Energetické využití pevné biomasy

Transkript

Andert David, Sladký Václav, Abrham Zdeněk
Lektoroval: Ing. Pavel Neuberger, Ph.D.
V této publikaci byly použity výsledky výzkumných projektů Národní agentury pro zemědělský
výzkum MZe ČR:
QF 4179 Využití trav pro energetické účely
QF 3153 Energetické využití odpadů z agrárního sektoru ve formě standardizovaných paliv
Dále bylo použito výsledků výzkumného záměru:
MZe-0002703101 Výzkum nových poznatků vědního oboru zemědělské technologie a technika
a aplikace inovací oboru do zemědělství České republiky
Tato publikace byla vydána na základě pokynu MZe ČR č.j.: 45414/2005-13020 ,,Odborná
podpora poradenství, zaměřená na zákonné požadavky hospodaření a dobrý zemědělský a
ekologický stav v oblasti využívání zemědělských technologických systémů“.
© Výzkumný ústav zemědělské techniky,
Drnovská 507, 161 01 Praha 6
2006
ISBN 80-86884-19-8
2
Obsah:
1. Biomasa jako zdroj energie..........................................................................................................5
1.1 Historie a současnost..............................................................................................................5
1.2 Fotosyntéza a produkční schopnost rostlin ............................................................................6
1.3 Základní terminologie ............................................................................................................7
2. Základní fyzikální a mechanické vlastnosti pevných biopaliv ..................................................11
2.1 Charakteristika pevných biopaliv.........................................................................................12
2.2 Zvláštnosti vlastností pevných biopaliv...............................................................................16
3. Prostředky a technologie pro výrobu pevných biopaliv.............................................................18
3.1 Sklizeň suroviny a výroba paliv ze slámy............................................................................18
3.2 Posklizňové zpracování stébelnin ........................................................................................19
3.3 Zpracování dřevin na polínka a dřevní štěpku .....................................................................20
3.4 Dělená sklizeň dřevin z plantáží ..........................................................................................21
3.5 Briketovací a peletovací lisy ................................................................................................21
3.6 Výroba topných pelet z dřevin a stébelnin...........................................................................22
4. Normalizace a standardizace pevných biopaliv .........................................................................23
5. Spalování pevných biopaliv .......................................................................................................24
5.1 Technická hlediska používání pevných biopaliv .................................................................25
5.2 Kotle a topeniště na pevná biopaliva ...................................................................................25
5.3 Výroba elektřiny ..................................................................................................................29
5.4 Emisní limity........................................................................................................................31
5.5 Experimentální ověření spalovacích zařízení ......................................................................33
6. Hodnocení venkovských kotelen dálkového vytápění v ČR .....................................................35
7. Skladovací prostory na biopaliva...............................................................................................35
7.1 Zdravotní aspekty práce se štěpkou .....................................................................................36
8. Ekonomika biopaliv ze stébelnin ...............................................................................................37
8.1 Technologie a náklady na pěstování a sklizeň vybraných plodin........................................37
8.2 Ekonomika a konkurenceschopnost energetické produkce .................................................37
9. Přímé spalování stébelnin ..........................................................................................................40
9.1 Dusíkaté a další chemické látky v biopalivech ....................................................................40
10. Souhrn, závěr a perspektiva .....................................................................................................41
Příloha 1 ........................................................................................................................................43
Přehled výrobců a jejich produkce.............................................................................................43
Příloha 2 .........................................................................................................................................49
Technicko-ekonomické údaje vybraných souprav pro technické zajištění operací pěstování a
sklizně energetických stébelnin ................................................................................................49
Náklady technologických operací: Plodina - Trvalé travní porosty .........................................51
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Chrastice rákosovitá..............................54
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Ozdobnice čínská ..................................55
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Konopí seté ...........................................56
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Triticale energ .......................................57
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Šťovík krmný ........................................58
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Křídlatka Bohemica ..............................59
3
4
Úvod
vytápění obcí a více než 50 000 moderních kotlů na
spalování dřevních polínek pro rodinné domky, realizaci
několika velkých tepláren, které spalují biopaliva. Avšak
více než 90 % vyrobených zařízení, zejména
automatické kotle na spalování dřevních pelet stejně jako
vyrobené pelety bylo vyvezeno. Naše spotřeba pelet,
tohoto perspektivního paliva, se dá odhadovat na tisíce
tun ročně, zatím co v okolních státech se jedná o statisíce
tun. Tam ovšem, nahražují peletami drahá ušlechtilá
paliva – my zatím ještě levné uhlí.
Výzkumný ústav zemědělské techniky úspěšně
pracuje v oblasti obnovitelných zdrojů energie, zejména
tuhých, kapalných a plynných biopaliv již nejméně 20
let. V rámci restrukturalizace zemědělské výroby bude
těžiště výroby a prvotního zpracování biopaliv na
zemědělských závodech. Půjde o to, aby v rámci
podstatných změn v zemědělské produkci nebyly
zemědělci jen ztrátovými dodavateli laciných surovin,
paliv, ale i spoluvlastníky a spoluprovozovateli
výrobních závodů a energetických zařízení. Podrobnější
znalost problematiky je proto nezbytná.
Publikace je členěna do několika kapitol, které
podrobněji pojednávaji o skutečných možnostech výroby
biopaliv v ČR, jejich výrobě a zpracování, teorii
spalování biopaliv včetně problematiky účinosti a emisí,
ekonomických otázkách jejich výroby a využívání. Dále
uvádějí přehled různých forem biopaliv a základních
spotřebičů biopaliv.
Česká republika patří k několika málo státům,
které mohou ještě stále využívat své nesmírné přírodní
bohatství, tj. zásob fosilních paliv – relativně levného
uhlí a nejsou tak zcela závislé na dovozu. Z toho důvodu
se, kromě jiného, výrazně zpomaluje rozvoj využívání
tzv. obnovitelných energií. Nemáme sice významné
zásoby ropy nebo zemního plynu, ale přes intenzivní
těžbu v posledních 40 letech, nám zůstává v zemi ještě
bezmála polovina původního množství uhelných zásob,
ovšem již mnohem obtížněji těžitelných. Podíl uhelných
paliv na zajišťování energetických potřeb státu klesl
z původních 80 % na cca 55 %. Uplatnila se jaderná
energetika a podstatně vzrostl dovoz ušlechtilých paliv ropy a zemního plynu. Spotřeba energie však stále roste.
S ohledem na situaci na světovém trhu fosilních paliv
nelze předpokládat další razantnější zvyšování tohoto
dovozu. Stejně tak se musí počítat s postupným útlumem
těžby uhlí a růstem jeho ceny. Vedle nezbytných
radikálních úspor všech druhů energie je třeba přistoupit
k účinným opatřením, která by zajistila zvýšení
využívání obnovitelných zdrojů energie (OZE).
Problematice OZE bylo v posledních 20 až 30
letech věnováno hodně úsilí. Byly vydány desítky
publikací, článků, uskutečněny semináře a dokonce
vydána vládní usnesení, vyhlášky a zákony. Byla
úspěšně vyřešena řada výzkumných úkolů, vznikly
specializované výrobní závody na technická zařízení
umožňující využívat biomasu k energetickým účelům.
Jedná se zejména o techniku pro výrobu tepla a v
poslední době i na výrobu elektřiny. Za úspěch je možno
označit uplatnění venkovských výtopen centrálního
1. Biomasa jako zdroj energie
energie jako je biomasa a živá síla, doplněné energií
vody a větru, postupně nahrazovány novým fenoménem
– fosilními palivy. Česká republika při těžbě uhlí ve výši
cca 55 - 60 mil. tun ročně, má využitelné zásoby na 30 40 let. Vlastní ropa a zemní plyn kryjí sotva 1 %
potřeby. Dnešní skutečné plýtvání energetickými zdroji
jde nejen na účet budoucích generací, ale i na úkor
životního prostředí současné generace.
Český venkov byl historicky vždy energeticky
téměř soběstačný. Po I. a hlavně po II. světové válce
byla lidská a potahová síla postupně nahrazována stroji
poháněnými ropnými palivy nebo elektřinou. Dřevo a
stébelniny jako zdroj tepla byly nahrazovány levným
hnědým uhlím. Naše vesnice se tak za inverzí v zimním
období stávaly skutečnými plynovými komorami
zahalenými do dýmu.
Současný roční energetický potenciál biopaliv
našeho venkova, odhadovaný na 5 – 7 mil. tun by již
dnes mohl krýt veškeré potřeby v teple v sídlech do
10 000 obyvatel. Výhledově by mohla být část produkce
Fytomasa je organická hmota rostlinného původu,
vznikající na Zemi fotosyntézou z CO2 v ovzduší, vody a
minerálních látek a vázáním části dopadající energie ze
Slunce. V palivech představuje nejdůležitější složku
obnovitelných energií, které lidstvo může využívat ke
krytí svých energetických potřeb. Dřevní hmota stromů a
stébla jednoletých i víceletých rostlin mohou být po
usušení a úpravě využívány jako ekologická náhrada
některých druhů hnědého uhlí s výhřevností 12 až 16
MJ/kg. Objemem v biopalivech zcela převažují
Využívání pevných biopaliv s výhřevností od 8 MJ/kg
do 18 MJ/kg je mnohem víc rozšířené, než využívání
biopaliv kapalných jako je etanol, bionafta a rostlinné
oleje s výhřevností až 38 MJ/kg, či plynná biopaliva jako
je dřevní plyn s výhřevností kolem 5 MJ/m3 či bioplyn s
výhřevností kolem 22 MJ/m3.
1.1 Historie a současnost
Lidé umí využívat oheň již více než 400 tisíce let.
Teprve v posledních 250 letech byly obnovitelné zdroje
5
biopaliv uplatněna i na trhu paliv. Relativně levné hnědé
uhlí, podílející se na energetickém zajištění republiky
více než 50 %, umožňuje i levnou výrobu elektřiny a
nepřímo tak plýtvání energií. Měrná spotřeba energie na
jednotku výroby je u nás v porovnání s ostatními
vyspělými státy Evropy více jak dvojnásobná.
Situace se však postupně začíná měnit. Naši
výrobci dodali na náš trh více než 50 tisíc speciálních
dřevozplyňujících kotlů na dřevo s tepelným výkonem
od 20 do 100 kW. Jsou určeny pro rodinné domky a
menší objekty. U podniků dřevozpracujícího průmyslu a
v obcích je v provozu řada kotlů na dřevní odpad a
slámu s tepelným výkonem od 100 kW do 10 MW. V
poslední době již podíl biopaliv v ČR stoupl z 0,5 % na
cca 2 % (v některých evropských státech je to až 10 krát
více).
Přesto dál v lesích zůstávají (nebo se po těžbě
částečně spalují) desítky mil. m3 dřevního odpadu. Piliny
z pil se již na skládky nevyváží, ale na polních stozích
hnije až 25 % sklizené slámy a další sláma obilovin a
olejnin se po sklizni zrna s malým hnojivým efektem
zaorává. Sláma jako hnojivo má cenu asi 250 Kč/t, jako
palivo kolem 1000 Kč/t.
Příčin, proč se u nás energetické využívání
biopaliv nerozvíjelo dosud tak jako v sousedním
Rakousku, Německu nebo Dánsku či Švédsku, je
několik. Mezi hlavní patří:
• neobjektivní ceny domácího hnědého uhlí, které je
dodávané pod úrovní skutečných nákladů, bez reálného
zatížení externalitami a ekologickými daněmi,
• státem dotovaná plošná plynofikace a elektrické
přímotopy,
• značná rozmanitost forem biomasy a z ní plynoucí
větší skladovací, dopravní i užívací náročnost při jejím
využívání,
• složitost zavádění nových technologií pěstování,
sklizně, zpracování včetně sušení a tvarování – lisování,
vyžadující značné přídavné investice,
• nezbytnost investic do nových zařízení na spalování
biopaliv, nebo alespoň doplňkových zařízení ke
stávajícím kotlům,
• neexistence trhu pevných biopaliv,
• nedostatek finančních prostředků v zemědělství pro
realizaci podnikatelských záměrů,
• nízké daně k ochraně před emisemi,
• nedostatečné podchycení celé oblasti využívání
obnovitelných zdrojů v celostátní koncepci energetické
politiky, která je stále určována uhelnými,
elektrárenskými, plynovými a naftovými společnostmi,
• konzervatismus většiny zemědělských podniků, jejichž
vedení lpí na tradiční výrobě potravin, rušení přidružené
výroby u zemědělských podniků,
• nedostatek
vyšlechtěných
(nebo
geneticky
modifikovaných) speciálních, výkoných rostlin pro
využívání v energetice. Pokrokem je, že výzkumněvývojová základna, s podporou řady nevládních institucí
i občanů připravila pro praxi řadu řešení, která v
budoucnu určitě najdou široké uplatnění. Projevuje se to
zejména v oblastech pěstování, sklizně, sušení,
zpracování a spalování pevných, kapalných i plynných
biopaliv. Bohužel, jejich uplatnění v praxi postupuje
z výše uvedených důvodů velmi pomalu.
1.2 Fotosyntéza a produkční schopnost rostlin
Fotosyntéza
umožňuje
rostlinám
pomocí
chlorofylu růst a ukládat do organických sloučenin –
celulóz, cukrů, škrobů, ligninu, tuků a bílkovin - 0,5 až
6,5 % dopadající sluneční energie. U kulturních plodin
se pohybuje využití sluneční energie asi do 2,5 %, u
některých subtropických a tropických rostlin je
schopnost využití sluneční energie vyšší.
Do druhé skupiny budou patřit právě perspektivní
energetické rostliny. Výnosy dnešních kulturních rostlin
se u nás pohybují kolem 10 t suché hmoty po hektaru, u
energetické křídlatky (Reynoutria bohemica), je to dnes
již 15 t/ha, ale u starších porostů v optimálních
podmínkách i 20 t/ha. A to nás genetické šlechtění ještě
čeká. K těmto hodnotám se již dnes přibližují různé
druhy šťovíků či rákosovitých travin. U dřevin – topolů a
vrb se dosahuje v přepočtu na sušinu jen 10 – 15
t/ha/rok. Sláma řepky dosahuje 6 - 7 i více t/ha.
Současné sklizňové technologie, stejné jako u obilovin,
způsobují vysoké sklizňové ztráty (vysoké strniště, drť,
propad), takže se prakticky sklízí pouze asi 3 t/ha.
U lesního těžebního odpadu je to v průměru jen asi
2 t/ha. V USA byly už zkušebně dosaženy výnosy přes
60 t suché biomasy z hektaru hnojivově zavlažované
plochy (u košikářské vrby a u prosa).
Celoročně se váže do organické hmoty na zemi
asi 100 miliard tun CO2, což je asi 1/7 obsahu CO2
v ovzduší a dalších 100 miliard pouze rostlinami
proběhne jako energetický zdroj pro zachování jejich
života. Veškerý CO2 vázaný v rostlinách se však opět
dříve nebo později do ovzduší vrací – ať již spálením
nebo tlením. Rostlinná hmota zetlí buď přímo nebo po
průchodu přes živočichy, jimž tak předává část živin a
energie. Průměrná perioda života rostlin, tvořených
převážně stromy, je asi 10 let. Celkový potenciál
organické hmoty rostlin na Zemi je asi desetinásobek
ročního nárůstu a opětné likvidace hmoty. Část hmoty
rostlin je energeticky nevyužitelná (kořeny, slabé
větvičky, listy, jehličí) a tak lze počítat s tím, že využít
lze cca 50 % ročně narostlé hmoty. I to však je 6 až 7
krát více, než lidstvo potřebuje ke krytí svých
energetických potřeb. Asi 2 % narostlé organické hmoty
se využívají k výživě lidí a zvířat a 1 % k průmyslovému
zpracování (např. k výrobě papíru). K energetickým
účelům se ve světě využívá asi 2 miliardy tun fytomasy,
což kryje asi 10 % světové potřeby primární energie.
Jímání sluneční energie a produkce hmoty a kyslíku rostlinami lze popsat rovnicemi:
6
6 CO2 +12 H2 O + sluneční energie = C6 H12 O6 + 6 O2+6 H2 O
(Biomasa: cukry, škroby, oleje, bílkoviny, lignin + nerostné látky)
Výdej energie, vody a kysličníku uhličitého a vznik popele z rostlin při spalování:
C6 H12 O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2 O + popel + tepelná energie
(Spaliny: kysličník uhličitý (uhelnatý) + voda + popel)
Zjednodušený průběh rozkladu biomasy na bioplyn (metan a kysličník uhličitý)
C6 H12 O6 + tepelná energie = 3 CH4 + 3 CO2
Zjednodušený průběh katalytické syntézy bioetanolu ze zplynované biomasy:
6 CO + 3H2O = C2H5OH + 4CO2
6H2 + 2CO2 = C2H5OH + 3H2O
(Technologie katalytické syntézy bioetanolu ze zplynované biomasy byla vyvinuta v USA).
Tabulka 1: Vývoj struktury spotřeby energetických zdrojů na světě
Zdroj
Dřevo
Zemědělské odpady
Uhlí
Ropa
Zemní plyn
Jaderná energie
Vodní energie
Solární a vítr
CELKEM
Podíl
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
(%)
Rok
1700
80
20
100
1800
75
20
5
100
1900
35
10
55
100
2000
5
5
25
25
20
10
8
2
100
Tabulka 2: Možný potenciál pevných fytopaliv v ČR, úroveň 2005 až 2010
Palivo
zdroj
Dřevo
40 % lesní těžby, zpracovatelský odpad
Sláma obilovin (400 000 ha)
25 % ploch – (4 t/ha)
Sláma řepky (300 000 ha)
100 % - (3 t/ha)
Traviny (400 000 ha)
20 % ploch – 2 t/ha
CELKEM (současný stav)
Využitelný domovní odpad, dřevní šrot, papír, obaly
Energetické rostliny
(po roce 2010) (400 000 ha)
Fytopaliva po roce 2010
ČR
1995
0,5
0
63,0
14,9
11,1
9,4
1,1
0
100,0
množství (t/r)
2 600 000
1 600 000
900 000
800 000
5 900 000
města i venkov ČR
6 000 000
až 10 t/ha
4 000 000
přibližně celkem
16 000 000
Poznámka: V přepočtu na energetickou hodnotu se jedná o cca 15 – 20 % všech paliv v ČR.
Podle předpokladů by mohlo být po roce 2020 dosaženo roční spotřeby až 20 mil tun.
1.3 Základní terminologie
zpracované formy. Podle skupenství se rozlišují pevné,
kapalné a plynné formy zpracované biomasy. Do pojmu
biomasa patří sice i suroviny živočišného původu, ale
nezahrnují se do paliv, s výjimkou kafilerního tuku,
který je možno zpracovat na bionaftu.
Biomasa
Biomasa (fytomasa) je souhrnný název pro
organickou hmotu v původní přírodní formě vznikající
na základě fotosyntézy jímáním a transformací sluneční
energie v rostlinách, jako jsou stromy, byliny, trávy, ale i
vodní řasy a chaluhy. Z hlediska zpracování a
energetického využití se rozlišuje dřevní a stébelnatá
biomasa, původní a mechanicky nebo chemicky
Dřevní biomasa
Dřevní hmota z lesní i jiné těžby (sady, parky,
7
aleje), kmeny i nekvalitní (palivové dřevo), větve, vršky,
pařezy a kmínky z probírek. Vedlejší výrobky (odpady)
z pil a dřevo-zpracovatelských podniků jako jsou piliny,
krajinky, kůra, hobliny, odřezky z nekontaminovaného
dřeva včetně nekontaminovaných dřevotřískových
desek, překližek a obalů.
Dřevní palivo recyklované
Upravené dřevo z demolic, stavebních přípravků –
bednění, lešení, obalů – beden a bedniček, nábytku,
desek, kontaminované i nekontaminované. Užívá se
zpravidla v drceném stavu po vytřídění kování a plastů.
Kontaminované je možno spalovat jen ve spalovnách.
Bioenergie
Veškeré formy energie v teple, chladu, elektřině,
vyrobené konverzí biomasy.
Dřevní prach
Jemný spalitelný obrus při truhlářské výrobě a
výrobě dřevotřískových nebo dřevopilinových desek,
s vyloučením neekologických pojiv. Velikost částic 0,1
až 1 mm, obsah vody 6 až 10 %. Pro nebezpečí výbuchu
je povoleno samostatné spalování jen ve speciálních
hořácích a kotlích. V pevných palivech nemá
překračovat podíl prachu 5%.
Briketa
Biomasa ze dřevin nebo stébelnin, případně
povolených přísad biologického původu (např. škrob,
melasa) stlačená vysokým tlakem do tvaru plného
hranolu nebo válce, nebo někdy se středovou
odlehčovací dírou o vnějším průměru větším než 40 mm
(25 mm), ale menším než 100 mm, s hustotou 600 až
1000 kg.m-3.
Dřevní polena
Na l m (vyjímečně do 2 m) nakrácené a při
větších průměrech podélně rozštípané kmeny a kmínky
jehličňanů a listnáčů. V rovnaných tvarech objemová
hmotnost 330 až 630 kg.rm-3. Pro spalování nemá být
největší tlouštka upraveného polena větší než 10 až
15 cm. Před spalováním ve speciálních topeništích se
doporučuje dosoušení v průvanu pod přístřeškem po
dobu 1 až 2 let, aby se obsah vody ze cca 50 % snížil na
méně než 30 % a výhřevnost zvýšila z cca 8 na cca
12 MJ.kg-1. Hmotnost jednoho kusu od 5 do 20 kg,
výjimečně více.
Dřevní plyn
Produkt nedokonalého spalování dřeva při
omezeném přísunu vzduchu (kyslíku) tvořený převážně
dusíkem (N) (asi 40%), oxidem uhelnatým (CO) (asi
20 %), s malým podílem metanu (CH4), vodíku (H2),
oxidu uhličitého (CO2), aromatických uhlovodíků,
dehtových par a vodní páry s relativně nízkou
výhřevností 4 – 6 MJ.Nm-3.
Odlišný je pyrolitický dřevní plyn, který se vyrábí
suchou destilací bez přístupu vzduchu vnějším ohřevem
dřevem naplněné retorty nebo parou. Má výhřevnost 11
až 16 MJ.m-3, ale ve zvláštních případech se dociluje
výhřevností přes 18 MJ.Nm-3. Je to tehdá, pokud
pyrolyza probíhá za vysokých teplot přes 1000o C a
dochází i k rozkladu v surovině obsažené vody .
Dřevní polínka
Palivové dřevo pořezané na délku 20 až 50 cm
(výjimečně na větší délku), s průměrem od 3 do 10 cm.
Výhřevnost po nejméně jednoletém vysoušení v průvanu
pod střechou mezi 12 –14 MJ.kg-1. Objemová hmotnost
u měkkého, rovnaného kusového dřeva je kolem 280 kg.
rom-3, u tvrdého cca 450 kg.rm-3. Hustota dřeva je 500 až
750 kg.plm-3. Zvláštní formou jsou dřevní třísky o
tloušťce 5 až 10 mm sloužící pro zapalování dřeva.
Dřevní olej
Produkt rafinace kondenzovaného dřevního plynu,
který obsahuje vedle vlastního dřevního oleje dehty,
organické kyseliny a vodu. Kvalitnější dřevní olej
s nízkým obsahem vody vzniká kondenzací dřevního
plynu vyrobeného pyrolitickou destilací ze suchého
dřeva. Je surovinou pro výrobu léčiv, pohonných hmot,
kapalných paliv, surovin pro chemický a potravinářský
průmysl (studené uzení) a kompostárenství (tvorba a
stabilizace humusu). Neobsahuje síru. Hustota je kolem
l 000 kg.m-3 a výhřevnost kolem 25 MJ.kg-1.
Dřevní peletky (pelety)
Mechanicky velkým tlakem zpracovaná suchá,
čistá dřevní drť, piliny se 6 – 12 % vody, s malým
podílem dřevního prachu do tvaru válečků o průměru 6
až 20 mm s hustotou 900 až 1 400 kg.m-3. Sypná
objemová hmotnost je kolem 600 kg.sm-3. Obsah popele
v sušině 0,5 až 1,1 %. Povolený max. obsah
znečišťujících látek, kůry a ekologického pojiva určen
normou (do 2 %). Pro dobré sypné a skladové vlastnosti
a vysokou koncentraci energie jsou určeny pro
automatické kotle pro rodinné a menší obytné domy a
lokální automatická kamna pro byty, mohou i doplňovat
uhlí v kotelnách. Poměr průměru a délky by neměl být
větší než 1 : 3.
Dřevní palivo
Polena, polínka, dřevní štěpka, piliny, hobliny,
odřezky, dřevní šrot (demolice, obaly), papír, ale i
zbytky po chemickém zpracování dřeva (výluhy
z celulózek) s výhřevností od 8 do 18 MJ.kg-1,
objemovou hmotností od cca 50 kg.m-3 (suché hobliny
z měkkého dřeva) až do cca 1 400 kg.m-3 (brikety a
peletky) a obsahem vody od 6 –10 % (15 %) (brikety,
peletky) do cca 55 % (surové dřevo, kůra).
Dřevní brikety
Mechanicky velkým tlakem zpracovaná suchá
dřevní drť, piliny a jemné hobliny (6 –12 % vody) do
tvaru válečků, hranolů nebo šestistěnů, o průměru 40 až
8
100 mm, délky do 300 mm, s hustotou 600 až
1 200 kg.m-3. Výhřevnost 16,5 až 18,5 MJ.kg-1. Obsah
popele v sušině 0,5 až 1,5 %. Povolený obsah
znečišťujících látek a ekologického pojiva stanoven
normou. Použití: do malých topenišť, lokálních kamen,
kotlů a krbů s ručním přikládáním.
větru vystaveném místě klesá na cca 30 % a objemová
hmotnost štěpky na 250 kg.m-3. Výhřevnost 8, resp. 12
MJ.kg-1. Doporučuje se jemný podíl vznikající při
zpracování (např. listí, jehličí a slabé větvičky) vytřídit a
rozhodit po lese.
Dřevní štěpka z průmyslových odpadů
Strojně zpracované zbytky průmyslového
zpracování dřeva na délku 3 až 10 cm. Obsah vody
u pilařských odpadů činí kolem 45 %, z truhlářské
výroby kolem 15 %. Výhřevnost 9 – 10 MJ.kg-1, respekt.
