Drewno – modła przeszłości czy narzędzie zielonej transformacji?
Nova Energia
Drewno jest biomasą, czyli przez liczne gremia zaliczane jest w poczet odnawialnych źródeł energii, ale coraz więcej miast zakazuje korzystania z tego nośnika lub wprowadza odpowiednie wymagania dla kotłów opalanych drewnem. W tym materiale przedstawimy podstawowe problemy, jakie powstały w ostatnich latach wokół biomasy stałej i generacji zielonej energii z tego surowca.
Inwazja Rosji na Ukrainę oraz zielony trend w polityce Unii Europejskiej, wymusiły na krajach Europejskich, dywersyfikację źródeł energii. Bardzo duże środki pieniężne przeznaczane są na rozwój odnawialnych źródeł energii, które są rezultatem naturalnych i cyklicznych procesów przyrodniczych, a ich zasób jest niewyczerpywalny oraz pozostaje bierny dla środowiska. W kontekście krajowym energia ze źródeł odnawialnych (OZE) obejmuje różne formy, takie jak energia z promieniowania słonecznego, wody, wiatru, geotermii, a także z biomasy.
Czy drewno i biomasa to jest to samo?
Ustawa z dnia 20 lutego 2015 r. o odnawialnych źródłach energii wprowadza poniższą definicję biomasy: „biomasa – stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej i leśnej oraz przemysłu przetwarzającego ich produkty, oraz ziarna zbóż niespełniające wymagań jakościowych dla zbóż w zakupie interwencyjnym (…)”. Definicja ta pozwala podzielić biomasę na jej stan skupienia tzn. stały, ciekły oraz gazowy.
Biomasa stała jest najczęściej stosowana w ogrzewnictwie jednorodzinnym. Przykładami biomasy stałej są: pellet, zrębki, trociny lub różne rodzaje drewna. Zgodnie z prawodawstwem UE biomasa jest neutralna pod względem emisji dwutlenku węgla, przy założeniu, że węgiel uwalniany podczas spalania tego paliwa zostanie ponownie wchłonięty podczas wzrostu drzew. Obecna polityka UE zapewnia zachęty do wykorzystywania biomasy na cele wytwarzania energii (grzewczej lub elektrycznej). Przytoczona definicja biomasy w polskim ustawodawstwie wskazuje, aby surowiec ten pochodził między innymi
z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej i leśnej. Zapis ten pozwala wprowadzić dodatkową klasyfikację na biomasę stałą pierwotną oraz wtórną.
Według obowiązującej dyrektywy RED III (dyrektywa 2023/2413 w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych) drewno z lasów to pierwotna biomasa leśna. Biomasa wtórna powstaje jako produkt uboczny procesu produkcyjnego, na przykład są nimi małe kawałki drewna, które następnie przerabiane są na pellet lub zrębki. Pojawia się tutaj problem, czy drewno bezpośrednio wycięte z lasu służące na cele ogrzewania jest surowcem pełnowartościowym, czy odpadowym. Dyrektywa RED III podtrzymuje status biomasy pierwotnej jako źródła odnawialnego. Spalanie drewna w elektrowniach lub budynkach jedno- lub wielorodzinnych będzie w dalszym ciągu akceptowane oraz zaliczane do działań wspierających OZE. Niektóre raporty wskazują, że biomasa pochodzenia leśnego w państwach UE dostarcza około 36% energii odnawialnej.
Rynek biomasy a lesistość - mit czy realne zagrożenie?
