Strategickým poslaním Považskej cementárne, a. s., Ladce je environmentálna účinnosť – výroba čo najväčšieho množstva cementu pri najvyššom využívaní alternatívnych zdrojov, najnižšej tvorbe znečisťujúcich látok na tonu cementu, najvyššej kvalite pri čo najvyššej životnosti stavieb. Trvalo udržateľný rozvoj je súčasťou integrovanej politiky spoločnosti.

Narastajúca populácia a zvyšujúca sa životná úroveň obyvateľstva zvyšujú spotrebu energie, výrobkov, vody a zároveň objem odpadov, odpadových vôd a vypúšťaných emisií z priemyslu, vykurovania budov, osobnej a nákladnej dopravy. Tieto požiadavky napĺňa priemysel a služby.

Priemyselná výroba ako výroba cementu, železa, hliníka, skla, papiera atď. spotrebúva značný objem surovín a energií. Ložiská plynu, ropy, uhlia sa zmenšujú a navyše Slovensko ich nemá. Ekologické požiadavky na priemysel v EÚ sú náročné,  vyžadujú nákladné investície a znova vyššiu spotrebu energií. Dosah ľudskej činnosti na globálne otepľovanie skleníkovými plynmi oxidu uhličitého predstavuje významné riziko. Redukcia emisií a regulácia podnikov EÚ kvótami CO₂ od roku 2005 vrátane cementárskeho priemyslu ohrozujú ich konkurencieschopnosť, budúcnosť a tým sociálnu stabilitu v globálnom pohľade.

Považská cementáreň, a. s., Ladce (PCLA) dostala vďaka múdrosti svojho zakladateľa od prírody dar vápenca a slieňovca z Butkova, ostatné suroviny a energie musí dovážať. Už 130 rokov vyrába najdôležitejšiu stavebnú látku cement a v posledných dvoch dekádach aj betón. Betón je v súčasnosti najdôležitejší konštrukčný materiál. Betón je po vode druhým najpoužívanejším materiálom vo svete, ktorý v súčasnosti nevieme nahradiť rovnocenným materiálom. Pretože hlavnou zložkou betónu je cement, ktorý je výrobkom energeticky veľmi náročným, je preto snahou všetkých výrobcov cementu jeho efektívna výroba s minimalizovaním vplyvu na životné prostredie.

Ako sa vyrába cement?

Základnými vstupnými surovinami sú vápenec a slieňovec z lomu Butkov, ktoré  sa po zomletí s potrebnými prísadami melú na jemnú múčku a riadene dávkujú do systému rotačnej pece a pri teplote 1 400 ^oC dochádza k tvorbe portlandského slinku, ten sa opäť melie s prísadami – sadrovec, vápenec, vysokopecná troska, popolček a iné – a vzniká produkt cement.

Z tohto stručného opisu sú zrejmé možné vplyvy na životné prostredie v okolí. Je to najmä vznik prachu. Ďalšími významnejšími znečisťujúcimi látkami, ktoré priamo súvisia s výpalom slinku, sú oxidy dusíka, oxidy uhlíka, celkový organický uhlík, amoniak a oxid siričitý. Všetky miesta s možnosťou úniku prachu sú vybavené odprašovacími zariadeniami. Tých je v PCLA celkovo 73.

Zákon o ochrane ovzdušia povoľuje vypúšťať z filtrov maximálne 10, respektíve 20 mg prachu v jednom kubickom metri vypúšťaného vzduchu. Z odprašovacích zariadení PCLA sa priemerne vypúšťa množstvo pod polovicou predpísaného limitu.

Významným krokom PCLA na zamedzenie zvýšenej prašnosti v podniku a v jeho blízkom okolí bolo v roku 2017 sprevádzkovanie uzatvorenej kruhovej skládky slinku, ktorá radikálne znížila množstvo prachu vznikajúceho pri výrobe cementu.

Sekundárnym zdrojom prachu je skladovanie substrátov, ako je troska, vápenec, slieň, prípadne iné prísady. Tie sa skladujú v otvorenej a zakrytej skládke, pri veternom počasí dochádza k únikom prachu mimo skládky, množstvo sa znižuje prirodzenou vlhkosťou.

