1

www.bioenergy4business.eu

Domowe kotły na biomasę dla potencjalnych użytkowników/inwestorów

2

Copyright Bioenergy4Business 2015Cover photo provided by ProPellets, www.propellets.at

Projekt fundowany z : LCE 14 2014 Support Programme „Market uptake of existing and emerging sustainable bioenergy“ jako część programu Horizon 2020. Wszystkie publikacje tego projektu odzwierciedlają wyłącznie poglądy autorów. Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialności za wykorzystanie informacji. Konsorcjum członków projektu Bioenergy4Business nie ponoszą odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody, włączając w to bez ograniczeń bezpośrednie, wyjątkowe, pośrednie, które mogą wynikać z użycia tych materiałów.

3

Spis treści

Księga 1. O projekcie Bioenergy4Business (B4B) 4

Księga 2. Obiecujące sektory rynku 5

Księga 3. Biomasa dla domowych instalacji grzewczych 5

Księga 4. Kotły na biomasę 6Proces spalania biomasy 7Kotły na pelety 10Kotły na zrębki drzewne 11

Księga 5. Rodzaje paliwa i obsługa kotłów 11Pelety drzewne 11Zrębki drzewne 12

Księga 6. Planowanie i instalacja 12Wymiarowanie 13Wybór odpowiedniego kotła 14

Księga 7. Przykłady 15Ex1: Rumunia – Kocioł na pelety w szkole technicznej w Carasan 15Ex2: Bułgaria – Domowy kocioł biomasowy w przedszkolu Elhitsa 15Ex3: Grecja – Zamiana paliwa do ogrzewania w Komotini Paper Mill S.A. 16Ex4: Chorwacja – Domowy kocioł na biomasę w fabryce soli Solana Pag 16Ex5: Polska – Domowy kocioł na biomasę w zespole szkół w Siedlinie 17Ex6: Ukraina – Konstrukcja 7MW kotłowni na zrębki drzewne w Kniazhychi 17Ex7: Dania – Zmiana paliwa w gospodarstwie Sindballegard 18

Księga 8. Kontakty i źródła 19Kontakty 19Źródła 19

4

1. O projekcie Bioenergy4Business (B4B)

Bioenergy4Business (B4B) jest projektem finansowanym w ramach programu Horyzont 2020 Unii Europejskiej. B4B wspomaga i promuje całkowite lub częściowe zastępowanie paliw kopalnych, (takich jak węgiel, olej opałowy, gaz) wykorzystywanych na cele grzewcze, biomasą (np. produktami ubocznymi przemysłu drzewnego, biomasą leśną, peletami, słomą lub innymi produktami pochodzenia rolniczego) w Unii Europejskiej oraz poza nią.

Główne cele projektu są następujące:

• Identyfikacja najbardziej obiecujących segmentów rynku, dla których zalecane jest zastąpienie paliw kopalnych biomasą,

• Przygotowanie strategii i modeli biznesowych,• Przekazywanie know-how dostawcom i użytkownikom biomasy,• Szkolenie deweloperów, doradców i pracowników firm energetycznych w zakresie oceny i rozwoju

projektów energetycznego wykorzystania biomasy (dla obiektów zasilanych z sieci ciepłowniczej oraz dla obiektów z własnymi kotłowniami),

• Przekonanie interesariuszy o możliwościach, jakie niosą za sobą lokalne bioenergetyczne łańcuchy wartości,

• Uświadomienie decydentów w zakresie środków i metod przyśpieszających wdrażanie bioenergetycznych technologii.

Projekt B4B przyczyni się do współpracy pomiędzy decydentami a rynkiem, wspierając tworzenie sprzyjającego otoczenia, które stosując biznesowe i finansowe modele wraz ze starannym planowaniem i realizacją, ma ułatwiać przejście na ogrzewanie biomasą w domowych, lokalnych i sieciowych instalacjach grzewczych.

Bioenergy4Business zrzesza partnerów z 12 państw członkowskich UE oraz z Ukrainy. 11 z tych partnerów (AT, DE, BG, CR, FI, GR, NL, PL, RO, SK oraz UA , oprócz BE i DK) to kraje docelowe, które od stycznia 2015 roku do sierpnia 2017 roku będą przeprowadzać specjalnie przygotowane działania dla najbardziej obiecujących sektorów rynku ciepłowniczego.