15 – 16 MJ.kg-1.
Dřevní, slaměné, kůrové a papírové pakety
Směsná, nahrubo drcená biomasa slisovaná
středním tlakem (do 25 MPa) do tvaru válců o průměru
do 150 mm a délky 300 až 500 mm, s objemovou
hmotností kolem 0,3 kg.dm-3, obsahem vody do 18 %,
výhřevností do 15 MJ.kg-1. Nejsou jednoznačným
obchodním palivem, představují produkt technologické
úpravy směsného paliva, výrobních zbytků a obalů ve
skladech před topeništěm. Účelem úpravy je zvýšení
koncentrace energie a úspora skladovacího prostoru.
Jsou vhodné pro kotle s výkonem přes 500 kW jako
energeticky podpůrné palivo.
Dřevní popel
Anorganický podíl dřevních paliv po jejich
spálení (min. při 550o C) s určitou příměsí nedopalu.
S výjimkou dusíku obsahuje všechny anorganické látky
využitelné k výživě rostlin. Složení: cca 50 % křemíku
(SiO2), 30 až 35 % vápníku (CaO), 6 až 10 % drasla
(K2O), 2,5 až 3,5 % fosforu (P2O5), stopy dusíku pouze
v nedopalu, kterého bývá do 5 %, vody při delším
skladování do 5 %. Teplota slepování částeček popele v
topeništi je 1 100 až 1 200 oC, měknutí kolem 1 250 oC,
tavení 1 300 až 1 500o C. Lepení a tečení podmiňuje
zejména obsah křemíku, většinou cizího původu.
Rozlišujeme rozhodující podíl bezproblémového popele
podroštového a malý podíl lehkého popele úletového,
který se zachycuje u větších topenišť v odlučovacích
cyklonech a textilních filtrech. Ten může obsahovat
stopy těžkých kovů a vyžadovat speciálního zacházení.
Dřevní piliny
Drobné dřevní zbytky pilařské a truhlářské
výroby. Rozměr částic od 1 do 3 mm, často s příměsí
kůry a větších kousků dřeva, které se někdy vytřidˇují.
Piliny ze suchého dřeva z truhlářské výroby mají obsah
vody do 15 %, výhřevnost je 15 až 16 MJ.kg-1, piliny
z pil mají obsah vody kolem 45 % a výhřevnost kolem
9 MJ.kg.-1. Objemová hmotnost sypaných, suchých pilin
je kolem 120 kg.sm-3, u surových pilin kolem
150 kg.sm-3 a více. Pro spalování ve speciálních
topeništích nebo jako surovina pro brikety a peletky.
Peletky ze stébelnin
Mechanicky pod velkým tlakem zpracované
suché, drcené stébelniny (sláma obilovin, olejnin, travin,
energetických bylin, obsah vody 8 až 15 %), do tvaru
válečků o průměru 6 až 20 mm, délky od 10 do 50 mm s
hustotou 1 000 až 1 200 (vyjímečně 1 400) kg.m-3.
Sypná hmotnost 550 až 600 kg.sm-3. Výhřevnost 16,5 až
17,5 MJ.kg-1 (ze slámy olejnin až 19 MJ.kg-1). Obsah
popele 5 až 6 %. Povolený obsah znečišťujících látek a
ekologického pojiva určí připravovaná norma. Použití
jako palivo pro automatické kotle s tepelným výkonem
přes 25 kW. V topeništích s nižším tepelným výkonem
mohou vznikat potíže s odhoříváním, popelem a emisemi
při spalování peletek s průměry většími než 6 mm.
Dřevní hobliny
Suché zbytky z truhlářské výroby s obsahem vody
do 15 %, měrná hmotnost kolem 50 kg.sm-3, výhřevnost
kolem 15 MJ.kg.-1. Vhodné zapalovací palivo a surovina
pro výrobu briket. Velmi jemné hoblinky z měkkého
dřeva jsou cenným materiálem na podestýlku malých
domácích zvířat.
Dřevní štěpka
Strojně nakrácená a naštípaná dřevní hmota na
částice o délce od 3 do 50 mm, vyjímečně více. Podle
druhu použitého stroje se rozlišují tři velikostní skupiny
a podle obsahu vody také tři skupiny. Nejcennější je
dřevní štěpka ze suchého dřeva bez kůry k výrobě
papíru, celulózy a desek. Méně ceněnou je vlhká dřevní
štěpka ze surových zbytků lesní těžby. Obdobná je
štěpka z dřevin z plantáží. Běžná štěpka vzniká
zpracováním zbytků kmenů na pilách. Kvalita štěpky se
zvyšuje sušením, nejlépe provětráváním na roštech.
Brikety ze stébelnin
Mechanicky pod velkým tlakem slisované suché
drcené nebo na krátko řezané stébelniny (sláma obilovin,
olejnin, travin a energetických bylin, semena plevelů
s obsahem vody 8 až 14 %) do tvaru válečků, hranolů
nebo šestistěnů o průměru 40 až 100 mm, délky do
300 mm s hustotou 600 až 1 200 kg.m-3. Výhřevnost
16,5 až 17,5 MJ.kg-1, ze slámy olejnin až 19 MJ.kg-1.
Obsah popele 5 až 6 %. Příměsi a ekologické pojivo
povoluje norma. Určení:pro kotle, krby a topeniště s
ručním přikládáním o tepelném výkonu přes 25 kW.
Dřevní štěpka z odpadů lesní těžby
Strojně zpracované těžební zbytky a kmínky
z probírek na délku 50 mm, mimořádně až 250 mm.
Obsah vody bezprostředně po těžbě je více než 55 %, u
jehličí a listí až 80 %. Objemová hmotnost do 300 kg.m3.
Obsah vody po sušení odpadů přes léto na slunném a
9
Kůra jako palivo
Suchá kůra jehličnanů je součástí dřevních paliv,
nebo se využívá samostatně po odkorňování. Je
zpracována do briket, méně často na peletky. Výhřevnost
s ohledem na obsah pryskyřic je až 20 MJ.kg-l, ale s
ohledem na možné znečištění zeminou má vyšší obsah
popele (až 6 %).
Brikety a peletky kompozitní
Mechanicky pod velkým tlakem zpracované
suché, drcené substráty s převahou dřevní nebo
stébelnaté hmoty s přídavkem normou stanoveného
uhelného prachu s nízkým obsahem síry, vápenného
prachu, papíru a ekologických pojiv (škrobu, melasy).
Vody 8 až 15 %, výhřevnost do 22 MJ.kg-1. Průměr do 6
až 20 mm a délka do 50 mm. Obsah popele do 8 %.
Perspektivní tvarovaná kombinovaná biopaliva pro
univerzální použití v automatických kotlích vyššího
tepelného výkonu.
Obr. 1: Přepočty objemů dřeva
Balíky stébelnin
Nízkotlaké s měrnou hmotností kolem 60 kg.m-3 a
hmotností kusu 3 až 10 kg, vysokotlaké s měrnou
hmotností kolem 120 kg.m-3 a hmotností kusu 10 až
20 kg, obří válcové s měrnou hmotností kolem
110 kg.m-3 a hmotností kusu 200 až 300 kg, obří
hranolové s měrnou hmotností kolem 150 kg.m-3 a
hmotností kusu 300 až 500 kg. V návaznosti na danou
kotelnu a její manipulační zařízení je třeba dodržovat
sjednané rozměry balíků.
Popel ze stébelnin
Je anorganický zbytek po spálení slámy a
energetických stébelnin s příměsí několika procent
nedopalu (kolínka stébel). Podíl podroštového,
nezávadného popele a létavého popílku, který obsahuje
těžké kovy může být až 3 : l, což za kotli s tepelným
výkonem přes 50 kW vyžaduje použití odlučovačů. Proti
dřevnímu popelu má vyšší obsah drasla a křemíku ( 4555 %). To podmiňuje nižší hodnoty lepení, tavení a
tečení popele (860 – 1000 oC). Spolu s vyšším podílem
popelovin v sušině stébelnin (6 až 14 %) tak vznikají
problémy při spalování některých plodin (např.
Amarantus) s nalepováním popelovin na vyzdívku
topenišť. Doporučuje se oddělené zplyňování v
předtopeništi za nižších teplot. Problémy s popelem ze
stébelnin způsobují i příměsi zeminy, zejména písku a
jílu.
Hustota
Poměr mezi hmotností vzorku ( např. kg) a jeho
objemem (např. m3) – bez vzduchových mezer. Např. u
pelet
Objemová hmotnost
Poměr mezi hmotností vzorku paliva ( např. kg) a
jeho objemem (např. m3). V dřevařské praxi se rozlišují:
pevný m3 , plnometr (plm) tvořený samotnou hmotu
paliva (např. poleno) bez vzduchových mezer, ( Všude
jinde mimo u dřeva je hustota)
rovnaný m3 (rm) tvořený hmotou rovnaného paliva
(polen, briket) a vzduchovými mezerami,
sypaný m3 (sm) tvořený volně nasypanou dřevní
štěpkou, peletami, briketami nebo polínky a
vzduchovými mezerami.
Rozlišují se objemové hmotnosti biopaliv v
surovém (zeleném), zavadlém a suchém stavu.
Spalné teplo paliva
Je celkové množství tepla (kJ) ve vzorku (1g)
absolutně suchého paliva po úplném spálení vzorku v
kyslíkovém kalorimetru a ochlazení spalin na výchozí
teplotu. Běžně se používají následující jednotky:
kJ.g-1 = MJ.kg-1 = GJ. t-1.
Rozlišujeme spalné teplo původního vzorku
bezvodého (v hmotnosti je zahrnut i popel) a spalné
teplo hořlaviny (vztaženo pouze na hmotnost hořlaviny
bez popela).
Výhřevnost paliva
Celkové množství tepla (v kJ) na jednotku daného
vzorku paliva (1 g) s daným obsahem vody po úplném
spálení při atmosferickém tlaku 0,1 MPa, jestliže ze
vzorku při spálení odpařená voda a voda ze spáleného
vodíku ze vzorku zůstanou ve formě vodní páry a
odchází se spalinami. Běžně se udává v MJ.kg-l, nebo v
10
GJ.t-l nebo v kWh.kg-l. Stanoví se také výpočtem ze
spalného tepla určeného v kalorimetru odečtením tepla,
které odchází ve známém množství vody ve formě páry,
nebo podle empirického vzorce ze spalného tepla a
obsahu vody:
Výhřevnost dřeva jehličnanů = 19,2 - 0,21642 x % vody
[MJ.kg-l]
Výhřevnost dřeva listnáčů = 19,0 - 0,21442 x % vody
[MJ.kg-l]
Obsah vody - vlhkost
Termín používaný v bioenergetice. Podíl vody
v procentech (%) na celkové hmotnosti vzorku paliva.
Hranice obsahu vody pro využitelnost biopaliva je 50 %,
max. 55 % vody. Odlišuje se od termínu vlhkost dřeva,
užívaného v dřevozpracujícím (truhlářském) průmyslu,
kde procento vlhkosti představuje poměr obsahu vody
k sušině vzorku. Obsah 50 % vody dle energetiků
odpovídá tak 100 % vlhkosti vzorku dle truhlářů.
Tabulka 3: Přepočet vlhkosti
Podíl vody
[kg]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Podíl dřeva sušiny [kg]
100
90
80
70
60
50
40
30
20
Vlhkost paliva v
energetice [%]
=
0
=
10
=
20
=
30
=
40
=
50
=
60
=
70
=
80
Proto je nutno vždy přesně znát, o jaké
vyjadřování obsahu vody se jedná. V dalším textu
budeme vždy používat energetické vyjadřování obsahu
vody. V závislosti na technologii výroby a typu
dřevozpracujícího závodu se obsah vody v dřevní hmotě
pohybuje v širokém rozmezí, a to od 7 až 60 %.
Obsah vody se až dosud stanovil vysoušením
vzorku při teplotě 105o C po dobu 24 hodin, kdy ale
dochází k určité nepřesnosti únikem části těkavých
hořlavin. Nově se zavádějí elektronické metody přímého
stanovení obsahu vody.
Vlhkost paliva
dřevařská [%]
=
0
=
11
=
25
=
43
=
67
=
100
=
150
=
230
=
400
Podíl vody
[kg]
0
11
25
43
67
100
150
230
400
Podíl dřeva sušiny [kg]
100
100
100
100
100
100
100
100
100
Obsah prchavých látek
Podíl prchavých hořlavých látek, uvolňovaných
při teplotě nad 200oC v topeništi z hořlaviny biopaliv
činí 75 % až 85 % hmotnosti suchého paliva. Má
výrazný vliv na vytváření dlouhého plamene ze
spalovaných biopaliv a tak na konstrukci a provoz
topeniště, velikost dohořívacího prostoru a systém
přívodu primárního, sekundárního a terciálního vzduchu,
kvalitu hoření a tvorbu emisí.
2. Základní fyzikální a mechanické vlastnosti pevných biopaliv
Tabulka 4: Složení sušiny přírodního dřeva
Podle druhu hmoty
Podle prvků
Celuloza < 50 %
Uhlík 50 %
Hemiceluloza < 25 %
Kyslík 43 %
Lignin
<25 %
Vodík 6 %
Extrakty < 5 %
Dusík >1 %
Popeloviny < 1 %
Halogeny ppm
Těžké kovy ppm
Pevná biopaliva mají podle druhu, původu, místa
a doby sklizně nebo způsobů zpracování desítky různých
forem, rozmanitou strukturu, velký rozsah obsahu vody,
spalného tepla a výhřevnosti. Většinou na ně ještě nejsou
vypracovány normy, což ztěžuje jejich umístění na trhu
paliv a jednání mezi výrobcem a odběratelem. V ČR se
uplatňují jen normy na dřevní pelety a brikety z
Rakouska (a jejich doplněné znění z Německa). Rovněž
se využívají rakouské směrnice týkající se energetické
dřevní štěpky. Je to dáno tím , že více než 95 % naší
výroby do těchto zemí vyváží. Základní kvalifikaci
pevných biopaliv je možno soustředit do několika skupin
a s nimi pak dále pracovat a uvažovat ve výrobních,
dopravních, skladovacích i topenářských projektech.
Za pozornost stojí vedle uhlíku a kyslíku i obsah
vodíku, který s kyslíkem v plameni vytváří vodu, resp.
11
vodní páru. Z 1 kg vodíku vzniká bezmála 9 kg vody.
1 kg vody odnáší ve spalinách 2,44 MJ tepla. Proto
kondenzační kotle, které dokáží toto unikající teplo
využít se začínají objevovat i v oblasti spalování
biopaliv.
Tabulka 5: Vlastnosti pevných biopaliv, obsah vody, výhřevnost, popel
Vlastnosti
Obsah vody
Výhřevnost
Obsah popele
Palivo
(%)
(MJ/kg)
(%)
rozsah
převlád.
rozsah
převlád.
rozsah
převlád.
Dřevní štěpka
20 - 55
40
5 -13
9
0,5 - 2
0,8
Kůra čerstvá
40 - 65
55
4 -10
7
0,5 - 5
1,5
Sláma řepky
15 - 25
17
13 -17
14
3 - 10
5
Rašelina surová
45 - 55
50
8 - 11
10
0,5 - 4
3
Domovní odpad
10 - 50
25
4 -15
9
10 - 50
25
Dřevo, polena
20 - 30
25
12 -15
13
0,5 - 2
0,7
Dřevo, obaly,
10 - 15
13
15 -17
16
0,5 - 2
0,7
truhlář. odpad
Tabulka 6: Složení pevných paliv s obsahem vody do 15 %
Obsah zplyňujících
Palivo
látek v sušině (%)
C
Sláma
75-80
44
Dřevo
70-75
43
Dřevní uhlí
23-25
71
Rašelina
70-75
47
Uhlí hnědé
47-57
58
Uhlí černé
24-28
73
Koks
4-6
80
O
35
37
11
32
18
5
2
Obsah prvků (%)
H
N
5
0,5
5
0,1
3
0,1
5
0,8
5
1,4
4
1,4
2
0,5
Teplota měknutí
popele (°C)
900
850
750
900
650
900
900
S
0,1
0,0
0,0
0,3
2,0
1,0
0,8
Cl
0,2
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
2.1 Charakteristika pevných biopaliv
Dřevní palivo ve formě polen a polínek stále
převažuje ve vytápění rodinných domků a farem.
V Rakousku, Bavorsku a Skandinávii jejich podíl na
celkovém množství fytopaliv dosahuje až 70 %. Také v
ČR se s rozvojem dřevozplyňujících kotlů opět stále více
používá polínkových forem paliva. Odhaduje se, že u nás
je v provozu kolem 60 000 dřevozplyňujících kotlů
s roční spotřebou až 15 plm polen na kotel a rok, což
představuje roční spotřebu 900 000 plm polenového
dřeva, tj. zhruba 0,6 mil. tun fytopaliva.
Pevná fytopaliva se vyskytují v několika
formách, které se od sebe liší v mnoha základních
znacích s ohledem na strukturu, obsah vody, výhřevnost,
tvary, stupeň znečištění, obsah popele atd. Stupeň
obtížnosti jejich zpracování a úprav i využívání je různý,
stejně jako ceny a užitečné hodnoty. Optimalizace
využívání různých biopaliv vyžaduje často zajištění
kompromisu mezi vlastnostmi paliv a topenišť. U
dřevních paliv se rozlišují polena a polínka, kůra,
průmyslová a energetická štěpka, piliny a hobliny, lesní
štěpka, štěpka z rychle rostoucích dřevin, dřevní šrot a
peletky a brikety. U paliv ze stébelnin se rozlišují malé a
obří válcové a hranolové balíky, řezanka, brikety a
pelety. Určité rozdíly jsou mezi stébly obilnin a olejnin
(slabé stonky) a stébly tlustostébelnatých rostlin (konopí,
miscantus, slunečnice, topinambury a křídlatka a další)
s ohledem na náročnost pořezu, obsah vody i dobu
sklizně.
Zdroje polenového dřeva
Hlavní zdroje polenového dřeva je nutno hledat
přímo v lesní těžbě a prvotním ošetření vytěžených klád,
kdy se vylučují sortimenty nevhodné pro zpracování na
pilách, dále při péči o les (odstraňování souší, probírky),
při ošetřování parků, sadů, alejí apod. Původní norma na
palivové dříví omezovala jen podíl nahnilého dřeva do
10 % a nová norma zatím není. Lze předpokládat, že
bude přísnější. Cena palivového dřeva ve formě polen a
polínek se s ohledem na stupeň zpracování pohybuje od
400 do 900 Kč/plm, při čemž měkká dřeva jsou lacinější
Palivové dřevo, polena, polínka
12
než tvrdá. Dražší jsou rovněž připravená a balená
polínka jako hotové palivo pro dřevozplyňující kotle.
Nejdražší je pytlované kusové dřevo u benzinových
čerpadel, v přepočtu až několik tisíc korun za tunu.
Energie v 1 kg paliva [MJ]
Obsah vody
Obsah vody je velmi významný především
s ohledem na přepravní náklady (Kč/tkm) a výhřevnost
dřevního paliva. V právě vytěženém dřevě se obsah vody
pohybuje od 50 do cca 60 % (dřevo z prořezávek topolů
a vrb z plantáží). Pro potřeby spalování by měl být tento
vysoký obsah co nejrychleji snížen na 25-30 %, protože
jen dřevo s nižším obsahem vody než 30 % je vhodné
pro spalování. V dřevozplyňujících kotlích se vyžaduje
ještě nižší obsah do 20 % vody. Jen takové dřevo
nedehtuje (při dodržení minimální teploty vratné vody
topného okruhu) a má dobrou výhřevnost, nehledě na
nebezpečí postupného znehodnocování.
Doba pro potřebné snížení obsahu vody z cca
50 % na 30 % trvá u neštípaných polen a klád minimálně
dva roky, u štípaných polen více než rok. Nakrácená a
pro konečné použití zpracovaná polínka dosýchají pod
střechou v průvanu nejméně půl roku. Stejně dlouho
dosýchá těžební odpad v lese přes léto na slunných a
větru vystavených místech. Pěstební zásady vyžadují,
aby těžební odpad zůstal v lese tak dlouho, až odpadne
listí a jehličí a slabé větvičky se ulámou při manipulaci.
Lesáci propagují názor, že v lese má zůstat vše co je
slabší než 4 cm. Požadavek snížení obsahu vody pro
spalování dřeva má i svá negativa. S ohledem na dobu
sušení musí mít rodinný domek vlastně dvouletou
zásobu paliva, což představuje 30 až 35 plm, které se
sice dají dobře uskladnit pod střechou v původních
venkovských usedlostech s nevyužitými stodolami, ale
již mnohem obtížněji u rodinných domků vilového typu.
Problém jistě vyřeší trh se dřevem na topení, plynulost a
jistota dodávek a později přechod na komprimované
formy paliv, o které se ve velkém budou starat včetně
skladování specializované podniky.
Sušení polenového dřeva usnadňuje podélné
rozštípání polen na tloušťku max. 15 cm, uložení do
hrádí kůrou nahoru, zakrytí proti dešti a vystavení větru
nebo průvanu. Také od země by měla být uložená polena
vzdálena nejméně 40 cm.
20
20
18
18
16
16
14
14
12
12
10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
100
Vlhkost paliva [%]
Obr. 2: Vliv vlhkosti paliva na výhřevnost
Průmyslová dřevní štěpka
Průmyslová štěpka se odlišuje od lesní štěpky
z lesní těžby i od štěpek z dřevního šrotu nebo štěpek
z obalů. Jedná se o nakrácené zbytky (odřezky,
krajinky). Je to vedlejší výrobek základního
dřevozpracujícího průmyslu – pil. Pokud se vyrábí z
odkorněného dřeva lepší jakosti je sama velmi cenným
materiálem, který je škoda spalovat. Zpravidla je ji
možno lépe zpeněžit v dalším zpracovatelském průmyslu
– celulózkách nebo v průmyslu dřevních desek. Pokud
obsahuje kůru používá se pro spalování. Nejkvalitnější
štěpku poskytují suché truhlářské odpady, které se však
zpravidla na trh nedostanou, neboť je využívají samotné
podniky, ve kterých vznikly. Měly by se pro svou kvalitu
používat přednostně k výrobě peletek.
Obsah vody v průmyslové štěpce
Podle zdroje suroviny pro tuto štěpku kolísá i
obsah vody. U pil nemívá méně než 40 % - zpravidla i
více, i když proces štěpkování krajinek a odřezků vytváří
okamžitě podmínky pro určité vysoušení. Pro spalování
se průmyslová štěpka využívá bez dodatečného sušení
jen ve velkých topeništích s tepelným výkonem nad
2 MW. Tyto kotle jsou vybaveny dlouhými rošty se
schopností palivo před zapálením dosušit. Pro topeniště s
nižšími výkony je vždy lepší využívat průmyslovou
štěpku – zpravidla s pilinami a s obsahem vody pod
40 % případně až pod 30 %. Toho se dosahuje buď
aktivním provětráváním na deponiích (pod střechou)
nebo až těsně před kotlem aktivním provětráváním
Velikost kusového dřeva na topení
Palivové dřevo se prodává na rovnané metry (rm)
v délkách ponejvíce 1 m (výjimečně 2 m).
Dřevozplyňující kotle vyžadují polínka do délky
většinou 0,3 m až 0,5 m, existují však kotle i na metrová
polena, která se však při průměrech větších než 15 cm
podélně štípou. Některé lesní závody produkují i polínka
pro venkovské sporáky, lokání kamna a krby o délce 20
až 30 cm a o hmotnosti kousku 0,3 až 1 kg, prodávané
v ohradových paletách nebo pytlích (dříve i v kolech).
Přidávání těchto paliv do kotlů a topenišť je v naprosté
většině ruční. Palivo se skladuje mimo dům, ne ve
vlhkém sklepě.
13
Energie v 1 kg sušiny paliva [MJ]
(počítáno na konstantní objem)
Obsah popele
U palivového dřeva je obsah popele od 0,5 %
(smrk) do 1 % (dub, buk). U velmi znečištěné kůry může
dosáhnout obsah popele v porovnání se sušinou paliva až
6 – 8 %. S ohledem na obsah křemíku, vápníku, drasla a
fosforu je popel ze dřeva dobrým minerálním hnojivem a
hodí se pro přímé hnojení nebo do kompostu.
vzduchem ohřátým ve spalinovém výměníku za kotlem
nebo přímo odcházejícími spalinami. V každém případě
je výhodnější sušit palivo před topeništěm než v něm a to
s ohledem na tepelné ztráty, které vznikají odvodem
tepla ve spalinách odpařenou vodou a na problémy s
případnou kondenzací spalin.
Pro malé spotřebiče v rodinných domech (do
25 kW) se průmyslová štěpka nehodí. Je hlavně pro její
nestejnorodost a kolísavý obsah vody, které vedou k
nerovnoměrnému odhořívání a často i nepřijatelným
emisím. Dále jsou to velké nároky na skladovací prostor,
V některých zemích je dokonce v malých kotlích (do 25
kW) ve městech spalování průmyslové štěpky úředně
zakázáno. Pro potřeby trhu s palivy se průmyslová
štěpka třídí do skupin podle velikostní struktury a podle
obsahu vody. V Rakousku jsou to velikostní skupiny do
20 mm, 30 mm a 60 mm štěpky. Obsah vody do 20 a
30 %.
sušárnách, do kterých se vhánějí spaliny z topeniště,
vytápěného jinak nevyužitelným a vytříděným odpadem.
Pro spalování v běžných kotlích je výhodné alespoň
snížit obsah vody v pilinách pod 30 % podobně jako se
děje u průmyslové štěpky. Například je to provětráváním
(postačují děrovaným plechem kryté kanálky nebo
děrované trubky pro přívod sušícího vzduchu) za
pěkného počasí, kdy relativní vlhkost vzduchu klesá pod
65 %. Při trvalém provětrávání, které nemusí být zvlášť
nákladné, může klesnout obsah vody i pod 20 %, což
výrazně zvýší výhřevnost pilin. Vháněný vzduch odnímá
pilinám 1-2 g vody na 1 m3 vzduchu a podle množství
pilin je možno snadno vypočítat potřebnou dobu
dosušení. Velikost pilin od katru se pohybuje od cca 3 do
5 mm. To způsobuje poněkud větší odpor pronikajícímu
vzduchu než štěpka a proto při výškách hromady pilin
přes 2 ( 4) m se doporučuje ventilátor s pracovním
tlakem 300 až 600 Pa.
