ISTRAŽIVANJA SISTEMA MJERA ZA SANACIJU KVALITETA ZRAKA U SARAJEVU

MSc. Albin TOLJEVIĆ, dipl.ing.maš., Centar za ekonomski, tehnološki i okolinski razvoj – CETEOR d.o.o. Sarajevo, BiH

UVOD

U periodu 1965 – 1970. godina grad Sarajevo se odlikovao visokim nivoom zagađenosti zraka sa SO2 i dimom. Glavni uzrok bilo je loženje uglja u ložištima koja nisu bila projektovana za korištenje ugljeva tj. nisu postojali uslovi za pravilno sagorijevanje ugljeva. To je u velikoj mjeri uticalo na intenzivan rast emisije zagađujućih materija, kako SO2 i čađi, tako i ostalih polutanata porijeklom od ložišta. Ovo je bio povod da se u gradu u periodu 1970 – 1984. sprovedu zanačajne akcije na saniranju kvaliteta vazduha u Sarajevu. Jedna od akcija bio je i projekat ˝Zaštite čovjekove okoline˝ kojim je predviđeno dovođenje i korištenje zemnog gasa u Sarajevu. Bilo je planirano da se korištenjem zemnog gasa uz upotrebu malodimnog goriva umjesto fosilnih goriva riješi problematika čistoće zraka. Međutim, u Sarajevu nije postignuta željena čistoća zraka jer projekat ˝Zaštite čovjekove okoline˝ nije nikada u potpunosti završen. Zemni gas je uveden ali ne u obimu kako je to planirano, posebno ne u domaćinstvima, a takođe je izostalo i uvođenje u upotrebu malodimnog goriva. U trenutnoj situaciji zrak je prekomjerno zagađen i potrebno je iznaći novo rješenje i prilagoditi ga novim uvjetima.

  1. PROJEKAT ˝ZAŠTITA ČOVJEKOVE OKOLINE˝

U vrijeme postavljanja osnovnog modela pristupa sanaciji kvaliteta zraka 1971. godine bilo je jasno da se bez sistemskih rješenja, koja bi zahtijevala znatne promjene u načinu zagrijavanja grada, ne može postići zadovoljavajuća čistoća zraka. Pojavljuju se u to vrijeme manje ili više sveobuhvatni prijedlozi u tom smjeru. Dok se većina prijedloga odnosila na uvođenje mjera kojima bi se snizila emisija zagađujućih materija u atmosferu, pojavila su se i dva rada koji su predlagali uvođenje vještačke ventilacije grada. Programom koga je usvojila Skupština grada 1972. godine bila su zacrtana dva puta (slika 1.) smanjenja zagađivanja zraka:

  1. smanjenje emisija iz postojećih izvora i
  2. smanjenje emisije provođenjem sistemskih (investicionih) mjera.

Slika 1. Program smanjenja zagađivanja zraka u Sarajevu iz 1972. godine (izvor: Zaštita atmosfere 1/1973.)

Što se sistemske mjere tiče, analizirana su rješenja dovođenja zemnog gasa u Sarajevo, gradnja centralne energane te kogeneracija u TE Kakanj uz izgradnju vrelovoda do Sarajeva. Za te potrebe angažovana je i renomirana svjetska institucija – Stanfordski istraživački institut. Najopsežnija studija sanacije kvaliteta zraka u Sarajevu je studija Stanfordskog istraživačkog instituta. Zaključak studije je bio da je među pretpostavljenim rješenjima jedina sistemska mjera, koja će dati zadovoljavajuće čist zrak, ona koja predviđa korištenje zemnog gasa uz upotrebu malodimnog goriva. Za više scenarija sanacionih mjera izvršeno je i prognoziranje očekivane emisije SO2, kao i očekivanog kvaliteta zraka čime je pokazano da najbolji efekat ima upravo sistemska mjera korištenja zemnog gasa uz malodimno gorivo (slika 2.). Razmatrani su sljedeći scenariji:

