II. ZNEČIŠŤOVÁNÍ OVZDUŠÍ

Pojem znečišťování ovzduší (emise) zahrnuje celou řadu procesů, při nichž dochází k vnášení znečišťujících látek do ovzduší. Zdroje znečišťování ovzduší mohou být přírodního nebo antropogenního původu, přičemž hranice mezi těmito typy zdrojů není vždy úplně jednoznačná. Mezi zdroje přírodního původu se obvykle řadí např. sopečná činnost, požáry, produkce znečišťujících látek rostlinami apod. Antropogenními zdroji jsou lidské aktivity. Primárním znečišťováním ovzduší se rozumí vstup znečišťujících látek do ovzduší přímo ze zdrojů, zatímco sekundární znečišťující látky vznikají jako důsledek fyzikálně-chemických reakcí v atmosféře (ozon, sekundární aerosoly, většina NO₂ apod.).

ČHMÚ hodnotí úroveň znečišťování ovzduší z pověření MŽP pro znečišťující látky antropogenního původu a skleníkové plyny. Základním podkladem je tzv. emisní inventura, která kombinuje přímý sběr údajů vykazovaných provozovateli zdrojů s modelovými výpočty z dat ohlášených provozovateli zdrojů nebo zjišťovaných v rámci statistických šetření, prováděných především ČSÚ. Výsledné emisní inventury jsou prezentovány v podobě emisních bilancí v sektorovém a územním členění.¹

Emise látek znečišťujících ovzduší

Emisní databáze (Registr emisí a stacionárních zdrojů – REZZO) slouží k archivaci a prezentaci údajů o stacionárních a mobilních zdrojích znečišťování ovzduší a podle § 7 zákona o ochraně ovzduší je součástí Informačního systému kvality ovzduší (ISKO) provozovaného ČHMÚ. Zdroje znečišťování ovzduší jsou z hlediska způsobu sledování emisí rozděleny na zdroje sledované jednotlivě a zdroje sledované hromadně. Od roku 2013 platí v souvislosti se změnami kategorizace zdrojů podle přílohy č. 2 zákona o ochraně ovzduší nové členění REZZO (tab. II.1).

Pro mezinárodní ohlašování souhrnných emisních údajů je používáno tzv. sektorové členění zdrojů dané Klasifikací pro reporting (Nomenclature for Reporting Codes – NFR). Hlavní skupiny zdrojů tvoří spalovací zdroje včetně dopravy (NFR 1), technologické zdroje bez spalování, tzv. procesní emise (NFR 2), zdroje s použitím rozpouštědel (NFR 2D), zemědělské činnosti včetně chovů hospo- dářských zvířat (NFR 3B) a nakládání s odpady (NFR 5). Ohlašovány jsou nejen emise hlavních znečišťujících látek, ale také emise částic PM₁₀ a PM_2,5, těžkých kovů a POP².

Emise jednotlivě sledovaných zdrojů v ČR

Jednotlivě jsou sledovány zdroje vyjmenované v příloze č. 2 zákona o ochraně ovzduší. Provozovatelé těchto zdrojů jsou podle § 17 odstavce 3 písmene c) povinni vést provozní evidenci o stálých a proměnných údajích o stacionárním zdroji popisujících tento zdroj a jeho provoz a o údajích o vstupech a výstupech z tohoto zdroje. Dále jsou povinni každoročně ohlašovat údaje souhrnné provozní evidence (SPE) prostřednictvím Integrovaného systému plnění ohlašovacích povinností (ISPOP). Údaje z ISPOP jsou dále přebírány do databází REZZO 1 a REZZO 2. Sběr dat probíhá v období od ledna do konce března. Ohlášené údaje jsou tak k dispozici již počátkem dubna a v dalších měsících je prováděna kontrola a zpracování podaných hlášení, doplněná výzvami k opravám chybných údajů³.

Emise znečišťujících látek, které provozovatelé nemají povinnost zjišťovat, jsou pro potřeby mezinárodního ohlašování a modelování kvality ovzduší dopočítávány v emisní databázi na základě ohlášených aktivitních údajů a emisních faktorů. Emisní faktory pro stacionární spalovací zdroje jsou rozlišeny podle druhu topeniště a tepelného výkonu, aktivitním údajem je spotřeba paliva. U ostatních zdrojů závisí emisní faktory na typu technologického procesu, druhu a množství výrobku a na způsobu snižování emisí.