Przeciwnicy wykorzystywania biomasy pierwotnej jako źródła OZE, podnoszą argument, że związane jest to z wycinaniem lasów. W praktyce oznacza to, że korzystanie z tej formy biomasy może doprowadzić do deforestacji, czyli masowego wycinania drzew. Wylesianie z kolei może negatywnie wpływać na środowisko, prowadząc do utraty bioróżnorodności, zmian klimatycznych i degradacji gleby. Patrząc jednak na dane statystyczne, w ciągu ostatniego 10-lecia ogólna powierzchnia lasów świata zmniejszyła się o około 0,84%. Co ciekawe, w Polsce w tym okresie nastąpił wzrost powierzchni lasów o około 2,5% oraz wzrost lesistości z 28,8 % w 2005 r. do 29,6% w 2020 r. [dane GUS]
Źródło: lasy.gov.pl
Zakaz palenia drewnem to nie jedyny temat, który regularnie wraca do dyskusji publicznej. Wśród kwestii, które budzą zainteresowanie, znajduje się również pytanie, kiedy palenie pelletem stanie się przedmiotem gorącej debaty. Mimo że pellet jest powszechnie uznawany za jedno z najbardziej ekologicznych i czystych paliw stałych, to zakaz palenia nim pozostaje jedynie pomysłem, który na chwilę obecną nie jest jeszcze precyzyjnie określony.
Pellet jak zostało wspomniane wcześniej, jest biomasą wtórną, oznacza to, że wzrost dostępności tego surowca energetycznego na rynku jest skorelowany ze wzrostem rynku wyrobów drewnopochodnych, typu meble czy drewno konstrukcyjne. Istotne jest skrupulatne monitorowanie jakości drewna przeznaczonego na surowiec energetyczny, aby uniknąć sytuacji, w której wysokojakościowe drewno jest kierowane do produkcji pelletów. Warto zadbać o to, aby selekcja drewna do produkcji granulatu była odpowiedzialna i uwzględniała standardy jakości. Zapobiegnie to temu, że cenne drewno o wysokiej wartości konstrukcyjnej czy dekoracyjnej zostanie użyte jako surowiec energetyczny, co przyczyni się do bardziej zrównoważonego podejścia do wykorzystywania różnych rodzajów drewna.
Źródło: pracownia.org.pl
Dlaczego poszczególne miasta wprowadzają ustawy antysmogowe, zakazujące ogrzewania budynków przy wykorzystaniu drewna?
Celem uchwały antysmogowych jest przede wszystkim poprawa jakości powietrza poprzez ograniczenie emisji zanieczyszczeń, w szczególności w okresach, gdy występuje smog. Miasto Kraków jest pionierem tego rozwiązania na szczeblu krajowym, przyjmując taką uchwałę już 1 września 2019 r., wprowadzając całkowity zakaz stosowania węgla i drewna w kotłach, piecach i kominkach.
Zarówno podczas spalania drewna, jak i węgla, występuje emisja szkodliwych substancji, w tym pyłów PM2,5 i PM 10, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) oraz dioksyn. Warto zauważyć, że pył emitowany podczas spalania drewna (biomasy) jest zwykle drobniejszy niż pył powstający przy spalaniu węgla. Pył PM2,5 składa się z cząstek o mniejszych rozmiarach niż pył PM10. Jest to o tyle istotne, że z reguły im mniejsze są cząstki pyłu, tym szkodliwsze są one dla naszego zdrowia (przy założeniu, że cząstki pyłu mają taki sam skład chemiczny, co nie jest prawdą w sytuacji analizy spalania dwóch różnych nośników energii).
W porównaniu ze spalaniem węgla, spalanie drewna może w niesprzyjających warunkach (prymitywny kocioł, niskiej jakości opał) prowadzić do podobnej lub nawet większej emisji WWA i pyłu. Jeśli opał i urządzenie grzewcze są podobnej klasy, to przy spalaniu drewna możemy zazwyczaj spodziewać się niższych emisji wyżej wymienionych związków, niż przy spalaniu węgla. Drewno zawiera zazwyczaj znacząco mniejsze ilości siarki niż węgiel kamienny. W porównaniu z węglem kamiennym niższe są też emisje tlenków azotu. Ważne jednak, aby wykorzystywana na cele energetyczne biomasa, była odpowiednio wysuszona. Niewielka zawartość wilgoci w drewnie pozwala, zmniejszyć emisję szkodliwych NOx do atmosfery. Dlatego właśnie niektóre uchwały antysmogowe w innych województwach wprowadziły ograniczenie do maksymalnie 20% zawartości wilgoci w biomasie opałowej. Warto pamiętać, że ilość emitowanych do środowiska spalin i ich skład chemiczny silnie zależy od warunków spalania, czyli urządzenia grzewczego oraz jakości paliwa.
