Baza wiedzy

Ciepło? Naturalnie!

 

Ogrzewanie budynków, tak jak każdy inny proces związany z użytkowaniem energii, wiąże się z negatywnym oddziaływaniem na środowisko naturalne. Są jednak takie sposoby dostarczania ciepła, których wpływ na otoczenie jest mniejszy w porównaniu z innymi.

Niektóre metody ogrzewania budynków (np. spalanie w kotłach indywidualnych) oddziałują na środowisko lokalnie, a inne (np. ogrzewanie elektryczne) wpływają na otoczenie tam, gdzie produkowana jest energia dostarczana następnie do ogrzewanych obiektów. Różne jest także oddziaływanie substancji szkodliwych emitowanych w trakcie spalania. Emisja pyłu negatywnie oddziałuje przede wszystkim w pobliżu ogrzewanego obiektu, natomiast emisja dwutlenku węgla przynosi skutki o charakterze globalnym w postaci zmian klimatycznych. Należy o tym pamiętać, rozpatrując różne metody ogrzewania obiektów budowlanych.

Ciepło z prądu

Ogrzewanie elektryczne za pomocą grzałek oporowych nie powoduje powstawania żadnych substancji szkodliwych w otoczeniu ogrzewanego budynku. Można by więc wnioskować, że jest to najbardziej przyjazny środowisku sposób ogrzewania. Niestety, wytworzenie energii elektrycznej, niezbędnej do ogrzewania grzałkami elektrycznymi, wiąże się z emisją substancji szkodliwych w elektrowniach i elektrociepłowniach. W Polsce dominująca część energii elektrycznej produkowana jest w obiektach opalanych węglem. Sprawność, z jaką energia chemiczna węgla zamieniana jest na energię elektryczną, odbieraną przez użytkownika, wynosi ok. 35%, co oznacza, że jeżeli przyjąć energię spalanego węgla za 100%, to do użytkownika w postaci energii elektrycznej dociera ok. 35% tej energii (która następnie w całości zamieniana jest na ciepło). Elektrownie wyposażone są jednak w zaawansowane systemy oczyszczania spalin, dzięki którym emisja szkodliwych substancji – takich jak tlenek azotu, tlenki siarki czy pyły – osiąga bardzo niskie wartości. Z drugiej strony emisja gazu cieplarnianego, jakim jest dwutlenek węgla, zależy przede wszystkim od ilości spalonego węgla, a zatem w przypadku ogrzewania elektrycznego jest wysoka – ze względu na wspomnianą niską sprawność, liczoną jako procent energii węgla, który finalnie występuje w postaci ciepła grzewczego.

Pompy ciepła

Pompy ciepła, coraz powszechniej stosowane w Polsce, napędzane są energią elektryczną, czyli – podobnie jak ogrzewanie za pomocą grzałek – nie powodują emisji w miejscu swojej instalacji, lecz tam, gdzie produkowana jest energia elektryczna. Podstawowa różnica między ogrzewaniem grzałkami a pompą ciepła, z punktu widzenia oddziaływania na środowisko, leży w tym, że ta ostatnia przy poborze jednostki energii elektrycznej oddaje ok. 3 – 4 jednostek ciepła. Oznacza to, że 100% energii węgla zamieniane jest w elektrowni na 35% energii elektrycznej, a następnie na 100-140% ciepła dostarczanego do ogrzewania budynku. Tym samym obciążenie środowiska emisjami związanymi z pozyskaniem energii do ogrzewania budynku pompami ciepła jest 3-4 razy niższe niż w przypadku ogrzewania grzałkami.

Czas na gaz?