Kontakt

Aby uzyskać dalsze informacje dotyczące projektów opisanych w broszurze, skontaktuj się z zespołem projektowym lub odwiedź naszą stronę internetową www.bioenergy4business.eu

5

2. Obiecujące sektory rynku

3. Biomasa dla domowych instalacji grzewczych

Jest wiele powodów, dla których warto stosować biomasę do celów grzewczych. W skrócie, jest to przyjazne środowisku, konkurencyjne cenowo i dostępne lokalnie paliwo. W ciągu ostatnich 20 lat nastąpił rozwój wysoko efektywnych kotłów na biomasę, czystych i przyjaznych w obsłudze, które są obecnie jednymi z częściej wybieranych rodzajów instalacji grzewczych. Systemy wsparcia pomogły w wywołaniu rozwoju technologicznego systemów biomasowych.

Obecnie kotły na biomasę opalane są wysokiej jakości paliwami drzewnymi, takimi jak pelety, zrębki czy pozostałości rolnicze i poprodukcyjne. Automatyczne systemy zasilające i kontrolujące sprawiają, że korzystanie z tych paliw jest tak wygodne, jak używanie porównywalnych paliw kopalnych. Współczesne systemy nadzoru spalania oraz technologie oczyszczania przewodów kominowych skutkują niższymi emisjami spalin w porównaniu do kotłów

gazowych lub olejowych.

Istnieją duże różnice w wykorzystywaniu bioenergii wśród wszystkich państw członkowskich UE. Państwa zachodnie oraz północne są liderami w wykorzystywaniu tych technologii od dekad, pomimo że państwa wschodnioeuropejskie charakteryzują się ogromnym potencjałem w postaci lokalnych zasobów biomasy i dużego zapotrzebowania na ciepło (Tabela 1). Wykorzystanie bioenergii w celu ogrzewania dużych budynków (np. szkół, szpitali, budynków użyteczności publicznej) jest utrzymującym się trendem w całej Europie, a rynek domowych instalacji grzewczych opartych na biomasie szybko wzrasta. Moc kotłów biomasowych waha się od kilku kilowatów (kW) dla domów lub innych małych budynków, do jednostek o mocy megawatów (MW) w dużych systemach ciepłowniczych.

Partnerzy projektu zidentyfikowali następujące najbardziej obiecujące segmenty rynku, w których potencjał energetycznego wykorzystania biomasy jest największy:

6

Współczesne kotły na biomasę mogą pracować ze sprawnością porównywalną do nowoczesnych kondensacyjnych kotłów gazowych. Są one powszechnie stosowane w wielu europejskich krajach, szczególnie w Austrii, Szwecji i Finlandii. Obecnie dostępnych jest wiele kotłów biomasowych opalanych różnymi paliwami, o zróżnicowanych mocach i stopniach automatyzacji.

Kotły na biomasę mogą być sklasyfikowane

według rodzaju opalanego paliwa (np. drewno, zrębki drzewne, pelety). Zazwyczaj są one zaprojektowane dla konkretnego rodzaju paliwa, w czasie kiedy inne rodzaje mogą być spalane mniej efektywnie.

Większość współczesnych kotłów na biomasę to urządzenia zautomatyzowane, a paliwo podawane jest automatycznie z magazynu, za pomocą przenośnika ślimakowego lub hydraulicznego. Zapłon paliwa następuje w

4. Kotły na biomasę

Rysunek 1. Średnioroczna temperatura minimalna w strefach klimatycznych Europy [1]

7

komorze spalania, a kontrolowany przepływ tlenu zapewnia efektywne i całkowite spalanie. Gorące spaliny doprowadzane są do powierzchni wymiennika ciepła w celu podgrzewu wody. Gorąca woda może być wykorzystywana bezpośrednio lub może być przechowywana w zbiornikach wodnych (np.

w zasobniku buforowym). Zasobnik buforowy pomaga pokryć zapotrzebowania w czasie obciążenia szczytowego i prowadzi do stałej i energetycznie efektywnej pracy kotła, ponieważ ma on mniej, ale dłuższe okresy pracy. Kotły biomasowe są tak sterowne jak współczesne kondensacyjne kotły gazowe: istnieje możliwość nastaw według indywidualnych potrzeb, zarówno na potrzeby centralnego ogrzewania, jak i ciepłej wody użytkowej.

Proces spalania biomasy

Podstawowa zasada działania wszystkich kotłów na biomasę jest taka sama. Rysunek 2 pokazuje cztery etapy procesu spalania biomasy.

Zapłon biomasy w kotle zwykle odbywa się przez ogrzewanie elektryczne lub suszenie strumieniem gorącego powietrza na ruszcie i późniejszy proces ogrzewania aż do uzyskania temperatury zapłonu (około 400°C).

W pierwszym etapie procesu, komora spalania

musi być rozgrzana, kiedy biomasa zostaje podana na ruszt - kotły na biomasę zazwyczaj zawierają jakiś materiały ogniotrwały, aby to ułatwić. Kotły przeznaczone do użytkowania biomasy o wysokiej zawartości wilgoci wyposażone są w większą ilość wykładzin ogniotrwałych.