  • kretanje emisije za slučaj da nije bilo sarajevskih akcija na smanjivanju zagađivanja vazduha (S1),
  • kretanje emisije uz djelovanje Odluke o zaštiti vazduha od zagađivanja iz 1972. (S2),
  • kretanje emisije za slučaj pooštrenja Odluke o zaštiti vazduha (S3),
  • kretanje emisije za slučaj dovođenja zemnog gasa u kotlovnice (90% toplotnog konzuma) i domaćinsva (65% toplotnog konzuma), pri čemu bi se u ostalim domaćinstvima koristilo malodimno gorivo i električna energija (S4).

Slika 2. Promjena i prognoze emisije čađi i SO2 u Sarajevu za različite scenarije (izvor: Zaštita atmosfere 5/1975.)

1975. godine Odlukom Skupštine grada Sarajevo osniva se preduzeće Sarajevogas koje nakon izgradnje gasovoda Zvornik – Sarajevo 1978. godine preuzima djelatnost transporta, distribucije, kupovine i prodaje prirodnog gasa za individualne i kolektivne korisnike u Sarajevu, te održavanje i upravljanje gasnim sistemom. Konačno, 28. Decembra 1979. godine svečano je zapaljena prva baklja prirodnog gasa ispred zgrade UNIONINVEST. Nakon toga, tokom 1980. godine počinje konverzija kotlovnica u vlasništvu preduzeća ˝Toplane Sarajevo˝ sa uglja na zemni gas. U sezoni 1983./84. gas je zadovoljavao oko 45% toplotnih potreba u Sarajevu, što je znatno manje od predviđanja u okviru projekta “Zaštita čovjekove okoline”. Naročito je malo učešće gasa u stanovima koji nisu obuhvaćeni centralnim grijanjem. Kako je uticaj emisije iz ovih izvora (niski dimnjaci) veći u odnosu na emisiju iz kotlovnica i kako postoje teškoće u snabdijevanju sobnih ložišta sa ugljevima sa nižim sadržajem sumpora, ne može se reći da je problem emisje iz ložišta riješen. Postignuto je veliko, ali ne i dovoljno sniženje emisije iz ložišta, pa je ostalo da se riješi pitanje emisije zagađujućih materija iz sobnih peći. Što se tiče korištenja malodimnog goriva, Komsija za čistoću vazduha je na svojoj VII sjednici održanoj u Beogradu razmatrala informaciju KHK ˝Boris Kidrič˝ Lukavac, današnji Global Ispat Koksna Industrija Lukavac, o mogućnosti plasmana koksa za loženje kotlova i sobnih peći kao privremenog rješenja te mogućnosti proizvodnje malodimnog goriva koje bi kasnije zamijenilo koks. Komisija je donijela dva zaključka. Prvi je bio preporuka da se u velikim gradovima za potpalu kotlova na ugalj sa ručnim loženjem koristi smjesa koksa i uglja (čime se znatno smanjuje zagađivanje vazduha u najkritičnijoj prvoj fazi sagorijevanja), što je predstavljalo privremeno rješenje. Drugi zaključak je bio da se podržavaju planovi KHK ˝Boris Kidrič˝ o proizvodnji malodimnog goriva od domaćih ugljeva, koje bi se koristilo i u kotlovima centralnog grijanja i u sobnim pećima. Pokazalo se da bi malodimno gorivo dobijeno u KHK Lukavac imalo cca. dva puta manji sadržaj isparljivih materija, gotovo dva puta veću toplotnu vrijednost, te tri puta manji sadržaj sumpora po jedinici toplotne moći goriva. Značaj korištenja koksa i malodimnog goriva u odnosu na ugalj i tečno gorivo vidljiv je iz tabele 1, gdje su dati podaci o zagađivanju vazduha sa SO2 i u gljikovodicima te stepen korisnosti.

