O vytápění biomasou od A až do Z
Každý z nás potřebuje ke svému životu energii. Ať již ve formě tepla, světla, elektrické energie pro napájení počítače nebo třeba pro pohon automobilu.
K tomu využíváme zpravidla neobnovitelné zdroje energie získávané ze země, tedy nejčastěji uhlí, ropu nebo zemní plyn. Ty vznikaly dlouhými chemickými procesy ze zbytků rostlin a živočichů před mnoha tisíci lety. Nyní je spotřebováváme, jejich zásoby jsou však omezené a těžba negativně ovlivňuje životní prostředí – například ropné havárie a s nimi související znečištění moře nebo povrchové doly, které většinou nevratně mění charakter krajiny. Vedle toho, že vzhledem ke klesajícím zásobám stále roste jejich cena, bývá i jejich zpracování energeticky velmi náročné a vznikají při něm nebezpečné odpady.
Pelety v plameni
Energii však můžeme získávat i z tzv. obnovitelných zdrojů – ze slunce, vody či z větru. Jejich zásoby jsou neomezené a jejich využíváním zatěžujeme přírodu jen velmi málo. Velmi důležitým obnovitelným zdrojem energie, a to zejména v podmínkách České republiky, je i biomasa. Představuje jí veškerá organická hmota rostlinného a živočišného původu. Energetickou biomasu většinou získáváme jako odpad ze zemědělství, lesnictví nebo průmyslu. Může být i výsledkem cíleného pěstování zejména v zemědělství.
Patří navíc ke zdrojům energie s velmi příznivým dopadem na naše životní prostředí. Jejich spalováním se uvolňuje jen tolik oxidu uhličitého, které předtím stromy a rostliny při svém růstu samy vytvořily – mají tzv. nulovou bilanci CO2. Biomasu využívanou k vytápění domů nejvíce využíváme ve formě palivového dřeva, ale i třeba slisovaných malých částí dřeva nebo rostlin – tedy pelet a briket.
… jaká paliva na bázi biomasy můžeme využívat? …
Dřevěné pelety
Pelety
Co jsou to pelety?
- ekologicky ušlechtilé palivo vyráběné především z dřevní a okrajově z rostlinné biomasy
- dodávají se v podobě slisovaných granulí kruhového průřezu
- spalují se ve speciálních automatických kotlích nebo kamnech na pelety
Hlavní výhody
- jsou maximálně ohleduplné k životnímu prostředí
- při vytápění peletami dosahují podobného komfortu – bezobslužnosti – jako při použití elektrokotle nebo plynového kotle
- jsou skladné a snadno se s nimi manipuluje
- umožňují nezávislost na dodávkách fosilních paliv jako je plyn nebo uhlí
- podporují zdravé životní prostředí
Víte, že…?
- pelety se lisují pod tlakem za vysokých teplot
- neobsahují žádná chemická pojiva a jiné znečišťující látky
- vedle kvalitních dřevních pelet, které jsou nejrozšířenější, se mohou vyrábět i ze slámy, sena, energetických rostlin a zemědělských zbytků
- většinou jsou vyráběny z místních zdrojů lokálními výrobci
- jejich popel lze využít jako ekologické zahradní hnojivo
- výhřevnost pelet se pohybuje okolo 18 MJ/kg a předčí tak i některé druhy uhlí
- k vytápění průměrného rodinného domu je ročně zapotřebí pouze 4–5 tun pelet, pro jejichž uskladnění stačí např. stávající uhelný sklad nebo palivové silo
Dřevěné brikety
Brikety z biomasy
Co jsou to brikety?
- ušlechtilé palivo vyráběné z dřevní nebo rostlinné biomasy
- vyrábějí se většinou ve tvaru plných válců nebo válců s otvory
- vznikají lisováním biomasy pod tlakem a za vysokých teplot
- mají nízkou vlhkost a vysokou výhřevnost
Hlavní výhody topení briketami
- brikety nezatěžují životní prostředí, jsou ekologické
- díky dnešním moderním kotlům je topení briketami snadné a pohodlné
- brikety lze použít i jako doplňkový zdroj tepla (např. v krbových kamnech) při centrálním vytápěním plynem či elektřinou
- popel lze použít jako přírodní hnojivo
- s briketami se jednoduše manipuluje, zpravidla jsou brikety baleny v sáčcích po pěti kusech a snadno se skladují
Víte, že…?
