Uhlíková stopa z výroby a distribuce paliv vyrobených z dřevní hmoty

Energetická krize přinesla zvýšený zájem o vytápění domácností pevnými palivy, a to především o spalování dřeva a dřevních paliv (pelety, brikety). Po extrémním nárůstu cen dřevní biomasy pro vytápění domácností, a nedostatku dřevních paliv na konci roku 2022, se v letošním roce ceny i dostupnost opět výrazně snížily. Dřevo a paliva vyrobená z dřevního odpadu tak jsou opět ekonomicky jednoznačně výhodnou alternativou za zemní plyn, v případě spalování kusového dřeva i za stále zdražující tříděné hnědé uhlí. S tím, jak stoupá popularita dřevních paliv mezi českými domácnostmi, se stále objevují názory „nepřátel těchto paliv“, že jejich spalování není z pohledu snižování emisí skleníkových plynů zdaleka tak ekologické, jak se doposud myslelo. Objevují se dokonce extrémní názory, že spalování dřeva v malých spalovacích zdrojích zanechává horší uhlíkovou stopu než spalování uhlí, protože se nezapočítává uhlíková stopa vzniklá při výrobě a distribuci těchto paliv.

Emisní faktory pro zemní plyn a hnědé uhlí

Obecně lze vyjádřit „uhlíkovou stopu“, tedy množství emisí uvolněného oxidu uhličitého (CO₂) spálením jednotkového množství konkrétního paliva, tzv. emisním faktorem (EF), který je nejčastěji uváděn v hmotnostní jednotce CO₂ (nejčastěji tuny) vztažené k výhřevnosti paliva (tCO₂/MWh, případně tCO₂/TJ). Oxid uhličitý vzniká při spalování paliv jako produkt exotermické reakce uhlíku s kyslíkem. Různá paliva obsahují rozdílné množství uhlíku a jejich spálením tak vzniká také rozdílné množství CO₂. Pro paliva typická pro Českou republiku jsou EF uvedeny v „Národní inventarizační zprávě NIR (National Inventory Report)“, kterou vydává Český hydrometeorologický ústav [1]. Pro zemní plyn zde najdeme hodnotu EF = 55,45 tCO₂/TJ a pro hnědé uhlí EF = 97,92 tCO₂/TJ. Tyto EF se používají při výpočtu uhlíkové stopy u velkých zdrojů tepla, které podléhají povinnosti obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynů (EU ETS) dle Nařízení komise (EU) 2018/2066 (prováděcí nařízení k systému EU ETS) [2]. Podle článku 38 tohoto nařízení je ovšem u biomasy EF roven nule, protože se zde aplikuje pravidlo tzv. uhlíkové neutrality. Tedy, že spalováním biomasy uvolněné množství CO₂ odpovídá množství CO₂, které bylo biomasou absorbováno během jejího růstu.

Emisní faktory pro dřevní paliva

Kritikové spalování dřeva a dřevních paliv v malých spalovacích zdrojích ovšem argumentují tím, že uhlíková neutralita je v tomto případě nesmyslná, protože velkou uhlíkovou stopu zanechává samotná těžba a zpracování dřeva, u dřevních pelet a briket navíc jejich energeticky náročná výroba. Jak je to tedy doopravdy. Pokud bychom chtěli stanovit „uhlíkovou stopu“ výroby a distribuce paliv z dřevní biomasy, máme k tomu několik možností. Platná legislativa nám nabízí jakousi „oficiální“ cestu použitím tzv. faktorů primární neobnovitelné energie (F), které jsou definovány ve vyhlášce č. 264/2020 Sb. o energetické náročnosti budov [3]. V případě dřevních paliv je zde uveden pro dřevo a dřevní štěpku faktor F = 0,1, což znamená, že na 1 GJ energie dodané touto biomasou bylo nutné spotřebovat pro její výrobu a distribuci 0,1 GJ energie z neobnovitelných zdrojů. U dřevní pelety je uveden F = 0,2. Pro výpočet konečného EF budeme uvažovat nejméně výhodnou variantu pro spotřebu primární neobnovitelné energie, tedy že veškerých použitých 0,1 GJ (resp. 0,2 GJ u pelet) bylo dodáno elektrickou energií, která má nejvyšší EF CO₂. Podle údajů Ministerstva průmyslu a obchodu byl v roce 2022 EF CO₂ pro elektřinu rovný 0,413 tCO₂/MWh, což odpovídá 114,7 tCO₂/TJ. Z toho tedy vyplývá, že s využitím zmíněné vyhlášky lze pro dřevo a dřevní štěpku stanovit velikost EF = 11,4 tCO₂/TJ a pro dřevní peletu vychází EF = 22,8 tCO₂/TJ.

Emisní faktory používané v Německu

Pokud bychom se podívali, jak počítají EF pro biomasu jinde v EU, pak pro naše podmínky lze bezesporu s největší přesností využít EF, které pravidelně zveřejňuje „Spolkový úřad pro hospodářství a kontrolu provádění“ (BAFA). Tento úřad v Německu dohlíží na dotační programy z oblasti ochrany ovzduší a je tedy jakousi obdobou našeho Státního fondu životního prostředí. V poslední aktualizaci emisních faktorů dle BAFA z listopadu 2023 [4] je pro dřevo stanoven CO₂ faktor 0,027 tCO/MWh (7,5 tCO₂/TJ) a pro dřevní peletu 0,036 tCO₂/MWh (10 tCO₂/TJ), což je ještě výhodnější než EF používané u nás.

Pokud to tedy shrneme, i se započtením uhlíkové stopy z výroby a distribuce paliv vyrobených z dřevní hmoty, vznikne jejich spálením v malých spalovacích zdrojích mnohonásobně méně skleníkového plynu CO₂, než je tomu u fosilních paliv. To vše ovšem za předpokladu, že uvažujeme výše zmíněnou uhlíkovou neutralitu při spalování dřevní biomasy. Novým argumentem bojovníků proti vytápění domácností biomasou je ovšem tvrzení, že teorie o CO₂ neutralitě spalování dřeva a dřevní hmoty je již zastaralá. Stále sice platí, že dřevo během svého růstu absorbuje CO₂, který se ve formě uhlíku ukládá v dřevní hmotě, a jejím spálením se při oxidaci uhlíku uvolní do ovzduší stejné množství CO₂, kolik ho strom za svého života „vstřebal“. Nicméně strom spálím za rok, kdežto rostl a „vstřebával“ CO₂ ze vzduchu několik desetiletí. Takže uhlíková neutralita je podle nových pořádků nesmysl. I když to na první pohled vypadá logicky, má to několik „háčků“. O tom si ale povíme více příště v navazujícím článku.

Použité zdroje

1. Národní inventarizační zprávy NIR (National Inventory Report), www.chmi.cz
2. Prováděcí nařízení komise (EU) 2018/2066 ze dne 19. prosince 2018 o monitorování a vykazování emisí skleníkových plynů podle směrnice Evropského parlamentu a Rady 2003/87/ES a o změně nařízení Komise (EU) č. 601/2012. Dostupné z: eur-lex.europa.eu
3. Vyhláška č. 264/2020 Sb. o energetické náročnosti budov
4. Informationsblatt CO₂-Faktoren. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle. 11/2021. Dostupné z: www.bafa.de