Wierzba płonąca. Biomasa – przekleństwo energetyki czy jedyne paliwo przyszłości?.

do racjonalnego rozwiązania zaistniałej sytuacji jest wykorzystanie odnawialnych źródeł energii. W związku z tym coraz częściej na naszych ustach pojawiają się stwierdzenia typu „rośliny energetyczne”, „plantacje energetyczne”, „elektrownie wiatrowe” itp.

W ostatnich latach polskie rolnictwo diametralnie zmieniło swoje oblicze. Stało się to głównie za sprawą przystąpienia do Unii Europejskiej oraz nałożonych limitów dotyczących wielkości produkcji tradycyjnych upraw rolniczych. Dla rolników najlepszym rozwiązaniem tego problemu może być uprawa roślin przemysłowych: włóknistych, oleistych i energetycznych. Przy czym te ostatnie mają największe szanse na zbyt przy rosnących cenach paliw kopalnych i coraz wyżej usytuowanych poziomach emisji szkodliwych gazów i pyłów związanych z normami ochrony środowiska.

W ostatnim dziesięcioleciu obserwuje się przyspieszony rozwój technologii spalania biomasy stałej. Produkuje się kotły o mocach od kilkunastu kW do kilkuset MW z zastosowaniem do ogrzewania domów jednorodzinnych, osiedli i miast. Sprawności tych kotłów przekraczają 90%, a emisje gazów szkodliwych i pyłów są porównywalne z emisjami z najlepszych kotłów olejowych i gazowych z tą przewagą, że dla biopaliw bilans CO2 jest równy zero. Stopień automatyzacji nawet małych kotłów pozwala uznać je niemal za bezobsługowe, bo są wyposażone w instalacje automatycznego podawania paliwa, usuwania popiołu i sterowania procesem spalania. Ceny kotłów spadają i zaczynają być porównywalne z cenami instalacji olejowych. Koszty eksploatacyjne w przypadku biomasy nie przekraczają zaś 30% kosztów eksploatacyjnych związanych z olejem opałowym.

Kolejne powody:

* biomasa jest paliwem odnawialnym,

* biomasa nie zawiera siarki,

* biomasa jest paliwem krajowym,

* biomasa w większości przypadków pochodzi z odpadów poprodukcyjnych,

* biomasę można uprawiać tylko dla celów energetycznych i tym samym zmniejszać bezrobocie.

Podstawą do dalszych rozważań o szerszym zastosowaniu roślin dla celów energetycznych ludzkości jest fakt, że energia czerpana przez światowe zasoby leśne do procesu fotosyntezy przewyższa około 10-krotnie ilość energii, którą ludzkość uzyskuje dzięki wydobyciu ropy naftowej i gazu ziemnego. W tym momencie należy zdać sobie sprawę, że każde paliwo czerpało źródło swojej energii ze słońca czy to w postaci procesu fotosyntezy, czy zwierzęcego łańcucha pokarmowego.

Przykładem ze świata może być wykorzystywanie ziarna kukurydzy w kotłach na pelety. Gabaryty ziarna kukurydzy są porównywalne z peletami i oprócz wysuszenia oraz wymłócenia nie wymaga ono żadnych dodatkowych zabiegów. Znane z polskiego podwórka i zakończone powodzeniem są próby spalania owsa.

Padło stwierdzenie pelet!

Peletowanie to brykietowanie sypkiej biomasy w postaci trocin lub zmielonego materiału pochodzenia roślinnego poprzez przetłaczanie przez otworki specjalnej matrycy.

W takim z grubsza opisanym procesie powstają pelety.

Narodziny peletu należy kojarzyć z pomysłem wykorzystania do ich wytwarzania:

* pras do produkcji granulowanej karmy zwierzęcej,

* pras do przygotowania krążków do produkcji guzików,

* innych pras do produkcji drobnych granulatów na szeroką skalę.

Idea prasowania trocin do postaci małych walców-granulatów o średnicy od kilku mm do kilku cm zapoczątkowała nową dziedzinę produkcji paliwowej. Produkt końcowy nie otrzymał jednak nazwy brykiet a pelet.

Wydajna peleciarka jest w stanie wyprodukować dwie tony granulatu w ciągu godziny. Aby zobrazować taką ilość peletu, musielibyśmy wyobrazić sobie ołówek o długości kilku kilometrów. Wadą tej technologii produkcji jest konieczność zachowania nieskazitelnej czystości przetwarzanych trocin, gdyż zawieruszony gwóźdź, klamra czy kamień mogą uszkodzić matrycę, która pracuje w ekstremalnych warunkach. Wada dla producenta staje się zaletą dla konsumenta, gdyż ochrona drogich urządzeń gwarantuje czysty i wartościowy energetycznie produkt finalny. Pelety wartością opałową przewyższają brykiet, a dodatkowo ich drobna struktura umożliwia zautomatyzowanie procesu spalania, głównie podawania paliwa do palnika kotła.

