1
Techniczne systemy ochrony
powietrza cz.1
1
Techniczne systemy ochrony
powietrza cz.1
2
Wprowadzenie
Obecny stopień zanieczyszczenia powietrza
skłania do zmian w procesach
technologicznych i tworzenia technologii:
o
bezodpadowych (nic nie jest emitowane
do atmosfery)
o
półodpadowych (emisja zanieczyszczeń
nie przekraczająca norm)
3
Systemy ochrony powietrza
o
Techniczne:
n
Urządzenia i metody oczyszczania gazów
odlotowych
n
Urządzenia i metody wzbogacania paliw
n
Systemy oszczędzania energii
n
Nowoczesne instalacje niskoemisyjne
n
Instalacje produkcji energii odnawialnej
n
„Likwidacja” niskiej emisji w miastach
4
Systemy ochrony powietrza
o
Pozatechniczne:
n
Odpowiednie gospodarowanie gruntami
rolnymi i terenami nierolniczymi
n
Uprawa roślin energetycznych (wierzba)
n
Instrumenty prawne
n
Edukacja proekologiczna
n
Proekologiczne programy wsparcia
5
Techniczne systemy
ochrony powietrza
6
Redukcję emisji zanieczyszczeń do
atmosfery można realizować ingerując:
o
w źródło pierwotne (wyeliminowanie
przyczyn)
o
w technologię spalania, procesów
produkcyjnych i innych
o
w gazy odlotowe
7
Redukcja emisji… - cd:
o
źródło pierwotne np.
n
zmiana paliwa (z węgla na gaz ziemny, olej lub
najlepiej na biomasę)
n
wzbogacanie paliwa (usuwanie np. związków
siarki z węgla, oleju, gazu tzw. odsiarczanie paliw
lub popiołu z węgla kamiennego)
n
zmiana receptur farb i lakierów (np. zastępowanie
rozpuszczalników organicznych wodą)
n
dodatki sorbujące odoranty z produkcji zwierzęcej
n
odgazowywanie pokładów węgli, składowisk
odpadów komunalnych itp. (niższa em. CH
4
)
8
Redukcja emisji… - cd:
o
technologia spalania, procesów
produkcyjnych i innych np.:
n
obniżenie temperatury spalania (redukcja
emisji NOx)
n
zastosowanie nowoczesnych kotłów
(kotły gazowe z palnikami niskoemisyjnymi –
niższa emisja NOx)
n
spalanie z dodatkami „oczyszczającymi”
n
zgazowywanie paliw stałych (drewna, węgla –
niższa emisja pyłów, CO, a wyższa sprawność
spalania)
9
Redukcja emisji… - cd:
o
technologia spalania, procesów
produkcyjnych i innych – cd.
n
energooszczędne technologie i urządzenia
powszechnego użytku oraz systemy dociepleń
budynków itp. (niższa emisja CO
2
)
n
niskoemisyjne technologie nanoszenia farb i
lakierów (niższa emisja LZO)
n
niskoemisyjny przeładunek paliw płynnych,
gazowych i stałych (niższa emisja metanu, LZO
i pyłów)
10
Redukcja emisji… - cd:
o
OCZYSZCZANIE GAZÓW
ODLOTOWYCH
– ten temat zostanie
rozwinięty w cz. 2
11
STRATEGIE REDUKCJI EMISJI
GAZÓW CIEPLARNIANYCH
techniczne i poza techniczne
12
Metody i kierunki:
1.
Podniesienie efektywności
wykorzystania nośników energii
2.
Bezpośrednie metody techniczno-
technologiczne
3.
Zwiększenie możliwości
asymilacyjnych ekosystemów
4.
Alternatywne źródła energii
13
Ad.1.
Podniesienie efektywności …
n
efektywniejsze technologie spalania i
systemy grzewcze
n
ograniczanie niskiej emisji w miastach
(tj. ze źródeł niezorganizowanych)
n
w transporcie (energooszczędne
samochody; kolej zamiast TIR-ów)
n
obniżenie energochłonności produkcji
rolniczej
n
wzrost efektywności pracy urządzeń
technicznych
14
Ad.2.
Bezpośrednie metody…
q
ograniczenie niekontrolowanej emisji
(kopalnie, składowiska odpadów komunalnych –
CH
4
; niekontrolowane spalanie: pożary lasów,
wypalanie traw i ściernisk – CO
2
)
q
zmiana technologii i efektywności
nawożenia azotowego (N
2
O)
q
poprawa zasobów próchnicy i dobra
praktyka rolnicza (CO
2
, CH
4
, N
2
O)
q
zmiana technologii chłodniczej (CFC)
q
instalacje wyłapujące (absorbujące) i
magazynujące CO
2
(przyszłość !)
15
Ad.3.
