zagotavljanje kakovosti lesnih goriv
[ZAGOTAVLJANJE KAKOVOSTI LESNIH GORIV] [dr. Nike Krajnc] Oblike lesnega goriva Drva • Goli, l polena, cepanica, g , okroglice, Lesni sekanci Peleti • kosi k sesekanega lesa, veliki , od 0,5 do 5 cm. • stiskanci k valjaste oblike premera 8 p mm in dolžine do 50 mm Briketi • večji č stiskanci , različnih oblik 2 Katere sekance bi raje kupili? Katere sekance bi raje kupili? Za pravilno odločitev potrebujemo več podatkov o kakovosti in ceni Smreka (iz nasada), M 35, P16 Bukev in Smreka, M 35, P16 700 kW/nm3 1000 kW/nm3 +40 % Kaj vse vpliva na kakovost lesnih goriv? Kaj vse vpliva na kakovost lesnih goriv? Tehnologija Tehnologija izdelave Skl dišč j Skladiščenje Drevesna D sestava in deli dreves Kraj izdelave Vmesno skladiščenje Vir surovine Čas izdelave Skladiščenje ob kurilnici Ohranjenost lesa Transport S Surovina i Osnovne lastnosti lesnega goriva Osnovne lastnosti lesnega goriva Vsebnost vode Vsebnost vode Porazdelitve delcev (velikosti osnovnih delcev) Porazdelitve delcev (velikosti osnovnih delcev) Delež pepela Delež pepela Energetska vrednost g Gostota nasutja Kako je s standardi Kako je s standardi • Najpomembnejše lastnosti lesnih goriv, ki jih standardi tudi podrobneje opredeljujejo so: tudi podrobneje opredeljujejo so: – dimenzije, – tržna oblika, , – vsebnost vode, – kurilna vrednost – vsebnost za človeka in okolje škodljivih onesnažil. • več kot 26 standardov na nivoju EU (veljajo tudi v SLO), ki določajo od kakovostnih razredov do postopkov ki določajo od kakovostnih razredov do postopkov jemanja vzorcev in postopkov laboratorijskih meritev j ( g j j j • Pomemben je tudi izvor lesa! (zagotavljanje trajnosti in legalnosti) Ključni standardi za proizvajalce in uporabnike Ref. oznaka Slovenski naslov SIST EN 14588:2010 Trdna biogoriva ‐ Terminologija, definicije in opisi SIST EN 14961‐1:2010 Trdna biogoriva ‐ Specifikacije goriv in razredi ‐ 1. del: Splošne zahteve SIST EN 14961‐2:2011 SIST EN 14961‐3:2011 SIST EN 14961‐4:2011 SIST EN 14961‐5:2011 SIST EN 14961 6:2012 SIST EN 14961‐6:2012 SIST EN 15234‐1:2011 SIST EN 15234‐2:2012 SIST EN 15234‐3:2012 SIST EN 15234‐4:2012 SIST EN 15234‐5:2012 SIST EN 15234‐6:2012 Datum objave Trdna biogoriva ‐ Specifikacije goriv in razredi ‐ 2. del: Lesni peleti za neindustrijsko uporabo Trdna biogoriva ‐ Specifikacije goriv in razredi ‐ 3. del: Lesni briketi za neindustrijsko uporabo Trdna biogoriva ‐ Specifikacije goriv in razredi ‐ Trdna biogoriva Specifikacije goriv in razredi 4. del: Lesni sekanci za 4 del: Lesni sekanci za neindustrijsko uporabo Trdna biogoriva ‐ Specifikacije goriv in razredi ‐ 5. del: Drva za neindustrijsko uporabo Trdna biogoriva ‐ Specifikacije goriv in razredi ‐ 6. del: Nelesni peleti za neindustrijsko uporabo Trdna biogoriva ‐ Zagotavljanje kakovosti goriv ‐ 1. del: Splošne zahteve Trdna biogoriva ‐ Zagotavljanje kakovosti goriv ‐ 2. del: Lesni peleti za neindustrijsko uporabo j p Trdna biogoriva ‐ Zagotavljanje kakovosti goriv ‐ 3. del: Lesni briketi za neindustrijsko uporabo Trdna biogoriva ‐ Zagotavljanje kakovosti goriv ‐ 4. del: Lesni sekanci za neindustrijsko uporabo T d bi Trdna biogoriva i ‐ Zagotavljanje kakovosti goriv ‐ Z t lj j k k ti i 5. del: Drva za neindustrijsko 5 d l D i d t ij k uporabo Trdna biogoriva ‐ Zagotavljanje kakovosti goriv ‐ 6. del: Nelesni peleti za neindustrijsko uporabo 1.12.2010 1.3.2010 1.9.2011 1.9.2011 1.9.2011 1.6.2011 1 3 2012 1.3.2012 1.6.2011 1.3.2012 1.3.2012 1.3.2012 1.3.2012 1.3.2012 1. Terminologija, opisi, definicije 1. Terminologija, opisi, definicije • Največja iluzija pri sporazumevanju je, da smo se sporazumeli! j j j p p j j , p • Kaj moramo opredeliti – o čem se moramo dogovoriti: – – – – Merske enote Vsebnost vode/vlažnost / Strošek prevoza (ali cena vključuje ta strošek?) Obračunska enota (kW, t (katera tona), m3 (kateri?) Prostorninske enote Hlod (okrogli les) goli 1 m3 PROSTORNINA LESNEGA GORIVA JE ODVISNA OD OBLIKE, VELIKOSTI, HOMOGENOSTI IN RAZPOREDITVE POSAMEZNIHK KOSOV LESA Sekanci S k i 2,9 nm3 Metrska polena, okroglice, cepanice 1,4 prm = = Kubični meter (m3) je prostornina lesa brez vmesnih, praznih prostorov (prostornina kocke s stranicami 1 m). Uporablja se kot mera za okrogli les. Prostorninski meter (prm) je skladovnica (velikosti kocke s stranicami 1 m) zloženih kosov lesa vključno z zračnimi vmesnimi prostori. Uporablja se kot mera za polena, cepanice in okroglice. Nasuti meter (nm3) je nasutje manjših kosov lesa (drva, sekanci, žagovina itd.) v zaboju s prostornino 1m3. Uporablja se kot mera za sekance in polena. 9 Energetski ekvivalenti Primer faktorjev za lesne sekance G30* (Vir: Austrian Energy Agency). Ekvi. Sveža Suha w (%) Nasutje OKL snov snov 3 nm3 m t t Sekanci 1 0,400 0,256 0,167 (G30, mešan les iglavcev 2,500 1 0,641 0,417 35 % in listavcev) 3,906 1,560 1 0,650 5 988 5,988 2 398 2,398 1 538 1,538 1 1,233 0,493 0,316 0,191 0,342 0,137 0,088 0,053 Kurilnost Enote MWh 0,811 2,028 3,165 5 235 5,235 1 0,278 GJ 2,921 7,302 11,393 18 846 18,846 3,600 1 nm3 m3 t t MWh GJ *G30 je velikostni razred sekancev, skladno z avstrijskem standardom: ÖNORM M7133: 1998 (večina delcev je velikost med 16–2,8 mm, delcev pod 1 mm je lahko največ 4 %, do 20 % je lahko delcev pod 2,8 mm, največja dovoljena dolžina delcev je 8,5 cm). Primer faktorjev za polena (Vir: Austrian Energy Agency). w (% ) Nasutje Zlož ena Zložena polen a polena (25 –3 0cm) P olena ( trd i listavci) 20 % ( 1m) Ekvi. O KL Sveža snov Suha sn ov Kurilnost nm 3 prm prm m3 t t MWh GJ 1 1,1 80 1,4 30 2,0 00 2,7 40 3,4 25 0,7 09 0,1 97 0 ,84 7 1 0 ,82 4 1 ,17 6 1 ,61 0 2 ,01 2 0 ,41 7 0 ,16 6 