Znečištění průmyslové štěpky
Obsah nečistot zhoršující kvalitu štěpky je
dvojího druhu. Jednak je to prvotní znečištění zejména
kůry na manipulačních plochách, jednak znečištění
chemií v procesu výroby zboží, například nábytkových
materiálů. Podle druhu těchto znečišťujících látek se
považuje štěpka buď za ekologicky nezávadnou, nebo za
odpad, který nesmí být spalován v normálních
topeništích, ale buď jenom skládkován jako skutečný
odpad nebo spalován jen ve vyhrazených spalovnách
většinou za vyšších teplot (přes 12000 C), často
s přídavkem zemního plynu nebo topného oleje.
Znečištění pilin
U prvotního zpracování je velmi malé, u
druhotního truhlářského může docházet ke kontaminaci
pojivy aldehydového charakteru, což by vylučovalo
běžné energetické použití. K většímu znečištění může
docházet u brusných prachů, do kterých se mohou dostat
mikročástice brusných nástrojů. Záležitost v budoucnu
budou řešit analytické rozbory v případě, že tyto
suroviny budou využívány k výrobě peletek nebo briket
a tudíž určeny pro trh. Popele u pilin z měkkého dřeva je
asi 0,5-1 % , u tvrdého dřeva 1-2 %.
Štěpka lesní a z rychle rostoucích dřevin
Podle zásad správného hospodaření v lesích by se
štěpka z těžebního odpadu, probírek a prořezávek měla
vyrábět co nejblíže k místu původní těžby a to až po
určité době, kdy vegetační orgány, listy, jehličí zcela
zaschnou a odpadnou. Využívané palivo by mělo ztratit
alespoň polovinu původně obsažené vody. V lese by
mělo zůstat vše, co obsahuje nejvíce živin- listy, jehličí,
slabé větvičky. Určitě by se v lese neměly ponechávat
partie, které mohou dobře posloužit jako palivo- silnější
větve, vršky, křivé odřezky, a to ani ve formě štěpky. To
samé platí i pro plantáže rychle rostoucích dřevin, kde
mohou nastat problémy u vrb s poměrně slabými
výhonky, ale i topoly mají asi 20 % vegetačních orgánů,
které by měly být ponechány na plantáži. Pokud se
dřeviny sklízí v době vegetačního klidu, je situace s
obsahem vody příznivější.
Obsah popele průmyslové štěpky
Obsah popele průmyslové štěpky se pohybuje od
0,8 % do cca 2,5 % podle stupně znečištění. Popel z
normálních výtopen na štěpku se nepovažuje za odpad,
ale za minerální hnojivo.
Piliny, hobliny, dřevní prach
Piliny představují vedle odřezků největší odpad
při zpracování klád na prkna, hranoly a trámy
v podnicích prvotního zpracování dřeva. Hodí se na
palivo nebo po usušení jako surovina na výrobu briket či
peletek. Ještě nedávno se hodně pilin skládkovalo spolu
s kůrou. Hobliny, piliny a prach z truhlářské výroby mají
v porovnání s pilinami z pil menší objemovou hmotnost,
ale mají zpravidla malý obsah vody a jsou výborným
palivem a surovinou pro peletky a brikety.
Obsah vody lesních štěpek
Při štěpkování zbytků těžby v čerstvém stavu se
jedná o relativně největší hmotnostní podíl zpracování,
protože materiál může obsahovat průměru až 60 % vody,
stejně tak topoly a vrby v období plné vegetace. Naštěstí
většina odběratelů ani majitelů lesa netrvá na tom, dostat
okamžitě čerstvou dřevní štěpku v tomto stavu z místa
těžby. Tak je možno využít letního období a ponechat
surovinu na slunném a větrném místě, aby za několik
měsíců proschla. Obsah vody na podzim může dosahovat
Obsah vody v pilinách
Obsah vody se pohybuje u pilin z pil od 40 % do
55 %. Obsah vody se v procesu skladování (bez
provětrávání) jen nepatrně snižuje a proto jsou piliny
velice náchylné k mikrobionální degradaci a hnití. Pro
výrobu dřevních briket a pelet jsou však piliny
nejvhodnějším materiálem, protože se nemusí drtit a
šrotovat jako jiné suroviny. Musí se však většinou dosti
intenzivně a náročně sušit, nejlépe v bubnových
14
již jenom 30 % i méně. Další dosýchání je možno zajistit
už ve skladech, které jsou vybaveny roštovým
dosoušecím zařízením. Pro tento účel se velmi dobře
osvědčily prázdné velkokapacitní seníky, které jsou ještě
většinou vybaveny dosoušecími ventilátory, i když
dlouhodobý průvan při skladování do výšky 2 -3 metrů
postačuje. S ohledem na rovnovážnou vlhkost vzduchu a
obsah vody ve štěpce je možno při relativní vlhkosti
vzduchu pod 65 % dosušit štěpku provětráváními pod
20 %.
a i určité množství plastů, které se po sešrotování musí
vytřídit.
Nový zdroj dřevního šrotu by po zpracování mohl
sloužit přímo ke spalování nebo jako surovina pro
výrobu peletek a briket, při čemž se nevylučuje
kombinace se suchými pilinami nebo kůrou nebo
dokonce s kvalitním uhelným prachem. Efektivní úroveň
takové výroby je daná výkonností linky min. 1 tuny
tržního paliva za hodinu.
Znečištění dřevního šrotu
U stavebního dříví je znečištění značné a proto se
tento zdroj musí zpracovávat odděleně. U nábytkového
šrotu starší výroby z masivního dřeva zpravidla
znečištění není, u novějšího nábytku vyrobeného
s lisovaných a lepených desek se znečištění chemií zcela
nedá vyloučit. U bedniček na ovoce je skromná
kontaminace plasty (nálepky) a kovovými sponkami.
Popele je u stavebního dříví 4-12 %, u přepravek 1-2 %.
Velikost částic lesní štěpky
Podle typu použitého štěpkovacího stroje
převažuje v lesní štěpce vždy rozměr odpovídající
danému systému. Bubnové štěpkovačky s poměrně
velkým počtem nožů vytvářejí štěpku s délkou částic do
20 mm, kolové se dvěma noži do 40-50 mm a šnekové –
opět podle typu použitého šneku až do 80 mm.
Optimální délka energetické štěpky pro kotle s tepelným
výkon nad 0,5 MW by se měla pohybovat kolem 5 cm.
U kotlů s nižším výkonem a také s plnícími šnekovými
dopravníky relativně malého průměru musí být štěpka
jemnější. Problémem u všech typů štěpkovaček zůstává,
že propouštějí nepořezané slabé větvičky. Tyto do štěpky
nepatří protože způsobují problémy a vytváří klenby při
skladování a manipulaci v zásobníkách a dopravních
cestách. Další vývoj štěpkovacích strojů povede určitě k
řešení, které bude separovat do lesa jemnější nebo slabé
podíly štěpkování.
Dřevní brikety a peletky
Jsou to suchá tvarovaná paliva s různým stupněm
komprimace vyráběná pracovním tlakem od 20 do 100
MPa na různých typech pístových, šnekových a
protlačovacích lisů. Lisy jsou poháněny mechanicky
nebo hydraulicky a mají výkonnost od cca 50 kg do 5000
kg za hodinu, s měrnou spotřebou energie 50-100 kWh/t.
Ze všech fytopaliv mají největší výhřevnost – 16 až 18
MJ/kg a největší hustotu hmoty i energie. Rozměry u
peletek se uvádějí od průměru 6 mm do 20 (40) mm, u
briket od 40 mm do 100 mm. Existují však i méně
stlačené polobrikety – pakety. Jsou vyráběny zejména ze
stébelnin, kůry i drceného papíru s průměrem do 15 cm.
Ty jsou určené spíše pro velké kotle a znamenají úsporu
skladovacích prostorů a nákladů na dopravu. Všechny
peletky a brikety by měly být podle norem některých
států EU vyrobeny z čistého přírodního dřeva, nebo kůry
i s příměsí např. stébelnin do 20 %, s malým přídavkem
přírodního pojiva (do 2 % melasy, mouky). Vyrábějí se
rovněž peletky i brikety výhradně ze stébelnin, i s
přídavkem uhelného nebo vápenného prachu pro zvýšení
výhřevnosti a omezení nežádoucích vlastností popele.
Hustota se pohybuje od 800 do 1500 kg/m3 (vyšší
hodnota je stále častější). Sypná hmotnost nerovnaných
briket nebo peletek nyní dosahuje ponejvíce 600 kg/m3,
což je asi trojnásobek sypné hmotnosti suché štěpky a
pětinásobek sypné hmotnosti suchých pilin nebo drcené
kůry.
Zatímco brikety jsou určeny především k ručnímu
přikládání do kamen, krbů, kotlů v rodinných domech,
peletky jsou určeny výhradně k mechanickému,
automatickému přikládání. Topeniště mají výkon od
několika kW tepelného výkonu (lokální pokojová
kamna) až do několika MW (výtopny a teplárny). Běžné
je využívání pro automatické kotle na vytápění
rodinných domů. Základním požadavkem na peletky je
kromě čistoty původu a měrné hmotnosti sypatelnost za
každých okolností a ve všech manipulačních a
Znečištění lesních štěpek
Při
přibližování
vytěžených
stromů
k odvětvovačům a na manipulační místa se na větvích
zachycuje zemina, která však v procesu zpracování i
později při předsoušení a štěpkování většinou odpadne,
takže znečištění štěpky nepřesahuje snesitelnou míru.
Obsah popele u lesních štěpek je tak poněkud vyšší
(u jehličnanů 1-2 % a 2 - 2,5 % u listnáčů.).
Dřevní šrot – staré dřevo
Původně se za dřevní šrot považovalo jen dřevo
ze stavebních demolic, použitého stavebního bednění,
nábytku, železničních pražců, sloupů telefonního vedení,
které bylo více nebo méně vždy kontaminováno.
V některých zemích s poměrně velkým využitím
dřevních paliv s dostatkem kvalitního přírodního paliva,
jako je např. Rakousko je zákonem omezeno dřevní šrot
(z demolic, nábytku) spalovat v běžných výtopnách a
topeništích. Může se spalovat jen ve spalovnách
komunálního odpadu. Přídavek dřevního šrotu zajišťuje
potřebné vysoké teploty.
Objevují se však zcela nové zdroje dřevního šrotu,
který nemusí být kontaminován, protože se vyrábí
z přírodního dřeva jako například přepravní bedničky a
palety na ovoce, různé obaly. V Praze jde např.o několik
tisíc tun energeticky přijatelného paliva z vyřazených
dřevěných přepravek na ovoce za rok, jehož tepelná
hodnota je vysoká, protože se jedná o zcela suché palivo.
Nedostatkem je, že obsahuje kovový spojovací materiál
15
zásobníkových zařízeních. Pelety nesmí vytvářet
blokující klenby, jaké často vznikají u štěpky v důsledku
promísení s nepořezanými větvičkami. Pelety také nesmí
ztrácet soudržnost ani při desetinásobné manipulaci a
vznikající prach při manipulaci nemá přesáhnout 5 %
celkové hmotnosti. Není také dovoleno jakékoliv
znečištění cizorodými látkami.
Největší položkou výrobní ceny briket a peletek
jsou náklady na surovinu a na její sušení (přes 50 %),
náklady na energii (18 až 23 %), dále pak jsou to
náklady odpisy a opravy zařízení a budov a mzdy.
Prvním předpokladem efektivní výroby je nepřetržitý
celoroční provoz briketárny, levná surovina a levný
způsob sušení. Minimální výkonnost briketárny je proto
1 tuna za hodinu při 24 hodinách nasazení za den, čili tří
až čtyřsměnný provoz, jak o tom svědčí zkušenosti
peletáren a briketáren v ČR i zahraničí.
sklizňovými stroji. Zvláštní postavení bude mít konopí
seté, protože jeho hlavní účel je využití v textilním a
papírenském případně potravinářském průmyslu a jenom
dřevní podíl - pazdeří se může využívat energeticky.
Všechny tyto plodiny se liší od potravinářských tím, že
jsou pěstovány pro výnos hmoty a ne pro výnos živin.
Obsah vody energetických stébelnin
Každá bylina během svého růstu obsahuje
nejméně 80 % vody. Tento obsah v procesu dozrávání a
po jeho skončení a odumření nadzemní stébelnaté části
postupně klesá až asi na 20 %, případně i méně . Zralé
stébelniny ponechané za příznivého počasí na řádku
mohou během tří dnů ztratit vodu až na cca 15 %. To
zcela vyhovuje pro sklizeň i skladování včetně
následného slisování do balíků nebo i zpracování
například do briket. Ukázalo se však, že nejlepším
stébelnatým palivem je palivo vymoklé a znovu usušené.
V dánských výtopnách se sláma šedivá, ale suchá, cení
více než sláma krásně žlutá – nevymoklá. Souvisí to
s nutností zbavit se rozpustných organických sloučenin
obsahujících chlor, draslík, fosfor i dusík. Vymoknutím
se snižuje i obsah popele, zvyšuje výhřevnost, protože ve
stébelninách zůstává jen část křemíku, vápníku a
draslíku, které do popele přecházejí.
Palivová sláma, palivová obilní hmota a energetické
byliny
V rozvinutých zemích postačuje k výživě
obyvatelstva pouze část celkové výměry zemědělské
půdy – přibližně 60 - 70 %. Úbytek počtu chovaných
hospodářských zvířat z podobných důvodů uvolňuje
další půdu, respektive část úrody pro nepotravinářské
využití. Především se jedná o přebytečnou slámu
obilovin a olejnin, jejíž přebytky se již dříve na polích
zaorávaly nebo později nechávaly shnít v polních
stozích. Z agronomického hlediska je možné energeticky
využít bez nebezpečí snížení úrodnosti půdy a tedy
snížení organických složek v půdě veškerou slámu
olejnin a 25 až 50 % slámy obilnin. Například Dánsko
považuje 50 % spalování slámy za možné. K tomu je
třeba zásadně zdůraznit, že i po sklizni cca 4 tun slámy z
hektaru zůstává na poli minimálně stejné množství ve
formě kořenového systému, strniště a mezi strniště
propadlých stébel, které nebyly sklízečem sebrány. Tyto
zbytky se dostanou do půdy a pokud se jim dostane
dusíkatého přídavku, dostatečně zajistí potřebné
množství organické látky pro udržení obsahu humusu v
půdě. Dalším přídavkem je zelené hnojení a produkty
bioplynových stanic a samozřejmě i statková hnojiva. Za
cenu slámy (600 až 1000 Kč/t) použité k energetickému
využití je možno získat do půdy podstatně větší množství
jiných, účinnějších hnojiv.
Kromě slámy, posklizňového produktu, však
může zemědělství poskytovat zcela nové zdroje energie,
např. ve formě účelově pěstovaného energetického obilí.
Pro spalování se může využívat směs slámy a zrna
(sklizeň řezačkou). Protože zde dochází k problémům
s hlodavci při skladování, je výhodnější sklizeň
kombajnem a oddělené spalování slámy ve větších
kotlích a zrna pak zvlášť - jako peletek.
V úvahu přichází rovněž řada dalších bylin, jako
je rákosina miscantus, rdesnovina křídlatka, krmný
šťovík a další, z nichž některé se teprve ověřují nebo
dosud nejsou na území ČR povoleny. Jejich hlavní
přednosti jsou, že dosahují vysoké výnosy a dají se
sklízet v relativně suchém stavu běžnými zemědělskými
Velikost částic stébelnin
Velikost jednotlivých částic stébelnin je daná
druhem stébelniny a délkou řezu sklízečem. Obiloviny
mají stébla tlustá jen několik milimetrů, konopí,
křídlatka, šťovík až několik centimetrů. Některá stébla
jsou dutá (rákos), některá plná (topinambur). Délka
stébel je různá podle plodiny, u obilí 1-2 m, u konopí
2,5-3 m – stejně tak u křídlatky nebo šťovíku. Nakrácení
délek je dáno sklizňovým strojem. Při sklizni obilí
sklízecí řezačkou na stojato má řezanka délku kolem
5 mm, při sklizni lisem s řezacím ústrojím kolem
500 mm a bez řezacího ústrojí mohou stébla v balíku
dosahovat až původní délky. Jen konopí pro textilní
účely vyžaduje zvláštní technologii, při které se stébla
při sklizni sečením na řádek krátí pouze na 500-600 mm,
protože kratší délky již nevyhovují zpracování v tírnách,
delší nevyhovují při sběru sklízecím lisem.
Při zpracování stébelnin do briket je nutno zajistit
jejich další krácení případně drcení nebo šrotování na
délku kratší než 50 mm (podle druhu lisu a průměru
brikety). Úplné podrcení na 2 až max. 3 mm vyžadují
peletovací lisy. Samotný mikroskopický prach se pro
peletování nehodí, peletky nejsou vnitřně zaklínovány a
ztrácejí pevnost.
2.2 Zvláštnosti vlastností pevných biopaliv
Obsah kyslíku. Biopaliva (nedávno ještě živá
biomasa) se při porovnání s fosilním palivem (ležícím
miliony let v podzemí) vyznačují vysokým stupněm
okysličení, tj. obsahem kyslíku a tím sníženou
výhřevností, ale s lepším prohoříváním spalných plynů a
nižšími emisemi.
16
Vysoký podíl těkavých látek (70 až 80 %), které
snadno zplyňujících při teplotách přes 200°C. Tato
základní odlišnost biopaliv (od pevných fosilních paliv),
musí být zohledněna při jejich spalování dostatečným
prostorem v topeništích. Dále jsou nutné dostatečné
prostory k zajištění prohoření vznikajícího velkého
množství spalných plynů. Biopaliva předávají teplo
především konvekcí - stykem vyhořelých spalin
s tělesem výměníku. Koks a dřevní uhlí obsahují jen 5 %
těkavých látek a při hoření předávají teplo především
sáláním tepla ze žhnoucího paliva. Proto jsou kostrukce
topeniště kotle pro obě tyto skupiny paliv naprosto
rozdílná.
Hnědé uhlí tvoří přechod mezi klasickými fosilními
palivy (koksem a černým uhlím) a biopalivy (dřevem)
pro svůj také relativně vysoký podíl zplyňujících látek
(50 %). Proto se také kotle na hnědé uhlí snáze a lépe
přizpůsobují spalování biopaliv nebo ke společnému
spalování biopaliv a hnědého uhlí než kotle na koks nebo
černé uhlí. Topeniště na koks nebo černé uhlí musí být
při přechodu na spalování biopaliv doplněny
předtopeništěm zajišťujícím zplyňování biopaliva a
prohoření spalných plynů před výměníkem, kterým se
kotel vlastně stal. Předtopeniště se však doporučují i pro
kotle na hnědé uhlí.
Nižší měrná objemová hmotnost je další odlišnou
základní fyzikální hodnotou biopaliv, která se pohybuje
od cca 40 kg/m3 sypaného nejlehčího paliva (suchých
pilin, řezané slámy) až do cca 700 kg/m3 u nejvíce
slisovaných briket a pelet. Hustota samotné peletky je až
1 300 kg/m3.
Tabulka 7: Přepočty jednotek objemů dřeva
plm
rm
sm
Pevné dřevo
Složené dřevo
plnometr-pevný
metr (plm)
1
0,7
0,41
prostorový
metr (rm)
1,43
1
0,59
Tabulka 8: Objemové hmotnosti paliv ze slámy
Měrná hmotnost
Stav paliva
(kg/m3)
Sláma řezaná
40 - 60
Nízkotlaké balíky standardní
60 - 80
Vysokotlaké balíky standardní
80 - 120
Obří balíky válcové
60 - 90
Obří balíky kvádrové
80 – 160
Brikety (sypná hmotnost)
350 - 600
Pelety, granule (sypná hmotnost)
300 - 550
Štěpkované
(drcené) dřevo
sypný metr
(sm)
2,43
1,7
1
Hmotnost kusu
(kg/ks)
0,0
5
10
350
400
0,5 - 1
0,01
Způsob manipulace
mechanicky
ručně i mechanicky
jen mechanicky
jen mechanicky
Poznámka: Pelety a granule do průměru 20 mm. Brikety průměr 40 – 90 mm
Tabulka 9: Objemové hmotnosti paliv ze dřeva
Stav paliva
Hobliny
Piliny, prach
Štěpka (dle vlhkosti)
Polínka 30-50 cm
Polena 100 cm měkká
Polena 100 cm tvrdá
Brikety (sypná hmotnost)
Pelety (sypná hmotnost)
Sypná měrná obj. hmotnost (kg/m3)
40 - 60
120 – 180
180 – 260
250 – 500
300 – 550
420 – 630
400 – 650
350 – 600
17
Hmotnost kusu
(kg/ks)
0,01
0
0,02 – 0,1
1–3
10 – 20
15 – 30
1–2
0,02
Způsob manipulace
mechanicky
mechanicky
ručně
mechanicky
Tabulka 10: Orientační údaje základních vlastností pevných biopaliv
Hustota
Palivo - stav, forma
sušiny (kg/m3
hmoty (kg/m3)
Polena, jehličnany
410
820
Polena, listnáče
580
1 160
Kůra, volná, čerstvá
160
320
Průmyslová štěpka
170
340
Štěpka suchá
170
210
Krajinky vázané
300
600
Piliny
120
240
Dřevní pelety, brikety
495
550
Lesní štěpka jehličnany
175
250
Lesní štěpka listnáče
225
320
Tyčovina, jehličnany
300
429
Těžební odpad, větve
40
80
Probírky, listnáče
80
160
Topoly, štěpka
160
355
Sláma: řezanka
50
60
Sláma: kvádrové balíky
120
140
Sláma: válcové balíky
85
100
Sláma a zrno: kvádrové
160
190
balíky
Sláma a zrno: válcové
120
140
balíky
Sláma: brikety, pelety
450
500
Vody
(%)
50
50
50
50
20
50
50
10
30
30
30
50
50
55
15
15
15
Výhřevnost
(MJ/kg) (MJ/m3)
8,1
6 660
8,1
9 396
8,1
2 592
8,1
2 772
14,4
3 024
8,1
4 860
8,1
1 944
16,6
9 108
12,3
3 060
12,3
3 960
12,3
5 293
8,1
648
8,1
1 296
7,1
2 520
14,4
936
14,4
2 160
14,4
1 548
15
14,4
2 952
15
14,4
2 160
10
16,6
8 280
3. Prostředky a technologie pro výrobu pevných biopaliv
spalování slámy:
Sběrací vozy, (doporučuje se použití řezacího ústrojí)
o ložném obsahu 40 – 70 m3 se skladováním sklizené
slámy většinou do polních stohů pomocí stohařů nebo do
krytých skladů s mechanickým manipulačním zařízením.
Doprava z pole je výhodná cca do 2 km.
Řezačky závěsné nebo samojízdné upravující materiál
do formy snadno manipulovatelné řezanky, jako vhodné
formy pro každé následující tvarové zpracování. Na poli
vyrobená řezanka se odváží velkoobjemovými vozy a
skladuje buď ve stozích pomocí pneumatických
dopravníků nebo ve skladech s vhodnou manipulační
technikou. Doprava je ekonomická do 2 km.
Sběrací lisy na lisování stébelnin do standardních
malých balíků o hmotnosti 5 –10 kg, přičemž se
vyrobené balíky zpravidla dopravují od lisu na tažený
nebo vedle jedoucí dopravní prostředek. Skladování je
pod střechou s ruční manipulací, nebo s použitím
různých typů dopravníků, event. drapákových jeřábů.
Tato technologie je však na ústupu, nepodařilo se zatím
ani vyvinout kotle na jejich přijatelné spalování.
Sběrací lisy na obří válcové nebo kvádrové balíky
s hmotností od 250 do 400 kg, které se jednotlivě nebo
skupinově odkládají na pozemek a následně
mechanizovaně nakládají na dopravní prostředky.
Technologie pro zpracování biopaliv do forem
přijatelných pro spalování se rozdělují podle základních
hledisek:
• dle původu, druhu a struktury paliva,
- sláma a stébelniny
- dřevo
• dle obsahu vody na počátku zpracování a na počátku
spalování,
• dle systému dopravy paliva a výkonnosti určeného
kotle.
Z uvedeného vyplývá veliká variabilita metod
sklizně a zpracování pevných biopaliv.
3.1 Sklizeň suroviny a výroba paliv ze slámy
Sláma obilovin, řepky a dalších stébelnin se sklízí
pro energetické účely v létě po sklizni zrna a to výhradně
z řádků položených za sklízecí mlátičkou nebo žacím
strojem na relativně vysoké strniště, umožňující
proschnutí stébelnin během několika dnů pěkného
počasí. Stébelniny se sklízí při vlhkosti 15 – 20 %. Pro
účely spalování se více hodí vymoklá, ale suchá sláma.
Má snížený obsah minerálií (např. chloru, dusíku, drasla)
a tím i množství popele a sníženou agresivitu spalin.
Technologie sklizně s ohledem na zpracování a
18
Uskladňují se pod střechou nebo ve stohu, který se pak
přikrývá řezankou ze slámy nebo se zakryje folií.
Technologie obřích balíků začíná v současné době
převládat, neboť je vysoce výkonná (až 3 ha za hodinu) a
balíky se mohou ekonomicky přepravovat až do
vzdálenosti cca 50 km. Na rozdíl od ostatních forem při
skladování zabírají zlomek prostoru. Vyhovují i pro
spalování ve větších zařízeních.
Samojízdné sklizňové stroje se v současné době
kromě tažených sklizňových strojů na stébelniny vyvíjejí
a ověřují s cílem dosáhnout vyšší kulturnosti práce a
vyšší výkon. Kromě toho se objevují i stroje, které
některé energetické plodiny, například celou rostlinu
Triticale (sláma i zrno) sklízejí nastojato. Porost musí
být však bez zelených plevelů a zcela zralý.