 Investície do životného prostredia

V poslednej dekáde (2010 až 2019) dosiahli investície PCLA, ktoré smerovali do projektov zameraných na ochranu životného prostredia, viac ako 35,6 milióna eur. Tieto investície boli vložené do rôznych etáp modernizácie závodu od lomu po cementovú mlynicu, respektíve expedíciu cementu. Na následujúcom obrázku sú graficky zobrazené investície za sledované obdobie.

      Graf č.1: Investície do ochrany životného  prostredia

Celkové náklady na investície do modernizácie podniku boli v sledovanom období na úrovni viac ako 83,8 milióna eur, čo predstavuje, že z týchto investícii bolo vložených do projektov na ochranu životného prostredia viac ako 42,5 %.

Množstvo vyprodukovaného prachu za poslednú dekádu, respektíve viditeľný radikálny pokles množstva uvoľneného prachu sprevádzkovaním uzatvorenej skládky slinku v roku 2017 je zobrazené v grafe č. 2.

Graf č. 2: Množstvo vyprodukovaného prachu v tonách za obdobie 2010 až 2019

Je tiež nutné podotknúť, že v rámci realizácie všetkých projektov modernizácie boli na technologické celky inštalované odprašovacie zariadenia spĺňajúce požiadavky  na kvalitu životného prostredia. Požiadavky sa však zvyšujú, preto PCLA systematicky pristupuje k výmenám odprašovacích zariadení tak, aby tieto zariadenia zodpovedali najprísnejším limitom.

Potreba neustáleho prispôsobovania sa novým environmentálnym požiadavkám na zvyšovanie ochrany životného prostredia a súčasne dodržania referencii BAT (najlepšie dostupná technika) viedla v roku 2014 k vybudovaniu novej technológie na redukciu oxidov dusíka v spalinách rotačnej pece zástrekom kvapalného roztoku amoniaku. V súčasnosti je povolená maximálna hodnota koncentrácie 500 mg oxidov dusíka (pri spaľovaní iných ako len fosílnych palív), vyjadrených ako oxid dusičitý v jednom kubickom metri spalín. Priemerné ročné koncentrácie oxidov dusíka za jednotlivé roky sú zobrazené na grafe č. 3.

Graf č. 3: Priemerná ročná koncentrácia oxidov dusíka za obdobie 2010 až 2019                                                   

Inštalovaná BAT technológia vedie na jednej strane k znižovaniu emisií oxidov dusíka, na druhej k zvýšeniu počtu vypúšťaných znečisťujúcich látok o plynný amoniak vzhľadom na to, že žiadna chemická reakcia neprebieha so 100 % konverziou. Z chemického hľadiska nemôžeme pokladať redukciu NO_x čpavkovou vodou napriek stavu techniky za efektívnu. Maximálne povolená hodnota koncentrácie vypúšťaného amoniaku je 30 mg v jednom normovom kubickom metri spalín. Priemerné ročné koncentrácie amoniaku za iné roky sú zobrazené na grafe č. 4.

Graf č. 4 : Priemerná ročná koncentrácia amoniaku za obdobie 2015 až 2019  

Pri detailnejšom porovnaní obrázkov v rokoch 2015 a 2016 zobrazujúcich priemernú ročnú koncentráciu oxidov dusíka a amoniaku možno pozorovať vplyv legislatívnej zmeny v maximálne povolenej koncentrácii oxidov dusíka z 800 mg/Nm³ na 500 mg/Nm³ (rok 2016) na priemernú ročnú koncentráciu amoniaku v uvedených rokoch. V roku 2015 bola priemerná ročná koncentrácia oxidov dusíka 516 mg/Nm³, pričom v roku 2016 to bolo 432 mg/Nm³, ale priemerná ročná koncentrácia amoniaku vzrástla z 5 mg/Nm³ (rok 2015) na 15 mg/Nm³ v roku 2016.

Klimatické zmeny a cirkulačná ekonomika

Klimatické zmeny a spotreba energie sú najvýznamnejšie environmentálne otázky pre akciovú spoločnosť PCLA. Stratégia PCLA pre znižovanie emisií CO₂ je založená na znižovaní obsahu slinku v cemente, zvyšovaní energetickej efektívnosti výpalu slinku, používaní alternatívnych palív s vysokým obsahom biomasy (obnoviteľný zdroj energií) pri súčasnej redukcii fosílnych palív. Možnosť uplatniť jednotlivé prvky tejto stratégie limitujú mnohé faktory.

