ENERGII ZE ŹRÓDEŁ ODNAWIALNYCH

Transkrypt

1 Centum Innowcji Technologicznych - negi INSTYTUTU CHMICZNJ PRZRÓBKI WĘGLA Zbze, ul. Zmkow 1 tel: 32/ fx: 32/ e-mil: office@ichpw.zbze.pl PROPOZYCJ PROCDUR ROZLICZANIA NRGII Z ŹRÓDŁ ODNAWIALNYCH (tzw. ZILONJ NRGII ) Akonim PRZ Pzewodnik metodyczny Tom I wesj z dni (nulowć popzednie wesje) Dyekto IChPW d inż. Mek Ściążko Zbze, lipiec 2004

2 Autozy: INSTYTUT CHMICZNJ PRZRÓBKI WĘGLA D inż. Mek ŚCIĄŻKO kieownik pcy D inż. Josłw ZUWAŁA D inż. Gżyn GŁADYCH-WINNICKA D inż. Alfed TRAMR Mg inż. Stnisłw CILCKI Mg inż. Tomsz ZAGÓRSKI KOMITT TCHNICZNY TOWARZYSTWA GOSPODARCZGO POLSKI LKTROWNI Mg inż. Igo GRLA Pzewodniczący Mg inż. Fnciszek PCHŁKA (TGP) Mg inż. Wldem OSTROWSKI (PK) Mg inż. Ryszd WYSOCKI (ZDO) Mg inż. Czesłw SIWK (ZL PAK) Mg inż. Wiesłw GUT (ZO) Mg inż. Mek OLKSAK (l. Kozienice) Mg inż. Diusz SOLARCZYK (l. Opole) Mg inż. Mek FROHLICH (l.rybnik) Mg inż. Jnusz GŁAZ (l. Stlow Wol) Mg inż. Tomsz ŁATA (l. Skwin) Mg inż. Jn KUSY (l. Tuów) Otzymują: Zmwijący (TGP) IChPW 3 egz. 2 egz. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 2

3 SPIS TRŚCI 1. WPROWADZNI 5 2. PODSTAWA RALIZACJI PRACY 9 3. CL I ZAKRS OPRACOWANIA 9 4. MOŻLIWOŚCI KLASYFIKACJI I STANDARYZACJI BIOMASY JAKO SUROWCA NRGTYCZNGO Bioms i odpdy definicje, obowiązujące podstwy pwne Pliw odnwilne oz ltentywne w podzile głównym pliw wykozystywnych w enegetyce Podził pliw odnwilnych i ltentywnych ze względu n pzygotownie Koncepcj systemu podziłu i klsyfikcji pliw odnwilnych Poponowny system pmetyzcji pliw Miesznki pliwowe węgiel/bioms Chkteystyk wybnych gup pliw stosownych w enegetyce kytei podziłu szczegółowego STANDARYZACJA BADAŃ WŁAŚCIWOŚCI BIOMASY DLA CLÓW NRGTYCZNYCH Podstwy opcowni pocedu bdwczych włściwości biomsy Addytywność pmetów jkościowych miesznek pliwowych węgiel-bioms WARIANTOW UKŁADY WYTWARZANIA NRGII LKTRYCZNJ I CIPŁA DFINICJ I ALGORYTMY OBLICZNIOW Źódło enegetyczne wykozystujący wyłącznie pliw odnwilne Ukłd hybydowy Ukłd szeegowy Ukłd ze współsplniem Ukłd mieszny Metodyk wyznczni ilości pliw splnych w jednostkch wytwóczych 47 Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 3

4 6.7 Algoytm szcowni ceny biomsy lektownie szczytowo-pompowe i elektownie pzepływowe z członem pompowym lektownie szczytowo-pompowe i pzepływowe z ukłdem pompowym pzy zkupie enegii elektycznej z udziłem enegii odnwilnej z sieci lektownie szczytowo-pompowe i pzepływowe z ukłdem pompowym pzy wyspecyfikowniu ilości enegii odnwilnej do pzetwozeni lektownie szczytowo-pompowe i pzepływowe z ukłdem pompowym pzy bezpośednim zkupie enegii elektycznej z odnwilnego źódł enegii pzy bku możliwości (wunki pcy sieci, poziom zpotzebowni) spzedży enegii lektownie wodne pzepływowe z ukłdem pompowym SPÓJNOŚĆ SYSTMU DOKUMNTOWANIA PRODUKCJI NRGII LKTRYCZNJ WYTWARZANJ Z ODNAWIALNYCH ZASOBÓW NRGII Z USTAWODAWSTWM U Definicje Rzetelność systemu oceny zużyci pliw odnwilnych i emisji CO Spójność systemu dokumentowni pochodzeni enegii i systemu hndlu upwnienimi do emisji CO PROPOZYCJA RAPORTU SYNTTYCZNGO PRZYKŁADY OBLICZNIOW Ukłd ze współsplniem Ukłd hybydowy SŁOWNIK NIKTÓRYCH TRMINÓW I POJĘĆ STOSOWANYCH W PRACY 74 Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 4

5 1. Wpowdzenie Ustw Pwo enegetyczne 1 stnowi zbió podstwowych uegulowń pwnych dotyczących enegii wytwznej w odnwilnych źódłch enegii 2. Z dniem 1 styczni ulegnie zminie część ustwowych uegulowń pwnych powołnych wyżej w związku z kolejną nowelizcją ustwy Pwo enegetyczne 3. Nowelizcj ustwy dostosowuje pwo do wymgń dyektywy 2001/77/W z dni 27 wześni w spwie wspieni podukcji n ynku wewnętznym enegii elektycznej wytwznej ze źódeł odnwilnych oz częściowo do wymgń dyektywy 2003/54/W z dni 26 czewc dotyczącej wspólnych zsd ynku wewnętznego enegii elektycznej i uchyljącej dyektywę 96/92/W. Po nowelizcji wpowdzonej Ustwą z dni 2 kwietni o zminie Ustwy Pwo enegetyczne i Pwo Ochony Śodowisk, Ustwodwc zpismi t. 9 nkłd n pzedsiębiostw enegetyczne obowiązek zkupu enegii elektycznej i ciepł wytwznych w odnwilnych źódłch enegii 4, w szczególności: pzedsiębiostw enegetyczne zjmujące się wytwzniem enegii elektycznej lub jej obotem i spzedjące tę enegię odbiocom, któzy dokonują jej zkupu n włsne potzeby n teytoium RP są obowiązne w zkesie okeślonym w pzepisch wydnych n podstwie ust. 6, do: zkupu enegii elektycznej wytwozonej w odnwilnych źódłch enegii lub wytwozeni enegii elektycznej we włsnych odnwilnych źódłch znjdujących się n teenie RP i pzyłączonych do sieci. 1 Ustw z dni 10 kwietni Pwo enegetyczne (Dz. U. z N 153, poz i N 203, poz oz z N 29, poz. 257, N 34, poz. 293, N 91, poz. 875 i N 96, poz. 959) 2 Zgodnie z definicją podną w Słowniku niektóych teminów i pojęć stosownych w pcy zwtym w końcowej części pcy. W celu uniknięci niespójności i oz z zmiem wpowdzeni jednozncznych okeśleń poponuje się wykozystnie w nowelizownym Rozpoządzeniu MG okeśleń i pojęć używnych w niniejszej pcy. Postuluje się dopowdzenie do zgodności definicji związnych z enegią odnwilną z definicjmi zwtymi w dyektywie 2001/77/W i w konsekwencji do koekty pojęć związnych z tymi definicjmi we wszystkich polskich ktch pwnych. Dyektyw 2001/77/W definiuje pojęci: źódło enegii odnwilnej oz enegi elektyczn wytwzn w źódłch enegii odnwilnej. 3 Ustw z dni 2 kwietni o zminie ustwy Pwo enegetyczne oz ustwy Pwo ochony śodowisk (Dz. U. z N 91, poz. 875), weszł w życie z dniem 1 mj 2004., zmieni bzmienie t. 9, 9c, 56 (te zminy wchodzą w życie z dniem 1 styczni 2005.), dodje t. 9e i 9f oz zmieni bzmienie t. 19, 20, 23, 24, 31, 32 i 34 ustwy Pwo enegetyczne. 4 Również pzed nowelizcją z dni 24 lipc (Dz. U. z N. 135 poz. 1144) ustw Pwo enegetyczne nie zwieł zpisów zwtych obecnie w t. 9, jedynie delegcję do wydni pzez minist włściwego do spw gospodki ozpoządzeni nkłdjącego obowiązek zkupu enegii elektycznej i ciepł ze źódeł niekonwencjonlnych i odnwilnych n pzedsiębiostw enegetyczne zjmujące się obotem lub pzesyłniem i dystybucją enegii elektycznej lub ciepł niekonwencjonlnych i odnwilnych n pzedsiębiostw enegetyczne zjmujące się obotem lub pzesyłniem i dystybucją enegii elektycznej lub ciepł. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 5