Tabela 1. Zagađivanje vazduha sa SO2 i ugljikovodicima korištenjem pojedinih goriva

Međutim, od ideje o proizvodnji malodimnog goriva se odustalo te ono kao energent nije ušlo u širu primjenu kako je to bilo planirano projektom.

  1. PREGLED TRENUTNOG STANJA

Usvojeni scenario studije Stanfordskog istraživačkog instituta u okviru projekta “Zaštita čovjekove okoline” koji je predviđao korištenje zemnog gasa uz upotrebu malodimnog goriva nije u potpunosti realizovan. Ideja o proizvodnji malodimnog goriva vremenom je zaboravljena. U današnje vrijeme više nije ni aktuelna zbog klimatskih promjena, a na raspolaganju je i okolinski prihvatljivija biomasa. U ratnom periodu (1992 – 1995.) došlo je do nagle ekspanzije broja potrošača prirodnog gasa kao jedinog raspoloživog energenta u Sarajevu. Iako izgaranjem prirodnog gasa dolazi do daleko manje emisije polutanata po jedinici energije u odnosu na čvrsta i tečna goriva što doprinosi boljem kvalitetu zraka, ipak je problem emisija iz sobnih ložišta i dalje je ostao prisutan pa samim time i kvalitet zraka nije onakav kakav je predviđen projektom.

U tabeli 2. prikazano je poređenje planiranog obima korištenja energenata projektom ˝Zaštita čovjekove okoline˝ i današnjeg stanja.

Tabela 2. Poređenje korištenja energenata projektom ˝Zaštita čovjekove okoline˝ i stvarnog stanja

U tabeli je vidljivo značajno odstupanje današnjeg stanja i stanja predviđenog drugom fazom Projekta. U današnjoj situaciji, povećanjem cijene prirodnog gasa, mnoga domaćinstva, ali i postrojenja i pogoni vrše zamjenu prirodnog gasa sa čvrstim gorivom što dovodi do dodatnog pogoršavanja kvaliteta zraka u Sarajevu. Pored navedenog, drugi uzroci prekomjernog trenutnog zagađivanja zraka su:

  • visoki toplotni gubici u stambenom sektoru,
  • neodgovarajuće konstrukcije ložišta, sobne peći i kotlovi male snage, uglavnom pravljeni po zapadno-evropskim licencama (konstruisani za druge vrste uglja), onemogućavaju efikasno i malozagađujuće sagorijevanje domaćeg uglja,
  • nepostojanje usmjeravanja potrošnje uglja zavisno od kvaliteta uglja i lokalnih ekoloških uvjeta,
  • nepostojanje malodimnog goriva i manjak korištenja biomase za potrebe malih ložišta,
  • slabo održavanje energetskih i industrijskih postrojenja, posebno one opreme od koje zavisi emisija zagađujućih materija.

Sektor stanovanja, posebno u dijelu zagrijavanja domaćinstava, je označen kao veoma značajan uzročnik lošeg stanja kvaliteta zraka. Zato se u ovom segmentu vidi i najveći potencijal za smanjenje emisija štetnih tvari. Pri tome se prije svega misli na intenzivno korištenje čvrstih goriva kao energenata, što je najveća prijetnja za dodatno pogoršanje stanja kvaliteta zraka. Razlozi za intenzivnije korištenje čvrstih energenata, posebno u objektima individualnog stanovanja, su:

  • trend pada standarda građana sa jedne strane, te, sa druge strane, trend rasta cijena energenata,
  • izrazito rastrošni objekti u smislu potrošnje toplotne energije za grijanje prostora, uslovljeni niskim stepenom toplotne izolacije,
  • visoki izdaci za grijanje u odnosu na ukupna primanja domaćinstava, posebno pri korištenju električne energije, prirodnog gasa i tečnih goriva. [9]
  1. PREDLOŽENO RJEŠENJE

