Ten serwis używa cookies do prawidłowego funkcjonowania

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem

W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies.

Wykorzystanie bezpośredniego spalania drewna towarzyszy ludziom od zawsze. Można zatem stwierdzić, że dzięki temu możliwy był nasz rozwój i przetrwanie. Początki zastosowania technologii zgazowania drewna sięgają natomiast lat trzydziestych ubiegłego wieku. Aktualnie w dobie dynamicznego rozwoju odnawialnych źródeł energii mamy do czynienia z prawdziwym renesansem pozyskiwania ciepła ze spalania różnych form drewna. Drewno jest jedynym odnawialnym paliwem. Podczas spalania uzyskuje się średnio 4,0 kWh/kg (przy 20% wilgotności). Proces spalania bezpośredniego ani zgazowania drewna zwanego także pirolizą nie jest przedmiotem niniejszego opracowania ze względu na niską wartość opałową drewna oraz duży wpływ wilgotności, który znacząco obniża tą wartość.

Nowoczesnym i ekologicznym paliwem przyszłości jest Pellet składającym się z granulek w kształcie walca o długości 10-50mm i średnicy 4-10mm. Do produkcji Pelletu wykorzystywane są odpady drzewne, tj trociny, wióry, zrzyny, słoma zbóż, słoma rzepaku oraz inne rośliny energetyczne. Granulat ten powstaje w wyniku zgniatania i sprasowywania półproduktów pod bardzo dużym ciśnieniem. Dzięki temu zagęszczona zostaje również wartość kaloryczna i w rezultacie otrzymuje się doskonałe paliwo o bardzo dobrych właściwościach fizykochemicznych. Pellet cechuje się ponadto niską zawartością wilgoci 8-12%. W trakcie jego spalania otrzymujemy neutralny bilans emisji CO2 – analogicznie jak w przypadku drewna. Ponadto popiół uzyskany ze spalania granulatu drzewnego może być wykorzystywany jako nawóz. Wartość opałowa Pelletu zawiera się wg DIN 51731 między 4,9 a 5,4 kWh/kg. W porównaniu własności paliwa Pellet do analogicznych parametrów uzyskiwanych ze spalania węgla czy też różnych frakcji oleju to uzyskuje się w jego przypadku nieporównywalnie mniejszą emisję gazów szkodliwych i pyłów.

 

Na podstawie porównania z innymi paliwami w krótkim podsumowaniu stwierdza się, że:

  • 2,0 kg pelletu zastępuje 1litr oleju opałowego
  • zmiana paliwa na Pellet to zmniejszenie emisji CO2 o 2,5 kg na każdym zaoszczędzonym w ten sposób litrze oleju opałowego
  • 1,5 tony pelletu zastępuje 1 tonę węgla
  • 1m3 drewna litego ~2,5m3 zrębków ~0,5t pelletu
  • z 1000 kg spalonego peletu zostaje jedynie 5 kg popiołu7
  • do ogrzania domu jednorodzinnego potrzeba w przybliżeniu ok. 5t pelletu rocznie

 

W połączeniu z dobrymi własnościami mechanicznymi jak łatwość transportowania, przechowywania oraz możliwość automatycznego dozowania Pellet stanowi największe potencjalne źródło energii odnawialnej na świecie, które zdobywa coraz większe rzesze zwolenników. Od kilkunastu lat w krajach wysoko rozwiniętych takich jak: Szwajcaria, Dania, Austria, Włochy, Niemcy wykorzystuje się go w systemach ciepłowniczych oraz do ogrzewania budynków użytkowych i gospodarstw domowych.

Właściwości drewna:

Zawartość wilgoci:

  • świeżo ścięte: 40% - 60%
  • powietrzno-suche: 15% -20%
  • pellety: <= 10%
 

Wartość opałowa:

  • 1 litr oleju 10,50 kWh
  • 1 m3 gazu 9,56 kWh
  • 4,5 kg drewna (suche 15% wilgotności) (10 kWh)
  • 2,8 kg zrębków drzewnych (10 kWh) w zależności od rodzaju (miękie/twarde) i zawartości   wilgoci
  • 2 kg pelletu (10 kWh)

 

Kotłownia na Pellet lub zrębki drzewne zasilająca obiegi grzewcze ogrzewania podłogowego, grzejnikowego i cwu we współpracy z instalacją solarną

image001

Znajdujące się w kotłowni dwa źródła odnawialne ( kocioł i solar) obniżają wskaźnik EP zapotrzebowania na energię nieodnawialną spełniając tym samym wymagania WT2008

Kotły na Pellet, zrębki drzewne, zbiorniki buforowe, pompy ciepła

Wszystko z jednej ręki!