Rysunek 2. Cztery etapy spalania biomasy [2]

Rysunek 3. Budowa współczesnego kotła na biomasę, z wiatrakiem i sondami lambda. Jako przykład podano kocioł Guntamatic Powerchip [3]

“Kotły biomasowe są tak sterowne jak współczesne kondensacyjne kotły gazowe: istnieje możliwość nastaw według indywidualnych potrzeb, zarówno na potrzeby centralnego ogrzewania, jak i ciepłej wody użytkowej.”

8

Większość energii zawartej w biomasie zostaje uwolniona w czwartym etapie spalania, kiedy gazy uwolnione w trzecim etapie zostają spalone. Jest to głównie mieszanka tlenku węgla i wodoru, spalanych w wysokich temperaturach.

Oddzielne sterowanie powietrzem pierwotnym (nad rusztem) i powietrzem wtórnym (spalanie gazów) umożliwia uzyskanie wysokich temperatur i turbulencji w komorze spalania (aby zapewnić całkowite utlenianie gazów z biomasy), przy czym temperatura na ruszcie jest znacznie niższa. Zawartość tlenu w komorze spalania jest zwykle monitorowana przez sondę lambda, aby zminimalizować powstawanie sadzy, CO i NOx, oraz aby zmaksymalizować sprawność cieplną.

Bardzo istotnym czynnikiem jest poziom wilgoci w biomasie. Zbyt wysoka zawartość wody w paliwie może prowadzić do niecałkowitej gazyfikacji, czego skutkiem jest ciemny dym oraz gromadzenie się smoły. Można uniknąć nagromadzania się smoły na wymiennikach ciepła lub w komorze spalania przez pracę w stosunkowo wysokich temperaturach.

Efektywne i całkowite spalanie jest niezbędne, aby biomasa była wykorzystywana jako paliwo przyjazne środowisku. Aby zapewnić wysoki poziom efektywności energetycznej, proces spalania powinien więc być całkowity, w celu

uniknięcia tworzenia się nieprzyjaznych dla środowiska związków, takich jak niespalone gazy i miał węglowy.

Podstawowymi warunkami pozwalającymi zapewnić całkowite spalanie są:

• Odpowiednia mieszanka biomasy i tlenu w kontrolowanych ilościach – właściwy współczynnik nadmiaru powietrza (należy użyć 1,4 razy więcej powietrza, niż jest to teoretycznie wyliczone, w celu zapewnienia całkowitego spalania);

• Prawidłowy rozdział powietrza pierwotnego i wtórnego poprzez poprawną regulację ciśnienia powietrza i usytuowanie dysz powietrza;

• Prawidłowa konstrukcja komory spalania, gdzie biomasa jest suszona, nagrzewana, spalana i skąd ostatecznie jako popiół jest usuwana. 75-80% energii z biomasy spalane jest w postaci substancji lotnych w komorze spalania, a pozostałe 20-25% pozostaje na ruszcie w postaci węgla.

Zamknięte układy pieców i kotłów na biomasę wymagają zastosowania wkładów kominowych ze względu na ryzyko powstawania nalotów smoły (będące skutkiem bardziej zagęszczonego dymu i wyższej zawartości wilgoci w gazach wylotowych). Komin może być wyłożony ogniotrwałym betonem lub wkładami ze stali nierdzewnej. Każdy komin musi być wyłożony w celu ochrony cegieł przed zniszczeniem oraz w celu zapobieżenia powrotu spalin do komory spalania (co może spowodować realne ryzyko pożarowe). Krajowe prawo budowlane wymaga i specyfikuje minimalną wysokość przewodu kominowego. Jeżeli zostanie zainstalowany automatyczny system czyszczenia komina, czas

“Efektywne i całkowite spalanie jest niezbędne, aby biomasa była wykorzystywana jako paliwo przyjazne środowisku.”

9

przestoju i konserwacji kotła znacznie się skraca: w takiej sytuacji ręczne oczyszczanie komina należy przeprowadzać tylko co sześć miesięcy, zamiast co tydzień. System taki zbudowany jest z szeregu dysz, które w regularnych odstępach czasowych wydmuchują powietrze pod ciśnieniem zapobiegając osadzaniu się sadzy podczas pracy kotła.

Jeżeli dopływ powietrza do kotła jest niewystarczający, kocioł może wytworzyć podciśnienie w pomieszczeniu, w którym się znajduje. Brak tlenu w komorze spalania powoduje niecałkowite spalanie i uwolnienie tlenku węgla, który rozchodząc się po pomieszczeniu tworząc toksyczną atmosferę, szkodliwą dla osób znajdujących się w budynku.