Sklízecí řezačka s peletovacím lisem je výjimečný
kombinovaný stroj, umožňující výrobu topných
slaměných pelet přímo na poli. Výkonnost je kolem 5 t
za hodinu. Podmínkou jeho efektivního využívání je
maximální využití během sklizní stébelnin a lisu i během
roku jako stacionárního zařízení, protože pořizovací cena
je zatím vysoká. Systém však přináší mnoho provozních
výhod, především při větší přepravní vzdálenosti
podstatnou úsporu dopravních nákladů. Dále též úsporu
části skladovacího prostoru a následně automatizaci
přikládání a provozu kotlů bez zbytečných
technologických mezičlánků.
Obr. 4: Sklizeň energetického Miscanthu v březnu
samojízdnou řezačkou
Upravené samojízdné sklízecí řezačky jsou
přechodem ke speciálním strojům na sklizeň polního
dříví z plantáží vrb a topolů, které jsou schopné sklízet s
vhodnými adaptéry až do průměru kmínku 8 – 10 cm
s výkonem až 1 ha/h, tj. cca 50 t/h.
Obr. 5: Upravená sklízecí řezačka JAGUAR při sklizni
energetických topolů
Přímé náklady na pěstování a sklizeň
energetických dřevin včetně štěpkování z plantáží a
dosušení venkovním vzduchem na roštech dosahují
1 800 až 2 000 Kč/t suché hmoty.
Zvláštní
technologií
je
sklizeň
pozdě
dozrávajících stébelnin až na jaře a sklizeň rákosovin
v zimě na umrzlém, před tím za normálního stavu málo
únosném, nepřístupném terénu.
Obr. 3: Přímá sklizeň čistého a suchého porostu
energetického Triticale sklízecím, samojízdným
lisem. Po výměně žacího stolu sběračem může
stroj sklízet suché stébelniny ze řádku. Výkonnost
kolem 10 ha/směnu.
Náklady na sklizeň stébelnin sběracími vozy nebo
lisy se pohybují okolo 200 Kč/t, u řezaček kolem 350
Kč/t. Podrobnější údaje jsou pro vybrané operace
uplatňující se při pěstování a sklizni energetických
stébelnin uvedeny v příloze 2.
3.2 Posklizňové zpracování stébelnin
Posklizňové ošetření u stébelnin (ale i surové
dřevní stěpky) se zpravidla omezuje jen na uskladnění
pod střechou na roštech se zajištěním provětrávání
skladu přirozeným průvanem. V kotelnách přes 200 kW
tepelného výkonu se obří balíky různým zařízením
rozpojují na volnou slámu. Ve velkých topeništích se
dříve vkládaly obří balíky do topeniště celé a teprve tam
se samovolně nebo mechanicky rozpojovaly. V současné
době se obří balíky před topeništěm hydraulicky
rozpojují na plásty 15 až 20 cm tlusté nebo se rozpojují
.
19
rotačním frézovacím zařízením.
Sláma se dále může v samostatné zpracovatelské
lince briketovat nebo peletovat, často s přídavkem
dalších vhodných aditiv jako je škrob, melasa atp. Tomu
nezbytně předchází řezání a šrotování slámy. Tyto
operace zvyšují náklady na palivo více než dvojnásobně.
K úsporám potom dochází tím, že odpadá sušení, snižují
se náklady na manipulaci, dopravu a skladování a je
umožněna automatizace provozu kotle.
Hnědé pelety. Nově se za zcela perspektivní považuje
zpracování slámy a dalších komponentů včetně například
rašeliny, drcené kůry, suchých odpadů potravinářského
průmyslu nebo i uhelného prachu do silnějších topných
pelet tmavých, určených pro velké kotelny, výtopny a
dokonce uhelné elektrárny. Tyto pelety je možno už
ekonomicky převážet i na dopravní vzdálenosti, které
jsou pro balíkovanou slámu nebo dřevní štěpku
nepřijatelné.
Obr. 6: Peletovací lis na drcené stébelniny a piliny
TL 700
Tabulka 11: Orientační výkonové parametry peletovacího lisu TL 700
Parametr
Jednotka
Čtyři lisovací rolny
Tři lisovací rolny
Tři lisovací rolny
Průměr
otvorů
mm
5
20
8
Výkon
kg/h
5 400
1 800
max. 1200
Příkon
kW
75
75
75
Složení
směsi
Napařená směs:
pokrutiny 3%, pšenice
47%, ječmen 47%,
MVKA3 3%
Hustota 547 kg/m3
Drcená sláma 30%,
drcené granulované
úsušky 20%,
tekutiny 5%,
šrotované obilí 45%
Lisovaná
surovina
Drcené a sušené piliny
obsah vody 12-14 %
Hustota 600 kg/m3
finanční situaci a spotřebitelům pevných paliv poskytnou
ekologické palivo za přijatelnou cenu. Optimální je,
pokud se v místních podmínkách zájmy výrobců i
odběratelů paliva a tepla vertikálně spojují v jednotný
organizačně-ekonomický útvar. Za výhodné se považuje,
když výrobce biopaliva provozuje i kotelnu.
3.3 Zpracování dřevin na polínka a dřevní
štěpku
Polena a polínka přestavují ve světě přibližně 70 %
spotřebovávaného palivového dříví. Připravují se
běžným těžebním postupem lesního hospodářství, na
který navazuje konečná fáze kombinovanými řezacími a
štípacími stroji, případně se konečná forma těchto paliv
dokončuje ručně. Tato nejlevnější paliva jsou určena pro
málo
nákladné
vytápění
rodinných
domů
v dřevozplyňujících kotlích, krbech a kachlových
kamnech s tepelným výkon ponejvíce do 20–25 kW,
výjimečně do 100 kW. Zpravidla se spotřebitel při
přípravě paliva neobjede bez ruční práce, pokud mu
potřebnou formu paliva nezajistí sám dodavatel.
Dřevní štěpky představují 15 – 20 % dřevního paliva.
vyráběné z méně hodnotného, odpadového dřeva,
Obr. 7: Peletovací lis s prstencovou matricí
Přebytky slámy obilovin a olejnin, odpady
z čističek obilí a záměrné pěstování energetických
stébelnin v množství několika milionů tun ročně mohou
ekonomicky pomoci zemědělským podnikům zlepšit
20
tenčiny, dřevního šrotu, kůry a z výnosů plantáží
rychlerostoucích dřevin některými ze tří systémů
štěpkovacích strojů. Štěpkovače jsou v mobilním
provedení poháněny traktorem nebo ve stacionárním
provedení elektromotorem. Výkony motorů těchto strojů
se pohybují od cca 4 kW (drtiče větví) až po 200 kW u
velkých štěpkovačů. Zvláštností ověřovanou při sklizni
rychlerostoucích dřevin teprve v posledních letech je
samojízdná sklízecí řezačka na kukuřici vybavená
sklízecím (odřezávacím) adaptérem a zesíleným řezacím
ústrojím. Ve speciálních, automatických topeništích,
většinou s výkonem přes 100 kW je možno vedle štěpky
spalovat i piliny nebo dřevní brusný prach. Posledně
jmenované formy dřevního paliva jsou na ústupu a jsou
nahrazovány peletami, které mají univerzálnější využití i
u malých kotlů a umožňují automatizaci provozu i
relativně malých kotlů pro rodinné domky.
výkonností od 0,1 t/h (pro menší dřevozpracující
truhlářské výrobny ) až po výkonností 5 t/h pro velké
peletárny navazující i na velké elektrárny a teplárny.
Rozlišují se v podstatě tři systémy briketovacích lisů a tři
systémy peletovacích lisů:
Briketovací lisy
- mechanické pístové, které pracují na principu
klikového mechanismu s mohutnými setrvačníky.
Vyznačují se nejvyššími tlaky v lisovací komoře, kterou
opouští nekonečně dlouhá briketa, přesně krácená za
výstupem odřezávací pilou. Výkonnost lisu bývá
zpravidla kolem 1 t/h, tvar briket je většinou válcový, ale
vyrábějí se i se šestihranných průřezem nebo brikety ve
tvaru hranolu. Nejžádanějšími briketami jsou válcové
brikety s vnitřní dírou. Lépe odhořívají, protože je
dispozici více povrchu pro nahřívání a okysličování,
- hydraulické pístové, které pracují s menšími tlaky
než mechanické, jsou levnější, ale výkonnost je nižší –
od 0,05 do 0,5 t/h. Jsou vhodné pro briketování stébelnin
nebo směsi stébelnin a pilin. Brikety od hydraulických
lisů mají poněkud menší soudržnost než od
mechanických lisů a jsou určeny pro užití v blízkosti
výroby bez časté manipulace,
- šnekové, kde se potřebný lisovací tlak vytváří
otáčením lisovacího šneku v konické komoře.
Soudržnost briket je velmi dobrá, neboť vysoké tlaky a
tření materiálu na šneku výrazně ohřívá ve dřevě
obsažený lignin a ten působí jako pojivo. Povrch těchto
briket je po vychlazení pokryt utuhlým vosku podobným
ligninen a je tak chráněn proti vlhkosti. Nevýhodou
těchto lisů je značné opotřebování lisovacích šneků a
komor, jestliže surovina obsahuje písek. Výhodou však
je, že kromě briket je možno po výměně výstupní
matrice u některých typů vyrábět i peletky.
3.4 Dělená sklizeň dřevin z plantáží
Dřeviny z plantáží (topoly, vrby) se sklízí
prakticky v živém stavu i když většinou v období
vegetačního klidu s menším obsahem vody (kolem
55 %) bez listí. Protože takto sklizená hmota ve formě
štěpky ve skladech obtížně a s určitými ztrátami
dosychá, byly ve Švédsku vyvinuty metody sklizně
snopkováním. Při této metodě sklizně se odříznuté
kmínky váží do snopků o hmotnosti až 2 – 3 tuny, které
se na vhodných místech mechanizovaně ukládají tak, aby
přes léto doschly na obsah vody pod 30 %. Na podzim,
před topnou sezónou se štěpkují a štěpka se naváží ke
kotelnám. Jedná se o jednu operaci navíc, ale dosahuje
se kvalitního paliva. Podobně se zpracovává i odpad
lesní těžby, který se nechává v lese na hromadách
zaschnout a po opadu jehličí se v relativně suchém stavu
štěpkuje nebo snopkuje. Ve Finsku se však do elektráren
naváží i surový těžební odpad, neboť jehličí i v zeleném
stavu vzhledem k velkému obsahu silic má dobrou
výhřevnost. Aby se les tímto způsobem neochuzoval o
živiny, vrací se do lesa alespoň dřevní popel a to jak
v práškové formě, tak rozmíchaný ve vodě.
Na rozdíl od slámy, která se sklízí a zpracovává
většinou běžnými zemědělskými sklizňovými stroji,
vyžaduje dřevní palivo speciální stroje od ručních
motorových pil k manipulační technice, přes štěpkovače
až ke speciálním strojům na sklizeň polního dříví
z plantáží. Polínková forma dřevního paliva patří vedle
balíkované slámy k nejlevnějším biopalivům, dřevní
brikety a pelety z tvrdého dřeva naopak k nejdražším.
Perspektivním dřevním palivem zůstává stále dřevní
štěpka s obsahem vody pod 30 %, tzn. z částečně
vysušeného dřeva.
Obr. 8: Klikový lis pro výrobu briket
3.5 Briketovací a peletovací lisy
Peletovací –granulační lisy
se od běžných briketovacích lisů liší tím, že je na
nich uplatněn jiný způsob lisování a to princip
protlačování suroviny matricí pomocí tlačných rolen
otáčejících se v těsné blízkosti nad otvory matrice. Tyto
lisy byly odvozeny od lisů na výrobu tvarovaných krmiv
a jsou v podstatě dvojího typu:
Z hlediska perspektivy rozvoje standardizovaných
fytopaliv představují nejdůležitější stroje briketovací a
peletovací lisy. Vytvářejí standardní trvalé formy
fytopaliv, schopné dopravy na velké vzdálenosti,
optimální pro skladování a pro automatické přikládání
při provozu kotlů a různých topenišť. Vyrábějí se s
21
- s vodorovnou, talířovou rotační matricí a systém
otáčivých rolen, které se odvalují po kruhové, talířové
matrici a protlačují surovinu dolů otvory v matrici,
- s prstencovou matrici otáčející se na horizontální
ose a s volně na pevných čepech se otáčejícími
lisovacími rolnami sytém CPM (USA).
První systém dosahuje zpravidla výkonnosti 0,5
až 1,5 t/h, druhý až 5 t/h.
Příkon peletovacích, granulačních lisů se
pohybuje od cca 40 do 100 i více kW, spotřeba energie
činí asi 3 – 5 % energetického obsahu pelet, (vyjádřeno v
Kč je to až 20 % nákladů) a specifická spotřeba se
pohybuje od 50 do 80 kWh/t. U nových technologií se
očekává snížení potřebného příkonu.
v zahraničí Technické univerzity v Drážďanech a
Lipsku. Z aditiv lze jmenovat především prach
z hnědého uhlí, škrob, vápenný prach, které v podílu do
2 až 10 % podstatně zvyšují pevnost a odolnost proti
otěru pelet ze stébelnin a zejména brání měknutí, lepení
a spékání popele už při teplotách kolem 800o C. Ukazuje
se, že pelety ze stébelnin se budou vyrábět s většími
průměry (20 mm) než pelety dřevní (6-8 mm). Ty budou
spalovány také v jiných, podstatně výkonnějších
topeništích (přes 200 kW), často spolu s uhlím.
Výrobní proces peletování je znám již 100 let v
krmivářském průmyslu. Pro soudržnost pelet má kromě
tlaku význam hlavně obsah ligninu a pryskyřic ve dřevě.
Pro zlepšení jakosti se někdy k surovině přidává 1 – 2 %
pomocných organických látek jako je melasa, škrob atp.
Peletováním vzniká zcela nový druh dřevního paliva
s vysokou energetickou hustotou, dobrými palivářskými
vlastnostmi a vynikajícími vlastnostmi z hlediska
dopravy a manipulace, které umožňují ekonomické
skladování, předzásobení a automatický přívod paliva
k topeništi.
Výroba pelet se skládá ze:
Sušení je nezbytné u všech druhů dřevních surovin,
které mají vyšší obsah vody než je potřebných
12 – 14 %. Dodávané piliny (od katru) obsahují
zpravidla až 50 i více % vody. Sušení je energeticky
náročné (až 5 MJ/kg odpařené vody) a tím také
nákladné. Rekuperací tepla z chlazení a z odpařené vody
(kondenzací) zpět do sušícího vzduchu je možno náklady
na sušení suroviny výrazně snížit.
Mletí-drcení na kladívkových drtičích (mlýnech)
s kalibrovacím protisítem je nezbytné u suroviny, která
obsahuje větší kousky dřeva přicházejícího z hlavní,
např. truhlářské nebo tesařské výroby. Je to proto, aby
byl získán homogenní, stejnozrnný, jemný materiál.
Drtičem se také zpracovávají veškeré stébelniny určené
k peletizaci.
Napařování suroviny před peletovacím lisem je
nedílnou, ale často u malých výroben pelet ke škodě
opomíjenou operací. Jeho účelem je změkčení suroviny,
její povrchové ovlhčení tak, aby lisovací proces probíhal
snáze, nedocházelo k nadměrnému opotřebování
pracovních orgánů (u menších lisů je surovina jen
pokropena vodou). Kondiciování suroviny snižuje tření a
šetří energii při peletování. Přídavek vody ve formě páry
v množství kolem 2 % hmotnosti suroviny se při lisování
a následném ochlazování pelet vypaří a obsah vody je
upraven na 11 až 14 %. Do pracovního prostoru
peletovacího lisu se surovina od kondicionéru přivádí
výhradně šnekovým, dávkovacím dopravníkem, jeho
otáčky a tedy výkon je plynule řízen. Do míchacího
prostoru před lisem, který je vybaven dostatečně
dimenzovaných šnekovým dopravníkem, jsou kromě
hlavní suroviny přiváděny vedle páry i potřebná aditiva.
Kvalita, vzhled a pevnost pelet vyrobených
z napařované suroviny jsou mnohem lepší než ze
suroviny takto neošetřené. Technologie přípravy
suroviny bývají výrobním tajemstvím producenta. Celý
Obr. 9: Prstencový lis
3.6 Výroba topných pelet z dřevin a stébelnin
Technologie výroby a vytápění dřevními peletami
byla přibližně před 30 léty vyvinuta v USA firmou
Whitfield, doznávala však zpočátku, stejně jako ve
skandinávských zemích, jen malého rozšíření.
V Rakousku, kde mělo vytápění dřevem vzhledem k
velkému lesnímu bohatství tradici, se vytápění peletami
razantněji uplatnilo počátkem 90. let a bylo dále
rozvíjeno pro všechny systémy vytápění, zejména však
pro rodinné domky. Pelety dík své vysoké energetické
hustotě a sypkosti nabízely stejný komfort jako systémy
používající lehký topný olej nebo zemní plyn..
Dřevní pelety jsou malé, válcovité tyčinky nyní
většinou o průměru 6 - 8 mm, s délkou 20 až 30 mm,
které se vyrábějí lisováním z dřevních odpadů, (piliny,
hobliny, obrusný prach). Tyto suroviny musí být v
přírodním stavu bez jakýchkoliv škodlivých příměsí.
Nesmí obsahovat syntetická pojiva a těžké kovy. Dřevní
pelety se vyrábějí lisováním v protlačovacích lisech.
Pelety ze stébelnin se zatím nestaly běžným
tržním palivem. V porovnání s dřevěnými peletami,
kterých se produkují miliony tun, se u pelet ze stébelnin,
zejména ze slámy jedná řádově o stovky tun.
Technologie jejich výroby se liší. Stébelninám chybí
dostatečné množství základní pojivové látky – ligninu a
proto se ke slámě musí přidávat různá aditiva. To nejen
pro zvýšení jejich soudržnosti, ale také i výhřevnosti.
Výzkumem výroby a využití topných pelet ze stébelnin
se zabývá zejména VÚZT Praha Ruzyně, VÚHU Most a
22
provoz je v praxi hlídán počitačem s velmi
propracovaným programem a u elektromotorů jsou
použity frekvenkční měniče.
Peletování jako nejdůležitější operace probíhá
v peletovacích lisech. Pro vyšší výrobní výkony (5 až
10 t/h) se používají lisy s prstencovou matricí s mnoha
přesně vyrobenými otvory, která se otáčí kolem
vodorovné osy na čepu a která je obklopena pláštěm. Ve
vnitřím prostoru matrice jsou umístěny na čepech
v přesné vzdálenosti zpravidla 2 otáčivě válcové rolny,
kterými se zpracovávaný materiál otvory matrice
protlačuje. Na vnější straně matrice je umístěný nůž,
který vyrobené pelety odřezává na stanovenou délku. Pro
nižší výkony se používají peletovací lisy s plochou,
talířovou matrici s vertikálním středovým čepem, na
které se odvalují 3 - 4 konické rolny s protlačovací
funkcí. Vzdálenost mezi rolnami a matricemi je přesně
dána, protože jejich otáčení je vyvozováno pouze třením
mezi matricí, lisovaným materiálem a rolnou. Oba typy
protlačovacích matric jsou vybaveny určitým počtem
přesně vyvrtaných otvorů, jejichž průměr odpovídá
požadovanému průměru vyráběných pelet. V současné
době se dřevní pelety nejčastěji vyrábějí s průměrem
6 nebo 8 mm a délkou do 10 - 30 mm. Tyto jsou určeny
pro malá topeniště s výkonem do 25 kW. Pelety ze
stébelnin, případně s určitými aditivy (uhelný nebo
vápenný prach) se zkušebně vyrábějí s průměrem 20 mm
a jsou určeny pro větší topeniště (výkon přes 100 a spíš
však přes 500 kW).
Chlazení a skladování: Na konci výrobní operace
musí být pelety o teplotě až 90oC ochlazeny. Teprve
potom získají pelety dostatečnou pevnost a odolnost
proti odrolu. I toto odpadní teplo se doporučuje využít
např. pro předsušení suroviny.
Poznámka: Pro výrobu jedné tuny pelet (1,7 m3 ) je
zapotřebí 5 až 8 m3 dřevních pilin. Samotné peletování
suché suroviny vyžaduje pozoruhodně malý podíl
energie v porovnání k obsahu energie v peletách. Např.
tuna dřevních pelet obsahuje 5 000 a 5500 MWh, zatím
co peletizace 1 tuny vyžaduje jen 70 až 100 kWh
elektrické energie.
Balení a expedice: Při expedici v menších množství,
zejména pro uživatele lokálních kamen, se plní pelety do
pytlů do hmotnosti 25 kg. Při větším množství se
dopravují v cisternových automobilech o nosnosti cca
6 – 7 tun a pneumaticky dodávají odběrateli přímo do
jeho skladu v blízkosti kotle nebo nad kotlem. Pelety se
dodávají na přání zákazníka i v obřích vacích s obsahem
až 1 tuny. U kotle se vaky zavěšují na speciální stojany a
napojují na dopravníky pelet ke kotli. Velká množství se
dopravují loděmi.
4. Normalizace a standardizace pevných biopaliv
Proces standardizace pevných biopaliv (fytopaliv)
se týká samotného výběru substrátů, jejich klasifikace,
závazných tvarů, fyzikálních vlastností, výhřevnosti,
obsahu spalitelných těkavých a pevných látek, obsahu a
vlastností popele, složení spalin, ale i metod odebírání
vzorků a metod jejich rozborů atd. Standardizaci
biopaliv vyžadují výrobci biopaliv, výrobci topenišť a
kotlů a jejich uživatelé, ale i obchodníci s palivy,
zejména v mezinárodním obchodě.
Tabulka 12: Charakteristiky dřevní štěpky podle rakouské normy ÖNORM M 7133
Třída
Rozsah hodnot
Poznámka
W 20
do 20 %
Sušená průvanem pod střechou
W 30
20 – 29 %
Skladovatelná delší dobu
Obsah vody (%)
W 35
30 – 34 %
Skladovatelná krátkodobě
W 40
35 – 39 %
Vlhká , nebezpečí zaplísnění
W 50
40 – 49 %
Surová, akutní nebezpečí plísní
-3
S 160
do 160 kg.m
Lehká, suchá
Sypná hmotnost (kg.m-3)
S 200
160 – 199
Střední, suchá
S 250
přes 200 kg.m-3
Těžká,vlhká
A1
do l %
Nízký obsah popele
Obsah popele v sušině
(%)
A5
1–5%
Zvýšený obsah popele, (kůra)
23
Tabulka 13: Charakteristiky dřevní štěpky podle velikostí částic dle ÖNORM M 7133
Podíl skupin velikostních částic
Třída
Velikost
max .20 %
60 – 100 %
Max. 20 %
Max. 4 %
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
Extremní hodnoty
Průměr
Délka
(cm)
(cm)
G 30
jemná
přes 16
16,0 – 2,8
2,8 – 1
do 1
3
8,5
G 50
střední
přes 32
31,5 – 5,6
5,6 – 1
do 1
5
12
G 100
hrubá
přes 63
63,0 – 11,2
11,2 -1
do 1
10
25
Tabulka 14: Požadavky na topné brikety a peletky podle ÖNORM M 7135
Požadované vlastnosti
Jednotka
Dřevo
Kůra
Minimální objemová hmotnost
kg.dm-3
0,9
1,0
Maximální váhový obsah vody
%
12
15
Maximální obsah popele v sušině
%
0,5 max. 1
6
Minimální výhřevnost vzorku suroviny
MJ.kg-1
16
15
Cizí látky ( pozn.1):
Dusík
%
do 0,3
(pozn. 2)
Chlor
%
do 0,02
(pozn. 2)
Síra
%
do 0,04
do 0,04
Poznámka: l) Jen původní látky v surovině, přídavky nejsou dovoleny, výjimečně jen organická pojiva (škrob, melasa,
mouka, voda nebo pára do 2 %).
2) Přesné hodnoty budou stanoveny později.
Tabulka 15: Evropské normy dřevních pelet - rozsahy hodnot, sušina
Údaj
Hodnota
Rozsah
Rozměry: průměr
mm
4, 6, 8, 10, 20, 25
délka
mm
do 50, 100 nebo 4÷6 x ∅
Hustota
kg.l-1 (dm3)
1 ÷ 1,4
Obsah vody
%
10, 12 (u kůry 18)
Sypná hmotnost
kg.m3
500 - 600
Obsah popele
%
0,7 ÷ 1,5 (u kůry až 8)
Výhřevnost
MJ.kg-1
15,1 ÷ 19,5
Obsah síry
%
0,04 ÷ 0,08
Obsah dusíku
%
0,3 ÷ 0,6
Obsah chlóru
%
0,02 ÷ 0,04
-1
Obsah arsenu
mg.kg
0,8
Obsah kadmia
mg.kg-1
0,5
-1
Obsah chrómu
mg.kg
8,0
Obsah mědi
mg.kg-1
5,0
-1
Obsah rtuti
mg.kg
0,05
Obsah olova
mg.kg-1
10,0
-1
Obsah zinku
mg.kg
100,0
Pojivo
jen ekologické nebo žádné
5. Spalování pevných biopaliv
charakteru. Dochází ke střetávání nejrůznějších zájmů
podniků, občanů a institucí. Problémy jsou složitější u
nás, protože stát zatím nevytvořil vhodný rámec pro
uplatňování biopaliv jako v jiných zemích, kde daňová a
dotační politika výrazně působí k rozvoji používání
Moderní spalování biopaliv v porovnání se
spalováním paliv fosilních přináší novou problematiku
technického, ekonomického, ekologického i politického
24
biopaliv. Uhelné, plynárenské, elektrárenské a tepelné
lobby zatím v ČR příliš biopalivům nepřejí.
středovou tryskou hořících plynů s přívodem teplého
sekundárního
vzduchu,
prohořívací
šamotovou,
neochlazovanou komorou a systémem teplosměnných
prostor. Zplyňovací komora je plněna ručně kusovým
palivem, jehož zásoba vydrží 4 - 8 hodin trvalého
provozu. Kotle jsou vyrobeny nejčastěji jako svařence
z ocelového plechu tloušťky 6 až 8 mm (včetně
tepelného výměníku). Plechové kotle jsou sice levnější,
ale při jejich provozu je nutno udržovat předepsané
teploty, aby nedocházelo k prochlazování některých částí
a korozi. V ČR tyto kotle vyrábí několik firem. Dražší
kotle mají trvanlivější výměník litinový. Cena kotlů se
pohybuje podle provedení, systému automatické
regulace a výkonu od 20 do 130 tisíc Kč. Jako palivo
slouží polínkové dříví s délkou do 50 cm a průměrem do
15 cm nebo dřevní a slaměné brikety. Nahrazují se jimi
zastaralé kotle na uhlí. Obsluha je ruční.