- mohou být vyráběny z pilin, drtě, štěpky, hoblin, kůry, ale i rostlinných zbytků a dalších odpadních materiálů
- výhřevnost briket se pohybuje nad 18 MJ/kg (tedy vyšší než například u nejkvalitnějšího hnědého uhlí)
- dají se v kotli kombinovat s kusovým dřevem a naopak
Dřevo
Kusové dřevo
Jaké jsou vlastnosti dřeva?
- dřevo je organický materiál přírodního původu
- výhřevnost dřeva je asi 15 MJ/kg (při vlhkosti okolo 20 %)
- vlhkost dřeva má zásadní vliv na jeho výhřevnost, s rostoucím obsahem vody ve dřevě je potřeba více tepla na přeměnu obsažené vody ve vodní páru při hoření, tím se snižuje energetický zisk ze dřeva
- palivové dřevo rozlišujeme také dle tvrdosti: tvrdé dřevo z listnatých stromů nejlépe slouží k vytvoření stabilního a dlouhotrvajícího žáru v kotli, měkké dřevo z jehličnanů je naopak vhodné pro zapalování a také v případě, kdy chceme rychle vyhřát vytápěný prostor
Hlavní výhody
- dřevo je snadno dostupná a obnovitelná surovina
- patří mezi nejlevnější paliva používaná k vytápění
- zdroje dřeva jsou prakticky nevyčerpatelné (samozřejmě při dobrém hospodaření)
- díky moderním kotlům s inteligentní regulací hoření je topení dřevem snadné a pohodlné
- popel lze použít jako přírodní hnojivo
Nevýhody topení dřevem
- větší časová náročnost a více práce (přikládání, štípání apod.)
- větší nároky na uskladnění (dřevo je nutné nechat přirozeným způsobem vysychat přibližně 2 roky)
Víte, že…?
- by se nemělo spalovat čerstvé nebo příliš vlhké dřevo – spalováním nevysušeného dřeva se snižuje jeho efektivní výhřevnost, roste tedy spotřeba paliva, dále rostou nepříznivé emise při jeho hoření
- vlhkost dřeva má vliv na životnost kotle, spalováním vlhkého dřeva může dojít ke zkrácení jeho životnosti
- dostatečné vysušení dřeva přírodním větráním ale může trvat až dva roky podle druhu dřeva
Štěpka
Dřevní štěpka jsou drcené dřevní zbytky. Štěpka je nejčastěji využívána jako průmyslové palivo ve výtopnách, teplárnách a elektrárnách na biomasu. Zásadním parametrem pro toto využití je obsah vody, který určuje výslednou výhřevnost.
Je-li štěpka tříděná, lze ji používat i v malých zdrojích tepla. Na trhu existuje řada modelů automatických kotlů na štěpku, tyto kotle zpravidla začínají od výkonu 50 kW a výše a lze v nich také topit dřevními peletami. Nízkojakostní dřevní štěpkou nebo dřevním odpadem se v domácích kotlích topit nedoporučuje. Pokud to příslušný zdroj tepla výslovně nepovoluje, je použití takového paliva zakázáno.
Třídění probíhá podle stupňů jakosti, které popisuje norma ČSN EN ISO 17225-4. Hlavními sledovanými parametry jsou obsah vody, zrnitost (velikost částic) a také původ suroviny. Označení štěpky jako hnědá, zelená, nebo bílá je čistě orientační, nemá oporu v technické normativě. Obvykle se jedná o rozdíly ve štěpce vyráběné ze dřeva s kůrou, bez kůry, z kmenového dříví, z klestu, apod.