Pro stanovení emisí PM₁₀ a PM_2,5 jsou používány procentní podíly dané frakce PM v celkových emisích tuhých znečišťujících látek (TZL). Je-li zdroj vybaven zařízením ke snižování emisí TZL, závisí podíl frakce PM na odlučovacím principu tohoto zařízení. U spalovacích zdrojů bez odlučovače jsou podíly frakcí stanovené podle druhu paliva, u ostatních zdrojů je rozhodující způsob vzniku TZL (Hnilicová 2012).

Emise hromadně sledovaných zdrojů v ČR

Hromadně sledované zdroje evidované v REZZO 3 zahrnují emise z lokálního vytápění domácností, fugitivní emise TZL ze stavební a zemědělské činnosti, emise amoniaku z chovů hospodářských zvířat a aplikace minerálních dusíkatých hnojiv a emise VOC z plošného použití organických rozpouštědel a emise TZL a VOC z uhelných dolů a skládek odpadu.

S výjimkou vytápění domácností jsou emise z hromadně sledovaných zdrojů vypočítávány výhradně s využitím údajů sledovaných národní statistikou a případné meziroční změny zpravidla souvisí s vývojem příslušných statistických ukazatelů. Na rozdíl od toho jsou meziroční změny v množství emisí z lokálního vytápění domácností závislé především na charakteru topné sezóny, která je v emisním modelu vyjádřena počtem denostupňů (viz kap. III.) a na změnách skladby spalovacích zařízení. Hlavní podklad pro výpočet emisí z lokálního vytápění domácností představují výsledky Sčítání lidí, bytů a domů (SLDB). Odhad spotřeby paliv v domácnostech v období 1990–1999 byl proveden podle metodiky z roku 1997 (Machálek, Machart 1997) a pro období 2000–2015 podle metodiky z roku 2007 (Machálek, Machart 2007).

Hromadně jsou sledovány také údaje o mobilních zdrojích (REZZO 4), které zahrnují emise ze silniční, železniční, vodní a letecké dopravy a nesilničních strojů a mechanismů (zemědělské, lesní a stavební stroje, vozidla armády apod.). Součástí databáze jsou také emise z otěrů pneumatik, brzdového obložení a abraze vozovek vypočítávané z dopravních výkonů. Od roku 1996 provádí bilanci emisí z mobilních zdrojů CDV podle údajů o prodeji pohonných hmot dle ČAPPO (od roku 2000 dle údajů ČSÚ) a vlastní sady emisních faktorů (Dufek et al. 2006). Emise z mobilních zdrojů v zemědělství a lesnictví zpracovává VÚZT. Konsistentní sada emisí z dopravy je k dispozici od roku 2000, aktualizace emisní inventury za období 1990–1999 je problematická z důvodu nedostatku vstupních údajů o prodeji pohonných hmot.

Rekalkulace emisí

V emisní inventuře, zpracované podle požadavků úmluvy LRTAP ke dni 15. 2. 2017, došlo k aktualizaci emisí těžkých kovů a POP za období 2000–2015. Inventarizace emisí těchto znečišťujících látek ze spalovacích procesů a z vybraných technologických procesů byla provedena podle národních emisních faktorů, které byly získány vyhodnocením výsledků jednorázových měření emisí na zdrojích v ČR (Modlík 2017). Emise těžkých kovů z otěrů pneumatik, brzd a abraze vozovky byly doplněny pro celé sledované období. Emisní inventura PAH z mobilních zdrojů byla nově sestavena podle emisních faktorů publikovaných v EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook-2016 (EEA 2016a). Z toho důvodu vychází podíl mobilních zdrojů na celkových emisích benzo[a]pyrenu nižší, než bylo uváděno dříve. Metodické úpravy emisní inventury vedly ke zvýšení přesnosti a konzistentnosti prezentovaných údajů.

