová ztráta Pro ztráty hořlavinou obsaženou v tuhých zbytcích po spalování vychází podle vztahů uvedených v literatuře hodnota přibližně 1,3 %, pro ztráty fyzickým teplem tuhých zbytků hodnota 0,3 % a pro komínovou ztrátu hodnota přibližně 8,2 %. Ztráty tepla v tomto technologickém okruhu tedy činí přibližně téměř 12 %. Největším zdrojem hluku v okruhu je vzduchový a kouřový ventilátor. Ve vzdálenosti 1 m od povrchu zařízení lze naměřit úroveň hladiny hluku 95 dB(A) resp. 85 dB(A). Hluk kotlů je způsoben samotným hořením, může být zesílen resonancí vnitřního spalovacího prostoru, případně resonancí stěn. Střední hladina hluku na úrovni hořáků 1 m před stěnou kotle se pohybuje v rozmezí 75 - 95 dB(A). škvára

23

Do okruhu vzduchu a kouřových plynů patří rovněž odsiřovací zařízení. Třebaže odsiřovací zařízení není ve výrobnách ČEZ, a.s. běžnou záležitostí, budeme se mu alespoň ve stručnosti věnovat, protože v budoucnu lze tato zařízení ve výrobnách ČEZ očekávat a např. v EPOČ již takové zařízení funguje. Metod k odstranění oxid syřicitý ze spalin existuje celá řada. Odborníci ČEZ,a.s. vybrali dnes nejrozšířenější metodu mokré vápencové vypírky; dlužno ovšem dodat, že za současného stavu poznání se tato metoda k odstranění oxid syřičitý ze spalin dá jen sotva označit za moderní . Vlastním principem odsiřování je vypírání plynného oxidu siřičitého vápencovou suspenzí v kyselém prostředí při pH 3,5 -5,0. Za těchto podmínek vzniká roztok dobře rozpustného hydrogensiřičitanu vápenatého. Po jeho oxidaci kyslíkem je výsledným produktem téměř čistý energosádrovec (dihydrát síranu vápenatého) [5]. Provedení ukazuje obrázek [5].

obr. č. 5 – Schéma úpravy výstupů ze spalování paliva [8] Spaliny jsou po odprášení zavedeny do pračky, kde jsou v průběhu absorpce SO2 ochlazeny. Ve válcové věži pračky jsou zabudovány v jednotlivých rovinách vstřikovací trysky pro suspenzi a odlučovač kapek se skrápěním vodou. Do proudícího plynu se vstřikuje suspenze a proudící plyn se tak zbavuje oxid syřičitý. Po odsíření se spaliny opět ohřejí v tepelném výměníku a jsou zavedeny do komína. Jednotlivá uspořádání se liší řazením ventilátoru a realizací opětného ohřevu spalin. Tato metoda vykazuje poměrně vysokou účinnost odsíření (90 – 95 %). Kromě toho se ovšem spaliny zbavují z 90 % kyseliny chlorovodíkové, ze 70 – 95 % kyseliny fluorovodíkové, 70 – 90 % zbytků popílku nezachyceného ve filtrech, zhruba 10 % oxidů dusíku a až 95 % stopových sloučenin těžkých kovů a toxických sloučenin. Nevýhodou jsou odpadní vody obsahující chloridové (desítky g/l), fluoridové (setiny g/l) a síranové (jednotky g/l) ionty. O složení vody před její úpravou lze získat představu i podle složení produktu filtrace této vody viz tabulka [8]. tab č. 8 – Koncentrace stopových prvků ve filtračním koláči z úpravy odpadní vody odsiřovacího zařízení [5] Koncentrace stopových prvků v [mg/kg] ve filtračním koláči z úpravy odpadní vody odsiřovacího zařízení . Arsén Baryum Kadmium

Konc. při použití 95% CaO 20 300 5 24

Konc. při použití 83% CaO 20 300 3

Chróm Nikl Olovo Rtuť Selén Stroncium Zinek

100 100 40 10 150 80 200

100 100 60 5 50 400 300

Zatímco uvádí jako výhody metody použití "levného, snadno dostupného" vápence, je třeba tuto skutečnost považovat spíše za zápor. Metoda si totiž vyžádá na každou tunu spáleného paliva (hnědého uhlí) 45,6 kg vápence, což činí 273.600 tun vápence ročně pouze pro elektrárnu Prunéřov II (vypočteno ze spotřeby uhlí v roce 1988 - vzhledem k tomu, že elektrárna pracuje v základním zatížení, nelze předpokládat výraznější odchylky v její produkci v následujících letech). Údaje o množství potřebného vápence se ovšem liší spotřeba vápence při obsahu síry 1% v palivu by mohla činit i 53,3 kg vápence na tunu hnědého uhlí. Podle údajů lze vypočítat, že spotřeba vápence bude možná i nižší (pro 1 blok EPOČ až 250 t uhlí/h a 8,8 t vápence/h dává 35,2 kg vápence na tunu uhlí). kaly obsahují 65-95% samotného energosádrovce, 8-12% hudroxidu vápenatého a 1-4% fluoridů (% hmotnostní). Rozmezí obsahů některých prvků v kapalné složce a tuhé složce kalů viz tabulka [9]. tab. č. 9 – Koncentrace stopových prvků v kalech z mokrých odsiřovacích zařízení [5] Koncentrace stopových prvků v kalech z mokrých odsiřovacích zařízení . Arsén Bór Kadmium Chróm Měď Rtuť Olovo Selén

