Zemní plyn a životní prostředí

Zemní plyn je palivo, jehož využívání pozitivně ovlivňuje životní prostředí. Zkušenosti řady evropských měst, kde zemní plyn a nízkosirné oleje nahradily uhlí ve vytápění domácností, jsou nezpochybnitelné. Vysoký podíl zejména hnědého uhlí mezi palivy využívanými pro vytápění neznamená jen emise oxidů síry, uhlíku a dusíku, popílku s obsahem těžkých kovů a uhlovodíků, ale také zásahy do krajiny při těžbě uhlí, znečištění při jeho úpravě a dopravě a v neposlední řadě také problémy při skladování a manipulaci s popelem. Pro život ale člověk energetické zdroje potřebuje - bez umělého světla a tepla si málokdo dokáže představit život na Zemi. Obnovitelné zdroje zatím stačí pokrýt pouze malou část energetické potřeby a tak i přes snahy o snížení energetické náročnosti bude muset člověk ještě dlouhá léta využívat fosilní zdroje. Proto by mělo být jeho vlastním zájmem, aby využíval takové fosilní zdroje, které v co nejmenší míře negativně působí na životní prostředí. Zemní plyn má ve srovnání s ostatními palivy a energiemi řadu výhod: · výstavba plynovodů a ostatních zařízení je spojena s minimálním záborem půdy, která se ve většině případů vrací ke svému původnímu způsobu využívání · plynovody jsou uloženy v zemi, takže nikterak nenarušují tvář krajiny. Hlavní ekologické výhody zemního plynu se ale projevují až při jeho využívání u odběratelů. Plynové spotřebiče jsou standardně vybaveny kvalitní regulací, takže spotřebiče spalují zemní plyn pouze tehdy, kdy zákazník teplo skutečně potřebuje. Ve srovnání s pevnými a kapalnými palivy vzniká spalováním zemního plynu daleko méně škodlivin - prach a oxid siřičitý jsou ve spalinách obsaženy v zanedbatelných množstvích a také emise oxidu uhelnatého a uhlovodíků jsou ve srovnání s ostatními palivy výrazně nižší. Zemní plyn a oxidy dusíku Jediným problémem spalování zemního plynu jsou emise oxidů dusíku. Směs oxidu dusnatého (NO) a dusičitého (NO2), která je označována jako NOx, vzniká při spalování každého paliva, pokud jeho spalování probíhá při teplotách nad 1000 oC, palivo obsahuje dusík nebo je pro spalování používán vzduch. Oxid dusnatý může vznikat třemi způsoby: * oxidací v palivu vázaného dusíku - palivový NO * přímou oxidací vzdušného dusíku - termický NO * reakcemi v zónách plamene s nejvyššími teplotami přes různé meziprodukty - promptní NO. Vzniklý oxid dusnatý pak po ochlazení oxiduje na oxid dusičitý. Jelikož nelze přesně určit poměr mezi oběma plyny, označuje se jejich směs jako NOx. Zemní plyn na rozdíl od kapalných a tuhých paliv (u těchto paliv se tvoří až 80 % emisí NO z palivového dusíku) neobsahuje žádný dusík. Rozhodující u zemního plynu jsou emise NO vznikající přímou oxidací vzdušného dusíku, tedy termický NO. Existuje proto řada možností, jak snížit emise oxidů dusíku - např. snižováním teploty plamene, omezováním přívodu vzduchu do zón plamene s nejvyššími teplotami, zkracováním doby setrvání hořící směsi v zónách s nejvyššími teplotami apod. Této problematice věnují výrobci plynových spotřebičů nemalé úsilí. Úpravami plynových spotřebičů, které se týkaly jak vnitřního uspořádání, tak vlastního spalování, se povedlo standardně snížit emise oxidů dusíku o více než 30 %. Špičková zařízení dnes produkují ve srovnání se staršími spotřebiči pouze 10 % původních emisí oxidů dusíku. Jednou z možností, jak snížit emise oxidů dusíku, je snížení teploty v reakční zóně plamene. Tato snaha ale může být kontraproduktivní - velké snížení teploty může znamenat nárůst produkce oxidu uhelnatého. Proto se výrobci snaží snížit emise obou plynů na minimum. Pro označování spotřebičů, které mají nízké emise uvedených plynů, se používají různé ekologické známky. V sousedním Německu je to např. Modrý anděl nebo Ecolabel Evropské unie. I v České republice existuje ekologická známka - Ekologicky šetrný výrobek, která se v případě plynových spotřebičů uděluje pouze těm spotřebičům, které splňují přísné limity emisí CO a NOx. Ke cti výrobců patří, že již několik desítek