Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Toxic elements, leachability, and the results of thermal analysis of woody biomass from the environment with varying degrees of pollution

Adamczyk Joanna, Labus Małgorzata, Smołka-Danielowska Danuta

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2025

|

Vol. 41, iss. 2

121--142

EN

Experimental studies were conducted in laboratory conditions to assess the suitability of alder and birch for use in individual home furnaces and the potential storage of ashes in the environment. Raw biomass samples were combusted at 450-500 ± 15°C. The tree species (alder and birch) originated from Poland (Małopolskie Voivodeship) and the “Bory Tucholskie” National Park (Pomorskie Voivodeship). This study aimed to determine the content of toxic metals (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Tl) in raw biomass and its ashes, ions eluted from water eluates of ash, and to analyze the thermal degradation process of wood. In addition to the analysis, the study used inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and ion chromatography (IC), thermogravimetric analysis analyses (TG/DSC), and powder X-ray diffraction. The content of volatile parts in wood biomass ranges between 67.2-82.5%, ash content 2.9-19.1%, and calorific value 14.8-17.1 MJ/kg. Moisture content in the wood biomass ranges from 14.6-18.7% (birch) and 17-19.2% (alder). The content of toxic metals was generally low in raw biomass, except for Co, Zn, and Ni, and higher in ashes, varying depending on the origin of the biomass. TG/DSC curves allowed for the identification of the main stages of wood biomass degradation, corresponding to moisture content in the range of 2.73-5.83% (wt.%), ash (0.58-3.68% wt.%), volatile matter (59.63-76.46% wt.%), and fixed carbon (20.23-32.3% wt.%). Higher sulfate and potassium ion concentrations were detected in water eluates of ashes from the “Bory Tucholskie” National Park. The research results do not indicate that alder and birch may be used for low-temperature combustion. However, it is advisable to conduct comprehensive studies research in this area.

PL

Przeprowadzono badania eksperymentalne w warunkach laboratoryjnych w celu oceny przydatności olchy i brzozy do wykorzystania w indywidualnych piecach domowych oraz potencjalnego wykorzystania i składowania popiołów w środowisku. Próbki biomasy surowej spalano w temperaturze 450-500 ± 15°C. Gatunki drzew pochodzą z Polski (województwo małopolskie) oraz z Parku Narodowego „Bory Tucholskie” (województwo pomorskie). Celem niniejszego badania było określenie zawartości metali toksycznych (As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Tl) w biomasie surowej i jej popiołach, wymywanych jonów z eluatów wodnych popiołów i analiza procesu termicznej degradacji drewna. W badaniach wykorzystano metodę spektroskopii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES) i chromatografię jonową (IC), wykonano analizy termograwimetryczne (TG/DSC) oraz dyfrakcję rentgenowską metodą proszkową (XRD). Zawartość części lotnych w biomasie drzewnej waha się między 67,2-82,5%, zawartość popiołu 2,9-19,1%, a wartość kaloryczna wynosi 14,8-17,1 MJ/kg. Zawartość wilgoci w biomasie drzewnej waha się między 14,6-18,7% (brzoza) i 17-19,2% (olcha). Skład mineralny badanych próbek jest mało zróżnicowany. Zawartość metali toksycznych jest na ogół niska w biomasie surowej, z wyjątkiem miedzi, cynku i niklu, oraz wyższa w popiołach, zróżnicowana w zależności od pochodzenia biomasy. Krzywe TG/DSC pozwoliły zidentyfikować główne etapy degradacji biomasy drzewnej, które odpowiadają zawartości wilgoci w zakresie 2,73-5,83% (wag.), popiołu 0,58-3,68% (wag.), materiałów lotnych 59,63-76,46% (wag.) oraz węgla stałego 20,23-32,3% (wag.). Wyższe stężenia jonów siarczanowych i potasowych oznaczono w eluatach wodnych popiołów z Parku Narodowego „Bory Tucholskie”. Wyniki badań niejednoznacznie wskazują, że olcha i brzoza mogą być wykorzystane w spalaniu niskotemperaturowym; jednak wskazane jest prowadzenie kompleksowych badań w tym zakresie.

2

Efficiency of reverse wood biomass supply chains – a qualitative approach to identifying key parameters

Dubisz Damian Krzysztof, Augustyniak-Wysocka Dobrochna, Koliński Adam

Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Organizacja i Zarządzanie

|

2024

|

Nr 90

141--164

EN

The strive for a efficiency improvement of logistics processes also affects the wood biomass industry. A numerous areas within the reverse supply chains of wood biomass show potential for optimization in the context of the circular economy development. Concerning the reverse supply chain of wood biomass, it is important to precisely identify the essential parameters that determine the overall efficiency of supply chain. The aim of this study is to identify the control parameters that determine the efficiency of processes related to the pro- cessing of wood biomass, as well as the problems and solutions that occur within the reverse supply chains of wood biomass. An attempt was made to understand the specifics of the man- agement process through the use of a qualitative approach – focus group interview (FGI). The FGI was conducted among both operational and process managers. The results obtained have been classified according to specific groups of codes and have been analysed in depth. The results obtained show that the wood biomass industry revels potential for logistics processes optimalization throughout a proper management and key process parameters identification. The application of elements of the Circular Economy (CE) in the handling processes shows a great potential for process optimization. This is consistent with the wood-biomass industry’s natural drive to solve problems, minimize waste and have a high degree of adaptation within the dynamic and changing environment of reverse supply chains. Conclusions and recommen- dations formulated can be incorporated into existing reverse supply chains of wood biomass.

PL

Dążenie do poprawy efektywności procesów logistycznych dotyczy również przemysłu biomasy drzewnej. Liczne obszary w ramach odwrotnych łańcuchów dostaw biomasy drzewnej wykazują potencjał do optymalizacji w kontekście rozwoju gospodarki o obiegu zamkniętym. Jeśli chodzi o odwrotny łańcuch dostaw biomasy drzewnej, ważne jest, aby dokładnie zidentyfikować istotne parametry, które określają ogólną wydajność łańcucha dostaw. Celem niniejszego badania jest identyfikacja parametrów kontrolnych, które określają wydajność procesów związanych z przetwarzaniem biomasy drzewnej, a także problemów i rozwiązań, które występują w ramach odwrotnych łańcuchów dostaw biomasy drzewnej. Podjęto próbę zrozumienia specyfiki procesu zarządzania poprzez zastosowanie podejścia jakościowego – zogniskowanego wywiadu grupowego (FGI). FGI przeprowadzono zarówno wśród menedżerów operacyjnych, jak i procesowych. Uzyskane wyniki zostały sklasyfikowane według określonych grup kodów i poddane dogłębnej analizie. Pokazują one, że przemysł biomasy drzewnej ma potencjał do optymalizacji procesów logistycznych poprzez odpowiednie zarządzanie i identyfikację kluczowych parametrów procesu. Zastosowanie elementów gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ) w procesach przeładunkowych wykazuje duży potencjał optymalizacji procesów. Jest to zgodne z naturalnym dążeniem przemysłu biomasy drzewnej do rozwiązywania problemów, minimalizacji odpadów i wysokiego stopnia adaptacji w dynamicznym i zmieniającym się środowisku odwróconych łańcuchów dostaw. Sformułowane wnioski i zalecenia można włączyć do istniejących odwrotnych łańcuchów dostaw biomasy drzewnej.

3

Adaptation of sustainable supply chain management methods within reverse supply chains of wood biomass

Dubisz Damian Krzysztof, Kawa Arkadiusz

LogForum

|

2023

|

Vol. 19, no. 4

669--681

EN

Background: This paper is devoted to identifying supply chain management methods applicable within reverse supply chains of wood biomass. In general, sustainable supply chains are characterised by increased process efficiency. Reverse supply chains also require proper management. Hence it is necessary to verify the applicability of existing management methods and tools within chains of this type. This article is devoted to identifying management methods and tools that have the potential to be used in reverse supply chains of wood biomass. Particular emphasis was placed on the well-known green supply chain management approach (GrSC), the concept of Zero Waste Management, the product life cycle (LCA), cost-effectiveness, and environmental efficiency. The possibility of adopting the available methods in reverse wood biomass supply chains has been analysed with reference to the limitations and opportunities resulting from the methods used. Methods: The research was divided into two stages. In the first stage, an in-depth argumentative literature review (ALR) was performed to identify methods and tools suitable for implementation within reverse supply chains of wood biomass. The second stage outlined boundaries and possibilities for implementing management methods within reverse supply chains of wood biomass. Results: The study indicated the potential to implement available management solutions in reverse supply chains of wood biomass. However, it is necessary to consider the specificity of wood biomass material flows and the characteristic elements of supply chain infrastructure they require. Conclusions: The results show that sustainable supply chain management methods are suitable for use in reverse supply chains of wood biomass. It is necessary to consider the specific characteristics of wood biomass and the location of its acquisition points in existing supply chains. A number of limitations, related to the availability of data, their quality, the location of biomass sourcing locations and processing centres, and the degree of integration of internal processes resulting from the size of the company dealing with wood biomass processing, are identified.

