Perspektivní malé a střední zdroje na tuhá paliva

RYCHLÝ RŮST POTŘEBY ENERGIE

POLITIKA EU - ZÁSADY VÝVOJE

1. Jaderná energie je zpochybňována a nemůže se rozvíjet bez politického konsensu. Především musí být vyřešena bolavá otázka odpadů uspokojivým transparentním způsobem. Evropa má 2% světových zásob uranu s kapacitou na 40 let.
2. Uhlí je pouhou slavnou minulostí. Ačkoli nejsou zásadní problémy v dodávkách, nemá v EU ekonomickou budoucnost, technicky závisí jeho použití na odstranění negativního vlivu na životní prostředí. Náklady na produkci uhlí jsou v Evropě 4-5x vyšší než světové.
3. Ropa je stále favoritem, v roce 2020 by závislost na ní mohla dosáhnout 90%. Je potřebné ji v dopravě nahradit jiným palivem a EU by měla docílit maximální ceny na hranici 20 USD. U ropy jsou v Evropě náklady na produkci 2-7x vyšší než světové a zásoby na 8 let.
4. Zemní plyn znamená jen novou závislost. Přináší rizika dlouhodobých dodávek z Ruska a Alžírska, neboť evropské zásoby zemního plynu činí 2% zásob světových s kapacitou na 20 let.
5. Nové a obnovitelné zdroje představují potenciál, který musí být využit. Cílem EU je, aby v roce 2010 činil jejich podíl 12% na celkové spotřebě primárních paliv. K tomuto vzrůstu je třeba zajistit finanční a daňové pobídky. Nové záměry uvažují podíl až 20 % do roku 1920.

SOUČASNÝ STAV VYUŽÍVÁNÍ BIOMASY V ČR (2004)

	Energie z obnovitelných zdrojů celkem (GJ)	Podíl na primárních zdrojích energie (%)	Podíl na energii z obnovitelných zdrojů (%)
Biomasa - mimo domácnosti	22 294 784	1,17	40,42
Biomasa - v domácnostech	19 500 000	1,01	34,88
Vodní elektrárny	7 269 840	0,38	13,00
Tuhé komunální odpady (biologicky rozložitelná část)	2 505 266	0,13	4.48
Bioplyn	2 102 446	0,11	3,76
Kapalná biopaliva	1 313 014	0,07	2,35
Tepelná čerpadla (teplo prostředí)	500 000	0,03	0,89
Tepelné solární kolektory	82 000	0,00	0,15
Větrné elektrárny	35 535	0,00	0,06
Fotovoltaické systémy	278	0,00	0,00
Celkem	55 903 164	2,89	100

HLAVNÍ PRVKY V POPELU Z BIOMASY

TEPLOTA MĚKNUTÍ A TÁNÍ POPELA

Palivo	Teplota měknutí (°C)	Teplota tání (°C)
dřevo	1150	1170
šťovík	1255	1280
šťovík+chrastice 1:1	860	905
šťovík+piliny 1:1	875	920
obilní zbytky	980	1035
řepková sláma+uhlí 9:1	1255	1315
seno	1080	1170

MODERNÍ ENERGETICKÉ ZDROJE a zákon č. 86/2002 Sb. o ochraně ovzduší

Rozdělení zdrojů:

• MALÉ ZDROJE DO 200 kW
• STŘEDNÍ ZDROJE 0,2 AŽ 5 MW

Legislativa pro ovzduší:

• NAŘÍZENÍ VLÁDY č. 350/2002 Sb.
• NORMA ČSN EN 303-5 PRO MALÉ ZDROJE

HLAVNÍ ZNEČIŠŤUJÍCÍ LÁTKY

• oxid uhelnatý - CO
• oxid siřičitý - SO₂
• oxidy dusíku - NO_X (suma NO + NO₂, vyjádřená jako NO₂)
• tuhé znečišťující látky (TZL) - tuhé částice ve spalinách
• organické látky (OL), vyjádřené jako celkový organický uhlík (TOC)

EMISNÍ LIMITY PLATNÉ ZE ZÁKONA 86/2002 SB. PRO STŘEDNÍ ZDROJE NA TUHÁ FOSILNÍ PALIVA O TEPELNÉM VÝKONU OD 0,2 MW DO 5 MW

Jmenovitý tepelný výkon Pt (MW)	Emisní limit (mg/m3)					Ref. obsah O2 (%)
	TZL	SO2	NOx jako NO2	CO	Org. látky jako ΣC
Pt < 0,2 NÁVRH	150	0,5 g/MJ	650	1500	nestan.	6
0,2 ≤ Pt ≤ 1	-	-	650	650	nestan.	6
1 < Pt ≤ 5	-	-	650	650	nestan.	6
0,2 ≤ Pt ≤ 5	250	-	650 1 1001)	-	nestan.	6
Pt = 0,2 až 5 MW	-	2 500	650	-	nestan.	6

¹⁾ pro výtavná ohniště

EMISNÍ LIMITY PLATNÉ ZE ZÁKONA 86/2002 SB. PRO STŘEDNÍ ZDROJE NA DŘEVO A BIOMASU O TEPELNÉM VÝKONU OD 0,2 MW DO 5 MW

Jmenovitý tepelný výkon Pt (MW)	Emisní limit (mg/m3)					Ref. obsah O2 (%)
	TZL	SO2	NOx jako NO2	CO	Org. látky jako ΣC
Pt = 0,2 až 5 MW	250	2 500	650	650	502)	11

¹⁾ rovněž tak nekontaminovaný dřevní odpad, kůru a podobné rostlinné látky
²⁾ emisní limit platí pro tepelný výkon Pt > 1 MW

PRO MALÉ ZDROJE PLATÍ USTANOVENÍ NORMY ČSN EN 305-3

SAMOČINNÉ PŘIKLÁDÁNÍ

RUČNÍ PŘIKLÁDÁNÍ

Hořák ATMOS IWABO si za pomocí šnekového dopravníku bere pelety ze zásobníku, který je vedle kotle nebo ve vedlejší místnosti.

