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.