Domowe kotły na biomasę

Domowe kotły na biomasę
dla potencjalnych użytkowników/inwestorów
www.bioenergy4business.eu
1
Copyright Bioenergy4Business 2015
Cover photo provided by ProPellets, www.propellets.at
Projekt fundowany z : LCE 14 2014 Support Programme „Market uptake of existing and emerging sustainable bioenergy“ jako
część programu Horizon 2020. Wszystkie publikacje tego projektu odzwierciedlają wyłącznie poglądy autorów.
Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialności za wykorzystanie informacji.
Konsorcjum członków projektu Bioenergy4Business nie ponoszą odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody, włączając w to bez
ograniczeń bezpośrednie, wyjątkowe, pośrednie, które mogą wynikać z użycia tych materiałów.
2
Spis treści
Księga 1.
O projekcie Bioenergy4Business (B4B)
4
Księga 2.
Obiecujące sektory rynku
5
Księga 3.
Biomasa dla domowych instalacji grzewczych
5
Księga 4.
Kotły na biomasę
6
Proces spalania biomasy
7
Kotły na pelety
10
Kotły na zrębki drzewne
11
Księga 5.
11
Rodzaje paliwa i obsługa kotłów
Pelety drzewne
11
Zrębki drzewne
12
Księga 6.
Planowanie i instalacja
12
Wymiarowanie
13
Wybór odpowiedniego kotła
14
Księga 7.
Przykłady
15
Ex1: Rumunia – Kocioł na pelety w szkole technicznej w Carasan 15
Ex2: Bułgaria – Domowy kocioł biomasowy w przedszkolu Elhitsa
15
Ex3: Grecja – Zamiana paliwa do ogrzewania w Komotini Paper Mill S.A.
16
Ex4: Chorwacja – Domowy kocioł na biomasę w fabryce soli Solana Pag
16
Ex5: Polska – Domowy kocioł na biomasę w zespole szkół w Siedlinie 17
Ex6: Ukraina – Konstrukcja 7MW kotłowni na zrębki drzewne w Kniazhychi
17
Ex7: Dania – Zmiana paliwa w gospodarstwie Sindballegard
18
Księga 8.
Kontakty i źródła
19
Kontakty
19
Źródła
19
3
1. O projekcie Bioenergy4Business (B4B)
Bioenergy4Business (B4B) jest projektem finansowanym w
ramach programu Horyzont 2020 Unii Europejskiej. B4B
wspomaga i promuje całkowite lub częściowe zastępowanie
paliw kopalnych, (takich jak węgiel, olej opałowy, gaz)
wykorzystywanych na cele grzewcze, biomasą (np. produktami ubocznymi przemysłu drzewnego,
biomasą leśną, peletami, słomą lub innymi produktami pochodzenia rolniczego) w Unii Europejskiej oraz
poza nią.
Główne cele projektu są następujące:
• Identyfikacja najbardziej obiecujących segmentów rynku, dla których zalecane jest zastąpienie paliw
kopalnych biomasą,
• Przygotowanie strategii i modeli biznesowych,
• Przekazywanie know-how dostawcom i użytkownikom biomasy,
• Szkolenie deweloperów, doradców i pracowników firm energetycznych w zakresie oceny i rozwoju
projektów energetycznego wykorzystania biomasy (dla obiektów zasilanych z sieci ciepłowniczej
oraz dla obiektów z własnymi kotłowniami),
• Przekonanie interesariuszy o możliwościach, jakie niosą za sobą lokalne bioenergetyczne łańcuchy
wartości,
• Uświadomienie decydentów w zakresie środków i metod przyśpieszających wdrażanie
bioenergetycznych technologii.
Projekt B4B przyczyni się do współpracy pomiędzy decydentami a rynkiem, wspierając tworzenie
sprzyjającego otoczenia, które stosując biznesowe i finansowe modele wraz ze starannym planowaniem i
realizacją, ma ułatwiać przejście na ogrzewanie biomasą w domowych, lokalnych i sieciowych instalacjach
grzewczych.
Bioenergy4Business zrzesza partnerów z 12 państw członkowskich UE oraz z Ukrainy. 11 z tych partnerów
(AT, DE, BG, CR, FI, GR, NL, PL, RO, SK oraz UA , oprócz BE i DK) to kraje docelowe, które od stycznia
2015 roku do sierpnia 2017 roku będą przeprowadzać specjalnie przygotowane działania dla najbardziej
obiecujących sektorów rynku ciepłowniczego.