4

Fire and explosion characteristics of energy willow biomass during the superheated steam drying process

Siuta Dorota, Kukfisz Bożena, Adamski Robert, Mitkowski Piotr Tomasz

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2022

|

Nr 82

21--36

EN

In this paper the explosive and fire properties of energy willow dust were experimentally determined before and after drying with superheated steam at temperatures of 120°C, 140°C, 160°C and 180°C. The conducted research has shown that operating parameters of the installation of drying with superheated steam of the energy willow biomass have a decisive impact on the fire-explosive characteristics of the dust produced. The results indicate that the higher the drying temperature, the stronger the probability of ignition of the willow dust cloud, the faster the flame propagation and the higher the explosion intensity. Although the superheated steam drying installation for energy willow biomass is considered to be safe, the probability of occurrence of a fire or explosion events of the biomass dust-air mixture is likely.

PL

W artykule wyznaczono eksperymentalnie właściwości wybuchowe i pożarowe pyłu wierzby energetycznej przed i po suszeniu parą przegrzaną w temperaturach 120°C, 140°C, 160°C i 180°C. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że parametry pracy instalacji suszenia parą przegrzaną biomasy wierzby energetycznej mają decydujący wpływ na charakterystykę pożarowo- -wybuchową powstającego pyłu. Wyniki wskazują, że im wyższa temperatura suszenia, tym większe prawdopodobieństwo zapłonu chmury pyłu wierzby, tym szybsze rozprzestrzenianie się płomienia i większa intensywność wybuchu. Pomimo, że instalacja suszenia parą przegrzaną biomasy wierzby energetycznej jest uważana za bezpieczną to prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzeń pożarowych lub wybuchowych mieszaniny pyłowo-powietrznej biomasy jest prawdopodobne.

5

Biomasa i biopaliwa – pelet drzewny

Ojczyk Grzegorz

Rynek Instalacyjny

|

2019

|

Nr 11

32--36

PL

W artykule przywołano definicje biomasy wraz z jej podziałem ze względu na stan skupienia. Pelet jest paliwem formowalnym i należy do grupy biopaliw stałych. Jego właściwości fizyczne oraz energetyczne określały normy krajowe. Obecnie ogłoszone zostały grupy nom europejskich specyfikujących i klasyfikujących biopaliwa stałe, w tym pelety drzewne. W nowych normach usystematyzowano także pelety z biomasy innej niż pochodzenia drzewnego. W artykule podano podstawowe właściwości peletu drzewnego w oparciu o normy przedmiotowe. Opisano również sposoby konfekcjonowania, magazynowania i transportu peletów.

EN

The article quotes definitions of biomass and its breakdown by physical state. Pellet is a shapeable fuel and is classified in the group of solid biofuels. Its physical and energetic properties are provided for in local standards. Currently, groups of European norms have been announced, specifying and classifying solid biofuels, including wood pellets. The new norms also classify biomass pellets other than wood. The article presents basic properties of wood pellet, on the basis of common standards. The end of the paper describes conditioning, storage and transport methods of pellets.

6

Stabilność mikrobiologiczna i energetyczna biomasy przeznaczonej do termochemicznej konwersji w procesie zgazowania

Hawrot-Paw M., Koniuszy A., Pizoń D., Karbowy A.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 5

706--708

PL

Przedstawiono wyniki doświadczalnych badań mikrobiologicznej i energetycznej stabilności biomasy drzewnej przechowywanej w postaci peletów. Stwierdzono, że sposób przechowywania materiału oraz czas ograniczały ilość mikroorganizmów stanowiących potencjalne źródło zagrożeń biologicznych. Przechowywanie peletów wpłynęło negatywnie na kaloryczność powstałego z nich paliwa gazowego. Zawartość gazowych składników stanowiących nośniki energii w miarę upływu czasu przechowywania peletów uległa zmniejszeniu.

EN

Pine wood pellets (diam. 6 mm, humidity 15%) were analyzed immediately after prodn. as well as after vacuum storage for up to 6 mos. in order to est. the impact of storage time on the no. of microorganisms on their surface and on a change in the calorific value and compn. of offgases from gasification. Storage of the pellets for 6 mo. resulted in over 99% redn. in the no. of microorganisms and a 50% redn. in calorific value in comparison with the fresh sample.

7

Drewno energetyczne – nowa jakość czy krok wstecz?

Radochoński T.