MODERNÍ REGULOVATELNÉ KOTLE S VYSOKOU ÚČINNOSTÍ NA TUHÁ PALIVA (UHLÍ, SMĚS)

OHNIŠTĚ KOTLE NA BIOMASU A KOTLE S ROTAČNÍM ROŠTEM

ROZSAH VÝKONŮ KOTLŮ S ROTAČNÍM ROŠTEM 24 kW až 650 Kw (EKOEFEKT, VARIMATIC, CARBOROBOT)

VÝROBCI KOTLŮ PRO SPALOVÁNÍ BIOMASY

• Verner, a.s.
  krbová kamna, kotle na pelety a kusové dřevo; některé typy kotlů:A25, A50, V20(E), V(N)25(C), V(N)45, G(N)45 LS - 18 kW - 10 MW
  
  
• Atmos
  krbová kamna, kotle na dřevo a pelety, kombinované kotle; některé typy kotlů: DC15, DC20, DC18S, DC25S, DC32S, DC25GS, C20S, C30S, C40S, C40; 18-50 kW
  
  
• Tractant Fabri
  kotle na spalování štěpky, - kusové dřevo, pelety; některé typy kotlů: U26, Hercules ECO, ViaLING 26, Hercules BIO, připraven prototyp přestavby kotle VSB ECO - 8 - 357 kW
  
  
• BENEKOV term, s.r.o.
  kotle na biomasu, zplyňovací kotle na dřevo; některé typy kotlů: pelling 27, pyroling 25D - 10 - 50 kW
  
  
• Dakon, s.r.o.
  kotle na kusové dřevo, i zplyňovací; některé typy kotlů: FB, DOR, KP PYRO - 12 - 45 kW
  
  
• STS, s.r.o.
  kotle na spalování dřeva, dřevných odpadů a pelet; některé typy kotlů: PYROS-20, 28, 40, PYROS-PRIMA 32 - 15 - 40 kW

MATERIÁLY PRO PELETKY:

• štěpka
• piliny
• obilí odpad

ENERGETICKÉ ROSTLINY:

• šťovík
• chrastice
• směsi

ROČNÍ PROVOZNÍ NÁKLADY NA VYTÁPĚNÍ PRO SPOTŘEBU TEPLA 70 GJ/rok, cenová úroveň 2005

ROSNÝ BOD SPALIN A TEPLOTA SPALIN DO KOMÍNU

konvekčnímu přenosu tepla u stěny

kde je q [W/m²] tepelný tok stěnou výměníku,
α1 [W/K.m²] přestupní součinitel na straně spalin,
α2 [W/K.m²] přestupní součinitel na straně otopné vody,
λ [W/K.m] tepelná vodivost stěny výměníku a
s [m] tloušťka stěny výměníku.

Teploty jsou postupně od teploty proudu t_pr, přes teplotu stěny t_st1, t_st2 až po teplotu otopné vody t_w

ROSNÝ BOD SPALIN PRO BĚŽNÉ PROVOZNÍ PODMÍNKY

Palivo	Rosný bod bez síry [°C]	Zvýšení teploty rosného bodu [°C]	Výsledná teplota rosného bodu [°C]
dřevo	44,3	9,5	53,8
Bílina o2	42,8	64,3	107,1
směs 1 : 1	43,6	53,2	98,8

OMEZUJÍCÍ PODMÍNKY PRO SPOLEHLIVÝ PROVOZ KOTLE BEZ RIZIKA KOROZÍ VÝMĚNÍKU

Palivo	Min. teplota napájecí (vratné) vody [°C]	Min. teplota spalin za kotlem [°C]
dřevo	22	54
Bílina o2	33	108
směs 1 : 1	24	99

Výše uvedená tabulka však platí pro ustálený výkonový provoz kotle a v žádném případě nenahrazuje podmínky při zátopovém režimu!

ZÁVĚR

• 4 roky zaznamenávají uhelné společnosti enormní nárůst zájmu o tříděné uhlí
• ekologicky málo žádoucí návrat
• nezávislosti na importované energii vedou k logické snaze podporovat využívání domácích zdrojů paliv (i hnědé a černé uhlí)
• vývoj kotlů na biomasu předstihl vývoj kotlů na uhlí
• v oblasti kotlů na uhlí je situace výrazně horší - kotle s horním odhoříváním s η za sezónu 50 % nepřijatelné
• jen cca 3 resp. 4 výrobci automatických kotlů
• moderní automatické kotle na pevná paliva a standardizovaná paliva nutnost

EMISE PERSISTENTNÍCH LÁTEK

Vše přepočteno na 11% O₂ a standardní podmínky

Palivo	λ	PCDD/F [ng/m3] TEQ	PCB [ng/m3]TEQ	PAH [μg/m3]
šťovík	1,75	0,0271	0,0002	3,411
šťovík+chrastice(1:1)	1,82	0,10	0,0047	20,148
dřevo	1,85	0,146	0,009	11,63
Srovnávací limit		0,1	200	200

Opakované měření:

Palivo	λ	PCDD/F (ng/m3 TEQ)	PAH (μg/m3)
odpad žito	1,61	1,107	87,2
šťovík	1,56	0,137	2,36