Dr. Griša Močnik, podjetni znanstvenik: V mestih kurjenja na drva ne bi smelo biti

Direktor raziskav in razvoja v tem svetovno uspešnem podjetju dr. Griša Močnik je ključni člen Lenarčičeve entuziastične in prostovoljske ekipe. Fizik, ki ga od nekdaj privlači interdisciplinarnost fizikalnih metod, je po delu na Inštitutu Jožefa Stefana in na Agenciji RS za okolje (Arso) bolj po naključju začel preučevati metode merjenja absorbcije svetlobe za merjenje črnega ogljika, spontano pa je beseda dala besedo tudi ob srečanju z Lenarčičem. In zdaj so sklenili že tretje merjenja črnega ogljika tri kilometre nad Zemljo, kjer ga ni meril še nihče.

»Onesnažen zrak, ki ga 'naredimo' na površju Zemlje, ni problem samo tukaj, ampak tudi zelo visoko v atmosferi,« ponavlja znanstvenik, ki z mladimi doktorji znanosti širi pozitivno sporočilo, da so okoljske spremembe lahko poslovna priložnost. Vendar zaradi narave delcev, s katerimi se ukvarjajo, njihov cilj ni le čim boljši poslovni izid, ampak posredno izboljšanje stanja okolja in upočasnitev podnebnih sprememb. »Črni ogljik je tisti del saj, ki ga vidimo. To so črni oblaki, ki prihajajo iz dimnikov ali iz starega dizelskega avtomobila,« razkrije vire črnega ogljika, ki jih je treba omejiti. Po meritvah Aerosola in Arsa sta v Ljubljani promet in kurjenje lesne biomase enako pomembna vira onesnaženja zraka, drugod po Sloveniji pa lesni dim prispeva dve tretjini. Dr. Močnik, ki je bil član delovne skupine za črni ogljik pri UNECE, zato pravi, da je čas, da se začnemo ukvarjati z individualnim ravnanjem ljudi.

Koncentracija finih delcev črnega ogljika, saj, je v notranjem in zunanjem zraku približno enaka. Za primerjavo: lasje so debeli nekaj deset mikrometrov, saje pa merijo od 80 do 120 nanometrov. Kar se saj tiče, je notranji zrak preprosto zunanji zrak, ki je potreboval 20 do 30 minut, da je prišel v notranjost. Nasvet ljudem, naj ostanejo v zaprtih prostorih, kadar je zrak zunaj občutno onesnažen, zares velja le za ozon. Koncentracije ozona, plina, so v notranjih prostorih veliko manjše. Fini majhni delci, ki tudi najbolj vplivajo na naše zdravje, pa se prebijejo v notranjost. Prednost, da na »slab« dan ostaneš notri, je le, da otroci ne drvijo okoli, se ne zadihajo, in zato vdihnejo manj onesnaženega zraka.

Natančni mehanizmi so relativno neznani. Vemo, da pridejo tako majhni delci globoko v pljuča in od tod v kri, ki jih nato raznaša po vsem telesu, in njihov primarni način delovanja je vnetje. Zato so med boleznimi, ki jih povzroča z delci onesnažen zrak, na prvem mestu žilne in srčne bolezni, pljučne bolezni so na drugem mestu.

Po podatkih Nacionalnega inštituta za javno zdravje v Sloveniji zaradi onesnaženega zraka umre okoli 1500 ljudi na leto. To je približno desetkrat več kot v prometnih nesrečah, le da ne vidimo razmesarjenih teles na cesti in se ljudje tega ne zavedajo. Poleg tega ima z delci onesnažen zrak ob akutnih tudi kronične vplive in poslabšuje naše zdravje vse življenje. Na inštitutu so tudi izračunali, da je v Ljubljani življenjska doba zaradi onesnaženega zraka statistično krajša za več kot eno leto.

Merjenje črnega ogljika res še ni predpisano, je pa Svetovna zdravstvena organizacija razglasila dizelski izpuh za rakotvornega. In ker predstavlja črni ogljik približno polovico dizelskega izpuha, je motivacija za njegovo merjenje zelo velika.