Zastosowanie gazu ziemnego uważane jest za jeden z najbardziej przyjaznych środowisku sposobów ogrzewania. Dzięki łatwości automatyzacji kotłów opalanych paliwami gazowymi lokalne oddziaływanie tego typu urządzeń można zredukować do wartości śladowych. Zastosowanie przy tym kotłów kondensacyjnych, schładzających spaliny do temperatury, w której wykropleniu ulega para wodna powstała przy spalaniu gazu, pozwala na bardzo dobre wykorzystanie energii chemicznej zawartej w tym paliwie. Wydobywanie gazu ziemnego wiąże się jednak z dość znacznym oddziaływaniem na środowisko, występującym w miejscu jego pozyskania, a mającym charakter oddziaływania globalnego. Spowodowane jest ono emisją do atmosfery pewnych ilości gazu, co związane jest z niedoskonałością procesu wydobycia tego surowca. Metan, będący podstawowym składnikiem chemicznym gazu ziemnego, jest związkiem chemicznym charakteryzującym się bardzo silnymi własnościami cieplarnianymi i mającym duży wpływ na globalne zmiany klimatu.

Olej kontra węgiel

Ogrzewanie olejowe powoduje oddziaływanie lokalne, które dzięki łatwej automatyzacji kotłów może być ograniczone do niskiej wartości, jednak wyższej niż w przypadku gazu ziemnego. Mniejsze jest natomiast oddziaływanie globalne, związane z procesem wydobycia ropy naftowej i jej przeróbki na paliwa ciekłe.

Z kolei węgiel uważany jest za ten rodzaj paliwa, którego spalanie wiąże się z największym lokalnym oddziaływaniem na środowisko naturalne. Tak jest w istocie, jednak traktowanie kotłów na paliwa stałe jako jednej grupy urządzeń jest takim samym uproszczeniem jak traktowanie wszystkich samochodów jako jednakowo oddziałujących na środowisko, niezależnie od tego, czy napędza je stary silnik dwusuwowy, czy nowoczesna jednostka hybrydowa. Konieczny jest zatem podział kotłów na minimum dwie grupy. Jedna to kotły i piece komorowe starej konstrukcji z ręcznym załadunkiem paliwa, a druga – kotły z automatycznym podajnikiem paliwa i tzw. kotły zgazowujące. Jeżeli za związek reprezentatywny dla lokalnego oddziaływania na środowisko przyjmie się węglowodory, w tym aromatyczne, to oddziaływanie lokalne kotłów z pierwszej grupy jest od kilkunastu do kilkudziesięciu razy wyższe niż drugiej. Węgiel natomiast, podobnie jak olej napędowy, nie powoduje zbyt dużego oddziaływania na środowisko w miejscu jego pozyskania.

Ciepło systemowe

Ostatnim z popularnych sposobów ogrzewania budynków jest ogrzewanie ciepłem systemowym. Podobnie jak energia elektryczna, nie powoduje ono oddziaływania lokalnego, ale przyczynia się do powstania emisji w centralnym źródle ciepła, jakim jest ciepłownia lub elektrociepłownia. W takim centralnym źródle występują warunki techniczne i ekonomiczne do stosowania metod oczyszczania spalin, dzięki czemu znacznie minimalizuje się oddziaływanie na środowisko, występujące w lokalizacji ciepłowni.

Co wybrać?

Z punktu widzenia ograniczenia problemu niskiej emisji istotne jest przede wszystkim oddziaływanie lokalne związane z emisją pyłów, węglowodorów (w tym aromatycznych), dwutlenku siarki oraz tlenków azotu. Jeżeli uszereguje się wymienione sposoby ogrzewania rosnąco pod względem siły oddziaływania lokalnego, to listę otwiera ogrzewanie elektryczne i ogrzewanie pompami ciepła, następnie są kotły opalane paliwami gazowymi, kotły opalane paliwami ciekłymi, kotły automatyczne opalane paliwami stałymi oraz kotły komorowe starej konstrukcji z ręcznym załadunkiem paliwa. Bardzo istotne przy tym jest to, że kotły gazowe, olejowe oraz na paliwa stałe automatyczne posiadają ściśle określone wymagania co do jakości paliwa, jakie może być w nich spalane. Z kolei kotły komorowe z ręcznym załadunkiem umożliwiają spalanie paliw o bardzo szerokim zakresie parametrów, a także, niestety, niektórych rodzajów odpadów. Ta tolerancyjność kotłów komorowych względem jakości paliwa jest kolejną przyczyną ich znacząco wyższego oddziaływania na środowisko naturalne.

