PARTNERZY PORTALU

Rtęć w węglu. Jak się zmierzyć z problemem?

Rtęć w węglu. Jak się zmierzyć z problemem?
Fot. PTWP (Maciej Kwaśniewski)

Od pewnego czasu w Unii Europejskiej w różnych informatorach pojawia się informacja, że polskie węgle zawierają duże ilości rtęci. Taka informacja ma wspomagać działania gospodarcze i polityczne skierowane na eliminację polityki energetycznej opartej na węglu.

Rtęć jest jednym z trzech metali, obok kadmu i ołowiu, na który organizm człowieka nie wykazuje żadnego fizjologicznego zapotrzebowania. W środowisku naturalnym rtęć występuje w śladowych ilościach, ale z uwagi na jej toksyczność oraz zdolność włączania się w cykle obiegu przyrodniczego, stanowi zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka.

Pierwiastek niebezpieczny dla życia

Rtęć może rozprzestrzeniać się zarówno w postaci gazowej, ciekłej jak i element cząstek stałych i pyłów. Możliwość migracji rtęci pomiędzy powietrzem, wodą, glebą, powoduje powszechność jej występowania, często w miejscach znacznie oddalonych od źródeł emisji. Najbardziej narażone na skażenie rtęcią i jej związkami są ekosystemy wodne.

Ogólnoświatowe badania, zlecone przez UNEP (United Nations Environment Programme), potwierdziły wysoką szkodliwość rtęci dla środowiska i w pełni uzasadniają podjęcie działań na skalę międzynarodową. Efektem tych działań ma być Konwencja rtęciowa – nowy dokument zawierający zbiór wymagań i ograniczeń w zakresie emisji rtęci do środowiska. Do tej pory odbyły się 3 konferencje Międzyrządowego Komitetu Negocjacyjnego (INC – Intergovernmental Negotiating Committee): w Sztokholmie, Chiba i Nairobi.

Planowane są jeszcze dwie sesje INC w roku 2012 i 2013, tak aby ostateczny tekst Konwencji został przyjęty przed 27 sesją UNEP w 2013 roku. Aktualny tekst Konwencji zakłada wprowadzenie pewnych ograniczeń dla „Kraju – dużego emitora” emitującego rocznie ponad 10 ton rtęci do atmosfery. Jeżeli taki zapis zostałby przyjęty, to m.in. na Polskę, nałożone zostałyby dodatkowe wymagania, zobowiązujące do podejmowania działań mających na celu obniżenie emisji rtęci.

Rtęć do środowiska przyrodniczego trafia w wyniku procesów naturalnych, takich jak erupcje wulkanów, pożary lasów, aktywność geotermalna, parowanie rtęci z mórz i oceanów oraz emisja do atmosfery z gleby. Wielkość naturalnej emisji rtęci jest trudna do oszacowania, ale czynione w tym zakresie próby raportują średni poziom emisji rtęci od 4 do 6 tysięcy ton w skali roku. Należy podkreślić, że część naturalnej emisji rtęci stanowi reemisja wcześniej zdeponowanej w środowisku wodnym i gruntowym rtęci pochodzącej zarówno ze źródeł naturalnych jak i antropogenicznych (spowodowanych działalnością człowieka).

Rocznie do 20 ton rtęci w powietrze

Wielkość antropogenicznej emisji rtęci do atmosfery szacuje się na poziomie około 2 tysięcy ton. Tak więc człowiek odpowiada za około 25-30% emitowanej do atmosfery rtęci. Największy, bo około 45% udział w emisji antropogenicznej ma emisja ze spalania węgli w celach energetycznych. Innymi sektorami odpowiedzialnymi za emisję rtęci są: produkcja złota (30%), hutnictwo (9%), cementownie (7%), spalarnie odpadów (6%), produkcja chloru, alakliów i krematoria (3%). Jeżeli przeanalizujemy, ile rtęci emitują poszczególne kontynenty, to niechlubnym liderem jest Azja z emisją ponad 1200 Mg w ciągu roku. Dla porównania Europa emituje każdego roku około 150 Mg rtęci, mniej więcej taki sam poziom emisji jest szacowany dla Ameryki Północnej i Ameryki Południowej.

