Snižování sirných emisí z ropných produktů v zemích EU
Síra v přírodě
Síra je v přírodě hojně zastoupený prvek. Díky své vlastnosti ochotně se slučovat s dalšími chemickými prvky, je většina síry na Zemi vázána v anorganických sloučeninách - v solích, nerostech a horninách. Síru nalezneme také v řadě organických látek, takže by nás nemělo překvapit, že je obsažena i ve fosilních palivech (uhlí, ropě a zemním plynu), které vznikly jako sedimenty organických materiálů. K přírodním zdrojům oxidů síry patří hlavně vulkanická činnost. I zde jsme však dokázali, k vlastní škodě, přírodu hravě překonat. Přírodní zdroje se na množství emisí SO2 na území Evropy podílejí pouhými 2 procenty. Zbylých 98 procent sirného znečištění si Evropané zajišťují sami, vlastní průmyslovou činností.
Sirné emise, uvolňované vulkanickou činností, se na celkovém znečištění podílejí pouhými dvěmi procenty - sopka Vulcano, souostroví Lipari, Itálie. Foto autor
Antropogenní emise síry
Pod pojmem sirné emise se mnoha lidem vybaví kouř stoupající z komínů tepelných elektráren. Mnohem méně je v povědomí veřejnosti zapsán fakt, že významným zdrojem oxidů síry je i spalování nafty a benzínu v dopravě a ropných produktů při výrobě tepla. Díky trvalému úsilí se během posledního čtvrtstoletí podařilo snížit sirné exhalace v zemích Evropy o 20 procent a to hlavně díky prosazení odsiřování spalin z tepelných elektráren, které se na množství oxidů síry v ovzduší stále podílejí v průměru 50- 65 procenty, zatímco doprava se na množství těchto emisí podílí průměrně "pouhými" 3 procenty .
Tato hodnota se může zdát malá, ale je třeba připomenout, že v některých zemích EU dosahuje tento podíl z dopravy až deseti procent. V úvahu je také zapotřebí vzít i celkovou změnu charakteru znečištění, ke které došlo v posledních dvacetipěti letech.
Od malých ohnisek k velkým
Podle údajů z evropské sítě měřících stanic (materiály CORINAIR) došlo k přechodu od mnoha malých ohnisek znečištění (např. lokální vytápění, malé průmyslové podniky a pod.) k jednotlivým velkým zdrojům - ohniskům znečištění. Co odborníky zvlášť znepokojuje je fakt, že tyto velké zdroje emisí se často kryjí s hustě osídlenými oblastmi a městskými aglomeracemi. Zatímco dřívější situaci lze popsat jako výskyt znečištění velkého územního rozsahu, dnešní stav charakterizuje výskyt lokalit, kde jsou povolené limity škodlivin překračovány trvale, díky stále rostoucí automobilové dopravě. Jako nejkřiklavější příklady takových míst lze uvést rušné křižovatky, silnice s hustou dopravou, podzemní parkoviště, silniční tunely a jejich vyústění a čerpací stanice, kde může znečištění dosahovat až čtyřicetinásobku městského průměru. Zájemcům o geografické rozložení znečištění na území ČR lze doporučit webové stránky Českého hydrometerologického úřadu, kde jsou k dispozici mapy území se zobrazením koncentrací znečištění jednotlivými škodlivinami a podrobné informace z české sítě měřících stanic.
Proč jsou emise síry problém?
Důvody proč se emisím SOx věnuje v EU pozornost jsou následující:
- jsou toxické a vážně poškozují zdraví;
- společně s prachovými částicemi a přízemním ozónem vytvářejí pro zdraví nepříznivý smog a to i v letních měsících;
- zapříčiňují kyselé deště, které poškozují přírodu i stavební památky;
- emise SO2 ve výfukových zplodinách znemožňují zavedení již vyvinutých kvalitnějších automobilových katalyzátorů a znemožňují jejich recyklaci.
Údaje v grafu jsou převzaty z pozičního dokumentu "SO2" vypracovaného Evropskou komisí na přelomu roku 1997/1998.