Czysta Energia

|

2017

|

Nr 3-4

48--50

8

Efektywna fluidyzacja zrębków drzewnych

Ciesielczyk W., Jurasz M., Kamińska-Pękala A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 1

18--19

PL

Przedstawiono wyniki badań testowych dotyczących możliwości suszenia fluidalnego wybranych rodzajów biomasy drzewnej. W badaniach wykorzystano zrębki drzewne z trzech gatunków drzew: dębu szypułkowego, orzecha włoskiego oraz brzozy brodawkowej. Zaproponowano konstrukcję suszarki fluidyzacyjnej, wyposażonej w oryginalny dystrybutor gazu, pozwalającą na efektywne suszenie rozdrobnionej biomasy drzewnej o różnorodnych właściwościach fizykochemicznych i strukturalno-mechanicznych. Stwierdzono możliwość suszenia w badanym układzie fluidalnym analizowanych rodzajów materiałów zaliczanych do grupy D wg klasyfikacji Geldarta.

EN

The research results dealing with the possible application of fluidized bed drying of selected types of wood biomass are presented. Wood chips obtained from three tree species were used in the research, i.e. English oak, walnut and silver birch. A new design of fluidized bed dryer equipped with original gas distributor allowing for effective drying of fragmented wood biomass with diverse physicochemical and structural-mechanical properties was proposed. The possibility of drying the analyzed materials from group D according to Geldart's classification in the examined fluidized bed system was confirmed.

9

Analiza możliwości budowy instalacji przemysłowej do produkcji energii elektrycznej i cieplnej w oparciu o zgazowanie odpadów drzewnych

Hniłka M., Rząsa J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika

|

2015

|

z. 34 [292], nr 2

99--112

PL

Artykuł dotyczy analizy możliwości budowy instalacji do zgazowania odpadów drzewnych jako źródła czystej energii eklektycznej i cieplnej produkowanej w skojarzeniu. Zgazowanie biomasy, nie tylko drzewnej, ale także odpadów wysypiskowych czy biologicznych odpadów technologicznych z przetwórstwa spożywczego, jest procesem, który pozwala na produkowanie gazu o dużej zawartości metanu, wodoru i tlenku węgla. Gaz ten może być wykorzystany w agregatach prądotwórczych z dodatkowym obiegiem ORC (Organic rankine cycle) lub, po poddaniu odpowiedniej obróbce, może być zatłaczany do instalacji gazowej jako gaz sieciowy. Teren Zagórza i okolic jest terenem bogatym w zasoby odpadów drzewnych, co zostało przeanalizowane w niniejszym artykule. Bazując na wynikach tej analizy, w Zakładzie Usług Technicznych Sp. z.o.o, podległym Gminie Zagórz, z inicjatywy mgra inż. Mariana Hniłki, zostały opracowane wstępne założenia do budowy instalacji do zgazowania zrębków drewna, szczególnie z drewna o niższej jakości, mało przydatnego w przetwórstwie. Artykuł niniejszy zawiera wiadomości na temat głównych procesów związanych ze zgazowaniem odpadów drzewnych i oczyszczaniem produktu gazowego; zawiera opis wybranej instalacji zgazowania, która jest najbardziej zbliżona do naszych lokalnych warunków. Instalacja ta została z powodzeniem wdrożona do produkcji energii elektrycznej i energii cieplnej w Güssing w Austrii. Wybór tej instalacji, jako możliwej do zrealizowania w strefie przemysłowej w Zasławiu koło Zagórza został dokonany po wnikliwej analizie rozwiązań technicznych wdrożonych już dotychczas w Europie. Artykuł jest jednym z etapów nawiązywania współpracy pomiędzy i Gminą Zagórz, czyli pomysłodawcą i ewentualnym inwestorem instalacji do zgazowania biomasy drzewnej, a Wydziałem Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Rzeszowskiej.

EN

The paper concerns with analysis of the possibility of building installation for wood waste gasification as a source of clean power and heat produced in association. Biomass gasification, not only wooden biomass but also dump waste or biological waste of technological food processing, is the process which permits to produce the gas consisting of high contents of the methane, hydrogen and oxide carbon. The gas may be used in electric aggregate with additional ORC process or, after appropriate processing, may be pushed into the gas installation. Surroundings of the Zagórz is the terrain which is rich in wood resources, what was analysed in the paper. Based on results of the analyses, with initiative of Marian Hniłka in Zakład Usług Technicznych Sp. z.o.o subjected the Gmina Zagórz, the preliminary foredesign for building the gasification installation supplied by waste wood was worked out. The article incorporates the knowledge about main processes involved in waste wood gasification and product gas cleaning. Description of chosen gasification installation which was implemented with success is also presented in the article. This installation is the plant in Güssing in Austria. The choice of this installation as possible to be built in the Zasław industry zone near Zagórz was preceded with thoroughly analyse of the installations implemented in Europe so far. The article is part of the establishing of collaboration between Zakład Usług Technicznych and Gmina Zagórz that conceives the idea of installation and Faculty of Electrical and Computer Engineering in Rzeszow University of Technology.

