Download - Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

Transcript
Page 1: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας :και ξύλου στην ποιότητααέρα

Μετρήσεις και προσομοιώσεις

. Ν Μουσιόπουλος. Ν Μουσιόπουλος

Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας και Περιβαλλοντικής Μηχανικής, ΑΠΘ

Page 2: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Το πρόβλημα των ανεξέλεγκτων καύσεων Εκπομπές σωματιδίων Επιβαρυντικοί παράγοντες

Μετρήσεις αιωρούμενων σωματιδίων στη Θεσσαλονίκη Επιλεγμένες θέσεις μετρήσεων Μηνιαίοι μέσοι όροι Ημερήσια διακύμανση

Εκτίμηση συγκεντρώσεων με χρήση μοντέλων Το Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα Σενάρια εκπομπών Εκτιμήσεις προσαυξήσεων συγκεντρώσεων

Συμπεράσματα

Περίγραμμα παρουσίασηςΠερίγραμμα παρουσίασης

Page 3: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Το πρόβλημαΤο πρόβλημα των ανεξέλεγκτων των ανεξέλεγκτων καύσεωνκαύσεων

Πτώση ζήτησης πετρελαίου

λόγω αύξησης του Ε.Φ.Κ.

Δυσμενής οικονομική συγκυρία

Αύξηση χρήσης Αύξηση χρήσης βιομάζας ξυλείας βιομάζας ξυλείας

για θέρμανσηγια θέρμανση

Καταγραφή ιδιαίτερα υψηλών Καταγραφή ιδιαίτερα υψηλών συγκεντρώσεων ρύπωνσυγκεντρώσεων ρύπων

29/03/2013

Page 4: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Το πρόβλημαΤο πρόβλημα των ανεξέλεγκτων των ανεξέλεγκτων καύσεων – εκπομπές σωματιδίωνκαύσεων – εκπομπές σωματιδίων

Επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία

• Καρδιοαναπνευστικά προβλήματα• Αύξηση θνησιμότητας/μείωση προσδόκιμου βίου• Καρκίνος των πνευμόνων• Συστηματική φλεγμονή και οξειδωτικό στρες

• Ισχυρές πηγές εκπομπής λεπτόκοκκων σωματιδίων

• Τα εκπεμπόμενα σωματίδια επιβαρύνουν τον ήδη βεβαρημένο από εκπομπές κυκλοφορίας αστικό αέρα

• Οι εκπομπές εντείνονται κατά τις κρύες περιόδους, οι αντίστοιχες μετεωρολογικές συνθήκες ευνοούν τη συσσώρευση ρύπων

Page 5: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Το πρόβλημαΤο πρόβλημα των ανεξέλεγκτων των ανεξέλεγκτων καύσεων – εκπομπές σωματιδίωνκαύσεων – εκπομπές σωματιδίων

Περισσότερο από 90% των πρωτογενών εκπομπών σωματιδίων από καύσεις σε τζάκια-σόμπες αφορούν το λεπτόκοκκο κλάσμα PM2.5

Page 6: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

• Χρήση μη πιστοποιημένων συστημάτων καύσηςΧρήση μη πιστοποιημένων συστημάτων καύσης• Συστήματα παλαιάς τεχνολογίαςΣυστήματα παλαιάς τεχνολογίας• Ανεπαρκής συντήρησηΑνεπαρκής συντήρηση• Ανεξέλεγκτη χρήση ακατάλληλων καυσίμωνΑνεξέλεγκτη χρήση ακατάλληλων καυσίμων• Ανεπάρκεια ελέγχων ποιότητας καυσίμων από Ανεπάρκεια ελέγχων ποιότητας καυσίμων από

τους αρμόδιους φορείςτους αρμόδιους φορείς• Ανεπαρκής ενημέρωση ή αδιαφορία του Ανεπαρκής ενημέρωση ή αδιαφορία του

