Στερεά ξυλώδη βιοκαύσιμα και παραγωγή θερμότητας

Στερεά ξυλώδη βιοκαύσιμα και παραγωγή θερμότητας Ι. Ελευθεριάδης Δασολόγος Τμήμα Βιομάζας, ΚΑΠΕ ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Είδη στερεών βιοκαυσίμων • Καυσόξυλα – Φτηνό, διαθέσιμο – Χειρωνακτική φόρτωση, Αποθήκευση

• Θρυμματισμένο ξύλο – Φτηνό, διαθέσιμο (?), αυτοματισμοί – Έλεγχος ποιότητας

• Συσσωματώματα ξύλου (pellets) – Εξευγενισμένο, βολικό, συμπαγές, διάθεση

• Μπριγκέτες ξύλου – Εξευγενισμένο, βολικό, συμπαγές, διάθεση ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Καυσόξυλα

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Θρυμματισμένο ξύλο

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Pellets

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Μπριγκέτες

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ευρωπαϊκά Πρότυπα στερεών βιοκαυσίμων • ΕΛΟΤ EN 14588 Στερεά Βιοκαύσιμα – Ορολογία, Ορισμοί και Περιγραφές

• ΕΛΟΤ ΕΝ 14961 Στερεά βιοκαύσιμα Προδιαγραφές και κλάσεις καυσίμου – Μέρος 1: Γενικές απαιτήσεις – Μέρος 2: Pellets ξύλου για μη βιομηχανική χρήση – Μέρος 3: Μπριγκέτες ξύλου για μη βιομηχανική χρήση – Μέρος 4: Θρυμματισμένο ξύλο για μη βιομηχανική χρήση – Μέρος 5: Καυσόξυλα για μη βιομηχανική χρήση – Μέρος 6: Μη ξύλινα Pellets για μη βιομηχανική χρήση ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

ΕΛΟΤ ΕΝ 14961-1 Γενικές απαιτήσεις • •

Ταξινόμηση με βάση την προέλευση, την πηγή (Πιν.1), τις κύριες εμπορεύσιμες μορφές (Πιν.2) και τις ιδιότητες Προέλευση – – – – – – –

•

Προϊόντα από γεωργία και δασοκομία Υπολείμματα από γεωργία και δασοκομία Παραπροϊόντα από βιομηχανία επεξεργασίας τροφίμων Υπολείμματα ξυλείας, εκτός αν περιέχουν αλογονούχες οργανικές ενώσεις ή βαρέα μέταλλα Ινώδη φυτικά υπολείμματα από παραγωγή χαρτοπολτού Υπολείμματα φελλού Όχι ξυλεία κατεδαφίσεων και άλγες

Σύστημα ταξινόμησης – – – –

Δασική Βιομάζα Αγροστώδης βιομάζα Βιομάζα από φρούτα Συνδυασμοί και μίγματα

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Γενικές απαιτήσεις - Προέλευση

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Γενικές απαιτήσεις - Ιδιότητες

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ιδιότητες καυσόξυλων (ΕΛΟΤ ΕΝ 14961-1)

Προέλευση: Σύμφωνα με τον πίνακα 1 του TS. Εμπορεύσιμη μορφή

Ξυλώδης βιομάζα (1.1.2.1, 1.1.2.2, 1.1.2.3) ΚΟΥΤΣΟΥΡΑ

Διαστάσεις

ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ

Μήκος (L) Πάχος (D) (Μέγιστη διάμετρος ενός μόνο τεμαχίου) P200L < 200 και D <20 (ανάφλεξη ξύλου) P200 L = 200 ±20 και 40 ≤ Δ ≤ 110 mm P250 L = 250 ±20 και 40 ≤ Δ ≤ 110 mm P330 L = 330 ±20 και 40 ≤ Δ ≤ 110 mm P500 L = 500 ±40 και 60 ≤ Δ ≤ 200 mm P1000 L = 1000 ±50 και 60 ≤ Δ ≤ 200 mm P1000+ L > 1000 (η πραγματική τιμή πρέπει να δηλώνεται) Υγρασία (M) M20 ≤ 20% Από ξηραντήριο M30 ≤ 30% Ξήρανση στο χώρο της αποθήκευσης M40 ≤ 40% Ξήρανση στο δάσος M65 ≤ 65% Φρέσκο, μετά την κοπή στο δάσος Ξύλο Nα δηλώνεται εάν χρησιμοποιείται ξύλο κωνοφόρων ή πλατύφυλλων ή μείγμα αυτών.