10

Rozwój przemysłu produkcji pelet w Polsce w 2014 r.

Wach E., Wach L.

Czysta Energia

|

2015

|

Nr 6

18--19

11

Dependence of the boiler flue gas losses on humidity of wood biomass

Dzurenda L., Banski A.

Archives of Thermodynamics

|

2015

|

Vol. 36, no. 4

77--86

EN

The paper analyzes the influence of humidity of combusted wood biomass on the flue gas losses. A mathematical relation between flue gas losses of the boiler on wood biomass humidity is presented as well as temperature of flue gas emitted from the boiler into the atmosphere. The limits of model application for the humidity of wood biomass falls into the interval 10–60% whereas the range of temperatures of flue gases emitted from the boiler to the atmosphere is 120–200°C. The influence of the humidity of wood biomass has an adverse effect on increasing the extent of the boiler flue gas losses and thus inefficiency of the heat production. The increase of the wood biomass humidity from the value of 10% to 60% with the outlet temperature of flue gases from the boiler 120°C causes an increase in flue gas loss of the boiler from the value 8.37% to 12.43%, similarly the increase of flue gas loss by 200°C from 15.19% to 22.55%, or the increase of the flue gas loss by 7.36%.

12

Ekotoksyczność ługów z biomasy drzewnej wobec rzęsy drobnej (Lemna minor L.)

Archanowicz E. I., Kłosińska T., Antczak A., Radomski A., Bogucka K., Zielenkiewicz T., Archanowicz E. J., Zawadzki J.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 7

1150-1154

PL

Przedstawiono wyniki badania ekotoksyczności ługów z sześciu rodzajów biomasy drzewnej wobec rzęsy drobnej (Lemna minor L.). Do badania wpływu ługów z biomasy zastosowano 96–godzinne ostre testy toksyczności. Do analizy zastosowano metodę wagową i spektrofotometr UV-VIS. Wyniki badań przedstawiają wpływ różnych stężeń ługów na wzrost rzęsy drobnej i zawartość chlorofilu.

EN

Poplar, oak, merbau, western redcedar, tatajuba and ipe wood biomass was leached with EtOH at 70°C. The leachates were used for accelerating the duckweed growth and increasing the chlorophyll content at concns. 2.5, 10, 30 and 100 mg/dm³ in 96 h long study. The oak and ipe leachates showed the higest toxicity against duckweed while the merbau leachate increased the biomass growth. The chlorophyll content decreased with increasing the concn. of the leachates.

13

Systemy logistyki pozyskiwania biomasy drzewnej z lasów

Pecyna M., Stoma M., Maj G., Piekarski W.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

EN

The article presents a system for obtaining wood biomass from forests in Poland. Interest in forest biomass has contributed to the development of techniques and technologies, which logging, its processing, storage and transport is easier and more efficient. Increasing areas of afforestation in Poland are the main source of increase in potential energy.

PL

W artykule przedstawiono system pozyskiwania biomasy drzewnej z lasów na terenie Polski. Zainteresowanie biomasą leśną przyczyniło się do rozwoju technik i technologii, dzięki którym pozyskiwanie drewna, jego obróbka, składowanie i transport jest łatwiejszy i wydajniejszy. Powiększające się tereny zalesień w Polsce stanowią główne źródło zwiększenia potencjału energetycznego.

14

Element content of Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands of different densities

Skonieczna J., Małek S., Polowy K., Węgiel A.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2014

|

vol. 57, nr 192

77--87

EN

Modern forestry management should be based on the principle of sustainability. In order to preserve habitat productivity, the amount of nutrients removed from the environment along with forestry products must be taken into consideration. This study shows the exact concentrations of chemical elements in different tree parts of Scots pine, growing on poor soils in north-western Poland. The observed values were compared to the values found in literature. In addition, the relationship between the concentrations of elements and stem diameter or stand density was researched. The highest concentration of chemical elements was observed in the needles (C, N, P, K, Mg, S, Mn, Na, Fe) and the lowest (C, N, P, S, Cu, Na, Ni, Pb, Zn, Fe) in the stem wood. Most of the macronutrients (P, K, Ca, Mg and S) reached optimal values, with the exception of N showing a deficiency, especially in the needles. The relationship between the content of elements and DBH or stand density was rather weak, and in both cases, negative.

15

Analiza termicznej przemiany biomasy drzewnej, zwłaszcza procesu toryfikacji

Wilk M., Magdziarz A., Gara P.