6 pzedsiębiostw enegetyczne zjmujące się pzesyłniem lub dystybucją enegii elektycznej, do któego sieci są pzyłączone odnwilne źódł enegii, są zobowiązne do odbiou cłej ilości enegii elektycznej wytwozonej w tych źódłch, objętej zgłoszonymi do tego pzedsiębiostw pzez wytwócę tej enegii umowmi spzedży, pzedsiębiostw enegetyczne zjmujące się obotem ciepłem i spzedjące to ciepło, są obowiązne w zkesie okeślonym w pzepisch wydnych n podstwie ust. 6 do zkupu ofeownego ciepł wytwznego w pzyłączonych do sieci odnwilnych źódłch enegii znjdujących się n teenie RP w ilości nie większej niż zpotzebownie odbioców tego pzedsiębiostw pzyłączonych do tej sieci, do któej pzyłączone są odnwilne źódł enegii. Wpowdzono ztem ustwowe ogniczenie obowiązku zkupu ciepł do wysokości wyznczonej pzez potzeby odbioców. Z uwgi n specyfikę sekto ciepłowniczego obowiązek zostł nłożony n pzedsiębiostw enegetyczne jednocześnie powdzące hndel ciepłem i świdczące usługi w zkesie jego obotu. Jednocześnie t. 9 w ust. 6 znowelizownej ustwy zwie delegcję do wydni ozpoządzeni pzez minist włściwego do spw gospodki, okeśljącego szczegółowy zkes obowiązków zkupu enegii ze źódeł odnwilnych pzez wymienione wyżej pzedsiębiostw 5 (ozpoządzenie dotyczy ównież enegii elektycznej wytwznej w skojzeniu z wytwzniem ciepł, któ podleg obowiązkowi zkupu n zsdch opisnych w ozpoządzeniu). Powołne ozpoządzenie zwie tkże uegulowni dotyczące enegii powstjącej ze współsplni pliw konwencjonlnych oz odnwilnych. Nleży wspomnieć o pzyjętej we wześniu 2000 oku sttegii ozwoju enegetyki odnwilnej, któ zkłd, iż udził enegii elektycznej pochodzącej z odnwilnych zsobów enegii w zużyciu enegii piewotnej powinien wzosnąć do 7,5% w oku 2010 i ok. 14% w oku Zpisy te zgodne są z dyektywmi Unii uopejskiej pzewidującymi szybki wzost udziłu enegii odnwilnej w wytwzniu enegii elektycznej (śednio do 22% w w dotychczsowych kjch Wspólnoty). 5 Rozpoządzenie Minist Gospodki, Pcy i Polityki Społecznej z dni 30 mj w spwie szczegółowego zkesu obowiązku zkupu enegii elektycznej i ciepł z odnwilnych źódeł enegii oz enegii elektycznej wytwznej w skojzeniu z wytwzniem ciepł (Dz. U. z N 104 poz. 971), zwne dlej ozpoządzeniem o zkesie obowiązku zkupu. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 6

7 W pzypdku wykozystywni w tej smej jednostce wytwóczej tkże innych nośników enegii piewotnej (np. węgl), tk jednostk nie jest w cłości odnwilnym źódłem enegii, jedynie w części odpowidjącej udziłowi enegii chemicznej biomsy/biogzu w cłkowitym wolumenie zużyci enegii chemicznej w jednostce. Ozncz to możliwość zliczeni części powstłej w pocesie współsplni enegii jko wytwznej z odnwilnych zsobów enegii. Wto ndmienić, iż złożony udził pocentowy enegii elektycznej z odnwilnych zsobów jest możliwy do osiągnięci głównie pzy złożeniu, że enegi elektyczn powstjąc we współsplniu biomsy i pliw konwencjonlnych zliczn jest do enegii powstjącej z odnwilnych zsobów enegii. W obowiązującym ozpoządzeniu o zkesie obowiązku zkupu ( 6 i 7) wyszczególnione są te sytucje, w któych obowiązek zkupu enegii elektycznej i ciepł wytwznych z odnwilnych źódeł enegii uznje się z spełniony. M to miejsce wtedy, gdy: 1. udził ilościowy zkupionej enegii elektycznej z odnwilnych źódeł enegii lub wytwozonej we włsnych odnwilnych źódłch enegii i spzednej odbiocom dokonującym zkupu enegii elektycznej n włsne potzeby, w wykonnej cłkowitej ocznej spzedży enegii elektycznej pzez dne pzedsiębiostwo enegetyczne tym odbiocom, wynosi nie mniej niż 2,65% w 2003., 2,85% w 2004., 3,1% w 2005., 3,6% w 2006., 4,2% w 2007., 5,0% w 2008., 6,0% w 2009., 7,5% w , ntomist; 2. ofeowne do spzedży ciepło, wytwozone z odnwilnego źódł enegii, zkupiono w ilości, w jkiej je ofeowno lub ównej łącznej ilości spzednego ciepł odbiocom, któzy kupują od dnego pzedsiębiostw enegetycznego ciepło pzesyłne dną siecią ciepłowniczą, do któej jest pzyłączone odnwilne źódło enegii 5. Nleży zwócić szczególną uwgę n fkt, iż w uzsdnieniu do pzywołnej powyżej nowelizcji ustwy Pwo enegetyczne (ocen skutków egulcji) złożono, że wytwozenie enegii elektycznej ze źódeł odnwilnych może skutkowć podwyższeniem jej ceny śednio o 100 zł/mwh. Z uwgi n tk znczącą óżnicę pomiędzy ceną enegii elektycznej odnwilnej i ceną enegii elektycznej wytwozonej w pocesie splni pliw konwencjonlnych (węgl) Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 7

8 odzą się powżne obwy dotyczące możliwości nieuzsdnionego zkwlifikowni enegii pochodzącej z pliw konwencjonlnych do wytwozonej z pliw odnwilnych. Opócz nieuzsdnionego uzyskiwni zwiększonych pzychodów, fkt tki utudniłby spzedż pwdziwej enegii odnwilnej (zwiększenie konkuencyjności). Nstępstwem opisnej sytucji mógłby być sttystyczny wzost podukcji enegii elektycznej z pliw odnwilnych, podczs gdy w zeczywistości byłby to enegi z pliw konwencjonlnych. Opócz bku oczekiwnych pozytywnych skutków społecznych i ekologicznych sytucj tk mogłoby dopowdzić do wzostu cen enegii elektycznej. Szczególnie, ztem istotn stje się konieczność opcowni szczelnych i spójnych pocedu ozliczni enegii pochodzącej z odnwilnych zsobów enegii. Opcownie popozycji pocedu ozliczni enegii pochodzącej z enegetycznego pzetwzni zsobów enegii odnwilnej jest pzedmiotem niniejszej pcy. Szczegółowe wymgni techniczno-technologiczne i pocesowe dl konketnego odnwilnego źódł enegii będą ujęte w dokumentcji cetyfikującej stnowiącej złącznik do wniosku i podstwę wydni koncesji n podukcję enegii z odnwilnych zsobów. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 8

