Kotelna na biomasu po deseti letech

Mohlo by se zdát, že problematika energetického využívání rostlinných surovin byla z technického hlediska již vyřešena. Přesto si i dnes může nejeden projektant či provozovatel na projektu lokální výtopny ,,vylámat zuby“. O to cennější jsou zkušenosti z provozu kotelen postavených před více než deseti lety.

Podle dostupných údajů bylo v roce 2000 v ČR v provozu přibližně 130 větších spalovacích zařízení na rostlinnou biomasu s celkovým instalovaným výkonem asi 170 MW. K výrobě tepla pro menší obce sloužilo 25 provozoven s celkovým instalovaným výkonem 44 MW a většina z nich byla uvedena do provozu po roce 1990.

Instalovaný výkon kotelen budovaných na úrovni obcí se pohyboval od desítek kilowat až do zhruba 10 MW, přičemž zařízení s vyšším instalovaným výkonem byla využívána i k výrobě elektrické energie. I když to mnohdy byly téměř prototypy, většina z nich dodnes funguje a plní svůj účel. .

Modelový příklad

Jako modelový příklad kotelny vybudované pro menší obec může posloužit Bioenergetické centrum ve Velkém Karlově. Postaveno a uvedeno do provozu bylo v letech 1999 - 2001. Provozovatelem centra, které dodnes slouží k centrálnímu vytápění, byla hned od počátku obec. V době plánování výstavby byl počet obyvatel obce 432. Počet rodinných domků (RD) byl 124 při rozloze katastru 1349 ha. Průměrné roční teploty lokality jsou kolem 9 °C. Většina potřeby tepla pro RD i objekty obce byla před vybudováním bioenergetického centra zajišťována lokálním či etážovým vytápěním na hnědé uhlí.

V průběhu přípravy projektu byla vedle zajištění finančních prostředků důležitým krokem osvěta mezi občany obce. Častým argumentem ze strany potenciálních uživatelů bylo tvrzení, že dané zařízení nevytopí jejich dům, nebude dostatečně spolehlivé, nebudou moci zatopit kdykoliv, bude vyšší cena za teplo apod. Protiargumentem zastánců centrálního vytápění bylo porovnání cen plynu a biomasy a zejména jejich plánovaný budoucí vývoj ve vztahu k tehdy plánované deregulaci cen plynu, a v souvislosti s plánovaným vstupem České republiky do EU. Dnes, coby pověstní generálové po boji, již víme, že vývoj cen plynu měl v uplynulých deseti letech skutečně výrazně rostoucí trend, ale bohužel náklady na pořízení biomasy a její dopravu rovněž nezůstaly ani zdaleka v cenových relacích roku 1999.

Pro instalaci centrálního tepelného zdroje byla využita nepoužívaná část stávající základní školy. V sousedství objektu byl vybudován provozní sklad paliva jako nový objekt, dále příjezdová komunikace a potřebné manipulační plochy.

V kotelně byl jako hlavní zdroj instalován teplovodní kotel TFS- 000 (výrobce TRACTANT FABRI Kolín) o výkonu 1000 kW, určený pro spalování slámy Jako záložní zdroj s možností zapojení při odběrových špičkách byl nainstalován teplovodní kotel na LTO typ PAROMAT-SYMLEX o výkonu 460 kW. Součástí řešení energetického centra jsou akumulační nádrže s rozvodným a plnícím potrubím.

Provozní sklad je vybaven dopravníkem slámy s rozdružovacím zařízením a s pneumatickým vkládacím zařízením paliva do kotle. Pro případ zpětného vznícení slámy je sklad oddělen ohnivzdornou stěnou a ochranou vkládacího zařízení proti prohoření.

Spotřeba paliva

Pro větší přehled o toku materiálu a energií bylo v kotelně několik let sledováno množství spotřebované slámy a také její energetický obsah, a to pomocí stanovení výhřevnosti podle ČSN ISO 1928. Výhřevnost byla určena výpočtem pomocí vlhkosti a laboratorně stanoveného spalného tepla. Spalné teplo paliva bylo stanoveno kalorimetrickou metodou v agrolaboratoři Výzkumného ústavu zemědělské techniky, v. v. i., a množství spotřebovaného paliva počtem spálených balíků v jednotlivých měsících při známé hmotnosti balíku.

Vzhledem k využití vyrobeného tepla výhradně pro vytápění rodinných domků a obecních budov je ve Velkém Karlově spotřeba bioenergetických surovin prakticky jen sezónní záležitostí - centrum slouží k vytápění a produkci teplé vody a v letních měsících je jeho činnost minimální z pohledu využívání slámy nulová.

Průměrná výhřevnost paliva za celé sledované období zde byla 15,5 MJ/kg. Na grafu je znázorněná průměrná spotřeba paliva v jednotlivých měsících roku ve vztahu k průměrné venkovní teplotě.

Další souvislosti

Energetické centrum ve Velkém Karlově je v provozu deset let. Při instalovaném výkonu teplovodního kotle 1 MW bylo v tomto centru dosud spotřebováno téměř 5 tisíc tun slámy. Uvažujeme-li průměrný výnos slámy pět tun na hektar (u mnoha druhů a odrůd takový výnos není), je nutné mít pro každý rok k dispozici alespoň 100 ha vhodných sklizňových ploch. V zájmu zachování organické hmoty v půdě nelze pochopitelně odebrat veškerou slámu pro energetické účely každoročně, a tak v závislosti na osevním postupu, místních klimatických podmínkách a dalších aspektech je nutné skutečnou potřebnou plochu úměrně zvýšit. Dalším faktem je, že spálením daného množství slámy vzniklo přibližně 200 tun popele, který byl částečně využit jako surovina při výrobě cihel, ale část byla uložena na skládce.

Poznámka na okraj

Z uvedených skutečností vyplývá, že v oblasti obnovitelných zdrojů energie, komunální úroveň nevyjímaje, lze jen stěží nalézt řešení, které by nemělo negativní stránky, ale 10 let provozu a 250 tisíc GJ tepla vyrobeného a využitého ve Velkém Karlově je důkazem, že rozumná řešení mohou být přijatelná pro všechny zúčastněné subjekty i životní prostředí. Plánovaná realizace radikální změny dotační politiky státu v oblasti energetického využívání biomasy bude pro mnohé provozovatele, zpracovatele i dodavatele energetické biomasy znamenat prověrku adaptability v nově nastaveném systému.

V případě realizace plánovaných opatření jistě vyvstanou mnohé problémy a pouze citlivost a odborná zdatnost tvůrců legislativy a jejich pracovních týmů rozhodne o tom, jakým způsobem bude nastavena nová strategie, a o tom, jestli bude dlouhodobá či krátkozraká. Možná budeme příjemně překvapeni a nové legislativní prostředí pomůže odhalit leckteré ,,císařovy nové šaty“, které se tváří třeba jako zastřešující ,,projekty“ s cílem výběru 50 Kč z každé tuny vyrobených pelet…

(V příspěvku jsou publikovány některé výsledky řešení výzkumného záměru VZ MZE0002703101 Výzkum nových poznatků vědního oboru zemědělské technologie a technika s aplikace inovací oboru do zemědělství České republiky. )

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