Na grafe č. 5 možno vidieť vývoj v oblasti množstva emisií CO₂ za obdobie rokov 2010 až 2019 v PCLA. Za klesajúcim trendom je skrytá modernizácia zariadení linky rotačnej pece a s tým spojená vyššia energetická efektívnosť výpalu slinku, respektíve možnosť vyššej náhrady fosílnych palív alternatívnymi a tiež samotné využitie viacerých druhov alternatívnych palív a alternatívnych surovín.

Alternatívne palivá

Samotný výpal slinku zo surovín je prevažne endotermická chemická reakcia, pričom cca 60 % tepla je potrebné dodať len na rozklad vápenca na CaO a CO₂. Uvedenými zdrojmi tepla môžu byť procesy spaľovania fosílnych palív ako čierne uhlie, respektíve zemný plyn. V súčasnosti, v období klimatických zmien, by však spaľovanie iba fosílnych palív bolo neudržateľné, jednak v ekonomickej oblasti, oblasti ich vyčerpateľných zásob, ako aj v množstve vypúšťaných emisií CO₂.

Preto pri výrobe slinku bolo potrebné začať šetriť časť fosílnych palív (prírodne neobnoviteľných) a nahradiť ich energetickým zhodnocovaním alternatívnych palív.

Obr. 5. Využívanie alternatívnych palív (foto: odpady-portal.sk, PCLA)

Považská cementáreň, a. s., Ladce ukazuje príklad spoločenskej zodpovednosti pre trvalo udržateľný rozvoj. Racionálna nevyhnutnosť znižovania spotreby fosílnych palív a výrobných nákladov je v rovnováhe s prínosmi pre životné prostredie v podobe nižších celkových emisií CO₂, lepšieho nakladania s odpadmi a menším počtom skládok. Navyše, podľa smernice Európskej komisie (vykonávacie rozhodnutie komisie, ktorým sa stanovujú závery o najlepších dostupných technikách BAT podľa smernice Európskeho parlamentu a Rady 2010/75/EÚ) musia zariadenia, ktoré spoluspaľujú alternatívne palivá, tak ako PCLA, dodržiavať prísnejšie emisné limity.

Krátko sa pristavme, prečo pri spoluspaľovaní alternatívnych palív (lepší výraz je asi  coprocessing) sa vyžadujú prísnejšie emisné limity ako pri spaľovaní uhlia, od ktorého sa odstupuje? Limity pre jednotlivé znečisťujúce látky (ZL), ako aj namerané priemerné ročné hodnoty koncentrácií znečisťujúcich látok za rok 2019 sú uvedené v nasledujúcej tabuľke.

Tabuľka č. 1: Emisné limity a priemerné ročné koncentrácie znečisťujúcich látok za rok 2019

Poznámka: *Emisný limit pre TOC bol určený individuálne, pretože TOC nepochádza zo spaľovania odpadov, ale zo surovinového zdroja

PCLA pomáha spoločnosti nie iba pri nakladaní s odpadmi, ale aj menej zaťažuje svoje okolie. Pri spoluspaľovaní alternatívnych palív sa riadi nielen platnou legislatívou, ale nad jej rámec vyvíja v PCLA nové patentové technológie.

PCLA začala už v roku 1983 ako prvá v Európe spoluspaľovať opotrebované pneumatiky, do konca roku 2019 bolo zhodnotených viac ako 119-tisíc ton. Vybudovanie tejto ekologickej inovácie na linke rotačnej pece v čase socializmu neustále ovplyvňuje pozitívnymi aspektmi ochranu životného prostredia vo forme znižovania potenciálu vytvárania skládok s opotrebovanými pneumatikami a súčasne znovuvyužitia materiálu, z ktorého je vyrobená, a to je názorný príklad cirkulačnej ekonomiky.

Významnou prelomovou inováciou od roku 2001 bol začiatok spoluspaľovania živočíšnej biomasy, mäsokostnej múčky (MKM) a živočíšneho tuku (ŽT), PCLA do konca minulého roku 2019 materiálovo-energeticky využila okolo 500 000 ton MKM. Realizovaním uvedenej inovácie BIOTRIX pomohla PCLA Slovenskej republike pri vstupe do Európskej únie v kapitole poľnohospodárstvo, t. j. v boji proti chorobe šialených kráv, tzv. BSE, vzhľadom na to, že to bola jedna z podmienok pri vstupe.