καταναλωτήκαταναλωτή

Το πρόβλημαΤο πρόβλημα των ανεξέλεγκτων των ανεξέλεγκτων καύσεων – επιβαρυντικοί παράγοντεςκαύσεων – επιβαρυντικοί παράγοντες

Page 7: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

• Διεξαγωγή πολύμηνων μετρήσεων πεδίουΔιεξαγωγή πολύμηνων μετρήσεων πεδίου σε θέσεις αστικού υποβάθρου σε θέσεις αστικού υποβάθρου για τις συγκεντρώσεις διαφορετικών κλασμάτων για τις συγκεντρώσεις διαφορετικών κλασμάτων PM, PM, διαμέτρου ως 10, 2.5 διαμέτρου ως 10, 2.5 και 1.0 μκαι 1.0 μmm..

• Εξέταση σεναρίων: Εξέταση σεναρίων: βασικής κατάσταση (καύσεις πετρελαίου) και βασικής κατάσταση (καύσεις πετρελαίου) και υποκατάστασης καυσίμου (καύσεις ξύλων και παραγώγων)υποκατάστασης καυσίμου (καύσεις ξύλων και παραγώγων)

• Εκτίμηση του βαθμού υποκατάστασης και γεωγραφικής κατανομής των Εκτίμηση του βαθμού υποκατάστασης και γεωγραφικής κατανομής των εκπομπών εκπομπών με χρήση συστήματος με χρήση συστήματος GISGIS

• Εισαγωγή σεναρίων εκπομπώνΕισαγωγή σεναρίων εκπομπών στη γραφική διεπαφή του Συστήματος στη γραφική διεπαφή του Συστήματος Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα (ΣΔΠΑ) που έχει αναπτυχθεί στο ΕΜΘΠΜ.Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα (ΣΔΠΑ) που έχει αναπτυχθεί στο ΕΜΘΠΜ.

• Εκτέλεση μοντέλου διασποράς και χημικού μετασχηματισμούΕκτέλεση μοντέλου διασποράς και χημικού μετασχηματισμού για για αποτίμηση της επιβάρυνσης στις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις με αποτίμηση της επιβάρυνσης στις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις με διαφορετικά σενάρια εκπομπώνδιαφορετικά σενάρια εκπομπών

Ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των καύσεων Ποσοτικοποίηση της συνεισφοράς των καύσεων στα επίπεδαστα επίπεδα αστικών συγκεντρώσεων αστικών συγκεντρώσεων PMPM

Page 8: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Μετρητικό όργανο DustTrak 8520 για τη μέτρηση και καταγραφή των αιωρούμενων σωματιδίων PM2.5.

Η περιοχή χαρακτηρίζεται ως αστική.

Η πλειονότητα των κτιρίων της περιοχής είναι κατοικίες ενώ παρατηρείται αυξημένος κυκλοφοριακός φόρτος.

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – περιοχή Πυλαίαςπεριοχή Πυλαίας

Δρ. Χρίστος Βλαχοκώστας, Σάββας Νικολαΐδης

Page 9: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Μετρητικό όργανο Aeroqual AQM 60. Aeroqual AQM 60.

Ενότητες αισθητήρων αέριων ρύπων (CO, NO2, NOx, O3, PM2.5, PM10 ) και μετεωρολογικών δεδομένων.

Περιοχή με χρήσεις κατοικίας, χωρίς σημαντικό κυκλοφοριακό φόρτο.

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – περιοχή Τριανδρίαςπεριοχή Τριανδρίας

Δρ. Χρίστος Βλαχοκώστας, Αναστάσιος Τσαϊρέλης

Page 10: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Δεκέμβριος 2012 – Σεπτέμβριος 2013

0

10

20

30

40

50

60

Δεκέμ

βριος 201

2

Ιανουάριος 2

013

Φεβρουάριος 2

013

Μάρτιος 2

013

Απρίλιος 2

013

Μάιος 2013

Ιούνιος 2

013

Ιούλιος 2

013

Αύγουστο

ς 2013

Σεπτέμ

βριος 2013

PM2.