Rozważając różne metody ogrzewania budynków, warto mieć na uwadze, że najczystszą formą energii jest ta, która nie została wyprodukowana. Stąd – niezależnie od tego, jakimi metodami ogrzewane są budynki – zawsze warto rozważyć sposoby zmierzające do ograniczenia zapotrzebowania na energię, takie jak odpowiednia eksploatacja systemu grzewczego czy ocieplanie budynków.

Ekonomia, nie ekologia

Niestety znaczna część polskiego społeczeństwa, będąca finansowo niżej sytuowana, w wyborze sposobu ogrzewania kieruje się przede wszystkim względami ekonomicznymi. Uszeregowanie sposobów ogrzewania pod względem kosztów jest niemal dokładnym odzwierciedleniem usytuowania ich pod względem lokalnego oddziaływania na środowisko, przy czym im mniej kosztowny system ogrzewania, tym większe jego negatywne oddziaływanie lokalne. Jest to główna przyczyna występowania złej i bardzo złej jakości powietrza w wielu miastach. Problem ten dotyczy szczególnie Śląska, gdyż najgorszych paliw pozyskiwanych przez kopalnie, o niskiej cenie jednostkowej, nie opłaca się transportować na dalsze odległości, a co za tym idzie – spalane są głównie lokalnie w pobliżu miejsca pozyskania.

Trudno oczekiwać, że indywidualni użytkownicy systemów grzewczych zaczną przedkładać względy ekologiczne nad ekonomiczne i zaczną użytkować droższe, ale „czystsze” systemy ogrzewania. Tym bardziej że zmiana systemu ogrzewania, dokonana przez pojedynczych użytkowników, sprawi, że będą oni ponosić wyższe koszty związane z nowym, bardziej ekologicznym systemem dostarczania ciepła, a mimo to jakość powietrza w miejscu ich zamieszkania praktycznie się nie zmieni – ze względu na emisję pochodzącą z sąsiednich posesji.

Luki w prawie

Możliwe jest jednak takie kreowanie związanych z zaopatrzeniem w ciepło postępowań osób fizycznych i prawnych, by w jak największym stopniu ograniczyć oddziaływanie zarówno lokalne, jak i globalne. Narzędzia mogące wykreować takie postępowania ma w swoim ręku ustawodawca, mogący wpływać na wysokość podatków oraz limitów emisji substancji szkodliwych. Przykładem kreowania negatywnych zachowań konsumentów jest stosowanie bardzo restrykcyjnych standardów emisyjnych dla ciepłowni, przy jednoczesnym ich braku dla indywidualnych źródeł ciepła. W efekcie paliwo gorszej jakości, niechciane w ciepłowniach, gdzie zanieczyszczenia powstałe w wyniku jego spalania mogłyby być oczyszczone, wykorzystywane jest w kotłach indywidualnych, przyczyniając się do narastania problemu niskiej emisji.

Z punktu widzenia stanu środowiska naturalnego korzystne byłoby wprowadzenie takich regulacji prawnych, które powodowałyby stosowanie gazu i ciepła sieciowego do ogrzewania budynków jedno- i wielorodzinnych, przy jednoczesnym spalaniu węgla, szczególnie niskiej jakości, w instalacjach dużej mocy, gdzie występują możliwości oczyszczenia spalin. W miejscach, gdzie nie ma możliwości podłączenia ani do sieci cieplnej, ani do instalacji gazowej, realne powinno być stosowanie nowoczesnych kotłów węglowych lub pomp ciepła.

Jednym z elementów kreowania proekologicznych zachowań konsumentów może być uzależnianie wydania pozwolenia na budowę lub modernizację obiektu od zastosowania sposobu ogrzewania spójnego z gminnym planem zaopatrzenia w energię, wynikającym z analizy lokalnej dostępności nośników energii.

prof. dr hab. inż. Andrzej Szlęk, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Śląska

Fot. Depositphotos/SergeyNivens

Patroni honorowi

Patroni medialni

Partnerzy

Korzystając ze strony wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.OK