Kaloryczność gatunków drewna

Na łamach serwisu wiele razy wspominaliśmy o różnych sposobach wykorzystania biomasy do celów energetycznych. Ale jaką kaloryczność ma drewno? Jak różni się ciepło spalania i wartość opałowa różnych gatunków drewna? Lepsze jest iglaste, czy liściaste?

W artykule „Jakie drewno zamiast benzyny” omówione zostały powody, dla których drewno jest doskonałym paliwem do produkcji gazu generatorowego. Istotne znaczenie przy jego produkcji ma wartość opałowa surowca użytego do jego produkcji.

Poniższa tabela przedstawia kaloryczność różnych gatunków drewna plus kilku innych paliw dla porównania. Zachęcam do zajrzenia do artykułu ciepło spalania a wartość opałowa, który ułatwi zrozumienie różnicy między tymi dwoma pojęciami.

Gatunek Ciepło spalania
(MJ/kg)
Wartość opałowa
(MJ/kg)
Wartość opałowa
(kWh/kg)
sosna 21,2 15,8 4,4
świerk 20,5 15,8 4,4
jodła 19,5 15,8 4,4
brzoza 20,1 15,5 4,3
buk 20,1 15,1 4,2
dąb 18,4 15,1 4,2
olcha 18,1 14,8 4,1
wierzba energetyczna 16 (*)
torf 15,9
węgiel brunatny 19,7
węgiel kamienny 28,4
węgiel drzewny 29,1

(*) Dla 30% wilgotności.

Dane na podstawie oferty handlowej Regionalnej Dyrekcji Lasów Państwowych w Lublinie oraz artykułu o jakości drewna z punktu widzenia spalania (kaloryczności, dymieniu itd.).

Drewno opałowe wykorzystywane jest w wielu różnych sytuacjach (np. jeśli chodzi o ogrzewanie na drewno) i zazwyczaj im wyższa jego kaloryczność, tym lepiej. Warto jednak zwrócić uwagę, że kaloryczność najczęściej podawana jest w odniesieniu do kilograma drewna (bo tak można ją laboratoryjnie zmierzyć), nie zaś do metra przestrzennego (tj. stosu drewna opałowego o objętości 1 m³).

Kupując drewno w większych ilościach płacimy raczej za metry przestrzenne, co do zasady, lepiej kupować jest więc drewno cięższe (o większej gęstości). Trudno jest przeliczyć wartość opałową na metry przestrzenne.

Niniejszy tekst pojawił się tu po raz pierwszy w 2008 r., a powyżej znajduje się jego zaktualizowana, rozszerzona i uzupełniona wersja.

Rośliny energetyczne jako źródło biomasy w Polsce

Obecnie chyba wszyscy zdajemy sobie sprawę z niebezpieczeństwa, które wynika z wielkoskalowej eksploatacji nieodnawialnych źródeł energii. Z tego powodu zmuszeni jesteśmy do ciągłego odkrywania alternatywnych surowców i sposobów, które pozwoliłyby nam pokryć nasze potrzeby energetyczne. Jedną z ciekawszych propozycji ostatnich dekad jest uprawa roślin do tych właśnie celów. Czy wykorzystanie tego rodzaju biomasy ma sens?

Czym są rośliny energetyczne?

Roślinami energetycznymi nazywamy takie, które uprawiane są wyłącznie do celów energetycznych, i z których nie uzyskuje się żywności. Efektem plantacji powinno być uzyskanie biomasy, z której później możliwa jest produkcja energii (elektrycznej lub cieplnej) oraz biopaliw (biogazu lub olejów).

Tego typu uprawy zaliczane są do odnawialnych źródeł energii (OZE) – przyrost biomasy możliwy jest przecież dzięki działaniu promieniowania słonecznego.

Jakimi cechami powinien charakteryzować się gatunek rośliny, z której możliwe jest pozyskiwanie energii? Zdecydowanie najważniejszą kwestią jest szybki przyrost biomasy, który bezpośrednio przekłada się na ilość energii, którą można pozyskać z plantacji. Preferuje się także gatunki, w których składzie dominują takie składniki jak celuloza, lignina i hemiceluloza. Inne istotne cechy to odporność na czynniki biologiczne jak szkodniki czy choroby, a także niskie wymagania w aspekcie nawożenia.

Wykorzystanie biomasy w Polsce

Każde państwo członkowskie Unii Europejskiej zobowiązane jest do zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii w całkowitej produkcji energii do 20% w 2020 roku (dla Polski odsetek ten ustalono na 15%). To oficjalne wezwanie do działania sprawiło, że jesteśmy zmuszeni do zwiększenia wykorzystania OZE i rzeczywiście obserwuje się w tej kwestii wzrastającą tendencję.

Obecnie to właśnie biomasa jest największym graczem na polskim rynku zielonych źródeł energii (odpowiada za około 70% energii pozyskiwanej z OZE). Chociaż głównie wykorzystuje się do tego celu odpady drewniane, to wyraźna jest tendencja do coraz większego udziału upraw roślin energetycznych.