Ďalšou významnou inováciou bolo spoluspaľovanie tuhého alternatívneho paliva, tzv. TAP, vyrobeného z vytriedených odpadov na linke rotačnej pece. Tuhé alternatívne palivá zodpovedajú požiadavkám európskych noriem STN EN 15357 a 15359. Veľkou prednosťou jeho spaľovania v rotačnej peci cementárne je oproti iným spôsobom likvidácie predovšetkým:

vysoká teplota – až 2 000 ^oC a dostatočne dlhý zdržný čas pri vysokých teplotách na spálenie všetkých organických látok,

vytvorenie pevnej väzby zvyškového popola do cementárskeho slinku,

viazanie kyslých zložiek dymových plynov v alkalickom prostredí pece,

viazanie ťažkých kovov do cementárskeho slinku a ich minimálna vylúhovateľnosť z betónu,

vysoký obsah biomasy (obnoviteľný zdroj energie).

PCLA získala zhodnocovaním alternatívnych palív v rokoch 2010 – 2019 46,2 % tepelnej energie potrebnej pri výrobe slinku. Týmto krokom sa znížila spotreba čierneho uhlia o výnimočných 370-tisíc ton. Pričom v Rakúsku alebo Českej republike je podiel substitúcie fosílnych palív v cementárňacž na úrovni 65 až 80 %. Cementársky priemysel SR sa nemôže riadiť domnienkami, ale integrovanými povoleniami, stavom techniky a konkurovať na trhu EÚ. Na grafe č. 6 je zobrazený percentuálny vývoj náhrady fosílnych palív alternatívnymi palivami za sledované obdobie 2010 až 2019.

Graf č. 6: Stupeň náhrady fosílnych palivami alternatívnymi za obdobie 2010 – 2019

Vplyv alternatívnych palív na životné prostredie

Mnohokrát sa posudzuje riziko zo spoluspaľovania alternatívnych palív, najmä pre predpokladaný vplyv na životné prostredie a zdravie ľudí. Taktiež panuje názor, že odpady majú vysoký obsah ťažkých kovov. Na porovnanie sú v uvedenej tabuľke opísané obsahy niektorých kovov v rôznych materiáloch v mg/kg, t. j. milióntinách kilogramu.

Tabuľka č. 2: Obsah ťažkých kovov v rôznych materiáloch v mg/kg

Z prehľadov je zrejmé, že oproti spoluspaľovaniu alternatívnych palív obyčajná pôda viackrát prekračuje obsah ťažkých kovov. Zároveň treba zdôrazniť, že väčšina ťažkých kovov je pevne viazaná v slinkových mineráloch, čím je ich účinok prakticky minimalizovaný.

Pri výrobe cementu je najdôležitejšia surovina slinok (poloprodukt), ktorý vzniká výpalom jemnej, tzv. pecovej múčky v rotačnej peci a z dvoch základných surovín vápenec a slieň. Na uvedenom obrázku je zobrazené, že najväčším zdrojom CO₂, asi 60 %, pri výrobe slinku je z tepelného rozkladu vápenca, ktorý nie je možné technologicky ovplyvniť. Druhým najväčším zdrojom je spaľovanie fosílneho paliva – uhlia, pri stupni jeho náhrady alternatívnymi palivami okolo 54 % (rok 2019). Z grafu č. 7 je tiež zrejmé, že pri spoluspaľovaní mäsokostnej múčky, čo je 100 % MKM (obnoviteľný zdroj energie, respektíve uhlík prechádza z jednej formy na druhú pri neustálej opakovateľnosti tohto cyklu), sa teoreticky neuvoľnia žiadne emisie CO₂. Obdobne je to aj pri spoluspaľovaní tuhých alternatívnych palív, ktoré sú vyrobené z vytriedených priemyselných odpadov a obsahujú tiež vysoký podiel biomasy na úrovni asi 40 %.

