5. 1. 2016
Německo

Výroba paliva z dřevní biomasy pocházející z údržby zeleně

Automatické systémy spalující štěpku a dřevěné pelety musí díky novelizaci německého federálního zákona pro kontrolu znečištění (v originále Bundes-Immisionsschutzgesetz, BImSchG), splňovat od počátku roku 2015 přísnější emisní kritéria a být šetrnější k životnímu prostředí. Kvalita palivové štěpky z biomasy pocházející z údržby zeleně je nižší ve srovnání s lesní štěpkou, protože často obsahuje více kůry a mnoho drobných materiálů. Spalování dřevní štěpky z této biomasy proto v Německu vyžaduje zvláštní zacházení. Mnohé informace o specifikách této biomasy jsou však zobecnitelné i pro další země.

Obrázek 1: Hvězdicový separátor na sítování štěpky ve stacionárním provozu. 

Obrázek 1: Hvězdicový separátor na sítování štěpky ve stacionárním provozu.

Spolu s designem uspořádání kotle, hraje palivo ve výsledné kvalitě spalovacího zařízení hlavní roli. Zatímco pelety jsou dostupné jako standardizované palivo dle norem DIN (v originále Deutsche Industrie-Norm) a EN, standardizace dřevní štěpky ještě dokončena nebyla. Od roku 2014 je v platnosti norma DIN-EN-ISO 17225, která nahradila rakouskou Ö-Normu. Přesto však tuto starou normu ještě naleznete v příručkách k některým kotlům. Nová norma se týká využívání dřevní štěpky v malých spalovacích kotlích (< 1000 kW) a obsahuje nové klasifikace, které umožňují lepší třídění sypkého materiálu.

Norma DIN-EN-ISO 17225 popisuje použití surovin (jako jsou stromy a odpadní dřevo) a fyzikální vlastnosti paliva (obsah vody a popele) čtyřmi třídami kvality. Tato klasifikace paliva není důležitá pouze pro obchodování se štěpkou jako palivem, ale také pro účely výrobců kotlů na biomasu.

Množství vyprodukovaných emisí, kromě kvality paliva, závisí na konstrukci kotle, průběhu spalování, vlastnostech plnícího systému, stejně tak jako na intervalu čištění a servisu kotlů.

V případě, že zařízení předepsané hodnoty nesplňuje, je nezbytné použít přídavné separační filtry, dostupné například jako elektrostatické separátory v cenovém rozmezí od 20 do 200 €/kW. K přídavným separačním filtrům je však, na rozdíl od integrovaných separátorů, potřebné dodatečné schválení konstrukce spalovacího zařízení.

Technická řešení zpracování na palivo 

Jak již bylo popsáno výše, dřevní štěpka z biomasy z údržby zeleně, je často méně kvalitním palivem v porovnání s lesní štěpkou, protože má větší obsah kůry a jemnější strukturu. Ve většině případů je proto nutné tuto štěpku dodatečně zpracovat.

Na veletrhu LIGNA 2015 (zaměřeném na dřevozpracující průmysl), který pořádala Zemědělská komora Dolního Saska (v originále Landwirtschaftskammer Niedersachsen; partner projektu greenGain), bylo názorně předvedeno, jak vyrábět vysoce kvalitní dřevní štěpku určenou pro spalování. Společnosti jako Brucks, Eschlböck, Greentec, Jenz a Pezzolato představily štěpkovače, které jsou díky jejich rozměrům a ceně, stále populárnější.

Obrázek 2: Mobilní bubnová síta od Terra Select. 

Obrázek 2: Mobilní bubnová síta od Terra Select.

 Obrázek 3: Přirozené outdoorové sušení štěpky na hromadě. 

Obrázek 3: Přirozené outdoorové sušení štěpky na hromadě.