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ιδιότητες θρυμματισμένου ξύλου (ΕΛΟΤ ΕΝ 14961-1) Προέλευση: Σύμφωνα με τον πίνακα 1 του TS. Εμπορεύσιμη μορφή Διαστάσεις

ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ

Κύρια ποσοστό> 80% του βάρους

Ξυλώδης βιομάζα (1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4, 1.1.6, 1.2.1.1, 1.2.1.2, 1.2.1.4) ΘΡΥΜΜΑΤΙΣΜΕΝΟ ΞΥΛΟ

Ποσοστό ινών <5% <1 mm <1 mm <1 mm

P 16 3,15 mm ≤ p ≤ 16 mm P 45 3,15 mm ≤ p ≤ 45 mm P 63 3,15 mm ≤ p ≤ 63 mm P 100 3,15 mm ≤ p ≤ 100 mm Υγρασία (M) M20 ≤ 20% Αποξηραμένα M30 ≤ 30% Κατάλληλα για αποθήκευση M40 ≤ 40% Οριακά προς αποθήκευση M55 ≤ 55% M65 ≤ 65% Τέφρα (% επί ξηρής βάσης) A0.7 ≤ 0,7% A1.5 ≤ 1,5% A3.0 ≤ 3,0% A6.0 ≤ 6,0% A10 ≤ 10,0%

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Χοντρό κλάσμα <1% >45 mm, όλο < 85 mm >63 mm >100 mm > 200 mm

Ιδιότητες pellets (ΕΛΟΤ ΕΝ 14961-2)

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ιδιότητες μπριγκέτων (ΕΛΟΤ ΕΝ 14961-3)

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ιδιότητες θρυμματισμένου ξύλου (ΕΛΟΤ ΕΝ 14961-4)

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ιδιότητες καυσόξυλων (ΕΛΟΤ ΕΝ 14961-5)

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ιδιότητες μη ξυλωδών pellets (ΕΛΟΤ ΕΝ 14961-6)

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Το νερό στο ξύλο • Υγρασία κυμαίνεται από ~60 έως ~15% • Πορώδες και υγροσκοπικό υλικό • Δύο διαφορετικούς τύπους πορώδους: – το μακροσκοπικό πορώδες, • ελεύθερο (ή απορροφημένο) νερό

– το μικροσκοπικό πορώδες • δεσμευμένο (ή κορεσμένου) νερό

• • • •

Σομφό ξύλο Εγκάρδιο ξύλο Δυναμική ισορροπία, υγρασία < 20%. Απώλεια νερού μη ομοιόμορφη

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Υπόμνημα: 1. μετά από 6 εβδομάδες 2. μετά από 6 μήνες 3. ενδιάμεσο χρονικό διάστημα 2-4 4. μετά από 1 χρόνο 5. μετά από 1,5 χρόνο [4]

Υγρασία σε ξ.β. (u%)

Το νερό στο ξύλο

Πλάτος 5cm

Ανάπτυξη υπό την ακτινική αίσθηση, με υγρασία σε ξ.β. (u), ενός κομματιού σανίδας, πάχους 5 cm, από Οξυά ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

NCV [kWh/kg]

Υγρασία & θερμογόνος δύναμη

Σύμπηκτα (pellets)

Καυσόξυλα

Θρυμματισμένο ξύλο

Υγρασία σε ξ.β. [Μ %]

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

ΤΕΕ 28/3/2013 ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ» Οκτ.’04

Αυγ.’04

Ιουν.’04

Απρ.’04

Φεβ.’04

Δεκ.’03

Οκτ.’03

Αυγ.’03

Ιουν.’03

Απρ.’03

Φεβ.’03

Δεκ.’02

Υγρασία σε υ.β. (Μ%)

