Pelety – małe, pachnące świeżym drewnem granulki, jako żywo przypominające suchy pokarm dla psów lub żwrek dla kotów, stały się ostatnio jednym z największych przebojów światowej energtyki.

Moda na jego stosowanie np. w Szwecji, czy Austrii przypomina niedawny polski boom na samochody, czy telefony komórkowe. Cały Sztokholm jest już prawie wyłącznie zasilany energią wytwarzaną z granulatu paliwowego. Podobnie jest w wielu innych miastach i miejscowościach. Liczba użytkowników systemów grzewczych opalanych granulatem każdego roku podwaja się, a sam wskaźnik przyrostu także przyrasta!

„Pellets”

Ekologiczny granulat paliwowy, zwany też „peletami” (można zamiennie używać tej nazwy, pochodzącej z angielskiego pellets – granulki, pastylki) to prawdziwe paliwo XXI wieku. Jest tanie, bezpieczne, wygodne w użyciu i zdrowe – zarówno dla ludzi, jak i dla środowiska naturalnego.

Historia granulatu liczy sobie około dwudziestu lat. Produkt wywodzi się wprost z przemysłu paszowego. Powstał na pograniczu amerykańsko-kanadyjskim. Jedna z tamtejszych wytwórni pasz w chwili, gdy spadł popyt na jej wyroby, wpadła na pomysł, by na linii służącej do granulacji pasz sprasować trociny z pobliskiego tartaku i zaoferować je jako cenny dodatek do ogrodowych kompostów. Ktoś jednak użył tego granulatu jako paliwa… i tak się zaczęło.

Około dziesięć lat temu granulat dotarł do Europy. Najpierw była Austria i kraje skandynawskie, znane od lat z tego, że bardzo dużą wagę przywiązują do ochrony środowiska naturalnego. Stan portfeli też nie był bez znaczenia… A granulat okazał się bardzo tani – znacznie tańszy od wszystkich znanych i powszechnie stosowanych paliw. Na wynik ekonomiczny w wielu krajach wpływ ma również stosowany tam system dopłat i refundacji, związany z ekologicznym charakterem tego paliwa

Zasoby surowcowe

Istniejące i niewykorzystane zasoby biomasy energetycznej w Polsce szacowane są ogółem na około 40 mln ton rocznie (źródło: W. Lewandowski „Proekologiczne źródła energii odnawialnej” WNT Warszawa 2001). Zalicza się do nich: słoma, odpady z drewna, trzcina i trawa.

Każdego roku z powodu braku odpowiednich technologii leśnicy zostawiają w lasach ponad 9 mln m3 odpadów drzewnych. Odpady te nie są obojętne dla lasów. Stanowiąc pożywkę dla grzybów i szkodników poważnie obniżają stan sanitarny polskich obszarów leśnych. Pamiętać należy, że większość współczesnych lasów nie funkcjonuje w stanie pierwotnej równowagi biologicznej i do ich zdrowego rozwoju niezbędne jest dokonywanie szeregu zabiegów pielęgnacyjnych. Na dużej części polskich obszarów leśnych zabiegi te zostały ograniczone do niezbędnego minimum, ponieważ nie ma obecnie możliwości zagospodarowania powstających przy tych zabiegach dużych ilości odpadów drzewnych.

W przemyśle drzewnym znany jest przelicznik mówiący o tym, że ze stu metrów sześciennych pozyskanego z lasu drewna możliwe jest uzyskanie zaledwie 25m3 tarcicy przekształconej w gotowy wyrób. Pozostałość stanowią odpady. Powszechnie stosowane do tej pory technologie pozwalają na wykorzystanie tylko niewielkiej części nabardziej wartościowych z nich. W naszym kraju nie znaleziono dotąd sposobu na racjonalne zagospodarowanie pozostałej części tego cennego surowca.

