Stanovení jakostních ukazatelů pelet z biomasy

Pelety a brikety vyráběné z biomasy slouží jako palivo do malých i větších kotlů na biomasu, do krbových vložek a krbových kamen. Oproti jiným pevným palivům mají nižší obsah síry a těžkých kovů, vyrovnanou energetickou bilanci a příliš nezatěžují ovzduší skleníkovými plyny. Popel lze pak využít jako hnojivo nebo kompostovat.

Pelety lze rozdělit podle druhu použité biomasy: převážně jde o lesní biomasu, tj. pelety ze dřeva, hoblovaček, pilin kůry stromů, lesní štěpky a rychle rostoucích dřevin. Dále jde o tzv. nedřevní biomasu, která vzniká při zpracování zemědělské produkce, např. pelety ze slámy obilné, řepkové a kukuřičné, z travní biomasy a ze sena. Význam získávají pelety z energetických rostlin, např. šťovíku, chrastice rákosové, ozdobnice a dalších. A konečně jde i o biomasu z jiných činností, např. z údržby krajiny, ze zahrad a podobně.

Situace u nás a v Evropě

Pelety z biomasy se vyrábějí lisováním sypké biomasy, a to s přidáním nebo bez přidávání pojiv. Jsou válcovitého tvaru a mají menší rozměry než brikety – délku nejvýše 50 mm, průměr do 25 mm.

Jako každé zboží na trhu, tak i pelety by se měly vyrábět v určité, předem specifikované kvalitě, a tato kvalita by se měla řídit technickými normami.

Pelety z biomasy se u nás využívají jako palivo již poměrně dlouho a sledování kvality bylo až dosud zaměřeno zejména na jejich užitné i ekologické vlastnosti. A jelikož až dosud neexistovaly normy, které by přímo ustanovily jednotlivé zkušební postupy pro kontrolu daných fyzikálně-chemických vlastností, byly k tomuto účelu využívány palivářské normy na stanovení vlastností tuhých paliv (uhlí).

V Německu, Rakousku a v některých dalších zemí EU již sice mají vlastní normy, které postihují klasifikaci a fyzikálně-chemické vlastnosti pelet, převážně ze dřeva a kůry, ale zkušební postupy dál zůstaly podle zkoušek na tuhá paliva (uhlí).

Kolem roku 2004 zpracoval CEN (Evropský výbor pro normalizaci) soubor technických specifikací, které začaly tuto problematiku řešit. Označení technických specifikací je CEN/TS (TS - technická specifikace). Tento soubor obsahoval nejen zkušební postupy, ale i klasifikační a názvoslovné technické specifikace. Dokumenty CEN/TS byly v ČNI (Českém normalizačním institutu) přeloženy a jako předběžné české normy, označené ČSN P CEN/TS, poskytnuty uživatelům. Ti mohou do tří let od vydání dát připomínky k jejich úpravě či změně.

Nyní začínají vznikat i předběžné evropské normy (prEN), které jsou předzvěstí nových evropských norem (EN), které by měly platit již od roku 2010. Nicméně dnes se u nás jak pro zkoušení (i pro akreditační laboratoře), tak pro další činnosti stále ještě používají předběžné normy ČSN P CEN/TS.

Porovnání platných norem

Na našem trhu se v současné době nejvíce setkáváme s následujícími normami, ve kterých jsou uvedeny kvalitativní požadavky na pelety: německé normy DIN 51731, DIN plus, rakouská norma ÖNORM M7135, česká předběžná norma ČSN P CEN/TS 14961 a technická směrnice č. 55 – 2008 (MŽP ČR). Normy se od sebe liší jak surovinou pro výrobu pelet, tak parametry, ale také i zkušebními postupy, případně dalšími požadavky týkajícími se výroby.

ČSN P CEN/TS 14961 a Technická směrnice č. 55 – 2008 jsou v současné době jediné dokumenty společné pro EU a ČR, ve kterých jsou uvedeny specifikace pro pelety z jiné biomasy než ze dřeva nebo kůry.

- Norma ČSN P CEN/TS 14961 Tuhá biopaliva – Specifikace a třídy paliv, byla vydána ČNI v roce 2005 jako předběžná česká norma. Tento stav normy umožňuje rychlý vývoj této předběžné normy směrem k čisté EN normě formou vyjádření uživatelů k této předběžné normě, s možností připomínek k jejímu obsahu a touto cestou lze napomáhat vzniku funkční normy. Norma mimo jiné uvádí i specifikace vlastností tuhých biopaliv, které jsou uvedeny pro následující skupiny: brikety, pelety, olivové výlisky, dřevní štěpku, rozdrcené dřevní palivo, polena, piliny, kůru, balíky slámy a ostatní tuhá biopaliva. Vlastnosti prezentované v této normě jsou rozděleny na normativní a informativní.

