Stanovení obsahu biomasy v alternativních palivech Ing Stanovení obsahu biomasy v alternativních palivech Ing. Jiří Jungmann VÚ maltovin Praha, s.r.o. www.vumo.cz

Additional emissions in 2008-2012[3] Member State 1st period cap 2005 verified emissions Proposed cap 2008-2012 Cap allowed 2008-2012 Additional emissions in 2008-2012[3] Belgium 62.08 55.58[4] 63.33 58.5 5.0 Czech Rep. 97.6 82.5 101.9 86.8 n.a. France 156.5 131.3 132.8 5.1 Germany 499 474 482 453.1 11.0 Greece 74.4 71.3 75.5 69.1 Ireland 22.3 22.4 22.6 21.15 Latvia 4.6 2.9 7.7 3.3 Lithuania 12.3 6.6 16.6 8.8 0.05 Luxembourg 3.4 2.6 3.95 2.7 Malta 1.98 2.96 2.1 Netherlands 95.3 80.35 90.4 85.8 4.0 Poland 239.1 203.1 284.6 208.5 6.3 Slovakia 30.5 25.2 41.3 30.9 1.7 Slovenia 8.7 8.3 Spain 174.4 182.9 152.7 152.3 6.7[5] Sweden 22.9 19.3 22.8 2.0 UK 245.3 242.4[6] 246.2 9.5 SUM 1751.38 1613.11[7] 1758.04 1593.15 51.35 Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Biomasa v legislativě Základní okruhy definice biomasy: Zákon č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší - novely NV č. 352/2002 Sb. Vyhl. Č. 357/2002 Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů Zákon č. 695/2004 Sb. o podmínkách obchodování s povolenkami... Vyhl. Č. 696/2004 Sb. – Gudelines… (pro II. Obchodovací období návrh Rozhodnutí Evropské komise,kterým se stanoví pokyny pro monitorování a vykazování…) Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Druhé obchodovací období V přípravě: Rozhodnutí Evropské komise, kterým se stanoví pokyny pro monitorování a vykazování emisí skleníkových plynů podle směrnice Evropského parlamentu a Rady 2003/87/ES (Monitoring and reporting Guidelines). biomasa definována jako nefosilní a biologicky rozložitelný organický materiál pocházející z rostlin, zvířat a mikroorganismů, včetně produktů, vedlejších produktů, zbytků a odpadu ze zemědělství, lesnictví a příbuzných odvětví, jakož i nefosilní a biologicky rozložitelné organické frakce průmyslového a komunálního odpadu, včetně plynů a kapalin znovu získaných rozkladem nefosilního a biologicky rozložitelného organického materiálu. Seznam materiálů, považovaných za biomasu, obsahuje kap. 12 přílohy č. I. tohoto návrhu. Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Návrh Monitoring and reporting guidelines - biomasa Podílem biomasy“ se rozumí hmotnostní podíl uhlíku pocházejícího z biomasy Palivo nebo materiál se posuzují jako čistá biomasa pomocí zjednodušených ustanovení pro monitorování a vykazování, jestliže obsah jiných složek než biomasy činí nejvýše 3 % celkového množství Pokud znečištění jinými materiály nebo palivy není zřejmé z vizuální nebo čichové zkoušky, není nutno použít analytické postupy pro prokázání čistoty členů skupiny 1 a 2 Zvláštní postup stanovení podílu biomasy v konkrétním druhu paliva nebo materiálu, včetně postupu odběru vzorků, je nutné dohodnout s příslušným orgánem před začátkem příslušného vykazovaného období, v němž se použije Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Postupy preferovány jsou postupy podle norem CEN pokud nejsou, potom normy ISO nebo vnitrostátní normy pokud ani ty nejsou, použijí se postupy v souladu s návrhy norem nebo s pokyny týkajícími se nejlepších postupů v odvětví stanovení biomasy - od manuálního roztřídění složek směsných materiálů přes diferenční metody stanovující výhřevnosti binární směsi a jejích obou čistých složek až k metodám založeným na analýze izotopu uhlíku 14C odpovídající metody musí být schváleny příslušným orgánem Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Normativní rámec TC 343 pod mandátem CEN 325 - rok 2003 Technical Specifications  tříletá validace  European Standards Česká normalizační komise č. 138 - rok 2006 od přijetí ostatního odpadu do procesu po výstup dodávky paliva - určeno především pro výrobce paliv využití paliv i v cementářských procesech sumarizace vlivů na proces, emise, kvalitu produktu, vyluhovatelnost a zdravotní bezpečnost organická frakce nahrazuje fosilní palivo, anorganická frakce nahrazuje surovinovou složku Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Návrhy norem prCEN/TC 343 Solid recovered fuels (SRF) - Tuhá alternativní paliva (TAP) TS 15357 Terminology, definitions and descriptions TS 15358 Quality management systems – Particular requirement for their application to the production of solid recovered fuels TS 15359 Quality management systems – Specification and classes TS 15400 Methods for the determination of caloric value TS 15401 Methods for the determination of bulk density TS 15402 Methods for the determination of the content of volatile matter TS 15403 Methods for the determination of ash content TS 15404 Methods for the determination of