Biomasa – palivo budúcnosti?

Ľudstvo je v súčasnosti závislé od využívania primárnych energetických zdrojov. Aby sa tento stav v budúcnosti zmenil, musíme hľadať vhodné náhrady za fosílne palivá, ktorých zásoby sa odhadujú už len na niekoľko desiatok rokov. Čiastočným riešením tohto problému môže byť energetické zhodnocovanie biomasy, ktorej energetický potenciál niekoľkokrát prevyšuje ročnú celosvetovú spotrebu energie. Významným zdrojom je napríklad drevný odpad, ktorý má na rozdiel od iných druhov odpadov vysoký energetický obsah. Veľké množstvo drevného odpadu, ktoré každodenne vyprodukuje najmä drevospracujúci a stavebný priemysel, je výbornou surovinou na výrobu alternatívnych biopalív, ako sú brikety a pelety.

Galéria

Biomasa a výhody biopalív
Biomasou rozumieme materiály rastlinného a živočíšneho pôvodu, ktoré sa dajú priemyselne a energeticky využiť. Ide nielen o pestované rastliny, ale aj o druhotné suroviny, ktoré vznikajú pri pestovaní, či odpad. Keďže biomasa je domáci zdroj energie, netreba ju dovážať a jej cena nezávisí od monopolného dodávateľa alebo od vývoja na medzinárodnom trhu. Peniaze zostávajú na regionálnej úrovni, čo povzbudivo vplýva na miestnu ekonomiku, vytvára nové pracovné príležitosti a v konečnom dôsledku prispieva k rozvoju vidieka. Biomasa je CO2 neutrálna, čo znamená, že pri raste spotrebuje toľko CO2, koľko ho pri spaľovaní unikne do ovzdušia. Jednoznačnou výhodou biomasy je jej využitie na výrobu energií. Používa sa na výrobu tepla na technologické účely, výrobu technologickej pary, teplovodné vykurovanie objektov, ako aj na ohrev vzduchu na sušenie v poľnohospodárstve. V prípade, že budeme biomasu účelovo a cielene pestovať, pôjde o nevyčerpateľný zdroj energie. V súčasnosti sa najviac využíva decentralizovane v lokálnych vykurovacích zariadeniach a v malých kotloch rodinných domov, v menšej miere aj v blokových kotolniach a pod. Biopalivá (biomasa) sa najčastejšie spracúvajú do formy brikiet, peliet či drevného odpadu, prípadne sa používajú na výrobu bionafty.

Brikety
Briketovanie je najrozšírenejšou a najstaršou technológiou zhutňovania. Produktom sú brikety valcového, viacuholníkového alebo kvádrového tvaru. Tvar a kvalita brikety úzko súvisí s použitou technológiou výroby. Vzhľadom na svoju veľkosť nie sú brikety vhodné na automatizované spaľovanie, avšak ľahko zahorievajú, horia ustáleným plameňom a bez dymu až 90 minút. Ich hustota je až 1,4 kg/dm3 a výhrevnosť 18 MJ/kg, čím prevyšujú výhrevnosť hnedého uhlia. Sú vhodné takmer do všetkých typov kotlov, kozubov a piecok na pevné palivo, dokonca ich môžeme použiť aj na opekanie či grilovanie.

Pelety
Pelety sa vyrábajú v špeciálnych lisoch. Vznikajú pri vysokom tlaku pretláčaním drevných pilín cez valcovú alebo kruhovú matricu s množstvom otvorov a vzápätí sa odrezávajú na požadovanú dĺžku. Majú valcový tvar s priemerom 4 až 20 mm, dĺžku 5 až 30 mm a sypnú hustotu 600 až 800 kg/m3. Vyrábajú sa výhradne z organického materiálu – biomasy (z čistých pilín a hoblín bez pridávania chemických látok). Ako spojivo tu pôsobí lignín obsiahnutý v samotnom dreve, ktorý sa pri vysokých teplotách spôsobených vplyvom trenia, dostáva do plastického stavu. Pelety majú niektoré vlastnosti voľne sypaných materiálov. Dajú sa transportovať pneumaticky i závitovkovými dopravníkmi (ide o mechanické zariadenia na dopravu sypkého či zrnitého materiálu). Vďaka svojej homogenite horia ustáleným a plynulým plameňom asi 10 až 20 minút. Popol môžeme vzhľadom na obsah dusíka, vápnika, horčíka, hydroxidu draselného a iných stopových prvkov využiť ako minerálne hnojivo. Spaľovanie tohto paliva prebieha s minimálnymi negatívnymi účinkami na ekológiu. Výhodou je aj nízky obsah vody, nízke nároky na skladovacie priestory, vysoká výhrevnosť a perspektívnosť do budúcnosti. Nevýhodou sú vysoké investičné náklady na spaľovacie zariadenie a vysoké požiadavky na dodržanie technologickej disciplíny.

Automatické spaľovanie
Ak chceme, aby biomasa úspešne konkurovala klasickým palivám, musí okrem ceny ponúkať aj vysoký komfort. Jednou z požiadaviek je plne automatizovať proces jej spaľovania. Veľkosť a tvar výlisku preto musí umožniť jeho bezproblémový transport do spaľovacieho priestoru. Používaný dopravný systém najviac ovplyvňuje podobu výlisku. Dnešné spaľovacie kotly využívajú prevažne závitovkové a piestové dopravníky a rošty. Na Slovensku v súčasnosti prebieha výskum v tejto oblasti, ktorý je rozdelený do troch smerov: jednak sa optimalizujú tvarové, rozmerové a termické vlastnosti výliskov, prebieha vývoj nových konštrukcií zhutňovacích strojov a hľadajú sa nové druhy materiálov. V oblasti materiálov sa, napríklad, výskum zameriava na využitie nových zdrojov. Medzi nové materiály patrí repka, slnečnica, kaučuk, slama, rašelina, kal z čistiarní odpadových vôd a čečina.

Význam biopalív
Biopalivá by v blízkej budúcnosti mali pomôcť obmedzovať dovoz fosílnych palív a zároveň zvyšovať palivovú sebestačnosť. Dôležitá je aj pozitívna ekologická stránka spaľovania biopalív. Ich využitím sa odstraňujú škodlivé emisie oxidu siričitého a ťažké kovy, ktoré unikajú pri spaľovaní hnedého uhlia. Biopalivá riešia aj problém s popolnými odpadmi z uholných elektrární. Biomasa sa dostáva stále viac do popredia a so zvyšovaním stupňa využitia na energetické ciele sa môže stať perspektívnym riešením vykurovania v budúcnosti.

Text: Ing. Peter Krížik
Foto: Ing. Jozef Árvay, Herz, Viadrus, Viessmann