Spalování obilí v malých zdrojích - anarchie nebo reálná alternativa?
Přesněji, řeč bude o spalování zrní obilovin (v kotlích do 100kW), neboť
energetické zhodnocování obilné slámy, se s většími či menšími úspěchy realizuje
již delší dobu a hlavně nezpůsobuje nikomu tzv. etické problémy. To se zrním
obilovin je to naopak. Prakticky všechny naše firmy, zabývající se výrobou
automatických kotlů na spalováním biomasy, se s různou intenzitou věnovaly, či
se stále věnují úpravě svých kotlů na spalování obilí (především na základě
zahraničních zakázek). Ale hovořit o tom veřejně \"není vhodné\", neboť reakce
veřejnosti je nesmlouvavá. U té laické je jednoduše nemorální spalovat zrní,
když na Zemi denně umírají miliony lidí hlady. Ti seznalejší mají obilí (např.
triticale, ozimou pšenici, ...) do seznamu energetických bylin zařazeno, ale
tímto konstatováním jejich zájem prakticky končí a obrací se k \"revolučnějším\"
plodinám. Argumentují především relativně nízkou energetickou výtěžností obilí z
hektaru oproti speciálním energetickým plodinám, nízkou teplotou tavení
popelovin - což způsobuje značné problémy při samotném spalování - a také vyšší
emisní zátěží při spalování. Myslím, že je čas s těmito dogmaty začít otevřeně
polemizovat a přenést problematiku energetického zhodnocování obilí z
\"ilegality\" na pole rozumné diskuze. S \"etickou\" stránkou věci se před
většinou lidí vyrovnává velice těžko, i když argumenty jsou pádné a mají logiku.
Bohaté světové země již dávno zjistily, že přímý subvencovaný vývoz
potravinových přebytků (snad jen s výjimkou překonávání krizí v případě
živelných pohrom) do hladovějících zemí má dlouhodobě opačný účinek, než se
předpokládalo. Pokud v těchto zemích totiž do té doby existovala jistá úroveň
samozásobování, pak dlouhodobá přímá potravinová pomoc i to málo zlikvidovala a
přivedla rozvojové země z přechodné závislosti na závislost trvalou (a prakticky
stoprocentní). Zjednodušeně řečeno, než subvencovat domácí farmáře a vytvářet
nadprodukci na potravinovou pomoc rozvojovým zemím, pak raději subvencovat
farmáře \"rozvojové\", čímž je možná naučíme, že časem žádnou potravinovou pomoc
zvenčí potřebovat nebudou. Ale co tedy s přebytky? S rozšířením EU výrazně
naroste problém s nadprodukcí základních potravin. I u nás bude významná část
zemědělské půdy vyřazena z \"potravinářské\" produkce. Její uvedení do klidu
může mít výrazný vliv na zaměstnanost a životní úroveň na venkově. S rostoucím
nedostatkem fosilních paliv a tedy i jejich cenou (která je stále více
nestabilní a závislá na celkové politické situaci ve světě - viz. současná
\"Saddámova\" krize), narůstá tlak na využívání domácích, a to především
obnovitelných, energetických zdrojů. A právě pěstování energetických plodin na
odstavených (dříve potravinových) zemědělských plochách je proto v současnosti v
popředí zájmu. U nás jsou mediálně, ale také co se praktických zkoušek týče,
preferovány především rychle rostoucí dřeviny a byliny (v poslední době zejména
krmný šťovík po svém prvošlechtiteli zvaný Uteuša). Ale v zemích EU se však
stále větší pozornost věnuje i masovějšímu využívání energetických obilovin.
