BIOMASA WYKŁADY

WYKŁAD 1 i 2

Co to jest biomasa ?

W Rozporządzeniu Ministra Gospodarki z dnia 9 grudnia 2004 r., w sprawie szczegółowego zakresu obowiązku zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii (Dz.U. Nr 267 poz. 2656), pojęcie biomasy zostało zdefiniowane następująco: „biomasa to stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty, a także części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji”. Zgodnie z powyższym biomasą możemy nazwać wszelką materię organiczną, która ulega biodegradacji. W Rozporządzeniu jest również zdefiniowany biogaz jako „gaz pozyskany z biomasy, w szczególności z instalacji przeróbki odpadów zwierzęcych lub roślinnych, oczyszczalni ścieków oraz składowisk odpadów”.

Wg Dyrektywy 2001/77/WE w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych: Biomasa - to produkty podatne na rozkład biologiczny oraz ich frakcje, odpady i pozostałości przemysłu rolnego (łącznie z substancjami roślinnymi i zwierzęcymi), leśnictwa i związanych z nim gałęzi gospodarki, jak również podatne na rozkład biologiczny frakcje odpadów przemysłowych i miejskich.

Źródła powyższych wykresów: GUS, Energia ze źródeł odnawialnych, 2008

Powstawanie biomasy

Biomasa powstaje w procesie fotosyntezy przy udziale energii słonecznej i przebiega wg reakcji:

6 CO₂ + 6 H₂O C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

• Poprzez fotosyntezę energia słoneczna przekształcana jest w biochemiczną energię wiązań, a z CO₂ i H₂O w wyniku oddziaływania światła powstaje glukoza (cukier) i tlen.

• W dalszym procesie z glukozy powstaje szereg związków organicznych stanowiących biomasę.

Typy fotosyntezy:

• Fotosynteza typu C3

• Fotosynteza typu C4

Dla fotosyntezy typu C4 biochemiczna synteza węgla z dwutlenku węgla w cukry i wielocukry zachodzi bardziej efektywnie niż u roślin C3. Z energetycznego punktu widzenia biomasa fotosyntezująca typem C4 posiada większe przyrosty w cyklu wegetacyjnym.
Ok. 1% gatunków roślin jest typu C4, stanowią one ok. 5% biomasy ziemskiej, typ C4 występuje najczęściej w roślinach trawiastych, w klimacie gorącym.
Przykłady roślin typu C4: kukurydza, trzcina cukrowa, miskantus, sorgo, proso.

Biomasę stanowią trzy podstawowe składniki:

• Celuloza, tzw. węglowodany włókniste występujące powszechnie w roślinach i tworzące podstawowy składnik ściany komórkowej,

• hemiceluloza, które stanowi około 25% substancji roślinnej,

• lignina, (będąca polimerem) ma istotny wpływ na wzrost wytrzymałości mechanicznej i chemicznej ścian celulozowych.

Skład chemiczny biomasy tworzą: węgiel, wodór i tlen.

W procesie spalania biomasy energia chemiczna wiązań zamieniana jest na energie cieplną, któremu towarzyszy uwolnienie dwutlenku węgla (CO₂) i innych składników (SO₂, NOx).

Ilość dwutlenku węgla jaka dostaje się do atmosfery jest równa ilości CO₂ jaką pobierają rośliny w procesie wzrostu, tak więc bilans jego emisji w atmosferze jest zerowych i krąży on w przyrodzie w krótkookresowych obiegach nie przyczyniając się do powstawania efektu cieplarnianego.

Emisja dwutlenku węgla wynikająca ze spalania biomasy jest równoważona przez akumulację węgla w roślinach odrastających w miejscu pozyskania spalonej biomasy - stąd wartość emisji netto wynosi zero.

Oprócz tego produkt uboczny spalania biomasy - popiół trafia z powrotem do naturalnego obiegu poprzez kompostowanie i nawożenie popiołem drzewnym. Tak samo w przypadku materiału pofermentacyjnego z biogazowni, wywaru gorzelnianego, itp.