Φυσική ξήρανση ξύλου

Απώλεια βάρους (kg) ανά χ.κ.μ. στοιβαχτού

ΤΕΕ 28/3/2013 ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Δεκ.’03

Νοε.’03

Οκτ.’03

Σεπ.’03

Αυγ.’03

Ιουλ.’03

Ιουν.’03

Μαι.’03

Απρ.’03

Μαρ.’03

Φεβ.’03

Ιαν.’03

Φυσική ξήρανση ξύλου

Φυσική ξήρανση ξύλου • • • • •

Μάρτιος - μέγιστη απώλεια νερού (~ 10%) Θερμά καλοκαίρια - M20, Ιούνιο Υγρά καλοκαίρια - M20, + ένα μήνα Αποθήκευση ξύλου υπό κάλυψη Σκισμένα ξύλα vs μη-σκισμένα ξύλα – M20 δύο μήνες αργότερα

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Αποθήκευση του ξύλου • • • •

Δάπεδο σταθερό και στεγνό Να ευνοείται η κίνηση του αέρα Ξύλινα στηρίγματα (δοκούς, μακριά ξυλοτεμάχια) Αποθήκευση σε θέσεις ανοικτές στον αέρα και τον ήλιο • Απόσταση τουλάχιστον 10 εκατοστών • Εξωτερικοί τοίχοι με ανοίγματα (σχισμές) • Καυσόξυλα καθημερινής χρήσης αποθηκεύονται στο λεβητοστάσιο ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Αποθήκευση του ξύλου

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Αποθήκευση & διακίνηση

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Συστήματα θέρμανσης με βιομάζα

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Σόμπες / Στόφες • Για χαμηλές ανάγκες θέρμανσης • Θερμαίνουν ενιαίους χώρους (έως ~120μ2), …και ενσωματωμένο λέβητα • Διαθέσιμες σε 5-15 kW, νερού -25 kW • Η φωτιά φαίνεται • Η θερμότητα μεταφέρεται με ακτινοβολία, και με ελκυσμό (φυσικό ή τεχνητό) • Αποδόσεις έως 90-92% • Καυσόξυλα ή pellets ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Σόμπες - χαρακτηριστικά Σόμπα με Χειρωνακτική τροφοδοσία καυσόξυλα Διαθέσιμο καύσιμο πιθανά σε χαμηλή τιμή Δύσκολος έλεγχος θερμοκρασίας Απόδοση: 50-65%, κάποτε έως 80% Σόμπα με pellets

ΤΕΕ 28/3/2013

Θερμότητα όποτε την χρειαζόμαστε Εύκολος έλεγχος - Χαμηλή συντήρηση Χειρωνακτική φόρτωση καυσίμου στη χοάνη Καθαρό, εύχρηστο καύσιμο αλλά ακριβό (?), όχι πάντα τοπικό Απόδοση: 80-90% ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Σόμπες για καυσόξυλα λειτουργία • Ασυνεχής λειτουργία.

• Πρωτεύων/ δευτερεύων αέρας (όχι πάντα) • Πρωτεύων αέρας: διαμέσου της σχάρας στο θάλαμο καύσης • 3 πόρτες • Ρύθμιση αέρα χειρωνακτικά πχ ντάμπερ ή έλεγχος αέρα • Κλειστές συσκευές • Πυρίμαχη επένδυση ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Σόμπες για καυσόξυλα

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Σόμπες για pellets - λειτουργία • Ρίψη του καυσίμου μέσω σωλήνα • Έναυση: πιστόλι θερμού αέρα • Μεγάλος χρόνος παραμονής, υψηλό ποσοστό εξάντλησης καυσίμου • Πολύ ακριβής τροφοδοσία • Ενσωματωμένη χοάνη • Χωρισμός: προστασία από επιστροφή φωτιάς στη χοάνη • Τέφρα αφαιρείται με το χέρι ή μηχανικά (ειδική σχάρα)