Emise z automobilů
Automobilová doprava však neprodukuje pouze oxidy síry. Ve výčtu škodlivin uvolňovaných do ovzduší spalováním ropných látek zaujímají přední místo oxidy uhlíku - CO2, oxid uhličitý, působící jako skleníkový plyn a CO, oxid uhelnatý, který je jedovatý a již v nízkých koncentracích snižuje schopnost krve vázat a přenášet kyslík.
Další složkou spalin jsou oxidy dusíku : oxid dusný (NO), oxid dusičitý (NO2) a N2O. Oxid dusný vzniká během spalovacího procesu v motorech za vysoké teploty, kdy dochází k oxidaci vzdušného dusíku. Oxid dusný je poměrně reaktivní plyn, takže se dále slučuje se vzdušným kyslíkem na oxid dusičitý (2 NO + O2 --> 2 NO2). NO2 se podílí na vzniku dvou dalších škodlivých látek. Reakcí se vzdušnou vlhkostí vytváří kyselinu dusičnou, která přispívá ke kyselým dešťům. Působením slunečního se NO2 opět rozkládá podle rovnice NO2 + sluneční světlo --> NO + O. Uvolněný atom kyslíku je vysoce reaktivní a slučuje se vzdušným kyslíkem na ozón. Přízemní ozón (O3) je pro lidské zdraví rovněž škodlivý. Vysoké koncentrace O3 způsobují dýchací problémy a poškozují plíce. Ozón má také vliv na průběh fotosyntézy a poškozuje zelené porosty.
Oproti zmíněným plynům (CO2, CO, a NOx) se emise kysličníku siřitého (SO2) z dopravy mohou zdát relativně malé. Zatímco u CO2 jde řádově miliony tun, SO2 je zastoupeno "pouhými" stovkami tisíc tun. Problémem je množství oxidu siřičitého ve výfukových plynech vzniklých při spalování benzínů. To je stále dost vysoké pro nové typy katalyzátorů, které by díky novým vlastnostem umožnili více snížit emise CO2 a NOx. U dieselových motorů, spalujících motorovou naftu, je situace se sirnými emisemi mnohem horší - zplodiny obsahují v průměru 6x více SO2, než při spálení stejného množství benzínu.
Podle slov Margot Wallström, komisařky EU pro otázky životního prostředí, jde nyní o prolomení technické bariéry, kterou SO2 ve zplodinách představuje. Odstranění této bariéry, otevře cestu pro další snižování emisí CO2. Použití tzv. bezsírového benzínu má své opodstatnění i v případě starších dopravních prostředků, které nejsou vybaveny katalyzátory. Čistší palivo na vstupu znamená i méně škodlivin na výstupu, ve výfukových plynech.
Pojem bezsírový benzín, používaný v mnoha dokumentech, neznamená nulový obsah síry v palivu. Tímto pojmem je označován benzín s obsahem síry nižším než 10 mg/kg. Hodnoty síry v dnes prodávaném benzínu jsou přibližně 20krát vyšší. Požadavky na výrobu čistšího paliva v EU vycházejí ze studie Auto Oil Programme I (AOP I), která sledovala dopady různých množství síry v benzínu (18, 95, 182, 382 ppm). Na AOP I a další směrnice navázala směrnice 98/70/EC stanovující limity síry v pohonných hmotách prodávaných na území EU. Vývoj snižování obsahu síry v pohonných hmotách zachycuje následující tabulka :
| Rok | Limit obsahu síry |
| 1990 | Obsah síry přibližně 3000 mg/kg |
| 1998 | Přijetí směrnice 98/70/EC
150 mg/kg - benzín 350 mg/kg - nafta |
| 2000 | Od 1. ledna 2000 jsou limity 150 mg/kg pro benzín a 350 mg/kg pro naftu povinné |
| 2001 | Návrh na povinné zavedení bezsírového benzínu v EU od roku 2011 tj. méně než 10 mg/kg |
| 2005 | 50 mg/kg pro benzín i naftu |
| 2011 | Benzín - pod 10 mg/kg
Nafta - zatím není stanoveno |
Úprava emisí v České republice
V České republice jsou požadavky na složení kapalných paliv a na emise z mobilních zdrojů jsou upraveny vyhláškou Ministerstva dopravy a spojů č. 102/1995 Sb., o technických podmínkách provozu vozidel na pozemních komunikacích, ve znění vyhlášky č. 299/1996 Sb. Vyhláška je zcela kompatibilní se směrnicemi č. 70/220/EEC, č. 72/306/EEC a 88/77/EEC a prakticky kompatibilní se směrnicí č. 92/55/EEC. Nižší míra kompatibility dosud přetrvává vzhledem ke směrnici č. 85/210/EEC o obsahu olova v benzinu (norma pro bezolovnaté benzíny je kompatibilní, norma pro olovnaté benzíny nikoliv) a směrnici č. 93/12/EEC o obsahu síry v kapalných palivech.