Bistveni razlog, ki govori v prid meritvam črnega ogljika, pa je ta, da gre za parameter, ki je tesno povezan z viri. V atmosferi se ne spreminja, kar pomeni, da na merilnem mestu merimo točno tisto, kar je bilo izpuščeno iz dimnika ali izpuha v ozračje. To je velika prednost, če želimo določiti vire onesnaženega zraka in kako se ti obnašajo. Drugi delci, recimo PM10, se v atmosferi spreminjajo ali v njej nastajajo, zaradi česar je veliko težje metodološko določiti vire.

Dizelski izpuh je črn, lesni dim pa je rjavkast. To »barvo« lahko izmerimo, določimo odvisnost absorpcijskega koeficienta aerosolov od valovne dolžine svetlobe in s tem ločimo ta dva prispevka. To je pomembno, da ugotovimo, kateri vir, ali promet ali kurjenje lesa za ogrevanje individualnih hiš, najbolj onesnažuje zrak in katerega je smiselno regulirati. Potem se lahko preigravajo različni scenariji, sprejmejo ukrepi za omejitev problematičnih virov in meri uspešnost ukrepov.

Tak primer iz Ljubljane je zaprtje Slovenske ceste. Po zaprtju za osebne avtomobile se je lokalni prispevek h koncentracijam črnega ogljika zmanjšal za kar 70 odstotkov. To je spektakularno! Ko smo začeli z meritvami, si nisem predstavljal, da bo znižanje tako veliko. In to ni le lokalna zadeva, saj to območje vsak dan prečka ogromno potnikov, ki tako niso več izpostavljeni zares visokim koncentracijam škodljivih delcev.

Zanimivo je, da na Tivolski cesti, kamor bi se lahko preusmeril promet, nismo izmerili povečanja koncentracij, kot smo po tihem pričakovali. Očitno se je del prometa ustavil v predmestjih in so se vozniki spremenili v potnike javnega prometa, del pa se preusmeril na več ulic in so se emisije razpršile po večji površini. Izpostavljenost posameznika je tako manjša, je pa še vedno ves promet ostal v kotlini. Če hočemo ta vir omejiti, je treba potnike preusmeriti na javni promet. To ne sme biti omejeno samo na strogi center mesta.

Porazdelitev po mestu je različna. Prispevki črnega ogljika iz prometa z oddaljenostjo od vira zelo hitro padajo, za prispevke od kurjenja lesa pa smo pokazali, da so veliko bolj homogeno porazdeljeni. Ljudje nočejo živeti zraven prometnih cest, vendar vpliv prometa sega le 150 do 200 metrov od ceste: 150 metrov od južne obvoznice smo izmerili koncentracije iz prometa, ki so bile primerljive s koncentracijami na merilnem mestu, ki ga na agenciji za okolje opisujejo kot ozadje (te izmerjene koncentracije so karakteristične za večji del naselij, op.p.).

Merili smo na različnih lokacijah tudi v okolici Ljubljane in z lesnim dimom je tako, da so koncentracije bliže viru višje, vendar je porazdelitev precej homogena. Eden izmed razlogov za različno porazdelitev prispevkov vozil in peči na les je najbrž razlika v višini izpustov: med dimniki in avtomobilskimi izpuhi je ta razlika nekaj deset metrov, to pa vpliva na učinkovitost mešanja izpustov v zraku. Viri lesnega dima so najverjetneje precej homogeno porazdeljeni po celotni ljubljanski kotlini. Kakšna je ta porazdelitev, je eno izmed vprašanj, na katera bi radi bolj natančno odgovorili, za to pa bo treba pozimi izvesti merilno kampanjo z dovolj merilnimi mesti.

V srednji Evropi večinoma živimo v kotlinah, dolinah in meteorologija res ne vpliva ugodno na onesnaženje zraka. Imamo zelo stacionarne razmere, brezvetrje, temperaturne inverzije so pogoste, zato je zrak bolj onesnažen. Toda to ni opravičilo, kvečjemu bi morala biti to dodatna motivacija, da naredimo več za zmanjšanje emisij in večjo kakovost zraka.

