Dążenia do zapewnienia czystego powietrza w Polsce to nasz wspólny cel. W kontekście ogrzewnictwa to nic innego jak korzystanie z efektywnych i ekologicznych urządzeń grzewczych. Prawda jest jednak taka, że nie wszystkich stać na modernizację kotłowni, ale w takich sytuacjach można lepiej przyjrzeć się opałowi, który będziemy spalać. Szczególnie istotne jest to w przypadku węgla. Dlaczego?

Zawieszone normy jakościowe węgla

Począwszy od 1 sierpnia 2023 r., obowiązują nowe przepisy dotyczące domów ogrzewanych węglem. Ponownie bowiem zawieszono normy jakościowe dla węgla spalanego w gospodarstwach domowych. Regulacja ta ma obowiązywać do zakończenia roku 2023. Odstąpienie od tych norm podyktowane było ochroną polskich konsumentów przed wysokimi cenami nośników energii. Zamiast w odpowiedzialny sposób przeprowadzić szeroko zakrojoną kampanię o prawidłowym korzystaniu z kotłów (wiele osób robi to niezgodnie ze sztuką), zamiast przedstawić sposoby na oszczędzanie energii czy coś podobnego,  to ponownie postawiono na wyciągnięcie argumentów finansowych, torpedując tym samym wysiłki poczynione na rzecz ochrony powietrza. 

Nie chodzi o to, aby przekładać bezpieczeństwo ludzi na rzecz ekologii. Chodzi o to, że w pokraczny sposób cofnięto Polskę o kilka lat, jeśli chodzi o walkę ze smogiem. Nie było konieczności, aby cofać te normy. Czy może chodziło o to, aby dopuścić do sprzedaży ten węgiel, który do nas przypłynie zza oceanu?

Ministerstwo Klimatu i Środowiska przedstawiło niedawno dane, które ukazują, że w gminach zgromadzone jest ok. 65 tys. ton węgla, głównie z importu, zakupionego od państwowych spółek, takich jak Polska Grupa Górnicza, PGE Paliwa, Węglokoks, Węglokoks Kraj, Tauron Wydobycie oraz LW Bogdanka. Miejscowe władze nie były w stanie jeszcze sprzedać go swoim mieszkańcom po uprzywilejowanych cenach, czyli poniżej 2000 zł za tonę. Węgiel ten dostarczano do gmin już po zniesieniu norm jakościowych, więc przedłużenie ich zniesienia do końca roku może być spowodowane tym, że w innym wypadku ten węgiel nie będzie mógł być sprzedawany. 

• Zobacz również: Charakterystyka energetyczna to europejska fanaberia? Skąd się bierze niechęć wobec certyfikacji budynków?

Węgiel i jego parametry

Zajmijmy się teraz kwestią jakości węgla, którą na etapie zakupu u uczciwego sprzedawcy jesteśmy w stanie wstępnie ocenić na podstawie danych, które dostarcza. Jakie są więc główne parametry węgla?

• wartość opałowa,
• zawartość wilgoci,
• zawartość siarki,
• uziarnienie,
• spiekalność,
• zawartość popiołu.

Pokrótce wyjaśnijmy o co chodzi z każdym z nich. Po pierwsze wartość opałowa - to najprościej mówiąc ilość energii, którą można uzyskać ze spalenia 1 kg węgla (w przypadku gazu można odnosić energię do 1 m³). Dla węgla kamiennego wartości te wahają się od 17 do 35 MJ/kg - średnio jednak jest to ok. 25-26 MJ/kg. Czasem wartość opałowa jest podawana w kWh/kg. Zależność między nimi jest następująca: 1 kWh/kg to 3,6 MJ/kg. Im większa wartość opałowa, tym mniej węgla musisz zużyć.

Wilgoć w paliwie, takim jak węgiel, wpływa na ilość dostępnej energii podczas spalania. Odpowiada za zawartość wody w paliwie, co może być znaczącym czynnikiem w efektywności procesu spalania. Wilgoć w węglu powoduje, że część dostarczonej energii jest pochłaniana przez odparowanie wody zanim rozpocznie się proces spalania właściwego.

Teraz rozprawimy się z siarką. Pierwiastek ten występujący w paliwie zostaje uwolniony podczas spalania w postaci dwutlenku siarki (SO₂). Dwutlenek siarki jest gazem zanieczyszczającym powietrze i może przyczyniać się do powstawania smogu, kwaśnego deszczu oraz negatywnie wpływać na jakość powietrza i zdrowie ludzi. 

