Nazeleno.cz – úspory energie, izolace, zdravý životní styl, biopotraviny, ekologie [logo]

DOPORUČUJEME:

Ceny Energie

Najdeme nejlevnějšího dodavatele!

Partneři sekce

Jak funguje spalování biomasy? Příklad konopí

Definice biomasy jsou sice hezké, ale pokud nejste zrovna nadšený biflující student, o reálném fungování vám toho moc neprozradí. Jak vůbec biomasu získáváme, co pro výrobu energie potřebujeme a v jaké podobě se s ní můžete setkat zrovna vy? Právě o tom je následující článek, který biomasu prezentuje na příkladu konopí.

22. 06. 2009 | Michal Ruman

Ve zkratce:

Není tomu ani osmdesát let, co se z konopí vyrábělo přes dvacet tisíc produktů, mezi nimi dynamit. Přestože konopí (a biomasa obecně) v průmyslových zemích ustoupilo fosilním palivům a jádru, jako obnovitelný zdroj energií dnes má znovu co nabídnout.

Díky Kateřině Jacques se letos na jaře dozvěděl o biomase i člověk, který by jinak problematiku ekologického vytápění vůbec neřešil. Definice, kterou představila sama Strana zelených ve svém předvolebním klipu před volbami do Evropského parlamentu, je sice hezká, ale jak to v praxi funguje?

„Konopí se už pěstuje spíše tzv. na hmotu, kde cílem není získat co nejkvalitnější vlákno, ale co největší objem biomasy.“

Spalování biomasy (resp. výroba energie z ní) stojí na dvou základních premisách: spalujeme suroviny, které můžeme opět vyrobit. Stromy či rostliny (v případě nejběžnějších rostlinných ekopaliv) lze na rozdíl od uhlí poměrně jednoduše obnovovat (na rozdíl od uhlí, ropy a dalších fosilních paliv). Druhou zásadou je využívání odpadu – stromy nepěstujeme proto, abychom je následně spálili – pro výrobu „ekopaliv“ se využívá odpadu (pilin) vzniklého při druhotném zpracování dřeva. Ty se následně slisují do podoby briket či peletek, které už následně přikládáte do kotle či krbu.

Alternativou dřevin mohou být obyčejné rostliny. Ty už můžeme pěstovat primárně pro výrobu energie, protože je můžeme sklízet každý rok. Jak to funguje, si ukážeme na příkladu konopí.

Klip Strany zelených s definicí biomasy

Konopí jako biomasa

Konopí seté (Cannabis Sativa) je jednoletá přadná a olejnatá rostlina schopná růst v různých klimatických pásmech - od rovníku po polární kruh. Mezi jednoletými rostlinami vyniká vysokým přírůstkem hmoty, biomasy. V příznivých podmínkách dorůstá výšky až 5 metrů a dosahuje výnosů suché hmoty okolo 15 tun z hektaru. Na českých polích se tzv. technické konopí s obsahem psychoaktivního THC pod zákonnou hranicí 0,3 % pěstuje od roku 1999. Rostliny nejčastěji polských odrůd u nás dorůstají přibližně 3 metrů, výnosy se pohybují mezi 8 až 10 t suché hmoty na hektar.

Biomasa a vytápění na Nazeleno

   – Brikety a peletky - výhřevnost a další info

   – Výroba elektřiny z biomasy v ČR

   – Dotace na kotle na biomasu

   – Ceny biomasy letos porostou

V zásadě je v případě konopí, tak jako u jiných rostlinných materiálů, energeticky využitelná celá rostlina. Relativně největší palivový potenciál má plod konopí – olejnatá nažka, semeno. To dosahuje výhřevnosti kolem 25 MJ/kg, olej v něm obsažený až 35 MJ/kg. Výnos semence je ale jen 1 t z hektaru.

K výrobě energie se využívá stonek

V článku „Konopí: kvalitní biomasa s všestranným použitím“ jsme také popsali ekologickou i ekonomickou omezenost přímého spalování těchto cenných surovin. Vždyť konopné semínko a za studena lisovaný olej s unikátním obsahem mastných kyselin, bílkovin a dalších látek jsou považovány za léčivou potravinu, olej se prosazuje také jako kosmetická surovina! Jeho spalování by proto bylo nehospodárné.

Dobře vzrostlé konopí poskytuje vysoké výnosy biomasy
Dobře vzrostlé konopí poskytuje vysoké výnosy biomasy.

Semenný koláč, vláknitý výlisek s obsahem oleje kolem 8 %, může být zpracován na bezlepkovou mouku či použit jako krmivo domácích i hospodářských zvířat. Spalování konopného semence, oleje či semenného koláče tak přichází v úvahu spíše v případě nepovedené sklizně (semena mají tendenci žluknout) či technického zpracování (lisování za tepla, chemická extrakce...).

Energeticky nosné „odpady“

Také proto se v energetice prosazuje spíše využití stonku. Ani ten se ale nepálí celý (i když pokusy tu byly). Od pradávna se z konopného (a lněného) stonku mechanicky získávají primární dlouhá vlákna, sekundární krátká vlákna čili koudel a dřevitý odpad, pazdeří. Nejkvalitnější dlouhá vlákna s více než 70 % obsahem celulózy jsou předurčena pro textilní zpracování a výrobu provazů, koudel byla dlouhá léta používána jako instalatérské těsnění, vyrábí se z ní ale také papír, netkané textilie, plasty a další technické aplikace.

