Pellet – paliwo godne uwagi - Doradca Energetyczny

Pellet to z angielskiego grudka, granulka. W szczególnym znaczeniu przyjęto tak nazywać granulat pozyskiwany w celach energetycznych z różnych rodzajów biomasy. Zasługuje on na uwagę jako zaliczane do odnawialnych – choć spalane w kotłach grzewczych – źródło energii. Dodatkowo, przy przyjętej w Polsce metodologii obliczeń, bardzo korzystnie wpływa na ocenę charakterystyki energetycznej budynków.

W telegraficznym skrócie

Pojęcie „pellet“, zadomowiło się na dobre w naszym języku. Jako „pellet“ (także pellets, pelety itp.) określa się najczęściej granulat produkowany wyłącznie z wiórów i trocin drzewnych, pochodzących z przerobu zarówno drzew liściastych, jak i iglastych. Niektórzy, wzorując się na rygorystycznych normach niemieckich, za pellet uważają wyłącznie granulat pozyskany z odpadów liściastych gatunków drzew. Granulat pozyskany z drzew iglastych, jak również z innych rodzajów biomasy, nazywają po prostu granulatem. Wspominamy o tym dlatego, że w zależności od użytego surowca wyjściowego, w końcowym efekcie uzyskujemy paliwa różniące się właściwościami, w tym wartością opałową.

Choć na szeroką skalę pellet zaczął być stosowany w Europie dopiero przed kilku laty, sama idea produkowania granulatu opałowego o niewielkich rozmiarach granulek sięga lat 20. ubiegłego stulecia. Wtedy to w Kanadzie, zaczęto zastanawiać się nad możliwością celowego zagospodarowania trocin tartacznych i wiórów, zalegających w ogromnych ilościach w zakładach przetwarzających drewno. Był to w tamtych czasach duży problem gospodarczy. Wspólnie z jedną z amerykańskich firm opracowano odpowiednie urządzenia do produkcji paliwa w formie granulatu, który łatwo można było transportować, a następnie składować jako tani surowiec energetyczny. Choć możliwe było spalanie samych trocin i wiórów w specjalnie skonstruowanych do tego celu piecach, jednak forma granulatu okazała się łatwiejsza i bezpieczniejsza w transporcie, a także sprzedaży. Ułatwiała także składowanie u odbiorców końcowych, zarówno w dużych zakładach wytwarzających energię cieplną, jak i w małych gospodarstwach domowych. Granulat typu pellet można dzisiaj pozyskiwać nie tylko z drewna, ale również z szeroko pojętej biomasy: np. słomy rzepakowej, śruty rzepakowej, wytłoków z nasion rzepaku, w których pozostaje od 8 do 10% oleju – takie wytłoki są doskonałym dodatkiem do granulowanej słomy rzepakowej, konopi, paździerzy, szyszek chmielowych, kiełków słodowych, torfu, otrębów, masy owocowej pozostającej po produkcji soków do picia a także z ... makulatury. Problem tkwi jedynie w odpowiednim przygotowaniu surowca, tak aby mógł łatwo podlegać procesowi granulacji. W przypadku np. papieru konieczne byłoby skonstruowanie dużej „niszczarki“, która cięłaby makulaturę na wąskie i jednocześnie krótkie odcinki. Inny problem to zawartość różnych. dodatkowych substancji w poszczególnych rodzajach biomasy. W procesie spalania mogą one powodować powstawanie szlaki na ścianach i przewodach pieca powodując ich zapychanie. Mogą także być przyczyną powstawania znacznej ilości popiołu. Popiół, choć uciążliwy, może w tym przypadku być wykorzystany jako pełnowartościowy nawóz. Na pokreślenie zasługuje fakt, że podczas spalania pelletu w odpowiednio zbudowanych do tego piecach (chodzi o specjalne podawanie paliwa pelletowego i właściwą temperaturę w komorze spalania, ok. 1200 °C), w spalinach nie ma sadzy, a więc przewody kominowe pozostają zawsze czyste, a spaliny bezbarwne.

Dlaczego pellet?

Jest wiele powodów, dla których ten rodzaj paliwa zdobywa na świecie coraz większa popularność.

• Jest to z pewnością paliwo przyjazne środowisku, bo w żaden sposób nie zanieczyszcza go.
• Pellet jest wytwarzany z odpadów, które w innej postaci nie mają zastosowania, zaś energia, jaka jest potrzebna do wyprodukowania określonej ilości granulatu stanowi zaledwie ok. 2,7% całkowitej energii, jaką można uzyskać spalając taką samą ilość pelletu.
• Stosując pellet jako źródło ciepła użytkowego w domu mieszkalnym o powierzchni. użytkowej 150 m² zmniejsza się roczną emisję CO2 do atmosfery o ok. 3,9 t w stosunku do emisji podczas spalania zamiast pelletu, oleju opałowego lub gazu.
• Forma pellet w postaci laseczek długości od 5 do 45 mm i średnicy od 6 do 8 (12) mm jest niekłopotliwa, jeżeli chodzi o transport i późniejsze składowanie. Zasadniczy warunek: miejsce składowania musi być suche – zawilgocony pellet kruszy się, rozsypuje a w takim stanie może być jedynie zużyty jako... nawóz ogrodniczy i to nie zawsze.

