Топливные гранулы - топливо будущего?

Что такое древесный пеллетс?

Более 20 лет назад баварец Руди Гуннерман, который жил в США, впервые произвел гранулы из древесных отходов. Он использовал это для безотходности своего производства и экономии перевозок. Затем в США нашли применение гранулам в отоплении.

В Европе первооткрывателем процесса гранулирования древесных отходов и использования их в отоплении считается Швеция. С начала 90-х годов в Швеции начался бум и промышленное производство древесных гранул.

Затем стремительное развитие получает изготовление древесных гранул в Канаде, Дании, Австрии, Голландии. Финляндии, Норвегии, Франции, Италии, Германии.

У этого продукта очень много названий. Из иностранных распространены два: "Wood pellets" и "Holz-Pellets", или "Holzpellets". Из русских: "биогранулы", "топливные гранулы", "биомасса", "опилочные гранулы", но наиболее правильное название "древесные топливные гранулы", или просто "пеллетс".

- Если начать с научного определения, то топливные гранулы являются твердым энергетическим носителем, произведенным путем механизированного изменения биомассы. Древесные гранулы – это нормированное цилиндрическое прессованное изделие из высушенной, оставленной в природе древесины, такой как: мука от работы фрезерно-отрезного станка, опил, стружка, щепа, шлифовальная пыль, остатки лесной древесины и т.п.

- Древесные гранулы производятся без химических закрепителей под высоким давлением.

- Длина древесных гранул примерно 20-50 мм, диаметр 4-10 мм.

- Теплотворность древесных гранул равна 5 кВт/час на один килограмм.

- При этом энергосодержание одного килограмма древесных гранул равно полулитру жидкого топлива (топливного дизеля).

Древесные гранулы имеют огромные преимущества по сравнению с традиционными видами топлива:

теплотворная способность их составляет 4,3 – 4,5 кВт/кг, что в 1,5 раза больше, чем у древесины и сравнима с углем;
конструктивные особенности печей позволяют автоматизировать процесс получения необходимого количества тепловой энергии;
при сжигании 2000 кг топливных гранул выделяется столько же тепловой энергии как и при сжигании: 3200 кг древесины, 957 м³ газа, 1000 л дизельного топлива, 1370 л мазута.

Как вид топлива древесные гранулы рассматривают в Европе как «топливо будущего» или «топливо с уверенностью в будущем». Чем обусловлен такой интерес к этому виду топлива? Во-первых, древесные гранулы, как производные от древесины, являются безопасным сырьем. А такое топливо, как нефть или газ, будут с каждым годом расти в цене и вскоре закончатся. Во-вторых, древесные гранулы обладают высокой энергоконцентрацией при незначительном занимаемом объеме. Кроме того, гранулы могут перемещаться в автоматических печах и могут вдуваться на склад и транспорт. В-третьих, пепел может использоваться как удобрение. Зола составляет до 1% от массы топлива. Пепел убирается в современных печах и котлах раз в два года. В-четвертых, так как гранулы обладают высокой насыпной массой, требуется не много места для складирования. Для отопления гранулами дома площадью 150 м² требуется всего 7,5 м³ гранул на один год.

Добавьте к этому снижение рисков пожара, взрывов, утечки при транспортировке, - и вы получите три кита, на которых базируется обоснование использования древесных гранул.

Сравнительные характеристики видов топлива
Вид топлива	Теплота сгорания МДж/кг	% серы	% золы	Углекислый газ кг/ГДж
Каменный уголь	15 – 25	1-3	10 - 35	60
Двигательное топливо	42,5	0,2	1	78
Мазут	42	1,2	1,5	78
Щепа древесная	10	0	2	0
Гранулы древесные	17,5	0,1	1	0
Гранулы торфяные	10	0	20	70
Гранулы из соломы	14,5	0,2	4	0
Природный газ	35 – 38 МДж/м³	0	0	57

Благодаря вышеперечисленным качествам, древесные гранулы обладают высокой конкурентоспособностью по сравнению с другими видами топлива. Цены на них не зависят от скачков цен на ископаемые виды топлива и на увеличивающиеся экологические налоги.

Возьмем для примера некое условное биотопливо c теплотой сгорания 4.500 Ккал / кг. (эта величина в среднем реально отражает "рабочую" теплоту сгорания древесного биотоплива ) и рассмотрим все варианты измерения со всеми соотношениями величин.

1) Измерение теплоты сгорания в Ккал / кг. Общеизвестно, что 1 (одна) калория - это количество тепла необходимое для нагрева одного грамма воды на один градус. Полностью понятный смысл данной физической величины и уже нетрудно представить, сколько же нужно тепла для нагрева ведра воды 4,500 Кал / кг. ( 4,500 Кал / кг ) - теплота сгорания килограмма нашего топлива в Калориях.