9 2. Podstw elizcji pcy Niniejsze opcownie zostło wykonne n podstwie Umowy N 3.10/2004 z dni pomiędzy Towzystwem Gospodczym Polskie lektownie w Wszwie Instytutem Chemicznej Pzeóbki Węgl w Zbzu. 3. Cel i zkes opcowni Celem niniejszej pcy jest opcownie popozycji pocedu ozliczni enegii pochodzącej ze źódeł odnwilnych. Opcownie skłd się z 10 ozdziłów, pzy czym zkes pcy obejmuje elizcję zdń cząstkowych, zgodnych z pzedstwionym poniżej hmonogmem pc zwtym złączniku do Umowy N 3.10/2004 z dni , etp I): opcownie nlizy klsyfikcyjnej stosownych w enegetyce pliw odnwilnych wz z ich chkteystyką, stwozenie pocedu ozliczni ilości enegii pochodzącej ze źódeł odnwilnych dl poducentów enegii elektycznej i ciepł, w tym: zdefiniownie możliwych konfigucji (wintów technicznych) pcy jednostek wytwóczych zsilnych pliwmi odnwilnymi, opcownie lgoytmów obliczeniowych dl okeśleni ilości podukownej enegii odnwilnej, stndyzcj pocedu nlitycznych dl bdń lbotoyjnych (w zkesie niezbędnym oz uzupełnijącym), wynikjących ze stwozonych pocedu, opcownie wytycznych służących spoządzeniu potu syntetycznego pzekzywnego UR. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 9

10 4. Możliwości klsyfikcji i stndyzcji biomsy jko suowc enegetycznego Spośód odnwilnych zsobów enegii, dojzłe technologie umożliwijące elizcję pojektów enegetycznych n sklę pzemysłową dominują głównie dl biomsy. We wszystkich kjch ozwiniętych obsewuje się politykę pomującą wdżnie tkich technologii, część z nich pzystąpiło już do zmin egulcji pwnych lub też wpowdziło system zchęt i gwncji dl poducentów enegii z zsobów odnwilnych. Bioms może być pozyskiwn z obszów leśnych, upw oślin enegetycznych i odzyskiwn wtónie z odpdów pochodzeni pzemysłowego i komunlnego. W osttnim czsie duży ncisk skieowny jest n zwiększnie pozyskni i enegetycznego wykozystni szeokiej gmy pliw n bzie biomsy. Mteiły tkie jk: ośliny z upw enegetycznych, dewnopochodne odpdy pzemysłowe, segegowne odpdy komunlne i odpdy z pzetwóstw olniczego wykozystywne są do pzetwóstw enegetycznego w postci czystej, bądź do twozeni óżnego typu miesznek pliwowych. 4.1 Bioms i odpdy definicje, obowiązujące podstwy pwne Jko dl potzeb OZ pzyjęto nstępującą definicję biomsy (wg podstwy pwnej: Dyektyw 2001/77/C z w spwie wspieni podukcji n ynku wewnętznym enegii elektycznej wytwznej ze źódeł odnwilnych ): Temin bioms ozncz podtne n ozkłd biologiczny fkcje poduktów, odpdy i pozostłości z pzemysłu olnego (łącznie z substncjmi oślinnymi i zwiezęcymi), leśnictw i związnych z nim głęzi gospodki, jk ównież podtne n ozkłd biologiczny fkcje odpdów pzemysłowych i miejskich. W Dyektywie 2001/80/C z limittion of emissions of cetin pollutnts into the i fom lge combustion plnts tnsponownej Rozpoządzeniem Minist Śodowisk z dni w spwie stnddów emisyjnych z instlcji (Dz.U. 1584/163/2003) ujęto nstępującą definicję biomsy: Pliwem jest ównież bioms ozumin jko podukty skłdjące się w cłości lub w części z substncji oślinnych pochodzących z olnictw lub leśnictw używne w celu odzyskni zwtej w nich enegii oz nstępujące odpdy: 1) oślinne z olnictw i leśnictw; Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 10

11 2) oślinne z pzemysłu pzetwóstw spożywczego, jeżeli odzyskuje się wytwzną enegię cieplną; 3) włókniste, oślinne z pocesu podukcji piewotnej msy celulozowej i z pocesu podukcji ppieu z msy, jeżeli odpdy te są splne w miejscu podukcji, wytwzn enegi ciepln jest odzyskiwn; 4) koek; 5) dewno, z wyjątkiem dewn znieczyszczonego impegntmi i powłokmi ochonnymi, któe mogę zwieć związki chloowco-ogniczne lub metle ciężkie, oz dewn pochodzącego z odpdów budowlnych lub z ozbióki. Rozpoządzenie Minist Gospodki z dni w spwie odzjów odpdów innych niż niebezpieczne oz odzjów instlcji i uządzeń, w któych dopuszcz się ich temiczne pzeksztłcnie (Dz.U. 176/18/2002) okeśl ktegoie odpdów dopuszczone do temicznego pzeksztłcni oz instlcje, w któych pzeksztłcnie jest dopuszczlne. W ozpoządzeniu ujęto m.in. odpdy z pzemysłu dzewnego, odpdy pochodzeni zwiezęcego i szlmy z oczyszczlni ścieków oz dopuszczono ich wykozystnie w kotłch enegetycznych. Ntomist pliw ltentywne (w opciu o Rozpoządzenie Minist Gospodki z dni zmienijące ozpoządzenie w spwie odzjów odpdów innych niż niebezpieczne oz odzjów instlcji i uządzeń, w któych dopuszcz się ich temiczne pzeksztłcnie -Dz.U. 1877/192/2003) możn zdefiniowć nstępująco: pliwem ltentywnym nzywne są: odpdy plne, ozdobnione, o jednoodnym stopniu wymieszni, powstłe w wyniku zmieszni odpdów innych niż niebezpieczne, z udziłem lub bez udziłu pliw stłego, ciekłego lub biomsy, któe w wyniku pzeksztłceni temicznego nie powodują pzekoczeni poziomów emisji substncji znieczyszczjących okeślonych w Rozpoządzeniu Minist Śodowisk z dni w spwie stnddów emisyjnych z instlcji (Dz.U. 1584/163/2003), odnoszących się do współsplni odpdów W niniejszej pcy dl celów stndyzcji i klsyfikcji pliw wywodzących się z biomsy wpowdzono nstępujący podził: bioms piewotn bioms pochodzeni oślinnego podlegjąc bezpośedniemu pzetwzniu n enegię głównie pochodząc z upw enegetycznych biomsy sklsyfikown obecnie jko pliwo ntulne oz wszelkie inne postcie biomsy powstjące jko Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 11

12 bioms wtón podukty uboczne z óżnych pocesów (np. pyły lub wióy z obóbki dewn) nie wpływjących n zsdnicze zminy jej włściwości fizykochemicznych w stosunku do postci piewotnej. bioms sklsyfikown obecnie jko odpdy skłdjące się w cłości lub części z substncji oślinnych pochodzące z óżnych głęzi pzemysłu (jk ównież z gospodki komunlnej), któej włściwości fizykochemiczne w wyniku dziłni óżnych czynników uległy zminie w stosunku do postci piewotnej, klsyfikowne wg Rozpoządzeni Minist Gospodki z dni w spwie odzjów odpdów innych niż niebezpieczne oz odzjów instlcji i uządzeń, w któych dopuszcz się ich temiczne pzeksztłcnie (Dz.U. 176/18/2002) jko ndjące się do wykozystni w celch enegetycznych. 4.2 Pliw odnwilne oz ltentywne w podzile głównym pliw wykozystywnych w enegetyce N Rys. 1 pzedstwiono podził pliw stosownych w celch enegetycznych, pzepowdzony w opciu o obowiązujące pzepisy. Pliw dl celów enegetycznych Ntulne Pliw gzowe i ciekłe z pzetwóstw biomsy i odpdów Altentywne Konwencjonlne Bioms piewotn Pliw z odpdów komunlnych Pliw z odpdów pzemysłowych Odpdy z olnictw oz pzetwóstw mięsnego i oślinnego Węgiel Dewno RDF Pzemysłowe osdy ściekowe Mączki kostne Rop i pochodne Słom Biogz Dewno odpdowe Odpdow tknk zwiezęc Gz ziemny Twy Osdy ściekowe Inne Osdy i wytłoki Gz z odmetnowni koplń Tociny Inne Inne Inne Inne Rys. 1 Podził klsyfikcyjny pliw dl celów enegetycznych Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 12