0 ,69 9 1 ,21 4 1 1 ,42 9 1 ,95 3 2 ,44 5 0 ,50 6 0 ,14 1 0 ,50 0 0 ,85 0 0 ,70 0 1 1 ,37 0 1 ,71 2 0 ,35 4 0 ,09 8 0,3 65 0,6 21 0,5 12 0,7 30 1 1,2 50 0,2 59 0,0 72 0,2 92 0,4 97 0,4 09 0,5 84 0,8 00 1 0,2 00 0,0 56 1,411 2,398 1,975 2,822 3,864 5,000 1 0,278 5,0 79 8,6 34 7,1 11 10,158 13,911 18,000 3,6 00 1 Enote nm 3 p rm p rm m3 t t MW h GJ W 35, G 30 W 35, G 30 W 35 G 30 Smrekka w= 50 % Smrekka w= 20 % Velik. delcev Bukeev w= 50 % Bukeev w= 20 % Velikost deelcev (G 50) Drevesne vrste Velikost deelcev (G 35) Bukev Meehki listavci Rast dreves Smreka Smreka ‐ hitra rast Smreka ‐ norrmalna rast 1200 Smreka ‐ počasna rast kW h/nm3 Kaj vpliva na energ. vrednost lesa? Vsebnost vode 1000 800 600 400 200 0 Primerjava kurilnih vrednosti Primerjava kurilnih vrednosti p Topol Jelka Smreka Jelša Vrba Bor Macesen Breza Hrast Jesen Gaber Rubinija Bukev 0 20 40 primerjava po teži 60 80 primerjava po volumnu 100 120 2. Standardi za posamezne oblike lesnih goriv Standardi za polena (SIST EN 14961‐5:2011 ) Razred Enote Vir lesne biomase Drevesne vrste 1 cm Dolžina (L) cm Vlažnost lesa (U)*1 % kosov Cela drevesa iz gozdov Deblovina Sečni ostanki Se določi po dogovoru Cela drevesa iz gozdov Deblovina Sečni ostanki D2 ≤ 2 D5 2≤D≤5 D10 5≤D≤10 D15 10≤D≤15 D15+ > 15 L20 ≤ 20 L25 ≤ 25 L33 ≤ 33 L50 ≤ 50 L100 ≤ 100 W ‐% sveže snovi snovi w‐% suhe snovi prm nm3 t t Vsebnost vode ((M)* ) 1 B 1 2 Deblovina Neonesnaženi lesni ostanki Premer (D) Obračun po masi ali volumnu volumnu Delež cepljenih kosov Površina reza A D15 ≤15 D15+ > 15 L33 ≤ 33 L50 ≤ 50 L100 ≤ 100 M20: w ≤20 % M25: w ≤25 % M25: w ≤25 % M35: w ≤35 % U25 ≤ 25 U33 ≤ 33 U33 ≤ 33 U54 ≤ 54 Navedejo se enote za trgovanje ≥ 90 ≥ 50 Raven in gladek rez*2 Ni zahtev Ni zahtev Ni zahtev Če je delež lesa s trohnobo večji (≥ 10 %), je treba to navesti navesti. Delež lesa s ž % kosov 0 % ≤ 5 Kot dodatni indikator trohnobo lahko navedemo tudi kurilnost ali gostoto nasutja. Opombe: *1 pri drveh je treba navajati tako vsebnost vode kot tudi vlažnost lesa *2 rez z motorno žago se jemlje kot raven in gladek rez Standardi za sekance EN 14774–1:2009 Vsebnost vode EN 14774–1:2009 EN 15149 1 2010 EN 15149–1:2010 Porazdelitev delcev EN 15149–2:2010 Delež pepela EN 14775:2009 Kalorična vrednost EN 14918:2009 Gostota nasutja EN 15103:2009 Osnovne zahteve Osnovne zahteve EN 14961 EN 14961 Trdna biogoriva–Metode določevanja vlage–Metoda sušenja v peči–1. del: Celotna vlaga–Referenčna metoda T d bi Trdna biogoriva–Metoda določevanja vlage–Metoda i M d d l č j l M d sušenja v peči–2. del: Celotna vlaga– Poenostavljena metoda Trdna biogoriva–Metode določanja porazdelitve velikosti delcev–1. del: Nihalna zaslonska metoda elikosti delce 1 del Nihalna aslonska metoda z uporabo sita z odprtinami 3,15 mm in več Trdna biogoriva–Metode določanja porazdelitve