Więcej na temat biomasy w Polsce dowiesz się na https://trendywenergetyce.pl/perspektywy-rozwoju-biomasy-w-polsce

Najważniejsze gatunki dla energetyki

Jak wskazują doniesienia naukowe, zdecydowanie najbardziej wydajne są rośliny z grupy C4, charakteryzujące się m.in. lepszym wykorzystywaniem promieniowania słonecznego (o ok. 38-42% w porównaniu do roślin C3). Naturalne warunki życia dla tych gatunków to klimaty o wysokich średnich temperaturach powietrza oraz niskiej wilgotności.

Do tych, które mają największe znaczenie dla branży energetycznej, zaliczają się:

  • Wierzba wiciowa,
  • Robinia akacjowa,
  • Słonecznik zwyczajny,
  • Rdestowiec sachaliński,
  • Topinambur,
  • Miskant olbrzymi.

Wszystkich gatunków jest naturalnie o wiele więcej, jednak nie mają one obecnie tak wielkiego znaczenia. Największy udział na polskim rynku biomasy ma natomiast wierzba wiciowa.

Podsumowanie

Mimo wyzwań, które czekają na uprawy roślin energetycznych, stanowią one ciekawą alternatywę dla tradycyjnych metod pozyskiwania energii. Możliwe, że w przyszłości ich udział w OZE będzie się zwiększał.

Artykuł przygotowany we współpracy z portalem TrendywEnergetyce.pl.



O grzybach i drewnie, czyli jak powstał węgiel?

Przeczytałem niedawno w artykule wyjaśniającym jak powstał węgiel, że olbrzymie pokłady tego surowca zawdzięczamy tylko i wyłącznie temu, że przez długi czas na ziemi nie było mikroorganizmów, które potrafiłyby rozłożyć drewno.

Wiadomo, że węgiel do skała osadowa pochodzenia roślinnego. W uproszczeniu można powiedzieć, że powstał z resztek roślin, które setki milionów lat temu żyły na bagnach. Rośliny po skończeniu swojego żywota obumierały, a biomasa stopniowo wskutek działania czasu, ciśnienia i ciepła panującego w głębi ziemi (po przykryciu jej przez warstwy osadów) zamieniała się w węgiel brunatny, a później kamienny. Czytaj dalej…

Prawda o miskancie olbrzymim – polskim bambusie

Autorem dzisiejszego artykułu jest Bogusław Nowak.

Od lat na wielu forach, polemizuję z autorami tekstów o niebywałych możliwościach jakie ma rolnik lub przedsiębiorca który na min. dwóch hektarach posadzi miskanta i będzie „opływał” w dotacje unijne oraz będzie ekologicznie ogrzewał swój dom. W przeciwieństwie bowiem od moich interlokutorów ja od 7 lat mam w ogródku miskanta, zbieram go, oprawiam i palę nim w piecu. Co prawda doprowadzam do chichotu poważnych plantatorów gdyż moja plantacja ma — uwaga — 1 (słownie jeden) metr kwadratowy powierzchni i zbieram 3 (słownie TRZY) kubiki opału – niemniej nawet taki mikro-bambusiarz powinien mieć prawo do debaty z plantatorami, którzy jak zazwyczaj im wykazuję bambus tylko sadzą.

I tyle wstępu. Czytaj dalej…

Ogrzewanie kompostem

Wpis gościnny Wojciecha Majdy, założyciela Polskiego Instytutu Permakultury.

Zwykle uważa się wilgotne drewno czy biomasę za gorszego rodzaju surowiec do celów energetycznych niż to suche. Jest tak, gdy chcemy to paliwo spalać w piecu, kotle czy w ognisku. Wysoka wilgotność biomasy nie stanowi natomiast problemu, gdy wykorzystujemy mikroorganizmy do spalania tejże biomasy. Jednym ze sposobów na wykorzystanie mokrej biomasy i mikroorganizmów jest produkcja ciepła z kompostu.

Ciepło z procesu kompostowania wykorzystywane jest od dziesiątków lat np. przez ogrodników w ciepłych inspektach. Zimny inspekt to rodzaj drewnianego pudełka w którym „przykrywka” jest przeszkolona. Umożliwia to wykorzystanie promieni słonecznych a ogranicza utratę ciepła. Ciepły inspekt, to niemal to samo co zimny inspekt z tym, że na dnie naszego pudełka ułożona jest 30 centymetrowa warstwa obornika końskiego. Na tym oborniku ułożona jest następnie 5-10 cm warstwa żyznej ziemi. Rozkładający się obornik wytwarza sporo ciepła oraz powoli dostarcza rosnącym w inspekcie roślinom nawozu. Ciepły inspekt zatem umożliwia rozpoczęcie sezonu ogrodniczego o miesiąc wcześniej i wydłużenie go również o około miesiąc. Czytaj dalej…