13 Wg powyższego podziłu, w świetle obowiązujących egulcji pwnych jko pliw odnwilne możn obecnie uznć pliw pochodzące z biomsy mieszczące się w tzech głównych gupch: bioms piewotn pliw pochodzące z plntcji enegetycznych, odpdy pochodzące z pzemysłu dzewnego, olnictw, gospodki leśnej, zieleni miejskiej itp., bioms wtón do tej gupy zliczono biomsę sklsyfikowną obecnie jko odpdy z óżnych głęzi pzemysłu oz z gospodki komunlnej dopuszczone do stosowni w celch enegetycznych (np. odpdy z pzemysłu celulozowoppieniczego). Bioms wtón nleży do gupy pliw ltentywnych. Do biomsy wtónej nleżącej do gupy pliw ltentywnych zliczyć możn m.in. dewno odpdowe i osdy ściekowe pochodzeni komunlnego czy pzemysłowego, podukty płynne z pzetwzni biomsy (np. metnol, etnol, gzy piolityczne) oz biogz. W ujęciu sugeownej definicji biomsy oz w spekcie podejmownych już pzez niektóych poducentów enegii elektycznej i/lub ciepł pób dotyczących enegetycznego wykozystni osdów ściekowych, mączki kostnej oz pliw typu RDF (ng. efuse deived fuel) wysegegownych z odpdów komunlnych istotne jest, by niniejsze opcownie zwieło ównież infomcję o pliwch tego odzju: mączk kostn do celów enegetycznych W ujęciu Rozpoządzeni Minist Gospodki z dni w spwie odzjów odpdów innych niż niebezpieczne oz odzjów instlcji i uządzeń, w któych dopuszcz się ich temiczne pzeksztłcnie (Dz.U. 176/18/2002) oz Rozpoządzeni Minist Gospodki z dni zmienijące ozpoządzenie w spwie odzjów odpdów innych niż niebezpieczne oz odzjów instlcji i uządzeń, w któych dopuszcz się ich temiczne pzeksztłcnie (Dz.U. 1877/192/2003) dopuszczono mączkę kostną klsyfikowną jko odpd o kodzie (nie wykzujący włściwości niebezpiecznych) do temicznego pzetwzni w instlcjch enegetycznych. RDF Pzetwozone mechnicznie fkcje stłych odpdów komunlnych (tzw. RDF) zostły dopuszczone Rozpoządzeniem Minist Gospodki z dni w spwie Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 13

14 odzjów odpdów innych niż niebezpieczne oz odzjów instlcji i uządzeń, w któych dopuszcz się ich temiczne pzeksztłcnie (Dz.U. 176/18/2002) do zstosowni jko pliwo w instlcjch enegetycznych i sklsyfikowne pod kodem W niniejszej pcy poponuje się ujęcie w gupie pliw odnwilnych pochodzeni biomsowego wyselekcjonownych, biodegdowlnych fkcji RDF. osdy ściekowe Rozpoządzenie Minist Gospodki z dni w spwie odzjów odpdów innych niż niebezpieczne oz odzjów instlcji i uządzeń, w któych dopuszcz się ich temiczne pzeksztłcnie (Dz.U. 176/18/2002) okeśl szlmy i osdy ściekowe z wielu głęzi pzemysłu jko odpdy dopuszczone do temicznego pzeksztłcni w instlcjch enegetycznych. 4.3 Podził pliw odnwilnych i ltentywnych ze względu n pzygotownie Ze względu n sposób pzygotowni pliw odnwilnych możn dokonć ich podziłu n: pliw stłe: kompktowne to wszelkiego odzju pliw fomowne tkie jk bloty tkże pelety, bykiety itp. wytwozone w pocesie obóbki z użyciem wysokiego ciśnieni: z użyciem lepiszczy, bez użyci lepiszczy. pzetwozone to wszelkiego odzju zębki i bele wytwozone dogą pzeóbki mechnicznej bez udziłu lepiszczy, niepzetwozone to wszelkiego odzju głęzie, kłody itp. pliw ciekłe, pliw gzowe. Bioms niepzetwozon to m.in.: dewno opłowe (długość > 150 mm), oz wszelkiego odzju kłody, głęzie itp. w postci nieozdobnionej. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 14

15 Do pliw kompktownych zliczyć możn: pelety (pellety). Jest to pliwo z suchego ozdobnionego dewn, głównie z tocin i wióów spsownych pod wpływem wysokiego ciśnieni. Pelety mją z eguły fomę wlc o wymich: długość 5-40 mm, śednic 8 12 mm, wilgoć <12% (pzewżnie około 10%), bykiety. Jest to pliwo z suchego ozdobnionego dewn, głównie z tocin i wióów spsownych pod wpływem wysokiego ciśnieni. Bykiet m fomę postopdłościenną, poduszkowtą lub wlcową o nstępujących wymich chkteystycznych: długość cm, śednic mm, wilgoć <15% (pzewżnie około 10%). bloty postopdłościenne psowne. Są to zzwyczj postopdłościenne młe bloty słomy o wymich podstwy (40 60)x40cm lub (60 70)x80cm i długości do 1,5m. Wg tkiego blotu wynosi od 8-12kg. Nowoczesne psy umożliwiją podukcję blotów postopdłościennych o ciężze powyżej 400 kg/m 3. bloty cylindyczne. Są to bloty ze słomy o pzekoju okągłym, o śednicy od 1,2 do 1,7m i ciężze kg, długość 1,2 m. Do gupy pliw pzetwozonych zliczyć możn: zębki. Jest to ozdobnione dewno w postci włókien, dłuższych dobin wióów i ozdobnionych kwłków. Zębki otzymuje się z większych kwłków dewn lub bezpośednio np. podczs tzebieni dzewostnów. Zębki są ównież podukowne z obcinnych wiezchołków dzew oz innych pozostłości po wyębch. Zębki dzewne z ttków są poduktem ubocznym obbini kłód. Pondto, zębki wiezbowe są podukowne n szybko osnących plntcjch upwinych n teench olnych. Zębki w zleżności od technologii i mteiłu mogą się óżnić wizulnie. Jko wymi chkteystyczny zębków pzyjmuje się długość 5 50 mm, zębki mogą być ównież otzymywne z obóbki dzew o śednicy do 150mm. wióy i tociny. Uboczny podukt obóbki mechnicznej dewn, pzewżnie ich długość nie pzekcz 10 mm pyły i mączki. Cechują się zstępczą śednicą cząstek < 2mm, zzwyczj pochodzą z mechnicznej obóbki dewn. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 15

16 Tblic 1 Zestwienie spotyknych włściwości fizycznych óżnych fom biomsowych pliw stłych stosownych w enegetyce Bioms stł Wymi(y) chkt. Gęstość nsypow s.m. Śednic mm mm kg/m 3 Niepzetwozon dewno opłowe pozostłe > Pzetwozon zębki wióy tociny pyły Kompktown pelety bykiety bloty Koncepcj systemu podziłu i klsyfikcji pliw odnwilnych O ile system klsyfikcji odpdów (w tym odpdów tktownych jko pliw odnwilne) jest zgubnie usystemtyzowny w złączniku do Rozpoządzeni Minist Gospodki z dni w spwie odzjów odpdów innych niż niebezpieczne oz odzjów instlcji i uządzeń, w któych dopuszcz się ich temiczne pzeksztłcnie (Dz.U. 176/18/2002), o tyle pliw odnwilne z gupy biomsy piewotnej nie zostły usystemtyzowne. Obecnie w kilku kjch (m.in. w Holndii) twją pce nd systemem stndyzcji biomsy dl celów enegetycznych. Ze względu n specyficzne wunki i ozpiętość dostępnych typów pliw odnwilnych w poszczególnych kjch, ich włściwości mogą się zncznie óżnić. Bioąc pod uwgę obowiązujące już loklne uwunkowni pwne, wskzne jest stwozenie kjowego systemu klsyfikcji i stndyzcji pliw odnwilnych, któy winien być systemtycznie dopsowywny do stnddów obowiązujących w innych kjch, jeżeli tkowe powstną. Kompletny system klsyfikcji i stndyzcji biomsy powinien obejmowć: Gupy główne i podgupy pliw, stwozone n podstwie podstwowego i pomocniczych podziłów. Klsyfikcj pliw jko nleżącego do dnej gupy powinn odbywć się popzez poównnie jego włściwości fizycznych i fizykochemicznych do pzedziłu wtości wzocowych w bzie dnych pmetów poszczególnych pliw. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 16

