„Problemy zrodzone przez jeden typ myślenia nie mogą być rozwiązane przez ten sam typ myślenia" Albert Einstein

Ach

biomasa,

ach

biomasa

!

To pożytków cała masa!

Tu

trociny

, tam

pelety

, Niosą same nam zalety.

Tu

pelety

, tam

trociny

, Skorzystają też rodziny.

A

trociny Energii

to jest to!

dają dużo!

Lidia B.

Biomasa

Elektrownie słoneczne

Źródła Energii Odnawialnej

Elektrownie wiatrowe Elektrownie geotermiczne

Energię z biomasy można uzyskać poprzez: Spalanie biomasy roślinnej

(np. drewno, odpady drzewne z tartaków, zakładów meblarskich i in., słoma, specjalne uprawy energetyczne),

Wytwarzanie oleju opałowego z roślin oleistych

(np. rzepak) specjalnie uprawianych dla celów energetycznych,

Fermentację alkoholową

trzciny cukrowej, ziemniaków lub dowolnego materiału organicznego poddającego się takiej fermentacji, celem wytworzenia alkoholu etylowego do paliw silnikowych,

Beztlenową fermentację metanową

odpadowej masy organicznej (np. odpady z produkcji rolnej lub przemysłu spożywczego)

Biogaz

,

Biomasa:

stanowi trzecie, co do wielkości na świecie, naturalne źródło energii jest jednym z bardziej obiecujących źródeł energii w nadchodzącym czasie, jest dostępna, tania, czysta i łatwa w użytkowaniu, inwestycje poczynione w odpowiednie urządzenia zwracają się w przeciągu 3- 4 lat.

będąca najdłużej znanym paliwem jest również paliwem przyszłości, Definicja:

BIOMASĄ

są

substancje pochodzenia roślinnego

lub

zwierzęcego

, które ulegają biodegradacji pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z

produkcji rolnej

i

leśnej

, a także z

przemysłu przetwarzającego

produkty, oraz inne części odpadów, które ulegają biodegradacji.

ich

Wartości opałowe produktów biomasy

na tle paliw konwencjonalnych wynoszą:

Słoma żółta14,3 MJ/kg Słoma szara15,2 MJ/kg Drewno opałowe13,0 MJ/kg Węgiel kamienny25 MJ/kg

BIOPALIWA STAŁE

pozostałości z rolnictwa: słoma zbóż , rzepaku, łęty drewno opałowe: ścinki, kora, wióry, zrębki, trociny odpady z produkcji zwierzęcej osady ściekowe odwodnione rośliny energetyczne drzewiaste i trawiaste

BIOPALIWA GAZOWE

biogaz rolniczy z fermentacji gnojowicy gaz drzewny gaz wysypiskowy biogaz z fermentacji osadów ściekowych biogaz z fermentacji odpadów przetwórstwa spożywczego

BIOPALIWA CIEKŁE

biodiesel - olej rzepakowy etanol metanol biooleje oleje po smażeniu z placówek żywienia zbiorowego

Rycina przedstawia: Technologię stosowania biomasy w energetyce

W

Polsce

z 1 ha użytków rolnych zbiera się rocznie około

10 ton biomasy

, co stanowi równowartość ok.

5 ton węgla kamiennego

. Podczas jej

spalania

prawie nie wydzielają się

związki siarki

i

azotu

. Powstający

gaz cieplarniany

zwiększa się. Zawartość dwutlenek węgla jest asymilowany przez rośliny wzrastające na polach, czyli jego ilość w atmosferze nie

popiołów

przy

spalaniu

wynosi ok. 1% spalanej masy, podczas gdy przy spalaniu gorszych gatunków węgla sięga nawet 20%.

Odpowiednio

obrobiona biomasa

nabiera

wysokiej wartości

ko

paliwo

. Wbrew popularnej opinii jest to paliwo wydajne;

dwie tony suchej biomasy, czy to słomy czy drewna, są równoważne energetycznie tonie węgla kamiennego. Również ze względów ekonomicznych

warto się zastanowić nad zmianą dotychczasowego paliwa; ogrzewanie biomasą jest tańsze o 50% 70%. Zwrot kosztów inwestycji w odpowiedni piec waha się od 2 - 4 lat. Paliwo to może być stosowane zarówno w indywidualnych jak i zbiorczych systemach grzewczych (i nie tylko grzewczych - po zamontowaniu turbiny i instalacji towarzyszącej można również produkować prąd).