Energetyka

|

2013

|

nr 11

840--843

PL

Przebieg termicznej przemiany próbki biomasy drzewnej badano w zakresie temperatur od otoczenia do 700°C metodą analizy termicznej (krzywe TG, DTG) w atmosferze powietrza i argonu, z dodatkowym uwzględnieniem temperatur 230°C, 260°C i 290°C charakterystycznych dla procesu toryfikacji. Przebieg uwęglania próbki biomasy drzewnej zachodzący w procesie toryfikacji w temperaturach 230°C, 260°C i 290°C z czasami wygrzewania 0,5 h, 1,0 h i 1,5 h badano w laboratoryjnym piecu elektrycznym w atmosferze argonu. Stwierdzono, że najbardziej wydajne uwęglanie spośród badanych daje prowadzenie procesu toryfikacji w temperaturze 260°C przez 1,0 h.

EN

The process of a wood biomass sample thermal conversion was investigated in temperatures ranging from an ambient one to 700°C by the method of thermal analysis (TG and DTG curves) in air and argon atmosphere, with special attention paid to 230°C, 260°C and 290°C temperatures charactiristic for the torification process. A wood biomass sample carbonization occurring in a torification process in temperatures of 230°C, 260°C and 290°C and with a 0,5 h, 1,0 h and 1,5 h heating time was investigated in a laboratory electric furnace with an argon atmosphere. It was found that the most efficient carbonization occurred during the torification process conducted for one hour and in the temperature of 260°C.

16

Wood biomass from plantations of fast-growing trees as an alternative source of wood raw material in Poland

Szostak A., Bidzińska G., Ratajczak E., Herbeć M.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2013

|

vol. 56, nr 190

85--113

EN

The article presents the results of research on the sources and potential of plantations of fast-growing trees in Poland, as well as the advantages and difficulties connected with them. Additionally, the paper describes the suitability of wood biomass from plantations of fast-growing trees for production and energy purposes. More- over, the article oulines difficulties in the interpretation of such terms as “fast-growing trees”, “plantation crops”, and “plantation” in the context of place and activities connected with the procurement of biomass from outside forest ecosystems.

PL

Prowadzenie upraw plantacyjnych drzew szybkorosnących i ich rozwój ma duże znaczenie nie tylko dla oszczędności surowca drzewnego z lasu i zwiększenia dywersyfikacji źródeł energii, ale przez swoją specyfikę (najczęściej są to małe i średnie firmy zlokalizowane blisko odbiorcy i korzystające z lokalnych zasobów) może i powinien dynamizować rozwój ekonomiczno-społeczny na poziomie lokalnym. Uprawy te mogą i powinny być traktowane zwłaszcza jako nowa dziedzina produkcji rolniczej, dodatkowe źródło dochodów i efektywne wykorzystanie odłogowanej ziemi. Pomimo tych aspektów rynek biomasy z drzew szybkorosnących jest jednak nadal stosunkowo mało rozpoznany. Celem podjętych badań było przeprowadzenie wieloaspektowej analizy rynku biomasy z drzew szybkorosnących w Polsce, w tym głównie przeznaczonej na cele energetyczne. Zakresem podmiotowym badania objęły głównych uczestników rynku biomasy z upraw plantacyjnych drzew szybkorosnących w Polsce: to jest: rolnictwo leśnictwo oraz sektor energetyczny. Zakres czasowy badań obejmował zasadniczo lata 2010–2011. Proces badawczy o charakterze desk research uzupełniony został badaniami bezpośrednimi obejmującymi dostawców i odbiorców biomasy drzewnej z drzew szybkorosnących, a także jako dodatkowe możliwe źródło informacji z zakresu analizowanej problematyki – jednostki administracji publicznej. Z przeprowadzonych badań wynika, że w polskiej gospodarce miejscem powstawania biomasy z drzew szybkorosnących są dwa sektory: rolnictwo i leśnictwo. Sektory te posiadają duży potencjał rozwojowy w zakresie upraw plantacyjnych drzew szybkorosnących. Potencjał gruntów dla upraw celowych dla energetyki określany jest na 0,3–0,6 mln ha. Tymczasem w rolnictwie, po krótkim okresie zainteresowania prowadzeniem upraw drzew szybkorosnących w latach 2005–2008, spowodowanego przesłankami ekonomicznymi, tj. początkowo wsparciem z budżetu krajowego, a później również z funduszy unijnych, w kolejnych latach pojawiły się tendencje spadkowe wielkości powierzchni tego rodzaju upraw. W ostatnim okresie, tj. w latach 2010–2011, powierzchnia upraw plantacyjnych drzew szybkorosnących wynosiła około 11 tys. ha. W leśnictwie plantacje drzew szybkorosnących pełnią znikomą rolę. Są to niewielkie powierzchnie, będące na ogół pozostałością po plantacjach zakładanych w połowie lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Łącznie w Polsce, w rolnictwie i leśnictwie, powierzchnia celowych upraw plantacyjnych drzew szybkorosnących w 2011 roku wynosiła 13,7 tys. ha. Możliwości systematycznego zwiększania potencjału biomasy drzewnej istnieją przede wszystkim w polskim rolnictwie. Uprawy plantacyjne drzew szybkorosnących w tym sektorze mogą i powinny być traktowane jako stymulator rozwoju regionalnego, szczególnie obszarów wiejskich. Wykorzystanie pod te uprawy gleb gorszej jakości (nisko produkcyjnych), zanieczyszczonych i nienadających się do uprawy roślin jadalnych, ziemi odłogowanej lub terenów zdegradowanych jest bowiem dla rolników dodatkowym źródłem dochodów. Może być sposobem na poprawę efektywności ekonomicznej wielu gospodarstw. Stwarza również nowe miejsca pracy, co jest szczególnie ważne na terenach słabo rozwiniętych, charakteryzujących się z reguły wysoką stopą bezrobocia. Kierunki przyszłego rozwoju rynku biomasy z drzew szyborosnących wyznaczać będą głównie rosnące potrzeby sektora drzewnego na drewno do przerobu materiałowego i konieczność rozwoju alternatywnych wobec paliw kopalnych odnawialnych źródeł energii, wśród których biomasa drzewna odgrywa istotną rolę. Stymulująco lub destymulująco, w zależności od ich ostatecznego ukierunkowania, na rozwój tego rynku będą wpływać przede wszystkim regulacje prawne i instrumenty ekonomiczne (już obowiązujące i przygotowywane), ich kompleksowość, jednoznaczność, spójność i stabilność. Rozwój rynku biomasy z drzew szybkorosnących jest bowiem w dużym stopniu uwarunkowana aktywnym wsparciem finansowym i prawnym, zapewniającym opłacalność procesu jej pozyskiwania i przetwarzania. Główną kwestią i najważniejszym zadaniem jest zatem wypracowanie zarówno na poziomie krajowym, jak i na poziomie poszczególnych podmiotów gospodarczych, systemowego podejścia do rozwiązania już istniejących i przyszłych problemów funkcjonowania tego rynku.

