Proč topit biomasou?

Z ekoporadna.cz - Wiki
Přejít na: navigace, hledání

← zpět na Energie, obnovitelné zdroje

Úvod

Dřevo a další paliva rostlinného původu sloužila lidstvu jako zdroj tepla tisíce let a z používání byla ve vyspělých zemích vytlačena až v posledních dvou stech letech palivy fosilními. Topení biomasou je považováno za čistý obnovitelný zdroj energie, který nepřispívá produkcí emisí k problematice klimatických změn. Výhodou biomasy oproti fosilním palivům je také její lokální dostupnost. Její rozumná produkce prospívá péči o krajinu. Využívání biomasy může navíc přispět ekonomice regionu, neboť peníze nemizí v zahraničí, ale zůstávají v lokalitě a také pomáhají udržet ekonomickou udržitelnost firem v zemědělství.


Doporučujeme

  • Pro spalování dřeva použijte moderní kotle zajišťující nízké emise. Při koupi poptávejte emisní třídu nejméně 4. a 5.
  • Ideálně využijete výkon kotle, pokud k němu přidáte akumulační zásobník – ušetříte palivo i životní prostředí
  • Dřevo na topení nechte vyschnout nejméně 2 roky pod přístřeškem, syrové má nízkou výhřevnost.
  • Nespalujte dřevěný šrot – (lakovaný nábytek, pražce či dřevotřísku) – spaliny z něj obsahují toxické látky (např. formaldehyd, těžké kovy i karcinogeny).
  • Pro spalování pelet z rostlinných materiálů je potřeba použít kotle, které jsou pro ně určeny a znát původ těchto pelet a jejich kvalitu, jinak nemusí být požadovaného efektu dosaženo.
  • Pro zjištění kvality briket či pelet žádejte certifikaci od výrobce, laicky lze kvalitu otestovat vhozením brikety do vody, kvalitní brikety neplavou, neboť díky vysoké měrné hmotnosti nad 1000 kg/m3 klesnou ke dnu.
  • Popel z biomasy využijte jako hnojivo pro zahrádku či trávník.


Podrobný popis problému

Základní charakteristika biomasy

Pojem biomasa označuje veškerou organickou hmotu vzniklou prostřednictvím fotosyntézy, nebo hmotu živočišného původu. Biomasu využitelnou pro energetické účely jako obnovitelný zdroj energie rozeznáváme především zbytkovou (odpadní) biomasu - dřevní odpady z lesního hospodářství a celulózo-papírenského, dřevařského a nábytkářského průmyslu, vedlejší výrobky ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny, komunální bioodpad a odpady z potravinářského průmyslu - a cíleně pěstovanou biomasu - energetické byliny a rychlerostoucí dřeviny.

Biomasu můžeme rozlišit podle obsahu vody

  • suchá - zejména dřevo a dřevní odpady, ale také sláma a další odpady. Lze ji spalovat přímo, případně po mírném vysušení.
  • vlhká - zejména tekuté odpady - kejda a další odpady. Nelze ji spalovat přímo, využívá se zejména v bioplynových technologiích.
  • speciální biomasa - olejniny, škrobové a cukernaté plodiny. Využívají se ve speciálních technologiích k získání energetických látek - zejména bionafty nebo lihu.
Skupina Technologie Produkty Výstupy
Chemické přeměny Spalování Dřevo, brikety, pelety apod. Teplo, elektřina
Zplyňování Generátorový plyn Elektřina, teplo
Rychlá pyrolýza Olej, dehet Pohon vozidel
Chemické přeměny v kapalném prostředí Zkapalňování Olej Pohon motorů
Esterifikace MEŘO= metylester řepkového oleje/bionafta Pohon motorů a vozidel
Biologické procesy Anaerobní digesce Metan, bioplyn Elektřina, teplo, pohon vozidel
Alkoholové kvašení Etanol, butanol Pohon motorů a vozidel
Kompostování Hnojivo Hnojivo
Mechanické přeměny Lisování Olej Pohon dieselových motorů


Paliva z biomasy

Spalování biomasy nevede k zvyšování CO2 v atmosféře, neboť množství CO2 které se uvolní procesem spalování do atmosféry, je vyrovnáno množstvím CO2, které na sebe rostliny každoročně navázaly v procesu fotosyntézy a svého růstu. Mizí problém se zamořenými štiplavým dýmem z uhlí, neboť biomasa má nižší obsah síry ve spalinách než uhlí. Ne každou formu biomasy je vhodné spalovat. Například semena olejnatých plodin, která mají výbornou výhřevnost, je výhodnější lisovat a olej využít na palivo pro motory. V současnosti přibývá především využití odpadů z těžby a zpracování dřeva a to buď ve formě štěpků, pilin či pelet. Objevuje se spalování slámy obilné i řepkové, které je dnes v zemědělství přebytek. Pomalu se rozšiřuje pěstování rychlerostoucích dřevin (topoly, vrby aj.), ale zejména energetických rostlin (např. konopí, miscanthu či šťovíku) na zemědělských plochách ležících ladem nebo na plochách jinak těžko využitelných. Biomasa přibývá v kogeneraci, kde je kromě tepla vyráběna elektřina do sítě.