Automatická kamna a kotle na spalování dřevních
pelet a štěpky s tepelným výkonem od cca 6 do 50 (ale
také až do 1 000 kW) pro byty, rodinné domy a větší
budovy (případně i menší komplexy budov). Soustava
kotle pozůstává z mechanicky plněné násypky paliva,
šnekového
vkladače,
topeniště
s
hořákem,
automatického zapalovače, dohořívací neochlazované
komory, soustavy teplosměnných trubek, popelníku
(nebo vynášecího šnekového dopravníku popele) a
počítačového regulačního systému. Topeniště s hořákem,
dohořívací komora a teplosměnná část jsou umístěny nad
sebou a u některých typů kotlů jsou snadno od sebe
z důvodů oprav oddělitelné. Tyto kotle představují
vrchol topenářské techniky, zejména provedením
hořáku, který umožňuje dosahovat velkého rozsahu
regulace výkonu v rozmezí 20 až 100 %. Regulované
množství paliva je přiváděno do hořáku většinou
horizontálně, u nejmenších kamen shora spádovou
trubkou, u velkých hořáků spodem do retorty. Spodem je
přiváděno i regulované množství primáního vzduchu,
zatímco horký sekundární vzduch je dutým prstencem
hořáku vháněn mnoha otvory přímo do plamene.
5.1 Technická hlediska používání pevných
biopaliv
Biopaliva se vyznačují dvěma odlišnostmi od
fosilních paliv:
• jsou v přirozeném, původním stavu lehčí,
objemnější,
• mají vysoký obsah prchavé hořlaviny (až 80 %).
Tyto faktory vyžadují, aby topeniště všech typů a
výkonností byla podstatně větší a to pro:
- dosušení paliva před jeho zapálením
- dokonalé promíchání spalných plynů se vzduchem a
to jak s primárním, který přichází do paliva a ovlivňuje
výkon topeniště, tak se sekundárním, případně
terciálním, které ovlivňují dokonalost prohoření paliva,
konečnou tvorbu tepla, účinnost a hladinu škodlivých
emisí.
Při spalování biomasy v běžných topeništích má
být přebytek spalného vzduchu (lambda) λ=1,6 až 2 , aby
byly zajištěny minimální emise CO. Při hodnotě λ=1 by
postačovalo ke spálení l kg suchého dřeva asi 4,5 m3
vzduchu. Protože reakce spalování, zejména u malých
topenišť, trvá jen zlomek vteřiny je nutné množství
vzduchu zvýšit a to u velmi dobrých topenišť až na
hodnotu λ = 1,6, běžná je však hodnota λ = 2. Tento
přebytek vzduchu znamená, že se sice palivo dokonale
spálí, ale zároveň s tímto přebytkem ohřátého vzduchu
uniká komínem značné množství tepla. Běžná teplota
spalin v komíně bývá kolem 180 o C, aby měl komín
dostatečný tah. Proto kondenzační chladiče spalin a
odtahové ventilátory spalin představují nejvýznamnější
prostředky pro zvyšování účinnosti spalování.
Spalné plyny z pevných biopaliv musí prohořet v
neochlazované dohořívací komoře při teplotách kolem
1100°C dříve, než přijdou do styku s teplosměnnými
plochami. Předčasné ochlazení plamene způsobuje
vyloučení uhlíku z CO (samovolný vznik CO2) a vznik
sazí. U dokonalejších topenišť a kotlů se nahrazuje
radiační složka přestupu tepla (sálání, běžné u kotlů na
spalování koksu a černého uhlí) přímým stykem spalin a
hmoty tepelného výměníku. Oddělené přívody
primárního a sekundárního vzduchu se používají u všech
moderních topenišť – i u nejmenších kamen a kotlů pro
vytápění rodinných domků. Sekundární vzduch by měl
být vždy předehřátý, aby nedocházelo ke zbytečnému
ochlazování plamene a směšování spalných plynů se
vzduchem by mělo být výrazně turbulentní.
5.2 Kotle a topeniště na pevná biopaliva
Podle tepelného výkonu, místa používání, typu
paliva a případné kombinace paliv se rozlišuje několik
skupin topenišť na spalování biopaliv:
Dřevozplyňující kotle s výkonem 15 – 50 kW
(výjimečně do 100 kW) pro rodinné domky a menší
budovy s charakteristickým provedením horního
zásobníku – zplyňovače paliva se spodním odhoříváním,
Obr. 10: Schéma dřevozplyňujícího kotle se spodní
dohořívací, šamotovou komorou
25
Obr. 11: Vliv způsobu přikládání na průběh emisí CO
26
Obr. 12: Schéma automatického kotel na drobnou štěpku
Obr. 14: Schéma automatického kotle na spalování pelet
o výkonu 10 až 50 kW
Obr. 13: Automatický kotel na štěpku do 120 kW
s masivním podávacím zařízením
Obr. 15: Adaptér pro automatizaci spalování drobného
paliva ve standardních kotlích ÚHOŘ –
univerzální hořák.
27
zařízení ukázalo jako neperspektivní a vývojové pokusy
dostat zařízení na potřebnou úroveň zatím skončily
neúspěšně.
Velké kotle na spalování slámy se používají
většinou v obecních výtopnách nebo dokonce v menších
elektrárnách ( např.v Dánsku). Od původních záměrů
spalovat celé obří balíky se časem upustilo. Dnes se
spaluje buď sláma uvolněná frézováním z balíků nebo se
v poslední době rozšiřuje hydraulické odřezávání cca
15 – 20 cm plástů slámy z vertikálně situovaných
kvádrových balíků a spalování těchto dílů na
pohyblivém roštu. Plameny postupují směrem proti
pohybu paliva, vysušují ho a primární vzduch dochlazuje
na konci roštu postupující popel, takže nedochází k dříve
obtížnému tečení a spékání lehce tavitelného popele ze
slámy a stébelnin. Nad roštem je velká, vyšamotovaná
dohořívací komora, za ní vlastní kotel. Spaliny postupují
po vychlazení do velkých odlučovačů popílku, většinou
s textilními filtry a přes odtahový ventilátor spalin do
komína.
Adaptéry na spalování pelet ke stávajícím kotlům
byly vyvinuty pro spalování pelet a drobné štěpky,
(případně i vhodných zrnin) původně ve Švédsku.
Pozůstávají ze zásobníku (původně plněného ručně),
šnekového dopravníku, ventilátoru spalného vzduchu
(vzduch je veden k hořáku v tělese dopravníku),
zpravidla horizontálního hořáku s prstencem na rozvod
sekundárního vzduchu a elektronického řídícího
systému. Celé zařízení je umístěno na jednoduchém
podvozku a hořákem se zasunuje do uvolněného
popelníkového prostoru kotle. Původně se tímto
zařízením nahrazovaly olejové hořáky. Do dnešní doby
se v řadě podniků tato zařízení stále vyrábějí. V ČR dva
výrobci dodávají tyto adaptéry většinou k uhelným
litinovým kotlům. Rekonstrukce stávajících kotlů na
spalování pelet (nebo u větších dřevní štěpky) je asi o
50 % levnější než zcela nový kotel na pelety.
Automatické kotle na spalování rozpojené slámy
s výkonem od 400 do 1 800 kW pro vytápění skupiny
budov nebo menších obcí pozůstávající kromě vlastního
kotle s dostatečně velkým topeništěm ještě z rozpojovače
obřích balíků ve skladu a soustavy vzduchových a
šnekových dopravníků. Rozpojovač balíků je spojen se
zásobníkovým stolem na několik balíků. Menší kotle
nemají ani rošt a volná hořící sláma je v topeništi
posunována hrablem, které na konci už vyhrnuje popel
z topeniště. Spalné plyny prohořívají v dohořívací
komoře a spaliny prochází teplosměnnými trubkami
v kotli nad topeništěm. Předností je nízká cena kotle,
nedostatkem je, že horizontální trubky se snadno
zanášejí létavým popílkem a je nutno je denně čistit.
V zahraničí byly v určité době na odloučených
farmách používány podobné, velmi levné kotle, u
kterých se do topeniště vkládaly celé, většinou válcové
balíky. Hoření bylo nedokonalé, obtížně regulovalné a
bylo doprovázeno vývinem kouře a zápachu. Hoření
podporoval nezbytný kompresor, který rozfoukával
odhodřívající slámu z balíku. Přes nízkou cenu se
Obr. 16: Obecní kotelna v Deštné na spalování dřevní
štěpky a slámy. Výkony se pohybují 0,9-2 MW.
Obr. 17: Kotel systém Passat na spalování slámy s výkonem 300 až 800 kW
1 dopravník balíků slámy, 2 rozpojovací nože frézy, 3 rozpojovací bubny, 4 ventilátor volné slámy, 5 cyklon –
odlučovač vzduchu a slámy s turniketem, 6 šnekový dopravník slámy do topeniště, 7 rošt a popelník, 8
dohořívací šamotová komora, 9 teplosměnné trubky výměníku, 10 tepelná izolace kotle, 11 odtahový ventilátor
spalin
28
Obr. 18: Schéma topeniště na spalování peletované slámy s drtičem popele. Plameny nepříznivě ovlivňují tavení a
spékavost pepele
velkou tepelnou akumulaci a vertikálně situovanými
trubkami kotle, které se nezanášejí létavým popílkem z
biopaliva. Nejběžnější výkon je 2,5 MW. Mohou být
teplo- či horkovodní, případně i parní. Ty se často
doplňují parní turbinkou s alternátorem k výrobě
elektrické energie. Turbinka slouží i ke snížení tlaku
páry jako redukční ventil pro otopnou soustavu.
Velké automatické kotle na spalování dřevního paliva
s výkonem do 10 MW v provedení s muldovým
spalováním suché štěpky a pilin nebo se spádovým
roštem pro spalování vlhčího dřevního paliva. Tyto kotle
mohou spalovat i slámu, kusové dřevo a kůru. Vyznačují
se automatickým přísunem paliva (dřevní štěpky nebo z
balíku rozpojené slámy), velkou turbulentní a dohořívací
komorou, která je vyzděná šamotovými cihlami a má
Obr. 19: Velký kotel na spalování vlhčích biopaliv s protiproudým tahem plamenů. Zaručené dokonalé prohoření
spalných plynů,dosoušení paliva a nespékání popele. 1 – Palivo v přikládacím tunelu s ochranou proti
zpětnému prohoření, případně s příhřevem paliva spalinami. 2 – Palivo na posuvném roštu postupuje proti
směru pohybu plamene. 3 – Přívod sekundárního a terciálního vzduchu. 4 – Turbulentní, neochlazovaná
komora.5 – Dohořívací komora. 6 – Trubkový horkovodní kotel. 7 - Ventilátory spalovacích vzduchů. 8 –
Popelové vody a kontejner na popel.9 – Hydraulický odřezávač balíku a vkladač paliva na rošt kotle
5.3 Výroba elektřiny
ORC okruhu. Budoucnost možná bude patřit i
Stirlingovu motoru.
V klasických tepelných elektrárnách je energie
tepelná transformována na mechanickou v tepelném
Výroba
elektřiny
z biomasy
je
velmi
perspektivní. V ČR jsou v provozu jednotky o el.
výkonu od 200 kW. Ty používají parní pístový motor.
Větší o výkonu do 1 MW jsou s turbínou na pricipu
29
oběhu, který nazýváme Rankin - Clausiův cyklus. Tento
elektrárenský kondenzační cyklus, ve své podstatě
složený ze základních termodynamických změn,
používá jako pracovní látku vodu resp. vodní páru.
Voda na mezi sytosti, která je přivedena napájecím
čerpadlem do parního generátoru (kotle), se v něm
ohřívá, odpařuje (mění skupenství) a v parním
přehříváku dosahuje parametrů tzv. admisní páry (tlak
cca 14,5 MPa, teplota cca 530 °C), která je přivedena do
parní turbíny. V parní turbíně pára expanduje (přehřátá
pára přechází do oblasti syté páry) a následně mění své
skupenství v kondenzátoru, odkud je v kapalném stavu
kondenzačním čerpadlem dopravována přes zásobní
nádrž a případné doplnění zpět do parního generátoru.
Termická účinnost takovéhoto cyklu (poměr tepla
přeměněného na mechanickou práci ku teplu
přivedenému do oběhu) se pohybuje mezi 25% u
starších zařízení až po cca 38 % u nejmodernějších
elektráren (vysoké teploty přehřátí 580oC a vysoké tlaky
19 MPa). Ke zvyšování termické účinnosti se zpravidla
používá regenerace tj. ohřev napájecí vody v
regeneračních ohřívácích mimo vlastní kotel nebo
přehřívání páry.
Organický Rankinův cyklus (ORC) je v podstatě
elektrárenský kondenzační cyklus, který používá
namísto vody resp. vodní páry jako pracovní látku
v sekundárním okruhu směs organických sloučenin
(silikonový olej), které jsou svými termodynamickými
vlastnostmi vhodné k použití v tepelném oběhu.
Výhodou oleje v primárním okruhu kotel-výparník je,
že při dané teplotě (např. 300 °C) se udrží v kapalném
stavu při prakticky atmosférickém tlaku na rozdíl od
vody. Ve výparníku předává olej teplo do sekundárního
okruhu, kde se pracovní organická látka vypařuje. Díky
napájecímu čerpadlu se dosahuje většího tlaku než má
olej a organické páry jsou vedeny do parní turbíny, kde
expandují. Pára je za turbínou vedena do kondenzátoru,
kde kondenzuje po odebrání výparného tepla chladicí
vodou, která pak dodává teplo do objektů připojených
na tuto tepelnou síť. Organické látky použité jako
náhrada vody v sekundárním tepelném oběhu musí
samozřejmě splňovat přísné předpisy a normy ve vztahu
k životnímu prostředí.
Obr. 20: Parní motor 340 kW na pile ve Slavovicích
Obr. 21: Schéma ORC okruhu
Obr. 22: Instalace ORC okruhu v Trhových Svinech
Tab. 16: Porovnání tepláren s ORC okruhem
30
ORC teplárna Třebíč Teplárna Trhové Sviny
Palivo
Tepelný výkon kotle
tepelný
Výkon jednotky ORC
dřevní štěpka
dřevní štěpka
MWt
6,6
3,5
MWt
5,38
2,8
1
0,6
80,5
80
elektrický MWe
Účinnost zařízení při jm.výkonu
tepelná
%
17
17,1
Roční využití jednotky ORC
elektrická %
hod/rok
5500
7000
Dodávka tepla z biomasy
MWh/rok
35800
8400
Dodávka el. energie z biomasy
MWh/rok
5500
4200
Průměrná cena paliva
Kč/t
720
350
Celková investice
mil. Kč
194
115
Uvedení do provozu
rok
2005
2005
Celkový tepelný výkon teplárny
MWt
44,4
14,8
Délka rozvodů SCZT
m
14700
8400
5.4 Emisní limity
suchý plyn. Pro tuhé znečišťující látky, SO2, oxidy
dusíku jako NO2, CO a organické látky jako suma
uhlíku. Tyto emisní limity jsou vztaženy na určitý
referenční obsah kyslíku. Pro pevná paliva činí
referenční obsah kyslíku 6 %, pro plynná a kapalná 3 %
a pro biomasu 11 %. Další předpisy upravují referenční
obsah kyslíku pro biomasu na 10 až 13 %, platí to pro
malé kotle do výkonu 300 kW. Jen pro srovnání
uvádíme tabulky emisních limitů pro zařízení spalující
dřevo z Nařízení vlády č. 352/2002 Sb. Ve směrnici č.
13-2002 MŽP ČR jsou pak stanoveny požadavky pro
propůjčení ochranné známky „Ekologicky šetrný
výrobek“.
Pro posuzování produkce emisí jsou závazné
právní předpisy. Lze říci, že předpisů je relativně
vysoký počet. Posuzování emisí je členěno podle
tepelného výkonu zdroje emisí. Pro kotle do 200 kW
není hodnocení tak striktní jako u středních zdrojů o
tepelném výkonu 200 kW až 5 MW a velkých zdrojů
znečištění přes 5 až 50 MW. Dále je určena kategorie
zvláště velkých spalovacích zdrojů o tepelném výkonu
do 100 MW a kategorie nad 150 MW, která má
hodnocení emisí nejpřísnější. Nejdůležitějším právním
předpisem je z tohoto pohledu Nařízení vlády č.
352/2002 Sb., kterým se stanoví emisní limity a další
podmínky provozování spalovacích stacionárních zdrojů
znečišťování ovzduší. Zde jsou uvedeny emisní limity
(mg/m3) vztažené na normální stavové podmínky a
Tabulka 17: Emisní limity spalovacích zařízení na dřevo nebo biomasu (Nařízení vlády č. 352/2002 Sb.)
Emisní limit
Referenční obsah
Jmenovitý tepelný
(mg/m3 vztaženo na normální stavové podmínky a suchý plyn)
kyslíku
výkon (MW)
Oxid
Organické látky
Tuhé zneč.
Oxid
Oxidy dusíku
% O2
uhelnatý
jako suma uhlíku
látky
siřičitý
jako NO2
0,2 až 50
250
2500
650
650
50 1)
1
)emisní limit platí pro tepelný výkon nad 1 MW
Tabulka 18: Určení kvalitativních tříd podle emisí a min. hodnoty účinnosti(ČSN EN 303-5)
31
11
Dodávka
paliva
Jmenovitý
tepelný
výkon
(kW)
Samočinná
≤ 50
Palivo
Mezní hodnoty emisí
mg/m3 – suché spaliny, 0 oC, 101,325 kPa - při O2V = 10 %
OGC
CO
Prach
(organ. vyšší uhlovodíky)
třída 1 třída 2 třída 3 třída 1 třída 2 třída 3 třída 1 třída 2
třída 3
biologické
15000
5000
3000
1750
200
100
200
180
150
fosilní
15000
5000
3000
1750
200
100
180
150
125
biologické
25000
8000
5000
2000
300
150
200
180
150
fosilní
25000
8000
5000
2000
300
150
180
150
125
Ruční
Minim. tepelná účinnost ηk
při jmenovitém výkonu
spalovacího zařízení QN (%)
třída 1
ηk = 47 + 6 log QN
třída 2
ηk = 57 + 6 log QN
třída 3
ηk = 67 + 6 log QN
150 300 kW
30 000
25 000
třída 1
25 000
třída 2
Emise CO mg.m-3
třída 3
20 000
15 000
15 000
12 500
12 500
12 500
12 500
10 000
8 000
5 000
5 000
5 000
5 000
2 500
4 500
3 000
2 000
1 200
2 500
2 000
1 200
0
< 501kW
50 - 150
2 kW
ZPŮSOB PŘIKLÁDÁNÍ
150 - 3300kW
RUČNÍ
< 504kW
50 - 1505kW
150 - 300
6 kW
AUTOMATICKÝ
Obr. 23: Povolené emisní hodnoty CO kotlů na biomasu přepočtené na 10 % O2 dle ČSN EN 303-5
Tabulka 19: Emisní hodnoty pro propůjčení ochranné známky
„Ekologicky šetrný výrobek“ ( směrnice č. 13-2002 MŽP ČR)
mg/kWh
4500
CO
mg/mN3
2000
mg/kWh
550
1)
NOx
mg/mN3
250
mg/kWh
130
2)
Σ CxHy
mg/mN3
60
mg/kWh
420
Tuhé znečišťující látky
mg/mN3
190
1)
Hmotnostní koncentrace NOx je vztažena k NO2.
2)
Hmotnostní koncentrace je vztažena k C3H8.
Z obrázku je patrné, že zařazení kotle do třídy 3
je velmi náročné a vyžaduje velmi dobrou konstrukci
32
kotle a odpovídající palivo.
Krby, krbové vložky
Pro malá topidla krby a krbové vložky platí Česká
technická norma, která je českou verzí evropské normy
ČSN EN 13229 „Vestavné spotřebiče k vytápění a
krbové vložky na pevná paliva – Požadavky a zkušební
metody“. Tato norma platí pro spotřebiče s ruční
dodávkou paliva. Při zkouškách zařízení předepisuje
měřit ve spalinách obsah CO, CO2 a O2. Průměrná
koncentrace CO je přepočtená na 13 % O2 ve spalinách.
Obr. 25: Směs 25%hm dřevěných pilin a 75%hm HU
Tabulka 20: Třídy emisí oxidu uhelnatého
Spotřebiče s uzavřenými dvířky
Třída CO spotřebiče
Třída 1
Třída 2
Mezní hodnoty tříd emisí CO
Přepočteno na 13 % O2
(%)
≤ 0,3
> 0,3 ≤ 1
S produkcí škodlivin souvisí technologicky
vyspělost konstrukce kotle, včetně jeho účinnosti.
Minimální účinnosti spalování pro spalovací zařízení
v závislosti na výkonu zdroje jsou definovány
technickými normami, nebo prováděcími vyhláškami
k zákonům.
Obr. 26: Směs 25%hm dřevěných pelet a 75%hm HU
Cílem zkoušek bylo stanovit spalovací
charakteristiky vybraného paliva spalovaného za
různých podmínek. Výsledkem je zjištění emisních
parametrů v závislosti na typu spalování a určení
nejvhodnější technologie vhodné pro dané palivo.
Zkoušky byly prováděny na dvou spalovacích zařízeních
– na kotli Viadrus U22 a VERNER A25 ve spolupráci
VÚZT, FSI ČVUT a TF ČZU Praha. Vybraným palivem
byly pelety z pilařského odpadu a pelety z energetického
šťovíku.
Popis spalovacích zařízení
Kotel Viadrus U22 je konstruován jako
teplovodní kotel vybavený hořákem pro spalování pelet.
Hořák je litinový se spodním přívodem paliva a
rozvodem spalovacího vzduchu tělesem hořáku.
Ventilátor spalovacího vzduchu je umístěn na vstupu do
kotle, jedná se tedy o systém přetlakový. Spalování
probíhá pod keramickou vyzdívkou, jež slouží jako
stabilizátor hoření.
5.5 Experimentální ověření spalovacích zařízení
Pro ilustraci uvádíme tři snímky směsného
paliva hnědé uhlí (HU) fytopaliva ve formě pelet
respektive pilin. Zvláště u směsi s pilinami je podíl částic
uhlí co se objemu týče, velmi malý.
Obr. 24: Směs 40%hm pelet šťovíku a 60%hm HU
33
Další modifikací spalovacího zařízení byl kotel
Verner A25 s upravenou spalovací komorou. Po prvních
měřeních došlo k rozšíření ohniště z původních 200 mm
na 235 mm a k přerozdělení vzduchu. Tyto změny mají
vést k lepšímu promíchání prchavé hořlaviny se
vzduchem, k dokonalejšímu prohoření a ke snížení emisí
oxidu uhelnatého.
Obr. 27: Detail hořáku Viadrus U22
Kotel Verner A25 je konstruován rovněž jako
teplovodní. Spalovací komora má ploché dno se šesti
pohyblivými roštnicemi, které v cyklech vynášejí popel
z vyhořelého paliva do popelníku. Přívod paliva je zadní
stěnou komory pomocí šnekového dopravníku.
Spalovací vzduch je přiváděn boční vyzdívkou komory.
Tento systém je rovněž přetlakový.
Obr. 30: Hořák kotle Verner A25 po úpravě
Jako palivo byly vybrány piliny z měkkého dřeva
– pilařský odpad, slisované do pelet o průměru 8 mm.
Dalším palivem byl energetický šťovík, rovněž slisovaný
do pelet o průměru 8 mm. Takto upravená paliva byla
spalována v obou kotlích.
Obr. 28: Původní hořák Verner A25
Viadrus
Verner - před úpravou
Verner - po úpravě
350
301
300
246
-3
CO, NOx[mg.m ], t[°C]
250
237
223
200
150
187
198
147
127
100
73
50
0
CO
NOx
Teplota spalin
Obr. 29: Průměrné hodnoty emisí CO a NOx a teplot spalin. Palivo- dřevní pelety
34
hořákem, jež stabilizuje teplotu na potřebné úrovni. Je-li
ovšem tato teplota příliš vysoká, dochází k oxidaci
vzdušného dusíku a vzniku NOx. Koncenrace CO se sice
snižuje, ale podíl NOx se naopak zvyšuje.
V případě energetického šťovíku je situace
poněkud méně příznivá. Pokud jde o emise CO, tak ty
jsou řádově větší než u dřeva. Rovněž stabilita
spalovacího procesu je velmi špatná. Vyšší jsou i
produkce oxidů dusíku. Kromě vysokého chemického
nedopalu byl zaznamenán i značný nedopal mechanický.
Pravděpodobně díky tomu vznikají během spalování
spečené kusy popela. Z hlediska emisí tedy toto palivo
nesplňuje ani na jednom zařízení kritéria pro certifikát
„Ekologicky šetrný výrobek“. Podle ČSN EN 303-52000 je možné zařazení s velkou rezervou do třídy 1
(Viadrus) a dokonce i třídy 2 (Verner), což pro praktický
provoz plně postačuje.
Z provedených měření vyplývá, že nejnižší
hodnoty koncentrací CO a NOx byly dosaženy u
dřevních pelet. Je tedy možno říci, že palivo na bázi
dřeva lze bez větších obtíží používat v různých typech
spalovacích zařízení. Ze zkoušek vyplývá, že hořák se
spodním přívodem paliva i upravená komora kotle
Verner vyhovují požadavkům kladeným na zařízení
s certifikátem „Ekologicky šetrný výrobek“. Limity jsou
dány směrnicí MŽP č. 13/2002 pro CO: 2000 mg/m3 a
pro: NOx 250 mg/m3. Biopaliva obecně obsahují větší
podíl prchavé hořlaviny a proto je nutné konstruovat
topeniště větší a s přívodem spalovacího vzduchu nejen
pod rošt, ale i vhodným způsobem do plamene, tak aby
vyhořel veškerý hořlavý podíl v palivu. Dále je potřeba
udržovat teplotu (850 – 900°C) potřebnou pro dokončení
všech oxidačních reakcí uhlíku po celou dobu jejich
průběhu. Z tohoto hlediska se jako velmi vhodná jeví
konstrukce kotle Viadrus s keramickou vyzdívkou nad
6. Hodnocení venkovských kotelen dálkového vytápění v ČR
Podle rakouského vzoru se postavilo i v ČR
několik venkovských výtopen na spalování biomasy,
většinou však s relativně vysokými investičními náklady
v přepočtu na jeden napojený vytápěný objekt,
představovaný jedním běžným rodinným domem.