Raz w roku powinno się przeprowadzić całościową inspekcję kotła przez upoważnionego specjalistę. Użytkownik powinien przeprowadzać regularne oględziny urządzenia, opróżniać pojemnik na popiół, smarować łożyska wentylatora i ręcznie czyścić przewód kominowy.

Najczęściej spotykanymi rodzajami palników w kotłach na biomasę są palniki rynnowe, retortowe oraz z rusztem schodkowym.

Palniki rynnowe mają niewielki ruszt o prostej konstrukcji. Ruszt jest przymocowany

bezpośrednio do końca podajnika ślimakowego ( jak pokazano na Rysunku 4). W kotłach takich zazwyczaj spala się zrębki drzewne o małej zawartości wilgoci oraz pelety. Dla tego typu kotłów istnieje ryzyko zapalenia się paliwa wzdłuż podajnika ślimakowego aż do zbiornika

na biomasę. Można temu zapobiec opróżniając podajnik po wyłączeniu kotła lub instalując zawory klapowe.

Kotły z palnikami retortowymi mają inną budowę. Paliwo podawane jest do komory spalania od spodu przez podajnik ślimakowy (tak jak pokazano na Rysunku 5). Dzięki zastosowaniu takiej technologii, system podajnikowy nie musi być opróżniany po wyłączeniu kotła. Kotły z palnikami retortowymi wykorzystywane są do spalania peletów drzewnych i zrębek o niskiej wilgotności.

Rysunek 4. Palnik rynnowy [2]

Rysunek 5. Palnik retortowy [2]

“Raz w roku powinno się przeprowadzić całościową inspekcję kotła przez upoważnionego specjalistę.”

10

Kocioł z rusztem schodkowym może być opalany wieloma rodzajami paliwa. Ważną cechą kotłów tego rodzaju jest ich duża tolerancja na wysoką wilgotność wsadu - dzieje się tak dzięki zastosowaniu ogniotrwałych wykładzin, umożliwiających suszenie mokrego paliwa. Spalane w tym kotle zrębki drzewne mogą się charakteryzować wilgotnością sięgającą 55%.

Kotły z rusztem schodkowym wymagają dużo miejsca ze względu na swoją budowę. Posiadają wiele wentylatorów wspierających optymalne dostarczanie powietrza do poszczególnych stref

spalania ( jak pokazano na Rysunku 6).

Kotły na pelety

Kotły na pelety charakteryzują się wysokim poziomem automatyzacji. Patrząc na sposób utrzymania i eksploatacji są one bardzo podobne do kotłów na paliwa kopalne - z tego względu wielu producentów konkuruje ze sobą na rynku.

Pelety są zazwyczaj podawane automatycznie do

kotła ze zbiornika na biomasę poprzez podajnik ślimakowy i lej. Często kocioł oraz zbiornik na pelety znajdują się w różnych pomieszczeniach, aby ograniczyć ryzyko pożaru oraz z innych względów bezpieczeństwa.

Kotły na pelety są zazwyczaj zaprojektowane do spalania konkretnych rodzajów tego paliwa o określonej jakości. W Europie, jakość peletów definiowana jest przez system certyfikacji

Rysunek 7. Przykład współczesnej kotłowni na pelety (Biotech Energietechnik GmbH) [4]

Rysunek 6. Kocioł z palnikiem schodkowym [2]

11

EN-plus, który oparty jest na międzynarodowych standardach wilgotności, składu chemicznego, wytrzymałości mechanicznej itd. Pełna wydajność może być osiągnięta tylko wtedy, gdy postępuje się zgodnie z zalecanymi wymaganiami dla określonego paliwa.

Kotły na zrębki drzewne

Kotły na zrębki drzewne są bardzo popularne w Europie i były stosowane jeszcze przed wprowadzeniem kotłów na pelety. Są one bardziej tolerancyjne na właściwości paliwa - mogą być opalane zrębkami o wilgotności na poziomie 10-35%. Ruszty schodkowe

umożliwiają wykorzystywanie zrębek o wilgotności sięgającej 55%.

Jakość paliw drzewnych odgrywa istotną rolę zarówno dla układu spalania, jak i dla gospodarki zakładu. Na ogół, im mniejszy jest układ, tym wyższe są wymagania odnośnie stosowanego paliwa. Kluczowymi parametrami dla paliw są:

• Zawartość wilgoci,• Wymiary zrębek,• Zawartość pyłów,• Pochodzenie zrębek,• Zawartość popiołu

Pelety drzewne

Pelety drzewne są towarem sprzedawanym na całym świecie, a ich właściwości są definiowane na podstawie międzynarodowych standardów (ISO 17225-2).

Pelety drzewne mają określony rozmiar, kształt oraz wytrzymałość mechaniczną, dzięki

którym są łatwe w transporcie poprzez pompy próżniowe. Pelety muszą być przechowywane w suchym środowisku: narażenie na działanie wody może spowodować ich rozpad.