Kontakt
Aby uzyskać dalsze informacje dotyczące projektów opisanych w broszurze, skontaktuj się z zespołem
projektowym lub odwiedź naszą stronę internetową www.bioenergy4business.eu
4
2. Obiecujące sektory rynku
Partnerzy projektu zidentyfikowali następujące najbardziej obiecujące segmenty rynku, w których
potencjał energetycznego wykorzystania biomasy jest największy:
3. Biomasa dla domowych instalacji grzewczych
Jest wiele powodów, dla których warto stosować
gazowych lub olejowych.
biomasę do celów grzewczych. W skrócie, jest to
przyjazne środowisku, konkurencyjne cenowo
Istnieją
i dostępne lokalnie paliwo. W ciągu ostatnich 20
bioenergii
lat nastąpił rozwój wysoko efektywnych kotłów
członkowskich UE. Państwa zachodnie oraz
na biomasę, czystych i przyjaznych w obsłudze,
północne są liderami w wykorzystywaniu tych
które są obecnie jednymi z częściej wybieranych
technologii od dekad, pomimo że państwa
rodzajów
instalacji
Systemy
wschodnioeuropejskie
wsparcia
pomogły
rozwoju
ogromnym potencjałem w postaci lokalnych
grzewczych.
w
wywołaniu
technologicznego systemów biomasowych.
duże
różnice
wśród
w
wykorzystywaniu
wszystkich
państw
charakteryzują
się
zasobów biomasy i dużego zapotrzebowania
na ciepło (Tabela 1). Wykorzystanie bioenergii w
Obecnie kotły na biomasę opalane są wysokiej
celu ogrzewania dużych budynków (np. szkół,
jakości paliwami drzewnymi, takimi jak pelety,
szpitali, budynków użyteczności publicznej) jest
zrębki czy pozostałości rolnicze i poprodukcyjne.
utrzymującym się trendem w całej Europie, a
Automatyczne systemy zasilające i kontrolujące
rynek domowych instalacji grzewczych opartych
sprawiają, że korzystanie z tych paliw jest tak
na biomasie szybko wzrasta. Moc kotłów
wygodne, jak używanie porównywalnych paliw
biomasowych waha się od kilku kilowatów (kW)
kopalnych.
nadzoru
dla domów lub innych małych budynków, do
oczyszczania
jednostek o mocy megawatów (MW) w dużych
spalania
Współczesne
oraz
systemy
technologie
przewodów kominowych skutkują niższymi
systemach ciepłowniczych.
emisjami spalin w porównaniu do kotłów
5
Rysunek 1. Średnioroczna temperatura minimalna w strefach klimatycznych
Europy [1]
4. Kotły na biomasę
Współczesne kotły na biomasę mogą pracować
według rodzaju opalanego paliwa (np. drewno,
ze sprawnością porównywalną do nowoczesnych
zrębki drzewne, pelety). Zazwyczaj są one
kondensacyjnych kotłów gazowych. Są one
zaprojektowane
powszechnie stosowane w wielu europejskich
paliwa, w czasie kiedy inne rodzaje mogą być
krajach, szczególnie w Austrii, Szwecji
spalane mniej efektywnie.
dla
konkretnego
rodzaju
i Finlandii. Obecnie dostępnych jest wiele
różnymi
Większość współczesnych kotłów na biomasę
paliwami, o zróżnicowanych mocach i stopniach
to urządzenia zautomatyzowane, a paliwo
automatyzacji.
podawane jest automatycznie z magazynu,
kotłów
biomasowych
opalanych
za pomocą przenośnika ślimakowego lub
Kotły na biomasę mogą być sklasyfikowane
6
hydraulicznego. Zapłon paliwa następuje w
komorze spalania, a kontrolowany przepływ
Zapłon biomasy w kotle zwykle odbywa się
tlenu
całkowite
przez ogrzewanie elektryczne lub suszenie
spalanie. Gorące spaliny doprowadzane są
strumieniem gorącego powietrza na ruszcie i
do powierzchni wymiennika ciepła w celu
późniejszy proces ogrzewania aż do uzyskania
podgrzewu wody. Gorąca woda może być
temperatury zapłonu (około 400°C).
zapewnia
efektywne
i
wykorzystywana bezpośrednio lub może być
przechowywana w zbiornikach wodnych (np.
W pierwszym etapie procesu, komora spalania
Rysunek 2. Cztery etapy spalania biomasy [2]
w zasobniku buforowym). Zasobnik buforowy
musi być rozgrzana, kiedy biomasa zostaje
pomaga pokryć zapotrzebowania w czasie
podana na ruszt - kotły na biomasę zazwyczaj
obciążenia szczytowego i prowadzi do stałej i
zawierają jakiś materiały ogniotrwały, aby to
energetycznie efektywnej pracy kotła, ponieważ
ułatwić. Kotły przeznaczone do użytkowania
ma on mniej, ale dłuższe okresy pracy. Kotły
biomasy
biomasowe są tak sterowne jak współczesne
wyposażone są w większą ilość wykładzin
kondensacyjne kotły gazowe: istnieje możliwość
ogniotrwałych.
nastaw
według
indywidualnych
o
wysokiej
zawartości
wilgoci
potrzeb,
zarówno na potrzeby centralnego ogrzewania,
jak i ciepłej wody użytkowej.