… v jakých zařízeních můžeme biomasu spalovat? …
Peletová kamna
Kamna na pelety – pokojová peletová kamna
Peletová kamna se používají pro vytápění jednotlivých místností, menších bytů nebo nízkoenergetických domů. Při spojení peletových kamen s teplovodním výměníkem je lze využít také pro vytápění dalších místností nebo pro přípravu teplé užitkové vody. Peletová kamna jsou jednoduchá a snadno obsluhovatelná kamna, která jsou vyhledávána mimo jiné kvůli estetickým vlastnostem hořícího ohně v místnosti. Předávání tepla zde probíhá sáláním a v případě zapojení ventilátoru také prouděním vzduchu. Tepelný výkon peletových kamen se většinou pohybuje od 6 do 10 kW a reguluje se ručně nebo automaticky přes termostat. Účinnost spalování dosahuje 90 %. Při tepelném výkonu krbových kamen 6 kW můžeme uvažovat vytápěnou plochu do 60 m2.
Kotel na pelety – peletový kotel pro ústřední vytápění
Hořák na pelety
Automatický kotel na pelety
Moderní peletové kotle jsou plně automatizovaná zařízení s dobrými spalovacími vlastnostmi a nízkými emisemi. Jedná se tedy o ekologicky šetrné kotle s komfortní obsluhou. Peletový kotel je určen pro vytápění jednoho a více rodinných domů, kanceláří a dílen. Kotlem na pelety lze řešit také přípravu teplé užitkové vody. Obdobně jako u plynových nebo uhelných kotlů se teplo ze spalování pelet předává topnému médiu, kterým bývá nejčastěji voda. Tepelný výkon peletového kotle pro rodinné domy se nejčastěji pohybuje v rozmezí 10 až 30 kW a lze jej zpravidla automaticky regulovat podle požadované teploty. Účinnost kotle dosahuje až 94 %. Otopnou plochu lze orientačně stanovit při tepelných ztrátách objektu 50 W/m2a 10 kW výkonu kotle na 200 m2.
Zplyňovací kotel na dřevo
Zplyňovací kotel na dřevo
Zplyňovací kotel na dřevo je vhodný pro ústřední vytápění rodinných domů nebo menších budov a pro přípravu teplé užitkové vody. Jedná se o úsporný, ekologický a komfortní kotel. Palivem mohou být polena nebo dřevěné brikety, některé kotle spalují i dřevní štěpku. Oproti automatickým kotlům na pelety se zde jedná o kotle s nižší pořizovací cenou, která je ovšem kompenzovaná nutností pravidelné obsluhy. Moderní zplyňovací kotle na biomasu nabízejí funkci automatizovaného zapalování paliva.Výkon kotle, který se nejčastěji pohybuje v rozmezí 15–50 kW, je možno regulovat. Účinnost zplyňovacích kotlů na biomasu se pohybuje mezi 88 až 92 %. Otopnou plochu lze orientačně stanovit při tepelných ztrátách objektu 50 W/m2 a 15 kW výkonu kotle na 300 m2.
… co bychom dále měli znát o vytápění biomasou? …
Výroba a distribuce pelet
Výroba pelet
Pelety jsou vyráběny z dřevních nebo zemědělských zbytků či surovin silným stlačením, které se nazývá peletování. Pro soudržnost dřevěných pelet má kromě vysokého tlaku význam také obsah ligninu ve dřevě, další přídavné směsi, pojiva nebo lepidel se nepoužívají. Peletováním vzniká biopalivo s vysokou energetickou hustotou, tepelnou výhřevností a výbornými vlastnostmi z hlediska dopravy a manipulace, které umožňují ekonomické skladování, předzásobení a automatický přívod paliva k topeništi.
Schéma výroby a distribuce pelet
Víte, že…?
