Legislativní požadavky na spotřebiče určené k vytápění prostor, ve kterých jsou umístěny, popř. k přípravě pokrmů

Další z článků, který nám předkládá kolektiv autorů vedený Jiřím Horákem, které jsou věnovány problematice emisí z malých zdrojů spalujících tuhá paliva. Tentokrát nás seznamuje s platnými i připravovanými legislativními požadavky na lokální topidla (krby, krbová a kachlová kamna, sporáky,…) a to především obecnými emisními limity, které platí v EU i limity přísnějšími, které jsou zavedeny v Německu a Rakousku. Zde je zajímavé zjištění, že oproti „zbylé“ Evropě se naši západní sousedé zaměřují také na množství prachu emitovaného z těchto zdrojů. Podle dlouhodobých měření se zde totiž s výrazným nárůstem prodeje těchto zdrojů v posledních letech zvýšily také celkové emise jemných prachových částic do ovzduší. Podle rakouských přísnějších limitů na emise prachu ze spalování fosilních paliv oproti palivům biogenním lze také usuzovat, že zde předpokládají, že při spalování uhlí a uhelných briket v lokálních spotřebičích je obecně emitováno méně prachu ve srovnání se spalováním kusového dřeva.

Recenzent: Zdeněk Lyčka

1. Úvod

Krbová kamna, krby a kachlová kamna nepochybně patří k tepelným zařízením, které dokážou přinést do domácností tepelnou pohodu a současně potěšit pohledem na plápolající oheň. Proto je zájem o tato zařízení poměrně značný. V průběhu uplynulých pěti let bylo v Evropě každoročně vyrobeno přes 350 tisíc krbových kamen a vložek. Dosud nejvyšší produkce byla dosažena v roce 2007, kdy se vyrobilo více než 512 tisíc kusů. Nabízí to zajímavou kalkulaci: protože byla všechna tato kamna prodána a velmi pravděpodobně také zprovozněna, bylo při průměrném výkonu kamen 7 kW v Evropě v roce 2007 nově instalováno zhruba 3584 MW tepelného výkonu ze spalování dřeva, byť s nepříliš vysokým ročním využitím. V témže roce se v České republice prodalo cca 12 tisíc krbových kamen a vložek.

Spalování tuhých paliv je vždy doprovázeno produkcí znečišťujících látek a obecným cílem by mělo být snížit jejich množství na přijatelnou úroveň. Jedním z nástrojů ke snížení množství vypouštěných znečišťujících látek jsou legislativní požadavky, které jsou uplatňovány při certifikaci spalovacích zařízení, příp. při jejich provozu. Článek se zabývá platnými limity, které jsou legislativně vyžadovány jak v celé EU, tak přísnějšími limity, které platí v Německu a Rakousku, které představují evropské leadery v této oblasti. Protože jsou jednotlivé limity vyjadřovány v různých jednotkách a při různých podmínkách (referenční obsah O₂), limity jsou v tomto příspěvku přepočteny tak, aby bylo možné provést jejich porovnání a zodpovědět otázku, jak se liší a kde jsou požadavky nejpřísnější. V poslední části jsou zmíněny chystané změny v požadavcích pro lokální spotřebiče na tuhá paliva, včetně termínu jejich uvedení v platnost.

2. Současně platné limity

Obecně můžeme říci, že se budeme věnovat spalovacím zařízením, která slouží k vytápění místnosti (případně k vaření), ve které jsou umístěny. Tato zařízení můžeme dle terminologie norem rozdělit na:

• vestavné spotřebiče k vytápění a krbové vložky na pevná paliva (ČSN EN 13229) – krbové vložky, kachlová kamna a vestavné dekorativní spotřebiče,
• spotřebiče na pevná paliva k vytápění obytných prostorů (ČSN EN 13240) – krbová kamna,
• akumulační kamna na pevná paliva (ČSN EN 15250) – kachlová kamna,
• varné spotřebiče pro domácnost na pevná paliva (ČSN EN 12815) – spotřebiče sloužící k tepelné úpravě pokrmů – sporáky.

Zpřísnění obecných limitů pak přinášejí v jednotlivých státech různé vyhlášky a nařízení, případně dobrovolné ekologické známky.

Mezi nejznámější ekologické známky patří:

• Německo – DINplus
• SWE, NO, FI, DK – Nordic Swan
• EU – EFA labelling scheme
• Francie – Flamme Verte
• UK – HETAS certification

2.1 Evropa obecně

Zkoušení výše uvedených spotřebičů se obecně v Evropě provádí dle evropských norem EN 13229, EN 13240, EN 15250 a EN 12815. Normy jsou si velice podobné, co se týká postupů zkoušení i emisních limitů. V normě EN 12815 přibývají zkoušky vyplývající z hlavní funkce spotřebičů, kterou je příprava pokrmů – zkouška doby ohřevu varné plotny a zkouška pečení a dále některé bezpečnostní zkoušky.