Proces spalania biomasy
Podstawowa zasada działania wszystkich kotłów
na biomasę jest taka sama. Rysunek 2 pokazuje
cztery etapy procesu spalania biomasy.
“Kotły biomasowe są tak sterowne
jak współczesne kondensacyjne kotły
gazowe: istnieje możliwość nastaw
według indywidualnych potrzeb,
zarówno na potrzeby centralnego
ogrzewania, jak i ciepłej wody
użytkowej.”
Rysunek 3. Budowa współczesnego kotła na biomasę,
z wiatrakiem i sondami lambda. Jako przykład podano
kocioł Guntamatic Powerchip [3]
7
Większość energii zawartej w biomasie zostaje
uniknięcia tworzenia się nieprzyjaznych dla
uwolniona w czwartym etapie spalania, kiedy
środowiska związków, takich jak niespalone
gazy uwolnione w trzecim etapie zostają
gazy i miał węglowy.
spalone. Jest to głównie mieszanka tlenku węgla
i wodoru, spalanych w wysokich temperaturach.
Podstawowymi
warunkami
pozwalającymi
zapewnić całkowite spalanie są:
Oddzielne sterowanie powietrzem pierwotnym
(nad rusztem) i powietrzem wtórnym (spalanie
• Odpowiednia mieszanka biomasy i tlenu
wysokich
w kontrolowanych ilościach – właściwy
temperatur i turbulencji w komorze spalania
współczynnik nadmiaru powietrza (należy
(aby zapewnić całkowite utlenianie gazów z
użyć 1,4 razy więcej powietrza, niż jest to
biomasy), przy czym temperatura na ruszcie jest
teoretycznie wyliczone, w celu zapewnienia
znacznie niższa. Zawartość tlenu w komorze
całkowitego spalania);
gazów)
umożliwia
uzyskanie
spalania jest zwykle monitorowana przez sondę
• Prawidłowy rozdział powietrza pierwotnego
lambda, aby zminimalizować powstawanie
i wtórnego poprzez poprawną regulację
sadzy, CO i NOx, oraz aby zmaksymalizować
ciśnienia powietrza i usytuowanie dysz
sprawność cieplną.
powietrza;
• Prawidłowa konstrukcja komory spalania,
gdzie biomasa jest suszona, nagrzewana,
“Efektywne i całkowite spalanie
jest niezbędne, aby biomasa była
wykorzystywana jako paliwo
przyjazne środowisku.”
spalana i skąd ostatecznie jako popiół jest
usuwana. 75-80% energii z biomasy spalane
jest w postaci substancji lotnych w komorze
spalania, a pozostałe 20-25% pozostaje na
ruszcie w postaci węgla.
Zamknięte układy pieców i kotłów na biomasę
Bardzo istotnym czynnikiem jest poziom wilgoci
wymagają zastosowania wkładów kominowych
w biomasie. Zbyt wysoka zawartość wody
ze względu na ryzyko powstawania nalotów
w paliwie może prowadzić do niecałkowitej
smoły (będące skutkiem bardziej zagęszczonego
gazyfikacji, czego skutkiem jest ciemny dym
dymu i wyższej zawartości wilgoci w gazach
oraz gromadzenie się smoły. Można uniknąć
wylotowych).
nagromadzania się smoły na wymiennikach
ogniotrwałym betonem lub wkładami ze stali
ciepła lub w komorze spalania przez pracę w
nierdzewnej. Każdy komin musi być wyłożony
stosunkowo wysokich temperaturach.
w celu ochrony cegieł przed zniszczeniem oraz
Komin
może
być
wyłożony
w celu zapobieżenia powrotu spalin do komory
8
Efektywne i całkowite spalanie jest niezbędne,
spalania (co może spowodować realne ryzyko
aby biomasa była wykorzystywana jako paliwo
pożarowe). Krajowe prawo budowlane wymaga
przyjazne środowisku. Aby zapewnić wysoki
i specyfikuje minimalną wysokość przewodu
poziom efektywności energetycznej, proces
kominowego. Jeżeli zostanie zainstalowany
spalania powinien więc być całkowity, w celu
automatyczny system czyszczenia komina, czas
przestoju
bezpośrednio do końca podajnika ślimakowego
i konserwacji kotła znacznie się skraca: w takiej
( jak pokazano na Rysunku 4). W kotłach takich
sytuacji ręczne oczyszczanie komina należy
zazwyczaj spala się zrębki drzewne o małej
przeprowadzać tylko co sześć miesięcy, zamiast
zawartości wilgoci oraz pelety. Dla tego typu
co tydzień. System taki zbudowany jest z
kotłów istnieje ryzyko zapalenia się paliwa
szeregu dysz, które w regularnych odstępach
wzdłuż podajnika ślimakowego aż do zbiornika
czasowych
wydmuchują
powietrze
pod
ciśnieniem zapobiegając osadzaniu się sadzy
podczas pracy kotła.
“Raz w roku powinno się
przeprowadzićcałościowąinspekcję
kotła
przez
upoważnionego
specjalistę.”