Vývoj emisí

Vývoj úrovně znečišťování ovzduší je úzce spjat s ekonomickou a společensko-politickou situací a s rozvojem poznání v oblasti životního prostředí, umožňující úplnější a přesnější emisní inventury. Emise ze stacionárních zdrojů kategorie REZZO 1 a REZZO 2 v období 1990–2016 výrazně poklesly vlivem zavedení systému řízení kvality ovzduší, který aplikuje na různých úrovních řadu nástrojů (normativní, ekonomické, informační atd.). Dopady těchto nástrojů se nejvíce projevily koncem devadesátých let minulého století, tj. v období, kdy vstoupily v obecnou platnost emisní limity zavedené tehdy novou legislativou. Výrazným snížením produkce emisí z nejvýznamnějších zdrojů došlo mj. k omezení dálkového přenosu znečišťujících látek. Problémy však nadále přetrvávají v oblasti dodržování imisních limitů, a proto se pozornost v posledních letech soustřeďuje také na zdroje kategorie REZZO 3 a REZZO 4, pro jejichž regulaci zatím nebyla účinná opatření zavedena. Revize Göteborského protokolu a Směrnice Evropského parlamentu a Rady (EU) 2016/2284 ukládá ČR závazky ke snížení emisí k roku 2020 u PM2,5 o 17 %, SO2 o 45 %, NOx o 35 %, VOC o 18 % a NH3 o 7 % a k roku 2030 PM2,5 o 60 %, SO2 o 66 %, NOx o 64 %, VOC o 50 % a NH3 o 22 % oproti roku 2005.

Trend ve vývoji emisí v období 1990–2001

V roce 1991 vstoupil v platnost zákon č. 309/1991 Sb. o ochraně ovzduší doplněný zákonem 389/1991 Sb. o státní správě ochrany ovzduší a poplatcích za jeho znečišťování, který poprvé v historii ČR zavedl s platností od roku 1998 emisní limity. Časová prodleva měla umožnit přípravu zdrojů na nové podmínky provozu. Došlo k restrukturalizaci národního hospodářství, k modernizaci zdrojů a mnoho z nich ukončilo nebo omezilo provoz. Tyto změny se projevily např. v sektoru výroby železa a oceli, kde došlo po roce 1990 k výraznému poklesu výroby (obr. II.2). Například ukončení výroby surového železa ve Vítkovických železárnách roku 1998 přispělo ke zlepšení kvality ovzduší přímo v centru města Ostravy. Od roku 1991 docházelo v sektoru energetiky k odstavování a modernizaci starších kotlů, popř. k instalaci nových nízkoemisních fluidních kotlů. V letech 1996–1998 byly odsířeny uhelné elektrárny. U spalovacích zdrojů s nižším tepelným výkonem (výtopny/kotelny) postupně docházelo k náhradě pevných a kapalných fosilních paliv zemním plynem. Rozšířil se počet zpoplatněných znečišťujících látek a zvýšily se sazby za jejich vypouštění. Tato opatření vedla ke snížení emisí všech znečišťujících látek ze zdrojů kategorie REZZO 1 a REZZO 2.

Emise z lokálního vytápění domácností poklesly nejvíce v období 1993–1997 vlivem plynofikace obcí a státní podpory vytápění elektřinou. Spotřeba pevných fosilních paliv byla v roce 2001 o 60 % nižší ve srovnání s rokem 1990 (obr. II.3).

Celorepublikové emise byly v roce 2001 ve srovnání s rokem 1990 snížila v případě TZL o 87 %, SO₂ o 88 %, NO_x o 68 %, CO o 39 %, VOC o 45 % a NH₃ o 48 % (obr. II.1).

Trend ve vývoji emisí v období 2002–2012

V roce 2002 vstoupila v platnost legislativa, která v sobě reflektovala řadu evropských směrnic. Byl přijat zákon č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší, který společně se zákonem č. 76/2002 Sb. o integrované prevenci a omezování znečištění vytvořil základní rámec pro řešení problematiky znečišťování ovzduší. ČR se zavázala plnit národní emisní stropy pro emise SO₂, NO_x, VOC a NH₃ podle směrnice 2001/81/ES s platností k roku 2010. Významnější pokles emisí zdrojů kategorie REZZO 1 nastal v důsledku naplnění Národního programu snižování emisí ze stávajících zvláště velkých spalovacích zdrojů (Nařízení vlády č. 372/2007 Sb.), který zavedl emisní stropy TZL, SO₂ a NO_x stanovené pro jednotlivé zdroje LCP⁴ od roku 2008. Na snížení emisí z průmyslu se projevil útlum řady výrobních sektorů po roce 2007 způsobený ekonomickou krizí (obr. II.2). V sektoru výroby železa a oceli došlo k realizaci dalších opatření ke snížení emisí. Nejvýznamnější z nich se týkala instalace tkaninových filtrů za stávající elektrostatické odlučovače na provozu Aglomerace 1 v podniku Třinecké železárny, a.s., v roce 2008 a na Aglomeraci Sever podniku ArcelorMittal Ostrava a.s. v roce 2011.
 
