Wpływ sezonowania wierzby pozyskanej różnymi technologiami na wartość opałową biomasy

• Autorzy: Fijałkowska D. , Styszko L.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.82

Warianty tytułu

EN

Influence of seasoning of willow obtained by various technologies on biomass gross calorific value

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy była ocena sezonowanej biomasy wierzbowej na otwartej przestrzeni przez 4-6 miesięcy w aspekcie jej wilgotności, ciepła spalania i wartości opałowej, pozyskanej z doświadczenia polowego z uprawą dziewięciu klonów wierzby wiciowej, gdzie stosowano zróżnicowane nawożenie kompostem z osadów komunalnych i nawożenie mineralne w latach 2008-2010. Zastosowano nawożenie: (a) obiekty bez nawożenia, (b) nawożone kompostem z osadów komunalnych (10 t·ha-1 s.m.), (c) nawożone kompostem z osadów komunalnych (10 t·ha-1 s. m.) i azotem w ilości 90 kg·ha-1 N oraz (d) nawożone kompostem z osadów komunalnych (10 t·ha-1 s. m.) i azotem w ilości 180 kg·ha-1 N. Podblokami I rzędu były cztery kombinacje nawozowe, a II rzędu – dziewięć klonów wierzby wiciowej uprawianych przy wysadzeniu 32100 zrzezów na hektarze. W doświadczeniu uczestniczyły klony wierzby: 1047, 1054, 1023, 1013, 1052, 1047D, 1056, 1018 i 1033. Poletko do zbioru miało powierzchnię 11,5 m2, zastosowano trzy powtórzenia. Biomasa zbierana w terminie późnowiosennym miała przeciętną wilgotność 29,0% z wahaniami w latach 13,4%–50,3%, a w terminie letnim 26,5% z wahaniami w latach 22,2%–33,5%. Największy wpływ na wilgotność i wartość opałową sezonowanej biomasy miały zmiany pogody w latach sezonowania wierzby i współdziałanie lat z terminami poboru prób, a przy cieple spalania – lata odrastania pędów, klony i interakcje klonów z kombinacjami nawożenia oraz klonów z kombinacjami nawożenia i latami. Wpływ kombinacji nawożenia na zawartość wody w sezonowanej biomasie, jej ciepło spalania i wartość opałową był istotny, ale wyjaśniał tylko małą cześć zmienności. Wartość opałowa biomasy pobrana do analiz w terminie późnowiosennym wyniosła przeciętnie 12300 kJ·kg s.m. z wahaniami w latach 7867–15521 kJ·kg s.m., a w terminie letnim – 12801 kJ·kg s.m. z wahaniami w latach 11311–13728 kJ·kg s.m.

EN

The aim of the study was assessment of willow biomass seasoned in the open air for 4-6 months in terms of its water content, net and gross calorific value. Biomass was obtained from field experiment with cultivation of nine clones of willow and various fertilization with compost from municipal sewage sludge and mineral fertilization in the years 2008-2010. Following fertilization combinations were used: (a) objects without fertilization, (b) fertilized with compost from municipal sewage sludge (10 t·ha-1 of dm), (c) fertilized with compost from municipal sewage sludge (10 t·ha-1 dm) and nitrogen 90 kg·ha-1 of N, and (d) fertilized with compost from municipal sewage sludge (10 t·ha-1 of dm) and nitrogen 180 kg·ha-1 of N. Sub-blocks of I level were four fertilizer combinations and level II – nine clones of willow cultivated at planting of 32,100 cuttings per hectare. In the experiment following willow clones were used: 1047, 1054, 1023, 1013, 1052, 1047D, 1056, 1018 and 1033. Harvesting plot had an area of 11.5 m2, three repetitions were applied. Biomass harvested in the late spring term had an average water content of 29.0% changing from 13.4% to 50.3 % within the years and in the summer term 26.5%, changing from 22.2% to 33.5% within years. The biggest influence on water content and gross calorific value of the seasoned biomass had weather course during years of willow seasoning and interaction of years with dates of sampling, and for the gross calorific value – the years of shoots regrowth, clones and interaction of clones with combinations of fertilization and clones with combinations of fertilization and years. The influence of fertilization combination on water content in seasoned biomass, its gross and net calorific value was significant, but explained only a small part of the variation. Net calorific value of biomass collected for analysis within late spring term was on average 12,300 kJ·kg of dm changing from 7,867 to 15,521 kJ·kg of dm within years, and in the summer term 12,801 kJ·kg of dm changing from 11,311 to 13,728 kJ·kg of dm.