Produkty rolnicze:

słoma roślin zbożowych gałęzie z przecinek sadów inne odpady produkcji roślin i warzyw alkohole (surowce: ziemniak, burak cukrowy, zboże) biogaz z nawozu organicznego podukcji zwierzęcej biogaz z osadów ściekowych, odpadów komunalnych płynnych i stałych

Produkty leśne:

drzewa i gałęzie z przecinek i cięć sanitarnych lasów gałęzie z cięć produkcyjnych; odpady z przemysłu drzewnego, trociny plantacje lasów energetycznych liściastych (grubizna do budowy domów jednorodzinnych), czuby i gałęzie pocięte na łupki do spalania w piecach grzewczych o mocy cieplnej około 200 kW.

W Polsce na potrzeby produkcji

biomasy

można

uprawiać

rośliny:

Wierzba wiciowa, ślazowiec pensylwański

lub inaczej malwa pensylwańska,

topinambur

słonecznik bulwiasty,

wielokwiatowa

róża bezkolcowa,

sachaliński.

rdest

czyli

róża

znana też jako

Trawy wieloletnie takie jak: miskant olbrzymi

,

miskant cukrowy, spartina periowa, palczatka Gerarda.

Do produkcji

energii

odpadowe z

sadów

może być wykorzystane drewno i

zieleni miejskiej

oraz odpady

przemysłu drzewnego Zasoby drewna

(ok 2 - 3 mln m 3 rocznie). dla celów

energetycznych

można też powiększyć o 3 mln m 3 odpadów z

recyklingu

, jednak ich wykorzystanie dla celów energetycznych może być utrudnione ze względu na ich rozproszenie, niejednorodność, zanieczyszczenie związkami chemicznymi i metalami ciężkimi. Uwzględniając obecne zasoby drewna opałowego i odpadów drzewnych (z leśnictwa, sadownictwa, przemysłu drzewnego oraz parków i zieleńców), potencjał techniczny szacuje się na 270 PJ rocznie. Liczba ta może wzrosnąć zasadniczo, jeśliby tereny o gruntach skażonych i ubogich wykorzystać do uprawy

lasów szybko rosnących.

Drewno -

W 1997 roku z leśnictwa pozyskano 21,6 mln m 3 drewna, w tym 2,5 mln m 3 drewna opałowego w lasach państwowych. Dalsze 2- 2,5 mln m odpadów drzewnych pozostaje w lasach ze względu na ograniczony popyt. 3 Szacuje się, że roczny przyrost masy drewna w polskich lasach wynosi około 31,5 mln m 3 , a zasoby drewna na pniu ocenia się na 1.607 mln m 3 .

Rozważa się założenie w

Polsce

plantacji

topoli

, a na podmokłych gruntach

wikliny

, z których będzie można uzyskać przyrosty

biomasy

około 16 mln ton rocznie w rotacji trzyletniej.

Zrębki drzewne

to rozdrobnione drewno w postaci długich na 5-50 mm ścinków o nieregularnych kształtach. Są produkowane podczas pierwszego trzebienia drzewostanów, wierzchołków i innych pozostałości po wyrębach, podczas obrabiania kłód w tartakach, na szybkorosnących plantacjach wierzby, z odpadów drzewnych w dużych zakładach przetwarzających drewno.

Wartość opałowa

zrębków

wynosi 6 16 MJ/kg, wilgotność 20-60%, a zawartość popiołu, którą zwiększa ewentualne zanieczyszczenie kamieniami, glebą i piachem stanowi od 0,6 do 1,5% suchej masy.

Zrębki

są doskonałym paliwem dla kotłów, wykorzystuje się je również do produkcji płyt wiórowych i jako

topnik

w hutnictwie.

Wadą

tego paliwa jest wrażliwość na zmiany wilgotności powietrza i podatność na choroby grzybowe. Długo magazynowane zrębki powinny być co jakiś czas przewracane.

Trociny

stanowią około

10% drewna

przerabianego w

tartakach

. Są także

produktem ubocznym skrawania

,

frezowania

itp. w zakładach bardziej zaawansowanej obróbki drewna. Oczyszczone z

drewna

stanowią

cenne paliwo kawałkowego

i mogą być

wykorzystywane

w

kotłowniach

.

Poziom

popiołu wilgotności

trocin jest zróżnicowany i waha się od 6- 10% do 45 65% dla trocin z niedawno ściętego drzewa. Przy wilgotności 5-15% zawartość wynosi mniej niż 0,5%.