Emisní limity musí dle norem plnit spotřebiče jen při jmenovitém výkonu. Tabulka emisních limitů je uvedena jako tab. 1. Dále jsou v tabulce uvedeny i hodnoty minimální účinnosti pro dané spotřebiče.

Poznámka: V další části textu je v některých případech uvedena jednotka m³_N – představuje objem v metrech krychlových při 101 325 Pa a 0 °C – při tzv. normálních podmínkách.

Obecně lze říci, že tyto emisní limity jsou mírné a minimální účinnosti jsou poměrně nízké. Problém s účinností nastává v případě krbových vložek (dále KV). Ty jsou určeny do obestavby, případně jsou napojeny na akumulační prvek, kterým prochází spaliny. Pro správnou funkčnost celku (KV + akumulační prvek) je tedy nutné, aby spaliny za KV měly vysokou teplotu – samotná KV pak má nízkou účinnost. Výrobci však nabízejí (zřejmě z obavy, že by zákazníci jejich výrobky nekupovali) KV s účinností přes 70 %. K tomuto trendu jsou výrobci často tlačeni přísnějšími požadavky v zemích EU, v nichž by s výrobky, které mají nižší účinnosti, než požadují místní předpisy, neuspěli.

2.2 Česká republika

Česká republika přebírá limity z výše uvedených norem.

2.3 Německo

V Německu je platná vyhláška 1. BImSchV, která upravuje (zpřísňuje) limity pro koncentrace škodlivin vypouštěných do ovzduší při provozu lokálních spotřebičů na tuhá paliva.

Pro zařízení uvedená do provozu před 25. 11. 2009 jsou v platnosti následující emisní limity (při referenčním obsahu O₂ = 13 %):

• CO = 4 000 mg/m³_N
• prach = 150 mg/m³_N
• minimální účinnost není stanovena

Provozovatel musí prokázat plnění těchto limitů do 31. 12. 2013. V případě, že zařízení emisní limity nesplní, musí být vyřazeno z provozu nebo vybaveno dodatečným zařízením umožňujícím splnit emisní limity (k datu uvedenému ve vyhlášce, v závislosti na stáří spotřebiče).

Pro zařízení uvedená do provozu v rozmezí 25. 11. 2009 až 1. 1. 2015 platí emisní limity a minimální účinnosti uvedené v tab. 2. Tyto limity musí zařízení plnit po 1. 1. 2015.

* limity jsou uvedeny při referenčním O2 = 13 %

Limity musí zařízení splnit při jmenovitém výkonu.

2.4 Rakousko

V Rakousku jsou emisní limity upraveny dohodou 15a B-VG (viz tab. 3).

* platí jen pro paliva ze dřeva
OGC = TOC ... Celkový organický uhlík

Při zkouškách jmenovitého výkonu musí zařízení splnit všechny limity. Při sníženém výkonu musí být splněny pouze limity CO a OGC. Minimální účinnosti zařízení jsou uvedeny v tab. 4.

2.5 Srovnání limitů

Při porovnávání emisních limitů, platných v různých zemích, je důležité mít tyto hodnoty vyjádřené ve stejných jednotkách. V Rakousku jsou limity uváděny jako měrné emise vztažené na energii v palivu (vztaženo na MJ), na rozdíl od ČR a Německa, kde jsou limity uváděny jako koncentrace (vztaženo na m³_N suchých spalin při referenčním obsahu kyslíku). Srovnání limitů je tedy nutno provádět přepočtem přes výhřevnost paliva (výhřevnost paliva je výrazně ovlivněna obsahem vody a popeloviny) a množství spalin vzniklých spálením 1 kg paliva (Rakousko). Pro přepočet jsme zvolili tyto průměrné hodnoty:

• biogenní paliva: Q_i^r = 15,6 MJ/kg; měrný vývin spalin 10,2 m³_N/kg (13 % O₂) – dřevo,
• fosilní paliva: Q_i^r = 22,26 MJ/kg; měrný vývin spalin 15,5 m³_N/kg (13 % O₂) – hnědé uhlí (brikety).

Srovnání je uvedeno jako tab 5.