Příznivý trend snižování spotřeby pevných fosilních paliv v sektoru lokálního vytápění domácností již od roku 2001 nepokračuje. Hlavní příčinou toho jsou rostoucí ceny zemního plynu a elektřiny. V období let 2002–2007 dochází k poklesu spotřeby uhlí, které je nahrazováno stále oblíbenějším palivovým dřevem. Tyto změny vedly ke snížení emisí TZL a SO₂. V letech 2009–2012 dochází díky dotačnímu programu Zelená úsporám k zateplování budov a k náhradě neekologického vytápění za nízkoemisní zdroje.

Úroveň znečišťování ovzduší v roce 2012 se oproti roku 2001 snížila v případě emisí TZL o 34 %, SO₂ o 31 %, NO_x o 35 %, CO o 29 %, VOC o 39 % a emise NH₃ o 22 % (obr. II.1).

Trend emisí v období 2013–2016

V roce 2012 vstoupil v platnost zákon o ochraně ovzduší, který zavedl přísnější emisní limity pro spalovací zdroje podle směrnice 2010/75/EU o průmyslových emisích. Platnost některých nových emisních limitů je časově odstupňovaná, aby se provozovatelé zdrojů mohli na jejich plnění připravit. V souvislosti s vydáváním Závěrů o BAT⁵ dochází ke změnám integrovaných povolení průmyslových zdrojů zejména v oblasti stanovování a plnění emisních limitů. Mezi nejvýznamnější technická opatření ke snížení emisí v období 2013–2016 patřily instalace zařízení na odsiřování a denitrifikaci spalin (např. Elektrárna Třebovice, Teplárna Karviná, Teplárna České Budějovice, a. s.) nebo instalace tkaninových filtrů za stávající elektrostatické odlučovače na provozu Aglomerace 2 v podniku Třinecké železárny, a.s., 2015 a v provozu Aglomerace Jih podniku ArcelorMittal Ostrava a.s. v roce 2016.

Zákon o ochraně ovzduší se zaměřil na omezení emisí ze sektoru lokálního vytápění domácností a zavedl minimální hodnoty emisních parametrů pro spalovací zdroje s celkovým jmenovitým tepelným příkonem do 300 kW při jejich uvádění na trh od roku 2014 a 2018. Od roku 2022 bude v této skupině zdrojů možné provozovat pouze kotle splňující 3. emisní třídu, čímž by mělo dojít k odstavení starých typů kotlů a k jejich náhradě modernějšími zařízeními s nižšími emisemi. Výměny kotlů probíhají postupně a společně se snižováním energetické náročnosti budov jsou podporovány státní dotační politikou.

Meziroční vývoj emisí znečišťujících látek v roce 2016 potvrzuje očekáváné dopady změny legislativy v roce 2012, především v oblasti významných spalovacích zdrojů, které se podílejí na dalším snížení emisí SO2 (o 16 %) a NOx (o 8 %). Mírný nárůst počtu denostupňů v chladnějším topném období roku 2016 byl příčinou zvýšení některých emisí z vytápění domácností i v terciálním sektoru.

Tab. II.1 Rozdělení zdrojů znečišťování podle způsobu sledování emisí

Tab. II.2 Srovnání emisí hlavních znečišťujících látek v roce 2015-2016 (předběžné údaje)

 

Obr. II.1 Vývoj celkových emisí v letech 1990–2015
 

Obr. II.2 Produkce základních průmyslových výrobků v letech 1990–2015
 

Obr. II.3 Spotřeba paliv zdrojů REZZO 3 v letech 1990–2016
 

---

¹ Metodiky a výsledky emisních inventur.
² Emise ve struktuře NFR.
³ Mechanismus kontroly SPE.
⁴LCP – Large Combustion Plants – spalovací zařízení se jmenovitým tepelným příkonem vyšším než 50 MW.
⁵BAT – Best Available Techniques – nejlepší dostupné techniky