Skład paliw i emisje substancji szkodliwych

Trzy postacie biomasy:

• Biopaliwa stałe - przetwarzane w procesach bezpośredniego spalania, zgazowania lub pirolizy, używane zarówno do produkcji energii cieplnej, jak i elektrycznej (współspalanie)

• Biopaliwa ciekłe - transport, ale mogą tez stanowić nośniki energii do produkcji ciepła i energii elektrycznej

• Biopaliwa gazowe - układy skojarzone, spalania w kotłach gazowych do produkcji energii cieplnej, paliwo napędowe.

Biomasa jest wykorzystywana dla celów energetycznych przez bezpośrednie spalanie produktów organicznych fotosyntezy (drewno i jego odpady, słoma, odpadki produkcji roślinnej lub rośliny „energetyczne”, często po uprzednim zgranulowaniu lub zbrykietowaniu), względnie po ich wstępnym przetworzeniu do postaci wygodniejszej w użyciu:

• olej pirolityczny o własnościach zbliżonych do oleju opałowego,

• olej rzepakowy lub słonecznikowy,

• gaz drzewny,

• alkohol etylowy lub metylowy a także estry alkoholi, które mogą być dodatkami do paliw lub paliwami silnikowymi.

Rodzaj paliwa	Surowiec	Proces	Półprodukt	Produkt
Biopaliwa stałe	Drewno	Spalanie	-	Ciepło
				Gazyfikacja	Gaz generatorowy	En. Ciepla, elekryczna, kogeneracja
				Piroliza	Bioolej	Ciepło, paliwo samochodowe
			Słoma	Spalanie	-	Ciepło
				Gazyfikacja	Gaz generatorowy	En. cieplna, elektryczna, kogeneracja
	Biopaliwa gazowe	Odchody zwierzęce, słoma, trawy, owoce	Fermentacja metanowa	Biogaz rolniczy	En. cieplna, elektryczna, kogeneracja
		Odpady komunalne			Biogaz wysypiskowy	En. cieplna, elektryczna, kogeneracja
		Osady ściekowe			Biogaz z oczyszczalni ścieków	En. cieplna, elektryczna, kogeneracja
	Biopaliwa płynne	Rzepak, słonecznik, kukurydza	Transestryfikacja	Biodiesel	Paliwo samochodowe (substytut oleju napędowego)
		Buraki, ziemniaki, melasa itp.	Fermentacja alkoholowa	Alkohol etylowy	Dodatek do benzyn

Parametry fizyczne biomasy stałej:

• Wartość opałowa [MJ/kg], [MJ/m³]: jest to ilość ciepła wydzielana przy spalaniu jednostki masy lub jednostki objętości paliwa przy jego całkowitym i zupełnym spaleniu, przy założeniu, że para wodna zawarta w spalinach nie ulega skropleniu, pomimo że spaliny osiągną temperaturę początkową paliwa

• Wilgotność [%]

• Wilgotność bezwzględna (wilgotność właściwa) [%]: To wyrażony w procentach stosunek wody zawartej w drewnie do masy drewna w stanie całkowicie suchym.

• To stosunek masy wody, zawartej w drewnie do masy drewna w stanie mokrym, wyrażony w procentach.

• Gęstość [kg/m³],

• Gęstość usypowa [kg/mp]

Wartość opałowa różnych paliw:

Paliwo	Wartość opałowa w GJ/t
gaz propan-butan	45
lekki olej opałowy	42
ciężki olej opałowy	40
węgiel	27
koks	25
drewno opałowe suche	18

Główne składniki tworzące drewno:

Pod względem budowy drewno jest substancją niejednorodną, zawierającą głównie:

• Celulozę

• Hemicelulozę

• Ligninę

• Wodę

Skład chemiczny drewna:

• węgiel - 50 ÷ 52 %

• wodór - 6 ÷ 6,6 %

• tlen - 40 ÷ 44 %

• azot - ok. 0,2 %

• siarka - ok. 0,2 %

• woda - 20 ÷ 60 % obj.