5 (μg

/m3 )

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μηνιαίοι μέσοι όροιΜηνιαίοι μέσοι όροι

Σταθμός Πυλαίας

Page 11: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Φεβρουάριος - Σεπτέμβριος 2013

0

5

10

15

20

25

30

35

PM2.

5 (μg

/m3 )

Πυλαία

Τριανδρία

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μηνιαίοι μέσοι όροιΜηνιαίοι μέσοι όροι

Σταθμοί Πυλαίας, Τριανδρίας

Page 12: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Δεκέμβριος 2012

0

20

40

60

80

100

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23ΩΡΑ

PM2.

5 (μg

/m3 )

Ιούλιος 2013

0

20

40

60

80

100

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23ΩΡΑ

•Σημαντική αύξηση (πάνω από 3 φορές) στις συγκεντρώσεις PM2.5 κατά τη διάρκεια του ψυχρότερου μήνα.

•Ισχυρό μέγιστο κατά τις απογευματινές και βραδινές ώρες.

Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μετρήσεις αστικού υποβάθρου – Μέση ημερήσια διακύμανσηΜέση ημερήσια διακύμανση

Page 13: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Αναπτύχθηκε από το Εργαστήριό μας και εγκαταστάθηκε, μεταξύ των άλλων, στον ΟΡΘΕ (Οργανισμός Ρυθμιστικού Σχεδίου και Προστασίας Περιβάλλοντος Θεσσαλονίκης), για την εκτίμηση ποιότητας αέρα στην Ευρύτερη Περιοχή Θεσ/νίκης.

Βασικές Λειτουργίες:• Εκτίμηση της ποιότητας

αέρα σε πραγματικό χρόνο

• Πρόβλεψη 24ώρου.• Διεξαγωγή υπολογισμών

σεναρίων

Τα αποτελέσματα των υπολογισμών γίνονται διαθέσιμα στο κοινό μέσω της ιστοσελίδας του ΟΡΘΕ.

Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα στη Θεσσαλονίκη (1/2)Αέρα στη Θεσσαλονίκη (1/2)

Page 14: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας Σύστημα Διαχείρισης Ποιότητας Αέρα στη Θεσσαλονίκη (2/2)Αέρα στη Θεσσαλονίκη (2/2)• Δυνατότητα διεξαγωγής υπολογισμών

σεναρίων ποιότητας αέρα βασισμένων σε σενάρια εκπομπών που δημιουργήθηκαν μέσω της χρήσης κατάλληλου λογισμικού

• Η περιοχή υπολογισμού των σεναρίων επιλέγεται από το χρήστη μέσω γραφικής διεπαφής

• Τα αποτελέσματα των υπολογισμών γίνονται διαθέσιμα υπό μορφή χαρτών, χρονοσειρών και στατιστικών δεικτών

Page 15: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Υπόβαθρο εκπομπών: από τη βάση δεδομένων που χρησιμοποιείται στο ΣΔΠΑ σε επιχειρησιακή βάση

Εισαγωγή σεναρίων με χρήση της γραφικής διεπαφής που έχει αναπτυχθεί στο ΕΜΘΠΜ.

Υπολογισμοί διασποράς βάσει δύο σεναρίων:

Βασικής κατάστασης (προ του 2011)

Υποκατάστασης πετρελαίου θέρμανσης από καύσεις βιομάζας στο 70% των οικιακών εγκαταστάσεων

Υπολογισμοί διασποράς – Υπολογισμοί διασποράς – σενάρια εκπομπώνσενάρια εκπομπών

Page 16: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Σύγκριση αποτελεσμάτων μοντέλου-μετρήσεων για δύοΣύγκριση αποτελεσμάτων μοντέλου-μετρήσεων για δύοχειμερινές ημέρες με δυσμενείς μετεωρολογικές συνθήκεςχειμερινές ημέρες με δυσμενείς μετεωρολογικές συνθήκες