Edini vir črnega ogljika je izgorevanje goriv in to povzroča človek. Z visoko časovno resolucijo meritev lahko ločimo obnašanje virov od meteorologije. Naše meritve so pokazale močan porast koncentracij črnega ogljika med jutranjo prometno konico. Čez dan koncentracije padejo zaradi atmosferskega mešanja, zvečer pa spet narastejo. Atmosfera se umiri, ljudje se vračajo z avtomobili iz služb, potem pa začnejo ogrevati dom in večerni vrh je seveda povezan s kurjenjem lesa.

Da, predstavljate si rjavo juho s črnimi črtami ob prometnicah. Takšno stanje je velik izziv, ker je promet veliko lažje regulirati kot ogrevanje individualnih hiš. Ni pa nemogoče. Ljubljana je to v osemdesetih letih že pokazala. Daljinsko ogrevanje je popolnoma eliminiralo premog kot način ogrevanja stanovanj in individualnih hiš, saj je priklop na toplovod postal preprostejša in cenejša možnost. To je način, kako se spodbuja prehod na čistejše vire energije, ki so lahko tudi obnovljivi.

K sreči vsaj ne k premogu. Pa tudi kurjenje lesne biomase ni nujno slabo. Še vedno lahko kurimo na les, vendar moramo kuriti v dovolj velikih in dobro vzdrževanih napravah. V njih zaradi boljšega izgorevanja nastaja manj saj, hkrati imajo lahko tudi filtre. Na tem področju se dogaja velik tehnološki napredek in zelo veliko se da narediti, ampak moje mnenje je, da kurjenje lesa za ogrevanje individualnih hiš v mesto nikakor ne sodi.

Toda lažje je regulirati promet, zapreti cesto, kot pa iti v vsako hišo in se ukvarjati z individualnim ogrevanjem. V mestih kurjenja na drva ne bi smelo biti – menjava tehnologije je tehnični problem, socialni problem pa je rešljiv s subvencijami. Potrebni so pač finančni vložki in politična volja, tako kot za vse drugo.

Onesnažen zrak vedno prihaja od drugod. To je mantra, ki jo vsi ponavljajo in tudi drži. Na žalost res dobimo pakete onesnaženega zraka od drugod, ampak tudi tisto, kar sami izpustimo v zrak, pošljemo naprej. Nihče ne ostane nikomur nič dolžan. Tako v ljubljanski kotlini problem onesnaženega zraka ni omejen samo na Mestno občino Ljubljana, ampak je to problem vseh krajev v kotlini.

Navsezadnje pa naše vsakdanje aktivnosti ne vplivajo samo na nas in sosede, ampak na ves planet. Pri Lenarčičevem poletu okoli sveta leta 2012 smo nad jugovzhodno Azijo, Indijo in deli Afrike na treh kilometrih izmerili koncentracije črnega ogljika, ki so primerljive s koncentracijami, ki jih merimo v Ljubljani poleti na tleh. To so zelo visoke koncentracije za to višino, še bolj presenetljivo pa je, da so oblaki lesnega dima zelo homogeni. To potrjuje, da imamo vir, ki je relevanten ne le na lokalni in regionalni, ampak na globalni ravni. Rešujemo pa lahko ta problem z istimi ukrepi na vseh ravneh.

Bistvo je, da tehnični ukrepi za zmanjšanje črnega ogljika obstajajo, za ogljikov dioksid pa so veliko bolj zapleteni. Evropa je recimo regulirala dizelske avtomobile. Te tehnične standarde vpeljujejo tudi v Indiji in na Kitajskem. Poleg tega: življenjska doba črnega ogljika v atmosferi se meri v tednih, ogljikovega dioksida pa v desetletjih. To pomeni, da če nam uspe znižati koncentracije črnega ogljika, bomo učinke videli takoj.