Biomasa ve formě dřevní štěpky
Biomasa ve formě dřevní štěpky

Současná průmyslová výroba v zemích západní Evropy i v ČR zpracovává konopí na jednotné technické vlákno, u kterého se kvality primárních a sekundárních vláken stírají. Domácím trendem je pěstování tzv. na hmotu, kde cílem není získat co nejkvalitnější vlákno, ale co největší objem biomasy.

Výhřevnost biomasy z konopí

Přestože vysoký obsah celulózy ve vláknech je energeticky zajímavý, největší potenciál má vzhledem k charakteru i objemu „odpad“ ze zpracování stonku, kterým je pazdeří. Dřevité pazdeří tvoří přibližně 2/3 objemu stonku, z hektaru tak můžeme získat kolem 6 tun. Při zpracování získává podobu drobné, jemné štěpky (cca 3 cm délky na 1 cm šířky). Výhřevností kolem 17 MJ/kg si nezadá s kvalitním hnědým uhlím či dřevem. Dá se spalovat v kotlích na dřevo, resp. dřevoplyn, ideálně upravených pro spalování rostlinné biomasy.

Výhodou pazdeří oproti dřevu je stabilní vlhkost, konopí se z pole sklízí optimálně při vlhkosti 11 %, před zpracováním stonek ještě dosychá, takže rostlinný materiál má na vstupu vlhkost kolem 7 %. Další nesporné plus je objem sklizně, výnosy konopí z hektaru mohou být až 4× vyšší než z lesa, navíc se sklízí každoročně.

Kde biomasu spalujeme?

Určitou nevýhodou pazdeří může být jeho nízká objemová hmotnost (je cca 2× lehčí než dřevo), i proto se pro energetické účely lisuje do briket a pelet. S rozvojem kogeneračních technologií na pevnou biomasu lze v ideálním případě uvažovat o spalování pazdeří v sypkém stavu nejlépe přímo v místě zpracování. Ušetří se tak energie potřebná k lisování materiálu i doprava.

Pálení pazdeří může stát v cestě opět relativní nevýhodnost takového „zpracování“ oproti dalším možným aplikacím: výrobě stavebních materiálů, nábytku, dopravních prostředků, filtrů či prosté využití jako podestýlky pod malá i hospodářská zvířata (v Evropě nejčastěji koně). Ve všech těchto odvětvích se vlastnosti pazdeří zhodnocují lépe, z ekologického i ekonomického hlediska udržitelněji.



Samozřejmě, pro energii je možné ze sklizně vyčlenit jen určitou část, která umožní (v kombinaci s dalšími obnovitelnými zdroji) pokrýt potřebu výroby, případně místních odběratelů. Zapojit se navíc dají také odpady z výše naznačené výroby. Tady už ale nastupují technologie tzv. druhé generace.

Co znali už staří Egypťané

Ve starověkém Egyptě podle všeho jako první přišli na způsob, jak z rostlinného celulózového materiálu vyrobit zahřátím bez přístupu vzduchu řadu produktů: dřevěné uhlí, palivový olej či plyn a dehet. Tuto metodu nazýváme pyrolýzou. Vysoký obsah celulózy v konopných materiálech a celkově vysoké výnosy rostlinné hmoty naznačují možnosti konopí v této oblasti.

Jinou u nás ověřenou metodou přeměny celulózových odpadů na energeticky využitelné suroviny je hydrolýza. Ing. Jaroslav Váňa z Výzkumného ústavu rostlinné výroby představil v roce 2006 malokapacitní kompaktní hydrolyzér schopný zpracovávat širokou škálu odpadů, od rostlinných zbytků po starý papír a vyrábět z nich líh a další průmyslově využitelné produkty (článek na stránkách CZ Biom naleznete zde).

Konopné brikety se u nás dnes prodávají od 4,70 Kč za kg (na snímku jsou peletky
Konopné brikety se u nás dnes prodávají od 4,70 Kč za kg (na snímku jsou peletky)

Jak moc se tato technologie, kterou sám ing. Váňa přirovnal k velkému papiňáku, týká konopí, ukazují snahy australské firmy Bio gas Company  ltd. Ta připravuje investici do biorafinérie, ve které budou konopné suroviny jedním z hlavních vstupních materiálů. Důvody naznačuje tabulka zde.

Při správném nastavení nabízí konopí seté cenově dostupné palivo pro různé typy technologií a odběratelů. Současné potravinové, krmné a materiálové využití surovin mu umožňuje dosahovat výjimečně příznivých bilancí emisí CO2 (objem spálené hmoty a tedy uvolněného uhlíku je nižší než objem kyslíku vytvořeného během růstu). Většímu využití konopí v energetice i v dalších průmyslových odvětvích zatím brání především nedostatek závodů, které by umožnily plně využít jeho potenciál, a snižovat tak zároveň cenu paliva.

 

Související články

Tagy: Energie, Dům a zahrada, Ze světa, Události, Věda, Energetika, Vytápění, Kotle, Krby, Kamna, Bydlení, Stavba a rekonstrukce, Vytápění, Kamna, Biomasa

Nazeleno.cz - vše o úsporách energií