Graf č. 7: Percentuálny podiel emisii CO₂ vznikajúcich spaľovaním fosílnych a alternatívnych palív (54%) a výrobou slinku

Preto snahou Považskej cementárne je neustála modernizácia linky rotačnej pece a realizáciou inovácií docieliť podiel alternatívnej energie na úroveň 80 %, čím by sa opäť znížilo množstvo vypúšťaného CO₂ a tiež znížilo zaťaženie životného prostredia skládkovaním odpadu, ktoré je možné energeticky zhodnotiť.

Na porovnanie je na ďalšom grafe zobrazené percentuálne zastúpenie emisií CO₂ z rozkladu vápenca a spaľovania fosílneho paliva s jeho náhradou 80 % alternatívnymi palivami, pričom množstvo vyrobeného slinku je totožné ako v predchádzajúcom prípade.

Graf č. 8: Percentuálny podiel emisii CO₂ vznikajúcich spaľovaním fosílnych a alternatívnych palív (80%) a výrobou slinku

Zo zvýšenia podielu alternatívnych palív je na 80 % zrejmé, že celkové množstvo vypustených emisii CO₂ pokleslo o 24-tisíc ton. Druhý najväčší zdroj emisií CO₂ je zo spaľovania tuhého alternatívneho paliva, pričom percentuálny podiel emisií z rozkladu vápenca (pecovej múky) stúpol o 5 %, ale v absolútnych hodnotách zostal rovnaký,  vzhľadom na rovnaké množstvo vyrobeného slinku, respektíve rovnaké množstvo vápenca.

Spoluspaľovaním alternatívnych palív za obdobie 2010 – 2019 vypustila Považská cementáreň do ovzdušia o výnimočných 685-tisíc ton CO₂ menej, než by vypustila pri spaľovaní len štandardného fosílneho paliva uhlia, ktorého dostupnosť klesá. V nasledujúcej tabuľke sú uvedené množstvá uvoľnených emisii CO₂ pri spaľovaní rôznych druhov palív potrebných na výrobu 1 GJ tepla, t. j. zvyšovaním podielu spaľovania fosílnych palív dochádza k zvyšovaniu skleníkového efektu.

Tabuľka č. 3: Množstvo palív a uvoľnených emisií CO₂ potrebných na výrobu 1 GJ tepla

Súčasná platná legislatíva odpadového hospodárstva hovorí, že spaľovanie tuhého alternatívneho paliva, vyrobeného z vytriedeného priemyselného odpadu, je len energetické zhodnocovanie a nie je ho možné charakterizovať ako recykláciu odpadu. Uvedené konštatovanie je sporné, či už na základe materiálovej bilancie vstupu a výstupu prúdov z linky rotačnej pece, alebo z vlastne vykonaných laboratórnych skúšok v spoločnosti PCLA. Nepočíta s materiálovou bilanciou, respektíve so zákonom zachovania hmotnosti. Z uvedených dôvodov je možné usúdiť, že pri spoluspaľovaní tuhého alternatívneho paliva vznikne popol na úrovni 15 % z hmotnosti paliva a tento popol je pevne viazaný do štruktúry slinku. Spoluspaľovanie alternatívnych palív v cementárskej rotačnej peci je teda bezodpadová technológia (ktorá iná technológia je bezodpadová?), ktorá nielen energeticky, ale aj materiálovo zhodnocuje odpad, t. j. aj ho recykluje, čo je typický príklad cirkulačnej ekonomiky.

V období rokov 2010 – 2019 spoluspaľovaním alternatívnych palív MKM, pneumatík a tuhého alternatívneho paliva (TAP) v linke rotačnej pece vznikol popol v množstve 98-tisíc ton, ktorý sa stal súčasťou vyrobeného slinku, t. j. na výrobu tohto slinku, bez využitia popola, by sme potrebovali o 163-tis. ton vápenca viac, a ktorý sme ušetrili pre budúce obdobie, a navyše 523-tisíc ton odpadu by zostalo na skládkach ako náš odkaz budúcim generáciám.