Se směrnicí 98/70/EC naše legislativa kompatibilní není. Vyhláška Ministerstva dopravy 102/1995 Sb. ze dne 31. května 1995 o schvalování technické způsobilosti a technických podmínkách provozu silničních vozidel na pozemních komunikacích ve znění pozdějších předpisů (poslední novela 244/1999) stanovuje maximální limit síry pouze v motorové naftě a to na hodnotu 500 mg/kg.
Další českou vyhláškou, kde je stanoven maximální obsah síry v ropných látkách, je vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 97/2000 Sb. ze dne 10. dubna 2000, kterou se stanovují emisní limity a další podmínky provozování stacionárních zdrojů znečišťování a ochrany ovzduší. Vyhláška udává limitní obsah síry v kapalném palivu, jako nejvýše přípustný obsah sloučenin síry vyjádřených jako síra v hmotnostních procentech. Pro tekutá paliva (vytápění) obecně je hodnota sirných sloučenin stanovena 0,2 %, tedy na 2000 mg/kg. Povolené množství pro topnou naftu je stanoveno na 0,05%, tedy 500 mg/kg. Co by přineslo další snížení obsahu síry v palivu?
Co by znamenalo snížení limitů pro obsah síry v palivu?
Stávající situace je taková, že český spotřebitel tedy kupuje za evropské ceny benzín a naftu, které svými parametry (v množství nežádoucích příměsí síry) zůstávají stále více pozadu za standardy Evropské unie. Přitom dosažení platného limitu obsahu síry v EU (350 mg/kg) je hranice pro většinu výrobců snadno splnitelná a nové snížené limity, platné od roku 2005 nepřinesou pro spotřebitele výrazné zvýšení cen benzínu a nafty. K těmto závěrům došla konzultační firma AEA Technology, která vypracovala pro Evropskou komisi materiál nazvaný "Constultation on the Need to Reduce the Sulphur Content of Petrol and Diesel Fuels Below 50 PPM : - A Policy Makers Summary", kde je zodpovězeno šest základních otázek :
1. Jaký další zisk pro životní prostředí přinese snížení obsahu síry v palivu pod 50 ppm a jaký bude mít přínos použití paliva s obsahem síry 5 až 10 ppm a 30 ppm oproti palivu s obsahem 50 ppm.
2. Jak se zvýší náklady na výrobu benzínu s obsahem síry 5 až 10 ppm a 30 ppm oproti palivu s obsahem 50 ppm.
3. Jakým způsobem by mělo být prosazováno další snížení obsahu síry pod 50 ppm. Má být ponecháno na dobrovolnosti, nebo být povinné.
4. Jaké další vlivy na kvalitu benzínu a nafty bude mít snížení obsahu síry z 50 ppm pod 10 ppm a jaké budou dopady změn kvality paliva na životní prostředí.
5. Jaké budou investiční dopady na distribuční systém ropných produktů, včetně benzínu a nafty s obsahem síry nižším než 10 ppm.
6. Jaký bude celkový dopad na množství emisí skleníkových plynů při přechodu na paliva s obsahem síry pod 50 ppm, včetně započtení emisí uvolňovaných při výrobě a distribuci paliva.
K položeným otázkám se vyslovilo kolem dvacetipěti respondentů, převážně ministerstva životního prostředí zemí EU, asociace sdružující firmy petrochemického průmyslu a výrobce katalyzátorů a několik automobilových výrobců. Své stanovisko, které se z velké části shoduje více s postojem rafinérií, než s postojem ministerstev životního prostředí evropských států vyjádřila i Česká republika.
Závěry zmíněného materiálu lze shrnout do následujících bodů :
- Redukce obsahu síry v benzínu a naftě pod 50 ppm je nutná, vzhledem ke stále přetrvávajícím problémům znečištění ovzduší v evropských městech.
- Evropská federace pro dopravu a životní prostředí navrhuje otázku paliv s obsahem síry nižším než 10 ppm odsunout až na rok 2005.
- Některé evropské země budou zavádět bezsírovou naftu rychleji než ostatní země EU. Dobrým příkladem je Švédsko, kde se na základě dobrovolné dohody s producenty benzínu používá od 1.ledna 2000 benzín s obsahem 50 ppm (tj. třikrát nižší obsah síry než stanovuje směrnice 98/70/EC)
- Výroba benzínu s obsahem síry pod 30 ppm vyžaduje další dočisťovací zařízení, spotřebovává o 5 až 10 procent více energie během výroby a při výrobě je uvolňováno více emisí. Poměr emisí z provozu automobilů k emisím uvolňovaným při výrobě pohonných hmot je 10:1. Používání čistšího benzínu bude mít mnohem větší dopad na zlepšení kvality ovzduší v místech s vysokou koncentrací dopravy.
- V Japonsku je benzín s průměrnou hodnotou obsahu síry od 5 do 10 ppm již na trhu a jeho prodej tvoří 20 procent z celkového objemu prodeje benzínu. Stejně kvalitní benzín se prodává již v Kalifornii, v USA. Japonským cílem je vyrábět pouze benzín s obsahem síry pod 10 ppm (od roku 2005).
- Německo se staví jednoznačně kladně k návrhům na snížení limitů obsahu síry v palivech z 50 na 10 ppm. Podle německých studií představuje nárůst emisí při výrobě pouhých 1,63 procent, kdežto snížení emisí vzniklých při provozu vozidel bude mnohem výraznější. Podle německých propočtů se zvýšení ceny v důsledku zavedení bezsírového benzínu a nafty téměř neprojeví. Odhadovaný nárůst ceny je 0,35 - 0,5 feniku na litr nafty a 0,15 - 0,3 feniku na litr benzínu. Jiné studie uvádějí hodnotu zvýšení ceny kolem 1 centu Eura.
- Je mnohem efektivnější provést kvalitativní změny v 94 evropských rafinériích, než se spoléhat na správné seřízení více než 200 miliónů automobilových motorů.
- Mezi hodnotami v rozmezí 50 - 30 ppm obsahu síry leží kritická mez, kterou nelze překonat bez dalších investic do dočišťovacích zařízení. Snížení limitu pod 50 ppm má minimální dopad na spotřebu vodíku ve výrobním procesu.
Reakce České republiky
Česká republika v reakci na snahy Evropské komise snižit obsah síry v palivu pod 50 ppm sice vítá snahu o zlepšení životního prostředí prostřednictvím přísnějších limitů na benzín a naftu, pochybuje však, že další snižování obsahu síry je tou správnou cestou. Obdobného efektu by se podle oficiálního stanoviska ČR dale dosáhnout zvýšeným používáním alternativních paliv, zejména plynu. Podle názoru českých výrobců benzínu a nafty je další snižování limitů síry záležitost více politická než ekologická, se stále pochybnějším ziskem pro životní prostředí. Snížení obsahu síry pod zmíněný limit by si podle České rafinérské, a .s., vyžádalo investice ve výši asi 3 až 4 miliardy Kč. Zástupci českého průmyslu navíc uvádějí, že snížení obsahu síry by vedlo ke zvýšení emisí skleníkových plynů při výrobě pohonných hmot, což by mohlo zcela anulovat ekologický zisk z tohoto opatření.
Radek Novák
Podrobnější informace k tomuto tématu najdete na stránkách:
http://www.europa.eu.int/comm/environment/sulphur/index.htm
reklama
