Biomasa jako palivo

Biomasa obecně je veškerá organická hmota na Zemi, která se účastní koloběhu živin v biosféře. Energie biomasy má svůj prapůvod ve slunečním záření a fotosyntéze. V souvislosti s vytápěním je to vůbec nejstarší používané palivo.

Energetická biomasa

Z energetického hlediska je významná pouze energeticky využitelná biomasa (energetická biomasa - někdy zkráceně pouze biomasa). Biomasa pro energii je veškerá biomasa rostlinného i živočišného původu - dřevo, dřevní odpad, pelety, ale i sláma a jiné zemědělské zbytky , využitelná jako zdroj energie.

Rozlišení energetické biomasy podle účelu použití

Energetickou biomasu lze zatřídit do několika kategorií, které se však mohou částečně překrývat.

  • Biomasa pevná, používaná především pro přímé spalování k vytápění budov.
  • Biomasa plynná, tedy bioplyn vznikající převážně v bioplynových stanicích (BPS).
  • Biomasa kapalná, využívaná jako pohonné hmoty v dopravě, tj. bionafta či biolíh, které se nejčastěji označují jako biopaliva.

Zatím se ale nevžila přesná terminologie pro tyto odlišné formy biomasy, a tak se často stává, že pod pojmem biomasa se v poslední době stále častěji míní hlavně biopaliva pro dopravu. Biomasa použitelná jako palivo do kotlů.

  • Kusové dřevo - polena obvykle o délce 300 až 500 mm, případně kusové odpady z dřevozpracujícího průmyslu. ** **
  • Dřevěné štěpky - zejména z odpadů při těžbě dřeva nebo prořezávání stromů kolem cest a v parcích a z cíleně pěstovaných rychle rostoucích dřevin (RRD). Na štěpku se zpracovávají (často hned v lese) zbytky kůry, větví a podobně.
  • Pelety z dřevního odpadu vyráběné z pilin lisováním skrze otvory v matrici (podobné jako mlýnek na maso), obvyklý průměr je kolem 5 mm, délka asi 20 mm.
  • Pelety z alternativních surovin vyráběných zejména z cíleně pěstovaných energetických plodin (bylin), pazdeří nebo kůry.
  • Brikety z dřevního odpadu, obvykle válcového tvaru o průměru kolem 100 mm a délce 200 mm a více, vyráběné z hoblin a pilin za nižších tlaků než pelety. Používají se podobně jako kusové dřevo, v průběhu hoření se však rozpadají.
  • Brikety z energetických bylin jsou válcového tvaru o průměru 100 mm a délce 200 mm.Vyrábí se za nižších tlaků než pelety, v průběhu hoření se rozpadají. Používají se stejně jako kusové dřevo.
  • Semena plodin (obvykle semena obilovin nepoužitelná pro potravinářské nebo krmivářské účely), použití je podobné jako u pelet.
  • Balíkovaná sláma - jedná se obvykle o vedlejší produkt při pěstování potravinářských a průmyslových plodin, který je jinak považován za odpad.
  • Balíkované celé rostliny - cíleně pěstované energetické plodiny (byliny). Ve srovnání s čistou obilnou slámou mají vyšší obsah dusíku a ostatních prvků a proto i horší emisní charakteristiky.

Sušení biomasy

Voda má velké výparné teplo a s jejím obsahem výrazně klesá výhřevnost. Má-li být  spalování efektivní, musíme proto biomasu napřed vysušit. Všeobecně se doporučuje vlhkost pod 30 %, za optimální se považuje vlhkost do 20 %. Této vlhkosti se dá dosáhnout běžným sušením na vzduchu se zakrytím proti dešti. Jedná se však o dost pomalý proces (dřevo pod přístřeškem je třeba nechat vysychat alespoň dva roky).

Pro lisování briket nebo peletek se musí materiál vysušit ještě na nižší obsah vody. To však již vyžaduje vhodnou sušárnu. V domech se solárním systémem na ohřev vody a přitápění, lze v letním období přebytek tepla použít na vysoušení dřeva (např. umístěním výměníku topná voda - vzduch s vetilátorem do skladu dřeva). Pro urychlení sušení je třeba polenové dřevo naštípat alespoň na čtvrtky.

Snížením vlhkosti u přirozeně vyschlého dřeva z 20 % na 5 % stoupne jeho výhřevnost skoro o pětinu, zlepší se regulovatelnost kotle a sníží se tvorba kondenzátu při zatápění nebo při malých výkonech kotle.

