Wypraski drewna kontra gaz i węgiel

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wypraski drewna kontra gaz i węgiel"

Milena Urban
7 lat temu
Przeglądów:

1 Wypraski drewna kontra gaz i węgiel Autor: prof. zw. dr hab. inż. Włodzimierz Kotowski (Energia Gigawat - listopad 2003) STRATEGIA ROZWOJU ENERGETYKI ODNAWIALNEJ z 2001 roku uwzględnia wprowadzenie na rynek około 10 mln t/rok biomasy w okresie do 2010 roku. Tyle wynoszą obecnie roczne nadwyżki słomy, a niezagospodarowane odpady drewna z przemysłów: tartacznego, płyt drewnopochodnych, celulozowego, meblarskiego oraz stolarki budowlanej sięgają prawie 7,5 mln m sześc./r. Tę masę niezagospodarowanego drewna trzeba jeszcze powiększyć o zakładane w kraju plantacje wierzby krzewiastej (salix viminalis gigantea), sadząc ją na słabych ziemiach, których uprawa dla potrzeb przemysłu spożywczego bywa trwale nieracjonalną. W kraju osiąga się na tego typu plantacjach zbiory wierzby krzewiastej w wysokości t/ha/rok o zawilgoceniu 50-53% mas. Zbiory z ekonomicznego punktu widzenia przeprowadza się w cyklach na ogół jedno- oraz trzyletnich. Podkład korzeniowy zmienia się co lat. Dochody z uprawy wierzby krzewiastej są prawie dwukrotnie wyższe od uprawy roślin dla przemysłu spożywczego i wynoszą zł/ha/rok. Te dane, jak i analizy ekonomiczne z uprawy wierzby krzewiastej w niniejszym studium obejmują doświadczenia dr inż. Jana Wiesława Dubasa z Jeleniej Góry, zebrane w ciągu kilku lat na 45-hektarowej plantacji. Wypraski drewna (pelety) W minionym dziesięcioleciu podjęto w USA, Kanadzie i niektórych krajach europejskich (głównie w Szwecji, Niemczech, Austrii, Danii, Finlandii i Rosji) produkcję wyprasek drewna (zwanych z angielskiego pellets ). W pierwszym okresie ich produkcji stosowano jedynie trociny z rozlicznych tartaków, a obecnie przetwarza się również różnorakie drewno odpadowe oraz rośliny energetyczne, a wśród nich głównie wierzbę krzewiastą. Produkcja wyprasek z odpadów drzewnych obejmuje ich zmielenie, suszenie do 8-12% mas. wilgoci i ciśnieniowe prasowanie do wałków o średnicy 6-15 mm i długości mm. Istnieją różnorakie maszyny do wytwarzania peletów z trocin oraz wiórów, a jedną z nich ilustruje rys. 1. Właściwości fizyko-chemiczne wyprasek drzewnych ujęto tabelą

2 Tabela 1 Właściwości fizyko-chemiczne wyprasek drzewnych (Pellets) Właściwości Jednostki Ilość Średnica mm 6 15 Długość mm Gęstość nasypowa kg/m Gęstość wyprasek kg/m Zawilgocenie % mas. < 12 Zawartość siarki % mas. < 0,08 Zawartość popiołu % mas. < 1,3 Wartość opałowa MJ/kg 16,8 18,0 Zawartość chlorków % mas. < 0,03 Proces wytwarzania wyprasek drzewnych oparty jest na produkcji granulatów paszowych, co legło u podstaw szybkiego rozwoju omawianej technologii oraz niezawodności ruchu i wysokiej automatyzacji instalacji. Obecnie instalowane linie produkcyjne są obliczone na produkcję wyprasek w ilościach 1-20 t/h. Dziś Szwecja jest drugim po USA czołowym producentem wyprasek drewna na świecie. Wytwarzając ich t/rok, już dysponuje prawie dwukrotnie większymi mocami produkcyjnymi od własnego zapotrzebowania, przy czym kolejne linie wytwórcze lokuje w krajach nadbałtyckich łącznie z Rosją. Już w 2000 roku w Szwecji eksploatowano 27 instalacji produkcji wyprasek drewna o mocy 1,2 mln ton/rok. Produkcją urządzeń grzewczych, jak i adaptacją istniejących kotłowni olejowych oraz węglowych zajmuje się w Szwecji wiele firm, wśród których można wymienić: SBS/Janfire, czy JWABO-NATURENERGI. W Danii, w 2001 roku spalono ton wyprasek drewna, w Finlandii w 2000 roku wyprodukowano ich ton. Tam eksploatuje się już 230 kotłowni opalanych wypraskami, przy czym na podkreślenie zasługuje współspalanie peletów z węglem w elektrociepłowni o mocy 100 MW zakładu TURKU-ENERGIA. Koszty inwestycyjne typowej linii przetwarzania drewna do wyprasek o wydajności 3 t/h wynoszą 4,5 mln zł. Instalacja bywa eksploatowana przez 7200 godzin/rok. Koszty wyprasek z wierzby krzewiastej na instalacji o wydajności t/rok wynoszą 305,50 zł/tonę i szczegółowo ujęto je w tabeli