17 Bzy dnych typowych (wzocowych) pmetów pliw odnwilnych poszczególnych gup. 4.5 Poponowny system pmetyzcji pliw System pmetyzcji pliw (w postci bzy dnych typowych zkesów włściwości pliw) powinien skłdć się z tzech części obejmujących swym zkesem: podstwowe włściwości fizyczne pliw, wymi (wymiy) chkteystyczne, gęstość nsypow, podstwową chkteystykę pliw, wilgoć cłkowit w stnie oboczym (W t ), zwtość popiołu w stnie oboczym (A ), wtość opłow w stnie oboczym (Q i ) ozszezoną chkteystykę pliw, zwtość siki cłkowitej w stnie nlitycznym (S t ), zwtość węgl w stnie nlitycznym (C ), zwtość wodou w stnie nlitycznym (H ), zwtość zotu w stnie nlitycznym (N ). Pzedstwiony n ysunku 2 schemt blokowy lgoytmu klsyfikcji pliw według gup i podgup ilustuje metodykę podejści do klsyfikcji pliw odnwilnych i ltentywnych. Poponuje się jednoznczne sklsyfikownie pliw według tójczłonowego kodu. W zpoponownym systemie tójczłonowy kod deteminuje pzedziłowo włściwości pliw. Piewszy człon okeśl pochodzenie pliw (dwucyfow liczb AA), dugi z kolei okeśl gupę włściwości fizycznych pliw (dwucyfow liczb BB). Tzeci człon (dwucyfow liczb CC) chkteyzuje odzj pliw. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 17

18 PALIWO PODZIAŁ PIRWOTNY: (AA) - bioms piewotn (10), - bioms wtón ( ), - podukty ciekłe i gzowe z pzetwóstw biomsy,biogz ( ), - odpdy zwiezęce (np. mączki), - odpdy pzemysłowe ( ), - inne (np. RDF) ( ). PODZIAŁ WTÓRNY: (BB) - kompktowne ( ), - niepzetwozone ( ), - pzetwozone (34), - ciekłe ( ), - gzowe ( ), (włściwości fizyczne ktegoyzcj wg pzedziłów wtości) WŁAŚCIWOŚCI PALIWA: - włściwości fizyczne - nliz techniczn - nliz elementn - skłd popiołu (?) - n w systemie klsyfikcji (np. AA BB CC) Wtość opłow (Q i ) PODZIAŁ SZCZGÓŁOWY: (CC) - dewno iglste ( ), - dewno liściste (23), - osdy ściekowe ( ), - mączki kostne ( ), - słom ( ), - koy( ), - inne. (chkteystyk pliw, ktegoyzcj wg pzedziłów wtości pmetów pliw) Rys. 2 Poponowny system kwlifikcji pliw do gup i podgup n podstwie opisnych podziłów Dl pzykłdu zębki wiezby enegetycznej oznczne byłyby kodem np gdzie znczenie poszczególnych członów kodu byłoby nstępujące: 10 bioms piewotn z plntcji enegetycznych, 34 pliwo pzetwozone mechnicznie zębki (o wymich i gęstości nsypowej mieszczących się w odpowiednich pzedziłch dl tej gupy pliw), 23 dewno pochodzące z dzew liścistych (włściwości tego pliw mieszczą się w okeślonych dl tego typu pzedziłch). Pzy tkim sposobie klsyfikcji, uposzczony system identyfikcji konketnego pliw wyglądłby nstępująco: kod pliw (AA BB CC)+ wtość opłow (Q i ), czyli w Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 18

19 pzypdku zębków wiezby enegetycznej o wtości opłowej 14MJ/kg oznczenie pliw wyglądłby nstępująco: (14). W pzypdku kceptcji zpoponownego systemu klsyfikcji pzez użytkowników i poducentów biomsy zlec się opcownie szczegółowej klsyfikcji, istotnej ze względów hndlowych i technologicznych. 4.6 Miesznki pliwowe węgiel/bioms Pzy współsplniu w dużych instlcjch enegetycznych stosuje się często miesznki węgl z biomsą. Bzując n pzepowdzonych w IChPW bdnich, mjących n celu okeślenie ddytywności pmetów jkościowych miesznek pliwowych węgiel bioms i potwiedzjących tezę, że wtości podstwowych ich pmetów podlegją pwu ddytywności, możn stwozyć stosunkowo posty system stndyzcji tych miesznek. pwu ddytywności podleg wtość podstwowych pmetów pliw okeśljąc ich pzydtność enegetyczną. Pmetmi tkimi są: zwtość wilgoci cłkowitej, zwtość popiołu, zwtość części lotnych, ciepło splni oz obliczn wtość opłow, zwtość siki cłkowitej, zwtość węgl, wodou i zotu. pzy zchowniu odpowiednich pocedu istnieje możliwość pzygotowni stosunkowo jednoodnej miesznki pliwowej w wunkch pzemysłowych, pmety okeśljące zchownie się popiołów (szczególnie tempetuy chkteystyczne) nie podlegją pwu ddytywności. 4.7 Chkteystyk wybnych gup pliw stosownych w enegetyce kytei podziłu szczegółowego W tblicch 2 8 zwto wyniki bdń nlitycznych wykonnych dl wybnych pliw sklsyfikownych według podziłu pzedstwionego n Rys. 1. Symbole pmetów jkościowych węgl i biomsy są zgodne z nomą PN-91/G Pliw stłe. Symbole i współczynniki pzeliczeniowe. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 19

20 Tblic 2 Dewno z dzew iglstych W t min śednio mx jednostk 41,6 48,7 55,8 % m A 0,17 0,97 1,77 % m Q i Q s kj/kg kj/kg W 5,3 6,7 9,1 % m S t 0 0,01 0,02 % m C 42,8 48,1 53,4 % m H 5,42 5,64 5,86 % m N 0,06 0,14 0,22 % m Tblic 3 Dewno z dzew liścistych W t min śednio mx jednostk 11,3 46,1 66,1 % m A 0,35 7,78 15,21 % m Q i Q s kj/kg kj/kg W 5,5 8,3 10,9 % m S t 0,03 0,09 0,15 % m C 43,7 44,4 45,2 % m H 4,35 5,27 6,20 % m N 0,06 2,17 4,28 % m Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 20

21 Tblic 4 Ko W t min śednio mx jednostk 0 21,9 71,2 % m A 0,34 3,41 9,53 % m Q i Q s kj/kg kj/kg W 5,3 7,1 8,9 % m S t 0,02 0,06 0,12 % m C 47,8 53,6 56,9 % m H 4,8 5,8 6,4 % m N 0,02 0,33 0,81 % m Tblic 5 Słom W t min śednio mx jednostk 0 15,4 88 % m A 0,18 6,73 22,20 % m Q i Q s kj/kg kj/kg W 5,4 6,9 8,7 % m S t 0 0,15 0,82 % m C 0 48,6 62,5 % m H 0 5,9 9,1 % m N 0,01 0,91 5,39 % m Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 21