17

The identification of the sorption properties of ash from arboreal biomass used to remove biogenic compounds and heavy metal ions from polluted water

Seweryn A.

Structure and Environment

|

2012

|

Vol. 4, no. 2

13--26

EN

The paper presents an exploratory study regarding the sorption capacity of the ash from arboreal biomass, generated by self: combustion in a thermoelectric power plant. Biomass is one of the most promising sources of renewable energy in natural and economic conditions in Poland. The fuel derived from forest areas and specific energy crops, is becoming more widely used due to legislative considerations and needs for sustainable management of natural resources. It creates an increasing amount of waste from a thermal conversion of biomass (combustion by-products) - mainly in the form of ash. Thermoelectric power plants are obliged to manage combustion bv-products. By-products of combustion are utilized, stored or managed depending on the nature of the applied fuel and the waste code, and also according to the regulations. Technologies concerning their economic application allow reducing the amount of.waste and thereby limiting their damage on the environment. The research deals with the ash from arboreal biomass collected from the thermoelectric power plant in Kielce. The research considers the possibility of its application in order to remove pollution from municipal wastewater and leachate from municipal landfills. The adsorption levels were determined using the analysis of kill concentration in solution before and after adding the ash. The ion concentration was examined by means of an atomic absorption spectrometer. The results and sorption properties of ash were evaluated within defined process parameters (pH, temperature, reaction time).

18

Wpływ termicznej obróbki drewna iglastego na właściwości fizykochemiczne otrzymanych tą drogą karbonizatów

Bębenek Z.

Energetyka

|

2012

|

nr 3-4

191-196

PL

Jednym z podstawowych problemów wykorzystania biomasy drzewnej w energetyce zawodowej jest efektywność wspólnego mielenia węgla i biomasy oraz jej energetycznego wykorzystania w najbardziej rozpowszechnionych kotłach pyłowych. Włóknista struktura biomasy stałej pogarsza nie tylko efektywność energetyczną procesu mielenia, ale również jakość przemiału, co w końcu prowadzi do pogorszenia procesu kotłowego. W artykule dokonano oceny wpływu końcowej temperatury odgazowania (pirolizy) drewna sosnowego na właściwości fizykochemiczne otrzymanych tą drogą karbonizatów. Wyznaczono minimalną temperaturę pirolizy, przy której drewno sosnowe traci właściwości substancji włóknistej. Oszacowano również ilość energii chemicznej zawartej w tak otrzymanym karbonizacie w odniesieniu do jednostki masy wyjściowego drewna sosnowego.