Spíše než etickému problému se zde věnují problematice kontroly, zda obilí
vypěstované jako energetické (a tedy i dotované) je jako takové i \"využito\"
nebo zda není načerno výhodně prodáno coby potravinářské. Jejich zájem pramení z
mnoha neoddiskutovatelných výhod: prakticky okamžitý přechod z pěstování
potravinářského obilí na obilí energetické (např. jen samotné založení plantáže
na rychle rostoucí dřeviny je dosti finančně náročné) není nutný nákup speciální
mechanizace, tedy zdvojení stávající mechanizace i odstavných a garážovacích
ploch, budování nových technologických uzlů na zpracování a uložení suroviny či
nákladů na celkovou logistiku, \"rekvalifikaci\" zaměstnanců, jak to velká část
speciálních energetických plodin vyžaduje půda je v \"pohotovostním\" stavu -
tedy kdykoliv připravena přejít na výhodnější plodiny neomezené kvótami, či v
případě změny kvót stávajících okamžitě přejít na pěstování obilí
potravinářského (což je i z národohospodářského hlediska zajímavé) - pěstováním
speciálních víceletých plodin je využití vyhrazených zemědělských ploch dáno na
mnoho let dopředu běžnou technologii zpracování obilí lze zjednodušit (zlevnit)
- energetické obilí není tak náročné na agrotechnické lhůty (prostě se sklidí,
až na něj dojde řada), z vlastní zkušenosti vím, že se daleko lépe spaluje
\"netříděné\" zrno (odborníci nechť mi prominou ten výraz) - tedy i s plevami a
plevelem - není v tomto případě tak podstatná vlhkost zrna farmář produkující
energetické obilí bude jistě mít i kotelnu na jeho spalování (ostatně tak tomu v
současnosti v EU je, neboť nyní je povoleno pěstování energetického obilí jen
pro vlastní potřebu) a tedy může tam spálit i tu část potravinářského obilí,
které se letos zrovna nevyvedlo (např. napadení mikotoxiny) a za jehož likvidaci
by musel ještě platit - navíc sousedovi může takovéto obilí za úplatu také
spálit určitě nezanedbatelný, ale v současnosti překvapivě opomíjený (alespoň
žádné solidní diskuze jsem ještě nezaznamenal) je vliv pěstování energetických
plodin na životní prostředí - okolní \"domácí\" faunu a flóru; u obilovin je to
problém dlouhodobě otestovaný, ale jak bude na masivní pěstování
několikametrových topolů, šťovíků apod. reagovat např. místní zvěř (polní i
lesní), se lze prozatím jen dohadovat Výše uvedené argumenty jen zkratkovitě
naznačují, že energetická výtěžnost z hektaru ještě nic nevypovídá o celkových
nákladech na \"vydobytý\" GJ z jednotlivých plodin. Specifikum samotného procesu
spalování obilí vyplývá z jeho elementární analýzy. Ve srovnání s dřevem je zde
nepopiratelný, podstatně vyšší podíl minerálů (orientační hodnoty v g/kg paliva
viz. tab. 1). N K S Cl Na ZRNO 12 7 2 1,9 0,4 DŘEVO 1,4 0,7 0,4 0,1 0,04 Tabulka
1 Podstatně vyšší hodnoty obsahu minerálů u zrna ovlivňují výrazně hodnoty
teploty tavitelnosti jeho popelovin. Ty se pohybují v hodnotách nižších řádově o
250 - 600°C než je tomu u dřeva. Orientační hodnoty teplot jednotlivých fází
\"tavení\" popelovin (T1- teplota spékání, T2 - teplota počátku deformace, T3 -
teplota tavení, T4 - teplota tečení) udává graf. Použijeme-li samozřejmě k
tepelné konverzi obilí stejnou technologii, jako pro spalování dřevní štěpky či
dřevních peletek, brzy se objeví výrazný problém s doslova zataveným topeništěm
(přímo zaglazurovaným). Ostatně tak tomu doposud bylo, proto ono všeobecně