22 Tblic 6 Osdy ściekowe W t min śednio mx jednostk 0,2 25,8 83,9 % m A 14,25 30,99 42,66 % m Q i Q s kj/kg kj/kg W 4,1 6,2 9,8 % m S t 1,02 2,13 5,33 % m C 39,2 50,4 58 % m H 5 7,3 9,2 % m N 2,25 6,94 12,21 % m Tblic 7 Mączk kostn W t min śednio mx jednostk 1,2 4,4 5,6 % m A 22,3 25,14 30,1 % m Q i Q s kj/kg kj/kg W - 3,6 - % m S t 0,4 0,41 0,6 % m C - 39,3 - % m H 4,2 5,8 7,1 % m N - 6,61 - % m Tblic 8 RDF W t Min śednio mx jednostk % m A % m Q i Q s S t kj/kg kj/kg 0 0,2 0,4 % m Cl 0 0,5 1 % m Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 22

23 5. Stndyzcj bdń włściwości biomsy dl celów enegetycznych Dl oceny biomsy pod kątem enegetycznym obowiązywć będą te sme ogólne zsdy, jk dl oceny tdycyjnych pliw stłych i płynnych. Do njwżniejszych kyteiów, według któych możn ocenić enegetyczną pzydtność biomsy oz pliw wytwozonych n bzie biomsy zliczyć możn: wtość opłową, zwtość wilgoci, popiołu i siki, chkteystyczne tempetuy topliwości popiołu, zwtość części lotnych i uzinienie. Ze względu n dużą odmienność biomsy stłej od węgl wżne jest ównież okeślenie innych włściwości, jk np.: gęstość nsypow czy skłd chemiczny. Poównując włściwości enegetycznego węgl kmiennego i biomsy nleży stwiedzić, że jkościowo podstwowy skłd piewistkowy jest tki sm. Różnice występują w udziłch poszczególnych piewistków i związków chemicznych. Bioms zwie śednio ok. czteokotnie więcej tlenu, dwukotnie mniej piewistk węgl, le ównież mniej siki i zotu d f V dewno - tof - węgiel buntny - węgiel kmienny - ntcyt C d f Rys. 3 Stopień metmofizmu biomsy dzewnej, tofu, węgl i ntcytu Konsekwencją tych włściwości jest wysok zwtość części lotnych i wysok ektywność biomsy. Niekozystną cechą biomsy jest jej wysok i zmienn, w zleżności od odzju biomsy i okesu jej sezonowni, zwtość wilgoci. Konsekwencją tych włściwości jest ównież niższ wtość opłow (zwłszcz w stnie oboczym). Kolejną óżnicą jest zncznie niższ gęstość nsypow biomsy, czego konsekwencją jest doższy tnspot oz wymgne większe powiezchnie skłdowisk. Jednocześnie w poównniu do Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 23

24 węgl, bioms chkteyzuje się dużo wyższą zwtością związków lklicznych (zwłszcz potsu), wpni i fosfou, w pzypdku słomy ównież wysoką zwtością chlou, co może powdzić do wzmożonej koozji oz nstni gesywnych osdów w kotle podczs jej bezpośedniego splni. Dodtnią cechą biomsy (zwłszcz dzewnej) są zncznie niższe, w poównniu z węglem, zwtości popiołu i siki. N Rys. 3 pzedstwiono zleżności pmetów jkościowych okeśljących stopień metmofizmu óżnych pliw stłych poczynjąc od biomsy dzewnej popzez węgiel kmienny ż do ntcytu ntomist Tblic 9 pzedstwi poównnie włściwości fizykochemicznych węgl i biomsy, Tblic 10 poównnie włściwości chemicznych. Symbole pmetów jkościowych węgl i biomsy są zgodne z nomą PN-91/G Pliw stłe. Symbole i współczynniki pzeliczeniowe. Tblic 9 Poównnie włściwości fizykochemicznych węgl i biomsy Zwtość wilgoci cłkowitej Zwtość popiołu Włściwości Węgiel Bioms W t [%] 5,8-19,1 9,1-63,2 W t [g/gj] 0,29 0,95 0,86-5,96 A [%] 3,5-30,0 0,3-5,2 Zwtość popiołu A [%] 3,4-27,9 0,2-2,2 A [g/gj] 0,17-1,39 0,02 0,21 Zwtość części lotnych V [%] 18,7 32,7 52,0-77,6 V [g/gj] 0,93 1,63 4,91 7,32 Zwtość części lotnych df V [%] 19,1 51,3 5,2-82,8 df V [g/gj] 0,95 2,56 5,21 7,81 Ciepło splni Wtość opłow Gęstość nsypow Q s [kj/kg] Q i [kj/kg] d [kg/m3] ok. 850 ok. 370 Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 24

25 Tblic 10 Poównnie włściwości chemicznych węgl i biomsy Włściwości Węgiel Bioms Wilgoć W [%] 0,8 3,5 2,5 15,0 Węgiel Wodó C [%] 39,7 83,4 45,8-49,9 t H t [%] 2,85-4,67 4,43-6,30 Azot Tlen Sik Sik Chlo N [%] 0,69-1,51 0,05-0,19 O d [%] 2,10-13,00 26,40-44,30 S t [%] 0,32-1,17 < 0,02-0,48 O t [%] 0,34-1,00 < 0,02-0,20 Cl [%] 0,020-0,400 0,000-0,700 Podstwowy skłd chemiczny popiołu Węgiel Bioms SiO 2 [%] 18,0 53,3 26,0-54,0 Al 2O 3 [%] 10,7 33,5 1,8-9,5 CO [%] 2,9-25,0 6,8-41,7 N 2 O [%] 0,7-3,8 0,4-0,7 K 2 O [%] 0,8-2,9 6,4-23,7 P 2 O 5 [%] 0,4-4,1 0,9-9,6 Dl wilgoci, części lotnych i popiołu możn zpoponowć wyżenie udziłów pocentowych jko udziły gmowe n jednostkę enegii chemicznej pliw (dl bzegowych wtości opłowych pliw). Różnice w budowie stuktulnej i włściwościch węgl oz biomsy wymgją pewnego zóżnicowni metod nlitycznych stosownych do oceny ich jkości. Poniżej pzedstwiono pzykłdy niepwidłowości wynikjących ze stosowni do bdń włściwości biomsy metod znomlizownych dl pliw stłych: stosownie nomy PN-90/G-04502, dotyczącej pobieni i pzygotowni póbek do bdń (stosownie tych smych uządzeń do ozdbnini) powoduje uzysknie nie epezenttywnej póbki, co z kolei powdzi do dużych ozbieżności w wynikch nliz (Q s do kj/kg, A do 1,2% itp), stosownie nomy PN-82/G-04512/Az1, dotyczącej oznczni zwtości popiołu - powoduje ozbieżności w wynikch oznczń dochodzące mksymlnie do 1,0%. Rozbieżności tkie zncznie pzekczją wtości dopuszczlne w Polskiej Nomie wtości. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 25

26 stosownie nomy PN-81/G-04513, dotyczącej oznczni ciepł splni, powoduje ozbieżności w wynikch oznczń do 500 kj/kg, stosownie nomy PN-G-04584:2001, dotyczącej oznczni zwtości siki cłkowitej, powoduje duże ozbieżności w wynikch oznczń nwet do 90% wtości miezonej. Wykonywnie bdń włściwości biomsy według metod znomlizownych dl pliw stłych powodowło ównież wiele poblemów ntuy technicznej (np. uszkodzenie bomb kloymetycznych). W związku z powyższym konieczne jest opcownie odębnych nom lub pocedu bdwczych dotyczących metodyki okeślni włściwości biomsy. Zlec się stosownie nstępującej zsdy: im bioms lub inny mteił enegonośny jest mniej znny lub wykzuje większą zmienność swoich chkteystycznych pmetów, tym częściej i w szeszym zkesie wymg bdń. 5.1 Podstwy opcowni pocedu bdwczych włściwości biomsy W 2000 oku powstł uopejski Komitet Techniczny CN/TC 335 Solid Biofuels, któy powdzi pce nomlizcyjne w zkesie biopliw stłych pochodzących z: poduktów olnictw i leśnictw, odpdów oślinnych z olnictw i leśnictw, odpdów oślinnych z pzemysłu spożywczego, odpdów dzewnych (z wyjątkiem odpdów dzewnych mogących zwieć hlogenki ogniczne lub metle ciężkie), odpdów kokowych. Dziłjący n teenie Polski Komitet Techniczny n 144 Polskiego Komitetu Nomlizcyjnego pzy Instytucie Chemicznej Pzeóbki Węgl w Zbzu (IChPW) ozszezył zkes swojej dziłlności o współpcę między innymi z Komitetem Technicznym CN/TC 335. Ozncz to, że wszystkie nowe nomy euopejskie (N) opcowne pzez wymieniony Komitet CN/TC będą n bieżąco wpowdzne do pogmu pc KT 144, wpowdzne do polskich nom metodą uznni nstępnie metodą tłumczeni ( jko PN- N). Do chwili obecnej nie wdożono nom polskich ni euopejskich dotyczących metod bdni włściwości biomsy do celów enegetycznych. W związku z tym, w Lbotoium Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 26