1) první hodnota – kachlová kamna, dekorativní spotřebiče; druhá hodnota – krbové vložky
2) rozdělení dle tab. 2
3) platí jen pro paliva na bázi dřeva

Srovnání limitů ukazuje, že nejkomplexněji sleduje emise znečišťujících látek Rakousko. Nejméně přísné požadavky má evropská norma.

3. Plánované změny limitů

3.1 Evropa obecně

V současné době dochází k revizi norem EN 13240, EN 13229 a EN 12815. Z pohledu emisí sledovaných škodlivin není plánované zpřísnění. Dochází pouze ke změnám ohledně požadavků na minimální účinnosti (viz tab. 6). U EN 12815 ke změně u účinnosti nedošlo.

¹⁾ uvedeny nejběžnější spotřebiče spadající pod danou normu

3.2 Česká republika

Lze předpokládat, že v ČR budou platit stejné emisní limity a požadavky na min. účinnosti jako v EN normách.

3.3 Německo

V Německu dojde ke zpřísnění limitů pro nově instalovaná zařízení od 1. 1. 2015 (viz tab. 7).

* limity jsou uvedeny při referenčním O₂ = 13 %

Hodnoty minimálních požadovaných účinností zůstanou stejné jako u zařízení instalovaných po 25. 11. 2009.

3.4 Rakousko

V Rakousku dojde k větší diferenciaci limitů dle typu paliva a také částečně dle výkonu zařízení (viz tab. 8 a tab. 9).

3.5 Srovnání limitů

Při srovnání plánovaných limitů byly použity stejné parametry paliv a měrné výviny spalin jako při srovnání platných limitů. Souhrnná tabulka limitů je uvedena jako tab. 10.

Z hodnot emisních limitů je vidět, že nejpřísnější limity pro emise škodlivin bude mít Německo.

1) první hodnota – kachlová kamna, dekorativní spotřebiče; druhá hodnota – krbové vložky
2) pro výrobky spadající pod EN 12815 bude platit: 73 / 72 % – fosilní / biogenní paliva
3) dle tab. 2
4) dle tab. 6

4. Závěr

Přestože v současné době prochází základní normy, vztahující se k výše uvedeným spotřebičům, revizí, není v návrzích vidět žádná snaha o zpřísnění emisních požadavků. Malé změny nastanou v limitech pro minimální účinnosti. Základní limit pro koncentrace CO zůstane pravděpodobně nadále 1 %, což je v současné době již hodnota vysoká a neodpovídá vývoji těchto spotřebičů. Hlavní břímě při snižování emisní zátěže tak nadále zůstává na legislativě jednotlivých států. V západních zemích Evropy tato situace nepřináší zásadní problémy, protože mají legislativu na takovou skutečnost dobře připravenou a i „ekologická uvědomělost“ obyvatel je na vyšší úrovni než u nás (což je dáno i ekonomickou situací). V zemích východní Evropy je stav odlišný – legislativa tyto výrobky v podstatě „nezná“ a nezdá se, že by se v dohledné době něco změnilo.

Závěrem je také nutno zmínit skutečnost, že spalovací zařízení, kterým se tento článek věnuje, jsou zařízení, u nichž může obsluha dramaticky ovlivnit kvalitu spalování. Prokazování splnění limitních požadavků probíhá na zkušebně při předepsaných podmínkách, které v reálném životě nastanou jen v minimálním procentu případů. Spalovací zkoušky na zkušebně odpoví na otázku, zda při optimálních spalovacích podmínkách může dané spalovací zařízení při spalování předepsaného paliva splnit platné limity. V případě nekvalitní obsluhy může spalovací zařízení, které bez problému splní požadované emisní limity na zkušebně, spalovat také kvalitní palivo velmi nedokonale. Pokud jsou po přiložení paliva do kamen uzavřeny přívody spalovacích vzduchů (ovládací klapky), hořlavina nemá dostatek okysličovadla a výsledkem je zvýšení množství produktů nedokonalého spalovaní (CO, polycyklické aromatické uhlovodíky, prach-saze). Proto je nutno spojit vý­robu kvalitních spalovacích zařízení s výchovou obsluhy a informovat ji o základních návycích a pravidlech. Ale o tom někdy příště.

5. Poděkování

Tato práce byla podporována Ministerstvem životního prostředí ČR – projekt č. SP/1a2/116/07 a Grantovou agenturou ČR – projekt č. 101/09/1464.

---

Legislative requirements for heat sources for room heating in which they are located or for the preparation of meals

The authors deal with emissions from small heat sources burning solid fuel. Current applicable emission limits and planned changes in limits are described. Emission limits requirements in several countries in Europe are compared.

Keywords: heat sources, small heat sources, emission limits