Jednou z problematických částí zpracování štěpky z biomasy z veřejné zeleně je obsah listí, jehličí, kůry, nabalené půdy a písku, které vytvářejí prach. Společnost MVD na veletrhu představila hvězdicový separátor k sítování štěpky ve stacionárním provozu. V tomto separátoru, se třemi různě velkými oky, mohou být separovány až tři frakce najednou s uváděným výkonem 80 m3 za hodinu. Firma Terra Selecta ukázala systém s bubnovým sítem, který se běžně používá ke zpracování kompostu. V závislosti na materiálu a kvalitě síta může dosahovat stejného výkonu (80 m3 za hodinu), jako hvězdicovité separátory.

Sušení dřevní štěpky

Obrázek 4: Sklad dřevní štěpky s podzemním potrubím k sušení horkým vzduchem. 

Obrázek 4: Sklad dřevní štěpky s podzemním potrubím k sušení horkým vzduchem.

Zatímco skladování hrubé štěpky je víceméně bez problémů, jemný materiál s obsahem vody vyšším než 35 % má tendenci se zahřívat a plesnivět. K tomu dochází především tehdy, když je materiál kontaminován (například pískem) nebo má vysoký obsah kůry, nebo v místech, kde se jemnější materiál vrství a koncentruje tlakem apod. Dřevní štěpka z údržby veřejné zeleně se těmito vlastnostmi často vyznačuje. V případě, že je vlhká a jemná štěpka skladována ve vrstvě vyšší 50 cm, se doporučuje její provzdušňování.

Obecně jsou zařízení s dobrou cirkulací vzduchu vhodnější, než uzavřené prostory. Protože se vlhké dřevo samovolně zahřívá (až na 60° C), přirozeným přívodem čerstvého vzduchu může docházet k jeho sušení.

Přívod vzduchu může být zajištěn také drenážními trubkami, podzemními rourami, nebo dalším jednoduchým provzdušňovacím potrubím. Ventilátor v takových případech není potřeba, jelikož vzduch ohřátý štěpkou stoupá a ochlazuje vzduch pod sebou.

Čím déle se dřevo suší předtím, než je štěpkováno, tím méně problematické je následné uskladnění. Proto se doporučuje kácet dřevo v zimě a štěpkovat v pozdním létě, kdy je obsah vody nižší než 35 %. Takto zpracovaná štěpka může být skladována venku na hromadě a přikryta jen flísem. Po 100 až 120 dnech se rozkladný proces zastaví a štěpka je vysušena (obsah vody je cca 20 %). Při tomto procesu je spotřebovávána energie a podíl energie ve štěpce klesá přibližně o 15 %. Avšak vzhledem k tomu, že není třeba použít žádné další technologie, lze tuto ztrátu tolerovat.

Dřevo dosahuje nejvyšší kvality, pokud je sušeno například s využitím tepla z  bioplynové stanice. Pro tyto scénáře byla již v minulých letech vyvinuta jak mobilní tak i stacionární zařízení, která lze vhodně využít na základě místních potřeb.

Obrázek 5: Container for drying wood chips on a biogas plant. 

Obrázek 5: Container for drying wood chips on a biogas plant.

Obrázek 6: Truck drying for wood chips with exhaust heat of a biogas plant. 

Obrázek 6: Truck drying for wood chips with exhaust heat of a biogas plant.

 

 

 

 

 

Souhrn: Výroba paliva z dřevní biomasy pocházející z údržby zeleně 

Výstava LIGNA 2015 představila řešení kvalitní přípravy dřevní štěpky. V Německu od ledna 2015 požaduje novela německého federálního zákona pro kontrolu znečištění u nových automatických spalovacích systémů ekologicky šetrnější palivovou štěpku a pelety.  Kvalita palivové štěpky z údržby zeleně (LCMW) je nižší ve srovnání s lesní štěpkou, protože často obsahuje více kůry a mnoho drobných materiálů. Spalování dřevní štěpky z této biomasy proto v Německu vyžaduje zvláštní zacházení.

Fotografie: C. Brüggemann

Autor: Carsten Brüggemann

Zpět na všechny zprávy