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Σόμπες για pellets

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Κεντρικοί λέβητες • • • •

Για υψηλότερες θερμικές ανάγκες (πχ κτίρια) Αυτόματη λειτουργία Λεβητοστάσιο Χαμηλές θερμοκρασίες κελύφους ..... μεγάλες αποδόσεις • Καυσαέρια από εναλλάκτη σωλήνων ή πλάκες στον θάλαμο καύσης για εκμετάλλευση της ακτινοβολίας • Αποδόσεις > 90% σε πλήρες φορτίο • Καυσόξυλα, pellets και θρυμματισμένο ξύλο ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Λέβητες - χαρακτηριστικά Λέβητας με θρυμματισμένο ξύλο

Κατάλληλος για φορτία >25kW Αυτόματη τροφοδοσία καυσίμου Μεταβαλλόμενες απαιτήσεις - Δεξαμενή Διαχείριση/ αποθήκευση: γερό εξοπλισμό/ χώρο Τοπικό/ φτηνό καύσιμο, προδιαγραφές, υγρασία

Λέβητας με πελλέτες

Καλό επίπεδο αυτοματισμών Εύκολη διαχείριση/ αποθήκευση καυσίμου Διαθέσιμοι: 5-50kW+, Απόδοση: 80-95%

Λέβητας με καυσόξυλα

Τοπικό/ φτηνό καύσιμο, υγρασία Καθημερινή χειρωνακτική φόρτωση, έναυση Μεταβαλλόμενες απαιτήσεις - Δεξαμενή Απόδοση: 50-90%

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Λέβητες για pellets - λειτουργία Μόνωση Εστία Δοχείο στάχτης Αισθητήρας Εισαγωγή δευτεροβάθμιου αέρα Εναλλάκτης Θερμότητας Αυτόματος καθαρισμός εναλλάκτη 8. Ένωση καμινάδας 9. Αισθητήρας λάμδα 10. Εισαγωγή πρωτεύοντος αέρα 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Λέβητες για pellets

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Λέβητες για καυσόξυλα λειτουργία • • • •

• •

Χειροκίνητη φόρτωση καυσίμου (ημερήσια) και έναυση Ασυνεχής λειτουργία. Μικρότερη ικανότητα σε μερικό φορτίο Κάποια μοντέλα έχουν λ-.....για εναρμόνιση φορτίου Επιλογή: Υψηλές θερμοκρασίες (1000°C), υψηλές αποδόσεις (85-90%) Πολυτροφοδοσία, με μικρότερη απόδοση Ανεμιστήρας για αναρρόφηση των αερίων

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Λέβητες για καυσόξυλα

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Λέβητες για καυσόξυλα Χοάνη καυσίμου Θάλαμος καύσης Αναρροφητικός ανεμιστήρας Σύνθετος έλεγχος με μικροεπεξεργαστή 5. Εναλλάκτης Θερμότητας 6. Σύστημα αφαίρεσης μερικώς καμμένων αερίων, για να αποτραπεί, κάθε διαφυγή καπνού Πλήρως μονωμένος, χαμηλές απώλειες ακτινοβολίας 1.

2.

3.

4.

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ενεργειακό κόστος Var. 1 – Firewood boiler

Var. 2 – Pellets boiler

Var. 3 – Oil boiler

heat demand in MWh Investment costs Service life in years rate of interest Fixed costs/a

21,84

22,55

21,66

€ 6.000,00

€ 7.000,00

€ 3.000,00

15

15

15

8,06%

8,06%

8,06%

Variable costs = fuel costs Yearly costs

€ 500,00

ΤΕΕ 28/3/2013

€ 703,55

€ 1.203,55

32,21 €/MWh 22,89 €/MWh

€ 820,81

55,11 €/MWh

€ 2.070,81

€ 1.250,00

36,40 €/MWh 55,43 €/MWh

€ 351,77

91,83 €/MWh

€ 2.261,77

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

€ 1.910,00

16,24 €/MWh 88,18 €/MWh 104,42 €/MWh

Ενεργειακό κόστος

ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»

Ευχαριστώ πολύ! Περισσότερες πληροφορίες Τμήμα Βιομάζας, ΚΑΠΕ URL: www.cres.gr Τηλ: +30 210 6603300 Fax: +30 210 6603301 Email: joel@cres.gr, infobiomass@cres.gr ΤΕΕ 28/3/2013

ΗΜΕΡΙΔΑ «ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΑΙΘΑΛΟΜΙΧΛΗ»