zažité suché konstatování, že obilí je pro své termické vlastnosti pro spalování
nevhodné. Pokud však specifika spalování zrní zohledníme v konstrukci hořáku -
je potřeba přehodnotit tok paliva, přerozdělení spalovacího vzduchu a usměrnění
toku popelovin - dá se i ono spalovat velice elegantně. Takovéto topeniště je
pak bez jakýchkoliv úprav použitelné i pro ostatní biomasu. Dobrým nastavením
topeniště získáme emise srovnatelné se spalováním dřevní hmoty. Přibližně
dvojnásobné emise NOX jsou dány množstvím palivového dusíku, ale u malých zdrojů
nejsou tak významné (např. EN 303-5 pro kotle do výkonů 300 kW tyto emise vůbec
neřeší). A vyšlechtěním nízkoproteinových odrůd obilí by se i tento problém dal
radikálně řešit. To, že se úpravě stávajících technologií na dřevní biomasu v
zahraničí již intenzívně věnují, potvrdila nedávná návštěva vedení firmy
BENEKOVterm ve Švédsku. Pod vedením pana Löfgrena se zde např. významná
\"biomasová\" instituce ÄFAB věnuje testování stávajících hořáků na peletky na
spalování nových \"alternativních\" paliv - zrní, kukuřice, či drcených
olivových pecek, neboť poptávka po těchto palivech zejména v severských zemích
(ale nejen tam) významně vzrostla. Na webových stránkách této organizace
(www.afabinfo.com) se stále častěji objevují i výsledky těchto testů, které jsou
rozhodně velice zajímavé. A každá významnější výstava z oboru v tomto regionu se
již bez zařízení na spalování obilí neobejde. Ale například i na letošním
veletrhu v sousedním rakouském Welsu se několik takovýchto kotlů objevilo (např.
renomovaná firma BAXI zde představila novou úpravu svého kotle MULTI-HEAT i na
spalování obilí). Závěrem bych chtěl zdůraznit, že cílem tohoto povídání nebylo
poukázat na energetické obilí jako na jedinou správnou cestu při rozšiřování
biopaliv. Spíše naopak, upozornit na to, že zejména pro malé zdroje je to cesta
rozhodně konkurenceschopná, ale na rozdíl od např. již zmíněného krmného šťovíku
neprávem opomíjená. Ing. Zdeněk Lyčka Zdroj: TZB-info
Přesněji, řeč bude o spalování zrní obilovin (v kotlích do 100kW), neboť energetické zhodnocování obilné slámy, se s většími či menšími úspěchy realizuje již delší dobu a hlavně nezpůsobuje nikomu tzv. etické problémy. To se zrním obilovin je to naopak.
Prakticky všechny naše firmy, zabývající se výrobou automatických kotlů na spalováním biomasy, se s různou intenzitou věnovaly, či se stále věnují úpravě svých kotlů na spalování obilí (především na základě zahraničních zakázek). Ale hovořit o tom veřejně \"není vhodné\", neboť reakce veřejnosti je nesmlouvavá. U té laické je jednoduše nemorální spalovat zrní, když na Zemi denně umírají miliony lidí hlady. Ti seznalejší mají obilí (např. triticale, ozimou pšenici, ...) do seznamu energetických bylin zařazeno, ale tímto konstatováním jejich zájem prakticky končí a obrací se k \"revolučnějším\" plodinám. Argumentují především relativně nízkou energetickou výtěžností obilí z hektaru oproti speciálním energetickým plodinám, nízkou teplotou tavení popelovin - což způsobuje značné problémy při samotném spalování - a také vyšší emisní zátěží při spalování. Myslím, že je čas s těmito dogmaty začít otevřeně polemizovat a přenést problematiku energetického zhodnocování obilí z \"ilegality\" na pole rozumné diskuze.