plynových spotřebičů může být touto značkou označeno. Zemní plyn a oxid uhličitý Jedním z velkých problémů, které bude muset lidstvo řešit, je pozvolné zvyšování průměrné teploty atmosféry, která působí neúměrné zvyšování skleníkového efektu. Za příčinu tohoto nepříznivého jevu, který se projevuje například táním ledovců a s tím spojeným zvyšováním vodní hladiny světových oceánů, vysycháním pastvin a přirozených zdrojů vody pro zvířata v tropických a subtropických oblastech, se označuje nárůst koncentrace tzv. skleníkových plynů v atmosféře. Mezi nejvýznamnější skleníkové plyny patří vodní pára, oxid uhličitý, metan, oxid dusný a freony. Nejvýznamnějším skleníkovým plynem je vodní pára. Bez jejího obsahu v atmosféře by byla venkovní teplota cca o 30 oC nižší. Její obsah však nelze v zemské atmosféře regulovat, protože je přirozeným skleníkovým plynem. Ostatní plyny ale patří do skupiny antropogenních plynů, které se do atmosféry více či méně dostávají činností člověka. Z antropogenních plynů má největší vliv na skleníkový efekt oxid uhličitý. Tento plyn se na první pohled jeví jako neškodný - není jedovatý, má široké uplatnění v lidských činnostech. Jeho největším zdrojem je spalování fosilních paliv. Z jejich srovnání vychází nejlépe zemní plyn - emise oxidu uhličitého totiž závisí na celkovém obsahu uhlíku v palivu. Protože poměr mezi vodíkem a uhlíkem je v případě zemního plynu vyšší než u ostatních paliv, vzniká při jeho spalování menší množství oxidu uhličitého. Na jednotku vyrobené energie je to ve srovnání s kapalnými palivy o 25 - 30 % méně a ve srovnání s uhlím je to dokonce o 40 - 50 % méně. Pokud se zohlední vyšší účinnost plynových spotřebičů, jsou tato čísla ve prospěch zemního plynu ještě výraznější. Zemní plyn je proto určitou nadějí lidstva při řešení problému skleníkového efektu. Porovnání emisí CO2 Zemní plyn a obnovitelné zdroje Vedle úsporného využívání všech forem energie je dalším významným krokem vedoucím k šetrnějšímu vztahu k životnímu prostředí při výrobě a spotřebě energií využívání obnovitelných zdrojů. Potenciál obnovitelných zdrojů v České republice však není nikterak veliký - využití síly větru, slunečního záření nebo vodní energie nebude rozhodně patřit k významným energetickým zdrojům. Určité naděje jsou vkládány do využívání biomasy. Spalovat lze všechno - dřevo, dřevní odpad, slámu, seno. Mnohdy může být spalování i nejlepším způsobem likvidace odpadů. Nelze však tvrdit, že spalování biomasy vůbec nezatěžuje naše prostředí. I při spalování biomasy vzniká oxid uhličitý, sice méně než při spalování uhlí, ale více než při spalování olejů nebo zemního plynu. To znamená, že přínos pro snížení emisí CO2 znamená pouze náhrada uhlí biomasou. Představa, že vzniklý oxid uhličitý ze spalování biomasy se opět vrací do přírody a přemění na novou biomasu,je zjednodušující a neprokazatelná. Biomasa neobsahuje síru, ale má určitý obsah dusíku. Při spalování za nižších teplot vzniká z něho významný skleníkový plyn oxid dusný N2O (ten při spalování uhlí, olejů nebo plynu za vyšších teplot nevzniká), navíc nižší teplota spalování vede i k většímu vzniku jedovatého oxidu uhelnatého. Bude-li naopak teplota spalování dostatečně vysoká, vzniknou oxidy dusíku - NOx. Kromě toho biomasa, zejména sláma a seno, obsahuje určité množství chlóru. V souvislosti s rozvojem využívání obnovitelných zdrojů energie má zemní plyn svůj význam především jako dobře regulovatelný zdroj energie, který je šetrný vůči životnímu prostředí a který je možno využívat výhodně v decentralizovaných zařízeních. To vše je výhodné pro kombinace například plynového vytápění a ohřevu užitkové vody s využíváním solární energie nebo tepla okolí (tepelná čerpadla). Právě využívání zemního plynu spolu s přírodními obnovitelnými zdroji je cestou, jak snížit koncentraci oxidu uhličitého v atmosféře a tím se postarat o určitý obrat ve vývoji klimatu na Zemi. Zemní plyn může být mostem od fosilních paliv do éry širšího využívání obnovitelných zdrojů. Zdroj: www.zemniplyn.cz