11/1/2013 21/1/2013

Υπολογισμοί διασποράς – Υπολογισμοί διασποράς – Ημερήσια διακύμανση συγκεντρώσεωνΗμερήσια διακύμανση συγκεντρώσεων

Page 17: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Βασική κατάστασηΥποκατάσταση 70% από

Καύσεις βιομάζας

Υπολογισμοί διασποράς – Υπολογισμοί διασποράς – Μέσες συγκεντρώσεις Μέσες συγκεντρώσεις PMPM1010

• Αύξηση >50% στις μέσες συγκεντρώσεις PM10 κατά τη διάρκεια μιας ολιγοήμερης χειμερινής περιόδου με δυσμενή μετεωρολογία

• Μετατόπιση μεγίστου από τα δυτικά προς το κέντρο και ανατολικά

Page 18: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

PMPM1010 PMPM2.52.5

• Οι χάρτες μεταβολής μέσων συγκεντρώσεων (υποκατάσταση καυσίμου) – (βασική κατάσταση) δείχνουν μετατόπιση του μεγίστου προς τα ανατολικά

• Το 75% της αύξησης αφορά το λεπτόκοκκο κλάσμα (PM2.5)

Υπολογισμοί διασποράς – Υπολογισμοί διασποράς – Μεταβολές στα Μεταβολές στα PMPM1010 & & PMPM2.52.5

Page 19: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

• Η καύση βιομάζας και ξύλου οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της Η καύση βιομάζας και ξύλου οδηγεί σε ραγδαία αύξηση της μέσης μηνιαίας συγκέντρωσης των λεπτών σωματιδίων τους μέσης μηνιαίας συγκέντρωσης των λεπτών σωματιδίων τους χειμερινούς μήνες (Νοέμβριος 2012 – Ιανουάριος 2013). χειμερινούς μήνες (Νοέμβριος 2012 – Ιανουάριος 2013).

• Προκύπτει επίσης έντονη (μέχρι και 75%) αύξηση των Προκύπτει επίσης έντονη (μέχρι και 75%) αύξηση των αιωρούμενων σωματιδίων τις απογευματινές και βραδινές αιωρούμενων σωματιδίων τις απογευματινές και βραδινές ώρες (17:00-24:00) της χειμερινής περιόδου. ώρες (17:00-24:00) της χειμερινής περιόδου.

• Με βάση τις προσομοιώσεις, το σενάριο υποκατάστασης 70% Με βάση τις προσομοιώσεις, το σενάριο υποκατάστασης 70% συνεπάγεται αυξήσεις των συγκεντρώσεων συνεπάγεται αυξήσεις των συγκεντρώσεων PM PM κατά 50%.κατά 50%.

• Η σύγκριση υπολογισμών με μετρήσεις αποδεικνύει εκ νέου Η σύγκριση υπολογισμών με μετρήσεις αποδεικνύει εκ νέου την αξιοπιστία του συστήματος διαχείρισης ποιότητας αέρα.την αξιοπιστία του συστήματος διαχείρισης ποιότητας αέρα.

ΣυμπεράσματαΣυμπεράσματα

Page 20: Επιπτώσεις της καύσης βιομάζας  και ξύλου στην ποιότητα αέρα: Μετρήσεις και προσομοιώσεις

AUT/LHTEE

Θερμές ευχαριστίες στους συνεργάτεςΘερμές ευχαριστίες στους συνεργάτες

• Χρίστο ΒλαχοκώσταΧρίστο Βλαχοκώστα

• Αλεξία ΜιχαηλίδουΑλεξία Μιχαηλίδου

• Γιώργο ΜπανιάΓιώργο Μπανιά

• Γιάννη ΝτούροΓιάννη Ντούρο

• Γιώργο ΤσέγαΓιώργο Τσέγα

για τη συνεισφορά τους στην παρούσα ερευνητική δράση.για τη συνεισφορά τους στην παρούσα ερευνητική δράση.

Βλ. και Βλ. και http://aix.meng.auth.grhttp://aix.meng.auth.gr

ΕυχαριστίεςΕυχαριστίες