Rysunek 4. Palnik rynnowy [2]
na biomasę. Można temu zapobiec opróżniając
podajnik po wyłączeniu kotła lub instalując
Jeżeli
dopływ
niewystarczający,
powietrza
kocioł
do
kotła
może
jest
zawory klapowe.
wytworzyć
podciśnienie w pomieszczeniu, w którym
Kotły z palnikami retortowymi mają inną budowę.
się znajduje. Brak tlenu w komorze spalania
Paliwo podawane jest do komory spalania
powoduje niecałkowite spalanie i uwolnienie
od spodu przez podajnik ślimakowy (tak jak
tlenku
po
pokazano na Rysunku 5). Dzięki zastosowaniu
pomieszczeniu tworząc toksyczną atmosferę,
takiej technologii, system podajnikowy nie musi
szkodliwą dla osób znajdujących się w budynku.
być opróżniany po wyłączeniu kotła. Kotły z
węgla,
który
rozchodząc
się
palnikami retortowymi wykorzystywane są do
Raz w roku powinno się przeprowadzić całościową
spalania peletów drzewnych i zrębek o niskiej
inspekcję kotła przez upoważnionego specjalistę.
wilgotności.
Użytkownik powinien przeprowadzać regularne
oględziny urządzenia, opróżniać pojemnik na
popiół, smarować łożyska wentylatora i ręcznie
czyścić przewód kominowy.
Najczęściej spotykanymi rodzajami palników
w kotłach na biomasę są palniki rynnowe,
retortowe oraz z rusztem schodkowym.
Palniki
rynnowe
mają
niewielki
ruszt
o
prostej konstrukcji. Ruszt jest przymocowany
Rysunek 5. Palnik retortowy [2]
9
Kocioł z rusztem schodkowym może być
spalania ( jak pokazano na Rysunku 6).
opalany wieloma rodzajami paliwa. Ważną cechą
kotłów tego rodzaju jest ich duża tolerancja
na wysoką wilgotność wsadu - dzieje się tak
dzięki zastosowaniu ogniotrwałych wykładzin,
umożliwiających suszenie mokrego paliwa.
Spalane w tym kotle zrębki drzewne mogą się
charakteryzować wilgotnością sięgającą 55%.
Kotły z rusztem schodkowym wymagają dużo
miejsca ze względu na swoją budowę. Posiadają
wiele wentylatorów wspierających optymalne
dostarczanie powietrza do poszczególnych stref
Rysunek 6. Kocioł z palnikiem schodkowym [2]
Rysunek 7. Przykład współczesnej kotłowni na pelety (Biotech Energietechnik
GmbH) [4]
Kotły na pelety
kotła ze zbiornika na biomasę poprzez podajnik
Kotły na pelety charakteryzują się wysokim
pelety znajdują się w różnych pomieszczeniach,
poziomem automatyzacji. Patrząc na sposób
utrzymania i eksploatacji są one bardzo
podobne do kotłów na paliwa kopalne - z tego
względu wielu producentów konkuruje ze sobą
10
ślimakowy i lej. Często kocioł oraz zbiornik na
aby ograniczyć ryzyko pożaru oraz z innych
względów bezpieczeństwa.
Kotły na pelety są zazwyczaj zaprojektowane
na rynku.
do spalania konkretnych rodzajów tego paliwa
Pelety są zazwyczaj podawane automatycznie do
definiowana jest przez system certyfikacji
o określonej jakości. W Europie, jakość peletów
EN-plus, który oparty jest na międzynarodowych
umożliwiają
standardach wilgotności, składu chemicznego,
wilgotności sięgającej 55%.
wytrzymałości
mechanicznej
itd.
wykorzystywanie
zrębek
o
Pełna
wydajność może być osiągnięta tylko wtedy,
gdy postępuje się zgodnie z zalecanymi
wymaganiami dla określonego paliwa.
Kotły na zrębki drzewne
Kotły na zrębki drzewne są bardzo popularne
w Europie i były stosowane jeszcze przed
wprowadzeniem kotłów na pelety. Są one
bardziej tolerancyjne na właściwości paliwa
- mogą być opalane zrębkami o wilgotności
na poziomie
10-35%.
Ruszty
schodkowe
Rysunek 8. Kocioł na zrębki drzewne
(Fröling Heizkessel- und Behälterbau
GesmbH) [5]
5. Rodzaje paliwa i obsługa kotłów
Jakość paliw drzewnych odgrywa istotną rolę
którym są łatwe w transporcie poprzez pompy
zarówno dla układu spalania, jak i dla gospodarki
próżniowe. Pelety muszą być przechowywane
zakładu. Na ogół, im mniejszy jest układ, tym
w suchym środowisku: narażenie na działanie
wyższe są wymagania odnośnie stosowanego
wody może spowodować ich rozpad.
paliwa. Kluczowymi parametrami dla paliw są:
Domowe
kotły
na
pelety
są
zazwyczaj
• Zawartość wilgoci,
wyposażone w osobne pomieszczenie lub
• Wymiary zrębek,
silos do przechowywania paliwa, skąd pelety
• Zawartość pyłów,
są doprowadzane do komory spalania kotła
• Pochodzenie zrębek,
(Rysunek 8).