Domowe kotły na pelety są zazwyczaj wyposażone w osobne pomieszczenie lub silos do przechowywania paliwa, skąd pelety są doprowadzane do komory spalania kotła (Rysunek 8).

Rozmiar magazynu na pelety zależy od różnych czynników, takich jak dostępność miejsca, zapotrzebowanie na ciepło, sezonowe zmiany cen paliwa czy umowa z dostawcą paliwa. Zazwyczaj pojemność pomieszczenia magazynowego nie przekracza wielkości zużywanej w jednym okresie grzewczym, zwłaszcza, że w istniejących budynkach pojemność ta może być ograniczona jedynie do przechowywania dostawy na 1-2 miesiące.

Rysunek 8. Kocioł na zrębki drzewne (Fröling Heizkessel- und Behälterbau GesmbH) [5]

5. Rodzaje paliwa i obsługa kotłów

12

Zwykle wielkość magazynu to kompromis pomiędzy kosztami przechowywania a kosztami dostawy paliwa. Zalecane jest jednak, aby zawsze mieć pewną rezerwę paliwa na wypadek nieprzewidzianych zdarzeń, takich jak ekstremalne warunki pogodowe lub braki w zaopatrzeniu.

Ze względów bezpieczeństwa (na przykład niebezpiecznego dla człowieka nadmiernego pylenia) pomieszczenie magazynowe powinno być całkowicie oddzielone od kotła i części mieszkalnej budynku. Największe ryzyko związane z przechowywaniem peletów to pożar oraz emisje pyłów i spalin. Magazyn na pelety nie może zawierać żadnych potencjalnych źródeł zapłonu (np. Instalacji elektrycznych) i powinien spełniać wszystkie wymagania ATEX.

Zrębki drzewne

Zrębki drzewne są bardziej odporne na wilgoć, dzięki czemu przez pewien czas mogą być przechowywane na zewnątrz. Zrębki o dużej zawartości wilgoci (>30%) mogą pogorszyć swoje właściwości, jeśli będą przechowywane w pomieszczeniu. Dodatkowo, poprzez aktywność

mikrobiologiczną w pomieszczeniu, może dojść do nagrzania oraz samozapłonu surowca. Jest wiele czynników mogących do tego doprowadzić: zawartość wilgoci w zrębkach, warunki otoczenia i konstrukcja samego magazynu. Aby zapobiec samozapłonowi, należy zmniejszyć wysokość nasypów, zapewnić odpowiednią wentylację pomieszczenia oraz regularnie poruszać nasypy rozpraszając ciepło.

Jakość zrębek drzewnych, tak jak peletów, jest określana poprzez międzynarodowe standardy ISO 17225. Zrębki drzewne mają mniejszą gęstość objętościową oraz większą zmienność surowca, rozmiarów i składu niż pelety.

Z ekonomicznego punktu widzenia, domowe instalacje z kotłami na biomasę są konkurencyjnymi rozwiązaniami w porównaniu do kotłów na paliwa kopalne. Wyższe koszty inwestycyjne są zwykle kompensowane przez krajowe dotacje i przez koszty operacyjne (na przykład biopaliwa są tańsze niż paliwa kopalne). Ponadto, niektóre koszty inwestycyjne

zmniejszają się wraz ze wzrostem wielkości kotła, na przykład: im większe jest zapotrzebowanie na ciepło, tym większy jest udział kosztów paliwa w kosztach całościowych. Oznacza to, że korzyści ekonomiczne wynikające z zastosowania kotłów na biomasę rosną wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię cieplną. Wyższe koszty operacyjne są kompensowane przez

Rysunek 9. Przykład pomieszczenia na pelety drzewne wraz z systemem pomp próżniowych (Biotech Energietechnik GmbH) [4]

6. Planowanie i instalacja

13

niższe koszty paliwa. Ważną kwestią, którą należy się zająć, jest produkcja ciepłej wody użytkowej. Może ona być produkowana przez cały rok przy wykorzystaniu kotła biomasowego, lub tylko w sezonie grzewczym, z alternatywną metodą jej podgrzewania poza tym okresem.

Bioenergetyczne systemy cieplne są dobrym rozwiązaniem dla nowych budynków, oraz alternatywą dla kotłów na paliwa kopalne w budynkach już istniejących. Dokładne planowanie i przygotowanie projektu domowej instalacji grzewczej ma ogromne znaczenie - wymagane jest profesjonalne doradztwo w czasie planowania oraz wdrażania systemu.