Na podnebnih pogajanjih v Parizu so postavili mejo podnebnega segrevanja na 2 stopinji Celzija, ukrepi, s katerimi bomo to dosegli, pa so žal še precej abstraktni. Veliko upov se polaga v tehnologije, ki še niso razvite. To je tehnična razlika med črnim ogljikom in ogljikovim dioksidom: za črni ogljik je tehnologija znana in se že uvaja, ogljikov dioksidov pa lahko z ukrepi znižamo le do neke meje, potem pa bo treba znižati porabo energije. To politično ni najbolj sprejemljiva možnost. Predvsem zaradi večne razprave med razvitimi in razvijajočimi se državami, kaj je pravično in kaj ne.

Ne, povsod so problemi enaki in tehnične rešitve za znižanje koncentracij črnega ogljika se lahko implementira takoj. S tem bi kupili nekaj časa, pet do dvajset let, kar bi, upam, lahko bilo dovolj za sklenitev političnega konsenza glede ogljikovega dioksida. Na dolgi rok je namreč treba zmanjšati tudi emisije ogljikovega dioksida.

Mislim, da prevelikih pričakovanj ne smemo imeti, ker so emisijski faktorji, koliko črnega ogljika na enoto goriva izpusti vir, lahko zelo različni. Isti tip avtomobila, ki je vzdrževan, bo imel tisočkrat nižje emisije kot avtomobil, ki ni vzdrževan, čeprav imata enak dizelski motor. To pomeni, da imamo lahko tudi zelo malo virov, ki zelo močno onesnažujejo.

Naša sodelavka Irena Ježek je v doktoratu pokazala, da približno četrtina dizelskih vozil na slovenskih cestah prispeva dve tretjini onesnaženja s črnim ogljikom. Če bi torej identificirali takšna vozila in kurišča, ki spuščajo v zrak veliko črnega ogljika, ter sprejeli ustrezne ukrepe, bi z malo sreče lahko rešili problem. Poleg tehničnih pregledov vozil in dimnikarskih pregledov kurilnih naprav bi potrebovali program, ki bi meril v realnih pogojih – vozila na cesti in peči, ko v zimskih večerih grejejo hiše. Tehnično to ni najbolj preprosto, zadevo pa otežuje še nerodna regulativa. Zamenjamo lahko torej veliko peči, pa stanja ne bomo bistveno izboljšali, ker bo pač nekaj močnih onesnaževalcev ostalo nespremenjenih.

S subvencijami. Tako kot v Sloveniji. To je pomemben ukrep, da se ljudje lažje odločijo za zamenjavo, vendar mora imeti tudi omejitve. Najprej tehnične omejitve. Ta hip je v Sloveniji na voljo peč, ki je cenejša od 200 evrov, a je tehnično zanič. Stare peči je treba zamenjati s pečmi, ki omogočajo kakovostno izgorevanje, da so emisije nižje. Treba pa je določiti tudi regulatorni okvir, da bodo te naprave vzdrževane in da bodo čez pet let emisije še vedno tako nizke kot na začetku.

Daljinsko ogrevanje pa je seveda najbolj preprosta alternativa. Toplota pride k tebi, ne da bi ti bilo treba sekati drva, jih vlačiti iz gozda, zlagati in prelagati. Treba bi bilo določiti, da naj se les uporablja le tam, kjer ni alternativ. Letos je končno Ekosklad nehal podeljevati subvencije za vgradnjo kurilnih naprav na lesno biomaso gospodinjstvom, ki imajo možnost priklopa na daljinsko ogrevanje ali plin. Ta dva vira nič ne prispevata k onesnaženju zraka s sajami.

Po mojem mnenju centralizacija pomaga. Individualno peč namreč kupijo in vzdržujejo prihodki ene družine. A le toliko, kolikor je predpisano. Če pa to centraliziramo, tako kot v Ljubljani, kjer je toplarna res gromozanski vir energije, ali v manjših krajih, kot je Vransko, gre za en kotel, ki je ves čas pod nadzorom. Izgorevanje je boljše, zato so emisije manjše, tudi vzdrževan je veliko bolje. S tem eliminiramo male vire, ki neproporcionalno prispevajo k onesnaženju.

