Grzanie na biomasie (1). Naturalne spalanie

zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Substancją wyjściową do produkcji biopaliw jest biomasa. Można wyróżnić biomasę pochodzenia leśnego, rolnego oraz biomasę z odpadów organicznych. Pojęcie biomasy rozszerza ustawodawca o biomasę pochodzenia zwierzęcego oraz pozostałe odpady ulegające biodegradacji.

Wzrost poziomu życia oraz ogólny rozwój niosą ze sobą zwiększenie zapotrzebowania na energię cieplną. Znaczna część energii wytwarzana jest przez spalanie paliw kopalnych, takich jak węgiel kamienny, węgiel brunatny, paliwa ropopochodne oraz gaz. Zasoby naturalne poszczególnych paliw kurczą się, zaś w najbliższych dziesięcioleciach zostaną wyczerpane złoża, które uznawane są za łatwo dostępne. Zwiększające się zapotrzebowanie na energię oraz kurczące się zasoby paliw powodują stały wzrost ich cen. Wykorzystanie paliw kopalnych doprowadza do różnego rodzaju niebezpieczeństw, między innymi zachwiania bilansu w ekosystemie pomiędzy produkcją a pochłanianiem dwutlenku węgla, mogącym wpływać na ogólne ocieplenie klimatu, zanieczyszczenie atmosfery itd. Alternatywę dla powyższego stanu w wybranym zakresie małych i średnich mocy może stanowić pozyskiwanie energii cieplnej ze źródeł odnawialnych, np. przez spalanie biopaliw w specjalnie przeznaczonych do tego kotłach [1].

Substancją wyjściową do produkcji biopaliw jest biomasa. Można wyróżnić biomasę pochodzenia leśnego, rolnego oraz biomasę z odpadów organicznych. Pojęcie biomasy rozszerza ustawodawca o biomasę pochodzenia zwierzęcego oraz pozostałe odpady ulegające biodegradacji [2].

Biomasa
Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. (Dz. U. 156 nr 969.) w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii: [3]: Biomasa są to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzą z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty czy pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji.

Klasyfikacja biopaliw
Biopaliwa występują w postaci stałej, ciekłej i gazowej. W zależności od stanu skupienia oraz pochodzenia, biopaliwa można podzielić na: stałe, ciekłe i gazowe (tabela).


Biopaliwa mogą występować w formie:
* wysokoprzetworzonej, takiej jak pelet, brykiety, „biodiesel”, alkohole, oleje, benzyny,
* niskoprzetworzonej, takiej jak zrębki, zagęszczone i osuszone osady ściekowe, trawy, słoma, gaz drzewny lub gaz z fermentacji,
* naturalnej1: ziarna roślin, torf, gaz wysypiskowy, żywice.

Paliwa wysokoprzetworzone charakteryzują się stabilną i wysoką wartością opałową, stałym składem fizycznym i chemicznym, stałymi parametrami technicznymi, niską zawartością zanieczyszczeń. Ze względu na wysoki stopień przetworzenia charakteryzują się relatywnie wysoką ceną. Paliwa niskoprzetworzone oraz występujące w stanie naturalnym mają mniejszą wartość opałową, większą i zmienną zawartość wilgoci, zmienny skład fizyczny i chemiczny. Zawierają więcej zanieczyszczeń oraz są trudniejsze w wytworzeniu energii cieplnej. Ze względu na niski stan przetworzenia są tańsze w wytworzeniu w stosunku do paliw wysoko przetworzonych. Podstawowymi produktami spalania biopaliw pochodzenia roślinnego są dwutlenek węgla (CO2) i woda (H2O). Spalanie biopaliw nie powoduje zachwiania bilansu CO2 w powietrzu, ponieważ wcześniej CO2 z powietrza zostało pobrane do wzrostu roślin w procesie fotosyntezy 6 CO2 + 6 H2O -> C6H12O6 + 6 O2. Spalanie biopaliw pochodzenia drzewnego w stanie wysokoprzetworzonym lub w stanie naturalnym powoduje niską emisję SO2 i NOx do atmosfery, gdyż paliwa te nie zawierają żadnych szkodliwych substancji chemicznych, takich jak kleje czy lakiery [2].



Drewno
Drewno wykorzystywane do celów energetycznych występuje pod wieloma postaciami jako drewno kawałkowe (polana), zrębki drzewne i pelety. Zastosowanie energetyczne mają także odpady drzewne w postaci trocin, wiór oraz kory.


Wartość opałowa drewna zależy od zawartości wilgoci w masie drewna. Przykładowo drewno świeżo ścięte ma wilgotność na poziomie 40-60%.


Drewno po sezonowaniu w stanie powietrzno-suchym ma wilgotność w zakresie 15-25%. Wartość opałowa drewna świeżo ściętego wynosi ok. 7 MJ/kg, powietrzno-suchego 14 MJ/kg.


Podstawowym parametrem energetycznym drewna jest jego wartość opałowa, która zależy od jego gatunku i wilgotności. Obserwuje się proporcjonalny spadek wartości opałowej drewna wraz ze wzrostem jego wilgotności. Związane jest to z koniecznością odparowania wody w paliwie. Ważnym parametrem jest także gęstość materiału drzewnego. Ta z kolei zależy od formy geometrycznej, w jakiej występuje. Stąd posługujemy się wielkościami:
* metr sześcienny drewna,
* metr przestrzenny,
* metr przestrzenny luzem,
* tona suchego drewna.


Treścią następnego artykułu będą właściwości drewna w ujęciu ilościowym.


Grzegorz Ojczyk


1 oznacza, iż nie zostały poddane rozdrobnieniu lub uszlachetnieniu składu.

Literatura:
1. G. Ojczyk, W. Zima, „Spalanie biopaliw stałych – problemy eksploatacyjne”, Jubileuszowa konferencja kotłowa 2009 r. z okazji 60-lecia Fabryki Kotłów Rafako SA w Raciborzu, Szczyrk, Orle Gniazdo, 13-15 października 2009 r.
2. G. Ojczyk, „Kotłownia na biomasę (2). Biopaliwa stałe”, „Magazyn Instalatora” luty 2009 r.
3. Rozporządzenia Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 r. (Dz. U. 156 nr 969 z dnia 28 sierpnia 2008 r.) w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii.

Prenumerata Magazynu Instalatora

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