Nápadný je rozdíl měrných investic na ideální
jednotku (rodinný dům) mezi rekonstruovanou a novou
kotelnou. Neúměrně vysoké jsou investiční náklady,
které se přibližují na dosah půl milionu korun na jeden
dům u nových venkovských kotelen. Podobně i měrná
investice na instalovaný tepelný výkon, která je
několikanásobně vyšší než u lokálních topidel nebo kotlů
pro rodinné domy. Při tom investice předávací stanice,
vnitřní rozvody, měřidla a radiátory v domě si ještě
zaplatí občan sám. I v samotném Rakousku se po
zavedení fenoménu peletek výstavba vesnických
výtopen radikálně omezila.
Tabulka 21: Ekonomické údaje některých venkovských kotelen na biopaliva v ČR
Trhové Sviny
Dešná
Jednotka
nová
rekonstrukce
Tepelný výkon.
kW
2 500
2 700
Vytápěných jednotek
ks
350
125
(rod.domky)
Počet obyvatel
ks
1 400
320
Hostětín
nová
732
Staré
nová
380
67
20
230
60
Délka rozvodů tepla
m
původní
3 634
2 800
720
Spotřeba paliva
Investiční náklad
Měrná investice
Měrná investice
Měrná investice
Zatížení sítě rozvodů
t/r
mil. Kč
Kč/r.dům
Kč/kW
Kč/obč.
km/MW
1 800
20,51 143
8 000
14 286
původní
750
38,5
308 000
14 074
120 312
1,35
600
30,447 776
40 984
130 435
3,8
178
5,1
255 000
13 421
85 000
1,89
Poznámka: Rekonstruovaná uhelná kotelna Trhové Sviny je s novým kotlem na dřevní hmotu, původní rozvody otopné
vody zachovány, nezvyšují cenu investice
7. Skladovací prostory na biopaliva
vlastnosti těchto druhů paliv, zejména jejich větším
objemem daným nižší hustotou biopaliv a rovněž o něco
nižší výhřevností biopaliv. Totéž pak platí o skladování
Při společném spalování biomasy a uhlí, v kotlích
k tomu schválených, je možné přidávat asi 20-70 %
biomasy. Pro skladování je nutné brát do úvahy rozdílné
35
u spalovacích zařízeních určených pro výhradní
spalování biomasy. Zvyšování výkonu kotlů na
spalování biomasy naráží na nepříznivý poměr mezi
měrným objemem, výhřevností a v neposlední řadě i
vlhkostí paliva. Například pro kůru s obsahem vody W =
50 % je tento poměr oproti běžnému hnědému uhlí
následující:
kůra …………………………..
0,39 m3.GJ-1
hnědé uhlí ……………………
0,062 m3.GJ-1
Pro stejný tepelný výkon kotle je při spalování
kůry objemová spotřeba paliva vyšší oproti uhlí 6,27
krát. Zlepšení těchto poměrů je možno provést
vysušením dřevní hmoty. Vysušíme-li dřevní odpad ze
surového stavu W = 50 % na hodnotu W = 10 %, bude to
znamenat zvýšení výhřevnosti dřevní hmoty
obsah vody W = 50 % ……………. Qn = 7,17 MJ.kg-1
obsah vody W = 10 % ……… …….Qn = 16,7 MJ.kg-1
Uvedeným vysušením dřevní hmoty se zvýší její
výhřevnost 2,33 krát. Pokud by na vysušení dřevní
hmoty navazovala ještě technologie briketování dřevní
hmoty, je možno docílit následujícího porovnání
s hnědým uhlím:
brikety z dřevní hmoty (W = 10 %) ……0,047 m3.GJ-1
hnědé uhlí ……………………………....0,062 m3.GJ-1.
Brikety dřevní hmoty tedy potřebují jen 75 %
skladovacího objemu ve srovnání s hnědým uhlím.
Pro lepší představu uvádíme v tabulce potřebné
skladovací prostory pro uskladnění jednoho GJ či jedné
MWh energie obsažené v různých palivech. Například u
polen musíme počítat ve srovnání s černým uhlím
s téměř 4x větším prostorem, při porovnání s hnědým
uhlím asi s 2x větším prostorem. Ještě více vynikne
potřeba prostoru pro skladování ve srovnání štěpky a
černého uhlí. U štěpky je potřeba skladovacího prostoru
téměř 7x větší. Balíkovaná sláma vyžaduje asi 12x větší
objem skladovacího prostoru než hnědé uhlí.
To znamená, že u větších tepelných zdrojů je
vhodné z hlediska investičních nákladů budovat
provozní sklad relativně malý (na 7 až 10 dní). Pokud je
tepelný zdroj mimo centrum obce a je zde dostatek
volného místa může být provozní sklad i větší. Větší
sklad ovšem vyžaduje vyšší náklady na investici při
stavbě zdroje. Zásobování zdroje tepla na biomasu je
náročné na logistiku a proto je žádoucí všechny
problémy se zásobováním zdroje biopalivy vyřešit již
během fáze projekce. Smluvní vztahy mezi investorem,
nebo provozovatelem a dodavateli paliv i dalších služeb
jsou před dohotovením stavby nutnou podmínkou.
Tabulka 22: Potřebné skladovací prostory pro různé druhy paliv
Objemová. Energie v
Výhřevnost
Palivo
1 m3
hmotnost
MJ.kg-1
-3
kg.m
GJ.m-3
Palivové dřevo-polena
15
320-450
5,775
Palivové dřevo-odřezky
18
210-300
4,59
Štěpka
10
180-410
2,95
Sláma ze samosběracího
14
40-60
0,7
vozu
Sláma balíky
14
80-150
1,61
Dřevěné brikety, pelety
21
600-1100
17,85
Hnědé uhlí
16
650-780
11,44
Černé uhlí
26
770-880
21,45
Energie v
1 m3
MWh.m-3
1,60
1,28
0,82
Skladovací
prostor
m3.GJ-1
0,17
0,22
0,34
Skladovací
prostor
m3.MWh-1
0,62
0,78
1,22
0,19
1,43
5,14
0,45
4,96
3,18
5,96
0,62
0,06
0,09
0,05
2,24
0,20
0,31
0,17
7.1 Zdravotní aspekty práce se štěpkou
objemu za první měsíc skladování jsou do 3 %. V
dalších měsících se stupňuje rozkladná činnost
mikroorganismů a hub; v důsledku toho se ztráty objemu
zvyšují na průměrných 5,5 % měsíčně za druhý až pátý
měsíc skladování.
Má-li štěpka vyšší obsah vody než 25 – 30 %, v
závislosti na teplotě po určité době začíná degradovat a
plesnivět. Bylo zjištěno až 10 tis. spor plísní a hub v 1
m3 vzduchu ve skladech vlhké štěpky (Norsko, Finsko).
Ve Švédsku se považuje za nebezpečné už 500 zárodků
na 1 m3. Takový vzduch ohrožuje plíce lidí, může
vzniknout nemoc podobná nemoci zemědělců z plesnivé
slámy a sena. Štěpka z jehličnanů je proti plísni odolnější
než z listnáčů. Z těchto důvodů nesmí být štěpka nikdy
Činností živých parenchymatických buněk,
chemickým okysličováním, hydrolýzou celulózových
komponentů v kyselém prostředí a biologickou aktivitou
baktérií a hub se vyrobené štěpky poměrně rychle
rozkládají; tím dochází ke ztrátě objemu a zvyšování
vlhkosti materiálu až na 80 % vlhkosti. Současně vzrůstá
teplota skladované štěpky na 50 – 70 °C a při překročení
teploty 100 °C může dojít i k samovznícení. Pokud je
pro provoz zpracovatelských kapacit nutné větší
předzásobení, vytváří se obvykle v materiálu určeném ke
štěpkování a ne ve štěpce. V literatuře je doporučovaná
lhůta spotřeby štěpky do patnácti dnů od výroby; za
nejdelší dobu se považují tři měsíce, protože náběh
rozkladných procesů je z počátku pozvolnější a ztráty
36
skladována přímo v obytném stavení, měla by být proto
co nejrychleji usušena. Tato okolnost zatím v ČR uniká
pozornosti.
8. Ekonomika biopaliv ze stébelnin
půdy)
- doplňková platba (TOP UP) – pro vyjmenované
plodiny stanovena formou sazby na 1 ha orné půdy,
pro rok 2006 stanovena sazba 2240 Kč na 1 ha
- podpora LFA (LFA= Less favourable area = oblasti
s méně příznivými podmínkami) – vyrovnávací
příspěvek na hospodaření v méně příznivých
oblastech, poskytuje se pouze na kulturu „travní
porost“ (louky, pastviny i ostatní travní porosty)
v méně příznivých oblastech, sazby pro rok 2006
jsou stanoveny:
a. horská oblast - HA 4680 Kč/ha, HB 4014 Kč/ha
b. ostatní méně příznivé oblasti – OA 3490 Kč/ha ,
OB 2820 Kč/ha
c. specifické omezení – S 3420 Kč/ha,
d. s ekologickými omezeními - E 2800 Kč/ha
(území NATURA 2000)
- podpora pěstování bylin pro energetické využití
(dotace dle zákona o zemědělství č. 252/1997 Sb. –
platí jen pro vybrané druhy energetických bylin a
trav, sazba 2000 Kč na 1 ha orné půdy využívané pro
pěstování těchto plodin).
Pro posouzení ekonomiky energetické produkce
byly vybrány následující technologie:
- trvalé travní porosty - vybrána technologie bez
hnojení, která vychází ekonomicky nejpříznivěji
- energetické plodiny víceleté – energetický šťovík
(nově vyšlechtěná odrůda pro energetické účely),
křídlatka Bohemica,
- energetické plodiny jednoleté – konopí seté, triticale
ozimé (využití celé produkce pro energetické účely)
- energetické trávy - chrastice rákosovitá, ozdobnice
čínská (sloní tráva).
Významným zdrojem biomasy pro pevná
biopaliva jsou trvalé travní porosty. Výrazný pokles
objemu živočišné výroby a omezené možnosti využití
trvalých travních porostů pro krmení činí z této produkce
postupně zbytkovou a odpadní biomasu. Dalším zdrojem
obdobné biomasy je produkce z narůstající plochy
travních porostů na orné půdě, které vznikají v rámci
agroenvironmentálních
opatření
podporovaných
dotacemi v rámci Horizontálního plánu rozvoje venkova
(zpomalení odtoku vody zatravněním orné půdy, tvorba
travnatých pásů na svažitých půdách, biopásy apod.).
V poslední době rovněž narůstá množství zbytkové a
odpadní biomasy z údržby krajiny a veřejné zeleně
v obcích a městech.
Dalším významným zdrojem mohou být záměrně
pěstované energetické plodiny. Pěstování a produkce
energetických plodin je reálnou alternativou pro
postupné nahrazování části rostlinné výroby věnované
dosud převážně potravinářské produkci.
Využití produkce z travních porostů a
energetických plodin pro výrobu pevných biopaliv se
rozvíjí zatím jen pomalu. Příčin je celá řada včetně
technických, organizačních a legislativních. Z hlediska
zemědělců je jedním z hlavních důvodů pomalého
rozvoje energetického využití biomasy nepříznivá
ekonomika a tvrdá konkurence ostatních fosilních zdrojů
energie.
8.1 Technologie a náklady na pěstování a sklizeň
vybraných plodin
Technologie a ekonomika pěstování a sklizně
produkce z trvalých travních porostů a produkce
energetických plodin je zpracována s využitím
databázového modelovacího programu AGROTEKIS
(VÚZT Praha). Variabilní náklady zahrnují materiálové
vstupy, náklady na provoz strojů a osobní náklady.
Podrobná struktura variabilních nákladů pro vybrané
energetické plodiny je uvedena v příloze 3. Náklady na
provoz a obsluhu strojů hrají v této kategorii dosti
významnou roli. V příloze 2 jsou uvedeny technické a
ekonomické parametry vybraných souprav pro technické
zajištění některých operací pěstování a sklizně
vybraných energetických plodin.
Fixní náklady (daně, poplatky, úvěrové zatížení,
výrobní a správní režie apod.) jsou na základě
dostupných podkladů stanoveny odborným odhadem ve
výši 2500 Kč/ha.
Pro pěstování travních porostů a vybraných
energetických plodin lze pro rok 2006 využít následující
dotace:
- jednotná platba na plochu (SAPS) –zemědělské
půdy (pro rok 2006 je sazba 2518 Kč/ha zemědělské
Struktura jednotlivých položek nákladů, dotace,
produkce a měrné náklady na jednotku produkce
energetického biopaliva jsou pro vybrané plodiny
uvedeny souhrnně v tabulce 23.
8.2 Ekonomika a konkurenceschopnost
energetické produkce
Tuhá biopaliva ve formě válcových nebo hranolovitých
balíků
Výsledkem pěstování a zpracování travních
porostů a vybraných energetických plodin je suchá
hmota lisovaná zpravidla do formy válcových nebo
hranolovitých balíků. Produkce v této formě je vhodná
jako palivo do velkých kotelen a dalších velkých zdrojů
energie. Hlavním konkurentem pro tuto oblast využití
jsou nejlevnější varianty hnědého uhlí. Při srovnání se
vycházelo z ceny netříděného hnědého uhlí
37
(hruboprachy), které má přibližně shodnou výhřevnost a
jeho cena (cena u výrobce, bez dopravného a bez DPH)
se pohybuje podle výrobce a sezóny zpravidla od 800 do
850 Kč.t-1.
Tabulka 23: Náklady a ekonomika vybraných druhů energ. plodin a travních porostů
Jednoleté
Trvalé travní porosty
Energetické trávy
Víceleté plodiny
plodiny
Měrná
Ukazatel
jed. Mimo LFA
LFA
chrastice ozdobnice konopí triticale energetický křídlatka
LFA ostatní horské rákosovitá
čínská
seté
ozimé
šťovík Bohemica
Variabilní náklady Kč.ha-1 3685
3685
3685
6500
16400
14800
12570
6840
11250
Kč.ha-1 2500
2500
2500
3000
3000
3000
3000
3000
3000
3,0
3,0
8,0
13,5
10,5
10,0
8,5
18,0
6185
6185
9500
19400
17800
15570
9840
14250
2062
2062
2062
1188
1437
1695
1557
1158
792
2518
2518
2518
2518
2518
2518
2518
2518
2518
Fixní náklady
Výnos energet.
produktu
t.ha-1
Náklady celkem
(bez dotací)
Kč.ha-1 6185
-1
Kč.t
-1
Dotace SAPS
3,0
Kč.ha
-1
Dotace TOP - UP
Kč.ha
Dotace LFA
(horské oblasti)
Dotace (zákon č.
252/1997 Sb.)
Náklady celkem
(po odpočtu
dotací)
Kč.ha-1
2240
3320
4460
Kč.ha-1
Kč.ha-1 3667
Kč.t-1
1222
2000
2000
2000
2000
347
-793
4982
14882
13282
10812
5322
11732
116
-264
623
1102
1265
1081
626
652
2500
B e z d o ta c í
2000
S d o ta c í S A P S
S v yu ž itím v š e c h d o ta c í (v p o d m ín k á c h L F A o s t.)
S v yu ž itím v š e c h d o ta c í (v p o d m ín k á c h L F A h o rs k é
-1
Měrné náklady (Kč/t )
1500
C e n a h n ě d é h o u h lí u v ý ro b c e
1000
500
0
T rv a lé tra v n í
p o ro s ty
c h ra s tic e
rá k o s o v itá
o z d o b n ic e
č ín s k á
k o n o p í s e té
tritic a le o z im é
e n e rg e tic k ý
š ť o v ík
k říd la tk a
B o h e m ic a
-5 0 0
Obr. 31: Náklady na 1 t energetické produkce
jedná o perspektivní energetickou plodinu nebo
invazivní plevel. Pěstitelé ve všech výrobních
podmínkách mohou využít dotaci SAPS. S využitím
dotací SAPS se sníží tyto náklady a pohybují se
v rozmezí od 861 Kč.t-1 do 1455 Kč.t-1 (resp. 652 Kč.t-1 u
Pro plodiny pěstované bez dotací se náklady na
1 tunu biopaliva pohybují od 1158 Kč.t-1do 2062 Kč.t-1.
Určitou výjimkou jsou příznivé ekonomické výsledky
křídlatky Bohemica s náklady 792 Kč.t-1, která však
zatím není schválená a spíše se vedou diskuse, zda se
38
však pro praxi dobře známá a rutinní technologie
výroby, flexibilita změny druhu plodiny a výměry. U
konopí se jeví ekonomicky vhodnější pěstování konopí
na vlákno (využití např. v průmyslu a ve stavebnictví) a
energeticky využívat pouze odpadní pazdeří. U obilovin
pěstovaných pro energetické účely je výhodou možnost
uplatnění části produkce za tržní ceny potravinářské
nebo krmné . U obilovin lze dále uvažovat, že přibližně
50 % produkce tvoří zrno, které samo má charakter
pelety, není ho tedy nutno pro spalování již upravovat a
lze tím tedy snížit celkové náklady na úpravu biopaliva.
křídlatky). Náklady na tato biopaliva jsou stále dosti
vysoké
a jen
některé
z nich
mohou
být
konkurenceschopné (chrastice, šťovík, křídlatka). Ostatní
jsou na trhu jen obtížně prodejná.
Při pěstování travních porostů a energetických
plodin mají pěstitelé možnosti využít i další formy dotací
(TOP-UP, podpora oblastí LFA, podpora energetických
plodin – specifikace je uvedena v tabulce 23). Výsledné
náklady na 1 tunu biopaliva jsou rovněž uvedeny
v tabulce 23 a na obr. 31. Pokud má pěstitel možnost
využít i tyto další formy dotací sníží se výrazně náklady
na jednotku energetického biopaliva a většina těchto
biopaliv
je
již
ekonomicky
příznivá
a
konkurenceschopná. Z výsledků vyplývá:
- biopaliva z travních porostů mimo oblasti LFA
vychází ekonomicky nepříznivě (1222 Kč.t-1)
- biopaliva z travních porostů v podmínkách LFA
ostatní naopak dosahují hodnoty pouze 116 Kč.t-1
- travní porosty v podmínkách LFA horské mohou
dokonce v současné době získat větší dotace než jsou
náklady na pěstování a sklizeň produkce
- z energetických trav vychází ekonomicky příznivěji
chrastice rákosovitá (623 Kč.t-1), méně příznivé se
jeví pěstování ozdobnice čínské (1102 Kč.t-1)
- u víceletých energetických plodin jsou náklady na
jednotku produkce biopaliva příznivé (energetický
šťovík 626 Kč.t-1, křídlatka Bohemica 652 Kč.t-1)
- jednoleté energetické plodiny - náklady na jednotku
produkce biopaliva nejsou příznivé, s využitím všech
dotací dosahují náklady konopí seté 1265 Kč.t-1,
triticale ozimé 1081 Kč.t-1).
Výhodou jednoletých energetických plodin je
Tuhá biopaliva ve formě briket a pelet
Pro využití produkce z travních porostů nebo
energetických plodin jako paliva pro rodinné domky a
malé farmy je třeba zpracovat produkci do formy briket
nebo pelet. Náklady na výrobu briket (pelet) se pohybují
podle velikosti zařízení kolem 700 Kč na 1 tunu.
Ekonomicky výhodné je využití této formy biopaliva
lokálně bez významných nákladů na dopravu a distribuci
ke spotřebiteli. Při této formě využití biopaliva je již
hlavním konkurentem cena hnědého uhlí u prodejců
paliva v maloobchodní síti (podle místa a sezony se
pohybuje kolem 1400 Kč.t-1 bez DPH). Výsledné
náklady na 1 tunu briket/pelet z produkce energetických
plodin jsou na obr. 32 porovnány s průměrnou cenou
hnědého uhlí u prodejců. Struktura výsledných nákladů
je obdobná jako v předchozí části a vyplývá z nich, že
ekonomicky příznivě vychází:
- biopalivo z travních porostů pěstovaných v oblasti
LFA
- z energetických trav chrastice rákosovitá
- z víceletých energetických plodin šťovík i křídlatka
3000
Bez dotací
S dotací SAPS
S využitím všech dotací (v podmínkách LFA ost.)
S využitím všech dotací (v podmínkách LFA horské)
2500
Měrné náklady (Kč.t-1)
2000
Cena hnědého uhlí u prodejců
1500
1000
500
0
Trvalé travní
porosty
chrastice
rákosovitá
ozdobnice čínská
konopí seté
triticale ozimé
energetický šťovík
Obr. 32: Náklady na 1 t biopaliva ve formě briket/pelet
39
křídlatka
Bohemica
tedy určitým problémem jistota a výše dotačních podpor.
Kromě tohoto úzkého pohledu na ekonomiku
tuhých biopaliv je však třeba konstatovat, že jejich
přínos a význam je i v dalších oblastech, např.:
racionální využití zemědělské půdy, snížení
zaplevelenosti, příznivý vliv na tvorbu krajiny a na
životní prostředí
vytvoření nových pracovních příležitostí
zvýšení ekonomické stability zemědělských podniků
úspora neobnovitelných zdrojů energie.
Využití
produkce
travních
porostů
a
energetických plodin jako paliva je v současné době bez
dotací ekonomicky nereálné. Využití dostupných dotací
výrazně zlepší ekonomiku výsledné produkce a
konkurenceschopnost těchto biopaliv na trhu ostatních
paliv.
Ekonomicky méně příznivé výsledky vykazují
zatím travní porosty pěstované mimo oblasti LFA a
rovněž jednoleté energetické plodiny.
Podpory v dalších letech jsou zatím předmětem
jednání v rámci EU. Při přípravě a realizaci
podnikatelského záměru na delší časové období zůstává
9. Přímé spalování stébelnin
jestliže teploty při spalování nepřestoupí 1 100 -1 200°C,
při kterých již vznikají NOx i ze vzduchu. Pšeničná
sláma má 0,5 % (vymoklá) až 1,25 % dusíku, ale luční
seno může mít i 1,8 %, vojtěška přes 2,8 %. Málo dusíku
má rákos sklízený na jaře - 0,5 %, křídlatka 0,4 %,
konopí 1,1 %. Naproti tomu stéblo topinamburu sklízené
na podzim má více než 1,5 %, na jaře je obsah N vždy
nižší.
Podle dánských specialistů je výhodné nechat
stébelniny na řádku vymoknout, čímž se do půdy vyplaví
některé látky, které prospějí poli a uleví spalování. Po
vymoknutí ovšem je nutné stébelniny nechat opět
vyschnout na skladovací vlhkost pod 20 % - lépe až pod
15 %.
Síra a těžké kovy jsou ve stébelninách
v nepatrném množství, část se dostává do popele a část
do létavého popílku, který je u větších kotelen
zachycován filtry. Do popele se dostávají hlavní
minerální živiny jako fosfor, draslo, vápník i křemík.
Proto popel ze slámy, stejně jako ze dřeva je dobrým
minerálním hnojivem. Někdy se vyplatí oddělovat létavý
popílek, pokud se najde odběratel, který by byl efektivně
schopen z něho dostat některé vzácnější prvky.
Spalování stébelnin je mnohem složitější než
spalování dřeva, nejen z hlediska úpravy paliva, velkých
nároků na skladování a nezbytnou mechanizaci před
topeništěm, ale i z hlediska emisí a popílku, který
vyžaduje účinnější filtraci spalin. Proto by u menších
topenišť měly být stébelniny spalovány ve formě
tvarovaného paliva (pelety, brikety), jejichž tvar i po
vyhoření zůstává zachován, případně i spolu s kvalitním
uhlím a pak ve velkých tepelných zařízeních i ve volně
loženém stavu nebo ve formě balíků spolu se dřevem
nebo uhlím. U velkých zařízeních se už ekonomicky
vyplatí složitější zařízení, které u menších výtopen od
200 až do1 000 kW tepelného výkonu neúměrně
zdražuje náklady na teplo. Předností stébelnin je, že se
sklízí běžnými sklizňovými zemědělskými stroji
v relativně suchém stavu a řada druhů vydrží na
stanovišti i více let.
Stébelniny jsou jen zvláštní formou dřevin. U
některých tlustostébelných paliv se jedná o přechodný
tvar. Při spalování stébelnin v původním, resp.
pořezaném stavu, může provoz, ale i provedení topenišť
být ovlivněno několika faktory. Sláma má největší
rozmanitost forem, od volně ložené, řezané, vyznačující
se nepatrnou měrnou hmotností a malou energetickou
hustotou, přes balíky až k briketám, které se však spíše
podobají dřevnímu palivu. Sláma ještě podstatně rychleji
a při nižší teplotě zplynuje, přičemž v malých topeništích
se nedosahuje takové teploty, aby prohořela zbylá
uhlíková část a zuhelnatělé částice se dostávají do
komínových plynů a do ovzduší. U velkých topenišť je
spalování dokonalé, ale při teplotách nad 600°C, které
jsou nezbytné pro dobré prohoření spalných plynů, se
projevuje agresivita ve slámě obsaženého chloru
měnícího se na chlorovodík (HCl), napadajícího
vyzdívky a kovové teplosměnné plochy. To vyžaduje
zvláštní opatření, u kotlových přehřívačů páry i nerezové
provedení. Praxe (skandinávské teplárny) si vypomáhají
přídavkem vápna nebo vápence do systémů fluidního
spalování a současným spalováním uhlí se slámou,
přičemž se má vázat draslo ze slámy se sírou z uhlí.
