Saturday, 29 December 2012



Athens Smog


Πρόλογος



Δύο ήταν οι λόγοι που με οδήγησαν να γράψω το παρόν άρθρο: α) οι παρατηρήσεις δύο φίλων μου που κατοικούν στην περιοχή της Άνω Πόλης και της Νεάπολης αντίστοιχα (Θεσσαλονίκη) και β) μια φωτογραφία της Αθήνας που κάνει τις τελευταίες μέρες τον γύρο του διαδικτύου. Ως κάτοικος λοιπόν της δεύτερης μεγαλύτερης πόλης της Ελλάδας σε πληθυσμό θέλησα να ψάξω το θέμα της αιθαλομίχλης, και κυρίως, προσπάθησα να απαντήσω στο ερώτημα: «κατά πόσο η καύση ξύλων/pellets μπορεί να επηρεάσει τις εκπομπές, και κατά συνέπεια τις συγκεντρώσεις ρύπων σε μια πόλη – περιοχή?»



Γενικά για την αιθαλομίχλη



Η αιθαλομίχλη (smog στα αγγλικά) είναι ένα είδος ατμοσφαιρικής ρύπανσης [1]. Ο όρος αυτός πρωτοχρησιμοποιήθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα για να περιγράψει την ομίχλη από καπνό (smoky fog) που σκέπαζε το Λονδίνο ως τα μέσα του περασμένου αιώνα και οφειλόταν στην καύση μεγάλων ποσοτήτων άνθρακα μέσα στην πόλη. Η αιθαλομίχλη περιέχει σωματίδια αιθάλης, διοξείδιο του θείου, καθώς και άλλα συστατικά.

Η φωτοχημική αιθαλομίχλη (ή φωτοχημικό νέφος), περιγράφηκε για πρώτη φορά την δεκαετία του 1950: είναι η χημική αντίδραση των οξειδίων του αζώτου και των πτητικών οργανικών ενώσεων κάτω από την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας. Η αντίδραση αυτή λαμβάνει χώρα μέσα στην ατμόσφαιρα και δημιουργεί αερομεταφερόμενα σωματίδια και τροποσφαιρικό/επιφανειακό όζον.

Το φωτοχημικό νέφος θεωρείται ότι είναι ένα πρόβλημα του σύγχρονου εκβιομηχανισμένου τρόπου ζωής. Εμφανίζεται σε όλες σχεδόν τις σύγχρονες πόλεις, αλλά η παρουσία του είναι ιδιαίτερα αισθητή σε ηλιόλουστες πόλεις με θερμά, ξηρά κλίματα και μεγάλο αριθμό οχημάτων. Η τελευταία πρόταση μοιάζει να «φωτογραφίζει» τόσο την Αθήνα όσο και την Θεσσαλονίκη.

Το φωτοχημικό νέφος αποτελεί σοβαρό πρόβλημα σε πολλές πόλεις και μπορεί να βλάψει σοβαρά την ανθρώπινη υγεία. Το τροποσφαιρικό/επιφανειακό όζον, το διοξείδιο του θείου, το διοξείδιο του αζώτου και το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ιδιαίτερα επιβλαβή για τους ηλικιωμένους, τα παιδιά και τα άτομα με καρδιακές και πνευμονικές παθήσεις όπως εμφύσημα , βρογχίτιδα και άσθμα. Επίσης, μπορεί να μειώσει την ικανότητα λειτουργίας των πνευμόνων, να προκαλέσει δυσκολία στην αναπνοή, πόνο κατά την βαθιά εισπνοή, συριγμό, βήχα και άλλα.



Ξύλα/pellets, φυσικό αέριο, πετρέλαιο και ρύποι



Καταρχάς, θα πρέπει να τονίσουμε ότι το ξύλο έχει μικρότερο ενεργειακό/θερμικό περιεχόμενο σε σχέση με το πετρέλαιο. Ενδεικτικά, σε 1 λίτρο πετρελαίου (περίπου 0.832 κιλά) αντιστοιχούν περίπου 3.5 κιλά ξύλου [2]. Συνεπώς, για να πάρουμε το ίδιο ποσό θερμότητας με ξύλα θα πρέπει να κάψουμε αρκετά μεγαλύτερη ποσότητα. Το φυσικό αέριο αντίθετα, ανά κιλό καυσίμου, περιέχει περίπου το ίδιο ενεργειακό περιεχόμενο με το πετρέλαιο.