Biomasa jako odnawialne źródło energii

Na polach całego kraju po żniwach zostaje ponad 26 mln ton słomy. Tylko niecałe 3% z tej masy dziś zagospodarowuje się na cele energetyczne. Gdyby podnieść tę liczbę do około 30%, to roczne oszczędności z tego tytułu przekroczyłyby kwotę 2,4 mld złotych (źródło: GUS „Ochrona środowiska 2001” Warszawa 2001), A że jest to możliwe świadczy fakt, że Dania zagospodarowuje około 92% słomy na cele energetyczne, Austria około 85%, a Czechy ponad 40%.

Zasadność granulacji

W tych warunkach powstaje zasadne skądinąd pytanie: skoro mamy tyle gotowego paliwa, to dlaczego go po prostu nie spalimy, zamieniając je na potrzebną nam energię? – i to bez dodatkowych zabiegów? Inaczej mówiąc: po co nam ta cała granulacja?

Powodów jest kilka:

  • granulat zajmuje od dziesięciu do trzydziestu razy mniej miejsca, niż surowiec pierwotny. W takim samym też stopniu maleją zatem koszty jego składowania i magazynowania. Do siedmiu razy niższe są też koszty transportu.
  • w wyniku koncentracji biomasy podnosi się jej wartość energetyczna. Dobry granulat ma wartość energetyczną przekraczającą 70% wartości kalorycznej najlepszych gatunków węgla. Ponieważ jednocześnie sprawność urządzeń spalających granulat jest średnio dwa razy wyższa, niż urządzeń opalanych węglem, więc w efekcie granulat daje dużo więcej ciepła niż ta sama porcja węgla!
  • sucha biomasa jest bardziej łatwopalna. Granulacja powoduje podniesienie temperatury zapłonu. Mimo, że granulat doskonale się pali, to jednak jest całkowicie odporny na samozapłon, nie wybucha, nie jest łatwo z jego pomocą wywołać pożar.
  • surowa biomasa jest bardzo podatna na psucie się. Materiał mocno chłonie też wilgoć z powietrza, co jeszcze przyspiesza procesy gnilne. Granulat natomiast jest całkowicie odporny na naturalne procesy gnilne, a jego gładka powierzchnia skutecznie chroni przed asymilowaniem wilgoci z otoczenia.
  • dzięki swej formie granulat może być w łatwy sposób automatycznie zadawany do pieca lub kotła. Nowoczesne kotły zasilane granulatem są w zasadzie bezobsługowe. Niewielka ilość popiołu usuwana jest nie częściej niż raz na kwartał. Popiół składa się z samych substancji mineralnych i stanowi cenny nawóz ogrodnczy. Dla użytkownika kocioł taki nie różni się więc od kotła olejowego lub gazowego – za to jego eksploatacja jest od nich blisko dwa razy tańsza.

 

Z czego pelety?

Surowcem do produkcji granulatu paliwowego z biomasy (pelet paliwowych) może być każdy rodzaj roślin. Mogą nim być również odpady pochodzenia roślinnego (bez dodatków syntetycznych) powstające w procesach przeróbki roślin użytkowych.

Surowcem do produkcji granulatu paliwowego z biomasy (pelet paliwowych) może być każdy rodzaj roślin. Mogą nim być również odpady pochodzenia roślinnego (bez dodatków syntetycznych) powstające w procesach przeróbki roślin użytkowych.

Uruchomienie wytwórni granulatu paliwowego jest w obecnej chwili przedsięwzięciem bardzo rentownym. Jednocześnie jest to przedsięwzięcie złożone, wymagające dużej wiedzy z zakresu zarządzania, marketingu, planowania inwestycji i optymalizacji procesów wytwórczych. Wymaga starannego przygotowania i sporych umiejętności menedżerskich.