• Zawartość popiołu
Rozmiar magazynu na pelety zależy od
Pelety drzewne
różnych czynników, takich jak dostępność
miejsca, zapotrzebowanie na ciepło, sezonowe
Pelety drzewne są towarem sprzedawanym na
zmiany cen paliwa czy umowa z dostawcą
całym świecie, a ich właściwości są definiowane
paliwa. Zazwyczaj pojemność pomieszczenia
na podstawie międzynarodowych standardów
magazynowego
(ISO 17225-2).
zużywanej w jednym okresie grzewczym,
zwłaszcza,
że
nie
w
przekracza
istniejących
wielkości
budynkach
rozmiar,
pojemność ta może być ograniczona jedynie
kształt oraz wytrzymałość mechaniczną, dzięki
do przechowywania dostawy na 1-2 miesiące.
Pelety
drzewne
mają
określony
11
Zwykle wielkość magazynu to kompromis
mikrobiologiczną w pomieszczeniu, może dojść
pomiędzy
a
do nagrzania oraz samozapłonu surowca.
kosztami dostawy paliwa. Zalecane jest jednak,
Jest wiele czynników mogących do tego
aby zawsze mieć pewną rezerwę paliwa na
doprowadzić: zawartość wilgoci w zrębkach,
wypadek nieprzewidzianych zdarzeń, takich
warunki
jak ekstremalne warunki pogodowe lub braki w
magazynu.
zaopatrzeniu.
należy zmniejszyć wysokość nasypów, zapewnić
kosztami
przechowywania
otoczenia
Aby
i
konstrukcja
zapobiec
samego
samozapłonowi,
odpowiednią wentylację pomieszczenia oraz
Ze względów bezpieczeństwa (na przykład
regularnie poruszać nasypy rozpraszając ciepło.
niebezpiecznego dla człowieka nadmiernego
pylenia) pomieszczenie magazynowe powinno
Jakość zrębek drzewnych, tak jak peletów, jest
być całkowicie oddzielone od kotła i części
określana poprzez międzynarodowe standardy
mieszkalnej
ryzyko
ISO 17225. Zrębki drzewne mają mniejszą
związane z przechowywaniem peletów to pożar
gęstość objętościową oraz większą zmienność
oraz emisje pyłów i spalin. Magazyn na pelety
surowca, rozmiarów i składu niż pelety.
budynku.
Największe
nie może zawierać żadnych potencjalnych
źródeł zapłonu (np. Instalacji elektrycznych) i
powinien spełniać wszystkie wymagania ATEX.
Zrębki drzewne
Zrębki drzewne są bardziej odporne na wilgoć,
dzięki czemu przez pewien czas mogą być
przechowywane na zewnątrz. Zrębki o dużej
zawartości wilgoci (>30%) mogą pogorszyć
swoje właściwości, jeśli będą przechowywane w
pomieszczeniu. Dodatkowo, poprzez aktywność
Rysunek 9. Przykład pomieszczenia na pelety
drzewne wraz z systemem pomp próżniowych
(Biotech Energietechnik GmbH) [4]
6. Planowanie i instalacja
widzenia,
zmniejszają się wraz ze wzrostem wielkości kotła,
domowe instalacje z kotłami na biomasę są
na przykład: im większe jest zapotrzebowanie na
konkurencyjnymi rozwiązaniami w porównaniu
ciepło, tym większy jest udział kosztów paliwa w
do kotłów na paliwa kopalne. Wyższe koszty
kosztach całościowych. Oznacza to, że korzyści
inwestycyjne są zwykle kompensowane przez
ekonomiczne
krajowe dotacje i przez koszty operacyjne
kotłów na biomasę rosną wraz ze wzrostem
(na przykład biopaliwa są tańsze niż paliwa
zapotrzebowania na energię cieplną. Wyższe
kopalne). Ponadto, niektóre koszty inwestycyjne
koszty operacyjne są kompensowane przez
Z
12
ekonomicznego
punktu
wynikające
z
zastosowania
niższe koszty paliwa. Ważną kwestią, którą należy
efektywnie, ocena mocy kotła musi być zgodna
się zająć, jest produkcja ciepłej wody użytkowej.
z potrzebami cieplnymi budynku. Niezbędne
Może ona być produkowana przez cały rok przy
jest wykonanie dokładnych obliczeń obciążenia
wykorzystaniu kotła biomasowego, lub tylko w
cieplnego budynku. Obciążenie cieplne może
sezonie grzewczym, z alternatywną metodą jej
ulec zmianie, jeśli na przykład, poprawiona
podgrzewania poza tym okresem.
zostanie izolacja cieplna budynku (w takim
przypadku
wzrośnie
znaczenie
wymagań
w związku z podgrzewaniem ciepłej wody
“Planowanie projektu i komunikacja
pomiędzy stronami jest kluczem do
sukcesu. ”
użytkowej).
Najważniejszym parametrem przy wybieraniu i
wymiarowaniu systemu jest obciążenie cieplne
– wynikające z zapotrzebowania na ciepło i
zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową. Z
zasady zapotrzebowanie na c.w.u. wyznacza
Bioenergetyczne systemy cieplne są dobrym
się na podstawie wskaźnika 12,5 kWh na każdy
rozwiązaniem dla nowych budynków, oraz
m2 powierzchni mieszkalnej. Zapotrzebowanie
alternatywą dla kotłów na paliwa kopalne
na ciepło jest funkcją wielu zmiennych, między
w
Dokładne
innymi lokalizacji budynku, stopniodni, stopnia
planowanie i przygotowanie projektu domowej
izolacji itd. Ponadto, komercyjni i przemysłowi
instalacji grzewczej ma ogromne znaczenie
użytkownicy
- wymagane jest profesjonalne doradztwo w
wymagania, specyficzne dla danego sektora.
budynkach
już
istniejących.
muszą
spełnić
dodatkowe
czasie planowania oraz wdrażania systemu.
Przewymiarowanie jest jednym z najczęściej
Planowanie projektu i komunikacja pomiędzy
popełnianych błędów w czasie planowania
stronami jest kluczem do sukcesu. Systemy
instalacji na biopaliwo, co skutkuje zwiększonymi
cieplne oparte na biomasie wymagają więcej
kosztami. Wielkość kotła wyliczana jest tak,
miejsca na kocioł, pomieszczenie magazynowe
aby dostarczyć maksymalną ilość ciepła w
i częstszych dostaw w porównaniu do systemów
najzimniejszym dniu w roku. Na stronie projektu
na gaz czy olej. Dodatkowo, dostępność
Bioenergy4Business dostępny jest kalkulator
biopaliw i sezonowe zmiany ich cen muszą
[6] pomagający obliczyć wymaganą moc
zostać wzięte pod uwagę - biomasa jest zwykle
kotła ze względu na położenie geograficzne,
tańsza w miesiącach letnich, w porównaniu do
stopień izolacji budynku, rodzaj paliwa oraz
miesięcy zimowych, kiedy zapotrzebowanie na
zapotrzebowanie cieplne.
paliwo rośnie. Warto zatem rozważyć dłuższe
umowy z dostawcami, niż tylko na jeden rok.
Wymiarowanie
Zaleca się jednak zasięgnięcia profesjonalnej
porady
w
planowania,
celu
zapewnienia
wymiarowania
i
właściwego
konfiguracji
systemu grzewczego. Błędy popełnione na
Jeżeli kocioł ma być użytkowany ekonomicznie i
tak wczesnych etapach, a w szczególności złe
13
zwymiarowanie i wybór złej technologii, mogą
Dostęp – W przypadku większości instalacji,
skutkować dodatkowymi kosztami przez cały
pojazd dostarczający paliwo będzie musiał
okres użytkowania instalacji.
wjechać na teren posiadłości. Paliwo może
być dostarczane na wiele sposobów, jednak
Wybór odpowiedniego kotła
w przypadku zrębek i peletów niezbędny
jest bezpośredni dostęp do pomieszczenia
o
magazynowego. Dla małych dostaw ważne jest,
wystarczająco dużej przestrzeni wymaganej
aby posiadać suche miejsce do przechowywania
do przechowywania paliwa: zrębki drzewne
paliwa. W przypadku instalacji w miastach należy
wymagają trzykrotnie większej powierzchni
pamiętać o liczbie dostaw paliwa niezbędnych
niż pelety o tej samej masie. Również kotły na
w ciągu całego roku, gdyż może to mieć wpływ
biomasę są zwykle większe od konwencjonalnych
na planowanie instalacji.
Pomieszczenia
–
Należy
pamiętać
kotłów, więc użytkownik musi mieć wystarczająco
dużo miejsca, aby pomieścić urządzenie.
Dostawy paliwa – Użytkownicy mogą wybrać
własne paliwo, a jego rodzaj będzie decydował
Wielkość budynku – TZazwyczaj im większy
o wyborze konkretnego typu kotła. Generalnie
jest budynek, tym większe zapotrzebowanie na
jeśli przestrzeń i dostęp nie stanowią problemu,
moc cieplną, a więc kocioł musi mieć większą
w dużych instalacjach stosuje się raczej zrębki
moc. Większe systemy zużywają więcej paliwa,
drzewne. Jeśli jednak pomieszczenia są małe
przez co instalowany system powinien być jak
i może być problem z dużą ilością dostaw,
najbardziej zautomatyzowany z ograniczoną
lepszym rozwiązaniem jest instalacja na pelety.
ręczną kontrolą.