Polska jest krajem, który uchodzi za kraj o jednej z największych w Europie wielkości emisji rtęci do atmosfery. Jednym z powodów takiego stanu rzeczy jest polska energetyka oparta na spalaniu węgli: kamiennych i brunatnych. Nie bez znaczenia na takie postrzeganie Polski mają wyrywkowe wyniki badań, dotyczące zawartości rtęci w polskich węglach kamiennych i brunatnych, publikowane w latach 90-tych ubiegłego wieku i pierwszych latach XXI wieku. Wyniki te dotyczące węgli o największej zawartości rtęci, a więc znikomego odsetka węgli spalanych przez polską energetykę, „żyją własnym życiem” i przyczyniają się do postrzegania Polski jako największego emitora rtęci w Europie.

W środowisku polskich energetyków krąży anegdota, jak to polskie węgle o dużej zawartości rtęci, gdy tylko przekroczą granice kraju odbiorcy np. Austrii, stają się paliwami pozbawionymi rtęci. Czyli eksport polskich węgli energetycznych do krajów Europy zachodniej jest najtańszym sposobem obniżania emisji rtęci do atmosfery. Różne szacunki przypisują Polsce emisję rtęci w granicach od 14 do 20 ton na rok, co stawia nasz kraj wśród tzw. „dużych emitorów rtęci” o rocznej emisji powyżej 10 ton. Głównym źródłem emisji rtęci w Polsce jest energetyczne spalanie paliw, przede wszystkim węgli w energetyce zawodowej. Udział emisji z tego źródła jest szacowany na ponad 60%.

Według danych Krajowego Ośrodka Bilansowania i Zarządzania Emisjami (KOBiZE), w roku 2009 Polska wyemitowała do atmosfery 14.549,3 kg rtęci, w tym z procesów spalania w sektorze produkcji i transformacji energii 8.565,2 kg, co stanowi blisko 60%. Dane KOBiZE za rok 2009, określają wielkość emisji rtęci do atmosfery z elektrowni i elektrociepłowni zawodowych na poziomie 7.683,1 kg, w tym 5.629,4 kg ze spalania węgla kamiennego i 1.977,3 kg ze spalania węgla brunatnego.

Trzeba przeliczyć wskaźniki

Wielkość emisji na potrzeby inwentaryzacji określana jest na podstawie wskaźników emisji, które podają ile kg rtęci jest emitowane ze spalania węgla, w przeliczeniu na ilość energii chemicznej w nim zawartej. Wartości tych wskaźników zostały zaproponowane w latach 90-tych XX wieku i wynoszą dla węgla kamiennego 0.0064 kg rtęci na każdy TJ wartości opałowej paliwa, zaś dla węgla brunatnego 0.0040 kg rtęci/TJ.

Oznacza to w pewnym przybliżeniu (gdyż wskaźniki te są uśrednione dla wszystkich węgli kamiennych i nie różnicują węgli ze względu na zawartość w nich rtęci, ich kaloryczność i wiele innych cech decydujących o faktycznej emisji rtęci do atmosfery), że spalaniu tysiąca ton "przeciętnego" węgla kamiennego przypisuje się emisję do atmosfery 128 g rtęci. Natomiast spalaniu przez elektrownie tysiąca ton węgla brunatnego, przypisywana jest emisja rtęci na poziomie 40 g.

Prowadzone w ostatnich latach badania, potwierdzają że wartości wspomnianych wskaźników winny być poddane rewizji. Większość badaczy jest zgodna, że wartość tych wskaźników jest mniejsza. Świadczą o tym wyniki badania zawartości rtęci w polskich węglach kamiennych i brunatnych. W polskich węglach kamiennych, średnia zawartość rtęci jest na poziomie 100 ppb (100 części na miliard), czyli 1 g rtęci znajduje się w 10 tonach „przeciętnego” polskiego węgla kamiennego, zaś w węglach brunatnych niewiele przekracza poziom 200 ppb, czyli 1 g rtęci znajduje się w około 5 tonach „przeciętnego” polskiego węgla brunatnego. Są to wartości znacznie niższe niż publikowane w latach 90-tych ubiegłego wieku, na podstawie których opracowane były stosowane do dzisiaj wskaźniki emisji rtęci.