velikosti delcev–2. del: Vibracijska zaslonska metoda z uporabo sita z odprtinami 3,15 mm in metoda z uporabo sita z odprtinami 3 15 mm in manj Trdna biogoriva–Metoda določevanja pepela Trdna biogoriva–Metoda za ugotavljanje kalorične vrednosti d ti Trdna biogoriva–Metode za določevanje prostorninske mase Trdna biogoriva–Specifikacije goriv in razredi–1. del: Osnovne zahteve Kakovostni razredi za sekance ‐SIST EN 14961‐3:2011 V ir lesne biomase V elikost delcev Vsebnost vode (M) Vsebnost pepela Kuriln ost, q (kot dobljeno) Gostota nasutja – BD (kot dobljeno) Mejne vredn j osti za vsebn osti : N, S, Cl Mejne vredn osti za vsebn b osti ti : As, Cd, C r, C u, Pb, Hg, Ni, Zn Razred A B 1 2 C ela d revesa iz gozd ov D eb lovin a Sečn i ostanki Kemi čno n eobd elani lesni ostan ki mm w‐% suhe o sn ove (MJ/kg kWh/kg) kg/n m 3 mg/kg g/ g suh e o sn ove 2 C ela drevesa iz n asadov in u rejan ja kraji ne Kem ično n eobd elani lesni ostanki Stran ski pro izvodi in ostanki lesne indu strije Odslužen les Velikostni razred (P16 A, P16 B, P31,5, P45) se določi glede na zahteve, predstavljene v preglednici o velikostnih razredih W ‐% % suhe % h o sn ove 1 M10: w ? 10 % M25: w ? 25 % M35: w ? 35 % Se določi po dogovoru A1,0: ? 1,0 % A1,5: ? 1,5 % A3,0: ? 3,0 % Q13,0: ? 13,0 Q3,6: ? 3,6 Q11,0: ? 11,0 Q3,1: ? 3,1 Se določi po dogovoru B D150: ? 150 B D200: ? 200 BD150: ? 150 BD200: ? 200 Se določi po dogovoru N1,0: , ? 1,0 , S0,1: ? 0,1 Cl0,05: ? 0,05 As ? 1 Cd ? 2,0 Cr ? 10 C ? 10 Cu Pb ? 10 Hg ? 0,1 N i ? 10 Zn ? 100 Velikostni razredi Velikostni razredi Velikostni razredi lesnih sekancev, primernih za rabo v manjših kotlih (EN 14961‐4:2011) Glavna frakcija ‐ minimalno 70 % mase Fina frakcija v % (delci pod 3,15 mm) P 16 A 3,15 mm ≤ P ≤ 16 mm ≤12 % Groba frakcija v % – največja dolžina in presek delcev ≤ 3 % delcev nad 16 mm, največja dovoljena velikost 31,5 mm, največji presek delca 1 cm2 P16 B P16 B 3,15 mm ≤ P ≤ 3,15 mm ≤ P ≤ 16 mm 16 mm ≤12 % % P31,5 8 mm ≤ P ≤ 31,5 mm ≤8 % P 45 A 8 mm ≤ P ≤ 45 mm ≤8 % ≤ 3 % delcev nad 45 mm, največja dovoljena velikost 120 mm, dovoljena velikost 120 mm, največji presek delca 1 cm2 ≤ 6 % delcev nad 45 mm, največja dovoljena velikost 120 mm, največji presek delca 2 cm2 ≤ 6 % delcev nad 63 mm, največ ≤ 6 % delcev nad 63 mm največ 3,5 % delcev večjih od 100 mm, največja dovoljena velikost 120 mm, največji presek delca 5 cm2 Gostota nasutja sekancev Gostota nasutja sekancev Vsebnost vode V b t d 8‐18 Enota 160‐180 kg/nm3 Gostota nasutja ‐ iglavci Razred ‐ BD BD 150 225‐250 kg/nm3 Gostota nasutja ‐ listavci Razred ‐ BD BD 200 BD‐ bulk density oziroma gostota nasutja 18‐25 25‐35 35‐45 180‐200 BD 150 250‐280 BD 200 200‐225 BD 200 280‐320 BD 200 225‐270 BD 200 320‐380 BD 200 Voda v lesu Voda v lesu je izražena kot odstotek, ki se izračunava z naslednjima