Ciepło systemowe w walce ze smogiem

Według Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) Polska należy do najbardziej zanieczyszczonych państw Europy. Z powodu zanieczyszczonego powietrza przedwcześnie umiera 40 tys. Polaków, ponad 10 razy więcej niż w wypadkach drogowych. Największy udział w zanieczyszczeniach naszego powietrza ma niska emisja. W walce ze smogiem może pomóc ciepło systemowe.

W Polsce blisko 80% populacji terenów zurbanizowanych oddycha powietrzem, które znacznie przekracza granice przyjętych norm. Największe zagrożenie dla zdrowia człowieka niosą pyły. Rozmiar pyłów wyrażany jest w mikrometrach. Obawy specjalistów rodzą cząstki o średnicy 10 mikronów lub mniejsze oraz cząstki o średnicy 2,5 mikronów lub mniejsze (PM2.5). Niektóre z nich są na tyle małe, że z łatwością przechodzą z płuc do krwi, tak jak cząsteczki tlenu. Frakcja najdrobniejszych cząsteczek (o średnicy mniejszej niż 0,1 mikrometra) może nawet przejść do mózgu bezpośrednio przez nos. Dla porównania, ludzki włos ma średnicę 50-70 mikronów. Pyły powodują lub pogłębiają choroby układu oddechowego. Są powodem wielu schorzeń sercowo-naczyniowych. Mogą wpływać na centralny układ nerwowy i układ rozrodczy, a także powodować raka. Pyły mogą być także jednym ze skutków przedwczesnej śmierci.

EEA wymienia Polskę jako jedno z najbardziej zanieczyszczonych państw Europy. Bardziej skażona jest jedynie Bułgaria. Spośród 65 polskich miast, które zostały przebadane przez Światową Organizację Zdrowia, tylko sześć spełnia normy czystości powietrza. Najmniej skażony jest Gdańsk (gdzie stężenie pyłu PM10 wynosi 18 μg/m3), najbardziej – Kraków (64 μg/m3).

Na stan naszego powietrza przede wszystkim wpływają szkodliwe dla zdrowia substancje pochodzące z lokalnych kotłowni węglowych oraz domowych pieców grzewczych, gdzie spalanie węgla odbywa się w sposób nieefektywny.
W Polsce 16,7% (Narodowy Spis Powszechny 2011) mieszkań ogrzewane jest piecami węglowymi. Wskaźnik ten nieznacznie spadł w ciągu ostatnich lat, gdyż w 2002 roku było ich około 20%, jednak to nadal bardzo dużo. Do tego należy dodać mieszkania ogrzewane „centralnie”, ale indywidualnie (kotłownie w domkach jednorodzinnych i w mieszkaniach tzw. etażowe) to ok 38% mieszkań, z których 60% wykorzystuje węgiel. Szacuje się, że blisko 5 mln gospodarstw domowych opalane jest węglem oraz tym wszystkim co jest pod ręką .
W ramach indywidualnego ogrzewania w Polsce spalane jest co najmniej 10 mln ton tego paliwa rocznie. Biorąc pod uwagę, iż sprawności tych instalacji jest znacznie poniżej 50%, przyjmuje się iż około 5 mln ton węgla jest marnotrawione. Urządzenia te produkują około 140 000 TJ ciepła, emitując do otoczenia: 1 800 tys. ton popiołu, w tym 60 tys. ton popiołu lotnego (pyłu), 19 500 tys. ton dwutlenku węgla (CO2), 90 tys. ton tlenku węgla (CO), 110 tys. ton dwutlenku siarki (SO2) – (dane URE).
To nie jedyne zanieczyszczenia, którymi raczą nas właściciele prywatnych pieców węglowych. Jak wynika z obserwacji i badań, potrafią oni palić wszystkim co jest pod ręką i co wydaje się niepotrzebne, emitując tym samym do powietrza toksyczne związki. Najbardziej szkodliwe, a wręcz niebezpieczne ze względu na emisje trujących i rakotwórczych substancji, jest spalanie w piecach odpadów zawierających chlor, takich jak np. PCV. Źródłem toksyn oraz metali ciężkich, jak ołów, rtęć czy kadm, jest spalanie tworzyw sztucznych typu plastik, guma, czy różnego rodzaju folie. Przy niskotemperaturowym spalaniu tych produktów wytwarzane są dioksyny i furany pochodne chloru, bardzo groźne związki chemiczne niebezpieczne nawet w śladowej ilości. Wg opinii fachowców, jeden kilogram polichlorku winylu spalany w warunkach naturalnych wydziela 280 litrów trującego chlorowodoru i prowadzi do powstania kwasu chlorowodorowego, furanów i rakotwórczych dioksan, które działają mutagennie, naruszają strukturę kodu genetycznego, obniżają odporność immunologiczną, osłabiają proces wzrostu i powodują zaburzenia neurologiczne oraz hormonalne, a także mogą powodować poronienia i wysypki alergiczne. Toksyczne działanie tych związków polega na powolnym uszkadzaniu wielu narządów wewnętrznych takich jak płuca, wątroba, nerki, rdzeń kręgowy i kora mózgowa. Zatem indywidualne piece węglowe to na pewno bardzo trującym problemem.
Dla porównania warto przyjrzeć się procesowi produkcji energii kontrolowanej, a mianowicie ciepła systemowego i emitowanych w związku z tym zanieczyszczeń. Bazując na danych URE zawartych w opracowaniu „Energetyka cieplna w liczbach” w roku 2014 sprawność wytwarzania dla sektora ciepłownictwa systemowego (wliczając ciepłownie i elektrociepłownie) była na poziomie 86 proc., sprawność przesyłu na poziomie 87 proc.
Oznacza to, że do wytworzenia tej samej ilości ciepła, jakie otrzymuje się podczas ogrzewania z wykorzystaniem pieców domowych, zużylibyśmy zdecydowanie mniej węgla. Przechodząc z pieców indywidualnych na ciepło systemowe moglibyśmy zmniejszyć emisję zanieczyszczeń nie tylko z powodu zmniejszenia ilości spalanego paliwa. Ciepłownie i elektrociepłownie w większości posiadają filtry wyłapujące zanieczyszczenia, zatem mają marginalny wpływ, na powietrze którym oddychamy. Duże bloki energetyczne są przystosowane do surowych norm wyznaczonych przez dyrektywę unijną o emisjach przemysłowych (IED). Restrykcyjne normy niedługo wejdą w życie także dla średnich źródeł o mocach 1 MW do 50 MW (dyrektywa MCP).