Velkým problémem je vytváření škváry a
sklovitých koláčů z popele slámy, který měkne a taví se
již před dosažením teploty 900°C, což je podstatně méně
než u dřeva. Popelovin je v suché slámě (při vlhkosti do
15 %) v průměru 6 %, ale u znečištěné slámy, která
dlouho ležela na poli, může být až 9 % popelovin. Potom
dodržení spalné teploty v topeništi a rychlé ochlazení
popele je nezbytné. Slouží k tomu vodou ochlazené
rošty, přebytky sekundárního vzduchu a protiproudé
vedení plamene proti palivu směrem od vznikajícího
popele.
9.1 Dusíkaté a další chemické látky v biopalivech
Dalším problémem při spalování stébelnin je
obsah dusíkatých látek, resp. dusíku, který se spolu
s dusíkem ze spalného vzduchu účastní tvorby
nežádoucích NOx. Odborná literatura (STREHLER)
uvádí, že do cca 1,5 % obsahu dusíku v sušině paliva
[tj. = 9,4 % dusíkatých látek] se dá problém zvládnout,
40
10. Souhrn, závěr a perspektiva
bude pro tepelně méně náročné objekty vyhovovat.
Za další perspektivní způsob využívání biopaliv se
považuje
zplyňování
biomasy
s následným
zkapalněním a možnost dodávky. upraveného
bioplynu do veřejné sítě.
Je možno počítat s urychleným rozvojem
výstavby a používání univerzálních bioplynových
stanic na zpracování zemědělských a komunálních
odpadů. Výzkumně bude řešena problematika
separace metanu z bioplynu pro jeho dodávku do sítě
a pro aplikaci jako pohonné hmoty. Pevný separát
produkovaný bioplynovými stanicemi se bude
používat přímo jako hnojivo, jako hlavní podíl
suroviny pro komposty a produkční zeminy, část
bude sušena a tvarována do palivových a hnojivových
pelet. Přebytky kapalného fugátu z bioplynových
stanic budou využívány jako hnojivové závlahy,
zčásti pro plantáže energetických rostlin, včetně
rostlin pro bioplynové stanice.
Výroba bionafty zaznamená mírný nárůst,
výroba bioetanolu bude zavedena až budou zvládnuty
nové technologie jeho výroby s vysokou výtěžností
z jakékoliv biomasy a za předpokladu dalšího nárůstu
cen ropy. Před zemědělstvím a lesnictvím se otevírá
příznivá perspektiva spojená však s nezbytnou
změnou struktury výroby tak, aby v ní nejméně 40 %
představovaly
nepotravinářské
produkty
pro
průmyslové a energetické využití. Zemědělské
podniky by však neměly být jen výrobci surovin, ale
pokud možno i dodavateli nebo spoludodavateli
elektrické energie a tepla.
Do 10-15 let může biomasa, jako přední
obnovitelný energetický zdroj, pokrývat až 10 % potřeb
České republiky při výrobě tepla a elektřiny. Do určité
míry nahradí hnědé uhlí na venkově i sníží i spotřebu
zemního plynu. Místně, podle podmínek může však
nahradit až 100 % energetických zdrojů pro tvorbu tepla,
což by mohlo mít značný význam pro výrobce i
spotřebitele paliva. Za hranici efektivní dopravy se zatím
považuje cca 40 km pro dopravu obřích balíků nebo
dřevní štěpky. Pelety se mohou vzhledem ke svým
vlastnostem (vysoká hustota, sypkost) dopravovat na
libovolnou vzdálenost buď volně, v pytlích (na paletách)
nebo v obřích vacích. U paliv ze stébelnin je výhodné, že
se většinou nemusí sušit, ale jejich zpracování je
nákladnější, paliva z dřevního odpadu lesní těžby je
výhodnější před spálením předsušit – pokud možno jen
přirozeným provětráváním nebo využitím energie spalin.
Vývoj směřuje ke standardizaci biopaliv do
několika základních forem – balíků stébelnin, briket,
standardní dřevní štěpky, ale světový trend ukazuje, že
perspektivní formou budou pelety v několika
kvalitativních a cenových druzích. Za reálné se považuje
i spalování kusového paliva (polínka a brikety) v
účinných dřevozplyňujících kotlích, které pracují ve
spojení s akumulátory horké vody. Pro velké spotřebiče
(teplárny a elektrárny) se v zemědělství a lesnictví bude
připravovat standardizovaná dřevní štěpka a kompozitní,
levnější hnědé pelety. U malých topidel pro rodinné
domky a byty lze očekávat větší rozvoj používání
automatických kamen lokálního vytápění na vysoce
kvalitní bílé pelety. Tato kamna, včetně přídavného
výměníku na ohřev vody, jsou podstatně levnější než
běžné peletové kotle a jejich tepelný výkon 4 až 10 kW
41
Seznam použité a doporučené literatury
ABRHAM, Z., KOVÁŘOVÁ, M.: Tuhá biopaliva – ekonomika a konkurenceschopnost [Economy and competitive
level of solid biofuels]. In: Zemědělská technika a biomasa 2006, Sborník přednášek z mezinárodního odborného
semináře, Praha, VÚZT, 2006, s.11-14 ISBN: 80-86884-15-5
ABRHAM, Z., KOVÁŘOVÁ, M.: Ekonomika energetického využití sena z travních porostů. [Economy of biomass
from grass stands]. In: Trávne porasty – súčasť horského polnohospodárstva a krajiny, Sborník přednášek z mezinárodní
vědecké konference, Banská Bystrica, VÚTPHP, 2006, s. 115-122, ISBN: 80-88872-56-1
KOVÁŘOVÁ, M. a kol.: Ekonomika pěstování a využití nepotravinářských plodin.5/2002, VÚZT, Praha. ISBN 80238-9955-4.
SLADKÝ, V, DVOŘÁK, J., ANDERT, D.: Obnovitelné zdroje energie-fytopaliva. 2/2002, VÚZT, Praha. ISBN 80238-9952-X.
HUTLA, P. Vliv uhelných aditiv na emisní parametry topných pelet z některých fytomateriálů. CZ BIOM, Praha
25.4.2005
SLADKÝ, V.: Výstavba a provoz závodu na výrobu topných dřevních pelet. Studie VÚZT, Praha 2001.
HARTMANN, H.: Handbuch, Bioenergie – Kleinanlagen. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Gülzow, 2/2003.
ŠAFAŘÍK a kol.: Energetické plodiny. Profi-Press, Praha 2006.
HOLZ, TH.: Holzpellet-Heizungen, Planung.Installation, Betrieb. Ökobuch Verlag, Staufen bei Freiburg, 2006.
ŠOOŠ, L.: Briketovanie a peletovanie. Sborník semináře. STU Bratislava 2006.
HAVLÍČKOVÁ, K. a kol.: Biomasa, obnovitelný zdroj energie v krajině. VÚKOZ Průhonice 2003.
LJUNGBLOM, L.: Soubor článků i výrobě dřevních pelet v Pobaltí. Časopis The Bioenergy International 6/2005,
l2/2005.
42
Příloha 1
Přehled výrobců a jejich produkce
Úprava dřevní hmoty drcením, používaná zařízení
Nejčastěji u nás používaná zařízení na dezintegraci drobného kusového odpadu před spalováním jsou různé
rotační sekačky, většinou provozované jako transportní. Stacionární drtiče jsou většinou vyráběny na vyšší výkony
zpracované hmoty (nad 500 kg/hod.). V České republice se zabývají výrobou strojů pro desintegraci dřeva tito výrobci:
Vilém Bystroň – INTEGRACE, Podlesí 506, 757 01 Valašské Meziříčí. Tel.:571623241, 608968447 E-mail:
[email protected], www.bystron.cz
ROJEK dřevoobráběcí stroje a.s., Masarykova 16, 517 50 Častolovice, Tel.: 494339120, E-mail: [email protected],
www.rojek.cz
Sušická strojírna a.s, Nádražní ulice 2/166, 342 53 Sušice, Tel.: 376521020, www.sg-stroj.cz , [email protected]
Dovozem uvedeného zařízení ze zahraničí se zabývají.
SILVACO a.s., Na Křečku 365, Horní Měcholupy, 109 04 Praha 10, Tel.: 272083127, 566655500, E-mail:
[email protected], www.silvaco.cz
SOME Jindřichův Hradec s.r.o., Jarošovská 1267/II, 377 01 Jindřichův Hradec, Tel.: 384372011, Email.:[email protected], www.somejh.cz
Úprava dřevní hmoty lisováním, používaná zařízení
Nejčastěji u nás používaná zařízení na výrobu dřevních briket jsou mechanické nebo hydraulické lisy. V České
republice se zabývají výrobou lisů pro briketování tito výrobci:
Briklis, spol.s.r.o., 391 75 Malšice 335 , Tel.: 381278050, E-mail: [email protected], www.briklis.cz
Dovoz hydraulických lisů do 100 kg/h nabízí:
AGRO-PROFI s.r.o., Brdlíkova 1A/284 , 150 00 Praha 5, Tel. 00420 2 71743315 , 00420 2 71743320, vvv.agroprofi.cz
Tab. 1: Výrobce Briklis, spol. s r.o. Slapy u Tábora
Základní technické údaje lisů BRIKLIS
údaje výrobce
jednotka
HLS 15
HLS-25
HLS-50
vyrobených briket
kg.h-1
15
25
50
obsah násypky
dm3
250
250
1000
příkon stroje
kW
2,2
3,3
4,3
průměr brikety
mm
30
65
65
hmotnost lisu
kg
360
460
660
šířka lisu
mm
900
1070
1150
délka lisu
mm
1000
1370
1370
výška lisu
mm
1085
1260
1300
cena lisu cca
tis. Kč
170
240
HLS-100
100
1000
9,4
50
1050
1810
1510
1300
430
Tab. 2: Výrobce RUF GmbH & Co.KG, SRN
Základní technické údaje lisů RUF
údaje výrobce
jednotka
RB-110
RB-220
RB-440
vyrobených briket
kg.h-1
110
220
440
obsah násypky
dm3
432
432
650
příkon stroje
kW
7,5
11
30
průměr brikety
mm
150 x 60 x 110
hmotnost lisu
kg
1900
2000
23000
šířka lisu
mm
1500
1500
2000
délka lisu
mm
1680
1680
1680
výška lisu
mm
1600
1600
1600
43
HLS-200
200
1500
14
50
1450
2000
2020
1300
690
RB-660
660
820
30
3850
2180
27000
1800
Tab. 3: Výrobce Valmac, SPA, Costa, Itálie
Základní technické údaje lisů BRICMATIC
údaje výrobce
jednotka
1/50-130 1/55-150 1/65-150 1/75-150
vyrobených briket
kg.h-1
180
380
600
800
příkon stroje
kW
15
30
37
55
průměr brikety
mm
52
56
67
77
hmotnost lisu
kg
2050
2700
4000
4800
šířka lisu
mm
900
900
950
900
délka lisu
mm
2000
2650
3500
3500
výška lisu
mm
2050
1950
2100
2100
1/85-200
1200
55
87
6000
1100
4200
2200
1/95-200
1500
75
98
6300
1200
4900
2200
Výrobci a dodavatelé zařízení pro výrobu biopeletek a výrobci peletek
BIOMAC Ing. Černý s.r.o., Šumperská 941, 783 91 UNIČOV, Tel./Fax: 585 053 534, E-mail: [email protected],
www.biopaliva.cz
STOZA, s.r.o. Lány u Dašic 63, 530 02 Pardubice, Tel.: 466 951 404, www.stoza.cz
ENVITERM a.s., Chotěbořská 573, 582 63 Ždírec nad Doubravou, www.enviterm.cz
OSTAX-spol s.r.o, Jarcová 71, 75701 Valašské Meziříčí, Tel.: 571631072, www.ostax.cz, E-mail: [email protected]
Pelletia-TEC s.r.o. 503 03 Výrava 150, Tel.: 495221181, www.pelletia.cz , [email protected]
PILA.EKOPAL s. r. o., 543 76 Chotěvice u Trutnova 350, www.pilaekopal.com, E-mail: [email protected]
PASTOREK, 37821 Kardašova Řečice. www.pelety.cz, E-mail: [email protected]
Výroba kotlů a kamen na spalování dřeva a peletek
Pro vytápění malých prostor v oblastech, kde je dostatek palivového dřeva se vždy dřevo používalo jako tradiční
palivo. Bylo obvykle spalováno v obyčejných uhelných, násypných kamnech, nebo kuchyňských sporácích, takže velká
část horkých spalin unikala bez užitku do komína, protože se nedala lépe využít. Tato situace se v poslední době mění
k lepšímu, protože na trhu se objevují kamna, konstruovaná na spalování kusového dřeva s výrazně lepší účinností.
Jedná se o kamna do obytných místností, kde kamna plní též estetickou úlohu při bydlení. Tomuto účelu
vyhovují tzv. krbová kamna, která mohou být dle svého provedení ocelová nebo kachlová. Tato kamna jsou řešena
převážně jako teplovzdušná, neboť ohřívají okolní vzduch nasáváním do otvorů mezi vnitřním a vnějším pláštěm
topidla. Ohřátý vzduch vystupuje otvory v horní části kamen do místnosti. Podíl sálavé složky tepla od kamen činí cca
25 – 30 % a projevuje se hlavně při chladnutí, nebo ukončení vytápění. Nově se vyrábí kamna na spalování peletek.
V současné době se v České republice zabývají výrobou kamen a malých teplovodních kotlů pro spalování dřeva
následující výrobci:
AGROMECHANIKA, v.o.s., Netolická ul., 384 02 Lhenice, Tel.: 388 321 280, E-mail: [email protected],
www.agromechanika.cz
ATMOS, Jaroslav CANKAŘ a syn, Velenského 487, 294 21 Bělá pod Bezdězem, Tel.: 326 701 404, E-mail:
[email protected], www.atmos.cz
BENEKOVterm s.r.o., Masarykova 42, 793 12 Horní Benešov, Tel.: 554 748 008, E-mail: [email protected],
www.benekov.cz
DAKON .s.r.o., Ve Vrbině 588/3,794 01 Krnov-Pod Cvilínem, Tel.: 554 694 111, E-mail: [email protected],
www.dakon.cz
Dáša Křenovská – ACEJKO, Nezvalova 2, 792 01 Bruntál, Tel.: 554 712 407, E-mail: [email protected]
Ekoefekt s.r.o., areál Hlubina čp. 4, 436 01 Litvínov, Tel.: 476 732 214, 476 209 129, E-mail: [email protected],
www.kotle.cz
FIEDLER – Zdeněk Fiedler, Nerudova 472, 384 22 Vlachovo Březí, Tel. 388 320 006., E-mail: [email protected],
www.kotle-fiedler.cz
Haas + Rukov, spol.s.r.o., ulice SNP 13, 408 18 Rumburk,tel.: 412332351 e-mail [email protected], www.haasrukov.com
Jan ŠAMATA, 384 27 Vitějovice čp. 87, okr. Prachatice, TEL.: 388 328 710
Kovodružstvo v.d., Rokycanská 58, 312 60 Plzeň, tel.: 377260 0341, www.kovotherm.cz
KOVO NOVÁK, 671 01 Citonice Znojmo, Tel: 515 236 315, www.kovonovak.cz
Kovotherm, spol.s.r.o., Kodicillova 3, 264 01 Sedlčany, tel.: 318822242
LING Krnov s.r.o., nám. Osvobození 2057/8, 79401, Krnov, tel.: 554 617 070, E-mail: [email protected],
www.ling.cz
44
PolyComp, a.s., Na Hrázce 22, 290 01 Poděbrady VIII, tel.:325 604 111, E-mail: [email protected]
PONAST, spol. s r.o., Na Potůčkách 163, 757 01 Valašské Meziříčí, tel.: 571 688 111, E-mail: [email protected],
www.ponast.cz
Romotop, 742 01 Suchdol nad Odrou, Tel.: 556 770999, E-mail: [email protected], www.romotop.cz
STS Jindřichův Hradec, Jarošovská 58, 377 82 Jindřichův Hradec, Tel.: 384 321 273, E-mail: [email protected]
THERMONA, spol. s r.o., Stará Osada 258, 664 84 Zastávka u Brna, tel. 544 500 505, E-mail: [email protected],
www.thermona.cz
VERNER, a.s., Sokolská 321, 549 01 Červený Kostelec, Tel.: 491 465 024, E-mail: [email protected], www.verner.cz
ŽDB GROUP a.s., závod topenářské techniky VIADRUS, Bezručova 300, 735 93 Bohumín, Tel.: 800 133 133, E-mail:
[email protected], www.viadrus.cz
Kromě uvedených výrobců kotlů, kteří vyrábí malé kotle vlastní konstrukce jsou v České republice také výrobci
větších kotlů (nad 100 kW), kteří vyrábí kotle zahraniční konstrukce, nebo je zde kompletují a také renomovaní výrobci
spalovacích zařízení. Uvádíme některé z nich:
AGRA METAL, spol.s.r.o., 360 01 Jenišov u Karlových Varů, tel.: 353 563 017
ATTACK, s.r.o., Dielenská Kružná 5, 038 61 Vrutky, Slovensko, tel.: 0434 003 101, www.attack-sro.sk
BIOPAL Technologie s r.o., Zátiší 3249, 738 01 Frýdek-Místek, Tel.: 558 646 331, E-mail: [email protected],
www.biopal.cz
ECON KRBY, Jiří Červenka, Novinky 729, 696 21 Prušánky, tel.: 518 374 089, E-mail: [email protected]
ELBH, spol.s.r.o., Havlíčkova 35, 375 01 Týn nad Vltavou, tel.: 385 721 245, E-mail: [email protected] , www.elbh.cz
HAMONT - Contracting and Trading spol. s r.o., Sedliště 227, 739 36 Sedliště (Frýdek Místek), tel.: 558 658 119, Email: [email protected], www.hamont.cz
TRACTANT FABRI, Královská cesta 292, 280 00 Kolín 4, tel.: 321720538, e-mail: [email protected],
www.kolin.cz/tractant
Step TRUTNOV a.s., Horská 289, 541 02 Trutnov, tel.: 499 811 892, E-mail: [email protected],
www.steptrutnov.cz
TTS eko s.r.o., Průmyslová 163, 674 01 Třebíč, tel.: 568 837 611, E-mail: [email protected], www.tts.cz
VYNCKE Praha, s.r.o., Pod Krocínkou 7, 190 00 Praha 9, tel.: 697 85 38, E-mail: [email protected]
Tab. 4: Výrobce Agromechanika, Lhenice
údaje výrobce
jednotka
DC-18
tepelný výkon
jmen. výkon elektř.
obsah násypky
hmotnost kotle
šířka kotle
hloubka kotle
výška kotle
cena kotle
kW
kW
dm3
kg
mm
mm
mm
tis. Kč
18
9-15
100
285
550
1200
1160
DC-23
DC-29
23
9-15
125
315
550
1200
1250
nejsou nové ceny
29
9-15
140
365
590
1200
1250
Tab. 5 : Výrobce BENEKOVterm, Horní Benešov
údaje výrobce
jednotka
Ling-25
tepelný výkon
kW
10-24
obsah zásobníku
dm3
280
max. délka dřeva
cm
spotřeba paliva
kg/h
1-6,2
příkon kotle
W
230
max. účinnost
%
83
hmotnost kotle
kg
340
šířka kotle
mm
1410
hloubka kotle
mm
834
výška kotle
mm
1418
cena kotle
Kč
46000
45
AM18E /
AE 23E
18 / 23
9-15
110
435
590
1210
1090
35/36
Ling50
10-42
280
2-8,4
260
84
450
1575
834
1565
57700
AM29E
AM 43E
29
9-15
130
445
590
1210
1180
40
43
9-15
160
495
680
1230
1270
46
PyroLing 25D
10-25
100
38
47
82
240
685
745
1092
25000
Tab. 6: Výrobce ATMOS, Jaroslav CANKAŘ a syn, Bělá p. Bezdězem
údaje výrobce
jednotka
DC-18S
DC-22S
DC-25S
tepelný výkon
kW
20
22
25
obsah násypky
dm3
66
100
100
max. délka paliva
mm
330
530
530
příkon kotle
W
max. účinnost
%
81-87
81-87
81-87
hmotnost kotle
kg
293
303
306
šířka kotle
mm
590
590
590
hloubka kotle
mm
770
970
970
výška kotle
mm
1180
1180
1180
cena kotle
tis. Kč
23
28
30
DC-32S
35
140
530
DC-40SX
40
140
530
DC-50S
48
180
730
81-87
345
670
970
1260
35
81-87
353
670
970
1260
37
81-87
407
670
1170
1260
45
Tab. 7: Výrobce ATMOS, Jaroslav CANKAŘ a syn, Bělá p. Bezdězem
údaje výrobce
jednotka DC-20GS DC-25GS DC-32GS DC-40GS
tepelný výkon
kW
20
25
32
40
obsah násypky
dm3
87
130
130
170
max. délka dřeva
mm
330
530
530
530
příkon kotle
W
max. účinnost
%
81-87
81-87
81-87
81-87
hmotnost kotle
kg
350
408
415
453
šířka kotle
mm
670
670
670
670
hloubka kotle
mm
770
970
970
970
výška kotle
mm
1260
1260
1260
1410
cena kotle
tis. Kč
42
48
50
55
Tab. 8: Výrobce DAKON
údaje výrobce
jednotka
tepelný výkon
obsah násypky
max. délka dřeva
spotřeba dřeva
příkon kotle
max. účinnost
hmotnost kotle
šířka kotle
hloubka kotle
výška kotle
cena kotle
kW
dm3
cm
kg/h
W
%
kg
mm
mm
mm
Kč
GASOGE
N 24
13-24
95
50
7
50
86
350
560
1175
1200
27050
Tab. 9: Výrobce STS Jindřichův Hradec
údaje výrobce
jednotka
tepelný výkon
kW
obsah násypky
dm3
max. délka paliva
cm
příkon kotle
W
max. účinnost
%
hmotnost kotle
kg
šířka kotle
mm
hloubka kotle
mm
výška kotle
mm
KP 18
PYRO
7,5-21
66
43
5,7
55
85
310
625
995
1185
25000
P-20
8-20
85
35
21
72
240
600
820
1080
46
KP 24
PYRO
8,5-25
86
54
7
55
85
315
626
1035
1185
26200
P-28
11-28
120
50
30
78
260
600
970
1080
DC-50SE
50
252
700
81-87
545
770
1170
1360
60
KP 32
PYRO
11,5-30
114
480
8,5
55
85
340
686
985
1250
28800
KP 38
PYRO
15,4-36
138
580
10
55
85
410
686
1085
1250
30500
P-40
16-40
170
50
41
80
380
760
1050
1350
P-55
22-55
200
50
41
84
420
760
1160
1460
Tab. 10: Výrobce Verner, a.s.. Červený Kostelec
údaje výrobce
jednotka
V-25C
tepelný výkon
kW
25
obsah násypky
dm3
130
max. délka dřeva
cm
50
příkon kotle
W
50
max. účinnost
%
82
hmotnost kotle
kg
400
šířka kotle
mm
650
hloubka kotle
mm
1035
výška kotle
mm
1175
cena kotle
Kč
35900
Tab. 11: Výrobce Verner, spol. s r.o., Červený Kostelec
údaje výrobce
jednotka
G-90
G-225
tepelný výkon
kW
90
225
max. vel. štěkpy
cm
3x3x8
3x3x8
spotř. paliva (30 %) vl.
hod
23
56
max. účinnost
%
80-85
80-85
hmotnost výměníku
kg
1,45
3,2
šířka výměníku
mm
1000
1380
hloubka výměníku
mm
1670
2250
výška výměníku
mm
1430
1870
cena kopl. zařízení
tis. Kč
400
550
Tab. 12 : Výrobce Fiedler, Prachatice
údaje výrobce
jednotka SZDO-50
tepelný výkon
max. vel. štěpky
spotř. paliva (30 %) vl.
příkon kotle
max. účinnost
hmotnost kotle
šířka kotle
hloubka kotle
výška kotle
kW
cm
kg/h
kW
%
kg
mm
mm
mm
50
2x2x2
18
0,9
85
1100
2500
1400
1580
SZDO100
100
2x2x2
35
0,9
85
2400
2900
1800
2990
V-45
45
183
50
70
85
630
690
1020
1600
55000
GV-350
350
3x3x8
88
80-85
3,2
1336
2260
1352
1200
SZDO200
200
2x2x2
70
1,9
85
4500
2900
3000
2650
P-45
45
183
50
70
82
520
580
915
1475
45000
GV-600
600
3x3x8
150
80-85
4,1
1420
2500
1445
1400
SZDO300
300
2x2x2
105
1,9
85
5500
2900
3100
2700
Tab. 13: Výrobce Jan Šamata, Vitějovice okr. Prachatice
údaje výrobce
jednotka
G-50
G-130
G-190
tepelný výkon
kW
50
130
190
obsah zásobníku
m3
dle potřeby
max. vel. štěpky
cm
5
5
5
příkon kotle
W
250
350
600
max. účinnost
%
86
86
86
šířka kotle
mm
1650
2900
3060
hloubka kotle
mm
2160
2730
3150
výška kotle
mm
1810
2300
2350
47
G-75
75
300
55
90
82
840
1170
1030
1640
89200
GV-900
900
3x3x8
230
80-85
6,85
1700
3000
1770
1730
GV-1800
1800
3x3x8
450
80-85
11,3
2025
3600
2100
2600
SZDO-400
SZDO500
500
2x2x2
175
5,7
85
7500
3100
3300
3000
400
2x2x2
140
4
85
6500
3000
3100
2900
G-300
300
5
600
86
3060
3100
2600
Tab. 14: Výrobce ELBH, spol. s r.o., Týn n. Vltavou
údaje výrobce
jednotka
TSP- 7
TSP-15
tepelný výkon
kW
85
175
max. délka dřeva
cm
2,5 x 2,5
2,5 x 2,5
max. účinnost
%
85 – 88
85 – 88
výhřevná plocha
m2
10
20
hmotnost kotle
t
3,6
5
šířka kotle
mm
1000
1200
hloubka kotle
mm
1500
2180
výška kotle
mm
1000
1200
Tab. 15: Ponast spol. s r.o.Valašské Meziříčí
KP 10
KP 20
jmenovitý výkon
15 kW
25 kW
4,5 - 15
7,5 - 25
výkonový rozsah
kW
kW
1,25-3,70
1,81-6,25
spotřeba paliva
kg/hod-1
kg/hod-1
účinnost
>86 %
>86 %
teplota spalin (°C)
145 - 188
150 - 205
hmotnost
210 kg
270 kg
průměr kouřovodu
130 mm
150 mm
výhřevná plocha
1,83 m2
2,75 m2
360 x
498 x
rozměry (š x h x v)
1065 x
1065 x
1420 mm
1420 mm
el. příkon
Palivo
dřevní pelety
výhřevnost
obsah vody
obsah popela
TSP-30
300
2,5 x 2,5
85 – 88
31
7,1
1200
3020
1200
TSP-50
550
2,5 x 2,5
85 – 88
49
9,8
1300
3600
1300
KP 50
KP 51
49 kW
45 kW
14.5 - 49
13,5 - 45
kW
kW
3,7-12,9
3,0-11,0
kg/hod-1
kg/hod-1
až 90 %
> 90 %
90 - 155
139-183
490 kg
495 kg
160 mm
160 mm
3,75 m2
3,75 m2
750 x
750 x
1285 x
1285 x
1630 mm
1630 mm
180 W
TSP-70
814
2,5 x 2,5
85 – 88
65
12,2
1500
3580
1500
TSP–100
1163
2,5 x 2,5
85 – 88
99
16,3
1800
3580
1800
KP 11
17 kW
5,0 - 17,0
kW
3,7-12,9
kg/hod-1
92,2 %
110-160
255 kg
130 mm
KP 21
29 kW
8,0 - 29,0
kW
3,7-12,9
kg/hod-1
92,2 %
108-159
335 kg
150 mm
477 x 980
x 1435
mm
614 x 980
x 1435
mm
Ø 6,0 - 8,5 mm
~ 17,0 MJ/kg
do 10 %
do 1 %
Výrobci spalovacích zařízení na slámu v České republice
V současné době se v České republice zabývají výrobou kotlů pro spalování slámy následující výrobci:
TRACTANT FABRI, Královská cesta 292, 280 00 Kolín 4, tel.: 0321/20538
VERNER, a.s. Sokolská 321, 549 01 Červený Kostelec, tel.: 0441/631745
Zahraniční výrobci zařízení na spalování slámy
Nejznámější výrobci kotlů a příslušenství pro spalování slámy, které jsou nejvíce používány v Evropě pochází
z Dánska. V České republice jsou nejčastěji v provozu kotle následujících výrobců:
PASSAT ENERGI A/S. ORUM SDRL. 8830 TJELJE – DÁNSKO.