dvema formulama: ` Vlaga na suhi osnovi ÆVLAŽNOST u (%) Izraža maso vode v lesu glede na maso sušilnično suhega lesa. ` Vlaga na vlažni osnovi Æ Vlaga na vlažni osnovi Æ VSEBNOST VODE w (%) VSEBNOST VODE w (%) Izraža maso vode v lesu glede na maso svežega lesa. To mero uporabljamo p pri trženju lesnega goriva. j g g Kjer je: mw = masa svežega lesa (kot dobljeno) m0 = masa sušilnično suhega lesa Voda v lesu Stanje lesa Sveže iz gozda Skladiščeno nekaj mesecev Skladiščeno čez poletje Vsebnost vode 50 – 60 % Kurilnost (HU) 2,0 kWh / kg 25 – 35 % 3,4 kWh / kg 15 – 25 % 4,0 kWh / kg Vsakih 10 % vode zmanjša kurilno vrednost za 12 %. Če kurimo gozdno suh les porabimo 1/4 energije uskladiščene v lesu za izparevanje vode! 20 Sušenje polen 90 80 70 Vlažnostt 60 Senca/pokrito 50 Senca/nepokrito 40 Sonce/pokrito 30 Sonce/nepokrito 20 10 0 Okt Nov Dec Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul 100 Avg Sep Okt Nov 90 Vla ažnost 80 70 60 Okroglica 50 Polovica 40 Četrtina 30 Sredica 20 10 0 21 Okt Nov Dec Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Avg Sep Okt Nov Preverjanje in zagotavljanje kakovosti Preverjanje in zagotavljanje kakovosti • Spremljanje izvora surovine • Meritve nekaterih parametrov na terenu (vsebnost vode) M it k t ih t t ( b t d ) • Laboratorijske meritve (pomemben je način jemanja vzorcev – reprezentativni vzorec) p ) 3. STANDARDI ZA ZAGOTAVLJANJE KAKOVOSTI LESNIH GORIV LESNIH GORIV Zagotavljanje kakovosti trdnih biogoriv (SIST EN 15234 EN 15234‐1:2011) 1:2011) Splošni namen tehnične specifikacije je zagotavljanje kakovosti trdnih biogoriv v celotni oskrbovalni verigi (SCM) ‐ od izvora do dostave – ter zagotoviti ustrezno zaupanje, da so opredeljene kakovostne zahteve izpolnjene. Oskrbovalna veriga trdnih biogoriv: Surovina Identifikacija in Identifikacija in zbiranje surovin Proizvodnja in/ali priprava trdnih biogoriv Prodaja in dostava trdnih biogoriv Aktivnosti v oskrbovalni verigi, ki so predmet SIST k kb l k d EN 15234‐1:2011 Prevzem trdnih biogoriv pri pri končnem uporabniku Končni uporabnik Obrat za sežig ali drug obrat za predelavo V RAZMISLEK V RAZMISLEK Sečni ostanki Biomasni logistični centri Sečni ostanki Sečni ostanki • Problem je siromašenje gozdnih tal – iznos hranil (podobno kot steljarjenje) • V primeru “drevesne metode” – poškodbe stoječega drevja in tal • Pomembna je nadaljnja logistika – izdelava sekancev • Izdeluje se zelene sekance Zeleni sekanci – imajo večji delež organske snovi (listi, iglice), visoko vsebnost vode, več finih delcev • Pomemben je dogovor o kakovosti sekance s kupcem • Sekanci se lahko skladiščijo največ do 30 dni – Sekanci se lahko skladiščijo največ do 30 dni proces gnitja in proces gnitja in kompostiranja p j j p j • V vsakem primeru je smotrnejši prevoz sekancev kot vejevine • Prevoz