S obzirom da projekat ˝Zaštita čovjekove okoline˝ nije nikada završen, najpovoljnija mjera, uzevši u obzir ranije pobrojane razloge kao i današnje stanja kvaliteta zraka, u nastojanju da se ispuni cilj projekta bila bi korištenje prirodnog plina i biomase. Naravno, prirodni plin, u odnosu na cijene uglja, može biti konkurentan samo u slučaju energijski efikasnih zgrada odnosno stanova (energijski razred B, A ili A+). Dakle, za smanjivanje emsija iz sobnih ložišta, koja i najviše doprinose zagađivanju zraka, postoje dvije mogućnosti:

  1. utopljavanje zgrada do energijskog razreda B ili manje te uvođenje zemnog gasa, i
  2. korištenje biomase (peleti, briketi) u kvalitetnim sobnim pećima predviđenim za spaljivanje ovih vrsta goriva.

Na slici 3. dat je prikaz predloženog scenarija konverzije sistema grijanja i korištenih energenata kako bi se postigli ciljevi predviđeni drugom fazom Projekta te ostvario zadovoljavajući kvalitet zraka.

Sa slike je vidljivo da je ovim scenarijem predloženo korištenje zemnog gasa u energijski efikasnim objektima te se isto tako očekuje i prihvatanje korištenja električne energije za zagrijavanje prostora u utopljenim objektima. Ovim scenarijem znatno se smanjuje emitovana količina SO2 i PM10 te se time direktno utiče na kvalitet zraka u Sarajevu. U tabeli 3. prikazane su emitovane količine SO2 i PM10 u 2013. godini iz individualnog grijanja (Izvor: Registar emisija u zrak za područje Kantona Sarajevo za 2013. godinu) u stambenom sektoru i poređenje sa emisijama koje bi se ostvarile primjenom predloženog scenarija.

Tabela 3. Poređenje emisija SO2 i PM10 stvarnog stanja i predloženog scenarija

Prema vrijednostima iz tabele možemo zaključiti da bi primjenom predloženog scenarija emisija SO2 bila umanjena za četiri puta u odnosu na aktuelno stanje, odnosno emisija PM10 umanjila bi se za dva puta. Dakle, implementacijom mjera iz scenarija značajno bi umanjili emisije iz individualnih ložišta čime bi uticali na stanje kvaliteta zraka i samim time ostvarili zacrtane ciljeve predviđene drugom fazom projekta ˝Zaštita čovjekove okoline˝. Ako vrijednosti iz tabele 3. uporedimo sa slikom 2. vidimo da predloženo rješenje približno odgovara vrijednostima prediđenim scenaijom S4 što ustvari i jeste cilj. Kao ilustracija navedenog u tabeli 4. dat je prikaz potrošnje predloženih energenata (zemni gas ogrijevno drvo, peleti i briketi) po 1m2 površine objekta na godišnjoj osnovi. Prema Pravilniku o energijskom certificiranju objekata specifična godišnja potrebna toplotna energija za grijanje izražena u kWh po 1m2 prostora godišnje za razred B je ≤95 kWh, za razred C ≤135 kWh, razred D ≤180 kWh i razred E je ≤225 kWh. Većina stanova u Sarajevu sa individualnim grijanjem na sobne peći za koje je predloženo ovo rješenje spada u energijske razrede D (≤180 kWh) i E (≤225 kWh), a radi poređenja godišnje potrošnje i troškova u tabeli su navedeni i podaci za objekte energijskog razreda B (≤95 kWh) koji je ustvari željeni energijski razred predložen za ranije navedeni scenarij te razred C (≤135 kWh).