Uziarnienie to nic innego jak wielkość elementów węgla. Zazwyczaj węgiel jest sprzedawany z podziałem na sortymenty. Dlatego też kupujemy węgle:

• grube (kęsy, kostka, orzech), o uziarnieniu >200–25 mm,
• średnie (groszek, grysik), o uziarnieniu 30–5 mm,
• miałowe (miał), o uziarnieniu 6–0 mm,
• inne (muł, pył), o uziarnieniu 1-0 mm.

Czym jest spiekalność węgla?

W kontekście węgla spalanego w kotłach, spiekalność odnosi się do zdolności węgla do tworzenia spieku podczas procesu spalania. Spiekalność w tym przypadku jest niepożądanym zjawiskiem, ponieważ spiek tworzy się wewnątrz kotła i może prowadzić do poważnych problemów operacyjnych oraz zmniejszenia efektywności kotła. Jest to parametr nieco zapomniany, ale bardzo ważny. Dlaczego? Ponieważ tworzenie się spieku wewnątrz kotła może prowadzić do kilku problemów:

• Zmniejszenie przewodności cieplnej: Spiekalność węgla może prowadzić do tworzenia się warstw spieku na wewnętrznych powierzchniach kotła, takich jak wymiennik ciepła. To z kolei zmniejsza przewodność cieplną tych powierzchni i utrudnia efektywne przekazywanie ciepła z gorących spalin na medium grzewcze.
• Zmniejszenie przepływu powietrza: Nagromadzenie spieku w kotłach może ograniczyć swobodny przepływ powietrza niezbędnego do procesu spalania. To prowadzi do niewystarczającego dostarczania tlenu, co z kolei obniża wydajność spalania i może powodować emisję większej ilości szkodliwych substancji.
• Obniżenie efektywności: Tworzenie się warstw spieku na powierzchniach wymiennika ciepła może znacznie zmniejszyć efektywność procesu przekazywania ciepła. To oznacza, że kotły muszą pracować dłużej i zużywać więcej paliwa, aby osiągnąć taką samą ilość ciepła, co prowadzi do wzrostu kosztów eksploatacji.
• Ryzyko uszkodzenia kotła: Nagromadzenie spieku wewnątrz kotła może prowadzić do nadmiernego nagrzewania się elementów konstrukcyjnych kotła. To z kolei zwiększa ryzyko uszkodzenia kotła, co może prowadzić do awarii i konieczności kosztownych napraw.

Zawartość popiołu w węglu natomiast zależy głównie od jego rodzaju oraz procesów geologicznych, które wpłynęły na jego powstanie. Popiół jest pozostałością po spaleniu substancji organicznych węgla i zawiera minerały i związki, które nie uległy całkowitemu spaleniu.

Węgiel niskiej jakości niesie za sobą wiele zagrożeń

Spalanie węgla niskiej jakości, szczególnie tego z podwyższoną zawartością siarki, zanieczyszczeń i wilgoci, może generować różnorodne zagrożenia dla zdrowia człowieka i środowiska. 

Podczas spalania węgla niskiej jakości uwalniają się toksyczne związki, takie jak dwutlenek siarki (SO₂), tlenki azotu (NO_X), cząstki stałe i tlenki węgla. Te substancje mogą przyczyniać się do formowania smogu i pyłu zawieszonego w powietrzu, co jest niebezpieczne dla układu oddechowego i zwiększa ryzyko chorób płucnych, astmy i chorób serca. Emisje toksycznych związków ze spalania węgla niskiej jakości mogą wpływać negatywnie na jakość powietrza, powodując negatywny wpływ na zdrowie ludzi i jakość środowiska. Zanieczyszczenie powietrza może prowadzić do smogu, ograniczać widoczność oraz zagrażać zdrowiu mieszkańców.

Użycie niskiej jakości węgla może prowadzić do zwiększonej emisji drobnych cząstek stałych (pyłów zawieszonych) w procesie spalania. Te mikroskopijne cząstki mogą docierać do układu oddechowego, powodując podrażnienia dróg oddechowych, choroby płucne i podatność na infekcje. Taki węgiel może zawierać szkodliwe metale ciężkie, takie jak rtęć, ołów i arsen. 

Popioły i resztki po spalaniu węgla mogą zawierać substancje toksyczne, które przenikając do gleby i wód gruntowych, mogą zanieczyszczać środowisko naturalne i wpływać na jakość dostępnych źródeł wody.

Długotrwała ekspozycja na emisje wynikające ze spalania węgla niskiej jakości może przyczyniać się do zaostrzenia chorób układu oddechowego, takich jak astma, przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) oraz choroby serca.

Źródło: PGG, PGI
Zdjęcie główne: goleniow.net