Najpopularniejsze postacie drewna energetycznego:

• Drewno kawałkowe

• Zrębki

• Brykiet

• Pelety

Gęstość drewna świeżego:


GATUNEK	GĘSTOŚĆ [kg/m^3]
Buk pospolity	750
Dąb	680
Buk czerwony	680
Świerk	430
Jodła	410
Topola	410

Trociny:

• Stanowią około 10% drewna przerabianego w tartakach.

• Są także produktem ubocznym skrawania, frezowania itp. w zakładach bardziej zaawansowanej obróbki drewna. Oczyszczone z drewna kawałkowego stanowią cenne paliwo i mogą być wykorzystywane w kotłowniach.

• Poziom wilgotności trocin jest zróżnicowany i waha się od 6-10% do 45-65% dla trocin ze świeżo ściętego drzewa.

• Przy wilgotności 5-15% zawartość popiołu wynosi mniej niż 0,5%.

• Wady trocin to trudności związane z magazynowaniem, skłonność do zaparzania i podatność na zawilgocenia. Z uwagi na te słabe punkty trociny powinny być spalane w pierwszej kolejności.

Wióry:

• Wióry są, podobnie jak trociny, produktem ubocznym przemysłu drzewnego, powstającym podczas skrawania i frezowania.

• Cechą charakterystyczną wiórów jest niska wilgotność (5-15%). Zawierają niewielką ilość zanieczyszczeń.

Zrębki drzewne:

Rozdrobnione drewno w postaci długich na 5-50 mm ścinków o nieregularnych kształtach.

Są produkowane:

• podczas pierwszego trzebienia drzewostanów, wierzchołków i innych pozostałości po wyrębach,

• podczas obróbki kłód w tartakach,

• na szybkorosnących plantacjach wierzby,

• z odpadów drzewnych w dużych zakładach przetwarzających drewno.

Wartość opałowa zrębków wynosi 6-16 MJ/kg, wilgotność 20-60%, a zawartość popiołu, którą zwiększa ewentualne zanieczyszczenie kamieniami, glebą i piaskiem stanowi od 0,6 do 1,5% suchej masy.

Oprócz wykorzystania na cele energetyczne, zrębki wykorzystuje się również do produkcji płyt wiórowych i jako topnik w hutnictwie.
Wadą tego paliwa jest wrażliwość na zmiany wilgotności powietrza i podatność na choroby grzybowe. Długo magazynowane zrębki powinny być co jakiś czas przemieszane.

Kora:

• Kora to wartościowy pod względem energetycznym odpad przemysłu drzewnego, stanowiący od 10 do 15% masy pozyskiwanego drewna.

• Jej wartość opałowa wynosi 18,5-20 MJ/kg, wilgotność 55-65%, a zawartość popiołu, który ma tendencję do żużlowania stanowi 1-3% suchej masy.

• Część kory zostaje podczas obróbki drewna przetworzona na trociny.

• Korę przed podaniem do kotła z podajnikiem ślimakowym należy poddać zrębkowaniu w rębaku z górnym zasypem, zrębkowanie kory przebiega jednak szybko i pochłania niewielkie ilości energii.

Brykiet:

• Brykiet to walec lub kostka, utworzona z suchego rozdrobnionego drewna (trocin, wiórów czy zrębków) /lub słomy/siana/, sprasowanego pod wysokim ciśnieniem bez dodatku substancji klejących.

• W czasie zachodzącego pod ciśnieniem 200 atmosfer procesu brykietowania wydziela się lignina, która po obniżeniu temperatury zastyga, spajając surowiec w formie brykietu.

• Duże zagęszczenie materiału w stosunku do objętości sprawia, że proces spalania brykietu zachodzi stopniowo i powoli.