Είναι γνωστό ότι κατά την καύση ενός καυσίμου, ο άνθρακας που περιέχεται στο καύσιμο οξειδώνεται προς διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Έτσι, σύμφωνα και με την προηγούμενη παράγραφο, για την ίδια ποσότητα ενέργειας το ξύλο θα παράγει περισσότερο CO2 από το πετρέλαιο. Πράγματι, χρησιμοποιώντας τους συντελεστές ειδικών εκπομπών CO2 [3] δημιουργήθηκε το παρακάτω γράφημα.

CO2 Emissions

Το συμπέρασμα που προκύπτει είναι ότι για την παραγωγή 10.000 KWh ενέργειας (η KWh είναι ποσότητα ενέργειας και όχι ισχύος) θα πρέπει να παραχθεί 62.5% περισσότερο CO2 αν χρησιμοποιηθεί το ξύλο ως καύσιμο σε σχέση με το πετρέλαιο. Αντίθετα, προκύπτει μείωση της τάξης του 4.17% αν χρησιμοποιηθεί το φυσικό αέριο. Πρέπει όμως να τονιστεί ότι το CO2 δεν σχετίζεται άμεσα με το φωτοχημικό νέφος, αλλά με το φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Σε μελέτη που πραγματοποιήθηκε από τον McDonald [4] και δημοσιεύτηκε το 2009 έγινε μια προσπάθεια να μετρηθούν οι εκπομπές PM2.5 (σωματίδια με διάμετρο μικρότερη από 2.5 μm) από διάφορα συστήματα θέρμανσης κατοικιών που χρησιμοποιούν διαφορετικά είδη καυσίμου. Τα καύσιμα που μετρήθηκαν ήταν φυσικό αέριο, διάφορα λάδια – παράγωγα του πετρελαίου και pellets. Στην παρακάτω  εικόνα παρουσιάζεται ένα συγκριτικό διάγραμμα από αυτή την μελέτη.

PM2.5 Pellets - Natural Gas

Όπως προκύπτει από τις μετρήσεις τα pellets παρουσιάζουν – και μάλιστα με σημαντική διαφορά – τις μεγαλύτερες εκπομπές PM2.5 σε σχέση με τα άλλα καύσιμα. Στον αντίποδα βρίσκεται  το φυσικό αέριο, το οποίο παρουσιάζει τις μικρότερες εκπομπές. Μάλιστα, οι εκπομπές PM2.5 των pellets βρέθηκαν περίπου 15 φορές μεγαλύτερες από τις εκπομπές των διαφόρων λαδιών/παράγωγων του πετρελαίου και 1800 φορές μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες του φυσικού αερίου.

Στο σημείο αυτό θα πρέπει να επισημάνουμε ότι οι εκπομπές PM2.5 είναι ίσως και οι πιο σημαντικές για την υγεία. Γενικά, ισχύει ότι: «όσο μικρότερο είναι το σωματίδιο τόσο μεγαλύτερη είναι η διεισδυτική του ικανότητα». Συνεπώς, τα μικρότερα σωματίδια – όπως είναι τα PM2.5 – διεισδύουν βαθύτερα στους πνεύμονες, με αποτέλεσμα να δημιουργούν μεγαλύτερα αναπνευστικά προβλήματα.

Από την συνοπτική και ίσως απλουστευμένη ανάλυση που προηγήθηκε γίνεται σαφές ότι τουλάχιστον όσον αφορά τις εκπομπές CO2 και PM2.5 πιο «φιλικό προς το περιβάλλον» είναι το φυσικό αέριο, στην συνέχεια το πετρέλαιο και τέλος τα ξύλα/pellets.



Είναι η καύση ξύλων/pellets η κύρια αιτία της δημιουργίας αιθαλομίχλης σε Αθήνα/Θεσσαλονίκη?