Z doświadczeń sąsiadów W Niemczech w opracowaniach dotyczących wykorzystania pelletu w gospodarstwach domowych podają nawet dokładne wskazówki nie tylko jak przechowywać pellet lecz także np. jaka minimalna powierzchnia jest do tego potrzebna [1]. I tak np. na 1 kW mocy grzewczej potrzeba ok. 0,9 m³ przestrzeni magazynowej dla pelletu (pellet może zajmować tylko 2/3 kubatury magazynu). Przy zapotrzebowaniu na moc grzewczą rzędu 10 kW potrzeba jest: 10 · 0,9 = 9 m³ przestrzeni magazynowej, w której sam pellet zajmował będzie: 9 · 2/3 = 6 m³. Jeżeli przyjmiemy wysokość. magazynu równą 2,5 m, wtedy na składowanie pelletu potrzebne będzie: 9: 2,5= 3,6 m² powierzchni. Obliczone wcześniej zapotrzebowanie na pellet wynoszące 6 m³ da masę: 6 m³ · 650 kg/m³ = 3.900 kg pelletu, jaki musimy być zakupiony do celów grzewczych. Zgromadzony w takiej ilości pellet pozwoli uzyskać ciepło wielkości ok. 3.900 kg · 5 kWh/kg = 19 500 kWh, odpowiada to 2.000 l oleju opałowego.

Jak ocenić jakość pelletu

Jak ocenić jakość pelletu wyprodukowanego z odpadów drzewnych?

O dobrej jakości świadczą [3]:

• barwa jasna, pałeczki połyskujące, niekruszące się po wzięciu do ręki i potarciu w dłoni jedne o drugie,
• brak zanieczyszczeń,
• certyfikaty uzyskane przez producenta.

Dokładna analiza jakościowa pelletu możliwa jest do przeprowadzenia tylko w specjalistycznych laboratoriach. Jedynym „domowym“ sposobem sprawdzenie obecności ewentualnych zanieczyszczeń jest zanurzenie na kilkanaście minut w wodzie 1-2 pałeczek pelletu. Po spęcznieniu masy, z jakiej został wykonany pellet, na dno naczynia powinny zacząć opadać zaniczyszczenia ciężkie, np piasek. Ten sposób, choć prosty, daje jedynie wstępną informację na temat obecności ewentualnych zanieczyszczeń i nie mówi nic na temat jakości surowca, z jakiego wyprodukowano pellet. Badania nad sposobami uzyskania możliwie wydajnego paliwa pelletowego prowadzone są przez cały czas. Np. jednym z kierunków podejmowanych prób jest wstępne zwęglenie pellet, co pozbawia je wody i jednocześnie sprawia, że tak przetworzone również nie wchłaniają wody z otoczenia a więc można je przechowywać bez obawy również na otwartej przestrzeni. W procesie zwęglania pellety tracą co prawda ok. 30% swojej masy, ale jednocześnie zaledwie 10% energii.

Rozwojowy rynek

Warto dokonać porównania pelletu z innymi paliwami. Biorąc pod uwagę kaloryczność, można obliczyć porównywalne pod względem energetycznym ilości tych paliw i pelletu [3]:

• 1000 litrów propanu odpowiada ok. 1,05 t pellet,
• 1000 litrów oleju opałowego odpowiada ok. 2,11 t pellet,
• 10000 kWh energii elektrycznej odpowiada ok. 1,89 t pellet,
• 1000 m3 gazu GZ-50 odpowiada ok. 1,95 t pellet.

Tak więc pellet zyskuje na popularności, czego przykładem może być rynek szwedzki, niemiecki (patrz rys, 2) oraz austriacki i może stać się z pewnością jednym z paliw przyszłości. Warunkiem koniecznym jest tu tylko dostępność odpowiedniej ilości właściwego surowca i oczywiście opłacalność produkcji. Obecnie ze względu na duże koszty instalacji linii technologicznej oraz zużycie energii (ok. 150 kWh energii elektrycznej do wyprodukowania 1 tony pelletu) opłacalne produkcja zaczyna się od 1,5 t pelletu na godzinę. Aby temu sprostać, trzeba mieć nieprzerwany dostęp do znacznej ilości surowca wyjściowego, chociażby trocin.

Tekst: Piotr Kreyser 

Wykorzystano m.in. następując źródła:

[1] Energie Agentur NRW, Niemcy

[2 ] Forum internetowe użytkowników pelletu

[3] www, aebiom.org, Betele, DEPV 2008

[4] Materiały firmowe przedsiębiorstwa Ekopol