Monitoring, reporting a komunikácia

PCLA venuje životnému prostrediu veľkú pozornosť

• integrovaný systém manažérstva
• riadenie rizík a environmentálne ciele
• správa o hodnotení integrovaného manažérskeho systému
• nezávislý audit podľa EN ISO 14001:2015
• inšpekcie úradov ŽP
• aktualizácia integrovaného povolenia
• kontinuálny emisný monitorovací systém
• komunikácia s obcami v okolí
• nezištná pomoc štátnej správe/colné úrady
• starostlivosť o zeleň a znižovanie hluku
• čistenie komunikácii mimo PCLA, kde prašný spád netvorí len PCLA, ale doprava a okolité spoločnosti
• reporting MŽP, SIŽP, OÚ ŽP, SHMÚ, SVP, š. p., OcÚ, ICZ
• podnety SIŽP, OÚ ŽP, OcÚ
• ekodizajn a kvalita cementov s nižšou uhlíkovou stopou
• vývoj a aplikácie technológií redukujúce emisie CO₂
• triedenie odpadov v areáli PCLA
• atď.

Ako vidieť, záber PCLA v životnom prostredí je obrovský.

Ocenenia a úspechy

Táto snaha neušla ani pozornosti štátnych orgánov, respektíve iných inštitúcií a Považskej cementárni boli udelené rôzne ceny a čestné uznania. Medzi najvýznamnejšie patria:

• Čestné uznanie predsedu ÚPV SR majiteľovi patentu P 282498 Metóda zneškodňovania živočíšneho odpadu v rotačnej peci (rok 2003),
• Národná podnikateľská cena pre životné prostredie v SR, 2. miesto v kategórii produkt, 3. miesto v kategórii manažérstvo (rok 2007),
• Národná podnikateľská cena pre životné prostredie za 1. miesto v kategórii progress za znižovanie emisií skleníkových plynov využívaním živočíšnej biomasy technológiou BIOTRIX (rok 2009),
• GRAND PRIX SLOVAK GOLD – technológia BIOTRIX (rok 2009),
• Ocenenie ZLATÝ MRAVEC za firemné odpadové hospodárstvo (rok 2009),
• Cenu Jána Bahýľa udelil ÚPV SR majiteľovi patentu P 286325 Spôsob zníženia inhibičného účinku P₂O₅ na tvorbu fázy slinku (rok 2010),
• Cena Ministerstva hospodárstva Slovenskej republiky za 3. miesto v súťaži Inovačný čin roka 2017 v kategórii produktová inovácia pre technológiu TRITECH (rok 2018),
• Vysoká dôveryhodnosť AA Bismode, HN (2019),
• Cementársky svet si všíma výnimočné výsledky PCLA. Potvrdzuje to aj záujem najväčšej japonskej cementárskej spoločnosti o spoluprácu.

Záver

Považská cementáreň, a. s., Ladce sa v praktickej politike neobmedzuje „len“ na dosiahnutie vysokokvalitnej produkcie, ale plní strategickú úlohu trvalo udržateľného rozvoja. Náhrada prírodných zdrojov alternatívnymi a likvidácia odpadov environmentálne vhodnými spôsobmi, ktoré prinášajú ich energetické a materiálové zhodnocovanie, pomáha šetriť prírodné zdroje a zachovávať životné prostredie a zdroje aj pre budúce generácie. V súlade s princípmi trvalo udržateľného rozvoja Považská cementáreň, a. s., Ladce významne prispieva k zníženiu skládkovania alternatívnych zdrojov surovín a energií a ich využívaním k úsporám prírodných surovín. Využívanie progresívnych environmentálnych technológií a efektívna likvidácia odpadov, ktoré produkujú iné výrobné odvetvia a ktoré by inak skončili na skládkach a devastovali životné prostredie, je v súlade s energetickými zámermi EÚ a energetickou politikou SR a najnovšie záväzkom k uhlíkovej neutralite.

Známa kvalita ladeckých cementov je vysokoúčinná, predlžuje životný cyklus betónov. Týmto prístupom PCLA získala osobitné postavenie nielen v SR, ale aj v celom stredoeurópskom regióne, reprezentujúc SR vo svete a túto výhodu by chcela preniesť aj do budúcich rokov, s rešpektom k práci predkov a so zachovaním znalostí a zručností výroby cementu pre budúce generácie.

Ing. Marcel Tvrdík, ved. odd. environmentálneho inžinierstva 

Ing. Pavel Martauz, riaditeľ kvality a stratégie

Považská cementáreň, a. s. Ladce

www.pcla.sk