Στην εύλογη ερώτηση που τίθεται, η απάντηση είναι καταφατική. Αν αναλογιστούμε ότι οι κύριοι παράγοντες ρύπανσης των δύο μεγάλων πόλεων παρέμειναν αμετάβλητοι ή μειώθηκαν σε σχέση  με παλιότερα έτη, τότε η μεταστροφή του κόσμου στα ξύλα/pellets φαίνεται ως η μόνη ικανή αιτία να δημιουργήσει αιθαλομίχλη. Η υπόθεση ότι οι παράγοντες ρύπανσης παρέμειναν σταθεροί έχει λογική αν σκεφτούμε την επίδραση της κρίσης στον τρόπο ζωής των πολιτών. Τα οχήματα για παράδειγμα που κυκλοφορούσαν στους δρόμους της Αθήνας και της Θεσσαλονίκης το 2012 ήταν σαφώς λιγότερα σε σχέση με πχ το 2009. Επίσης, πολλές επιχειρήσεις και εργοστάσια λόγω κρίσης έκλεισαν. Συνεπώς, επειδή οι ανθρώπινες δραστηριότητες μειώθηκαν, οι εκπομπές ρύπων στην χειρότερη περίπτωση θα έπρεπε να παραμείνουν σταθερές. Όμως, όπως δείχνουν οι πρώτες μετρήσεις σε Αθήνα [5] και Θεσσαλονίκη [6] οι εκπομπές, ειδικά των σωματιδίων PM2.5, παρουσιάζουν σημαντική αύξηση. Η αύξηση αυτή δικαιολογημένα αποδίδεται στην αλλαγή του τρόπου θέρμανσης των κατοικιών, καθότι είναι κάτι που άλλαξε δραματικά σε σχέση με πχ το 2009.

Ποιο είναι το ποσοστό των νοικοκυριών που άλλαξε το πετρέλαιο με ξύλα/pellets είναι κάτι που προσωπικά δεν μπορώ να το γνωρίζω. Συνομιλώντας όμως με γνωστούς και φίλους στην Θεσσαλονίκη αντιλαμβάνομαι ότι το ποσοστό αυτό είναι αρκετά σημαντικό. Ενδεχομένως, μια συντηρητική εκτίμηση θα ήταν ίσως ένα με δύο διαμερίσματα σε κάθε πολυκατοικία, ίσως και παραπάνω σε πιο «υποβαθμισμένες» περιοχές της πόλης.



Η «πραγματική» αιτία της αιθαλομίχλης



Η πραγματική αιτία για την εμφάνιση της αιθαλομίχλης στις δυο μεγαλύτερες πόλεις τις Ελλάδας είναι ασφαλώς η αύξηση της τιμής του πετρελαίου. Αυτό είναι φυσικά κάτι που όλοι το γνωρίζουν. Η τιμή του πετρελαίου θέρμανσης εξισώθηκε με αυτήν του πετρελαίου κίνησης με αποτέλεσμα ο κόσμος να στραφεί σε φθηνότερες λύσεις. Για την αύξηση αυτή θα μιλήσουμε παρακάτω.

Με βάση επίσημα στοιχεία από το Παρατηρητήριο Τιμών Υγρών Καυσίμων του Υπουργείου Ανάπτυξης [7] δημιουργήθηκε ο παρακάτω πίνακας. Οι τιμές του πετρελαίου θέρμανσης που αναφέρονται αφορούν τις μέσες τιμές λιανικής πώλησης για όλη την Ελλάδα. Η μέση τιμή πανελλαδικά υπολογίζεται από τον σταθμισμένο μέσο όρο με βάση τους όγκους πωλήσεων ανά τύπο καυσίμου ανά νομό.

Diesel For Heating

Από τις μέσες τιμές που προκύπτουν δημιουργήθηκε το παρακάτω γράφημα. Η χαμηλή τιμή αναφέρεται στην τιμή που είχε το πετρέλαιο θέρμανσης στο τέλος της προηγούμενης σεζόν. Η μέση τιμή προκύπτει μόνο από δύο καταγραφές γιατί δεν υπήρχαν στο site του Παρατηρητηρίου τιμές για παλιότερες ημερομηνίες. Αντίθετα, η μέση τιμή για την τρέχουσα σεζόν (2012 – 2013) προκύπτει από 10 εβδομαδιαίες καταγραφές (μέσα Οκτώβρη – τέλη Δεκέμβρη).