27 Kbochemii Zespołu Lbotoiów IChPW opcowno poceduy bdwcze dotyczące metod bdni podstwowych włściwości biomsy dl celów enegetycznych. Zespół ten od 1996 oku posid cetyfikt kedytcji lbotoium bdwczego między innymi dl bdń pliw stłych koplnych, od oku 2002 ównież dl bdń biomsy stłej do celów enegetycznych. Zgodnie z p-ktem nomy PN-N ISO/IC 17025:2001- Ogólne wymgni dotyczące kompetencji lbotoiów bdwczych i wzocujących, któy bzmi: możn wykozystywć metody opcowne pzez lbotoium lub zdoptowne pzez lbotoium, jeżeli są one odpowiednie do pzewidywnego zstosowni i zostły zwlidowne Lbotoium mogło zgłosić do zkesu kedytcji bdni biomsy według opcownych i zwlidownych pocedu bdwczych. Rys. 4 pzedstwi schemt, zgodnie z któym opcowywno poceduy. Poceduy zostły nstępnie poddne wlidcji i wpowdzone do zkesu kedytcji. Pobó póby Pomniejsznie, homogenizcj, ozdbninie Poceduy nlityczne Wlidcj metod bdwczych Hmonizcj z systemem stndyzcji Unii uopejskiej Akedytcj metody Rys. 4 Schemt pocesu opcowni pocedu bdwczych W piewszym etpie opcowno złożeni do nstępujących pocedu bdwczych, dotyczących bdń włściwości biomsy: Bioms do celów enegetycznych. Pzygotownie póbek do bdń. Bioms do celów enegetycznych. Ozncznie zwtości wilgoci (pocedu dotyczy oznczni wilgoci cłkowitej i wilgoci w póbce nlitycznej). Bioms do celów enegetycznych. Ozncznie zwtości popiołu. Bioms do celów enegetycznych. Ozncznie zwtości części lotnych. Bioms do celów enegetycznych. Ozncznie zwtości siki cłkowitej utomtycznymi nliztomi z detekcją w podczewieni. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 27

28 Bioms do celów enegetycznych. Ozncznie zwtości węgl, wodou i zotu utomtycznymi nliztomi. Obowiązując pocedu bdwcz dotycząc oznczni ciepł splni oz obliczni wtości opłowej pliw stłych zostł poszezon o dne dotyczące bdń biomsy. Złożeni opcowno n podstwie powdzonych wcześniej bdń pmetów jkościowych biomsy wykonywnych w Zespole Lbotoiów IChPW oz bdzo skomnych dnych litetuowych. Uwzględnijąc fkt, że dl celów enegetycznych bioms jest w dużej mieze stosown w technologii współsplni z węglem, pod uwgę wzięto obowiązujące Polskie Nomy dotyczące bdni włściwości pliw stłych. Ze względu n wykzne wcześniej óżnice w włściwościch węgl i biomsy konieczne było pzepowdzenie bdń, któych wyniki były podstwą do opcowni pocedu bdwczych. W celu zweyfikowni złożeń do opisnych pocedu pzepowdzono część nlityczną bdń pzygotowni póbek oz oznczń w/w pmetów jkościowych. Do bdń wytypowno óżne odzje biomsy, głównie odpdy pzemysłu dzewnego, leśnictw i olnictw. N podstwie uzysknych wyników zweyfikowno poceduy bdwcze. Pzepowdzono ównież wlidcję omówionych metod nlitycznych. Podstwą do wlidcji było wykonnie poszczególnych oznczń dl kżdej biomsy, pzy czym wykonno od 10 do 20 powtózeń. Dl kżdego pmetu wykonno obóbkę sttystyczną uzysknych wyników, wyznczono ozszezoną niepewność pomiu (stosując pogm Po NP 2000) oz dl wytypownych wyników oznczń opcowno Kty Shewht. Poniżej pzedstwiono zleżności pozwljące n zbudownie pzykłdowego modelu wyznczni niepewności pomiu ciepł splni i obliczni wtości oplowej oz opcowną Ktą Shewht. Opcowny model uwzględni wpływ wszystkich skłdowych niepewności pomiowych. Podobnie jk dl tblic 9 i 10 symbole pmetów jkościowych węgl i biomsy są zgodne z nomą PN-91/G Pliw stłe. Symbole i współczynniki pzeliczeniowe. Model pomiu (pzykłd) Ciepło splni: Q s (, S ) dw = Q 94 6 () t Wtość opłow: i s ( W 8, H ) Q = Q 24, (b) Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 28

29 Wtość opłow w stnie oboczym: Wielkości wejściowe i ( 100 W ) ( ) ( ) t Q + 24,42W 24, W i t 100 W Q = 42 (c) Q S t dw W H W t ciepło splni bez popwki n zwtość siki zwtość siki cłkowitej popwk dl kwsu benzoesowego zwtość wilgoci w póbce nlitycznej zwtość wodou zwtość wilgoci cłkowitej Wielkości wyjściowe 1. Q s 2. Q i 3. Q i ciepło splni wtość opłow w stnie nlitycznym wtość opłow w stnie oboczym Udziły niepewności skłdowych # - niewielki wpływ niepewności skłdowej, ######## - duży wpływ niepewności skłdowej. Wielkość wyjściow: Q s L.p. Symbol Niepewność skłdow Udził 1. Q 29.2 ######## 2. S.207 t 3. dw 22.8 ###### Wielkość wyjściow: Q i L.p. Symbol Niepewność skłdow Udził 1. Q 29.2 ######## 2. S.207 t Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 29

30 3. W dw 22.8 ###### 5. H 7.68 ## Wielkość wyjściow: Q i L.p. Symbol Niepewność skłdow Udził 1. Q 25.9 ###### 2. S.184 t 3. W 8.07 ## 4. W 31.1 ######## t 5. dw 20.3 ##### 6. H 6.82 # Wyniki Symbol Niepewność Współczynnik Niepewność Poziom stnddow ozszezeni ozszezon ufności Q ,95 s Q ,95 i Q ,95 i Sttystyczn ocen wyników oznczń ciepł splni Podstw obliczeń: Kt Shewht Oznczenie: Wtość ciepł splni Dt:VII-IX 2002 pób n 3239 Ocenin wielkość Dne liczbowe liczb pomiów k 20 wtość nomtywn c x i, 26429; 26410; 26390; 26476; 26436; 26386; 26435; 26396; 26361; 26395; 26432; 26478; ; 26400; 26418; 26382; 26428; 26390; 26354; 26391; śedni pomiów x błąd bezwzględny B = x - c błąd względny B wzg = [(x-c)/c] 100(%) odchylenie stnddowe s 1 32,71 Qs J/g współczynnik zmienności ν 1 = s 1 / x 0,001 ν 1 = (s 1 / x ) 100(%) 0,124 % odchyl. stndd. śedniej s x = s 1 /?n = u A 23,13 n= 2 niepewność stnddow typu A t (0.05; k-1) 2,09 powtzlność 1 = t (0.05;k-1) s x 48, kolejne pomiy pzedził ufności ΔX = x ± t (0.05;k-1) s x ± 48,34 Δ X (%) ± 0,18 % wynik pomiu z niepewnością stnddową x ± u ± 23,13 Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 30