Wartość opałowa	15 ÷ 19,5 MJ/kg
Zawartość popiołu	około 0,6 %
Gęstość	nieco mniej niż 1kg/dm3
Średnica	od 30 mm do ponad 80 mm
Długość	do 100 mm
Wilgotność	8 ÷ 18 %

Pelety:

• Pelety (inaczej granulat) to produkowane z odpadów drzewnych - najczęściej z trocin i wiórów - długie na kilka cm granulki o średnicy 6-25 mm.

• Granulat wytłacza się w prasie rotacyjnej, bez dodatku substancji klejącej i pod dużym ciśnieniem, które umożliwia duże zagęszczenie surowca.

• Pelety są paliwem łatwym do transportowania, najpraktyczniejszym w magazynowaniu i najwygodniejszym w eksploatacji.

• Ich zaletą jest też bardzo niska zawartość popiołu (0,4-1% suchej masy).

Wartość opałowa	17,5-21 MJ/kg
Zawartość popiołu	max do 1 %
Gęstość właściwa	1,2-1,4 kg/dm3
Średnica	6 - 8 mm
Długość	10 - 30 mm
Wilgotność	max 12 %

Porównanie parametrów biopaliw:

Biopaliwo	Wilgotność w %	Wartość Energetyczna w MJ/kg	Gęstość usypowa w kg/mp	Zawartość popiołu w   % s. m.
zrębki	20 - 60	6 - 16	150 - 400	0,6 - 1,5
pelety	7 - 12	17,5-21	650 - 700	0,4 - 1
brykiety	8-18	15-19,5	450-600	około 0,6
słoma żółta	10 - 20	14,3	90 - 165	4
słoma szara	10 - 20	15,2	90 - 165	3
drewno kawałkowe	20 - 30	11 - 22	380 - 640	0,6 - 1,5
kora	55 - 65	18,5 - 20	250 - 350	1 - 3

ROŚLINY POCHODZĄCE Z UPRAW ENERGETYCZNYCH:

• Bogate w związki celulozowe i ligninowe rośliny energetyczne mogą być wykorzystywane do produkcji energii cieplnej i energii elektrycznej oraz do wytwarzania paliw: zarówno ciekłych jak i gazowych.

• Rośliny energetyczne można przy tym spalać albo w całości, albo w formie wyprodukowanego z nich brykietu czy pelet.

• Uprawy energetyczne umożliwiają zagospodarowanie nisko produktywnych bądź zdegradowanych terenów rolniczych, co ma niemałe znaczenie w naszym kraju, gdzie na ponad 20% terenu stężenie metali ciężkich w glebie przekracza dopuszczalne normy.

Rośliny energetyczne powinny charakteryzować się:

• dużym przyrostem rocznym

• wysoką wartością opałową

• znaczną odpornością na choroby i szkodniki

• niewielkimi wymaganiami glebowymi

Wyróżniamy cztery podstawowe grupy roślin energetycznych:

• rośliny uprawne roczne: zboża, konopie, kukurydza, rzepak, słonecznik, sorgo sudańskie, trzcina;

• rośliny drzewiaste szybkiej rotacji: topola, osika, wierzba, eukaliptus;

• szybkorosnące, rokrocznie plonujące trawy wieloletnie: miskanty, trzcina, mozga trzcinowata, trzcina laskowa;

• wolnorosnące gatunki drzewiaste.

PRODUKTY I ODPADY ROLNICZE:

Tak, jak uprawa roślin energetycznych umożliwia zagospodarowanie nieużytków rolnych, tak wykorzystanie na cele energetyczne nadwyżek i odpadów produkcji rolnej zapobiega marnotrawstwu żywności i rozwiązuje problem utylizacji odpadów.

Słoma, siano, buraki cukrowe, trzcina cukrowa, ziemniaki, rzepak czy pozostałości przerobu owoców bądź zwierzęce odchody to cenne z energetycznego punktu widzenia surowce.

Najbardziej rozpowszechnione jest wykorzystywanie do celów energetycznych słomy.

Słoma:

• Słoma to - jak podaje „Mała Encyklopedia Rolnicza” - „dojrzałe lub wysuszone źdźbła roślin zbożowych”, a także wysuszone rośliny strączkowe, len czy rzepak.

• W energetyce znajduje zastosowanie słoma wszystkich rodzajów zbóż oraz rzepaku i gryki, przy czym za szczególnie cenną uchodzi słoma żytnia, pszenna, rzepakowa i gryczana oraz osadki kukurydzy.

• Słoma jest zasadniczo wykorzystywana jako pasza i jako podściółka w hodowli zwierząt gospodarskich, do celów energetycznych wykorzystuje się zaś jej nadwyżki.

• Z drugiej strony dużą wartość energetyczną ma zupełnie nieprzydatna w rolnictwie słoma rzepakowa, bobikowa i słonecznikowa.

• Wilgotność słomy wynosi 10-20%, zaś wartość opałowa i zawartość popiołu odpowiednio 14,3 MJ/kg i 4% suchej masy dla słomy żółtej oraz 15,2 MJ/kg i 3% s. m. dla słomy szarej.

Ziarno energetyczne:

• W celach energetycznych uprawia się wiele słabo rozpowszechnionych gatunków roślin, uprawia się jednak także rośliny znane już od dawna, zmieniając ich przeznaczenie.

• Taką rośliną jest wykorzystywany zazwyczaj jako pasza dla zwierząt i pożywienie dla człowieka owies, którego uprawa znana jest w naszym kraju co najmniej od VIII wieku.

Zalety owsa jako paliwa energetycznego:

• Owies nadaje się do uprawy w całym kraju. Ponieważ jego wymagania glebowe są niewielkie, pod uprawę można wykorzystywać także ubogie gleby niskiej jakości (pod warunkiem, że zostaną odpowiednio nawodnione) i odłogi, które są w ten sposób zagospodarowywane. Owies uprawiany na terenach skażonych oczyszcza glebę z metali ciężkich, a ponieważ nie nadaje się do spożycia przez ludzi czy zwierzęta, może zostać wykorzystany na cele energetyczne.

• Owies posiada właściwości fitosanitarne, czyli jest dobrym przedplonem dla innych roślin. Wprowadzenie owsa do płodozmianu zbożowego zmniejsza konieczność stosowania nawozów mineralnych.

• Owies jest łatwy w spalaniu. Cechuje się stabilną wartością energetyczną (18,5 MJ/kg) i wilgotnością (10 - 13%).

• Podczas spalania owsa powstają minimalne ilości popiołu (ok.0,6%), który jest doskonałym nawozem, nadającym się do wykorzystania na polach czy w ogródkach przydomowych. Wykorzystywanie popiołu w charakterze nawozu ogranicza konieczność stosowania nawozów sztucznych.

• Spaliny, powstające podczas spalania owsa charakteryzuje mniejsza toksyczność w porównaniu ze spalinami, powstającymi podczas spalania innych surowców.

• Dozowanie owsa do kotła można łatwo zautomatyzować.

• W kotle do spalania owsa można spalać także pelety.

• Transport i magazynowanie owsa są łatwiejsze, niż transport i magazynowanie innych rodzajów biomasy, np. drewna czy słomy. Przechowując owies można efektywniej wykorzystywać powierzchnię składowania. 

• W Polsce istnieje długa tradycja uprawy owsa, nie występują więc trudności pojawiające się nieraz w związku z hodowlą nowych gatunków roślin energetycznych. Rolnicy posiadają odpowiednie wyposażenie i odpowiednie magazyny, nie brakuje im także doświadczenia.

• Wykorzystując na cele energetyczne nadwyżki produkcyjne owsa, a także ziarno niskiej jakości bądź niezdatne do spożycia zapobiegamy marnotrawstwu. 

• Produktem ubocznym uprawy zbóż jest słoma, która także może być wykorzystana jako odnawialne źródło energii.

• Wykorzystanie owsa do celów grzewczych przynosi korzyści ekonomiczne: ograniczany jest odpływ środków finansowych z gminy, a cena zboża jest stabilna (nie zmienia się wraz z cenami paliw na światowych rynkach) i w Polsce raczej nie należy się spodziewać jej szybkiego wzrostu. 

• Wykorzystujące do celów grzewczych owies gospodarstwo domowe uniezależnia się od zewnętrznych dostawców surowców energetycznych.

BIOGAZ (lub też gaz wysypiskowy)

to powstająca w wyniku fermentacji metanowej mieszanina gazów, której głównym składnikiem jest metan.

Biogaz wykorzystywany do celów energetycznych zawiera od 40% do 80% metanu, pozostałe skladniki to CO₂ (20-55%), H₂S (0,1-5,5%) oraz w śladowych ilościach N₂, O_2, CO.

W energetyce wykorzystuje się biogaz powstający w wyniku fermentacji:

• odpadów organicznych na składowiskach odpadów,

• odpadów zwierzęcych w gospodarstwach rolnych,

• osadów ściekowych w oczyszczalniach ścieków.

BIOPALIWA PŁYNNE:

Do biopaliw płynnych zaliczamy:

• oleje roślinne, np. olej rzepakowy,

• bioolej otrzymywany przez poddanie biomasy szybkiej pirolizie,

• biodiesel, czyli estryfikowany olej rzepakowy oraz

• bioalkohole, wśród których największe znaczenie ma etanol.

Obecnie koszty produkcji olejów roślinnych nie pozwalają na ich szerokie wykorzystanie w energetyce, trwają jednak próby stworzenia roślin, których olej będzie wykorzystywany wyłącznie do celów energetycznych.

Własności paliw z biomasy:

• Drewno jako paliwo występuje pod wieloma postaciami: szczapy (drewno rąbane), zrębki, trociny i wióry, kora, brykiety, pelety.

• Wielopostaciowość drewna jako paliwa utrudnia przyjęcie jednoznacznych i jednakowych jednostek miar dla porównania różnych rodzajów paliwa drzewnego.

• Dla ujednolicenia nazewnictwa i łatwiejszego posługiwania się drewnem jako paliwem proponuje się przyjęcie następujących definicji jednostek:

• 1m³- jeden metr sześcienny objętości drewna litego (miąższość drewna)- np. 1 m³ wycięty z grubego pnia drzewa

• 1 mp- jeden metr przestrzenny objętości drewna łącznie z powietrzem znajdującym się pomiędzy kawałkami drewna

• Co innego oznacza 1 m3 szczap i 1 m3 zrębków lub trocin, gdyż w tej samej objętości znajdują się różne ilości drewna.




Co innego oznacza 1 mp szczap i 1 mp zrębków lub trocin, gdyż w tej samej objętości znajdują się różne ilości drewna




Niejednoznaczne jest również używanie jednostek masy, gdyż 1kg drewna suchego i 1kg drewna mokrego oznaczają zupełnie inne ilości drewna.

Ten sam m³ litego drewna nasycony wodą może ważyć 2 lub więcej razy niż m³ drewna suchego.




Najwłaściwszym sposobem oceny ilości drewna wg jego objętości jest przeliczenie
z metrów przestrzennych na metry sześcienne drewna, co przy znajomości rodzaju drewna
i jego wilgotności pozwoli na oszacowanie jego wartości opałowej za pomocą tabeli:







Gwałtowny spadek wartości opałowej odniesionej do masy wraz ze wzrostem wilgotności wynika głównie z malejącej zawartości suchej masy w masie całkowitej a częściowo ze strat energii potrzebnej do odparowania większych ilości wody.