vejevine – zgolj s specialnimi prikolicami Tehnologije Problem skladiščenja Problem skladiščenja Velik kost prostora v m3 25 20 15 10 5 0 Kurilno K il olje Premog P Lesni L i peleti Drva Drva Sekanci Zeleni D D S k i Z l i zložena nasuta (w=35 %) sekanci (w=20 %) (w=20 %) (w=50 %) Pi Primerjava j za proizvodnjo i d j 10 MWh energije ij Biomasni logistični centri Biomasni logistični centri Prostor za sušenje okroglega lesa Pokrita hala za prisilno sušenje sekancev Področje za izdelavo polen in sekancev PRIMERI DOBRE PRAKSE Gozdarski inštitut Slovenije Prej: • 50.000 L kurilnega olja = 42.500 € Danes: 600 nm3 lesnih sekancev l h k • =21.200 € Razlika v stroških goriva 21 Razlika v stroških goriva 21.300 .300 € 300 €/leto Investicija 16 Investicija 164 4.000 .000 € € Doba vračanja investicije je ocenjena na 8 let, Doba vračanja investicije je ocenjena na 8 let oba vračanja investicije je ocenjena na 8 let, let,, prihranimo 110 prihranimo 110 t t CO CO2 Kurilnica na GIS Kurilnica na GIS 220 kW kotel – proizvajalec Fröling Začetek delovanja december 2011 Predvidena letna poraba sekancev – do 600 nm3 Plačilo po proizvedeni toploti in ne po količini dostavljenih sekancev R d i Redni monitoring i i kakovosti sekancev, emisij dimnih plinov, k k i k i ij di ih li proizvedene toplote in količine pepela – kmalu on‐line • Zalogovnik za sekance – 90nm3 • • • • • Količina dostavljenih sekancev Količina dostavljenih sekancev Proizvedena toplota Količina pepela Povprečna vsebnost vode Povprečna "energetska vrednost" Količina pepepla Leto 2011 Leto 2012 450 490 256,3 367 437 698 48 25 0,57 0,74 0,97 1,4 nm3 MWh kg % MWh/nm3 kg/nm3 Analiza sekancev na GIS Analiza sekancev na GIS 60 350 Vlažžnost (w) v % 250 40 200 30 150 20 100 10 50 0 0 Gostota nasutja (kg/m3) Vlažnost (w %) Gostotaa nasutja (kg/m3 3) 300 50 Sejalne analize Sejalne analize 100 90 <0,25 mm 80 0,25‐0,5 mm 0,5‐ 1mm Delež (%)) 70 1 ‐2 mm 60 2‐2,8 mm 50 2,8 ‐3,15 mm 3,15 ‐8 mm 40 8 16 mm 8 ‐16 mm 30 16‐31,5 mm 20 100‐31,5 mm >100 mm 10 0 Vzorec 1 Vzorec 2 Vzorec 3 Vzorec 4 Vzorec 5 Vzorec 6 Vzorec 7 Vzorec 8 Vzorec 9 Vzorec 10 Sekanci so večinoma v razredu P16 ali P31 5 Sekanci so večinoma v razredu P16 ali P31.5 AVG Posamezna sejalna analiza Posamezna sejalna analiza Informacije • Veliko gradiva v slovenskem in tujih jezikih je dostopne na: g j j j p – http://www.biomasstradecentre2.eu – http://www.gozdis.si/ Vse današnje prezentacije so že na obeh omenjenih naslovih • Po predavanjih bo možen ogled kotlovnica in laboratorija • p p j p g p Med odmorom in po predavanjih si lahko pogledate tudi ponudbo nekaterih podjetji (v preddverju GIS) • Nekatera literatura je dostopna v tiskani obliki Nekatera literatura je dostopna v tiskani obliki www. BiomassTradeCentre2.eu Hvala za pozornost Nike.krajnc@gozdis.si
© Copyright 2024