CLAUHAN 16, VIBEHOLMSVEJ DK – 2600 GLOSTRUP, DÁNSKO.
Dánsko je zemí, kde se nejvíce využívá sláma pro výrobu tepla (co do objemu vypěstované slámy v zemi). Tomu
odpovídá i velmi dobrá úroveň firem, které se výrobou těchto zařízení zabývají.
Jednou z nich je výše uvedená firma Passat, která vyrábí zejména kotle menších topných výkonů v oblasti kolem
400 kW (vyrábí však i kotle větší, do výkonu
3 MW). V následující tabulce uvádíme parametry kotle na pevná paliva PASSAT.
Tab. 16: Parametry kotle PASSAT
Typ
Tepelný výkon (kW)
Velikost spalovací komory (dm3)
Výhřevná plocha (m2)
Objem vody (m3)
Hmotnost (kg)
HO-180
200
850
18
1,02
1 480
48
HO-250
290
850
25
1,10
1 750
HO-300
350
850
30
1,10
1 800
Příloha 2
Technicko-ekonomické údaje vybraných souprav pro technické zajištění operací pěstování a sklizně
energetických stébelnin
Poř.
č.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Název a specifikace pracovní operace
Měrná Roční výkonnost
Potřeba
[m.j./rok]
jednotka
Práce
PH
PM
Proj.
Min. [h/m.j.] [l/ m.j.] [Kg/m.j.]
Podmítka (talířovým podmítačem)
750
500
0,31
5,7
0
ha
Orba střední (jednostranným pluhem)
250
200
1,25
18,0
0
ha
Předseťová příprava talířovými branami
900
700
0,22
5,3
0
ha
Kypření půdy (radl. kypřič - mělké kypření )
1200
900
0,22
6,3
0
ha
Smykování a vláčení
700
550
0,22
5
0
ha
Zpracování kývavými a vířivými branami
900
700
0,42
10
0
ha
Válení po setí
750
600
0,20
3,4
0
ha
Setí univerzálními secími stroji
600
500
0,40
3,5
0
ha
Setí bezorebnými secími stroji
300
250
0,63
10,0
0
ha
Setí secí kombinací do nezpracované půdy
750
600
0,40
12,0
0
ha
Hnojení TPH - 0,21-0,3 t/ha (vč. dopr. a nakl. )
1000
800
0,40
1,9
0
ha
Přihnoj. kapal. hnojivy - do 300 l/ha (vč. dopravy)
2000
1700
0,25
2,0
0
ha
Aplikace kejdy - 30 t/ha (vč. dopravy a plnění) (tis. t)
7
6
0,05
0,4
0
t
Rozmetání hnoje - 40 t/ha (vč. dopravy nakládání)
(tis. t)
5
4
0,05
0,7
0
t
Vápnění - dávka do 2,0 t/ha (vč. dopravy a nakl.)
1000
800
0,50
5,0
0
ha
Postřik plošný - dávka do 300 l/ha (vč. dopravy vody)
1600
1400
0,25
2,0
0
ha
Sečení pícnin
750
600
0,42
6,0
0
ha
Sečení a mačkání pícnin
600
500
0,50
7,5
0
ha
Sklizeň pícnin sklízecí řezačkou
400
320
0,83
16,0
0
ha
Sklizeň pícnin sklízecí řezačkou
900
750
0,63
16,0
0
ha
Sběr sena sběracími návěsy (vč. dopravy)
1900
1700
0,14
1,3
0
t
Obracení píce
300
250
0,36
2,7
0
ha
Shrnování píce
300
250
0,36
3,5
0
ha
Shrnování píce -louky
49
Technické zajištění varianty
Var. nákl. [Kč/měr.j.]
Celk.
Sounákl.
Celkem
Práce
PM
prava var. nákl. [Kč/m.j.]
TK 150 kW
Talíř. podmítač 5,4 m
31
0
320
351
565
TK 90 kW
Pluh nesený 4 radl.
125
0
808
933
1185
TK 150 kW
Talířové brány 6 m
22
0
246
268
435
TK 150 kW
Radličkový kypřič 6 m
22
0
301
323
445
TK 150 kW
Smyky + brány 9 m
22
0
215
237
345
TK 120 kW
Aktivní brány 5 m
42
0
435
477
650
TK 80 kW
Válce hladké 10 m
20
0
132
152
210
TK 65 kW
Secí stroj 6 m
40
0
193
233
375
TK 80 kW
Secí stroj 4 m
63
0
550
613
910
TK 165 kW
Secí kombinace 6 m
40
0
580
620
995
TK 80 kW
Rozmet. návěsné do 3 t
40
0
95
135
230
TK 50 kW
Postřikovač návěsný
25
0
98
123
240
TK 120 kW
Rozm. kejdy hadicové 10 t
5
0
33
38
65
TK 110 kW
Rozmetadlo hnoje 10 t
5
0
35
40
75
TK 120 kW
Rozmet. návěsné 8 t
50
0
225
275
465
TK 50 kW
Postřikovač návěsný
25
0
98
123
240
TK 75 kW
Žací stroj rotační 3,9 m
42
0
292
334
500
TK 100 kW
Žací stroj s kondic. 3,9 m
50
0
358
408
680
TK 150 kW
Sklíz. řez. přívěsná 3,1 m
83
0
1198
1281
1960
Sklízecí řezačka samojízdná do 200 kW
63
0
944
1007
1645
TK 60 kW
Sběrací návěs do 40 m3
14
0
96
110
170
TK 40 kW
Obraceč 4,5 m
36
0
185
221
350
TK 45 kW
Shrnovač 4,5 m
36
0
217
253
385
TK 80 kW
Shrnovač 9 m
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
500
400
0,20
3,3
ha
Lisování sena, slámy (klasické hranolové balíky)
400
320
1,00
6,5
ha
Lisování sena, slámy (velké hranolové balíky)
1000
750
0,33
5
ha
Lisování sena, slámy (válcové balíky)
650
500
0,56
4,2
ha
Ukládání balíků sena a slámy
1200
1000
0,29
4,5
ha
Sběr slámy sklízecími řezačkami
500
400
0,77
11,0
ha
Sběr slámy sklízecími řezačkami
1000
800
0,50
10,0
ha
Sběr slámy sběracími návěsy
2400
2000
0,13
0,9
t
Stohování volné slámy
1500
1200
0,15
3,8
ha
Sklizeň obilovin
750
650
0,63
12,0
ha
Sklizeň řepky
700
600
0,67
15,0
ha
Doprava trakt. přívěs 8-9 t - maloobj. hmoty
800
0,05
0,3
t
Doprava trakt. přívěs 8-9 t - středněobj. hmoty
800
0,07
0,3
t
Doprava trakt. přívěs 8-9 t - velkoobj. hmoty
800
0,14
0,6
t
Nakládání jeřábovým nakladačem ( tis. t )
25
0,03
0,2
t
Nakládání čelním kolovým nakladačem ( tis. t )
100
0,02
0,2
t
Nakládání čelním kolovým nakladačem ( tis. t )
350
0,004
0,1
t
50
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
20
0
TK 60 kW
100
TK 135 kW
33
TK 85 kW
1,008
207
227
400
Lis na malé balíky
427
527
820
Lis na obří balíky
355
388
960
Svinovací lis 1,6m
271
272,008
580
Manipulátor
29
0
221
250
350
TK 150 kW
Sklíz. řez. přívěsná 3,1 m
77
0
840
917
1550
Sklízecí řezačka samojízdná do 200 kW
50
0
590
640
1220
TK 60 kW
Sběrací návěs do 40 m3
13
0
65
78
115
Manipulátor
15
0
175
190
305
Sklízecí mlátička 150 - 200 kW
63
0
588
651
1665
Sklízecí mlátička 150 - 200 kW
67
0
735
802
1815
TK 65 kW
Přívěs 8 - 9 t
5
0
10
15
25
TK 65 kW
Přívěs 8 - 9 t
7
0
13
20
35
TK 65 kW
Přívěs 8 - 9 t
14
0
23
37
65
TK 75 kW
Jeřábový nakladač
3
0
10
14
25
Samojízdný čelní nakladač 50kW
1,66667
0
7
9
15
Manipulátor
0,4
0
5
5
10
Náklady technologických operací: Plodina - Trvalé travní porosty
Varianta: bez hnojení
Operace
Materiálové vstupy/Produkce
Technické zajištění operace
Náklady
Název
Vláčení porostu
Pokos pícnin na loukách
Obracení a shrnování luk
Sběr sena (slámy) svinováním
Odvoz balík.sena (slámy)
Plodina celkem
Opak.
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
Název
MJ Množství
Seno
t
2,00
Seno
t
1,00
Kč/ha
Pracnost Spotřeba Náklady
Energ.prostředek
Traktor 50-59 kW
Traktor 50-59 kW
Traktor 40-49 kW
Traktor 60-69 kW
Traktor 40-49 kW
Traktor 50-59 kW
Traktor 40-49 kW
Traktor 60-69 kW
Traktor 40-49 kW
0
51
Mechaniz.prostředek
Brána hřebové- záběr 6 m
Rotační žací str. nad 2m
Obraceče, shrnovače
Svinovací lisy
Ostatní tr.návěsy
Svinovací lisy
Variabilní
náklady
h/ha
0,29
0,63
0,72
0,83
0,10
0,63
0,72
0,83
0,05
l/ha
2,0
5,5
5,4
4,5
0,8
5,5
5,4
4,5
0,4
Kč/ha
165
490
610
600
80
490
610
600
40
Kč/ha
4,80
34,0
3685
3685
165
490
610
600
80
490
610
600
40
Varianta: hnojení kejdou
Operace
Náklady
Název
Opak.
Název
MJ Množství
Kč/ha
Energ.prostředek
Vláčení porostu
1,00
Traktor 50-59 kW
1,00
2,00
1,00
1,00
Traktor 50-59 kW
Traktor 40-49 kW
Traktor 60-69 kW
Traktor 40-49 kW
Hnojení luk kejdou
1,00
1,00
2,00
1,00
1,00
Plodina celkem
Seno
t
2,40
Kejda
t
20,00
Seno
t
176
Traktor 70-79 kW
Traktor 50-59 kW
Traktor 40-49 kW
Traktor 60-69 kW
Traktor 40-49 kW
1,20
176
52
Brána hřebové- záběr
6-9 m
Rotační žací str. nad
2m
Svinovací lisy
Kejdovače přípojné,
povr.za.
Rotační žací str. nad
2m
Svinovací lisy
Variabilní
náklady
Pracnost
Spotřeba
Náklady
h/ha
l/ha
Kč/ha
Kč/ha
0,29
2,0
165
165
0,63
0,72
0,83
0,12
5,5
5,4
4,5
1,0
490
610
600
100
490
610
600
100
1,60
8,0
1000
1176
0,63
0,72
0,83
0,07
5,5
5,4
4,5
0,6
490
610
600
60
490
610
600
60
6,44
42,4
4725
4901
Varianta: hnojení kejdou + tuhá minerální hnojiva
Operace
Náklady
Název
Rozmetání vápenatých
hnojiv
Vláčení porostu
Dovoz hnojiva
Přihnojování
průmyslov.hnojivy
Sběr sena (slámy)
svinováním
Hnojení luk kejdou
Sběr sena (slámy)
svinováním
Plodina celkem
Opak.
0,13
Název
Vápenec jemně
mletý
MJ Množství
t
2,00
Kč/ha
70
1,00
1,00
Pracnost Spotřeba Náklady
Energ.prostředek
Podvozky nákl.
aut.3-5 t.
Traktor 50-59 kW
Nákl. auta skl. 5-8 t.
1,00
1,00
2,00
LAV 27.5% N
t
0,20
1,00
1,00
Seno
t
2,80
1,00
1,00
2,00
Kejda
t
20,00
1,00
1,00
Seno
t
1,40
1100
176
Rozm. prům. hnojiv
nesená
Brána hřebové- záběr 6-9
m
Variabilní
náklady
h/ha
l/ha
Kč/ha
Kč/ha
0,03
0,6
57
127
0,29
0,08
2,0
1,0
165
70
165
70
Traktor 50-59 kW
Traktor 50-59 kW
Traktor 40-49 kW
Rozm.prům hnoj.př+n
0,33
0,63
0,72
1,6
5,5
5,4
215
490
610
1315
490
610
Traktor 60-69 kW
Traktor 40-49 kW
0,83
0,15
4,5
1,2
600
120
600
120
Traktor 70-79 kW
Traktor 50-59 kW
Traktor 40-49 kW
Svinovací lisy
Kejdovače přípojné,
povr.za.
Rotažní žací str. nad 2m
1,60
0,63
0,72
8,0
5,5
5,4
1000
490
610
1176
490
610
Traktor 60-69 kW
Traktor 40-49 kW
Svinovací lisy
Ostatní trakt.návěsy
0,83
0,10
4,5
0,8
600
80
600
80
6,94
42,4
5107
6453
1346
53
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Chrastice rákosovitá
Varianta: BVO - sklizeň lisováním
Název operace
Materiálové vstupy
Opakovat
Název
Hnoj.TMH do 0.2t/ha vč.d.
0.1x Superfosf. 19 a K sůl 60
Střední orba
Množství Cena Náklady
MJ/ha Kč/MJ Kč/ha
0.2 t
4875
97.5
0.1x
0
0
0
Kombinátorování
0.1x
0
0
0
Setí chrastice
0.1x Osivo chrastice
23 kg
150
345
Válení po setí
0.1x
0
0
0
Ploš.postř.do300l/ha vč.d
0.1x Dicopur M 750
2l
211
42.2
Sečení chrastice
1x Stonky chrastice
9t
0
0
Sběr a lisování chrastice
1x
0
0
0
Doprava t+p 8-9t střed.m.
8x
0
0
0
2t
5500
3630
4114.7
Plodina celkem
0.33x LAV 27.5% N
54
Variabilní
náklady
Prac- SpoCena Náklady celkem
Souprava
nost třeba
Kč
Kč/ha
Kč/ha
h/ha l/ha
Rozmetadla prům.hn. samoj
Kolové traktory 120-199 k
Pluhy sedmiradličné jedno
Kolové traktory nad 200 k
Kombinátory - záběr nad 6
Kolové traktory 4x4 50-59
Univerzální secí stroje 3
Válce hladké - záběr nad
Postřik.+ poprašov. samoj
Prstové žací stroje - pří
Vysokotlaké lisy - obří b
Traktor.přívěsy sklápěcí
0.07
1.4
230
0.71 17.5 1185
23
120.5
118.5
118.5
0.22
8.2
660
66
66
0.45
3.1
240
24
369
0.2
3.4
210
21
21
0.14
1.8
215
21.5
63.7
1.43
8.9
721
721
721
0.63
5
925
925
925
0.07
0.3
35
280
280
69.3
2269.3
3699.3
6384
0.07 1.4 210
2.82 20.26
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Ozdobnice čínská
Varianta: Řepařská výrobní oblast
Název operace
Opakovat
Název
Střední orba s urovnáním
0.1x
Hnoj.TMH 0.31-0.6t/ha vč.
Kombinátorování
MJ/ha Kč/MJ Kč/ha
0
0
0.5 t
4875
0.1x
0
0
0.1x Roundup klasik
3l
263
Kypření radlič.kypřiči-mě
0.1x
0
0
Dovoz sazenic
0.1x
0
0
Sázení sazenic ozdobnice
0.1x Sazenice ozdobnice
20 tisks
5000
0.1x Agritox 50 SL
2l
140
15 t
0
Sečení ozdobnice
1x Stonky ozdobnice
Lisování stonků
1x
0
0
14x
0
0
Plodina celkem
1x LAV 27.5% N
0.5 t
5400
Variabilní
náklady
Souprava
nost třeba
Kč
Kč/ha
Kč/ha
h/ha l/ha
Válce rýhované+článkové d
487.5 Rozmetadla prům.hn. samoj
0
78.9 Postřik.+ poprašov. samoj
0
Kypřiče radličkové nad 3
0
10000
Sazeče předpěstované sadb
28
Postřik.+ poprašov. samoj
0
0
0
2700 Rozmetadla prům.hn. samoj
13294.4
0
55
0.71
21
1350
135
135
0.14
2.3
310
62
549.5
0.22
8.2
660
66
66
0.14
1.8
215
21.5
100.4
0.15
6.2
410
41
41
0.02
0.1
4
0.4
0.4
4
16
5168
516.8
10516.8
0.14
1.8
215
21.5
49.5
0.91
6.2
570
570
570
0.63
5
925
925
925
0.07
0.3
35
490
490
0.11 1.8
3.19 23.2
255
255
3104.2
2955
16398.6
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Konopí seté
Varianta: Řepařská výrobní oblast
Název operace
Opakovat
Vápnění do 2t/ha vč.dopr.
Rozmetání hnoje vč.dopr.a
Název
0.1x Vápenec jemně mletý 4-V
1x Superfosf. 19 a K sůl 60
0.15x Chlévský hnůj
MJ/ha Kč/MJ Kč/ha
2t
0.35 t
30 t
350
4875
150
Hluboká orba s urovnáním
1x
0
0
Smykování a vláčení
1x
0
0
1x Síran amonný 21% N
0.3 t
2450
Kombinátorování
1x
0
0
Setí univerzálními secími
1x Osivo konopí
60 kg
87
Sečení konopí
1x
0
0
Lisování konopí
1x Stonky konopí
11 t
0
10.5x
0
0
1x
0
0
Doprava t+p 8-9t nižší m.
Podmítka talířová
Plodina celkem
Variabilní
náklady
Souprava
nost třeba
Kč Kč/ha
Kč/ha
h/ha l/ha
70
675 Rozmetadla hnoje samojízd
0
0
Smyky - záběr nad 9 m
Brány hřebové - záběr nad
0
5220
Univerzální secí stroje n
0
Ostatní žací stroje
0
Svinovací lisy
0
0
Brány talířové a rotační
8406.25
56
0.21
0.14
0.83
4.7
2.3
20
465
310
2600
46.5
310
390
116.5
2016.25
1065
0.83
26
1580
1580
1580
0.22
5
330
330
330
0.11
1.8
255
255
990
0.22
8.2
660
660
660
0.29
3.5
375
375
5595
0.71
7
690
690
690
0.56
4.2
590
590
590
0.14
0.6
65
682.5
682.5
0.25
5.6
480
480
480
6389
14795.25
4.94 73.4
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Triticale energ
Varianta: BVO - sběr slámy lisy
Název operace
Opakovat
Rozmetání hnoje vč.dopr.a
Název
0.15x Chlévský hnůj
1x Superfosf. 19 a K sůl 60
MJ/ha Kč/MJ Kč/ha
30 t
0.35 t
150
4875
Střední orba
1x
0
0
Kombinátorování
1x
0
0
Dovoz osiva
1x
0
0
1x Osivo triticale ozimé
0.2 t
7400
Sklizeň obilnin (kromě ži
1x LAV 27.5% N
1x Agritox 50 SL
1x Triticale energetické
0.25 t
1.75 l
4t
5500
280
0
Doprava t+p 8-9t vyšší m.
6x
0
0
Lisování sena(vel.hranol.
1x Sláma triticale
6t
0
4x
0
0
1x
0
0
Plodina celkem
Variabilní
náklady
Souprava
nost třeba
Kč
Kč/ha
Kč/ha
h/ha l/ha
675 Rozmetadla hnoje samojízd
0
0
0
1480
490 Postřik.+ poprašov. samoj
0
Sklízecí mlátičky nad 200
0
0
0
0
5726.25
57
0.83
0.14
20
2.3
2600
310
390
310
1065
2016.25
0.71 17.5 1185
1185
1185
0.22
8.2
660
660
660
0.2
0.9
43
43
43
0.29
3.5
375
375
1855
0.07
0.14
0.5
1.4
1.8
12
230
215
1650
230
215
1650
1605
705
1650
0.05
0.3
25
150
150
0.33
5
935
935
935
0.07
0.3
35
140
140
0.25
5.6
560
560
560
6843
12569.25
3.55 64.2
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Šťovík krmný
Varianta: BVO - sběr lisováním
Název operace
Opakovat
Název
MJ/ha Kč/MJ Kč/ha
Vápnění do 2t/ha vč.dopr.
0.1x Vápenec jemně mletý 4-V
2t
350
0.1x
0
0
0.1x Superfosf.19+K sůl 60
0.45 t
4551
Střední orba s urovnáním
0.1x
0
0
Kombinátorování
0.1x
0
0
0.1x Osivo šťovík krmný
6 kg
1200
Válení po setí
0.1x
0
0
0.5x Targa Super 5 EC
1x LAV 27.5% N
1x Cyper 10 EM
1.25 l
0.22 t
0.4 l
608
5500
439
Sečení šťovíku
1x Stonky šťovíku krmného
9t
0
Obracení píce
2x
0
0
Sběr a lisování šťovíku
1x
0
0
8.5x
0
0
1x
0
0
Kypření - šťovík
Plodina celkem
70
Variabilní
náklady
Souprava
nost třeba
Kč Kč/ha
Kč/ha
h/ha l/ha
0
0
0
720
0
Válce hladké - záběr nad
380 Postřik.+ poprašov. samoj
0
Rotační žací str. nad 2mKolové traktory 4x2 70-79
0
Obraceče.shrnovače.pohrab
0
0
0
Kypřiče radličkové do 3 m
2760.4
58
0.21
4.7
440
44
114
0.25
5.6
565
56.5
56.5
0.14
2.3
310
31
235.8
0.71
21
1350
135
135
0.22
8.2
660
66
66
0.29
3.5
375
37.5
757.5
0.2
3.4
210
21
21
0.14
0.14
0.14
1.8
2.3
1.8
215
310
215
107.5
310
215
487.5
1520
390.6
0.42
6
505
505
505
0.2
3.3
355
710
710
0.33
5
950
950
950
0.07
0.3
35
297.5
297.5
0.42
6.5
590
590
590
4076
6836.4
2.72 36.6
Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Křídlatka Bohemica
Varianta: BVO - sběr lisy
Název operace
Opakovat
Název
0.07x Roundup Biaktiv
Hluboká orba s urovnáním
MJ/ha Kč/MJ Kč/ha
4l
0.5 t
316
4875
0.07x
0
0
Kombinátorování
0.07x
0
0
Sázení křídlatky
0.07x Sazenice křídlatky
10 tisks
6000
Plečkování křídlatky
0.07x
0
0
Plečkování křídlatky
0.07x
0
0
18 t
0
Sečení křídlatky
1x Stonky křídlatky
Sběr a lisovaní křídlatky
1x
0
0
18x
0
0
Plodina celkem
1x LAV 27.5% N
0.45 t
5500
Variabilní
náklady
Souprava
nost třeba
Kč
Kč/ha
Kč/ha
h/ha l/ha
0
0
4200
Sazeče předpěstované sadb
0
Plečky pasivní
0
Plečky pasivní
0
0
Svinovací lisy
0
6934.11
59
0.14
0.14
1.8
2.3
215
310
15.05
21.7
103.53
192.33
0.83
26
1580
110.6
110.6
0.22
8.2
660
46.2
46.2
28.5 3755
262.85
4462.85
0.71
4.8
555
38.85
38.85
0.71
4.8
555
38.85
38.85
1.67 12.2 1075
1075
1075
1.25 14.5 1757
1757
1757
0.07
630
630
310
4306.1
2785
11240.21
5
0.3
35
0.14 2.3 310
4.87 39.76

Energetické využití pevné biomasy

Transkript

Podobné dokumenty

spalování obilné slámy

PDF soubor - Parametric Systems

23. ZAŘÍZENÍ PRO VÝROBU PÁRY

Leták - kotel Apollo COAL

prospekt

drtič větví - AGROCAR sro

SMOKEMANovo desatero správného topiče