EN

One of the fundamental problems concerning utilization of wood biomass in the power industry is the effectiveness of coal and biomass co-grinding and its subsequent combustion in the most prevalent pulverized fuel boilers. Fibrous structure of solid biomass not only worsens the energy efficiency of the grinding process but also has an influence on the milling quality what eventually leads to deterioration of the boiler process. Made is an assessment of impact of pine wood carbonization (pyrolysis) final temperature on physicochemical properties of the obtained products. Determined is the minimum pyrolysis temperature in which pine wood loses its fibrous substance properties. Estimated is also the quantity of chemical energy contained in thus obtained carbonization product with reference to the initial pine wood mass unit.

19

Demand for wood biomass for energy purposes in Poland by 2015

Ratajczak E., Szostak A., Bidzińska G., Herbeć M.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2012

|

vol. 55, nr 187

51-63

EN

The article contains the results of research, in which the estimated consumption of wood biomass for energy purposes in Poland in 2010 and the anticipated demand for this energy carrier by 2015 was determined in a systemic manner.

PL

Rynek energetyczny w Polsce jest w coraz większym stopniu kształtowany przez odnawialne źródła energii, w tym w dużym stopniu przez biomasę drzewną. Należy podkreślić, że chociaż ranga problematyki wykorzystania biomasy drzewnej do celów energetycznych jest wysoka to, jak dotychczas, występuje duża luka informacyjna dotycząca zapotrzebowania na ten rodzaj energii. Celem podjętych badań było określenie w sposób systemowy wielkości zużycia biomasy drzewnej do celów energetycznych w Polsce wraz z przewidywanym potencjalnym poziomem popytu na biomasę drzewną jako nośnika energii do 2015 roku. Badania miały charakter zarówno retrospektywny, jak prospektywny. Zakres czasowy obejmował: w badaniach diagnostycznych – 2010 rok, a w wypadku prognoz – 2015 rok. Zakresem podmiotowym badaniami objęto: sektor drzewny, energetykę, gospodarkę komunalną. W ujęciu diagnostycznym punktem wyjścia do oszacowania wielkości zużycia biomasy drzewnej w 2010 roku było oszacowanie udziału biomasy drzewnej w biomasie stałej oraz przyjęcie średniego przelicznika jednostki opałowej na jednostkę surowca drzewnego opałowego. Zastosowano dwie procedury badawcze. W pierwszej wykorzystano istniejące w literaturze przedmiotu fragmentaryczne informacje o zużyciu biomasy stałej, w drugiej – punktem wyjścia do obliczeń było przyjęcie zapotrzebowania na energię finalną pochodzącą z biomasy stałej. W procedurze badawczej zmierzającej do oszacowania przyszłego zapotrzebowania na cele energetyczne biomasy drzewnej zastosowano podejście metodyczne podobne jak w ujęciu diagnostycznym. Jednak w tym wypadku odmienne były wielkości wyjściowe dotyczące przewidywanej struktury nośników energii. Proces badawczy uzupełniony został badaniami ankietowymi wśród podmiotów gospodarczych będących potencjalnymi użytkownikami biomasy drzewnej (jednostki tzw. energetyki zawodowej, jednostki gospodarki komunalnej i użyteczności publicznej, np. szpitale, szkoły, przedszkola). Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że popyt na biomasę drzewną do wykorzystania w energetyce jest w Polsce duży. Krajowe zapotrzebowanie na ten nośnik energii kreowane przez energetykę zawodową, branże sektora drzewnego, gospodarkę komunalną i jednostki użyteczności publicznej oraz odbiorców indywidualnych wynosi około 16 mln m3 i do roku 2015 będzie wzrastało do poziomu 18 mln m3. Badanie potwierdziło hipotezę o znaczącym odsetku zużywania biomasy powstającej w sektorze drzewnym na własne potrzeby energetyczne. Okazało się, że jest to około 3,0 mln m3 biomasy drzewnej, co stanowi 58% jej podaży dla energetycznego kierunku zagospodarowania. Badania potwierdziły rozproszony charakter rynku biomasy drzewnej. Biomasa drzewna dostarczana jest w wielu wypadkach (dotyczy to zwłaszcza dużych jej użytkowników) na odległość w promieniu 70–200 km.

20

Obrót zieloną biomasą leśną

Skręta M.

Czysta Energia

|

2012

|

Nr 7-8

30-32