Planowanie projektu i komunikacja pomiędzy stronami jest kluczem do sukcesu. Systemy cieplne oparte na biomasie wymagają więcej miejsca na kocioł, pomieszczenie magazynowe i częstszych dostaw w porównaniu do systemów na gaz czy olej. Dodatkowo, dostępność biopaliw i sezonowe zmiany ich cen muszą zostać wzięte pod uwagę - biomasa jest zwykle tańsza w miesiącach letnich, w porównaniu do miesięcy zimowych, kiedy zapotrzebowanie na paliwo rośnie. Warto zatem rozważyć dłuższe umowy z dostawcami, niż tylko na jeden rok.

Wymiarowanie

Jeżeli kocioł ma być użytkowany ekonomicznie i

efektywnie, ocena mocy kotła musi być zgodna z potrzebami cieplnymi budynku. Niezbędne jest wykonanie dokładnych obliczeń obciążenia cieplnego budynku. Obciążenie cieplne może ulec zmianie, jeśli na przykład, poprawiona zostanie izolacja cieplna budynku (w takim przypadku wzrośnie znaczenie wymagań w związku z podgrzewaniem ciepłej wody użytkowej).

Najważniejszym parametrem przy wybieraniu i wymiarowaniu systemu jest obciążenie cieplne – wynikające z zapotrzebowania na ciepło i zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową. Z zasady zapotrzebowanie na c.w.u. wyznacza się na podstawie wskaźnika 12,5 kWh na każdy m2 powierzchni mieszkalnej. Zapotrzebowanie na ciepło jest funkcją wielu zmiennych, między innymi lokalizacji budynku, stopniodni, stopnia izolacji itd. Ponadto, komercyjni i przemysłowi użytkownicy muszą spełnić dodatkowe wymagania, specyficzne dla danego sektora.

Przewymiarowanie jest jednym z najczęściej popełnianych błędów w czasie planowania instalacji na biopaliwo, co skutkuje zwiększonymi kosztami. Wielkość kotła wyliczana jest tak, aby dostarczyć maksymalną ilość ciepła w najzimniejszym dniu w roku. Na stronie projektu Bioenergy4Business dostępny jest kalkulator [6] pomagający obliczyć wymaganą moc kotła ze względu na położenie geograficzne, stopień izolacji budynku, rodzaj paliwa oraz zapotrzebowanie cieplne.

Zaleca się jednak zasięgnięcia profesjonalnej porady w celu zapewnienia właściwego planowania, wymiarowania i konfiguracji systemu grzewczego. Błędy popełnione na tak wczesnych etapach, a w szczególności złe

“Planowanie projektu i komunikacja pomiędzy stronami jest kluczem do sukcesu. ”

14

zwymiarowanie i wybór złej technologii, mogą skutkować dodatkowymi kosztami przez cały okres użytkowania instalacji.

Wybór odpowiedniego kotła

Pomieszczenia – Należy pamiętać o wystarczająco dużej przestrzeni wymaganej do przechowywania paliwa: zrębki drzewne wymagają trzykrotnie większej powierzchni niż pelety o tej samej masie. Również kotły na biomasę są zwykle większe od konwencjonalnych kotłów, więc użytkownik musi mieć wystarczająco dużo miejsca, aby pomieścić urządzenie.

Wielkość budynku – TZazwyczaj im większy jest budynek, tym większe zapotrzebowanie na moc cieplną, a więc kocioł musi mieć większą moc. Większe systemy zużywają więcej paliwa, przez co instalowany system powinien być jak najbardziej zautomatyzowany z ograniczoną ręczną kontrolą.

Dostęp – W przypadku większości instalacji, pojazd dostarczający paliwo będzie musiał wjechać na teren posiadłości. Paliwo może być dostarczane na wiele sposobów, jednak w przypadku zrębek i peletów niezbędny jest bezpośredni dostęp do pomieszczenia magazynowego. Dla małych dostaw ważne jest, aby posiadać suche miejsce do przechowywania paliwa. W przypadku instalacji w miastach należy pamiętać o liczbie dostaw paliwa niezbędnych w ciągu całego roku, gdyż może to mieć wpływ na planowanie instalacji.

Dostawy paliwa – Użytkownicy mogą wybrać własne paliwo, a jego rodzaj będzie decydował o wyborze konkretnego typu kotła. Generalnie jeśli przestrzeń i dostęp nie stanowią problemu, w dużych instalacjach stosuje się raczej zrębki drzewne. Jeśli jednak pomieszczenia są małe i może być problem z dużą ilością dostaw, lepszym rozwiązaniem jest instalacja na pelety.

15

Wszystkie przykłady (wraz z fotografiami) przedstawione w tej broszurze pochodzą z wyróżnionych przypadków zawartych w raporcie projektu Bioenergy4Business „Raport podsumowujący przykłady najlepszych praktyk i wnioski”, który jest dostępny na stronie internetowej projektu Bioenergy4Business [7].