Způsoby zpracování biomasy před konečným využitím

  • Řezání (těžba a zpracování dřeva na řezivo a palivo), odpadem jsou piliny, které slouží k výrobě dřevních pelet a briket.
  • Drcení - používá se například jako předstupeň při výrobě pelet a briket.
  • Štěpkování - pro následné použití k výrobě tepla, případně i elektrické energie.
  • Lisování pelet nebo briket - pro následné použití k výrobě tepla, případně i elektrické energie.
  • Lisování oleje - pomineme-li potravinářství, je olej následně esterifikován na metylester (MEŘO - metylester řepkového oleje, známý jako bionafta)

Princip spalování biomasy

Palivo (biomasa – dřevěný odpad, pelety atd.) se nejprve zplyňuje a teprve potom se plyn spaluje. Takový systém umožňuje velmi dobrou regulaci srovnatelnou s plynovými kotli. Kotle spalují nejčastěji polenové dříví či pilinové brikety, někdy v kombinaci se dřevní štěpkou nebo dřevním odpadem.

Výhody spalování pelet

Pelety jsou přírodním výrobkem v absolutním měřítku. Dle platných norem se při jejich produkci nesmí zpracovávat dřevotřísky ani recyklované materiály, jež by mohly být původci přítomnosti laků, barev, lepidel a jiných přídavných látek.

Pelety mají oproti kusovému dřevu řadu výhod (podstatně nižší obsah vlhkosti, malé rozměry, značnou pevnost) a obecně se považují za palivo budoucnosti (účinnost spalování pelet je přes 90 %).

Výhřevnost 18 až 19 MJ/kg  je v žebříčku paliv řadí mezi hnědé a černé uhlí. Umožňují bezobslužný provoz kotle, komfortní dopravu a skladování. Kvůli peletám se nekácejí vzrostlé stromy, ale využívá se odpadové dříví, jež by jinak skončilo bez využití nebo jako mnohem méně efektivní palivo starého typu.

Při spalování drobných, zcela suchých a silně slisovaných pelet mohou být peletové hořáky v kotli značně menší než u klasických kotlů na dřevo. Při spalování pelet nedochází ke zvyšování emisí skleníkových plynů, protože emise CO2 vznikající při spalování pelet jsou pohlcovány pomocí procesu fotosyntézy. Vzniká přitom jen minimální množství popela, který lze navíc využít jako hnojivo navracející půdě potřebné živiny.

Jsou vhodné pro RD.

Výhody biomasy z hlediska vytápění

  • Dostupnost.
  • Lze ji libovolně skladovat.
  • Relativně vysoký energetický obsah.
  • Menší obsah škodlivých látek (síra, těžké kovy) než uhlí.
  • Dá se snadno přeměnit na teplo v jednoduchém a levném zařízení.

Nevýhody biomasy z hlediska vytápění

  • Nedostatečné množství - vzhledem k současné spotřebě energie na vytápění a ohřev vody.
  • Ukládání energie slunečního záření do biomasy je velmi málo účinné.
  • Pěstování biomasy na topení konkuruje výrobě potravin.
  • Nutnost sušení a úpravy čerstvé biomasy před vlastním použitím - spotřeba energie, zvýšení ceny.
  • Hygroskopičnost (náchylnost k vlhnutí i po vysušení).
  • Biomasa hoří dlouhým plamenem, což poněkud komplikuje konstrukci topeniště.
  • Možnost vzniku různých škodlivých emisí (oxidy dusíku, polycyklické aromatické uhlovodíky, fenoly apod.) při spalování.

Zdroje biomasy vhodné pro vytápění

Druh paliva / obsah vody v % / výhřevnost v MJ/kg,

  • Listnaté dřevo - 15 / 14,6
  • Jehličnaté dřevo - 15 / 15,6
  • Dřevní štěpka - 30 / 12,2
  • Sláma obilovin - 10 / 15,5
  • Sláma kukuřice - 10 / 16,9
  • Lněné stonky - 10 / 16,9
  • Sláma řepky - 10 / 16,0

Právní prohlášení: Obsah internetového magazínu i jednotlivé jejich prvky jsou právně chráněny. Jakékoli užití spočívající v kopírování a/nebo napodobování obsahu a/nebo prvku tohoto internetového magazínu bez výslovného souhlasu provozovatele internetového magazínu je protiprávní, porušující práva společnosti k autorskému dílu a databázi a zakládající nekalosoutěžní jednání. Neoprávněným užitím obsahu a/nebo prvku interntového magazínu může dojít též k naplnění skutkové podstaty trestného činu porušení předpisů o pravidlech hospodářské soutěže dle § 248 trestního zákoníku a/nebo trestného činu porušení autorského práva, práv souvisejících s právem autorským a práv k databázi dle § 270 trestního zákoníku, za jejichž spáchání může být uložen trest zákazu činnosti, propadnutí věci nebo jiné majetkové hodnoty nebo trest odnětí svobody. Pokud máte o užití obsahu a/nebo prvku internetového magazínu zájem, kontaktujte redakci internetového magazínu. id16308 (novesluzby.cz#21962)


Přidat komentář