Obecnie na rynku pokazuje się coraz więcej zautomatyzowanych kotłów zasilanych tym paliwem. Takim rozwiązaniem zbliżyliśmy się z kotłem na paliwo stałe do komfortu na poziomie ogrzewania gazem czy olejem opałowym. Pozostał tylko problem zabezpieczenia corocznych zasobów paliwa na sezon zimowy. Wadą peletu jest brak możliwości zastąpienia go innym paliwem. Ale natura, a co za tym idzie – również trendy rynkowe znalazły już rozwiązanie tego problemu, gdyż pojawiły się kotły, które w bardzo prosty sposób można przystosować zarówno do spalania peletu, jak również biomasy w postaci polan czy szczap drewna.

Natchnięty tym pomysłem postanowiłem przeprowadzić doświadczenie. Mianowicie pozyskałem biomasę w postaci trzyletniego sezonowanego odrostu wierzby energetycznej. W tym momencie należy dodać, że takich odrostów z każdego karpa wyrasta od kilku do kilkunastu. Następnie rozdrobniłem go za pomocą zakupionego w sklepie ogrodniczym rozdrabniacza do gałęzi. W ten sposób pozyskałem 0,76 kg biomasy.

Biomasa w takiej postaci nadawałaby się jedynie do kotła zasilanego zrębkami, mnie jednak interesuje palnik na pelet oraz palenisko kotła na biomasę. W związku z tym uzyskaną biomasę przesiałem przez sito o wymiarach oczka 10×10 mm oraz 5×5 mm. W ten sposób uzyskałem 0,62 kg biomasy zbliżonej wymiarami do peletu oraz 0,14 kg odpadu, który może być spalony na ruszcie po przystosowaniu kotła zasilanego peletem.

Reasumując – mając do dyspozycji kocioł współpracujący z palnikiem na pelet, jednocześnie przystosowany do spalania drewna na ruszcie, zaopatrując się dodatkowo w rozdrabniacz do gałęzi, stajemy się jednostką niezależną od dostaw peletu. Oczywiście jeśli cenimy sobie wolny czas, to pelet jest wtedy doskonałym i komfortowym rozwiązaniem, ale ciągle mamy świadomość zależności paliwowej.

Wracając do mojej „produkcji”, zrębki odsiane, czyli bardzo dobre zastępstwo dla peletu, stanowią zdecydowaną większość 81%, a więc można nimi palić w ciągu tygodnia, gdy nie mamy czasu na dokładanie do kotła, zaś pozostałość stanowiącą 19% możemy spalać na ruszcie w czasie weekendu, kiedy teoretycznie posiadamy więcej czasu wolnego.

Co dalej z niezależnością paliwową? Jak podaje Enerko (Przedsiębiorstwo Rozwoju Energii Odnawialnej), w 2009 r. wydobycie węgla kamiennego wyniosło w Polsce 77,33 mln ton i było niższe niż w 2008 r. o 5,79 mln ton. Spadek wydobycia węgla kamiennego w Polsce postępuje systematycznie od wielu lat. Z pewnością ta tendencja będzie się nadal utrzymywała, czego głównym powodem jest konieczność zmniejszenia emisji CO2.

Surowcem budzącym jednak największe emocje polityczne jest gaz ziemny, którego większość Polska importuje, a 68,7% sprowadzanego gazu pochodzi z Rosji. Prawie całość gazu ziemnego na polskim rynku sprzedaje Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo (PGNiG). Według danych spółki sprzedaż gazu ziemnego w 2009 r. była na poziomie 13,2 mld m3 i była o 4% mniejsza niż w roku 2008, kiedy wyniosła 13,8 mld m3. Jednak jak widzimy, śledząc codzienne wiadomości, zmniejszenie sprzedaży wcale nie wpływa na obniżenie ceny gazu, a jest wręcz odwrotnie.

W zależności od źródła informacji światowe zasoby paliw kopalnych szacuje się na kilkanaście do kilkudziesięciu lat eksploatacji w ciągle rosnącym tempie.

Aby zaś ogólnie pojęta biomasa mogła stać się paliwem kopalnym takim jak węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny, potrzeba milionów lat, na które niestety cywilizacja ludzka nie ma czasu, a produkcja peletu skraca nam ten czas do kilku minut. Pelet jako paliwo jest wdzięcznym produktem zarówno w transporcie, jak i magazynowaniu, gdyż nie ma niebezpieczeństwa wybuchu czy skażenia środowiska.

Robert Werner

Fot. R. Werner.
Fot. 1. Pelet.Fot. 2. Sezonowany odrost wierzby energetycznej.

Fot. 3. Rozdrobniony odrost wierzby energetycznej.

Fot. 4. Przesiew uzyskany na sitach o wymiarach oczka 10×10 mm oraz 5×5 mm.

Fot. 5. Odpad, czyli paliwo do spalenia na ruszcie.
Zobacz artykuł w wersji pdf pdfpdf

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij