Kot ł y na bi omas ę
R APORT 25
wstępna obróbka biomasy, czyli brykieto-
wanie lub granulowanie.
Biomasę charakteryzuje mała zawar-
toS
ć częS
ci niepalnych oraz związków siarki
i azotu. Emisja tlenków tych pierwiastków
jest więc dużo mniejsza niż w przypadku
spalania paliw kopalnych.
Pod względem energetycznym 2 tony
biomasy równoważne są 1 tonie węgla ka-
miennego. Pod względem ekologicznym
biomasa jest lepsza niż węgiel, gdyż podczas
spalania emituje mniej SO2 niż węgiel.
Ekologiczną zaletą spalania biomasy
jest  zerowa emisja CO2 , co oznacza, że
w wyniku spalania powstaje tylko tyle
CO2, ile ponownie asymilują roS
liny
w czasie wzrostu. Inaczej mówi się, że po-
wstaje tylko  neutralny CO2, a nie ma
emisji  dodatkowego CO2.
Słoma
Do ogrzania domu jednorodzinnego
BIOMASA
potrzebne są zbiory słomy z powierzchni
ok. 5 ha. Dom o powierzchni 100 m2 i po-
trzebach energetycznych 100 kWh/m2 na
rok można ogrzać zużywając rocznie 5 ton
słomy (przy sprawnoS
ci kotła 75%). No-
paliwo za grosze
woczesne kotły do spalania słomy pracują
ze sprawnoS
cią dochodzącą do 80-90%,
przy bardzo niskiej emisji gazów . Ale
warunkiem spalania słomy jest utrzyma-
nie jej wilgotnoS
ci poniżej 20%, najlepiej
I stało się. Podwyżka cen gazu i oleju opałowego
ok.15%.
spowodowała wzrost zainteresowania paliwami
Czynnikiem ograniczającym stosowa-
nie słomy są wysokie koszty inwestycyj-
tańszymi, a co ważne ekologicznymi. Coraz chętniej
ne. Jak wykazują badania cena pozyska-
do ogrzewania domów wykorzystuje się drewno opa-
Kocioł na biomasę może osiągnąć spraw-
łowe i jego odpady oraz słomę, czyli tzw. biomasę.
noS
ć nawet powyżej 80% (fot. Kotłobud)
Jest to możliwe również dzięki dużej ofercie kotłów
do spalania tego rodzaju paliw.
Matylda Grzywacz
M
a
t
y
l
d
a
G
r
z
y
w
a
c
z
odstawowymi surowcami do produk-
Pcji biomasy są drewno oraz słoma
zbóż i rzepaku. Prowadzone są również
badania nad wykorzystaniem na cele
energetyczne innych roS
lin  słomy mal-
wy, rdestu oraz wierzby z gatunku Salix
Viminalis. Najprostszym sposobem ener-
getycznego wykorzystania biomasy jest
jej bezpoS
rednie spalanie dla uzyskania
np. ciepła użytkowego. Możliwa jest
58
budujemy
2004 10 Dom
DOM ENERGOOSZCZ
DNY
Tabela 1. Charakterystyka paliw [wg. BAPE S.A., Zalety wykorzystania słomy do celów
energetycznych w porównaniu z kotła-
Racjonalizacja przetwarzania i użytkowania energii)
mi na węgiel:

redukcja emisji CO2, SO2, NOx;
Rodzaj Skład chemiczny % wagowy s. m. WartoS
ć
WilgotnoS
ć Emisja kg/GJ
paliwa (sucha masa) opałowa
redukcja palenia słomy na polach-
uniknięcie wielu pożarów i degradacji
C H O2 N2 S popiół % MJ/kg CO2 NOx SO2 pyły
S
rodowiska naturalnego;
węgiel >68 4,5 11 1 0,5-1,2 <15 2-10 25 100 0,3-0,4 0,5-1 0,05

olej 0,055- 0,15- duża sprawnoS
ć urządzeń;
86 12 1 - 0,3-1 - - 41 77 -
opałowy 0,15 0,5

doS
ć mały nakład robocizny przy obsłu-
gaz 0,05-
69,5 23,5 - <7 - - - 48,7 52 - - dze kotłów (nakładanie jedynie na stół po-
ziemny 0,15
dawczy paliwa, zapas na 6-8 godzin);
słoma 46 5 45 0,2 0,1 3,7 10-20 17 - 0,16 0,07 0,02
drewno 50 6 43 0,1 - 0,9 10-20 19 - 0,16 - 0,02

wykorzystanie lokalnego odnawialne-
go x
ródła energii.
nia jednej tony słomy (obejmująca kosz- Podczas zbiorów słoma od razu zwijana ładuje się ręcznie baloty od 2 do 6 sztuk,
ty przygotowania słomy do spalania jest na polach w tzw. baloty. Zazwyczaj są nie częS
ciej niż trzy razy na dobę. W lecie
w formie beli prostokątnych lub okrą- one prostopadłoS
cienne o wymiarach 40- jeden wsad słomy zapewnia wystarczającą
głych) wynosi 80-100 zł. Jednak koszt 60x40-60x70-80 cm i ważą około 8-12 kg. energię do produkcji ciepłej wody. Aby
zakupu urządzeń jest doS
ć duży i może Może być też zwijana w okrągłe baloty zminimalizować obsługę, w układzie
się okazać opłacalny dopiero przy budo- S
rednicy 125-170 cm i ciężarze 150-250 kg. ogrzewania konieczny jest zbiornik aku-
wie kotłowni przeznaczonej dla kilku Nowoczesne prasy dają baloty prostopadło- mulacyjny, gromadzący ciepłą wodę na
domów. S
cienne o ciężarze powyżej 400 kg. potrzeby c.o. i c.w.u. WielkoS
ć zbiornika
Okres zwrotu nakładów inwestycyj- Na naszym rynku jest kilku producen- dobiera się do mocy kotła. Ważne jest, aby
nych w przypadku kotłowni opalanych sło- tów kotłów na słomę małej mocy. Cieszą się w tego typu kotłach, słoma przeznaczona
mą wynosi ok. 6 lat. Dla porównania: ceny one popularnoS
cią wS
ród gospodarstw rol- do spalania była dobrze wysuszona.
kompletnych systemów opalanych słomą są nych, w których tego paliwa jest pod do- W przeciwnym razie spalanie będzie je-
1,5-2 razy wyższe niż dla kotłów opalanych statkiem. dynie częS
ciowe. WartoS
ć energetyczna
drewnem. Kotły małej mocy przystosowane są zawilgoconych balotów może się zmniej-
do spalania balotów o ciężarze do 12 kg. szyć nawet o połowę, czyli do 8 MJ/kg.
Główne elementy kotła na drewno (fot. Neskop) Obsługa ich jest prosta, bowiem do kotła
Drewno
Mniej uciążliwym paliwem jest drew-
no. Konieczne jest wprawdzie zapewnienie
transportu i przestrzeni magazynowej, ale
układ elektroniczny sterujący pracą
opłacalne jest jego stosowanie nawet w ma-
wentylatora (nadmuchu) i pompy
łych domach jednorodzinnych.
Do ogrzewania domów wykorzystuje
się drewno nieprzerobione lub przerobione.
wyjS
cie czynnika grzewczego
Drewno nieprzerobione to: drewno
drzwiczki
wyczystka do sieci c.o. czopuch
opałowe, kora, igły lub liS
cie rozdrobnio-
zasypowe
komory spalinowej (podłączenie do komina)
ne w zgniataczu rolkowym lub młynie bi-
drzwiczki
jakowym, a także zrębki paliwowe uzy-
do usuwania
skiwane jako produkt uboczny obrabia-
szlaki
nia kłód w tartakach oraz pozostałoS
ć po
wyrębach.
Drewno przerobione to:

trociny  produkt odpadowy powstają-
cy podczas piłowania;

brykiety  wytwarzane przez sprasowa-
nie rozdrobnionego drewna, mają kształt
cylindryczny lub prostopadłoS
cienny i wy-
miary 10-30 cm;
powrót czynnika
granulki  wytwarzane podobnie jak
grzewczego z sieci c.o.
brykiety przez sprasowanie dokładnie
komora rozdrobnionego materiału. Granulki ma-
komora wyczystka dolna popielnika
wodna
dx
wignia
ją zwykle kształt cylindryczny i są mniej-
zasilanie
popielnik
paleniskowa
od popielnika
kotła w wodę
sze od brykietów. Często w procesie ich
59
budujemy
Dom 10 2004
Kot ł y na bi omas ę
R APORT 25
produkcji jednoczeS
nie prowadzi się do- W kotłach z dolnym spalaniem spala-
suszanie; nie następuje w pobliżu tylnej S
ciany komo-

pył drzewny  powstaje z wysuszonego ry spalania lub w komorze spalania, która
materiału surowego poddanego mieleniu znajduje się w tylnej częS
ci komory zasypo-
na cząstki o rozmiarach mniejszych niż wej, w miejscu doprowadzenia powietrza.
1 mm. Są również kotły, które mogą spalać
Drewno energetyczne składa się drewno o wilgotnoS
ci do 35% . WartoS
ć
z materiału palnego zawierającego: węgiel opałowa drewna wysuszonego jest porów-
(50-52 %), wodór (6-6,5 %), tlen (40-44 %), nywalna z węglem brunatnym.
azot (ok. 0,2 %), siarkę (ok. 0,1 %); wodę WilgotnoS
ć paliwa ma natomiast zna-
o udziale objętoS
ciowym 20-60 %, która czenie przy stosowaniu kotłów zgazowują-
wpływa istotnie na wartoS
ć opałową pali- cych, wykorzystujących proces suchej de-
wa. stylacji (pyrolizy, zgazowania) drewna !. " Pelety (fot. Barlinek)
Cechą charakterystyczną paliw drew- Do tego typu kotłów zaleca się wyłącznie
nopochodnych jest wysoka zawartoS
ć drewno drzew liS
ciastych (np. buk, dąb), są paliwem zawierającym znikome iloS
ci
składników lotnych. Około 80 % suchej sezonowane co najmniej 18 miesięcy. popiołu.
masy odparowuje podczas suchej destylacji Drewno trzeba odpowiednio przygotować Najbardziej efektywne spalanie tego
(ogrzewania). Tylko 20 % masy drewna sta- do spalania, czyli pociąć je na odcinki od- paliwa następuje w kotłach wyposażo-
nowią nielotne związki węgla, które ulegają powiedniej gruboS
ci i długoS
ci. Kotły te nych w specjalne palniki. Mają możliwoS
ć
spaleniu na ruszcie, podczas gdy większoS
ć wymagają wprawdzie większej pracy w ce- regulacji mocy, nie cofa się w nich ogień,
składników lotnych spala się nad rusztem. lu przygotowania paliwa, ale zapewniają są samoczyszczące. Odpowiednie propor-
Stąd efektywne spalanie tego typu paliw sprawnoS
ć ok. 83%. Stosowanie drewna cje paliwa i powietrza dostarczane do pal-
wymaga stosowania kotłów specjalnej kon- wilgotnego w takich kotłach może spowo- nika powodują, że zgazowane pelety palą
strukcji. dować zupełny zanik procesu zgazowania, się intensywnym płomieniem.
W zwykłych kotłach komorowych (ze co znacznie zmniejsza sprawnoS
ć kotła
spalaniem górnym lub dolnym), gdzie i skraca żywotnoS
ć wymiennika. Paliwo przyszłoS
ci
drewno jest najczęS
ciej spalane jako pali- Z przeprowadzonych analiz wynika,
wo zastępcze, wilgotnoS
ć czy gatunek Pyroliza to proces suchej destylacji że w Polsce wS
ród biomasy najpoważniej-
drewna nie wpływają wyrax
nie na proces drewna, polegający na termicznym rozkła- szym x
ródłem energii odnawialnej jest
spalania i sprawnoS
ć kotła. Mogą jednak dzie substancji organicznych i nieorganicz- słoma.
mieć wpływ na częstotliwoS
ć czyszczenia nych w czasie ograniczonej dostawy tlenu. Rocznie w rolnictwie i leS
nictwie wy-
wymiennika ciepła czy przewodu komi- Proces ten jest wykorzystywany do pozy- twarzana jest biomasa równoważna pod
nowego. Najlepiej, gdy wilgotnoS
ć drew- skania z drewna gazu drzewnego. względem kalorycznoS
ci 150 mln ton wę-
na wynosi 20%. W kotłach ze spalaniem gla  1 t węgla to 1,5 t biomasy.
górnym powietrze doprowadzane jest do Czym jeszcze można palić? Od momentu wstąpienia Polski do Unii
całej objętoS
ci paliwa. Spalanie reguluje Do paliw z biomasy zalicza się też Europejskiej na cele energetyczne można
się przez ograniczenie ciągu kominowe- brykiety oraz granulaty ze słomy i trocin będzie wykorzystywać uprawy z gruntów
go za pomocą regulatora. drewna (ang. pellet s). Rozwiązały one wyłączonych z produkcji rolnej ze względu
problem kosztownych układów podawa- na limity produkcyjne. Według ocen rządo-
! Nowoczesny kocioł na gaz drzewny nia paliwa do komory spalania. wego dokumentu z 2000 r.  Strategia roz-
(fot. Klimosz) Minibrykiety, czyli pellets, pelety, to woju energetyki odnawialnej , z biomasy
brykiety lepszej jakoS
ci ". Są wytłaczane w 1999 r. wyprodukowano 101,8 PJ energii,
pod wpływem większego ciS
nienia niż zwy- co stanowi aż 98,05% produkcji energii ze
kłe brykiety. Trociny do produkcji pelet są x
ródeł odnawialnych.
czyszczone z piasku i innych zanieczysz- Ogromna liczba kotłowni zasilanych
czeń. Suszy się je, mieli, ponownie nawilża, słomą w województwach pomorskim
a następnie przeciska pod dużym ciS
nie- i warmińsko-mazurskim, kotłowni opala-
niem przez matryce formujące. Wychodzą- nych drewnem w województwach lubu-
ce z matrycy pelety mają błyszczące S
cianki, skim i dolnoS
ląskim, pokazują, że bioma-
które są dosyć odporne na wilgoć. WartoS
ć
kaloryczna S
rednio 18-19 MJ/kg lub 5 kWh. KorzyS
ci ze stosowania biopaliw
Przyjmuje się, że ze spalenia 2 kg pelet uzy-
Wytwarzanie energii tanim kosztem.

ska się tyle samo kalorii, co ze spalenia 1 l Ochrona S
rodowiska.

oleju opałowego. Rachunek ekonomiczny Efektywne zagospodarowanie bioodpa-
jest prosty: za olej opałowy zapłacimy dów, bez koniecznoS
ci ich utylizacji.

1,60 zł, za 2 kg pelet  tylko 0,80 zł, a w obu MożliwoS
ć uzyskania pomocy finanso-
przypadkach uzyskujemy 10 kWh. Pelety wej z funduszy ekologicznych.
60
budujemy
2004 10 Dom
DOM ENERGOOSZCZ
DNY
Opalanie biomasą to idealne rozwiązanie na terenach wiejskich
sa w Polsce stanowi doskonałą alternaty- Na naszym ryn-
wę dla węgla i innych paliw tradycyjnych. ku dostępne są też
Za wykorzystaniem drewna czy słomy kombinowane ko-
przemawia nie tylko aspekt ekologiczny, tły zgazowujące na
ale i ekonomiczny. Zaletą ogrzewania go- drewno i gaz ziem-
spodarstw przy użyciu biomasy są niskie ny. Można palić
koszty eksploatacyjne, a wadą wysokie na- w nim brykietami,
kłady inwestycyjne. Koszt zakupu jednost- gazem ziemnym al-
ki mocy zainstalowanej (bez adaptacji ko- bo olejem opało-
tłowni) szacuje się na 130-150 zł/kW. wym, w zależnoS
ci
od zamontowanego
Kotły na biomasę palnika. Konstruk-
Nowoczesne kotły c.o. na biomasę cja kotła oparta jest
zostały zaprojektowane na zupełnie innej na trzech komorach,
zasadzie niż kotły gazowe. Mają dużą po- umieszczonych jed-
BRAK REKLAMY
jemnoS
ć wodną i dużą powierzchnię wy- na pod drugą. Dwie
miany ciepła. Mogą współpracować z ta- górne komory służą
nimi grzejnikami żeliwnymi. Regulacja do zgazowywania
mocy następuje przez zmniejszanie lub drewna. W trzeciej,
zwiększanie nawiewu powietrza do urzą- dolnej komorze
dzenia. Kotły te mogą być wyposażone umieszczony jest
w sterowany elektronicznie nadmuch palnik. Komora wy-
i stabilizator temperatury lub mechanicz- łożona jest specjal-
ny miarkownik ciągu. Mają konstrukcję nym materiałem ce-
dwukomorową. Komora pierwsza jest ko- ramicznym.
morą spalania, a komora druga  dopala- Na naszym ryn-
nia i wymiany ciepła. Duża komora spala- ku dostępne są rów-
nia daje możliwoS
ć palenia z nominalną nież kotły na pele-
mocą przez 6-8 godzin. W dobrze ocieplo- ty. Zasobnik paliwa
nym domu, przy temperaturze powietrza może stanowić in-
zewnętrznego ok. 0�C, załadunek kotła tegralną częS
ć kotła, a podawanie paliwa lania granulatu. Konstrukcja samego
wystarcza nawet na 12 godzin. Konstruk- odbywa się przez podajnik S
limakowy układu zasilania powoduje niemożliwoS
ć
cja komory spalania i górnego zasypu wprost do paleniska #. Kotły takie do- cofnięcia ognia do zasobnika paliwa.
umożliwia łatwy załadunek dużych ka- skonale sprawdzają się w obiektach o po-
wałków drewna. Można je przesypywać wierzchni do 400 m2. Charakteryzują się
wiórami lub trocinami dla uzyskania one wysoką automatyzacją spalania, sys-
większej masy przy jednorazowym zała- temem zabezpieczeń przed przegrzaniem Dane teleadresowe wiodących produ-
dunku. System dopalania spalin powodu- i zapłonem paliwa w zasobniku oraz centów oraz orientacyjne ceny wybranych
je, że znacznie maleje emisja CO, węglo- płynnoS
cią regulacji mocy kotła. Załadu- produktów przedstawiamy w rubryce Info
wodorów i sadzy, a sprawnoS
ć roS
nie. nek jednej objętoS
ci zasobnika paliwa wy- rynek na str. 62.
Ogranicza to do minimum zjawisko zara- starcza na półtorej doby.
stania kotła i komina sadzą czy smołą. Zasobnik może też być osobnym $ Paliwo może być umieszczone w sąsiednim
urządzeniem, a podawanie paliwa odby- pomieszczeniu (fot. PGK System)
# Kocioł ze zintegrowanym zasobnikiem wa się za pomocą systemu podajników
(fot. Kostrzewa) S
limakowych i elastycznych przewodów
$. Zasobnik może być umieszczony
w innym pomieszczeniu niż kocioł. Pali-
wo jest podawane na specjalny palnik ze
stopów żaroodpornych, na którym jest
spalane przy udziale powietrza wdmu-
chiwanego, przez system dysz, na całą
powierzchnię palnika. Układ automa-
tycznej regulacji zapewnia sterowanie
nadmuchem powietrza, pracą pomp
obiegowych oraz podajników paliwa.
Charakterystyczny dla kotłów tego typu
jest niemal zupełny brak popiołu ze spa-
61
budujemy
Dom 10 2004