2) Измерение теплоты сгорания в МДж / кг. Системная международная тепловая единица. Физический смысл ее можно выразить лишь через калорию. 1 Калория равна 4,19 Джоуля. (4,500 Ккал/кг. * 4,19 Джоул = 18,855 МДж/кг.) - теплота сгорания килограмма нашего топлива в Джоулях.

3) Измерение теплоты сгорания в Квт/час. В энергетике электрическую и тепловую энергию принято измерять в Квт./час. 5,238 Квт. час./ кг. - теплота сгорания килограмма нашего топлива, измеренная в "электротехнических единицах". Как получилось данное значение? Если килограмм данного топлива сжечь за час, то не трудно подсчитать, какое количество энергии выделялось ежесекундно, то есть какая тепловая мощность вырабатывалась при этом. Разделим 18.855.000 Дж (см. пункт 2 ) на 3600 секунд и получим 5238 Дж/сек. т.е. 5,238 Квт.

Другая важная особенность – высокая плотность гранул. В прессе для гранулирования измельченное сырье продавливается через узкие отверстия в матрице, в результате его плотность увеличивается в среднем в шесть-семь раз. Степень уплотнения зависит от типа древесины и технологии. Так, для получения 1 тонны гранул (около 1,5 кубометров) им требуется около 7 кубометров хвойных опилок. Объем склада для хранения пеллет тем самым может быть уменьшен как минимум вдвое по сравнению со складом для древесной щепы. А что и говорить об экономии на перевозках!

Пеллеты обладают свойством сыпучести, что позволяет автоматизировать процессы сжигания в котельных и на производстве. Гранулы могут храниться в помещении котельной или в жилом доме: этот материал биологически неактивен и не создает грязи. Пеллеты содержат минимум пыли и спор, которые могут стать причиной самовоспламенения или по меньшей мере вызвать аллергическую реакцию у людей. Наконец, после сгорания от пеллет остается не более 1,5% твердого неорганического остатка – золы. «Такой параметр, как зольность, четко регламентируется национальными стандартами качества топливных гранул, существующими почти во всех европейских странах», – рассказывает Овсянко. Самые жесткие стандарты – в Германии и Австрии: зольность гранул допускается не более 0,5%.

Экология

Когда в западных изданиях говорят о преимуществах древесных гранул, в первую очередь речь идет об экологии. На сегодняшний день из всех энергоемких видов топлива самым экологически чистым является пеллетс. Конечно, сегодня в Украине мы не очень задумываемся об экологии, вспоминаем о ней только тогда, когда происходят катастрофы. На Западе об этом не только задумываются, но и наказывают, вводят экологические налоги. И наоборот, поощряют всех, кто использует экологически чистые источники энергии.

Например, за то, что семья или предприятие в Германии установит котел, работающий на топливных гранулах, государство выплачивает дотацию в размере 2500 Евро плюс 50 Евро за каждый 1 кВт котла (около 3000 Евро). Разве не стимул?

Экологические факторы:

- Уменьшение парникового эффекта Освобождаемая углекислота (CO2) в древесных гранулах обозначается как "нейтральная". Древесина освобождает столько CO2, сколько приняла во время роста (закрытый углеродный обмен). При сгорании ископаемого горючего, напротив, освобождается углекислота, собранная за миллионы лет. А это ведет к повышению содержания CO2 в атмосфере и, следовательно, к антропогенному парниковому эффекту.

- Уменьшение кислотных дождей Наряду с уменьшением выбросов углексилоты при использовании в качестве топлива древесных гранул происходит уменьшение выброса двуокиси (диоксида) серы. А это, в свою очередь, приводит к уменьшению кислотных дождей и снижению гибели леса. Используя древесину в качестве сырья, пеллетс как топливо в конечном итоге бережет наши леса!

- Уменьшение риска транспортировки Загрязнение окружающей среды такими бедами, как пролив из пробоин в нефтеналивных танкерах, аварии на газопроводах, электростанциях, в том числе АЭС, полностью исчезают при использовании пеллетса. А опасность взрывов, аварий, пролива горючего, вредных выбросов просто мизерная по сравнению с ископаемыми видами топлива.

В статье приводится сравнительный график выброса CO2 (г/кВт/ час) в атмосферу разных отопительных систем (электрических, на легком дизеле, газовых и на древесных гранулах). Причем цифры даны с учетом выброса CO2, необходимого для получения топлива. Без комментариев!

Как пример: если только одна семья из трех человек, живущая в отдельном доме, перейдет с котла, работающего на дизельном топливе, на котел с древесными гранулами, это освободит атмосферу от выбросов 5 тонн углекислоты в год, а если с газового - 2,5 тонны вредных выбросов.

pelletshop.com.ua