- Technická směrnice č. 55 – 2008 je směrnice vydaná Ministerstvem životního prostředí ČR v roce 2008, která uvádí požadavky pro propůjčení ochranné známky „Ekologicky šetrný výrobek“ pro topné pelety z bylinné fytomasy, tj. z rostlin, které nemají dřevitý stonek a odumírají na konci vegetační doby. Tato směrnice je součástí Národního programu označování ekologicky šetrných výrobků. Směrnice však již specifikuje stávající zkušební metody podle norem ČSN P CEN/TS, kterými se zkouší jednotlivé parametry pelet. Srovnání výše uvedených norem je uvedeno v tabulce č. 1.

Tabulka č. 1: Porovnání norem DIN 51731, DIN plus, ÖNORM M7135, ČSN P CEN/TS 14961 a Technické směrnice č. 55 – 2008 (hodnoty pro DIN 51731 jsou uvedeny v závorce)

Norma	Druh biomasy	DINPlus (DIN 51731)	ÖNORM M 7135	ČSN P CEN/TS 14961	Směrnice č. 55-2008
		dřeví biomasa	dřevní pelety/pelety z kůry	dřevní, bylinná, ovocná biomasa, směsi a příměsi	bylinná biomasa
Ukazatel	Jednotka	Parametr	Parametr	Parametr	Parametr
Průměr pelety	mm	4 ≤ d < 10	4 ≤ d < 10 / ≥ d < 10	5 druhů rozměrů od 6 mm do 25 mm	≤ 25
Délka pelety	mm	≤ 5 x d (< 50)	≤ 5 x D / ≤ 5 x D	5 druhů rozměrů od L ≤ 5 x průměr do L ≤ 4 x průměr	neudává
Sypná hmotnost	kg/dm3	≥ 1,12 (> 1,0 až 1,4)	≥ 1,12 / ≥ 1,12	doporučeno stanovit při prodeji v obj. jednotkách	≥ 1,12
Obsah vody	% (m/m)	≤ 10,0 (< 12)	≤ 10,0 / 18,0	3 třídy	≤ 10
Obsah popela	% (m/m)	≤ 0,50 (< 1,5)	≤ 0,50 / ≤ 6,0	5 tříd	≤ 6
Výhřevnost	MJ/kg	≥ 18,0 (17,5 až 19,5)	≥ 18,0 / ≥ 18,0	doporučeno informovat	≤ 16
Obsah síry	% (m/m)	≤ 0,04 (< 0,8)	≤ 0,04/≤ 0,08	4 třídy	≤ 0,15
Obsah dusíku	% (m/m)	≤ 0,30 (< 0,30)	≤ 0,30/≤ 0,60	5 tříd	≤0,9
Obsah chloru	% (m/m)	≤ 0,02 (< 0,03)	≤ 0,02/≤ 0,02	4 třídy	≤ 0,18
Otěr	% (m/m)	2,3 (žádný)	≤ 2,3/≤ 2,3	3 třídy	≤ 2,3
Pomocný lisovací. prostředek	% (m/m)	2,0 (není povolen)	≤ 2/≤ 2	určit druh a obsah	≤ 6
Jemné částice	% (m/m)	-	-	3 třídy	-
Minimální doba skladovatelnosti	měsíce	-	-	≥ 6	≥ 6

Z tabulky č. 1 je zřejmé, že každá jednotlivá norma řeší pelety z jiných druhů biomasy. Normy DIN 51731, DIN plus, ÖNORM M7135 se zabývají pouze kvalitou pelet ze dřeva a kůry. Evropská specifikace ČSN P CEN/TS 14961 je komplexnější a charakterizuje pelety nejen ze dřeva, ale i jiné biomasy a směrnice technická směrnice č. 55 – 2008 uvádí parametry pouze pro bylinnou biomasu.

Normy DIN Plus a ÖNORM M7135 jsou téměř shodné. Každá z nich však specifikuje i postup pro získání označení DIN prüft, resp ÖNORM prüft, dle požadavků daného certifikačního orgánu. Součástí těchto norem je i sledování kvality výrobků během výrobního procesu.

Porovnání s evropskou normou

V současné době se začíná naše předběžná norma ČSN P CEN/TS 14961:2005 „překápět“ na evropskou normu EN, která je zatím v podobě normy prEN 14961-1 Tuhá biopaliva – Specifikace a třídy paliv – Část 1: Všeobecné požadavky. Norma bude sestávat z šesti částí, které se stále ještě připravují, a dřevěnými peletami se bude zabývat část 2. Oproti ČSN P CEN/TS 14961 vykazuje návrh pro specifikaci pelet změny v jakostních ukazatelích. Porovnání těchto změn je uvedeno v tabulce č. 2.