S \"etickou\" stránkou věci se před většinou lidí vyrovnává velice těžko, i když argumenty jsou pádné a mají logiku. Bohaté světové země již dávno zjistily, že přímý subvencovaný vývoz potravinových přebytků (snad jen s výjimkou překonávání krizí v případě živelných pohrom) do hladovějících zemí má dlouhodobě opačný účinek, než se předpokládalo. Pokud v těchto zemích totiž do té doby existovala jistá úroveň samozásobování, pak dlouhodobá přímá potravinová pomoc i to málo zlikvidovala a přivedla rozvojové země z přechodné závislosti na závislost trvalou (a prakticky stoprocentní). Zjednodušeně řečeno, než subvencovat domácí farmáře a vytvářet nadprodukci na potravinovou pomoc rozvojovým zemím, pak raději subvencovat farmáře \"rozvojové\", čímž je možná naučíme, že časem žádnou potravinovou pomoc zvenčí potřebovat nebudou.
Ale co tedy s přebytky? S rozšířením EU výrazně naroste problém s nadprodukcí základních potravin. I u nás bude významná část zemědělské půdy vyřazena z \"potravinářské\" produkce. Její uvedení do klidu může mít výrazný vliv na zaměstnanost a životní úroveň na venkově. S rostoucím nedostatkem fosilních paliv a tedy i jejich cenou (která je stále více nestabilní a závislá na celkové politické situaci ve světě - viz. současná \"Saddámova\" krize), narůstá tlak na využívání domácích, a to především obnovitelných, energetických zdrojů. A právě pěstování energetických plodin na odstavených (dříve potravinových) zemědělských plochách je proto v současnosti v popředí zájmu. U nás jsou mediálně, ale také co se praktických zkoušek týče, preferovány především rychle rostoucí dřeviny a byliny (v poslední době zejména krmný šťovík po svém prvošlechtiteli zvaný Uteuša). Ale v zemích EU se však stále větší pozornost věnuje i masovějšímu využívání energetických obilovin. Spíše než etickému problému se zde věnují problematice kontroly, zda obilí vypěstované jako energetické (a tedy i dotované) je jako takové i \"využito\" nebo zda není načerno výhodně prodáno coby potravinářské. Jejich zájem pramení z mnoha neoddiskutovatelných výhod:
prakticky okamžitý přechod z pěstování potravinářského obilí na obilí energetické (např. jen samotné založení plantáže na rychle rostoucí dřeviny je dosti finančně náročné)
není nutný nákup speciální mechanizace, tedy zdvojení stávající mechanizace i odstavných a garážovacích ploch, budování nových technologických uzlů na zpracování a uložení suroviny či nákladů na celkovou logistiku, \"rekvalifikaci\" zaměstnanců, jak to velká část speciálních energetických plodin vyžaduje půda je v \"pohotovostním\" stavu - tedy kdykoliv připravena přejít na výhodnější plodiny neomezené kvótami, či v případě změny kvót stávajících okamžitě přejít na pěstování obilí potravinářského (což je i z národohospodářského hlediska zajímavé) - pěstováním speciálních víceletých plodin je využití vyhrazených zemědělských ploch dáno na mnoho let dopředu
běžnou technologii zpracování obilí lze zjednodušit (zlevnit) - energetické obilí není tak náročné na agrotechnické lhůty (prostě se sklidí, až na něj dojde řada), z vlastní zkušenosti vím, že se daleko lépe spaluje \"netříděné\" zrno (odborníci nechť mi prominou ten výraz) - tedy i s plevami a plevelem - není v tomto případě tak podstatná vlhkost zrna
farmář produkující energetické obilí bude jistě mít i kotelnu na jeho spalování (ostatně tak tomu v současnosti v EU je, neboť nyní je povoleno pěstování energetického obilí jen pro vlastní potřebu) a tedy může tam spálit i tu část potravinářského obilí, které se letos zrovna nevyvedlo (např. napadení mikotoxiny) a za jehož likvidaci by musel ještě platit - navíc sousedovi může takovéto obilí za úplatu také spálit
určitě nezanedbatelný, ale v současnosti překvapivě opomíjený (alespoň žádné solidní diskuze jsem ještě nezaznamenal) je vliv pěstování energetických plodin na životní prostředí - okolní \"domácí\" faunu a flóru; u obilovin je to problém dlouhodobě otestovaný, ale jak bude na masivní pěstování několikametrových topolů, šťovíků apod. reagovat např. místní zvěř (polní i lesní), se lze prozatím jen dohadovat
Výše uvedené argumenty jen zkratkovitě naznačují, že energetická výtěžnost z hektaru ještě nic nevypovídá o celkových nákladech na \"vydobytý\" GJ z jednotlivých plodin.
Specifikum samotného procesu spalování obilí vyplývá z jeho elementární analýzy. Ve srovnání s dřevem je zde nepopiratelný, podstatně vyšší podíl minerálů (orientační hodnoty v g/kg paliva viz. tab. 1).
N K S Cl Na
ZRNO 12 7 2 1,9 0,4
DŘEVO 1,4 0,7 0,4 0,1 0,04
Tabulka 1
Podstatně vyšší hodnoty obsahu minerálů u zrna ovlivňují výrazně hodnoty teploty tavitelnosti jeho popelovin. Ty se pohybují v hodnotách nižších řádově o 250 - 600°C než je tomu u dřeva. Orientační hodnoty teplot jednotlivých fází \"tavení\" popelovin (T1- teplota spékání, T2 - teplota počátku deformace, T3 - teplota tavení, T4 - teplota tečení) udává graf.
Použijeme-li samozřejmě k tepelné konverzi obilí stejnou technologii, jako pro spalování dřevní štěpky či dřevních peletek, brzy se objeví výrazný problém s doslova zataveným topeništěm (přímo zaglazurovaným). Ostatně tak tomu doposud bylo, proto ono všeobecně zažité suché konstatování, že obilí je pro své termické vlastnosti pro spalování nevhodné.
Pokud však specifika spalování zrní zohledníme v konstrukci hořáku - je potřeba přehodnotit tok paliva, přerozdělení spalovacího vzduchu a usměrnění toku popelovin - dá se i ono spalovat velice elegantně. Takovéto topeniště je pak bez jakýchkoliv úprav použitelné i pro ostatní biomasu. Dobrým nastavením topeniště získáme emise srovnatelné se spalováním dřevní hmoty. Přibližně dvojnásobné emise NOX jsou dány množstvím palivového dusíku, ale u malých zdrojů nejsou tak významné (např. EN 303-5 pro kotle do výkonů 300 kW tyto emise vůbec neřeší). A vyšlechtěním nízkoproteinových odrůd obilí by se i tento problém dal radikálně řešit.
To, že se úpravě stávajících technologií na dřevní biomasu v zahraničí již intenzívně věnují, potvrdila nedávná návštěva vedení firmy BENEKOVterm ve Švédsku. Pod vedením pana Löfgrena se zde např. významná \"biomasová\" instituce ÄFAB věnuje testování stávajících hořáků na peletky na spalování nových \"alternativních\" paliv - zrní, kukuřice, či drcených olivových pecek, neboť poptávka po těchto palivech zejména v severských zemích (ale nejen tam) významně vzrostla. Na webových stránkách této organizace (www.afabinfo.com) se stále častěji objevují i výsledky těchto testů, které jsou rozhodně velice zajímavé.
A každá významnější výstava z oboru v tomto regionu se již bez zařízení na spalování obilí neobejde. Ale například i na letošním veletrhu v sousedním rakouském Welsu se několik takovýchto kotlů objevilo (např. renomovaná firma BAXI zde představila novou úpravu svého kotle MULTI-HEAT i na spalování obilí).
Závěrem bych chtěl zdůraznit, že cílem tohoto povídání nebylo poukázat na energetické obilí jako na jedinou správnou cestu při rozšiřování biopaliv. Spíše naopak, upozornit na to, že zejména pro malé zdroje je to cesta rozhodně konkurenceschopná, ale na rozdíl od např. již zmíněného krmného šťovíku neprávem opomíjená.
Ing. Zdeněk Lyčka
Zdroj: TZB-info
Sdílet článek na sociálních sítích