Lepsze spalanie, mniejsza emisja

Drugim bardzo istotnym elementem obniżającym emisję rtęci do atmosfery, są modernizowane na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat moce wytwórcze polskiej energetyki zawodowej. Coraz więcej bloków wyposażanych jest w kotły fluidalne, w przypadku których emisja rtęci do atmosfery jest około 90% mniejsza w porównaniu z innymi rodzajami kotłów. Ponadto standardem dla bloków o dużej mocy staje się ich wyposażanie w instalacje do usuwania pyłów w wysokosprawnych elektrofiltrach, instalacje do odsiarczania spalin, czy w ostatnich latach w instalacje do usuwania tlenków azotu ze spalin. Wszystkie te działania przyczyniają się nie tylko do obniżenia emisji do atmosfery pyłów, tlenków siarki i tlenków azotu, ale również do znacznego obniżenia emisji rtęci. Doświadczenia innych krajów, głównie USA, wskazują że układy oczyszczania gazów spalinowych wyposażone w instalacje odazotowania, odsiarczania i usuwania zanieczyszczeń pyłowych, są wstanie obniżyć emisję rtęci do atmosfery w granicach od 20 do nawet 90%. W świetle tych faktów raportowana przez KOBiZE oraz innych autorów, wielkość emisji rtęci przez polską energetykę zawodową jest zawyżona.

Oczywiście nie zwalnia to polskiego sektora energetycznego, opartego głównie na spalaniu węgli kamiennych i brunatnych, z podejmowania działań zmierzających w kierunku racjonalnego obniżania emisji rtęci do atmosfery. Możliwe są tutaj różne scenariusze, począwszy od wzbogacania węgli kamiennych dla energetyki, co pozwoli obniżyć w nich zawartość rtęci nawet o 60%, aż po stosowanie wstrzykiwania węgli aktywnych do gazów spalinowych, która to technologia jest powszechnie stosowana przez energetykę Stanów Zjednoczonych do obniżania emisji rtęci do atmosfery.

Uwagi końcowe

• Punktem wyjścia analiz dotyczących przygotowania się polskiej energetyki do nieuniknionego „problemu rtęci” jest wiarygodne określenie stanu aktualnego w zakresie emisji tego pierwiastka.
• Rząd musi podjąć strategiczne działania zmiany wizerunku polskich węgli oraz z dużym zaangażowaniem podejść do rewizji „problemu rtęci“ na poziomie odpowiednich Biur Unii Europejskiej.
• Musi pojawić się wspólna strategia sektora energetycznego, aby nowy „nonsens“ nie powodował obniżenia naszego wzrostu gospodarczego.

Tytuł i śródtytuły pochodzą od redakcji
Tytuł autorski to: Nowe wyzwania Unii Europejskiej w kierunku dekarbonizacji polskiej energetyki


 

×

DALSZA CZĘŚĆ ARTYKUŁU JEST DOSTĘPNA DLA SUBSKRYBENTÓW STREFY PREMIUM PORTALU WNP.PL

lub poznaj nasze plany abonamentowe i wybierz odpowiedni dla siebie. Nie masz konta? Kliknij i załóż konto!

KOMENTARZE (0)

Do artykułu: Rtęć w węglu. Jak się zmierzyć z problemem?

PISZESZ DO NAS Z ADRESU IP: 44.200.30.73
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin forum

Logowanie

Dla subskrybentów naszych usług (Strefa Premium, newslettery) oraz uczestników konferencji ogranizowanych przez Grupę PTWP

Nie pamiętasz hasła?

Nie masz jeszcze konta? Kliknij i zarejestruj się teraz!