Możliwości asymilacyjne…
o
rozszerzenie zalesień (CO
2
)
o
uprawy roślin energetycznych
(biomasa – np. wieloletnie uprawy
wierzb krzewiastych; biogaz)
o
oczyszczanie wód powierzchniowych
(zwiększenie pochłaniania CO
2
,
warunki tlenowe – niższa emisja
CH
4
)
16
Ad.4. Alternatywne źródła…
o
energia spadku wody i pływów morskich
o
bioenergia
o
energia wiatru
o
geotermia
o
pompy ciepła
o
energia słoneczna
o
energia jądrowa (rozpad jąder U, Pu)
o
energia termojądrowa – fuzja jąder
lekkich: D, T, Li (szansa na przyszłość)
17
Kryteria w ocenie metody…
o
skuteczność ekologiczna
o
efektywność ekonomiczna
o
akceptowalność i sprawiedliwość
społeczna
o
wykonywalność administracyjna
Czaja (1998)
18
Czynniki wspierające strategię
o
ekonomiczny (opłacalność)
o
prawny (wymogi norm prawnych)
o
edukacyjny (edukacja ekologiczna
społeczeństwa)
19
Systemy wspierające strategię
o
wsparcie ekonomiczno-finansowe
(NFOŚ, WFOŚiGW, Ekofundusz,
fundusze UE);
o
wsparcie informacyjno-edukacyjne
o
wsparcie prawno-organizacyjne
Czaja (1998)
20
Podatki bodźcowe (pod. węglowy)
o
Podatek od emisji CO
2
o
Opodatkowanie paliw (wsadu lub
procesu) w zależności od
„węglochłonności”
21
Etapy wprowadzania podatku
od emisji CO
2
[USD/t CO
2
]
0.
0,042 (obecnie) 4.
2,1
1.
0,126
5.
4,2
2.
0,42
6.
8,4
3.
0,84
7.
22
Czaja (1998)
22
Wytworzona energia oraz emisja CO
2
w Szwecji z
trzech najważniejszych paliw kopalnych przed i po
wprowadzeniu podatku węglowego
Paliwo
energia [PJ]
emisja CO
2
1990
1995 Δ
Gg·PJ
Δ Gg
węgiel
31,7
15,8
-15,9
95
-1510,5
olej
14
20,9
6,9
77
531,3
gaz
6,8
14,8
8
56
448
razem
-531,2
Źródło: Bohlin (1998), Biomass and Bioenergy, 15(4/5): 283-291
-531,2
23
Handel emisjami CO
2
o
Jest to system prawny umożliwiający
odsprzedawanie i kupowanie uprawnień
do emisji CO
2
pomiędzy podmiotami
gospodarczymi w UE i innymi krajami
ratyfikującymi protokół z Kioto
o
W przyszłości ma być rozszerzony o kolejne
zanieczyszczenia (m.in. SO
2
, NOx i pyły)
24
Handel emisjami CO
2
o
Podstawa prawna:
USTAWA z dnia 22 grudnia 2004 r.
o handlu uprawnieniami do emisji do
powietrza gazów cieplarnianych i innych
substancji (Dz.U.04.281.2784 )
25
Handel emisjami CO
2
Jedno uprawnienie – 1 Mg CO
2
lub
innego gazu cieplarnianego w
przeliczeniu na ekwiwalent CO
2
Rodzaje instalacji objęte systemem:
n
przemysł energetyczny (> 20MW)
n
rafinerie
n
hutnictwo, przem. mineralny i in.
26
Handel emisjami CO
2
o
Jeżeli jedna firma wprowadza
technologie o niższym potencjale
emisji gazów cieplarnianych to może
odsprzedać uprawnienia innej firmie
o
Wartość uprawnienia jest zmienna i
rządzi się prawami giełdowymi
27
Handel emisjami CO
2
o
Przykładowe notowania (30.03.2006 r.)
27,33 € za t CO
2
J
Źródło:
www.pointcarbon.com
28
Handel emisjami CO
2
Źródło:
www.pointcarbon.com
o
Przykładowe notowania
(20.03.2007r.)
1,08 € za t CO
2
L
29
Handel emisjami CO
2
o
Prowadzący instalację podlega karze
pieniężnej za brak uprawnień do
emisji na pokrycie rzeczywistych
wielkości emisji w poszczególnych
latach okresu rozliczeniowego na
dzień 31 grudnia każdego roku.
o
Wysokość kary: do 40 € / uprawn.
30
GAZY ODLOTOWE
31
Gazy odlotowe
– jest to mieszanina gazów i
aerozoli, o odmiennym składzie
niż czyste powietrze,
wprowadzana do atmosfery jako
zbędna substancja
(gazy
spalinowe, gazy wentylacyjne).
32
Gazy odlotowe tworzą się
w wyniku:
o
spalania paliw (energetyka, transport,
przemysł itp.)
o
prowadzenia procesów
przemysłowych
o
innych technicznych działalności
człowieka (np. spawanie, ścieranie)
o
wentylowania pomieszczeń
33
W skład gazów odlotowych
wchodzą:
o
Zanieczyszczenia gazowe
o
Zanieczyszczenia aerozolowe
(pyły i mgły)
o
Gazy obojętne (azot, tlen, para
wodna i in.)