31 W mch powdzonych pc, pzy wykozystniu włsnej bzy dnych dotyczącej pmetów jkościowych biomsy stosownej do celów enegetycznych, opcowno fomułę pozwljącą n obliczenie zwtości wodou w póbce biomsy, któ to wtość jest niezbędn dl obliczeni wtości opłowej. Obecnie jedynie niewiele lbotoiów bdwczych posid w swoim wyposżeniu dogą ptuę konieczną do oznczni zwtości wodou. W pzypdku węgl kmiennego i buntnego, stosowne nomy dotyczące oznczni ciepł splni i obliczni wtości opłowej, dopuszczją oblicznie zwtości wodou wg pzywołnych w nich wzoów. W pzypdku pozostłych pliw zwtość wodou nleży wyznczć ekspeymentlnie. N Rys. 5 pzedstwiono poównnie wtości opłowej obliczonej z uwzględnieniem zwtości wodou oznczonej ekspeymentlnie oz wtości opłowej obliczonej według opcownej w IChPW fomuły Q i Qi oznczone nlit. Qi x=17,0 D. zkes G. zkes Rys. 5 Poównnie wtości opłowej obliczonej z uwzględnieniem zwtości wodou oznczonej ekspeymentlnie i obliczonej wg opcownej w IChPW fomuły Różnice w tych wtościch nie pzekczją wielkości niepewności ozszezonych wyznczonych dl wtości opłowej. Różnice w wtościch opłowych whły się w gnicch od -90 do +100 kj/kg. Zznczyć nleży, że wyznczon w Lbotoium Kbochemii, niepewność pomiu ozszezon wyznczon dl wtości opłowej biomsy (z uwzględnieniem niepewności skłdowej dl ekspeymentlnego oznczni zwtości wodou) wynosi 110 kj/kg, okeślon w poceduze bdwczej powtzlność, w pzypdku oznczni ciepł splni biomsy, wynosi 200 kj/kg. W związku z wdożeniem do pktyki Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 31

32 nlitycznej Lbotoium Kbochemii opisnych metod bdwczych, wystąpiono do Polskiego Centum Akedytcji o poszezenie zkesu kedytcji o dodtkowy obiekt bdń (bioms) oz związne z tym metody bdń. W tkcie uditu pzepowdzonego pzez uditoów Polskiego Centum Akedytcji (PCA) w dniu ostteczn wesj pocedu zostł zkceptown. Auditozy dokonli ównież kontoli stnowisk bdwczych pzeznczonych do bdń włściwości biomsy oz kompetencje pesonelu wykonującego bdni. W związku z pozytywną opinią uditoów, Lbotoium Kbochemii Zespołu Lbotoiów IchPW jko piewsze w kju uzyskło cetyfikt kedytcji obejmujący bdni włściwości biomsy. Tblic 11 pzedstwi zkes kedytcji dotyczący bdń włściwości biomsy. Tblic 11 Zkes kedytcji IChPW dotyczący bdń włściwości biomsy. Bdne cechy i metody bdwcze Nomy i/lub udokumentowne Poceduy bdwcze Ciepło splni i oblicznie wtości opłowej. Zkes: od 5000 kj/kg Pocedu Q/ZK/P/15/03/B:2002 Zwtość wilgoci cłkowitej. Zwtość wilgoci w póbce nlitycznej. Pocedu Q/ZK/P/15/05/A:2002 Zkes: od 0,1% Zwtość popiołu. Zkes: od 0,1% Pocedu Q/ZK/P/15/06/A:2002 Zwtość części lotnych. Zkes: od 0,1% Pocedu Q/ZK/P/15/07/A:2002 Zwtość siki cłkowitej utomtycznymi nliztomi z detekcją w podczewieni. Pocedu Q/ZK/P/15/08/A:2002 Zkes: od 0,005% Zwtość węgl, wodou i zotu utomtycznymi nliztomi. Zkes: węgiel od 0,5%, wodó od 0,01%, zot od Pocedu Q/ZK/P/15/09/A:2002 0,05% Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 32

33 5.2 Addytywność pmetów jkościowych miesznek pliwowych węgiel-bioms W Instytucie Chemicznej Pzeóbki Węgl w Zbzu pzepowdzono ównież bdni powdzące do oceny ddytywności wybnych pmetów jkościowych miesznek pliwowych węgiel/bioms w opciu o bdni miesznek pzygotownych w skli lbotoyjnej i pzemysłowej. Pzedmiotem bdń były miesznki pliwowe węgiel/bioms oz ich komponenty. Ocenie jkościowej poddno nstępujące miesznki pliwowe: miesznki lbotoyjne, pzygotowne z póbek nlitycznych, o uzinieniu 0,2 mm, miesznki lbotoyjne, pzygotowne bezpośednio z póbek pobnych ze zwłów, miesznki pzygotowne w wunkch pzemysłowych. Dl oceny jkości komponentów i miesznek wykonno nstępujące oznczni: zwtość wilgoci cłkowitej oz w póbce nlitycznej, zwtość popiołu, zwtość części lotnych, ciepło splni oz oblicznie wtości opłowej, zwtość siki cłkowitej, zwtość węgl, wodou i zotu (zwtość wodou konieczn jest do obliczni wtości opłowej). Piewszym etpem bdń był ocen ddytywności wybnych pmetów jkościowych miesznek węgiel bioms, w opciu o bdni włściwości komponentów i miesznek pzygotownych z póbek nlitycznych, o uzinieniu < 0,2mm. Wyniki bdń pzedstwiono w fomie gficznej n ysunkch 6 9. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 33

34 W [%] Wtości oznczone Wtości obliczone 10% biomsy 25% biomsy 35% biomsy Rys. 6 Wyniki oznczń zwtości wilgoci w miesznkch o óżnym udzile biomsy, pzygotownych z póbek nlitycznych A [%] % biomsy 25% biomsy 35% biomsy Rys. 2 Wyniki oznczń zwtości popiołu w miesznkch o óżnym Rys. 7 Wyniki oznczń zwtości popiołu w miesznkch o óżnym udzile biomsy, pzygotownych z póbek nlitycznych V [%] % biomsy 25% biomsy 35% biomsy Rys.3 Wyniki oznczń zwtości części lotnych w miesznkch o óżnym Rys. 8 Wyniki oznczń zwtości części lotnych w miesznkch o óżnym udzile biomsy, pzygotownych z póbek nlitycznych Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 34

35 Q s [%] % biomsy 25% biomsy 35% biomsy Rys. 9 Wyniki oznczni ciepł splni w miesznkch o óżnym udzile biomsy, pzygotownych z póbek nlitycznych Anlizowno włściwości miesznek pliwowych o óżnym udzile biomsy w postci zębków dzewnych. Poównując wtości pmetów jkościowych miesznek uzyskne ekspeymentlnie z obliczonymi n podstwie udziłu poszczególnych komponentów stwiedzono, że óżnice tych wtości mieszczą się w gnicch dopuszczlnych błędów, okeślonych dl poszczególnych oznczń. Jest to potwiedzeniem ddytywności tych pmetów jkościowych miesznek. Nstępnym etpem pcy był ocen jkości miesznek pzygotownych w wunkch pzemysłowych. Wykonno tzy (3) seie bdń dl óżnych dostw węgl i biomsy oz miesznek pzygotownych z ich udziłem. Poównnie pmetów jkościowych miesznek pzygotownych w skli pzemysłowej i lbotoyjnej z obliczonymi pzy złożeniu, że włściwości te podlegją pwu ddytywności, pzedstwiono w fomie gficznej n ysunkch N podstwie pzepowdzonych bdń stwiedzono: metody obliczeniowe, wykozystujące zsdę ddytywności, ndją się do bilnsowni enegii pochodzącej z współsplni odpowiednie poceduy obliczeniowe, wunkiem dobej koelcji metod obliczeniowych z wtościmi zeczywistymi jest odpowiednie pzygotownie miesznek w wunkch pzemysłowych zpewnijące odpowiednią jej homogenizcję poceduy pzygotowywni miesznek. Popozycje pocedu ozliczni enegii ze źódeł odnwilnych ( zielonej enegii") 35