Diesel Price

Από τα επίσημα στοιχεία του κράτους προκύπτει μια μέση αύξηση 0.29 € ανά λίτρο ή περίπου 28% σε σχέση με το τέλος της περσινής σεζόν. Προσοχή, όχι με την μέση τιμή της περσινής σεζόν (η οποία λογικά θα κυμαίνεται κάπου μεταξύ 0.90 και 0.95 € ανά λίτρο), αλλά με την τιμή στο τέλος της περσινής σεζόν (τέλη Απριλίου δηλαδή με αρχές Μαΐου) που η τιμή του πετρελαίου είχε ήδη αυξηθεί σε σχέση με πχ τον Νοέμβριο του 2011. Αν λοιπόν μια οικογένεια χρειάζεται να κάψει περίπου 2000 λίτρα πετρέλαιο την χειμερινή περίοδο, τότε προκύπτει ότι φέτος θα επιβαρυνθεί με 578 € περίπου σε σχέση με το τέλος της περσινής σεζόν. Και αυτή είναι μια άκρως συντηρητική εκτίμηση καθότι όπως αναφέραμε η σύγκριση γίνεται με το τέλος της περσινής σεζόν. Αν λάβουμε υπόψη μας μια μέση τιμή για το πετρέλαιο θέρμανσης ίση με 0.90 € ανά λίτρο τότε το ποσό αυτό εκτοξεύεται στα 854 € περίπου.

Όταν λοιπόν η τιμή του πετρελαίου θέρμανσης μέσα σχεδόν σε ένα εξάμηνο αυξήθηκε κατά 28% και το μέσο οικογενειακό εισόδημα μειώνεται διαρκώς, ο κόσμος είναι λογικό να στραφεί σε φθηνότερους τρόπους θέρμανσης. Δυστυχώς όμως οι φθηνότεροι τρόποι θέρμανσης υποβαθμίζουν το επίπεδο ζωής των κατοίκων αυξάνοντας τις συγκεντρώσεις ρύπων, και, κατά συνέπεια, επιδρόντας αρνητικά στην υγεία τους.



Επίλογος



Συνοψίζοντας, θα λέγαμε ότι στην καύση των ξύλων/pellets οφείλεται η εμφάνιση του φαινομένου της αιθαλομίχλης σε Αθήνα και Θεσσαλονίκη. Η παράλογη όμως αύξηση της τιμής του πετρελαίου θέρμανσης σε συνδυασμό με την μείωση του οικογενειακού εισοδήματος είναι η πραγματική αιτία του φαινομένου. Χωρίς διάθεση καταστροφολογίας θα λέγαμε ότι αν δεν ληφθούν σύντομα κάποια μέτρα για την αντιμετώπιση της αιθαλομίχλης οι επιπτώσεις στην υγεία των κατοίκων δεν θα αργήσουν πολύ να φανούν. Ήδη, ακόμα και σε περιοχές της Θεσσαλονίκης με χαμηλό υψόμετρο (πχ Φάληρο) τα βράδια είναι αισθητή η μυρωδιά του καμένου ξύλου.



Βιβλιογραφία



[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Smog
[2] http://www.greencarbontechnologies.com/resourcecenter.htm (see the Economy tab)
[3] http://www.engineeringtoolbox.com/co2-emission-fuels-d_1085.html
[4] McDonald R., 2009, Evaluation of gas, oil and wood pellet fueled residential heating system emissions characteristics, Brookhaven National laboratory report.
[5] http://www.tovima.gr/society/article/?aid=490660
[6] http://news.kathimerini.gr/4dcgi/_w_articles_ell_100030_28/12/2012_506195
[7] http://www.fuelprices.gr/deltia.view

Did you like this post? If yes, then share it with your friends. Thank you!




Mechanical Engineer (Ph.D. cand.), M.Sc. Cranfield University, Dipl.-Ing. Aristotle University, Thessaloniki - Greece.
Communication: tel. +30-6973513308, e-mail , Facebook , Twitter , Google+ and Linkedin. Full CV