Przykład 1: Rumunia – Kocioł na pelety w szkole technicznej w Carasan

Rada miejska powiatu Resita sfinansowała instalację jednostki cieplnej na pelety w szkole technicznej w Carasan w następstwie decyzji o odłączeniu od istniejącej sieci ciepłowniczej. W skład instalacji wchodzą dwa kotły na pelety o mocy 100 kW każdy. Cała energia cieplna wytworzona w instalacji zostaje wykorzystana na potrzeby własne szkoły.

• Dwa kotły na pelety o mocy 100 kW każdy; • Biomasa jest dostarczana od miejscowej firmy „Romstal”, oddalonej od szkoły o 3 km; • Cała energia cieplna wytworzona w instalacji zostaje wykorzystana na potrzeby własne szkoły; • Instalacja sfinansowana z budżetu rady miasta - całkowita kwota €58,000;• Wykorzystanie 3,5 tony peletów w ciągu roku; • Wdrożenie i instalacja projektu nie sprawiły żadnych problemów.

Przykład 2: Bułgaria – Domowy kocioł biomasowy w przedszkolu Elhitsa

Budynki gminne mają duży potencjał jeśli chodzi o oszczędność energii oraz realizację inwestycji w zakresie efektywności energetycznej. Przed realizacją tego projektu, ciepło było zapewnione przez kocioł olejowy zlokalizowany na parterze budynku. Przedszkole jest budynkiem ceglanym o całkowitej powierzchni 1.299 m² i kubaturze 3.637 m³.

• 230 kWth kocioł D’Alessandro-Termomeccanica;• Wykorzystanie 112 ton peletów w ciągu roku; • Kocioł i sprzęt pomocniczy znajdują się w sześciometrowym,

zaizolowanym cieplnie kontenerze.

7. Przykłady

16

Przykład 3: Grecja – Zamiana paliwa do ogrzewania w Komotini Paper Mill S.A.

Firma jako jedna z nielicznych, a być może jedyna w swojej dziedzinie, może pochwalić się instalacją na europejskim poziomie, wykorzystywaną przy zrównoważonej produkcji papieru. Następnym krokiem jest trójgeneracja energii elektrycznej, pary oraz oleju termalnego, w celu dalszego zwiększania wydajności maszyn oraz do redukcji emisji dwutlenku węgla.

• Zastąpienie kotła olejowego kotłem biomasowym o mocy 8 MWth; • Zastąpiono zużycie 11 ton oleju dziennie na 25 ton peletów słonecznikowych dziennie; • Odpady (popiół) poprodukcyjne wykorzystywane są jako nawóz; • Zmniejszono roczną emisję CO₂ o 11 000 ton.

Przykład 4: Chorwacja – Domowy kocioł na biomasę w fabryce soli Solana Pag

Fabryka soli „Solana Pag” jest największym producentem soli morskiej w Chorwacji, z przeszło tysiącletnią historią. Ze względu na bardzo duże udziały kosztów energii w całkowitych kosztach produkcji soli, rentowność fabryki była zagrożona. Było to motywacją dla właściciela, aby rozważyć wymianę starego kotła olejowego na nowy kocioł biomasowy o mocy 10 MW.

• Wymiana kotła olejowego na kocioł • 14-letnia umowa na dostawy paliwa, wynikająca ze stałej i niskiej jego ceny (€40 za tonę);• Obecne wykorzystanie: 13 800 ton zrębek w ciągu roku.

17

Przykład 5: Polska – Domowy kocioł na biomasę w zespole szkół w Siedlinie

Biopaliwo pozyskiwane jest od lokalnych rolników w zamian za popiół poprodukcyjny, wykorzystywany jako nawóz. Jest to przykład projektu zrównoważonego ekologicznie, społecznie i finansowo!

• Zespół szkół był wcześniej ogrzewany kotłem węglowym; • Wymiana na kocioł na słomę o mocy 300 kW;• Wykorzystanie 15 ton słomy w ciągu roku;• Inwestycja została sfinansowana ze środków gminy Siedlin oraz z funduszy państwowych; • Projekt opracowany przez miejscowego inżyniera.

Przykład 6: Ukraina – Konstrukcja 7MW kotłowni na zrębki drzewne w Kniazhychi

Kotłownia biomasowa wykonana pod klucz będąca przykładem wyboru dobrego projektu. Projekt realizuje koncepcję pełnego cyklu produkcji i dostaw energii cieplnej.

• Kotłownia z dwoma kotłami opalanymi biomasą; • Całkowita moc cieplna 7 MWth;• Roczna sprzedaż energii wynosząca 58,000 MWh; • Energia dostarczana jest do szklarni, w których hodowane są kwiaty (powierzchnia 11 ha);• Magazyn znajduje się blisko kotłów; • Popiół wykorzystywany jest jako nawóz w szklarniach; • Wykorzystanie 7 200 ton zrębek rocznie (dostarczanych z pobliskich tartaków).