3 Tabela 2 Koszty produkcji wyprasek z wierzby krzewiastej na instalacji o wydajności ton/rok; zł/tonę Elementy kosztów Koszty zł/tonę Surowiec 170,00 Przetwarzanie wierzby do wyprasek 60,50 Koszty ogólno fabryczne 17,00 Amortyzacja 31,00 Płace bezpośrednie 9,50 Energia 17,50 Razem 305,50 Jeśli przyjąć cenę wyprasek z drewna w wysokości 350 zł/tonę, to widać ich konkurencyjność w odniesieniu do lekkiego oleju opałowego, węgla kamiennego i gazu ziemnego, co ujęto tabelą 3. Tabela 3 Porównanie cen wybranych nośników energii Nośnik Cena Wartość opałowa Cena jednostki energii; zł/gj Wypraski drewna 350 zł/t 17,5 GJ/t 20,00 Gaz ziemny 1,08 zł/m 3 34,6 MJ/m 3 31,50 Lekki olej opałowy 1600 zł/t 42,5 GJ/t 37,60 Węgiel 390 zł/t 27,5 GJ/t 14,20 Jak widać z powyższego zestawienia, cena jednostki energii zawartej w wypraskach wierzby krzewiastej jest prawie o połowę niższa od zawartej w lekkim oleju opałowym i nieznacznie wyższa od węgla kamiennego, który - podczas spalania - emituje pokaźne ilości dwutlenku węgla obok SO 2 oraz NO x do atmosfery. Do tego dochodzą koszty odprowadzania znacznych ilości popiołu z węgla, co w ostatecznym rachunku czyni wypraski drewna konkurencyjnymi dla nieodnawialnych nośników, którymi są węgiel, gaz ziemny i lekki olej opałowy z ropy. Szybko rosnące ceny gazu ziemnego są obecnie również niekonkurencyjne w porównaniu z jednostkową ceną energii w wypraskach drewna

4 Pelety w systemach grzewczych Mówiąc o ogrzewaniu nawet domowych ciepłowni drewnem, przeciętny ich użytkownik podświadomie widzi siebie w roli dokładającego nieomal bez przerwy mniejsze, czy większe jego kawałki (szczapy) do komory paleniskowej. Tymczasem ciepłownie, małe i duże lub elektrociepłownie, opalane wypraskami drewna są bezobsługowe. Zasobnik ich wyprasek (patrz rys. 2) jest bowiem o pojemności aż półtorasezonowego cyklu grzewczego. Najefektywniejsze są zasobniki kuliste, zakopywane w odległości do 20 metrów od komory paleniskowej kotła. Dla domowych ciepłowni można je zakopać w ogródku lub ustawić w sąsiednim pomieszczeniu kotłowni. Wypraski są dowożone autocysternami i pneumatycznie rozładowywane. Zasilanie wypraskami paleniska kotła odbywa się pneumatycznym rurociągiem próżniowym, a przy krótkich odległościach - podajnikiem ślimakowym z automatycznie regulowanymi obrotami. Dla małych ciepłowni domków jednorodzinnych, pelety można sprowadzać w 15-kilogramowych workach i wsypywać do pojemników pieca z minimalnym zapasem dla 100 godzin grzewczych. Z takiego pojemnika zasila się palenisko podajnikiem ślimakowym, co uwidacznia rys. 3. Tego typy ciepłownia pod nazwą PMX o mocach grzewczych w trzech wielkościach w granicach 5-25,9 kw, kosztuje wraz z montażem 7500 euro (ENERGIESPAREN; str. 50, 2002r., Biomasse Info-Zentrum, Universität in Stuttgart). Trzeba kombinować... Dziś, przy stale rosnących cenach wszelkich nośników energii najbardziej racjonalnym jest kombinowane ogrzewanie domku jednorodzinnego lub bloku mieszkalnego z udziałem energii słonecznej wg rys. 4. Podręczny, przykotłowy pojemnik wyprasek jest okresowo, automatycznie ładowany pneumatycznie próżniowym rurociągiem z zasobnika głównego. Z niego wypraski przetłacza się podajnikiem ślimakowym do pieca, wewnątrz którego jest wężownica. Na dachu budynku instaluje się standardowy kolektor słoneczny, który - poprzez wymiennik ciepła - ogrzewa sieć centralnego ogrzewania oraz zbiornik gorącej wody na cele gospodarczo-sanitarne. Słońce wypromieniowuje rocznie 1000 kwh energii na każdy m kw. Polski. Odpowiada to 100 litrom lekkiego oleju opałowego i dopiero ta informacja jest przekonywającą, ekonomiczną motywacją do instalowania kolektorów słonecznych na dachach domów

5 W Polsce słońce świeci rocznie w granicach godzin, a to umożliwia pokrycie zapotrzebowania na ciepło domku jednorodzinnego, aż w około 60%. Jest to znacząca pozycja w budżecie każdej rodziny. Automatyczny regulator steruje systemem grzewczym budynku przez kolektor słoneczny oraz kotłownię zasilaną wypraskami drewna. Zbiornik wody gorącej jest równocześnie buforem ciepła, tak dla ogrzewania budynku, jak i zmiennego w czasie odbioru wody na cele gospodarczo-sanitarne. Zaprezentowany system grzewczy spełniający zasady ogrzewania pasywnego należy do wysoce oszczędnych i tu tkwi siła napędowa szybkiego rozwoju produkcji wyprasek drzewnych w Europie, USA i Kanadzie. Z tym wiąże się również rozwój wierzby krzewiastej na terenach rolniczych, przyczyniając się do zagospodarowywania odłogów, których powierzchnia w Polsce szacowana jest na 2,5 mln ha

Podobne dokumenty

Niemcy postawili na pelety

Niemcy postawili na pelety Autor: prof. zw. dr hab. inŝ. Włodzimierz Kotowski ( Energia Gigawat nr 10/2008) śaden rodzaj spośród odnawialnych źródeł energii nie osiągnął w ostatnich kilku latach tak pokaźnej