14
7. Przykłady
Wszystkie przykłady (wraz z fotografiami) przedstawione w tej broszurze pochodzą z wyróżnionych
przypadków zawartych w raporcie projektu Bioenergy4Business „Raport podsumowujący przykłady
najlepszych praktyk i wnioski”, który jest dostępny na stronie internetowej projektu Bioenergy4Business
[7].
Przykład 1: Rumunia – Kocioł na pelety w szkole technicznej w Carasan
Rada miejska powiatu Resita sfinansowała instalację jednostki cieplnej na
pelety w szkole technicznej w Carasan w następstwie decyzji o odłączeniu
od istniejącej sieci ciepłowniczej. W skład instalacji wchodzą dwa kotły na
pelety o mocy 100 kW każdy. Cała energia cieplna wytworzona w instalacji
zostaje wykorzystana na potrzeby własne szkoły.
• Dwa kotły na pelety o mocy 100 kW każdy;
• Biomasa jest dostarczana od miejscowej firmy „Romstal”, oddalonej od szkoły o 3 km;
• Cała energia cieplna wytworzona w instalacji zostaje wykorzystana na potrzeby własne szkoły;
• Instalacja sfinansowana z budżetu rady miasta - całkowita kwota €58,000;
• Wykorzystanie 3,5 tony peletów w ciągu roku;
• Wdrożenie i instalacja projektu nie sprawiły żadnych problemów.
Przykład 2: Bułgaria – Domowy kocioł biomasowy w przedszkolu Elhitsa
Budynki gminne mają duży potencjał jeśli chodzi o oszczędność energii oraz realizację inwestycji w
zakresie efektywności energetycznej. Przed realizacją tego projektu, ciepło było zapewnione przez
kocioł olejowy zlokalizowany na parterze budynku. Przedszkole jest budynkiem ceglanym o całkowitej
powierzchni 1.299 m² i kubaturze 3.637 m³.
• 230 kWth kocioł D’Alessandro-Termomeccanica;
• Wykorzystanie 112 ton peletów w ciągu roku;
• Kocioł i sprzęt pomocniczy znajdują się w sześciometrowym,
zaizolowanym cieplnie kontenerze.
15
Przykład 3: Grecja – Zamiana paliwa do ogrzewania w Komotini Paper Mill S.A.
Firma jako jedna z nielicznych, a być może jedyna w swojej dziedzinie, może pochwalić się instalacją na
europejskim poziomie, wykorzystywaną przy zrównoważonej produkcji papieru. Następnym krokiem jest
trójgeneracja energii elektrycznej, pary oraz oleju termalnego, w celu dalszego zwiększania wydajności
maszyn oraz do redukcji emisji dwutlenku węgla.
• Zastąpienie kotła olejowego kotłem biomasowym o mocy 8 MWth;
• Zastąpiono zużycie 11 ton oleju dziennie na 25 ton peletów słonecznikowych dziennie;
• Odpady (popiół) poprodukcyjne wykorzystywane są jako nawóz;
• Zmniejszono roczną emisję CO₂ o 11 000 ton.
Przykład 4: Chorwacja – Domowy kocioł na biomasę w fabryce soli Solana Pag
Fabryka soli „Solana Pag” jest największym producentem soli morskiej w Chorwacji, z przeszło tysiącletnią
historią. Ze względu na bardzo duże udziały kosztów energii w całkowitych kosztach produkcji soli,
rentowność fabryki była zagrożona. Było to motywacją dla właściciela, aby rozważyć wymianę starego
kotła olejowego na nowy kocioł biomasowy o mocy 10 MW.
• Wymiana kotła olejowego na kocioł
• 14-letnia umowa na dostawy paliwa, wynikająca ze stałej i niskiej jego ceny (€40 za tonę);
• Obecne wykorzystanie: 13 800 ton zrębek w ciągu roku.
16
Przykład 5: Polska – Domowy kocioł na biomasę w zespole szkół w Siedlinie
Biopaliwo pozyskiwane jest od lokalnych rolników w zamian za popiół poprodukcyjny, wykorzystywany
jako nawóz. Jest to przykład projektu zrównoważonego ekologicznie, społecznie i finansowo!
• Zespół szkół był wcześniej ogrzewany kotłem węglowym;
• Wymiana na kocioł na słomę o mocy 300 kW;
• Wykorzystanie 15 ton słomy w ciągu roku;
• Inwestycja została sfinansowana ze środków gminy Siedlin oraz z funduszy państwowych;
• Projekt opracowany przez miejscowego inżyniera.
Przykład 6: Ukraina – Konstrukcja 7MW kotłowni na zrębki drzewne w Kniazhychi
Kotłownia biomasowa wykonana pod klucz będąca przykładem wyboru dobrego projektu. Projekt
realizuje koncepcję pełnego cyklu produkcji i dostaw energii cieplnej.