34
Konieczność oczyszczania gazów
odlotowych wynika z:
o
potrzeby ochrony atmosfery przed
zanieczyszczeniami
o
potrzeby ochrony powietrza na
stanowisku pracy (ochrona zdrowia)
o
chęci odzyskania cennych substancji
(np. rozpuszczalników, amoniaku)
35
Podstawowe procesy oczyszczania
gazów odlotowych:
o
Oczyszczanie z aerozoli:
n
odpylanie (usuwanie pyłów)
n
odemglanie (usuwanie mgieł)
36
Podstawowe procesy oczyszczania
gazów odlotowych:
o
Oczyszczanie z zanieczyszczeń
gazowych:
n
absorpcja (sorpcja w całej objętości)
n
adsorpcja (sorpcja na powierzchni)
n
dopalanie
n
katalityczne utleniane i redukcja
37
Podział urządzeń oczyszczających
na względu na rodzaj zanieczyszczeń:
o
odpylacze (usuwają aerozole)
o
urządzenia do usuwania
zanieczyszczeń gazowych
38
Najważniejsze substancje
usuwane z gazów odlotowych:
o
Pyły w:
n
energetyce zawodowej (elektrownie i
elektrociepłownie)
n
energetyce przemysłowej
n
energetyce komunalnej
n
przemyśle (budowlanym, gumowym,
ciężkim, chemicznym, wydobywczym)
n
przetwórstwie (np. suszarnie zbóż)
39
Najważniejsze substancje usuwane
z gazów odlotowych – cd.:
o
Tlenki siarki (SO
2
i SO
3
) w:
n
energetyce zawodowej
n
energetyce przemysłowej
n
przemyśle (ciężkim, chemicznym)
n
rzadziej w ciepłowniach komunalnych
40
Najważniejsze substancje usuwane
z gazów odlotowych – cd.:
o
Tlenki azotu (NO
x
) w:
n
energetyce zawodowej
n
energetyce przemysłowej
n
przemyśle (chemicznym)
n
transporcie drogowym (katalizatory
samochodowe)
41
Najważniejsze substancje usuwane
z gazów odlotowych – cd.:
o
Tlenek węgla w:
n
transporcie drogowym (katalizatory
samochodowe)
n
przemyśle chemicznym
42
Najważniejsze substancje usuwane
z gazów odlotowych – cd.:
o
Odory w:
n
przetwórstwie spożywczym
n
przemyśle utylizacyjnym (przetwórstwo
padliny, spalarnie odpadów,
oczyszczalnie ścieków)
n
przemyśle chemicznym
n
„przemysłowe” chlewnie i kurniki
(na razie dość rzadko L)
43
Najważniejsze substancje usuwane
z gazów odlotowych – cd.:
o
Związki organiczne (poza odorami) w:
n
lakierniach
n
przemyśle utylizacyjnym (spalarnie
odpadów)
n
przemyśle chemicznym, gumowym
n
transporcie drogowym (katalizatory
samochodowe)
44
Najważniejsze substancje usuwane
z gazów odlotowych – cd.:
o
Substancje szczególnie niebezpieczne w:
n
przemyśle chemicznym
n
przemyśle jądrowym
n
przemyśle utylizacyjnym (spalarnie odpadów
niebezpiecznych)
n
magazynach i laboratoriach, gdzie mogą
znajdować się takie substancje (w tym
pochodzenia mikrobiologicznego)
45
Najważniejsze substancje usuwane
z gazów odlotowych – cd.:
o
Dwutlenek węgla:
n
Jak na razie nie ma taniej metody
unieszkodliwiania CO
2
powstającego w
ogromnych ilościach w procesach spalania
paliw kopalnych
n
Próby takie są prowadzone i w najbliższej
przyszłości zostaną wprowadzone
46
Ochrona dróg oddechowych
47
Ochrona dróg oddechowych
Osobnym problemem związanym z
oczyszczaniem gazów jest
oczyszczanie powietrza wdychanego
przez pracownika, żołnierza itp. za
pomocą środków ochrony
indywidualnej.
48
Ochrona dróg oddechowych
o
Najczęściej wykorzystuje się tutaj zjawiska:
n
filtracji (efekt sitowy, koagulacja) do odpylania
powietrza
n
adsorpcji i chemisorpcji (usuwanie gazów
szkodliwych i toksycznych, w tym również tlenku
węgla)
49
Ochrona dróg oddechowych
Oprócz środków ochrony indywidualnej
stosuje się filtrację powietrza
nawiewanego do pomieszczeń i
pojazdów, w których przebywają ludzie.
Usuwane są przede wszystkim pyły,
rzadziej zanieczyszczenia gazowe i
mikrobiologiczne.