Pro výrobu briket či pelet se dřevní odpady nejprve podrtí na jemnou frakci, dále se vysuší na minimální obsah vody (12 %) a nakonec se slisují vysokým tlakem a teplotou do válcových výlisků o vysoké hustotě, bez použití přídavných pojiv. Výsledná peleta ze dřeva nebo rostlin má tvar válečku o průměru 6 - 20 mm a délce 10 - 30 mm s měrnou objemovou hmotností nad 1,1 kg.dm-3 , sypnou hmotností kolem 600 kg.m-3. Briketa má tvar plného válce o průměru 40 až 90 mm, (někdy se středovým odlehčovacím otvorem) nebo hranolu o rozměrech většinou 50 x 50 x 100 mm, s měrnou objemovou hmotností nad 1,0 kg.dm-3. Dřevní štěpka – je tvořena drobnými odřezky či kousky větví anebo drceným odpadem z dřevovýroby, zahradnictví či lesnictví s měrnou hmotností do 250 kg.m-3 .

Štěpka vyžaduje větší skladovací prostory než brikety nebo pelety. Potřeba skladovacího prostoru pro jednopodlažní rodinný dům na jednu topnou sezónu:

  • piliny: 48 m3
  • štěpka: 24 m3
  • polínka 16 m3
  • alternativní pelety: 10 m3
  • dřevěné pelety: 6 m3


Kvalita paliv z biomasy

Suchá biomasa dosahuje výhřevnosti až 18 MJ/kg, čímž přesahuje hodnoty běžného hnědého uhlí (14- 16 MJ/kg). Poměr obsahu sušiny a vody (vlhkost) biopaliv výrazně ovlivňuje jejich výhřevnost. Tím, že se voda při hoření odpařuje, snižuje základní výhřevnost sušiny biomasy. Popel ze spálen biomasy obsahuje hodnotné prvky jako je dusík-N, fosfor-P, draslík-K, vápník-Ca, hořčík-Mg, hydroxid draselný, kysličník křemičitý, kyselinu fosforečnou a důležité stopové prvky a lze ho využít jako velmi dobré minerální hnojivo.

Hnědé uhlí Černé uhlí Obilní sláma Dřevo Koks Pelety Brikety Nafta Štěpka Lněné stonky
Výhřevnost MJ/kg min (max) 14 (23) 27 (32,5) 16 18 30 (32,5) 18 18 42,5 15 16,9
Obsah vody % min (max) 10 (30) 10 (40) 12 10 5(15) 7,5 9,2 -- 20 10
Popeloviny % min (max) 3(33) 3,7 (17) 3 0,2 (1) 3 (15) 0,35 0,35 -- 1(3) 3(5)

Součástí všech evropských norem je vedle výhřevnosti a popelnatosti paliv z biomasy i hodnota slisování, vyjádřená měrnou hmotností. Ta nesmí být nikdy menší než 1 000 kg/m3, což znamená, že nesmí být lehčí než voda. Vysoká měrná hmotnost zaručuje, že pelety či brikety nepřijímají vzdušnou vlhkost, což prodlužuje jejich dobu skladování a délku hoření.

Podmínkou efektivního spalování biomasy je použití vhodných skladovacích a dopravních zařízení. U kotlů, závisí jejich konstrukce, sestava a investiční náročnost na tepelném výkonu, jejich způsobu používání a zejména systému topenišť a způsobu odhořívání. V současné době je již na trhu dostatečné spektrum výrobců a dodavatelů s nejrůznějšími nabídkami kotlů na různé formy biomasy od velkokapacitních kotlů na slaměné balíky až po domácí kotle na kusové dřevo, pelety či brikety. Stále oblíbenější jsou automatická zařízení na pelety či sypké formy biomasy s přikládáním šnekovým dopravníkem, jejichž obsluha je nenáročná a výkon plně regulovatelný. Výhodou dřevo-zplyňovacích kotlů pro rodinné domy jsou jejich malé rozměry a nízká hmotnost s možností spalování kusového dřeva při vysoké účinnosti a snadné obsluze. Při využívání biomasy je nutné zvážit také určité nevýhody a těmi jsou zejména velké objemy volných, nelisovaných forem biomasy, a z toho vyplývající problémy s logistikou a uskladněním.


Ekonomika

Spalování dřeva je dnes nejlevnější způsob přípravy tepla, topení peletami nebo briketami je ekonomicky srovnatelné se zemním plynem. Vysoké investice do kvalitních kotlů zejména těch s automatickým přikládáním je možné snížit díky dotacím v rámci Nové zelené úsporám případně tzv. kotlíkovým dotacím při výměně neekologického spalování uhlí.


Související odkazy


Další čtení


Autor a rok revize Ing. Edvard Sequens, 2014
Kontakt edvard.sequens@calla.cz
Webové stránky ekoporadny Calla - Sdružení pro záchranu prostředí