Słowa kluczowe

PL

energia biomasy; wartość opałowa; wierzba energetyczna; uprawa; sezonowanie; nawożenie; analiza porównawcza

EN

biomass energy; calorific value; energetic willow; cultivation; seasoning; fertilization; comparison analysis

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 3/II
• Strony: 143--153
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab.

Twórcy

autor

Fijałkowska D.

• Politechnika Koszalińska

autor

Styszko L.

• Politechnika Koszalińska

Bibliografia

• [1] Fijałkowska D.: Zmienność parametrów energetycznych wierzby krzewiastej w zależności od jej uprawy. Politechnika Koszalińska. Maszynopis rozprawy doktorskiej, Koszalin 2013.
• [2] Fijałkowska D., Styszko L.: Ciepło spalania i wartość opałowa biomasy wierzby z różnej liczby lat odrastania pędów. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 564, 2011, s. 65-72.
• [3] Fijałkowska D., Styszko L., Boguski A.: Wpływ lat uprawy, kombinacji nawożenia i klonów na ciepło spalania i wartość opałową biomasy wierzby pozyskanej w okresie zimowym i po krótkotrwałym jej sezonowaniu. Fragmenta Agronomica, nr 31(3), 2014, w druku.
• [4] Frączek J., Mudryk K.: Zmiany wilgotności pędów wierzby Salix viminalis L. w okresie sezonowania. Inżynieria Rolnicza 10(108), 2008, s. 55-61.
• [5] Gigler J.K., Loon W.K.P. van, Vissers M.M., Bot G.P.A.: Forced convective drying of willow chips. Biomass and Bioenergy. 19(4), 2000, s. 259-270.
• [6] Grudziński Z.: Koszty środowiskowe wynikające z użytkowania węgla kamiennego w energetyce zawodowej. Rocz. Ochr. Środ./Annual Set Environm., 15, 2013, s. 2249-2266.
• [7] GUS: Energia ze źródeł odnawialnych w Polsce w 2010 r. GUS Warszawa 2011.
• [8] GUS: Energia ze źródeł odnawialnych w Polsce w 2012 r. GUS Warszawa 2013.
• [9] Kordylewski W.: Biomasa. [W:] Spalanie i paliwa. Pod redakcją Włodzimierza Kordylewskiego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008, s. 446-458.
• [10] Labrecque M., Teodorescu T.I., Daigle S.: Biomass productivity and Wood energy of Salix species after 2 years growth in SRC fertilized with wastewater sludge. Biomass and Bioenergy, 12(6), 1997, s. 409-417.
• [11] Ociepa-Kubicka A., Pachura P.: Wykorzystanie osadów ściekowych i kompostu w nawożeniu roślin energetycznych na przykładzie miskanta i ślazowca. Rocz. Ochr. Środ./Annual Set Environm., 15, 2013, s. 2267-2278.
• [12] Stolarski M., Tworkowski J., Szczukowski S.: Biopaliwa z biomasy wieloletnich roślin energetycznych. Energetyka, 1, 2008, s. 77-80.
• [13] Stolarski M., Tworkowski J., Szczukowski S.: Produktywność i charakterystyka biomasy wierzby jako paliwa. Energetyka, 9, 2006, s. 53-56.
• [14] Stolarski M., Krzyżaniak M.: Wartość opałowa i skład elementarny biomasy wierzby produkowanej systemem Eko - Salix. Fragm. Agron., 28(4), 2011, s. 86-95.
• [15] Stolarski M.J., Szczukowski S., Tworkowski J., Krzyżaniak M.: Cost of heat energy generation from willow biomass. Renable Energy 59, 2013a, s. 100-104.
• [16] Styszko L., Fijałkowska D., Sztyma M., Ignatowicz M.: Wpływ warunków uprawy na pozyskanie biomasy wierzby energetycznej w czteroletnim cyklu. Rocz. Ochr. Środ./Annual Set Environm., 12, 2010, s. 575-586.
• [17] Styszko L., Fijałkowska D., Sztyma-Horwat M.: Influence of fertilization with compost from municipal sludges on the content of dry matter and the yield of the energy willow planted on light soil. Environm. Protection Engineering, 37(3), 2011, s. 37-45.
• [18] Szczukowski S., Tworkowski J., Stolarski M., Grzelczyk M.: Produktywność roślin wierzby (Salix spp.) i charakterystyka pozyskanej biomasy jako paliwa. Zesz. Post. Nauk Roln. 507, 2005, s. 495-503.
• [19] Tharakan P.J., Volk, T.A., Abrahamson, L.P., White, E.H.: Energy feedstock characteristics of willow and hybrid poplar clones at harvest age. Biomass and Bioenergy, 25(6) 2003, s. 571-580.