Tabela 4. Godišnja potrošnja energenata po 1m2 površine objekta za pojedine energijske razrede

Za proračun torškova korištena je cijena zemnog gasa u iznosu od 0,702 KM/m³ (Izvor: KJKP ˝Sarajevogas˝ d.o.o.), cijena peleta 270 KM/t odnosno briketa 220 KM/t (Izvor: Vladrag d.o.o) te ogrijevnog drveta 60 KM/ mp³. Što se tiče stepena efikasnosti ložišta za peći koje koriste navedene energente, za potrebe proračuna korišteni su:

  • gasna peć: 85 %
  • peć na pelete: 83 %
  • peć na brikete: 70 %
  • peć na ogrijevno drvo: 50 %

Iz tabele je vidljivo da utopljavanjem zgrada i prelaskom iz energijskog razreda E u energijski razred B utrošak energenta za grijanje je 2,5 puta manji a samim time i pripadajući troškovi. Analogno tome, iz energijskog razreda D u razred B utrošak je 2 puta maji, odnosno iz C u B 1,5 puta manji. Energijski razredi definisani su Pravilnikom o energijskom certificiranju objekata koji je donijelo Federalno ministarstvo prostornog uređenja u kojem je definisana specifična godišnja potrebna toplotna energija za grijanje izražena u kWh/m²a za pripadajući razred. Na osnovu proračuna napravljeno je i poređenje troškova energije u funkciji energijskog razreda prostora koji se grije i vrste energenta koji se koristi u sobnoj peći kako je to prikazano dijagramom na slici 4.

Sa slike je vidljivo da objekat koji se nalazi u energijskom razredu E i za zagrijavanje prostora koristi pelet ima isti trošak kao i objekat u energijskom razredu C ali koji za zagrijavanje koristi skuplji energent zemni gas. Što se tiče stambenog sektora potrebno je usvojiti način razmišljanja po kojem se ugodnost boravka u prostoru (željena temperatura) postiže tako da se, na najefikasniji način, uspostavi ravnoteža između dovođenja toplote u prostoriju i puštanja da toplota napusti prostoriju. Potrebno je ustvari raumjeti termin ˝grijanje˝ koji pogrešno upućuje na način djelovanja. Kada se kaže ˝grijanje˝ onda se misli na dovođenje toplote u neku sredinu, pri čemu je rezultat povišenje temperature. Međutim, ako se radi o ˝grijanju˝ stambenog i poslovnog prostora, onda nije cilj da se povisi temperatura zraka u tom prostoru, nego da se ona održava konstantnom, onom koja daje ugodnost za boravak (komfor). A kako se može postići željena temperatura u prostoriji? Na dva načina: prvi, da se dovodi onoliko toplotne energije koliko je pobjeglo iz prostora i drugi, da se sprijeći da toplota bježi iz datog prostora. Zato nije dobar termin ˝grijanje˝, jer upućuje samo na jedan način osiguranja željene temperature, a ne na dva. U stvari, u praksi su uvijek prisutna oba načina, ali termin ˝grijanje˝ makar podsvjesno upućuje na prioritet prvog od ova dva načina. Dakle, bitno je uspostaviti ravnotežu između dovođenja toplote u prostor i puštanju te toplote da napusti prostor što direktno postižemo utopljavanjem. Energijska efikasnost se ni u kojem slučaju ne smije posmatrati kao štednja energije. Štednja podrazumijeva određena odricanja, dok efikasna upotreba energije ne narušava uslove rada i življenja.