• Kotłownia z dwoma kotłami opalanymi biomasą;
• Całkowita moc cieplna 7 MWth;
• Roczna sprzedaż energii wynosząca 58,000 MWh;
• Energia dostarczana jest do szklarni, w których hodowane są kwiaty
(powierzchnia 11 ha);
• Magazyn znajduje się blisko kotłów;
• Popiół wykorzystywany jest jako nawóz w szklarniach;
• Wykorzystanie 7 200 ton zrębek rocznie (dostarczanych z pobliskich tartaków).
17
Przykład 7: Dania – Zmiana paliwa w gospodarstwie Sindballegard
Sindballegård jest średniej wielkości duńskim gospodarstwem o powierzchni 370 hektarów. Gospodarstwo
specjalizuje się w tradycyjnej uprawie polowej oraz hodowli prosiąt i drobiu. Nowy właściciel wymienił
stary kocioł olejowy na 450 kW kocioł na słomę.
• Wolnostojący budynek zawierający komin, pompy, zbiornik buforowy oraz moduł kontrolny;
• Przeznaczony dla okrągłych bel, które są ładowane przez rolnika przy pomocy traktora;
• Dostawa biomasy pokrywana jest z własnej produkcji;
• Popiół wykorzystywany jest jako nawóz pod własne uprawy;
• Roczna produkcja energii 1 030 MWh;
• Wykorzystanie 255 ton słomy rocznie.
18
8. Kontakty i źródła
Kontakty
Bądź w kontakcie z krajowym punktem kontaktowym B4B:
AUSTRIAN ENERGY AGENCY
(OSTERREICHISCHE ENERGIEAGENTUR)
Austria
http://en.energyagency.at
DEUTSCHES
BIOMASSEFORSCHUNGSZENTRUM
GEMEINNUETZIGE GMBH (DBFZ)
Germany
www.dbfz.de/aktuelles.html
AEBIOM
CENTRE FOR RENEWABLE ENERGY
(THE EUROPEAN BIOMASS
SOURCESAND SAVING FONDATION
ASSOCIATION)
(CRES)
Belgium/Europe
Greece
www.aebiom.org
www.cres.gr/kape/index_eng.htm
KRAJOWA AGENCJA POSZANOWANIA
ROMANIAN ASSOCIATION OF
ENERGII SA (KAPE)
BIOMASS AND BIOGAS (ARBIO)
Poland
Romania
www.kape.gov.pl/index.php/pl
www.arbio.ro/en/#all
SLOVENSKA INOVACNA A
NACIONALNA ASOCIACIA PO
ENERGETICKA AGENTURA (SIEA)
BIOMASA (BGBIOM)
Slovakia
Bulgaria
www.siea.sk
http://bgbiom.org
ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POZAR
(EIHP)
Croatia
www.eihp.hr
SCIENTIFIC ENGINEERING CENTRE
“BIOMASS” LTD (SCIENTIFIC
ENGINEERING CENTRE)
Ukraine
http://biomass.kiev.ua/en
MINISTERIE VAN ECONOMISCHE
ZAKEN
MOTIVA OY
The Netherlands
www.rijksoverheid.nl/ministeries/ministerievan-economische-zaken
Finland
www.motiva.fi/en
TEKNOLOGISK INSTITUT (DTI)
Denmark
www.dti.dk
Źródła
[1] Hardiness Zone Map for Europe. www.houzz.com/europeZoneFinder
[2] Palmer, D., Tubby, I., Hogan, G. and Rolls, W. (2011). Biomass heating: a guide to medium scale wood
chip and wood pellet systems. Biomass Energy Centre, Forest Research, Farnham.
[3] GUNTAMATIC Heiztechnik GmbH. www.guntamatic.com/nc/en/navigation/products/wood-chipboilers/powerchip-20304050kw
[4] Biotech Energietechnik GmbH. www.biotech-heizung.com
[5] Fröling Heizkessel- und Behälterbau GesmbH. www.froeling.com
[6] www.bioenergy4business.eu/services/plant-dimensioning-tool
[7] Bioenergy4Business. Report summarizing best practice examples and conclusions.
www.bioenergy4buisness.eu
19
Projekt Bioenergy4Business (B4B) ma na celu wspieranie i promowanie substytutów
paliw kopalnych (węgiel, ropa, gaz) używanych do ogrzewania, takich jak produkty
uboczne przemysłu drzewnego, biomasa leśna, pellety, słoma i inne produkty
biomasy rolniczej wśród krajów partnerskich programu Horizon 2020 i spoza
niego.
Projekt fundowany z : LCE 14 2014 Support Programme „Market uptake of existing and emerging sustainable bioenergy“ jako część programu Horizon 2020. Wszystkie publikacje tego projektu odzwierciedlają wyłącznie poglądy autorów. Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialności za wykorzystanie informacji. Konsorcjum członków projektu Bioenergy4Business nie ponoszą
odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody, włączając w to bez ograniczeń bezpośrednie, wyjątkowe,
pośrednie, które mogą wynikać z użycia tych materiałów.
www.bioenergy4business.eu
20