Biomasa – budúcnosť vo vykurovaní

21.07.2006  |     

Ľudstvo je v dnešnej dobe závislé od využívania primárnych energetických zdrojov. Aby sa tento stav v budúcnosti zmenil, musia sa hľadať vhodné náhrady za fosílne palivá, ktorých zásoby sa odhadujú už len na niekoľko desiatok rokov. Čiastočným riešením problému môže byť energetické zhodnocovanie biomasy, ktorej energetický potenciál niekoľkokrát prevyšuje ročnú celosvetovú spotrebu energie. Dôležité je zhodnocovanie drevného odpadu, ktorý je na rozdiel od iných druhov odpadov cenený najmä pre svoj vysoký energetický obsah. Veľké množstvo drevného odpadu, ktoré každodenne vyprodukuje najmä drevospracujúci a stavebný priemysel, je výbornou surovinou pre výrobu alternatívnych biopalív ako sú brikety a pelety.

Biomasa a výhody biopalív

Biomasou rozumieme materiály rastlinného i živočíšneho pôvodu, ktoré sú priemyselne a energeticky využiteľné. To sú nielen pestované rastliny, ale aj druhotné suroviny vznikajúce pri pestovaní či odpadky. Keďže ide o domáci zdroj energie, výhodou je, že ho netreba dovážať a jeho cena nezávisí od monopolného dodávateľa alebo od vývoja na medzinárodnom trhu. Peniaze zostávajú na regionálnej úrovni, to znamená povzbudenie miestnej ekonomiky, vytváranie nových pracovných príležitostí a v konečnom dôsledku prispieva k rozvoju vidieka.

Biomasa je CO2 neutrálna, čo znamená, že pri raste spotrebuje toľko CO2 , koľko ho pri spaľovaní unikne do ovzdušia. Jednoznačnou výhodou biomasy je jej využitie na výrobu energií. Používa sa na výrobu tepla pre technologické účely, na výrobu technologickej pary, na teplovodné vykurovanie objektov, ako aj na ohrev vzduchu na sušenie v poľnohospodárstve. V prípade, že sa biomasa bude účelovo a cielene pestovať, pôjde o nevyčerpateľný zdroj energie. V súčasnosti je najviac využívaná decentralizovane v lokálnych vykurovacích zariadeniach a v malých kotloch rodinných domov, v menšej miere aj vo väčších zdrojoch – v blokových kotolniach a podobne. Biopalivá (biomasa) sú najčastejšie spracovávané vo forme brikety, pelety, drevného odpadu, alebo sa používajú na výrobu bionafty.

Brikety

Briketovanie je najrozšírenejšou a najstaršou technológiou zhutňovania. Produktom sú brikety valcového, n-uholníkového alebo kvádrového tvaru. Tvar a kvalita brikety úzko súvisí s použitou technológiou výroby. Vzhľadom na svoju veľkosť nie sú brikety vhodné na automatizované spaľovanie, avšak ľahko zahorievajú, horia ustáleným plameňom a bez dymu až 90 minút. Ich hustota je až 1,4 kg/dm3 a výhrevnosť 18 MJ/kg, čím prevyšujú výhrevnosť hnedého uhlia. Sú vhodné takmer do všetkých typov kotlov, krbov a piecok na pevné palivo, naviac sa dajú použiť aj na opekanie, grilovanie.

Pelety

Pelety sa vyrábajú v špeciálnych lisoch. Vznikajú pri vysokom tlaku pretláčaním drevných pilín cez valcovú alebo kruhovú matricu s množstvom otvorov, a vzápätí sa odrezávajú na požadovanú dĺžku. Majú valcový tvar s priemerom 4 až 20 mm a dĺžku 5 až 30 mm, sypnú hustotu 600 až 800 kg/m3. Vyrábajú sa výhradne z organického materiálu – biomasy (z čistých pilín a hoblín bez pridávania chemických látok). Ako spojivo tu pôsobí lignín obsiahnutý v samotnom dreve, ktorý sa pri vysokých teplotách spôsobených vplyvom trenia, dostáva do plastického stavu.

Pelety majú niektoré vlastnosti voľne sypaných materiálov, dajú sa transportovať pneumaticky a vzhľadom na ich veľkosť a tvar je možné ich dopravovať závitovkovými dopravníkmi (ide o mechanické zariadenia na dopravu sypkého či zrnitého materiálu). Vďaka ich homogenite horia ustáleným a plynulým plameňom asi 10 až 20 minút. Popol sa dá vzhľadom na obsah dusíka, vápnika, horčíka, hydroxidu draselného a iných stopových prvkov využiť ako minerálne hnojivo. Spaľovanie tohto paliva prebieha s minimálnymi negatívnymi účinkami na ekológiu. Výhodou je aj nízky obsah vody, nízke nároky na skladovacie priestory, vysoká výhrevnosť, perspektívnosť do budúcnosti. Nevýhodou sú vysoké investičné náklady na spaľovacie zariadenie a vysoké požiadavky na dodržanie technologickej disciplíny.

Automatizácia procesu spaľovania

Ak chceme, aby biomasa úspešne konkurovala klasickým palivám, musí okrem ceny ponúkať aj vysoký komfort. Jednou z požiadaviek je plne automatizovať proces spaľovania. Veľkosť a tvar výlisku musí umožniť jeho bezproblémový transport do spaľovacieho priestoru. Používaný dopravný systém najviac ovplyvňuje podobu výlisku. Dnešné spaľovacie kotly využívajú prevažne závitovkové, piestové dopravníky a rošty.

Na Slovensku v súčasnosti prebieha výskum v tejto oblasti, je rozdelený do troch smerov: jednak sa optimalizujú tvarové, rozmerové a termické vlastnosti výliskov, prebieha vývoj nových konštrukcií zhutňovacích strojov a hľadajú sa nové druhy materiálov. Cieľom prvej časti výskumu je hľadanie optimálneho tvaru, rozmeru, vlhkosti a hustoty budúceho výlisku. Kombináciou parametrov je možné dosiahnuť požadovanú pevnosť výlisku, dobré tvarové vlastnosti z hľadiska dopravy a kvality spaľovania, vhodný pomer povrchu k objemu a súčasne ostré hrany, ktoré sú dôležité pre počiatočné zapálenie výlisku.

Vývoj nových konštrukcií sa zameriava na výhody využitia súčiastok v dvojkomorovom briketovacom lise, ktoré sú takmer identické s jednokomorovým lisom. Týmto riešením sa výkon zdvojnásobuje, ale príkon je len o 75 percent vyšší. Multifunkčná koncepcia briketovacieho lisu umožňuje výmenou skupiny súčiastok zabezpečiť výrobu brikiet, ako aj peliet na jednom stroji. Nová progresívna konštrukcia peletovacieho stroja je založená na optimálnych tvarových pomeroch medzi guľou a valcom. Aj v oblasti materiálov sa výskum zameriava na využitie nových zdrojov. Medzi nové materiály patrí repka, slnečnica, kaučuk, slama, rašelina, kal z čistiarní odpadových vôd a čečina. Ponuka pre budúcnosť Biopalivá by v blízkej budúcnosti mali napomáhať obmedzovať dovoz fosílnych palív a zároveň by mali zvyšovať palivovú sebestačnosť. Dôležité sú najmä pozitívne ekologické aspekty spaľovania biopalív. Pri ich využití sa odstraňujú škodlivé emisie oxidu siričitého a ťažké kovy pri spaľovaní hnedého uhlia. Biopalivá riešia aj problém s popolnými odpadmi z uholných elektrární. Biomasa sa dostáva stále viac do popredia a so zvyšovaním stupňa využitia pre energetické ciele sa môže stať perspektívnym riešením vykurovania pre budúcnosť.


Text: Ing. Peter Krížik, Katedra výrobnej techniky SjF STU v Bratislave;
Foto: Ing. Jozef Árvay, Herz, Viarus, Viessmann;
Zdroj: Všetko o úsporách energií, JAGA GROUP

Mohlo by vás tiež zaujímať:

Foto dňa

Súťaž Interiér roku: Vidiecke bývanie v modernom poňatí

Najnovšie knihy a časopisy


Urob si sám 04/2018 v predaji


Časopis pre domácich majstrov




Predplatné

E-shop

Najnovšie príspevky