Tuhá složka [mg/kg] 0,8-52 42-530 0,1-25 1,6-180 6-340 0,01-6 0,2-290 2-60

Kapalná složka [mg/l] 0,0004-0,1 2,1-76 0,002-0,1 0,0002-0,3 0,0045-0,5 0,00006-0,1 0,005-0,5 0,003-1,9

Energosádrovce ve srovnání s přírodním sádrovcem viz tabulky [10] a [11].

tab. č. 10 – Složky energosádrovce a přírodního sádrovce v % [5] Složky energosádrovce a přírodního sádrovce v % . vlhkost CaSO4.2H2O Cl Na2O MgO (rozp.)

přírodní sádrovec 1 78-95 <0,001 0,02 25

energosádrovec 7-10 98-99 <0,01 <0,01 <0,01

Fe F (rozp.) SO2 CO2 K2O (rozp.) pH inerty

6-7 5-20

<0,05 <0,05 <0,05 1 0,5 5-8 -

Tab. č. 11 – Koncentrace stopových prvků v energosádrovci a přírodním sádrovci v mg/kg [6] Koncentrace stopových prvků v energosádrovci a přírodním sádrovci v [mg/kg] . Arsén Olovo Kadmium Rtuť Selén Titan Zinek

přírodní sádrovec <1 3-6 <0,2 <1,1 <11 <1 7-13

energosádrovec <1 4 <0,2 <0,5 <0,5 <1 6-12

Radioaktivita energosádrovce se uvádí jako nižší nebo rovna radioaktivitě přírodního sádrovce. 8. Závěr Ačkoliv problém spojeny s následnou rekultivací krajiny po těžbě uhlí vznikl již před několika desítky lety, nabývá na aktuálnosti až nyní, kdy několik důlních společností končí s těžbou tohoto a jiných paliv. Krátery, které po těžbě vznikají určitě nepatří k tomu, čím by se Česká republika mohla chlubit v zahraničí. Zvláště okolí severních Čech (Mostecka a Chomutovska) často připomínají měsíční krajinu. Tímto problémem se jistě zabývá nejen důlní společnost, která v dané oblasti těžila, ale i Ministerstvo pro životní prostředí. Nejjednodušší a také nejlevnější způsob představuje rekultivace, která spočívá v zavezení díry vzniklé po dolování, její následné zarovnání a jako poslední přichází zatravnění či dokonce výsadba nových stromů a keřů. Jistou alternativou je i tzv. zatopení dolů, čímž vznikají umělé vodní nádrže. Těch je v ČR již několik. V poslední době jsou velmi oblíbené hlavně v severních Čechách tzv. průmyslové zóny, které vytváří „nový život“ v těchto dříve zdevastovaných oblastech. Staví se zde například nová obchodní centra, či nové výrobní haly, které tak přináší i nové pracovní příležitosti v dané oblasti. Ty jsou však samozřejmě finančně náročnější. Velký problém v minulém období způsobily uhelné elektrárny. V této souvislosti se však již mnoho změnilo. Po revoluci, kdy si lidé začali uvědomovat životní prostředí jako důležitou složku jejich dalšího života si i společnost ČEZ, a. s. dala jasný cíl – odsířit všechny uhelné elektrárny, neboť právě síra byla to, co způsobovalo hlavně v severních Čechách tolik známé 26

inverze. Společnost ČEZ, a. s. do odsíření investovala několik miliard Kč, vznikly tzv. projektové týmy, které se touto otázkou zabývaly, a dnes jsou již všechny uhelné elektrárny odsířeny, čímž se ČEZ, a. s. a to právem ráda chlubí.

Použité informační zdroje (citace dle normy ISO 690): 1 NEUŽIL, M. Vliv tepelných elektráren na životní prostředí, EIA (Posuzování vlivů na životní prostředí), ročník II (1997), číslo 3, MŽP ve spolupráci s Centrem EIA ČEÚ, Praha 1997. ISBN 80-55052-03-3. 2 NEUŽIL, M. Analysis of the Environmental Impact of Power Generation Technologies, Glasgow Caledonian University 1994, másterská práce. ISBN 80-26083-04-7. 3 NEUŽIL, M. Economic Analysis of the Environmental Impact of Power Generation Technologies in the Czech Republic, Glasgow Caledonian University 1995, másterská práce. ISBN 80-56238-04-7. 4 HUDÁK, J. Provozní a pracovní předpisy zauhlování, rok vydání 1999, výtisk číslo 13, počet stran 219. 5 HUDÁK, J. Provozní a pracovní předpisy odpopílkování a odstruskování, rok vydání 1999, výtisk číslo 12, počet stran 159. 6 HUDÁK, J. Dodatek č. 1 k provoznímu předpisu odpopílkování a odstruskování, rok vydání 1999, počet stran 23. 7 KOTLÁR, L. Zdroj: Hospodářské noviny, datum vydání 7. května 2002, rubrika Energetický trh ČR, strana 4. 8 PĚNKAVA, J. Technologie provozu [online]. c 2001, poslední revize 28.11.2001 .

27