Drewno jako surowiec energetyczny

Krótki rys historyczny:

Drewno było wykorzystywane przez ludzi od zarania dziejów, odkąd potrafili samodzielnie wzniecać ogień.
Spalone drewno ogrzewało pomieszczenia, gdzie przebywali ludzie, służyło także do przygotowania potraw.
Na początku ery przemysłowej (XIX wiek) drewno było także podstawowym surowcem energetycznym — piece hutnicze wykorzystywały węgiel drzewny do wytopu żelaza z rudy (tak jak, np. w Kuźnicach w Zakopanem), a silniki parowe (np. w lokomotywach) wykorzystywały jako paliwo również drewno. Ludność zgromadziła więc wielowiekowe doświadczenie z wykorzystania drewna jako surowca energetycznego.
Wiedza ta zawarta jest w dawniejszych i współczesnych publikacjach naukowych.
Powszechne stosowanie gazu ziemnego, ropy naftowej oraz węgla brunatnego i kamiennego zmniejszyło zapotrzebowanie drewna jako surowca energetycznego. Obecnie (2023 r.) zaledwie ok. 10% drewna pozyskiwanego z lasów w Polsce przeznaczona jest na cele energetyczne – zaś 90% drewna znajduje zastosowanie w wytwarzaniu około 30 000 różnych produktów rynkowych i przemysłowych (przede wszystkim budowlanych i meblarskich).
Powrót do szerszego wykorzystania drewna do celów grzewczych spowodowany jest specyficznymi, niezwykłymi, walorami jako paliwa.

Specyficzne walory drewna jako surowca energetycznego
Drewno jest paliwem odtwarzalnym, w odróżnieniu od nieodtwarzalnych paliw konwencjonalnych, tj. gazu, ropy naftowej i węgla. Dwutlenek węgla (CO2) i woda (H2O) wytwarzane w chemicznym procesie spalania zostają ponownie wbudowane w biomasę drzewną w procesach fotosyntezy. W ten sposób drewno jest odtwarzane w naturalnym procesie.
SPALANIE (C6H10O5)n+6O2→ 6CO2 + nH2O (C6H10O5)n – celuloza
FOTOSYNTEZA 6CO2 + 6H2O→ C6H12O6 + 6O2
Fotosynteza jest – jak powszechnie wiadomo – reakcją chemiczną, która wykorzystuje „bezpłatnie” energię promieniowania słonecznego. Elektromagnetyczne promieniowanie słońca zostaje przekształcone w chemiczne wiązania pierwiastków tworzących biomasę (głównie: C,H,O).

Nie ma zatem paliwa, alternatywnego wobec biomasy (w tym drewna), które utrzymuje obieg CO2 w cyklu zamkniętym. Gaz ziemny, węgiel i ropa naftowa, spalane w kotłach i silnikach samochodowych, samolotowych, okrętowych etc., emitują do atmosfery dwutlenek węgla, który jest uważany za tzw. gaz cieplarniany. Dwutlenek węgla ze spalania tych paliw nie może być ponownie przekształcony w wiązania chemiczne paliw konwencjonalnych.
Uważa się dość powszechnie – choć opinie w tej sprawie są podzielone – że wzrost zawartości dwutlenku węgla emitowanego do atmosfery jest przyczyną zmian klimatycznych na Ziemi określanych jako ocieplenie klimatu. Ten ekologiczny pogląd, tj. że wzrost ilości dwutlenku węgla w atmosferze powoduje niepożądane dla ludzi zmiany klimatu, powinien zachęcać do coraz szerszego wykorzystania drewna do celów grzewczych. Niestety tak w Polsce nie jest. Brak jest zachęt do stosowania drewna do celów grzewczych (tak jak popiera się drewno jako paliwo grzewcze w wielu europejskich krajach), a nawet wprowadza się zakaz stosowania drewna (jak np. w Krakowie).
Jest swego rodzaju hipokryzją, gdy jednocześnie głosi się hasła ochrony naturalnego środowiska człowieka – zaleca powszechne stosowanie paliw odtwarzalnych (jak drewno) – a zarazem zakazuje się ich stosowania.

Drewno można długotrwale składować przechowując je do spalania w dowolnej porze roku. Lasy, a obecnie także tzw. plantacje roślin energetycznych (wierzba, topola, robinia akacjowa) są źródłem opału, jakie może pokryć lokalnie całkowite zapotrzebowanie na paliwo do celów grzewczych. Są tego liczne przykłady w Austrii, Szwajcarii, Włoszech, Niemczech i innych krajach w Europie

Drewno można przetwarzać do takiej formy paliwa, jaka jest dostosowana do konstrukcji pieca, kotła, czy kominka. Może to być:

1. drewno kawałkowane
2. zrębki (rozdrobnione do 2 – 3 cm długości kawałki drewna),
3. brykiety
4. pelety
5. węgiel drzewny

Odpowiednio przygotowana do spalania forma biomasy drzewnej umożliwia automatyzacje podawania tego paliwa do komory spalania. Podobnie jak w przypadku obsługi kotła gazowego, olejowego, lub kotła węglowego na tzw. ekogroszek, obsługa kotła na biomasę drzewną przez użytkownika polega zasadniczo tylko na uzupełnianiu paliwa w zasobniku (nawet co kilka dni).

Reasumując, podstawowe (choć nie jedyne) specyficzne zalety drewna, jako surowca
energetycznego, to:

1. zamknięty obieg CO2 w atmosferze, czyli jest to paliwo proekologiczne
2. możliwość długotrwałego składowania (magazynowania)
3. powszechna dostępność technologii do przetwarzania drewna (zrębkowanie, brykietowanie, peletowanie) do postaci odpowiadającej wymaganiom konstrukcyjnym i eksploatacyjnym kotłów.

(…)

Opr. Tadeusz Juliszewski

Mogą Państwo zapoznać się z całym artykułem pobierając dokument:

drewno_jako_sur_energ_tjuliszewskiPobierz