Wady trocin

to trudności związane z magazynowaniem, skłonność do

zaparzania

(trociny bukowe) i podatność na

zawilgocenia

. Z uwagi na te słabe punkty trociny powinny być

spalane

w pierwszej kolejności.

Film nagrano podczas wizyty w

TARTAKU

.

Film przedstawia

transport

trocin z tartaku.

Film przedstawia pracę w

tartaku.

Skład trocin.

Widoczna różnica w zabarwieniu trocin wynika z ich różnego stopnia

wilgotności

.

Tutaj są składowane a następnie wykorzystywane w

kotłowni CO

lub jako

nawóz

na glebę, która ma bardzo niska klasę użytkowania.

Wartość opałowa temperatura

spalania 850 słomy wynosi około 16 MJ/kg, – 1100ºC. Podczas spalania słomy w celu uzyskania energii cieplnej wydziela się C0 2 .

Słoma

jest istotnym

źródłem energii odnawialnej

ton słomy. różnego . Polskie rolnictwo produkuje rocznie około 25 mln

Słoma rodzaju

jest tylko częściowo wykorzystywana – jako

ściółki

, niskiej jakości

nawozy

i

pasza

dla zwierząt hodowlanych. W ostatnim okresie rolnicze wykorzystanie słomy spada, głównie w wyniku obniżenia się pogłowia zwierząt hodowlanych. Większość nadwyżek słomy jest spalana na polach, co powoduje poważne zagrożenia dla zdrowia

mieszkańców

i szkody

ekologiczne

. Jeden niekontrolowany pożar może zniszczyć nisze ekologiczne ogromnej liczby zwierząt i roślin – popularna opinia o użyźnianiu gleby wypalaniem jest mylna! Zamiast marnotrawstwa nadwyżki słomy mogą być wykorzystane dla celów

energetycznych

, przynosząc dodatkowe dochody rolnikom. Mogliby jej użyć jako opału – oszczędzając na innych

źródłach ciepła

, lub ją odsprzedawać jako

paliwo

, firmom zajmującym się obróbkom

biomasy

.

Biogaz Jest to mieszanina gazów powstająca w wyniku

procesów rozkładu

i

gnicia szczątków organicznych

Najczęściej . Biogaz jest produktem metabolizmu bakterii żywiących się martwą materią organiczną.

powstaje

przy

oczyszczalniach ścieków wysypiskach śmieci

. i Potencjał biogazu wynosi 37,5 PJ. Ponadto w 1997 r. w Polsce funkcjonowało 1.759 przemysłowych i 1.471 komunalnych oczyszczalni ścieków a ich liczba stale rośnie. Potencjał techniczny biogazu z osadów ściekowych wynosi zatem około 100 PJ. Podobny potencjał ma gaz

wysypiskowy

. Gazy te są najczęściej używane przez oczyszczalnię do obniżenia kosztów eksploatacji lub są odsprzedawane lokalnym ciepłowniom.

Jego

wartość opałowa

wynosi 11-22 MJ/kg,

wilgotność

– 20-30%,

zawartość popiołu

0,6-1,5%

suchej masy

. •

Drewno kawałkowe to: pozostałość

(ok. 2%) drewna konstrukcyjnego, przycinanego na wymiar, bądź też •

odpad

z produkcji przycinanych na wymiar półwyrobów •

materiał nie spełniający

norm półwyrobu (stanowi nawet do 50% przerabianego drewna). Drewno kawałkowe zawiera minimalne ilości kory.

Kora

to

wartościowy

pod względem energetycznym

odpad przemysłu drzewnego

, stanowiący od 10 do 15%

masy

pozyskiwanego drewna. Jej

wartość opałowa

20 MJ/kg,

wilgotność

55-65%, a

zawartość

wynosi 18,5 popiołu, który ma tendencję do żużlowania stanowi 1-3% suchej masy. Część

kory

zostaje podczas obróbki drewna przetworzona na

trociny

. Korę przed podaniem do kotła z podajnikiem

ślimakowym zrębkowaniu

w

rębaku

należy poddać z górnym zasypem,

zrębkowanie

kory przebiega jednak szybko i

pochłania niewielkie ilości energii

.

Brykiet drzewny jest paliwem ekologicznym a mając większą gęstość niż drewno o takiej samej objętości, gwarantuje bardzo dobre właściwości grzewcze. Możliwy jest do zastosowania w różnych typach kotłów grzewczych, piecach kaflowych a przede wszystkim stanowi doskonałą alternatywę drewna kominkowego. Ekologiczny brykiet z trocin liściastych lub iglastych wytwarzany metodą mechaniczną. Brykiet ma postać walca o średnicy 8cm i długości od 5 do 10cm.

Jedynym surowcem są

czyste i suche trociny. Trociny są sprasowane pod wpływem dużego ciśnienia, bez żadnych dodatków klejących.

Wytworzony tą metodą brykiet spala się prawie całkowicie, pozostawiając max ok. 0,5%

siarki

,

tlenków azotu

i innych szkodliwych związków. Pozostający po spaleniu popiół jest

całkowicie czysty ekologicznie popiołu

, a w spalinach

nie ma

i może być stosowany jako nawóz ogrodniczy.

W czasie zachodzącego pod ciśnieniem 200 atmosfer procesu brykietowania wydziela się lignina, która po obniżeniu temperatury zastyga, spajając surowiec w formie brykietu.

Wióry

są, podobnie jak trociny, produktem

ubocznym

przemysłu drzewnego,

powstającym

podczas skrawania i frezowania.

Cechą charakterystyczną

wiórów jest •

niska wilgotność

(5-15%).

• Zawierają niewielką ilość

zanieczyszczeń

.

Są paliwem łatwym do transportowania:

najpraktyczniejszym

w

magazynowaniu

i

najwygodniejszym

w

eksploatacji

. Jego

zaletą

jest też bardzo niska zawartość

popiołu

(0,4-1% suchej masy).

Wartość energetyczna

pelet wynosi 16,5-17,5 MJ/kg, a

wilgotność

7-12%.

Pelety

(inaczej to produkowane z odpadów drzewnych (najczęściej z

trocin

i

granulat wiórów)

)

długie

na kilka cm

granulki

o

średnicy

6-25 mm.

•

Zalety: Duża gęstość

(koncentracja energii) • bardzo

niska

zawartość w spalinach

dwutlenku siarki

i innych

substancji szkodliwych

• niska zawartość

popiołu

• produkowany bez udziału lepiszcza • w pełni

odnawialny Parametry:

•

średnica

ok. 6 mm •

długość

10-30 mm •

wartość energetyczna

4,8-5 kWh/kg •

zawartość wody

•

popiół

max.10% max. 1% •

ciężar nasypowy

650-700 kg/m3

•

PALIWA:

• Kocioł przystosowany jest do spalania niskokalorycznych odnawialnych paliw, jak:

trociny, drewno kawałkowe,

słomy zbóż, wierzba wiciowa. Można spalać również węgiel kawałkowy oraz mieszankę miałowo- węglową.

Orientacyjny czas generacji energii z paliw gatunku i jakości paliwa (kaloryczności) jak również wilgotności.

(zależy od

Paliwo I jego czas generacji

Trociny 2-5 h Drewno odpadowe 4 – 8h Odpady organiczne – liście, słoma, chrust 2 – 4h

ZASTOSOWANIE KOTŁA-

Moderator przeznaczony jest do pracy w wodnych układach grzewczych systemu otwartego, zaopatrujących w energię cieplna układy

centralnego ogrzewania

i

ciepłej wody

.

Dane techniczne kotła: Moc

: 43 [kW]

Temperatura

: max=95 [ °C]

Ciśnienie pracy

: p=0,15 [MPa]

Powierzchnia wymiany ciepła

: 6,25 [m 2 ]

Waga

: 550 [kg]

Gabaryty kotła:

A = 155 [cm] B = 80 [cm] C = 115 [cm]

KOCIOŁ C.O. TYPU – MODERATOR o mocy 43 kW

-

Jak jest?

Korzyści środowiskowe wynikające z zastosowania energetycznego biomasy (Praca wykonana na zajęciach w kl. II)

opis stanu aktualnego

Jak być powinno?

-

opis stanu idealnego

Brak pomysłów na pozyskiwanie nowych źródeł energii, Brak wiedzy na temat zastosowania technologii do wykorzystywania biomasy, Nie przestrzega się norm środowiskowych odnośnie zanieczyszczenia np. CO technologii np. zakup kotła 2 Województwa, które wykorzystują zielona energie nie rozpowszechniają jej zalet innym, Brak funduszy na wdrażanie nowych Zmienić sposób produkcji energii w oparciu o odnawialne źródła energii, Wdrażać technologie, które rozpowszechnią wykorzystywanie biomasy, Uzyskiwać energię z biomasy (brykiet, pelety) Uczyć się od innych, Zwiększyć ilość zakładów, które wykorzystują biomasę jako źródło energii, Wprowadzić w szkołach edukacją na temat odnawialnych źródeł energii,

Dlaczego nie jest tak jak być powinno?

Rozbieżności pomiędzy stanem aktualnym a idealnym

. Nie mamy pomysłów na wykorzystywanie biomasy, Brak środków finansowych na nowe inwestycje, Nie lubimy wprowadzać zmian (boimy się), Węgiel jest bardzo popularnym źródłem energii Nie wyciągamy wniosków z inwestycji wprowadzonych przez innych, Nagłaśniamy, że środowisko naturalne na bardzo duży stopień zanieczyszczenia ale nie egzekwujemy prawa- (kary są zbyt niskie),

Wnioski,

które są drogowskazami do działania na przyszłość w zadanym problemie.

Rozpowszechniać wiedzę na temat szkodliwości obecnych źródeł energii na środowisko Wprowadzić ulgi na inwestycje dla zakładów i indywidualnych odbiorców (zakup kotłów), Rozpowszechniać wiedzę o surowcach i o sposobach pozyskiwania odnawialnych źródeł energii, Uczyć młode pokolenie jak mogą pozyskiwać energię, Zerwać z tradycjonalnymi sposobami wykorzystywania energii jeśli mamy dostęp do nowych tańszych i ekologicznych

Zalety wykorzystania biomasy

Zerowy

bilans

emisji CO

2

Niższa

niż w przypadku paliw kopalnianych emisja

SO

2,

NO

x

CO

Wykorzystanie

lokalnych źródeł energii

Zagospodaro wanie

nieużytków

Tworzenie nowych

miejsc pracy-

wieś

X X

Brykiet

w kształcie walca o średnicy 50 lub 53 mm

Pelety

(granulat) to wysoko wydajne, odnawialne paliwo

Paliwo

to charakteryzuje się niską zawartością wilgoci (8-12%), popiołów (0,5%) Fragment pracy-

DOMINO

o odnawialnych źródłach energii- wykonanej przez uczniów.

Biomasa stanowi obecnie około

połowę

odnawialnej energii wykorzystywanej w UE. że biomasa ma

wiele zalet

w porównaniu z konwencjonalnymi źródłami energii, jak również niektórymi rodzajami energii odnawialnej, w szczególności stosunkowo niskie koszty, mniejszą zależność od krótkoterminowych zmian

klimatycznych

, promowanie regionalnych struktur gospodarczych i dostarczanie alternatywnych źródeł dochodu rolnikom

Zwiększenie wykorzystania biomasy mogłoby przynieść następujące korzyści w 2010r

.: dywersyfikacja zaopatrzenia Europy w energię, poprzez zwiększenie udziału

energii odnawialnej

o 5 % i

obniżenie

uzależnienia od energii importowanej z 48 % do 42 %;

obniżenie

emisji gazów cieplarnianych o 209 milionów ton CO 2 eq rocznie; bezpośrednie

zatrudnienie

do 250 300 tysięcy osób, w większości na obszarach wiejskich. Inne analizy podają znacznie odmienne dane; potencjalny nacisk na

obniżenie

cen ropy naftowej w wyniku mniejszego zapotrzebowania na ropę 56 milionów obywateli Unii Europejskiej obsługują

kotłownie

, z czego 61 % pochodzi z nowych Państw Członkowski Europa musi położyć

kres uzależnieniu

od paliw kopalnych. Na szczeblu europejskim należy opracować opłacalne środki na rzecz wykorzystywania biomasy,

Elżbieta M. Tokarska, Małgorzata Kościelska-Chmurko, 2002: "Mapa Energia Odnawialna - Zasoby i wykorzystanie" Elżbieta M. Tokarska, Małgorzata Kościelska-Chmurko, 2004: "Mapa Biomasa i Biopaliwa - Zasoby i wykorzystanie w energetyce" http://www.biomasa.org/edukacja/biomasa http://pl.wikipedia.org/wiki/Biomasa http://www.ekologeoteka.mom.pl/e_biomasy.html

Fotografie wykonano podczas wizyty w Tartaku, suszarni drewna i prywatnym domu właścicieli FIRMY TRANS-SEZAM-BUD – oraz na terenie gminy w której znajduje się gimnazjum.

Kilka ilustracji wykorzystano z Internetu (pelety, symbolika zielonej energii)