Biomasa – ekologicznie, ale czy opłacalnie?

Domowe urządzenia grzewcze zasilane biomasą są dzisiaj równie popularne jak konwencjonalne kotły węglowe czy gazowe. Wykorzystując taki opał, z satysfakcją możemy stwierdzić, że ogrzewając dom dbamy o środowisko naturalne. Paliwa ekologiczne w zależności od rodzaju pierwotnego surowca cechują się bardzo zróżnicowanymi wartościami najważniejszych parametrów określających ich przydatność opałową. Kaloryczność biopaliw stałych jest o około połowę niższa niż w przypadku paliw kopalnych, jednak za stosowaniem paliw ekologicznych przemawia wiele innych względów. W kontekście ochrony środowiska zaletą biomasy jest fakt, iż dwutlenek węgla wyemitowany podczas procesu jej spalania został wcześniej pochłonięty podczas wzrostu roślin. W związku z powyższym spalanie biopaliw (biomasy) nie wpływa na zwiększenie zawartości dwutlenku węgla w atmosferze. Paliwa ekologiczne ułatwiają także zachowanie czystości w czasie eksploatacji kotłowni. Coraz bardziej doceniany jest walor estetyczny: przykładowo, inwestor, który zdecyduje się na piec akumulacyjny z paleniskiem kominkowym, ogrzeje swój dom, ciesząc się jednocześnie estetyką ognia w salonie w chłodne wieczory.

Ekologiczne materiały opałowe to właściwie różne rodzaje biomasy roślinnej. Zaliczają się do nich surowce pochodzenia leśnego, rolniczego i inne. Choć powszechnie w gospodarstwach domowych stosuje się jako opał ekologiczne paliwa stałe, biomasa może być stosowana także w stanie ciekłym oraz gazowym. Najstarszym wykorzystywanym paliwem biomasowym jest oczywiście drewno. W zależności od gatunku (a co za tym idzie gęstości) drewna oraz zawartości wilgoci może ono spalać się dłużej lub krócej. Producenci urządzeń grzewczych najczęściej zalecają, aby zawartość wody w paliwie nie przekraczała 20%. Wbrew pozorom, także nadmierne wysuszenie drewna może wpływać na jakość spalania. Niewielka ilość wilgoci korzystnie wpływa na uwalnianie z drewna lotnych związków, które następnie mogą zostać dopalone, podnosząc sprawność wytwarzania ciepła. Drewno sprzedawane jest w metrach przestrzennych, przy czym w tym przypadku jednostka ta odpowiada ok. 0,65 metra sześciennego (kubik).

Aby drewno było odpowiednie do zastosowania w kominku, piecu czy kotle, powinno być sezonowane. Pożądany poziom wilgoci uzyskamy, jeżeli drewno przed spaleniem jest przechowywane w odpowiednich warunkach przez minimum 2 lata. Przeciętna wartość opałowa takiego paliwa to 15MJ/kg (4,2kWh/kg) w przypadku drewna drzew liściastych. Nieco bardziej kaloryczne jest drewno drzew iglastych, ze względu na zawartość żywicy, która może jednak powodować problemy eksploatacyjne. Ceny drewna osiągają wartości do ok. 200zł/mp, jednak należy pamiętać, iż taki surowiec przed spaleniem wymaga jeszcze odpowiedniego pocięcia (koszt przygotowanego paliwa jest wyższy!). Zaleca się spalanie drewna w kominkach, piecach akumulacyjnych, kotłach dolnego spalania (tylko z dużą komorą spalania) i dedykowanych kotłach zgazowujących.

Ekologicznym materiałem opałowym, który dopiero zyskuje na popularności, jest słoma, stanowiąca odpad z produkcji rolnej. Właśnie z tego względu zakup kotła na słomę opłaci się szczególnie właścicielom gospodarstw i wszystkim tym inwestorom, którzy mają dostęp do taniego paliwa. Wartość opałowa słomy o wilgotności ok. 15%, w zależności od gatunku roślin, waha się między 12 a 16MJ/kg. Z chemicznego punktu widzenia słoma spala się bardzo podobnie do drewna. Pod względem praktycznym istnieje kilka bardzo istotnych różnic. Słomę spala się w postaci dużych balotów (o średnicy przewyższającej metr) w większych jednostkach (powyżej 100kW) oraz kostek o wymiarach ok. 0,5x0,5x0,7m. Ze względu na gęstość balotów konieczne jest zapewnienie dużego magazynu paliwa. Ponadto, z uwagi na szybkość spalania surowca, instalacja kotła zawsze musi być wyposażona w duży zbiornik akumulacyjny (bufor). Cena tony słomy jest bardzo zróżnicowana: w zależności od regionu i formy waha się między 150 a 350 zł.

Odpady drzewne i słoma, a nawet łuski nasion nadają się do produkcji pelletu. Jest to granulat o uziarnieniu najczęściej 6 a 8 mm. Kaloryczność zależy oczywiście od wyjściowego surowca, jednak zawsze jest to kilkanaście MJ/kg (najwyższe wartości osiąga pellet z trocin z przewagą drewna iglastego). Zawartość wilgoci dla dobrego pelletu nie powinna przekraczać kilku procent. W przeciwnym wypadku efektywne rozpalenie paliwa na retorcie (element palnika w kotle na pellet) i utrzymanie płomienia często jest kłopotliwe. Niewątpliwą zaletą pelletu jest zawartość popiołu mieszcząca się dla paliwa wysokiej jakości zazwyczaj w przedziale 0,3 - 0,7%. Fakt ten wpływa na znaczne wydłużenie czasu napełniania się szuflady. W kontekście eksploatacji systemu grzewczego, pellet jest paliwem znacznie „czystszym” niż klasyczne paliwo węglowe czy ekogroszek. Zasadniczą wadą natomiast jest cena dobrej jakości paliwa, związana z koniecznością wyprodukowania pelletu z surowca wyjściowego – biomasy (rzędu 900zł/t).

Wiele kotłów z zasobnikiem paliwa i podajnikiem jest dostosowana do spalania zrębków – ścinek drewna o nieregularnych kształtach przygotowanych w rębakach.

Surowcami do ich produkcji są głównie odpady z przemysłu tartacznego i leśnego. Użycie zrębków w kotle z podajnikiem wymaga uwzględnienia rekomendacji producenta, dotyczącej wielkości preferowanych zrębków. Program współpracy podajnika z palnikiem ustawiany przez sterownik zapewni efektywne spalanie. Dość osobliwym przedstawicielem biopaliw stosowanych w gospodarstwach domowych jest płyn wykorzystywany w tzw. „biokominkach”. Do zasilania tych urządzeń stanowiących element wystroju wnętrz i w niewielkim stopniu wspomaganie ogrzewania stosuje się alkohol – bioetanol, otrzymywany w procesie fermentacji np. odpadów roślinnych. W czasie spalania bioetanolu w palenisku kominka powstaje dwutlenek węgla (w niewielkich, bezpiecznych ilościach) i para wodna. W związku z powyższym użytkowanie paleniska nie powoduje wytwarzania się nieprzyjemnego zapachu. Należy jednak pamiętać, iż gwarancję bezpieczeństwa daje tylko paliwo posiadające atest PZH. Zaletą omawianego paliwa jest fakt, iż pozwala cieszyć się estetyką ognia kominkowego w pomieszczeniach, gdzie z różnych względów montaż tradycyjnego kominka jest niemożliwy.

Szeroki wachlarz paliw ekologicznych sprawia, iż dostępne są rozwiązania, które sprostają niemal każdym, nawet najbardziej specyficznym wymaganiom. Inwestorzy, którzy mogą pozwolić sobie na opalanie domu biopaliwami wykorzystują do ogrzewania zieloną energię.

Mateusz Szubel - krn.pl