Wykorzystanie w kraju peletu (granulatu) do celów ciepłowniczych cieszy się coraz większym zainteresowaniem. Jednakże ceny peletu mimo łagodnego sezonu grzewczego były wysokie. Jedną z przyczyn jest wzrost cen trocin, podstawowego surowca do ich produkcji. Trociny są wykorzystywane również do wytwarzania brykietu i bezpośredniego ich spalania. Produkcja peletu jest coraz droższa również dlatego, że rosną koszty jednostkowe poszczególnych etapów jego produkcji.
Użytkownicy nowoczesnych zautomatyzowanych kotłów na pelet, którzy eksploatują je już kilka sezonów, podkreślają że wymagają one dobrego jakościowo paliwa. Natomiast jakość peletu jest ściśle skorelowana ze składem chemicznym surowca, który poddany jest procesowi kompaktowania.
Dlatego poszukuje się innych surowców, które mogłyby zastąpić trociny lignocelulozowe przy produkcji granulatu. Oczywiście prawie każdy rodzaj biomasy stałej można poddać procesowi peletyzacji. Kwestią zasadniczą są koszty jej pozyskania oraz jakość uzyskanego paliwa.
W Katedrze Hodowli Roślin i Nasiennictwa Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskim w Olsztynie prowadzi się od wielu lat badania dotyczące pozyskania biomasy roślin energetycznych: wierzby, ślazowca, miskanta i wykorzystania jej do wytwarzania peletu. Ponadto próbuje się wykorzystać do tego celu inne źródła biomasy: słomę rzepakową, nadwyżki słomy zbożowej oraz pozostałości z przemysłu spożywczego. Jednakże jak do tej pory są to rozwiązania w skali badawczej, a wdrażanie ich na skalę komercyjną zachodzi bardzo wolno.
W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki ważniejszych parametrów energetycznych peletu wytworzonego na początku sezonu grzewczego 2006 roku z biomasy: ślazowca pensylwańskiego, jednorocznych pędów wierzby krzewiastej, trocin: bukowych, sosnowych, dębowych oraz pelet z pozostałości poprodukcyjnych: jabłkowych i słonecznikowych.
Oznaczono gęstość nasypową poszczególnych peletów. Ponadto określono wilgotność metodą suszarkowo – wagową oraz zawartość popiołu metodą wagową poprzez wyprażenie biomasy w piecu muflowym. Ciepło spalania badanych paliw oznaczono w kalorymetrze IKA C2000 w oparciu o metodę izoperioboliczną. Następnie wyliczono wartość opałową poszczególnych paliw.
Gęstość nasypowa badanych peletów wynosiła średnio 580,9 kg . mp-1 (rys. 1). Najwyższą wartość tej cechy stwierdzono u peletu z drewna sosnowego 667,6 kg . mp-1, a najniższą u peletu z odpadów słonecznikowych 477,6 kg . mp-1.



Rysunek 1. Gęstość nasypowa badanych peletów
źródło: badania własne

Zawartość popiołu w badanych paliwach wynosiła średnio 1,9% s.m. (rys. 2). Zdecydowanie najniższą zawartość popiołu (0,4% s.m.) stwierdzono w pelecie wyprodukowanym z trocin okorowanego drewna dębowego, były one odpadem po produkcji parkietu. Również pelet z trocin bukowych charakteryzował się zawartością popiołu poniżej 1% s.m. W pelecie sosnowym wartość tej cechy wynosiła 1,3% s.m. Paliwa wyprodukowane z roślin energetycznych zawierały od 2,1 do 2,7% s.m. popiołu, odpowiednio dla wierzby krzewiastej i ślazowca pensylwańskiego. Najwyższą zawartość popiołu oznaczono w pelecie z odpadów słonecznikowych (3,5% s.m.)



Rysunek 2. Zawartość popiołu w badanych peletach
źródło: badania własne

Wilgotność badanych peletów wynosiła średnio 9,4% (rys. 3). Najwyższą wilgotnością charakteryzowały się pelety z odpadów jabłkowych oraz słonecznikowych (12%). Wilgotność pozostałych badanych peletów zawierała się w przedziale od 7 do 9,6%.



Rysunek 3. Wilgotność badanych peletów
źródło: badania własne

Ciepło spalania badanych peletów zawierało się w przedziale od 19,2 do 20,1 MJ . kg-1. Najwyższą wartość tej cechy stwierdzono w pelecie sosnowym oraz z odpadów słonecznikowych. Natomiast wyliczona wartość opałowa uwzględniająca zawartość wody oraz popiołu najwyższa była w pelecie dębowym 18,0 MJ . kg-1. U pozostałych paliw wartość tej cechy zawierała się w przedziale od 16,5 MJ . kg-1 w pelecie z odpadów jabłkowych do 17,8 MJ . kg-1 w pelecie z trocin bukowych.



Rysunek 4. Ciepło spalania oraz wartość opałowa badanych peletów
źródło: badania własne

Z powyższych danych widać, że jakość poszczególnych paliw była zróżnicowana. Oczywiście najlepszej jakości pelet można uzyskać produkując go z suchych trocin okorowanego drewna. Pelet z roślin energetycznych będzie z reguły charakteryzowała wyższa zawartość popiołu w porównaniu do peletu z czystych trocin. Jeszcze wyższych zawartości popiołu można się spodziewać w przypadku wykorzystania pozostałości surowców poprodukcyjnych, co przekłada się później na wartość opałową poszczególnych paliw. Jednakże wydaje się, że przy okresowym braku trocin, również inne rodzaje peletu mogą stanowić dobre ekologiczne paliwo. Dlatego też należy poważnie traktować każde źródło biomasy również tej produkowanej na gruntach rolniczych.

Źródło
  1. Grzybek A. 2004. Potencjał biomasy możliwej do wykorzystania na produkcję peletu. Czysta Energia, 6: 24-25.
  2. Kowalik P. 2003. Pelety z biomasy-paliwo przyszłości. Aeroenergetyka, 1: 36-37.
  3. Stolarski M. 2006. Wykorzystanie biomasy do produkcji pelet. Czysta energia 6(56): 28-29.
  4. Stolarski M., Szczukowski S., Tworkowski J., Kwiatkowski J., Grzelczyk M. 2005. Charakterystyka zrębków oraz peletów (granulatów) z biomasy wierzby i ślazowca jako paliwa. Problemy Inżynierii Rolniczej. 1(47): 13-22.
  5. Stolarski M., Tworkowski J., Szczukowski S. 2006. Produktywność i charakterystyka biomasy wierzby jako paliwa. Energetyka, IX: 53-56.

dr inż. Mariusz Stolarski
prof. dr hab. Stefan Szczukowski
Uniwersytet Warmińsko Mazurski w Olsztynie