18

Przykład 7: Dania – Zmiana paliwa w gospodarstwie Sindballegard

Sindballegård jest średniej wielkości duńskim gospodarstwem o powierzchni 370 hektarów. Gospodarstwo specjalizuje się w tradycyjnej uprawie polowej oraz hodowli prosiąt i drobiu. Nowy właściciel wymienił stary kocioł olejowy na 450 kW kocioł na słomę.

• Wolnostojący budynek zawierający komin, pompy, zbiornik buforowy oraz moduł kontrolny; • Przeznaczony dla okrągłych bel, które są ładowane przez rolnika przy pomocy traktora; • Dostawa biomasy pokrywana jest z własnej produkcji; • Popiół wykorzystywany jest jako nawóz pod własne uprawy; • Roczna produkcja energii 1 030 MWh; • Wykorzystanie 255 ton słomy rocznie.

19

Kontakty

Bądź w kontakcie z krajowym punktem kontaktowym B4B:

AUSTRIAN ENERGY AGENCY (OSTERREICHISCHE ENERGIEAGENTUR)

Austriahttp://en.energyagency.at

AEBIOM (THE EUROPEAN BIOMASS

ASSOCIATION)Belgium/Europewww.aebiom.org

CENTRE FOR RENEWABLE ENERGY SOURCESAND SAVING FONDATION

(CRES)Greece

www.cres.gr/kape/index_eng.htm

DEUTSCHES BIOMASSEFORSCHUNGSZENTRUM GEMEINNUETZIGE GMBH (DBFZ)

Germanywww.dbfz.de/aktuelles.html

KRAJOWA AGENCJA POSZANOWANIA ENERGII SA (KAPE)

Polandwww.kape.gov.pl/index.php/pl

ROMANIAN ASSOCIATION OF BIOMASS AND BIOGAS (ARBIO)

Romaniawww.arbio.ro/en/#all

SLOVENSKA INOVACNA A ENERGETICKA AGENTURA (SIEA)

Slovakiawww.siea.sk

NACIONALNA ASOCIACIA PO BIOMASA (BGBIOM)

Bulgariahttp://bgbiom.org

SCIENTIFIC ENGINEERING CENTRE “BIOMASS” LTD (SCIENTIFIC

ENGINEERING CENTRE)Ukraine

http://biomass.kiev.ua/en

ENERGETSKI INSTITUT HRVOJE POZAR (EIHP)Croatia

www.eihp.hr

MINISTERIE VAN ECONOMISCHE ZAKEN

The Netherlands

www.rijksoverheid.nl/ministeries/ministerie-van-economische-zaken

MOTIVA OYFinland

www.motiva.fi/en

TEKNOLOGISK INSTITUT (DTI)Denmarkwww.dti.dk

Źródła

[1] Hardiness Zone Map for Europe. www.houzz.com/europeZoneFinder[2] Palmer, D., Tubby, I., Hogan, G. and Rolls, W. (2011). Biomass heating: a guide to medium scale wood chip and wood pellet systems. Biomass Energy Centre, Forest Research, Farnham.[3] GUNTAMATIC Heiztechnik GmbH. www.guntamatic.com/nc/en/navigation/products/wood-chip-boilers/powerchip-20304050kw[4] Biotech Energietechnik GmbH. www.biotech-heizung.com[5] Fröling Heizkessel- und Behälterbau GesmbH. www.froeling.com[6] www.bioenergy4business.eu/services/plant-dimensioning-tool[7] Bioenergy4Business. Report summarizing best practice examples and conclusions.www.bioenergy4buisness.eu

8. Kontakty i źródła

20

Projekt Bioenergy4Business (B4B) ma na celu wspieranie i promowanie substytutów paliw kopalnych (węgiel, ropa, gaz) używanych do ogrzewania, takich jak produkty uboczne przemysłu drzewnego, biomasa leśna, pellety, słoma i inne produkty biomasy rolniczej wśród krajów partnerskich programu Horizon 2020 i spoza niego.

Projekt fundowany z : LCE 14 2014 Support Programme „Market uptake of existing and emerg-ing sustainable bioenergy“ jako część programu Horizon 2020. Wszystkie publikacje tego projek-tu odzwierciedlają wyłącznie poglądy autorów. Komisja Europejska nie ponosi odpowiedzialnoś-ci za wykorzystanie informacji. Konsorcjum członków projektu Bioenergy4Business nie ponoszą odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody, włączając w to bez ograniczeń bezpośrednie, wyjątkowe, pośrednie, które mogą wynikać z użycia tych materiałów.

www.bioenergy4business.eu