HERZ_produkte 2009-09

Energia biomasy

Pojęcie biomasy

Biomasa jest substancją organiczną pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, może powstawać w wyniku tzw. metabolizmu społecznego. Występuje ona zwykle w formie drewna, słomy, osadów ściekowych, odpadów komunalnych, roślin energetycznych. Biomasa gromadzona jest zwykle przy produkcji i przetwarzaniu produktów roślin­nych (m.in. słoma odpadowa w produkcji zbożowej, odpady drzewne w przemyśle drzewnym i celulozowo papierniczym). Jest to także materiał roślinny hodowany Wyłącznie w celach energetycznych, m.in. na plantacjach topoli czy wierzby. Wśród odpadów pochodzenia zwierzęcego wymienić można między innymi biogaz pozyski­wany z fermentacji gnojowicy zwierzęcej, z fermentacji osadów w oczyszczalniach ścieków, czy z fermentacji odpadów organicznych na wysypiskach śmieci (tzw. gaz wysypiskowy). Spotyka się też biomasę w formie gazowej, jako tzw. gaz pirolityczny (gaz drzewny powstający przy utlenianiu drewna) wykorzystywany do napędu silników spalinowych lub do spalania w kotłach gazowych. Biomasa może też mieć formę ciekłą, np. estry kwasów tłuszczowych, oleju rzepakowego (tzw. biodiesel), metanol lub alkohol etylowy nazywany zwykle bioetanolem, który jest przeznaczony m.in. do napędu silników samochodowych, jako składnik benzyny.

Światowe zasoby biomasy są obecnie źródłem ok. 44 EJ energii w ciągu roku, co stanowi ok. 10% energii zużywanej na świecie. Udokumentowane zasoby biomasy na świecie wynoszą ok. 276 EJ/rok.

Szacuje się, że całkowity potencjał biomasy możliwy do wykorzystania w Polsce wynosi ok. 407,5 PJ w tym m.in. w rolnictwie 195 PJ, leśnictwie 101 PJ, przemyśle drzewnym 53,9 PJ

W sumie daje to ok. 30 mln ton biomasy rocznie, co jest energetycznie równoważne ok. 15 mln ton węgla.

Energia z biomasy

W Polsce w roku 2008 produkcja energii elektrycznej w technologiach wykorzystujących biomasę i biogaz wynosiła ok. 3200 GWh (razem ze współspalaniem).

W roku 2008 w krajach UE z biomasy uzyskano 68,7 Mtoe energii - przyrost w stosunku do roku 2007

wyniósł 1,521 Mtoe (ok. 2,3%). Wyprodukowano 57,8 TWh energii elektrycznej. Szacuje się, że do roku 2013 nastąpi wzrost wy­korzystania energii z biomasy do około 102,3 Mtoe.

Kraj

2005 (Mtoe)

2006 (Mtoe)

2007 (TWh)

2008 (TWh)

Francja

9,777

9.609

1.633

1,712

Szwecja

7.937

8,943

8.496

8,899

Niemcy

7,754

8,816

9,866

10,447

Finlandia

6,592

7,428

9,661

10,236

Hiszpania

4,176

4,325

1,553

1,888

Polska

4,180

4.299

2,360

3,200

Austria

3.365

3.347

3,062

3,259

Unia Europejska

59,289

62.413

52,130

57,772

Produkcja energii elektrycznej z biomasy w Unii Europejskiej w latach 2005i w 2006 w Mtoe, 2007 i 2008 w TWh

Na podstawie powyższych danych należy stwierdzić, że ok. 95,5% energii całkowitej pozyskanej z biomasy przetworzone jest na ciepło i energię mechaniczną (biopaliwa), a ok. 4,5% tej energii to energia elektryczna. W kolejnych latach należy liczyć się ze wzrostem wykorzystania biomasy do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej. Elektrownie i elektrociepłownie w coraz większym stopniu wykorzystują do spalania biomasę, zastępując nią miał węglowy (obowiązek zwiększania do 8% biomasy w roku 2009 w bilansie paliw). Łatwo policzyć, że elektrownie będą musiały pozyskać kilka milionów m3 drewna odpadowego i drewna z plantacji wierzby energetycznej, oraz biomasy rolniczej. W bilansie energii cieplnej znaczącą pozycję zajmuje również słoma. Idąc tym tokiem rozumowania (podstawa strategii i rozwoju do 2030 nastąpi wzrost instalacji biogazowych i wzrost wykorzystania biopaliw w transporcie. Cel założony przez Rząd RP jest ambitny, ale możliwy do zrealizowania.