- materiál na vstupu do granulačního procesu by měl mít stabilizovanou vlhkost do 10 %
- velikost částic materiálu ke granulaci by neměla přesahovat 1/5 průměru finálních granulí
- pro vyšší soudržnost pelet se někdy používá při výrobě 2–3 % škrobu
Distribuce pelet
Distribuce pelet se provádí buď:
- v pytlích o hmotnosti kolem 15 kg
- ve velkých textilních vacích (Big Bag) o hmotnosti kolem 1 tuny
- komfortně cisternovým automobilem s pneumatickou dodávkou pelet flexibilními hadicemi
Vybavení kotelen
Peletový kotel
Kotel se nejčastěji instaluje ve sklepě. Při dopravě paliva šnekovým dopravníkem by měl být sklad pelet co nejblíže ke kotli, při použití pneumatického (nasávacího) potrubního systému se doporučuje max. dopravní vzdálenost až do 25 m.
Skladovací prostor paliva
Variant pro uskladnění pelet v rodinných domech může být několik. V praxi se ukazují jako výhodné následující varianty skladování pelet: vybudování skladu pelet s pneumatickým dopravníkem ke kotli (pro větší vzdálenosti mezi sladem pelet a kotelnou, např. skrz chodbu a více zdí) vybudování skladu pelet se šnekovým dopravníkem ke kotli (pro kratší vzdálenosti mezi skladem pelet a kotelnou, např. skrz zeď) instalace speciálního textilního zásobníku nebo konstrukce pro zavěšení Big Bagu.
Peletová kotelna – varianta 1
Peletová kotelna – varianta 2
Komfort při topení peletami
Systém komfortního vytápění peletami
1 – doprava pelet hadicí z cisterny přímo do skladovacího prostoru pelet
2 – dávkování pelet do kotle šnekovým dopravníkem
3 – automatický kotel na pelety
4 – akumulační nádoba pro přípravu topné i užitkové vody
Dodávka pelet prostřednictvím cisterny na pelety dále rozšiřuje komfort topení peletami. Cisterna pomocí kompresoru a stlačeného vzduchu dopraví pelety hadicí přímo do skladovacího prostoru pelet až do vzdálenosti 30 metrů. Součástí systému je certifikovaná váha, která měří hmotnost pelet. Z pohledu zákazníka se jedná o bezpracný způsob zásobení se peletami. Pro bezobslužné plnění zásobníku je nutný kvalitně stavebně připravený objekt – suché silo či sklep, nejlépe s podavačem do kotle. Spojení cisternového zásobení peletami a podávacího systému pelet do kotle poskytuje ten nejlepší komfort pro vytápění peletami.
Náklady na vytápění
Náklady za vytápění
Následující graf zobrazuje výši nákladů vznikajících při použití daného typu paliva pro vytápění. Z grafu je patrné, že nejekonomičtějším palivem pro domácnosti je v současné době palivové dřevo. Dalšími v pořadí jsou dřevěné pelety a hnědé uhlí následované dřevěnými briketami. Vyšší náklady vyžaduje použití černého uhlí, zemního plynu a koksu. Nejméně ekonomické je vytápění pomocí topného oleje a elektřiny.
Výpočet nákladů na vytápění vychází ze statistik cen paliv pro domácnosti Ministerstva průmyslu a obchodu, Českého statistického úřadu, údajů CZ Biom a vlastního šetření. V případě cen elektřiny a zemního plynu jsou použity nejvyužívanější tarify a dodavatelé v České republice (RWE a ČEZ). Ve výpočtu je uvažován modelový případ spotřeby tepla 70 GJ za rok a nejběžnější typy a účinnosti používaných kotlů. Náklady na paliva jsou zprůměrovány z měsíčních cen paliv pro domácnosti v průběhu celého roku.
Kolik stojí vytápění Vašeho domu biomasou si můžete pohodlně spočítat na kalkulačce na webu www.ceska-peleta.cz. Zde najdete i přehled cen paliv a možnosti, jakým kotlem vytápět Vaše obydlí.
Aktualizováno 14. 10. 2020 - doplněny informace o štěpce.
Národní asociace Klastr Česká peleta zastupuje na českém a slovenském trhu stovku firem. Jsou jimi výrobci a prodejci kotlů a kamen na dřevo a dřevní pelety, výrobci a distributoři pelet, briket, dřeva a štěpky. Je poskytovatelem mezinárodní certifikace ...