Ljubljanska toplarna je zgodba o uspehu iz osemdesetih let. Zamenjali so način ogrevanja, ne pa tudi energenta. Danes je toplarna največji slovenski porabnik biomase za ogrevanje, čeprav je še vedno glavno gorivo premog, ki pa ga bodo morali postopoma izločiti. S stališča onesnaženja zraka je centralizacija tista, ki je izboljšala kakovost zraka, s stališča podnebja pa je treba preiti s fosilnih goriv na obnovljive vire energije.

Kakovost goriva je zelo pomembna. Drva morajo biti suha, kuriti je treba na pravilen način, in tu so izobraževalni programi, ki so povezani z lesno biomaso, zelo pomembni. Ljudi je treba naučiti, da pravilno kurijo. Da dajo v peč ravno prav goriva. Da kurijo od zgoraj navzdol, ne od spodaj navzgor. Peči na pelete so boljše kot peči na drva. Veliko je teh tehničnih malenkosti, za katere se da poskrbeti, če se pametno lotimo problema. Treba je upoštevati navodila proizvajalca, si kdaj kaj prebrati, lahko pa se regulatorni organ učinkovito vmeša. Recimo tako, da predpiše, da če kupiš peč, moraš na tečaj. Tako kot se ne smeš voziti z avtomobilom, ne da bi naredil izpit. Kot smo omejili kajenje v zaprtih prostorih, je treba omejiti tudi peči na les, ki imajo visoke emisije.

Črni ogljik s svojo absorpcijo sončne svetlobe in vplivom na oblake močno spreminja regionalno podnebje. Dokazano je, da vpliva tudi na čas, ko se začne monsun, kar je zelo resen problem, saj je poljedelstvo v Indiji odvisno izključno od monsuna.

Indijci želijo izmeriti koncentracije črnega ogljika, da bi izboljšali regionalne podnebne modele, ki jih povežejo z vremenskimi modeli. Danes najboljši modeli podcenjujejo koncentracije črnega ogljika za dva- do trikrat. Čez eno leto bodo imeli letno gibanje koncentracij in videli bodo, med drugim, ali so kaj naredili z omejitvijo prometa v Delhiju. Tam so ravno uvedli sistem par-nepar, glede katerega imam pomisleke, saj vemo, kaj se je zgodilo v Jugoslaviji – še ne popolnoma razviti srednji sloj si je lahko kupil drugi avtomobil.

Ker je bil let osredotočen na severno poloblo, ki je bolj poseljena, smo seveda izmerili višje koncentracije črnega ogljika. Spet smo zabeležili zanimive rezultate med poletom mimo Indije, koncentracije, ki prihajajo z indijskega podkontinenta, so na žalost zelo visoke. Vendar smo visoke koncentracije izmerili tudi nad »razvitim« svetom: nad obalo Mehiškega zaliva smo naleteli na močno povišane koncentracije črnega ogljika, ki bi lahko bile povezane s črpanjem in predelavo nafte, podobno nad obalo Savdske Arabije v Zalivu. Nad Padsko nižino smo višje koncentracije pričakovali, vendar je bolje izmeriti kot predpostaviti.

Kot smo pokazali že leta 2012 in s poletom na severni tečaj, se da pridobiti velike količine podatkov na enostaven in poceni način. Če bi opremili nekaj deset letal s takšnimi inštrumenti, bi lahko piloti, ki sploh niso profesionalni znanstveniki, zbirali podatke, da bi jih znanstveniki uporabili in izboljšali svoje modele. Ti namreč ne le opišejo trenutno stanje, ampak z njimi napovedujejo, kaj se bo zgodilo pri različnih scenarijih emisij in kaj vsak od teh scenarijev pomeni za podnebje. Tako lahko določimo ničto stanje, sprejmemo ustrezne ukrepe in z meritvami izmerimo njihovo učinkovitost. Samo tako se lahko prepričamo, ali so ukrepi res pravi, in jih, če je potrebno, prilagodimo.