Biomasa - przekleństwo energetyki czy jedyne

Biomasa - przekleństwo energetyki czy jedyne
paliwo przyszłości?
Realne zagrożenie wyczerpania światowych zasobów paliw kopalnych zmusza światowe laboratoria
badawcze do poszukiwań nowych pokładów energii w celu zaspokojenia apetytu energetycznego
ludzkiej populacji. Wszystko wskazuje na to, że jedyną drogą 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 szansę 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 GO2 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. Geny 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 proceie 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 10x10 mm oraz 5x5 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.
Fot. 1. Pelet.
Fot. 2. Sezonowany odrost wierzby energetycznej.
Fot. 3. Rozdrobniony odrost wierzby energetycznej.
Fot. 4. Przesiew uzyskany na sitach o wymiarach oczka 10x10 mm oraz 5x5 mm.
Co dalej z niezależnością paliwową?
Jak podaje Enerko (Przedsiębiorstwo Rozwoju Energii Odnawialnej), w 2009 r. wydobycie węgla
kamiennego wyniosło w Polsce 77,33 min ton i było niższe niż w 2008 r. o 5,79 min 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.
Autor: Robert Werner
źródło: www.instalator.pl