Pozytywny wpływ uchwał antysmogowych
Niektórzy zwolennicy wprowadzenia ustawy antysmogowej w mieście Kraków informują: „(…) badania wykazały, że średnie stężenia pyłów PM10 spadły o 45,42%, a pyłów PM2,5 o 43,76%. Liczba dni z przekroczonymi dopuszczalnymi poziomami PM10 spadła z 125 w sezonie grzewczym 2012/2013 do 64 w sezonie grzewczym 2019/2020 (…)”
Dane archiwalne, jakie udostępnia Główny Inspektorat Ochrony Środowiska na temat poziomu zanieczyszczeń pyłami PM10 na stacji Kraków, Złoty róg przedstawiają się następująco:
Analizując ten wykres, można zauważyć znaczącą redukcję stężenia pyłów PM10 na przestrzeni lat. Oprócz wprowadzenia uchwały antysmogowej wpływ na zmniejszenie poziomu zanieczyszczeń w mieście Kraków, mogły mieć również inne działania na rzecz klimatu takie jak termomodernizacja budynków, zastosowanie systemów kogeneracyjnych, stacji fotowoltaicznych na terenie oczyszczalni ścieków Płaszów oraz wielu innych, jakie miasto to wdrożyło na przestrzeni lat.
Podsumowanie
Ogłoszenie dyrektywy RED III w październiku ubiegłego roku sugeruje, że na przestrzeni najbliższych 2-4 lat niewiele się zmieni w postrzeganiu drewna jako biomasy. Spalanie drewna jako surowca energetycznego pozwala na „papierze” uzyskać krajom członkowskim pozytywne wskaźniki dążenia do neutralności klimatycznej. Ze względu, że pellet jest biomasą wtórną, można przypuszczać, że ten rodzaj nośnika energii zostanie akceptowalny jeszcze dłużej na szczeblu europejskim. Ogrzewanie budynków przy pomocy biomasy pozwala dywersyfikować źródła pozyskiwania energii na cele grzewcze i stosować tego typu formę ogrzewania, tam gdzie dostęp do energii elektrycznej może być ograniczony. Nie ma jednak scenariusza odejścia od biomasy w ogrzewnictwie.
Wprowadzenie uchwał antysmogowych ma na celu zmotywować właścicieli budynków jednorodzinnych do modernizacji systemów ogrzewania, poprzez zakup kotłów, które ograniczają emisję szkodliwych związków lub pomp ciepłą. Taka polityka klimatyczna samorządów połączona z innymi działaniami na rzecz klimatu ma skuteczny rezultat, analizując stężenia pyłów PM10 dla miasta Kraków.
Zapraszamy na naszą konferencję
Nie można ukryć, że trudno wyobrazić sobie zrównoważone ogrzewnictwo i ciepłownictwo bez wykorzystania biomasy. O perspektywach wykorzystania biomasy, ale także biopaliw i odpadów będziemy rozmawiać w trakcie VI Dnia Nowej Energii, który odbędzie się 18 marca w Krakowie na Akademii Górniczo-Hutniczej, a za jej przygotowanie odpowiadać będzie nasze Koło Naukowe - Nova Energia. Tegoroczna edycja nosi nazwę "Innowacje w GOZ: biomasa, biopaliwa i zrównoważone zarządzanie odpadami" i tym razem będzie częścią większej konferencji!
Dlaczego? Ponieważ w dniach 21-22 marca odwiedzimy Warszawę, gdzie weźmiemy udział w kolejnej części Future Energy Summit 2024 w Szkole Głównej Handlowej, za którą odpowiadać będzie SKN Energetyki. Więcej szczegółów znajdziesz na naszym i ich profilu na Facebooku - zapraszamy!
Źródła: isap.sejm.gov.pl, teraz-srodowisko.pl, domoweklimaty.pl, dedietrich.pl, powietrze.gios.gov.pl, smogopedia.pl
Materiał został przygotowany przez Koło Naukowe Nova Energia, AGH.
Kamil Misiurek