  1. ZAKLJUČAK

Iz ranije navedenog vidljivo je da projekat sanacije kvaliteta zraka u okviru projekta ˝Zaštita čovjekove okoline˝ nije nikada završen, a samim time u Sarajevu nije postignuta željena čistoća zraka. Nije uveden prirodni plin u obimu kako je to planirano, posebno ne u domaćinstvima, i izostalo je uvođenje malodimnog goriva čime bi u potpnosti bila isključena iz upotrebe fosilna goriva. Da bi se postigao cilj projekta, a na osnovu ranije navedenog, najpovoljnija mjera u stambenom sektoru bila bi da se građanima koji koriste čvrsto gorivo kao energent u sobnim pećima, inicijalno ostavi mogućnost korištenja istih, ali da se ide na potrebno povećanje energijske efikasnosti kroz utopljavanje objekata do energijskog razreda B ili manje. To bi rezultiralo značajnim smanjenjem toplotnih potreba, odnosno manjim utroškom čvrstih goriva i smanjenjem emisije zagađujućih komponenti u produktima sagorijevanja. Utopljavanje objekata koji koriste čvrsto gorivo za posljedicu ima smanjenje emisije zagađujućih komponenti u mjeri koja odgovara smanjenju potrošnje energije. Sve drugo dovelo bi do dodatnog pada standarda građana. Utopljavanje objekata rezultira manjim potrebama za energijom (nižim izdacima za grijanje) i povećanjem komfora, nakon čega se očekuje i ˝prihvatanje˝ troškova korištenja skupljeg energenta – prirodnog plina od strane građana (jer je znatno manja potreba za utroškom energenata za grijanje u ˝utopljenom˝ objektu, što je vidljivo iz tabele 4.). Još jedna od mjera je i korištenje biomase u sobnim pećima koje su namijenjene upravo za sagorijevanje tog tipa energenta tamo gdje nije moguće koristiti zemni gas. Kotlovi na drvni pelet su potpuno automatizovani sistemi isto kao kotlovi na gas. Imaju ugrađene mikroprocesore koji kontrolišu količinu peleta u jedinici vremena, kao i količinu zraka neophodnog za njihovo efikasno sagorijevanje u ložištu kotla, što omogućava visoku efikasnost sagorijevanja i veoma nisku emisiju dima što ih čini povoljnim izborom u mjerama za smanjenje emisije zagađujućih materija. Ovim mjerama iz upotrebe bi se značajno smanjilo korištenje uglja u sobnim pećima koji je jedan od glavnih uzroka lošeg kvaliteta zraka u Sarajevu, bez da se naruši komfor stanovanja u predmetnim stambenim jedinicama.

LITERATURA

  1. Registar emisija u zrak za područje Kantona Sarajevo za 2010. godinu, CETEOR, Sarajevo, 2012. godina
  2. Mogućnost korištenja biomase iz šumarstva i dvne industrije u Bosni i Hercegovini, UNDP, Sarajevo, 2014. godina
  3. Knežević A.:, Zaštita okoline, Sarajevo, 2008. godina
  4. Pravilnik o energetskom certificiranju objekata, Federalno ministarstvo prostornog uređenja, Goražde, 2013. godina
  5. Studija efikasnosti ulaganja u smanjenje toplotnih gubitaka u sektoru kolektivnog stanovanja u Kantonu Sarajevo (općine Novi Grad i Novo Sarajevo), CETEOR, IPSA Institut, Sarajevo, 2008. godina
  6. Časopis Jugoslovenskog društva za čistoću vazduha, Zaštita atmosfere 1 (1973)
  7. Časopis Jugoslovenskog društva za čistoću vazduha, Zaštita atmosfere 5 (1975)
  8. Smjernice za upravljanje i održavanje termo-energetskih sistema u javnim objektima, UNDP, Fond za zaštitu okoliša FBiH, Sarajevo, 2014. godina
  9. Akcioni plan za smanjenje emisije čestičnih tvari u zraku na području Kantona Sarajevo, Ministarstvo prostornog uređenja i zaštite okoliša KS, Sarajevo, 2013. godina
  10. Segment C: Upravljanje čistoćom vazduha u gradu Sarajevu, Institut za procesnu tehniku, energetiku i tehniku sredine, Sarajevo, 1982. – 1986. godina, str. 1.15, 2.41
  11. Particulate and gaseous emissions from manually and automatically fired small scale combustion systems, Atmospheric Environment, 2011. godina
  12. Jamaković I., Suljić V., Toljević A., Registar emisija u zrak za 2013. godinu i određivanje kategorije kvaliteta zraka za područje Kantona Sarajevo, CETEOR, Sarajevo, 2014.-2015. godina (u pripremi)
  13. Časopis Jugoslovenskog društva za čistoću vazduha, Zaštita atmosfere 12 (1978)

m-Kvadrat

 

print