Proč pevná paliva, nyní biomasa, pro malé spalovací zdroje?

Vlivem tlaku legislativy a stále se zvyšujícímu obecnému podvědomí o nutnosti ochrany životního prostředí, lze v sektoru lokálního vytápění domácností již nějakou dobu pozorovat ústup od spalování uhlí. Oproti tomu statistické údaje potvrzují neustálý růst zájmu o spalování biomasy. Své trvalé místo má mezi palivy pro lokální vytápění domácností bezesporu kusové dřevo. Stále výrazněji však roste zájem také o ušlechtilá dřevní paliva, vedle dřevních briket je novým „skokanem“ mezi pevnými biopalivy především dřevní peleta. Jak je možné, že i přes konkurenci „bezobslužných“ zdrojů tepla, tedy elektrokotlů, tepelných čerpadel a plynových kotlů, je o spalování biomasy trvale vysoký zájem?

Obr. Nejen současná koronavirová doba zdůrazňuje potřebu pohybu venku na čerstvém vzduchu pro posílení imunity. Práce se dřevem, poleny, však má nejen zdravotní význam, ale lze do ní, přiměřeně, zapojit všechny členy rodiny a učí, že žádná prospěšná práce není pod úrovní člověka.

Proč zvolit pevná paliva?

Nezávislost

Drtivá většina pevných paliv (včetně pelet) jsou palivy domácími, jejichž dostupnost a cena nejsou příliš závislé na aktuální mezinárodní politické a ekonomické situaci. Navíc si lze tato paliva „naskladnit“ na několik sezón dopředu v době, kdy jsou nejlevnější a nejdostupnější. Nezávislost na vnějším okolí je stále více preferována i mezi lidmi, kteří nemusí řešit nákladovost na provoz domácnosti.

Náklady na vytápění vs. komfort vytápění

Obecně u zdrojů tepla pro vytápění domácností platí, že čím vyšší jsou nároky na obsluhu zdroje, tím nižší jsou náklady na vytápění tímto zdrojem. Pokud chci tedy snížit náklady na vytápění a nevadí mi jistý dohled nad zdrojem tepla, pevná paliva jsou výhodnou volbou. Zde je nutné si uvědomit, že moderní kotel na pevná paliva je schopen v kombinaci s moderní otopnou soustavou zajistit celodenní tepelnou pohodu v rodinném domě stejně jako „konkurenční“ zdroje. Obslužnost spočívá spíše ve starosti o palivo a údržbu zdroje.

Možnost volby

Stále více je při volbě vytápění domácností volena kombinace „bezobslužného“ zdroje se zdrojem na pevná paliva (kotle, kamna). Majitel domu si tak může zvolit míru nezávislosti i nákladovosti podle momentální ekonomické, mentální, či fyzické situace. Je to stejné jako s pohybem mimo domov. Když nemám čas a mám peníze, jezdím MHD, autem, či taxíkem. Když chci ušetřit nebo udělat něco pro zdraví, volím chůzi či kolo.

Požadavky na kvalitu paliv

Neustále se zvyšující požadavky na ochranu ovzduší vyžadují neustálé zdokonalování technologií spalování pevných paliv v malých spalovacích zdrojích. Čím modernější je konstrukce zdroje, tím více je závislá na dodržení konkrétních, kvalitativně vysokých požadavků na vlastnosti paliva vněm spalovaného.

Podstatnými specifickými vlastnostmi pevných paliv jsou nejenom ty teplotechnické (výhřevnost, obsah popelovin, vody, síry,…), ale také jeho forma (tvar, velikost). Výrobci kotlů v průvodní technické dokumentaci (návod k použití) musí přesně definovat palivo a jeho vlastnosti, pro které je kotel konstruován a pro které jsou garantovány provozní vlastnosti kotle – tzv. garanční palivo. A toto doporučení se nevyplatí nedodržet. Podle zákona o ochraně ovzduší také nelze jako palivo použít cokoliv, a i zákonem povolená paliva uváděná na trh musí splňovat vyhláškou definované požadavky na kvalitu.

Základní dělení pevných paliv

Všechna pevná paliva mají svůj původ v rostlinné hmotě. Pokud tato hmota prošla za milióny let fosilizací (zkameněla), hovoříme o palivech fosilních, a tedy i neobnovitelných, protože za našeho krátkého života je lze pouze vytěžit, ale nové nestačí vzniknout. Mezi fosilní pevná paliva řadíme hnědé uhlí, černé uhlí a antracit. Průmyslovým odstraněním větší části prchavé hořlaviny z černého uhlí se vyrábí koks. Pokud se jedná o rostlinnou hmotu z naší reálné doby, hovoříme o biomase, jinak také o obnovitelných palivech, protože k jejich obnově dochází v krátkém období porovnatelném s dobou života člověka. Podle původu (a vlastně také stáří) se biomasa dělí na bylinnou a dřevní. Mezi fosilními palivy a biomasou stojí rašelina, která sice ještě nezkameněla, ale má již za sebou několik tisíciletí rozkladu, a proto nelze fakticky uvažovat o jejím průběžném obnovování v reálném čase lidského života. Čím „starší“ je palivo, tím v jeho hořlavině přibývá uhlíku a ubývá vodíku a kyslíku, čímž přibývá výhřevnosti, ale naopak ubývá prchavé hořlaviny. Z následující posloupnosti

biomasa (bylinná → dřevní) → rašelina → hnědé uhlí → černé uhlí → antracit

vyplývá, že biomasa má nejnižší výhřevnost, ale nejvyšší podíl prchavé hořlaviny.

Prchavou hořlavinu lze zjednodušeně charakterizovat jako plyn, který se uvolňuje z paliva při jeho zahřívání. Plamen, který vidíme při spalování pevných paliv, je projevem hoření prchavé hořlaviny. Čím více je uvolněné hořlaviny, tím delší je plamen. „Odplyněný“ tuhý zbytek (dřevěné uhlí, koks) hoří na povrchu, žhne. Podle podílu prchavé hořlaviny lze proto pevná paliva rozdělit na tzv. dlouho plamenná a krátko plamenná. Toto má zásadní význam pro návrh konstrukce kotle a nízkoemisní spálení paliva s nejvyšší možnou tepelnou účinností. Jako pomyslnou hranici mezi těmito kategoriemi, můžeme brát velikost podílu prchavé hořlaviny v palivu 50 %.