Istnieje pięć podstawowych procesów przetwarzania biomasy, po których może być wykorzystywana do produkcji energii, czy też jako dodatek do paliw:

• spalanie - materiału suchego (drewno, słoma, łajno);

• zgazowanie - materiału suchego (drewna) - polega to na podgrzewaniu drewna przy ograniczonym dostępie tlenu. Powstaje w tren sposób tzw. gaz drzewny, którego głównymi składnikami jest metan i dwutlenek węgla.

• ekstrakcja - polega na sprasowaniu owoców roślin oleistych (rzepak, słonecznik), w celu uzyskania oleju, który wykorzystuje się bezpośrednio w specjalnych silnikach, bądź po chemicznym uszlachetnieniu do produkcji energii cieplnej.

• fermentacja alkoholowa - polega na przekształceniu materiału celulozowego zawierającego cukry (buraki, trzcina), przez drożdże w etanol i metanol. Alkohole te mogą być wykorzystane jako paliwo i do produkcji energii cieplnej.

• fermentacja metanowa (beztlenowa) - polega na rozkładzie materiału mokrego (zielonka, rzepak, mokre odpady) przez drobnoustroje przy braku dostępu tlenu. W wyniku fermentacji powstaje biogaz, gaz gnilny, który wykorzystuje się głównie do produkcji energii cieplnej i elektrycznej jak również w układach skojarzonych.

Spalanie drewna:

Drewno energetyczne może występować w dwóch postaciach:

• drewno nieprzerobione:

- kora;

- igły z drzew iglastych;

- liście drzew liściastych;

• drewno przerobione:

- kawałki drewna (dł. 25 ÷ 50 cm, 50 ÷ 75 cm, 75 ÷ 100 cm)

- zrębki:

drobne o wielkości > 3 cm;

średnie o wielkości > 5 cm;

grube o wielkości > 10 cm;

- trociny;

- brykiety i pelety (pelety mają większą gęstość i lepszą jakość);

- pył drzewny.

Często praktykowane palenie drewnem mokrym powoduje znaczną utratę energii nie tylko z konieczności odparowania wilgoci w palenisku i odprowadzenia pary do komina, ale także na skutek obniżenia sprawności kotła lub kominka.

Drewno kawałkowe - szczapy

Drewno rąbane w postaci szczap jest najczęściej używanym paliwem.

Do spalania w kominkach i kotłach lepsze jest drewno liściaste ze względu na większą gęstość oraz mniejszą zawartość kopcących przy spalaniu żywic.

Drewno kawałkowe używane do spalania powinno być powietrznosuche, co oznacza, że w procesie suszenia w warunkach naturalnych utraciło cały nadmiar wilgoci zawarty w mikrosporach miazgi, a pozostała wilgoć znajduje się w stanie równowagi z otaczającym wilgotnym powietrzem.

Drewno zaraz po ścięciu zawiera ok. 60% wilgoci.

Proces utraty wilgoci jest powolny i zależy od warunków pogodowych.

Dla oszacowania zawartości wody w drewnie można się posłużyć następującą tabelą:




Zrębki drzewne

Zrębki stosowane są przede wszystkim do kotłów większych mocy.

Można je jednak stosować również do małych kotłów (20 kW), pod warunkiem, że są to zrębki suche.

Zrębki suche (w<20%) uzyskuje się poprzez zrębkowanie przesuszonych gałęzi.

Suszenie zrębków mokrych w pryzmach pod zadaszeniem jest nieefektywne i połączone z utratą wartości energetycznych oraz butwieniem zrębków.

Pozyskiwanie materiału i zrębków suchych jest trudniejsze, a przechowywanie (w zamkniętych silosach lub magazynach) droższe niż zrębków mokrych.

Jednak ich stosowanie jest opłacalne, gdyż spalanie zrębków suchych jest łatwiejsze, a kotły i instalacje zasilające znacznie tańsze. Ponadto, rozwiązania technologiczne pozwalają na automatyzację instalacji zasilającej kocioł i jego bezobsługową pracę.