Tabulka č. 2: Porovnání předběžných norem ČSN P CEN/TS 14961: 2005 a prEN 14961-1: 2008

Norma	Druh biomasy	ČSN P CEN/TS 14961	prEN 14961-1
		dřevní, bylinná, ovocná biomasa, směsi a příměsi	dřevní, bylinná, ovocná biomasa, směsi a příměsi
Ukazatel	Jednotka	Parametr	Parametr
Průměr pelety	mm	5 druhů rozměrů od ≤6 mm do ≤25 mm ±0,5 mm	5 druhů rozměrů od 6 mm do 25 mm ±1,0 mm, upřesnění rozměrů
Délka pelety	mm	5 druhů rozměrů od L≤5 x průměr do L4 x průměr	5 druhů rozměrů od 3,15≤L≤40 mm až 50 mm
Sypná hmotnost	kg/m3	doporučeno stanovit při prodeji v obj. jednotkách	5 tříd (od BD550 po BD700+)
Obsah vody	% (m/m)	3 třídy	2 třídy (M10 a M15)
Obsah popela	% (m/m)	5 tříd	7 tříd (A0.5 až A3.0+)
Výhřevnost	MJ/kg	doporučeno informovat	udávat minimální hodnotu
Obsah síry	% (m/m)	4 třídy	6 tříd (S0.02 až S0.20+)
Obsah dusíku	% (m/m)	5 tříd	6 tříd (N0.3 až N3.0+)
Obsah chloru	% (m/m)	4 třídy	5 tříd (Cl0.02 až Cl0.10+)
Otěr	% (m/m)	3 třídy	4 třídy (DU97,5 až DU95,0-)
Pomocný lisovací. prostředek 7,8)	% (m/m)	určit druh a obsah	určit druh a obsah
Jemné částice (<3,15 mm)	% (m/m)	3 třídy	5 tříd (F1.0 až F5.0+)
Minimální doba skladovatelnosti	měsíce	≥ 6	≥ 6

Parametry v tabulce č. 2 jsou převážně normativní. Hodnoty obsahu síry, dusíku a chlóru jsou však normativní pouze pro chemicky ošetřenou biomasu (u síry pokud byla biomasa ošetřeny aditivem obsahujícím síru). Pro ostatní biomasu jsou tyto parametry (S, N, Cl) informativní. Nový návrh prEN 14961-1:2008 v sobě zahrnuje různorodost zdrojů biomasy, která se odráží ve větším počtu tříd, které jsou definovány pro stanovované parametry. Na jejich základě bude možno lépe specifikovat jednotlivé druhy pelet.

Zajištění kvality pelet

Kvalita vyráběných pelet musí být zajišťována v celém dodavatelském řetězci, který začíná již u výrobce. Německé normy DIN 51731, DIN plus a rakouská norma ÖNORM M7135 kontrolu výroby charakterizují v rámci normy ustanovením akreditované laboratoře, která provádí kontrolu výrobního procesu odebíráním vzorků a zajišťováním laboratorních zkoušek pelet náhodně odebraných při výrobě a prostřednictvím zprávy předává výsledky této kontroly národnímu certifikačnímu orgánu. Tento certifikační orgán pak přiděluje výrobku známku „DIN prüft“, resp „ÖNORM prüft“ s uvedením dané normy.

Evropská specifikace a česká předběžná norma ČSN P CEN/TS 14961 se touto problematikou nezabývá, avšak předběžná norma ČSN P CEN/TS 15234:2006 Tuhá paliva - Zajištění kvality paliva popisuje kvalitu paliva v celém dodavatelském řetězci od suroviny, přes výrobu, přepravu, manipulaci a skladování až po konečnou specifikaci paliva, která vychází z normy ČSN P CEN/TS 14961 a je zastřešena prohlášením o kvalitě paliva.

Kvalita paliva je pak charakterizována následujícími vlastnostmi: velikostí částic nebo jeho rozměry, obsahem vody, popela, hustotou částic, mechanickou odolností (otěrem), obsahem jemných částic, obsahem přísad, obsahem síry a dusíku, informativně výhřevností, sypnou hmotností a chemickým složením. Zatím jen informativní hodnota pro výhřevnost bude také zahrnuta do normativních hodnot.

Výrobci a dodavatelé pelet by měli dodržovat ve svém výrobním a dodavatelském řetězci jednotlivé kroky uvedené v citovaných normách, aby výsledkem této činnosti bylo biopalivo (pelety) s ověřenými požadovanými vlastnostmi, s ověřeným postupem výroby, to vše ke spokojenosti zákazníka a bez ohrožení životního prostředí.

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu