Energetický potenciál disponibilnej biomasy lesa Ing. Lieskovský Martin Katedra lesnej ťažby a mechanizácie TU vo Zvolene
Obsah prednášky Biomasa pre energetické účely Spôsoby energetického využitia biomasy a možnosti jej konverzie Technika a technológia pre mechanickú úpravu, transport a spaľovanie dendromasy Rýchlorastúce dreviny vhodné pre energetické využitie
Biomasa pre energetické účely Palivové drevo Tenšina do 7cm Odpadová hrubina Odpad po manipulácii Hmota z prerezávok Korene a pne Energetické plantáže Odpad po mechanickom spracovaní dreva
Spôsoby energetického využitia biomasy a možnosti jej konverzie Pevné palivo: palivové drevo, brikety, drevené uhlie Tekuté palivo: metanol,, etanol, oleje Plynné palivo: drevný, alebo syntetický plyn, bioplyn
Spôsoby konverzie biomasy na energetické účely Typ konverzie biomasy Spôsob konverzie bi omasy Energetický výstup Odpadový materiál, alebo druhotná surovina spaľovanie teplo viazané na nosič popol Termochemiská konverzia (suché procesy) zplyňovanie pyrolýza generátorový plyn generátorový plyn dechtový olej uhlíkaté palivo dechtový olej uhlíkaté palivo Biochemická konverzia (mokré procesy) Fyzikálno-chemická konverzia anaeróbna fermentácia bioplyn fermentovaný substrát aeróbna fermentácia teplo viazané na nosič fermentovaný substrát alkoholová fermentácia etanol, metanol vykvasený substrát esterifikácia bioolejov metylester biooleja glycerin
Vhodnosť aplikácie rôznych spôsobov konverzie biomasy na energetické účely Ostatné procesy Suché procesy Mokré procesy Druh biomasy esterifikácia bioolejov získavanie odpadového technologického tepla spaľovanie splyňovanie pyrolýza alkoholová fermentácia aerobná fermentácia anaeróbna fermentácia energetické plodiny lignocelulózové (drevo, slama, obilniny) 0 1 3 1 1 1 2 2 olejnaté plodiny (repka, slnečnica, ľan) 3 0 2 0 0 0 0 2 energet ické plodiny škrobnat é, alebo cukornaté (zemiaky, cukrová repa, obilniny) odpady zo živočíšnej výroby (exkrementy, mliečne odpady) 0 0 1 1 1 3 0 1 0 2 1 1 1 0 2 3 organický podiel komunálnych odpadov 0 1 3 2 2 0 1 3 organický odpad z potravinárskej, alebo inej priemyselnej výroby 0 1 1 0 0 2 2 3 odpady z drevospracujúceho priemyslu 0 0 3 2 2 0 0 0 odpady z lesného hospodárstva 0 1 3 2 2 0 1 2 Rastlinné zvyšky z poľnohospodárskej Prvovýroby a starostlivosti o krajinu 0 1 3 1 1 0 1 2
Spaľovanie Spaľovací proces v dreve prebieha v nasledujúcich fázach: Voda vo vnútri dreva začne vrieť (aj veľmi staré a relatívne suché drevo obsahuje až 15% vody vo svojich bunkových štruktúrach). Z dreva sa postupne uvoľňuje plyn, pričom pre správne spaľovanie je potrebné, aby tento plyn horel a neunikal do komína. Vznikajúci plyn sa mieša s atmosferickým vzduchom a horí pri vysokej teplote. Zvyšok dreva (zväčša uhlík) horí tiež, pričom ako odpad vzniká popol.
Pyrolýza termický rozklad dreva bez prístupu vzduchu vznikajú pri teplotách okolo 500 C výslednými produktami pyrolýzy sú: - drevné uhlie - plyny s vysokým obsahom CO a CO 2 - kyselina octová - kyselina mravčia - dechtový olej - smola
Splynovanie proces, pri ktorom sa horľavý podiel pevného paliva mení na palivo plynné vplyvom vysokej teploty za obmedzeného prístupu kyslíka výsledným produktom je drevný plyn, ktorého zloženie je závislé od podmienok splynovacieho procesu a obsahu vlhkosti splyňovaného materiálu
Typy splynovacích generátorov A splyňovací generátor s pevným roštom protiprúdne usporiadanie, B splyňovací generátor s pevným roštom súprudné usporiadanie, C fluidný splyňovací generátor 1. prívod paliva, 2. odvod plynu, 3. splyňovací vzduch, 4. sekundárny vzdu
Technika a technológia pre mechanickú úpravu, transport a spaľovanie dendromasy Charakteristika vstupných materiálov a možnosti ich spracovania 1. Úžitkové a palivové drevo, manipulačné odrezky, kusový odpad z drevospracujúceho priemyslu. 2. Konáre, korene, odpady dýh 3. Štiepky a piliny 4. Stromy z prerezávok a prvých prebierok, prípadne celé stromy.
Pozdĺžné a priečne delenie kusového dreva jednomužné motorové píly, kotúčové píly, šrubovacie štiepacie adaptéry na kotúčovú pílu, hydraulické štiepačky, viacoperačné stroje.
Štiepkovanie Diskové sekačky Bubnové sekačky Závitovkové sekačky
Štiepanie Ručné štiepanie Hydraulické štiepačky Viacúčelové stroje
Ostatné činnosti súvisiace s využívaním dendromasy Skladovanie Doprava Sušenie
Technológie na spaľovanie biomasy Závisia od použitého paliva: Kusové drevo Lesné štiepky Pelety Brikety
Pelety a brikety Využitie pri automatických vykurovacích zariadeniach Zhutnená drevná hmota Nízka vlhkosť Vysoká výhrevnosť
Lesné štiepky
Rýchlorastúce dreviny Medzi rýchlorastúce dreviny v stredoeurópskych podmienkach zaraďujeme tie, ktorých ročná objemová produkcia presahuje 10 m3/ha. Hlavnými atribútmi pre pestovanie drevín s krátkou (11-15 rokov) a veľmi krátkou rubnou dobou (3-10 rokov) je maximálna produkcia dendromasy (nadzemná časť bez asimilačných orgánov) a odolnosť voči chorobám a škodcom a dobrá schopnosť vytvárať výmladky z koreňov a pňov
V podmienkach SR majú podľa najväčší praktický význam nasledovné druhy hospodárskych drevín: Topole zastúpené skupinami Aigeros, Tacamahaca a Leuce Vŕby zastúpené stromovými a krovitými formami Agát biely vyselektované klony Jelše
Hlavnými dôvodmi pre zakladanie plantáží RRD sú: využitie poľnohospodárskej pôdy pre nepotravinársku produkciu (zníženie prebytkov potravín) rozvoj vidieckych oblastí ( vytváranie nových pracovných príležitostí, posilnenie regionálnej ekonomiky, investície do nových technológií) zníženie znečistenia ovzdušia (pokuty za emisie, napĺňanie medzinárodných dohôd)
Príprava plôch pri zakladaní plantáží RRD a) odstránenie pôvodnej vegetácie b) ochrana proti škodcom c) klčovanie pňov d) príprava pôdy e) sadenie f) hnojenie g) oplotenie h) zber