Peletypaliwem całkowicie ekologicznym. Głównymi produktami ich spalania jest dwutlenek węgla i woda. W płomieniu powstają także śladowe ilości tlenków azotu – NOx (poniżej wartości mierzalnych) i minimalne ilości tlenków siarki. Stężenie tych ostatnich związków jest w spalinach nie większe niż ich naturalne stężenie w atmosferze. Dwutlenek węgla powstający w wyniku spalania pelet jest tzw. „gazem przyjaznym”, biorącym udział w bieżących procesach fotosyntezy, a zatem nie przyczynia się do wywoływania efektu cieplarnianego.

W trakcie produkcji pelet do środowiska nie przedostają się żadne odpady. W dobrze zorganizowanym palenisku popioły stanowią nie więcej niż 0,2-0,4% masy spalonego paliwa. W domowej kotłowni może to oznaczać kilkanaście łyżek popiołu tygodniowo! Popioły ze spalania pelet składają się głównie z węglanów potasu i wapnia i stanowią bardzo dobrej jakości nawóz mineralny.

Wpływ na środowisko naturalne

Produkcja ekologicznego granulatu paliwowego powoduje bardzo korzystny efekt ekologiczny. Jedna niewielka linia produkcyjna wytwarza około 2 500 ton granulatu miesięcznie. Jej roczna produkcja wystarcza do ogrzania około 7 500 typowych domów jednorodzinnych. Jest to także ilość wystarczająca do zasilenia przez cały rok np. niewielkiej elektrociepłowni wyposażonej w bloki energetyczne o mocy 2 x 7 MW.

Analizując wpływ wytwórni granulatu na środowisko naturalne musimy uwzględnić tzw. zjawisko substytucji. Oznacza ono, że zastępujemy energię wytworzoną z paliw kopalnych ekologiczną energią z pelet. Co ogranicza emisję szkodliwych gazów jako produktów spalania.

Całkowite wykorzystanie rocznej produkcji przykładowego zakładu produkcyjnego da efekt w postaci zmniejszenia emisji:

  1. dwutlenku węgla o ok. 106 000 ton (ca. 55 mln m3)
  2. dwutlenku siarki o ok. 3 300 ton
  3. pyłów o ok. 1 800 ton
  4. tlenków azotu o ok. 1 850 ton

Efekty ekonomiczne i społeczne

W wyniku zastosowania ekologicznego granulatu paliwowego do wytwarzania ciepła osiąga się szereg pozytywnych efektów o charakterze dodatkowym. Między innymi:

  • W nowopowstałych zakładach i przedsiębiorstwach z nimi kooperujących powstają nowe miejsca pracy. Mimo, że sama wytwórnia granulatu zatrudnia zaledwie kilka lub kilkanaście osób, to jednak przybliżone szacunki mówią, że łącznie każda wytwórnia może wygenerować nawet do 170 miejsc pracy. Najwięcej osób zatrudnionych zostaje przy zaopatrzeniu wytwórni w surowiec oraz przy dystrybucji gotowego wyrobu. Są także osoby zatrudnione przy produkcji, sprzedaży, instalacji i serwisie urządzeń grzewczych zasilanych peletami.
  • Poprawia się bilans płatniczy regionu. Dzięki wytwarzaniu paliwa na miejscu ogranicza się zakupy energii i jej nośników z innych regionów kraju i z zagranicy.
  • Rozwija się produkcja towarów i usług eksportowych. Wspomniano już wcześniej o olbrzymim zapotrzebowaniu na granulat za granicą. O jego wielkości niech świadczy fakt, że niektórzy polscy producenci mają już sprzedaną całą produkcję na wiele lat do przodu! Przykład Czech świadczy też o tym, że bardzo atrakcyjna jest także produkcja urządzeń służących jego wykorzystaniu, jak piece, kotły, kominki, itp.
  • Zmienia się struktura okolicznych upraw – pojawiają się bardzo opłacalne plantacje roślin wykorzystywanych na cele energetyczne.
  • Poprawia się stan zdrowotny pobliskich lasów dzięki systematycznie wykonywanym zabiegom pielęgnacyjnym.
  • Wdrażane są nowoczesne technologie o dużych perspektywach rozwoju.

 

mgr inż. Bogusław Seredyński