ash melting behaviour TS 15405 Methods for the determination of density of pellets and broquetes TS 15406 Methods for the determination of bridging properties of bulk materials TS 15407 Methods for the determination of carbon (C), hydrogen (H) and nitrogen (N) content TS 15408 Methods for the determination of sulphur (S), fluorine (F) and bromine (Br) content TS 15410 Methods for the determination of the content of major elements (Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, P, Si, Ti) TS 15411 Methods for the determination of the content of trace elements (As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Tl, V and Zn) TS 15412 Methods for the determination of metalic aluminium TS 15413 Methods for the preparation of the test sample from the laboratory sample TS 15414-1 Determination of moisture content using the oven dry method - Part: 1 Determination of total moisture by a reference method TS 15414-2 Determination of moisture content using the oven dry method - Part: 2 Determination of total moisture by a simplified method TS 15414-3 Determination of moisture content using the oven dry method - Part: 3 Moisture in general analysis sample TS 15415 Determination of particle size and particle size distribution by screen method TS 15440 Method for the determination of biomass content TR 15441 Guidelines on occupational health aspects TS 15442 Methods for sampling TS 15443 Methods for laboratory sample preparation Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Stanovení obsahu biomasy Zpřesněné stanovení obsahu biomasy a biomasového uhlíku v SRF palivech je důležité z hlediska možnosti jejich odpočtu jako enviromentálně neutrálního uhlíku při bilancích CO2 v rámci EU ETS, Kjótského protokolu a monitorovacích plánů jednotlivých instalací. Přestože seznam materiálů uváděných v Monitoring and Reporting Guidelines aplikovaných ve vyhl.č. 696/20045 Sb., příloha č. 4 je poměrně široký, samo stanovení biomasy je poměrně problémové. Plné dokončení norem pro stanovení biomasy by přineslo další možnosti rozšíření těchto látek. Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Stanovení obsahu biomasy § 11, odst. 5 vyhl. č. 696/2004 Sb.: pro biomasu - emisní faktor 0. Biomasa se považuje jako CO2 neutrální, k započítání emisí CO2 pocházejících z biomasy nedochází. Seznam materiálů považovaných za biomasu je uveden v příloze č. 4 k citované vyhlášce, pro paliva nebo materiály obsahující fosilní i nefosilní uhlík - vážený emisní faktor, založený na zastoupení fosilního uhlíku v celkovém množství uhlíku (fosilního + biogenního). Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Metody stanovení obsahu biomasy a) původní metody stanovení (CEN/TS 15440) metoda stanovení obsahu biomasy s použitím metody selektivního rozpouštění b) nově navržená metoda (CEN/TR 15591) - připravuje se TS stanovení obsahu biomasového uhlíku metodou14C. Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Metody stanovení obsahu biomasy Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Metody stanovení obsahu biomasy dle CENTS 15440 metoda stanovení obsahu biomasy s použitím metody selektivního rozpouštění metoda stanovení obsahu biomasy metodou ručního třídění stanovení obsahu biomasy v procentech kalorické hodnoty, které je založeno na selektivní metodě rozpouštění stanovení obsahu veškerého uhlíku ve frakci biomasy a nebiomasy selektivním rozpouštěním Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Metody stanovení obsahu biomasy dle CENTS 15440 Technická specifikace uvádí dvě normativní a jednu informativní metodu pro stanovení obsahu biomasy v tuhých alternativních palivech, zahrnuje metody selektivního rozpouštění v kyselině sírové, metody ručního třídění a informativní přepočítávací (reductionistic) metody. Přepočítávací metoda je pouze pro interní kontrolu a zvláštní dohody, viz Přílohu F. Obě uváděné metody jsou založeny na první, selektivní rozpouštěcí metodě. Jelikož selektivní rozpouštěcí metodu nelze běžně používat na některé materiály obvykle nebo případně přítomné v tuhých alternativních palivech, je nutné zvážit meze této metody (viz Příloha G) a je třeba věnovat pozornost možnosti nesprávného použití ve směsích tuhých alternativních paliv neznámého původu Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Metody stanovení obsahu biomasy dle CENTS 15440 - omezení metody 1. čisté frakce odpadu, produkty a vedlejší produkty, klasifikované jako CO2 –neutrální biomasa podle Přílohy G; 2. dřevěné uhlí a tuhá fosilní paliva jako černá uhlí, koks, hnědá uhlí, lignity, rašelinu a směsi těchto paliv s tuhými alternativními palivy; 3. tuhá alternativní paliva, která obsahují přírodní a/nebo syntetické pryžové zbytky nad 10 %; 4. tuhá alternativní paliva, která obsahují kombinaci více než 5 % hmotnostních: • nylonu, polyuretanu a ostatních polymerů, obsahujících molekulární aminoskupiny; • biologicky odbouratelné plastické materiály fosilního původu; 5. tuhá alternativní paliva, která obsahují kombinaci více než 5 % hmotnostních: • vlny nebo viskosy; • biologicky neodbouratelné plastické materiály biogenního původu; • oleje nebo tuky, přítomné jako složky biomasy. Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Stanovení obsahu biomasy metodou 14C transformace 14N 14C oxidace 14C na 14CO2 rovnováha cca 10-12 specifická aktivita biogenního uhlíku 0,27 Bq.g-1 ve fosilizujících organismech klesá podíl 14C s poločasem rozpadu 5730 let za nulový se považuje 10 poločasů, což odpovídá stáří cca 60 000 let Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Stanovení obsahu biomasy metodou 14C Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Stanovení obsahu biomasy metodou 14C 14C Determination by Proportional Scintillation-counter Method (PSM 14C Determination by Beta-ionisation (BI) 14C Determination by Accelerator Mass Spectrometry (AMS) Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Stanovení obsahu biomasy metodou 14C obsah biomasy v materiálu není vlastnost, ale klasifikace původu materiálu možno použít pro materiály, které interferují s metodou selektivního rozpouštění měřené aktivity jsou velmi blízké přírodnímu pozadí - od 2. pol. min. století ovlivněno činností člověka Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

První analýzy paliv dvě laboratoře - stanovení biomasového uhlíku metodou selektivního rozpouštění pomocí kyseliny sírové a peroxidu vodíku jedna laboratoř – stanovení metodou 14C Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Vzorky složek alternativních paliv I 2006 / 146 2006 / 145 2006 / 147 2006 / 148 Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Vzorky složek alternativních paliv II 2006 / 149 2006 / 150 2006 / 151 2006 / 152 Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Vzorek směsného TAP 2006/153 Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

První výsledky - problémy Obtížná příprava vzorků Nevyzkoušené metody pro laboratoře – osvojují si metodiku a postupy Velký rozptyl výsledků jak mezilaboratorní, tak u paralelních stanovení v rámci jedné laboratoře Na zpřesňování výsledků se dále pracuje Výsledky metodou 14C nebyly v celém rozsahu dokončeny Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Rozpouštěcí metoda - mezilaboratorní porovnání Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Porovnání mezi metodami Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Výsledky první etapy č. vzorku materiál xB [%] - interval 2006/145 papír s dutinkami 65 - 88 2005/146 papír s laminátem 45 - 82 2005/147 guma mix 5 - 25 2006/148 guma pneu 25 - 40 2006/149 textil 25 - 65 2006/150 autotextil 10 - 30 2006/151 plasty 55 - 75 2006/152 dřevo 70 - 100 2006/153 TAP 20 - 40 Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Další zkoušky vzorek směsi drcených odpadních pneumatik frakce cca 10 – 50 mm homogenizace zmenšení kvartací zdrobnění na frakci pod 1 mm Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Další zkoušky Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Další zkoušky - zahraniční zkušenosti údaje od výrobců pneumatik 50 - 60 % přírodního kaučuku v pneu pro nákladní vozy 10 - 15 % přírodního kaučuku v pneu pro osobní vozy na trhu použitých pneu poměrně stabilní poměr nákladní/osobní pneu v některých zemích použita defaultní hodnota obsahu biomasy pro použité pneu Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Další zkoušky - zahraniční zkušenosti zahraniční výsledky stanovení interference a systematické chyby u stanovení metodou selektivního rozpouštění pro řadu materiálů, vč. přírodního kaučuku metoda selektivního rozpouštění vhodná pro směsná paliva na plastopaírové bázi pro většinu materiálů více vyhovuje metoda 14C Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Další zkoušky - zahraniční zkušenosti zahraniční výsledky stanovení výsledky biomasového podílu stanovené metodou selektivního rozpouštění v použitých pneu 35 - 50% - není v souladu s údaji výrobců výsledky biomasového podílu stanovené metodou 14 C v použitých pneu - 20 - 30% zkoušky pokračují Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Získané výsledky v souladu se zahraničními zkušenostmi a s údaji z výroby pneumatik metoda 14C: 25 - 35% biomasového podílu metoda selektivního rozpouštění - velký rozptyl hodnot, hodnoty mimo interval hmotnostní bilance Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007

Děkuji za pozornost Seminář Vápno, cement, ekologie Skalský dvůr 29. 5. 2007