Zwykle 2 tony suchego drewna lub słomy są energetycznie równoważne jednej tonie węgla, a 1 m3 biogazu jest równoważny energetycznie 1 kg węgla. Polski węgiel posiada na ogół parametry 25/22/0,8 (ciepło spalania 25 MJ/kg, 22% popiołu, 0,8% siarki), natomiast biomasa roślinna (drewno lub słoma) 13/3/0.03. W suchych osadach ściekowych parametry wynoszą 14/45/0,8, co przypomina nieco parametry mułów odpadowych powstających przy płukaniu węgla lub parametry miału z węgla brunatnego. Ten gorszy surowiec może być jednak również wykorzystywany w miarę potrzeb.

Biomasę podzielić można na dwie grupy:

  • energetyczne surowce pierwotne, czyli drewno, słoma i osady ściekowe (analog torfu);

  • energetyczne surowce przetworzone, takie jak biogaz, etanol, metanol, estry oleju rzepakowego, makulatura.

Duża różnorodność możliwości, rodzajów i sposobów pozyskiwania biomasy, pozwala zaspokoić potrzeby energetyczne lokalnych społeczności w tzw. „czystą energię". Czynnikami przemawiającymi za wykorzystaniem biomasy jako nośnika energii są oprócz walorów ekologicznych, aspekty natury ekonomicznej i społecznej środowisk lokalnych.

Argumentami za energetycznym wykorzystaniem biomasy mogą być:

  • wystarczająco /weryfikowane i nieuciążliwe metody pozyskiwania energii z biomasy;

  • biomasa może być produkowana i użytkowana bez dużych inwestycji technologicznych;

  • energia zawarta w biomasie jest najmniej kapitałochłonnym źródłem energii odnawialnej

  • wytwarzanie nośnika energii w postaci biomasy powoduje ożywienie koniunktury lokalnej, szczególnie na terenach rolniczych;

  • wytwarzanie biomasy poprawia bilans paliwowy regionu;

  • zdecentralizowane wytwarzanie z biomasy energii: elektrycznej, cieplnej, mechanicznej;

  • wspomaganie dochodu na wsi, który jest trudny do uzyskania przy nadprodukcji żywności;

  • tworzenie nowych miejsc pracy, szczególnie ważnych w zagrożonych bezrobociem gminach.

 

Z punktu widzenia ekologicznego:

  • w konwencjonalnej energetyce występują wysokie koszty oczyszczania spalin pochodzących z paliw kopalnych;

  • w stosunku do spalania paliw kopalnych przy spalaniu biomasy występuje znaczne zmniejszenie emisji SO2 i ilości powstającego popiołu oraz ograniczenie emisji CO2

  • biomasa i pochodzące z niej biopaliwa czy biogaz są paliwami pod względem emisji CO2 neutralnymi. CO2 krąży w obiegu zamkniętym w odpowiednim cyklu czasowym.

 

Ograniczenia z wykorzystania biomasy:

  • zasadniczo różne podejście do zastosowania w makro i mikroskali;

  • niepewność zaopatrzenia w biomasę, transport na duże odległości;

  • nie spełnienie jakościowych parametrów biomasy (np. wilgotność, energia spalania);

  • spalanie biomasy w urządzeniach do tego konstrukcyjnie nieprzygotowanych.

  • wysokie koszty pozyskania i przetwarzania biomasy

  • nie uwzględnienie w kalkulacjach kosztów zastosowań biomasy w redukcji skażenia powietrza (brak bonifikat za zmniejszenie emisji CO2) w małych instalacjach.

Według ocen prognoz dr hab. inż. Tadeusza Juliszewskiego z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie biomasa, jako paliwo wytwarzane w rolnictwie daje szanse dynamicznego rozwoju obszarów wiejskich. Szacuje się, że do 2020 r może powstać 36 tys nowych miejsc pracy związanych ze skupem, przetwórstwem, transportem biomasy.

Termin biomasa dotyczy całego szeregu odnawialnych technologii energetycznych obejmujących:

1.Spalanie biomasy roślinnej:

a) w sposób bezpośredni w paleniskach otwartych (ogniska) lub zamkniętych (piece,           kotły) (ok. 1 mln domów spala ok. 7.4 mln ton biomasy rocznie;

b) przy wstępnej gazyfikacji w odrębnych gazyfikatorach;

c) spalanie śmieci komunalnych;

2.Wytwarzanie oleju opalowego z roślin oleistych (np. rzepak);

3. Fermentację alkoholową zboża, ziemniaków lub dowolnego materiału organicznego poddającego się takiej fermentacji;

4. Beztlenową fermentację metanową odpadowej masy organicznej;

5. Energetyczne wykorzystanie gazu wysypiskowego.

Ponad 90% podaży energii ze źródeł odnawialnych w 2008 r. w Polsce pochodziło z biomasy.

 Możliwości produkcji energii z surowców roślinnych.

Prostokąt zaokrąglony: Biomasa