Zrębki mokre mogą być dostarczane do kotłowni prosto z lasu lub plantacji energetycznych. Nie wymagają specjalnych magazynów, a jedynie dobrze przewietrzanych, zabezpieczonych przed opadami atmosferycznymi placów składowych.

Do spalania zrębków mokrych nadają się w zasadzie kotły o mocach powyżej 500 kW. Od takiej wielkości kotłów staje się opłacalne budowanie skomplikowanych instalacji zasilających, wyposażonych w przenośniki ślimakowe, łańcuchowe lub kubełkowe oraz silosy z ruchomą podłogą.

Trociny i wióry:

Trociny i wióry są materiałem odpadowym z tartaków i zakładów przeróbki drewna.

Są najtańszym paliwem pod warunkiem lokalizacji kotłowni w pobliżu zakładu przetwórczego.

Trociny są dużo trudniejsze do spalania niż zrębki, pelety i brykiety, dlatego nadają się głównie do spalania w dużych kotłach, w których konstrukcja rusztu przystosowana jest do spalania mokrych lub suchych trocin.

W kotłach tych istnieje możliwość spalania mieszanek trocin i zrębków.

Należy unikać spalania trocin w małych kotłach, gdyż zwykle połączone jest to z małą sprawnością i dużymi emisjami szkodliwych gazów i pyłów.

PELETY:

Pelety - to granulki przypominające swym wyglądem suchą paszę dla zwierząt.

Pelety nie zawierają w sobie żadnych chemicznych dodatków typu kleje, lakiery.

Są to elementy o kształcie cylindrycznym, o średnicy 6-10 mm i długości 20-30 mm.

Surowcem do produkcji granulatu są odpady drzewne z tartaków, zakładów przeróbki drewna i leśne odpady drzewne.

Najpopularniejszymi odpadami do produkcji granulatu są trociny i wióry.

Technicznie możliwe jest także produkowanie granulatu z kory, zrębków, upraw energetycznych i słomy.

Produkcja peletu polega na poddaniu biomasy trzem kolejnym procesom: suszenia, mielenia i prasowania. Pelety wytłacza się z rozdrobnionej suchej biomasy pod dużym ciśnieniem w prasie rotacyjnej, bez substancji klejącej. Bardzo duże siły działające podczas wyciskania powodują, że w małej objętości zostaje zmieszczona duża ilość produktu.

BRYKIETY:

• Brykiet jest to produkt wytwarzany w procesie ciśnieniowego sprasowania odpadów drewnianych, słomy żółtej i szarej, zrębków wierzby energetycznej, itp.

• Brykiety są produktem całkowicie ekologicznym, gdyż nie zawierają żadnych dodatków chemicznych. Dzięki zagęszczeniu masy oraz niskiej zawartości wilgoci brykiety mają wyższą wartość opałową niż drewno nieprzetworzone, ale mniejszą niż pelety. Największe znaczenie gospodarcze i największą wartość handlową mają brykiety produkowane z drewna.

RODZAJE BRYKIETU:

• Brykiet w kształcie walca o średnicy 50 lub 53 mm (produkowany w maszynach starszych typów). Ten rodzaj brykietu produkowany jest w brykieciarkach mechanicznych. Długość brykietu jest niejednolita i wynosi od kilku do kilkunastu centymetrów, a podstawa walca jest nieregularna.

• Brykiet w kształcie walca o średnicy 30 do 80 mm, o regularnej bryle i długości zwykle kilka do kilkunastu centymetrów. Brykiet taki powstaje poprzez sprasowanie określonej porcji surowca w brykieciarce hydraulicznej.

• Brykiet kominkowy - zwykle ośmiokątny z otworem w środku, produkowany jest w brykieciarkach ślimakowych. 

• Brykiet typu kostka - stosowany najczęściej w kominkach. Ceny rynkowe brykietu tego typu oraz brykietu kominkowego są zwykle wyższe od przeciętnych cen brykietu typu walec.

En. słoneczna

---