Petrograficzna charakterystyka pelletów drzewnych dostępnych w obrocie handlowym na terenie Polski

• Autorzy: Nocoń A. , Jelonek I. , Jach-Nocoń M. , Jelonek Z.

Identyfikatory

DOI

10.24425/124372

Warianty tytułu

EN

The petrographic characteristics of wood pellets available on the Polish market

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pellety drzewne są klasyfikowane jako biomasa stała. Stanowią jedno z najpopularniejszych w Europie paliw stosowanych do ekologicznego ogrzewania, szczególnie w sektorze małego ciepłownictwa, spalane są w domowych kotłach małej mocy. Popularność pelletu oraz automatycznych urządzeń grzewczych umożliwiających spalanie tego paliwa wzrosła ze względu na rosnący problem zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego (smogu) oraz w związku z licznymi powstającymi programami ograniczenia niskiej emisji (PONE). Pellet drzewny powstaje w wyniku kompresji materiału pochodzącego z drzew iglastych (w główniej mierze) oraz liściastych i zaliczany jest do odnawialnych źródeł energii. Celem prezentowanych badań było porównanie jakości pelletów drzewnych pochodzących od różnych producentów, wykorzystywanych w domowych kotłowniach na paliwa stałe na podstawie jakościowej i ilościowej identyfikacji zanieczyszczeń obecnych w badanym paliwie uzyskanym z rynku krajowego. Innowacją w prezentowanej pracy jest zastosowanie analizy petrograficznej dla paliwa w postaci pelletu, która dotychczas stosowana była jedynie w odniesieniu do paliw kopalnych. Analizę mikroskopową przeprowadzono zarówno dla pelletów certyfikowanych (EN Plus/DIN Plus), jak i niecertyfikowanych dostępnych na rynku. Niestety, analiza wykazała obecność niebezpiecznych kontaminacji w obu typach pelletu. Niedopuszczalne wtrącenia organiczne w analizowanych próbkach to: węgle kopalne i ich pochodne oraz materiały polimerowe pochodzenia naturalnego. Niedozwolone inkluzje nieorganiczne wyznaczone w analizowanych próbkach to: rdza, kawałki metalu, tworzywa sztuczne i materiały polimerowe pochodzenia nieorganicznego.

EN

Wood pellets are classified as a solid biomass type. They are one of the most popular bio-heating fuels used in Europe, especially in the small heating sector, where pellets are burned in low-power domestic boilers. The pellets and automatic pellet-fired heating devices gained popularity due to the increasing air pollution (smog) problem and the low emission limiting campaigns associated with it. Wood pellets are formed as a result of small forestry particles mechanical compression (mainly conifers originated) and they are listed among renewable energy sources. The purpose of the presented studies was to compare the quality of wood pellets used for pellet-fired boilers and to identify, qualitatively and quantitatively, impurities marked in the samples obtained from the domestic market. The application of petrographic analyses, applied so far in relation to fossil fuels, is a presented work innovation for wood pellets. The microscopic analyses were performed on both certified (ENplus/DINplus) and uncertified wood pellets available on the market. Unfortunately, the analysis revealed that the quality requirements were not met, because of the unacceptable contamination presence. The unacceptable organic inclusions in the analyzed samples are fossil coals and their derivatives, coke, and polymeric materials of natural origin. Unacceptable inorganic inclusions determined in the analyzed samples were: glass, slag, rust, pieces of metal, stone powder, plastic, and polymeric materials of inorganic origin.

Słowa kluczowe

PL

pellet drzewny; spalanie; biomasa; odnawialne źródła energii; petrografia

EN

wood pellets; pellet combustion; biomass combustion; renewable energy; petrographic analyses

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 104
• Strony: 131--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Nocoń A.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Katowice
• P.P.H.U. Zamech, Czeladź

autor

Jelonek I.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Katowice

autor

Jach-Nocoń M.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Katowice
• P.P.H.U. Zamech, Czeladź

autor

Jelonek Z.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Katowice
• GGS-PROJEKT Pracownia geologii i ochrony środowiska, Sp. z o.o., Chorzów

Bibliografia

• [1] Poradnik użytkownika pellet drzewnych, Bałtycka Agencja Poszanowania Energii SA 2009. [Online] http://bape. com.pl/wp-content/uploads/2014/09/Trzeci-biuletyn-informacyjny.pdf [Dostęp: 17.07.2018].
• [2] Baxter, Larry L., Miles, T.R., Miles, T.R., Jenkins, B.M., Milne, T., Dayton, D., Bryers, R.W., and Oden, L.L. 1998. The Behavior of Inorganic Material in Biomass-Fired Power Boilers: Field and Laboratory Experiences. Fuel Processing Technology 54(1), s. 47–78. [Online] https://doi.org/10.1016/S0378-3820(97)00060-X [Dostęp: 17.07.2018]
• [3] Broek i in. 1996 – Broek, Richard van den, André Faaij, and Ad van Wijk. 1996. Biomass Combustion for Power Generation. Biomass and Bioenergy 11(4), s. 271–81. [Online] https://doi.org/10.1016/0961-9534(96)00033-5 [Dostęp: 17.07.2018].
• [4] Chandrasekaran i in. 2013 – Chandrasekaran, S.R., Hopke, P.K., Newtown, M., and Hurlbut. A. 2013. Residential- -Scale Biomass Boiler Emissions and Efficiency Characterization for Several Fuels. Energy & Fuels 27(8), s. 4840–4849. [Online] https://doi.org/10.1021/ef400891r [Dostęp: 17.07.2018].
• [5] Demirbas, Ayhan. 2004. Combustion Characteristics of Different Biomass Fuels. Progress in Energy and Combustion Science. 30(2), s. 219–30. [Online] https://doi.org/10.1016/j.pecs.2003.10.004 [Dostęp: 17.07.2018].
• [6] Demirbaş, Ayhan. 2001. Biomass Resource Facilities and Biomass Conversion Processing for Fuels and Chemicals. Energy Conversion and Management 42(11), s. 1357–78. [Online] https://doi.org/10.1016/S0196-8904 (00)00137-0 [Dostęp: 17.07.2018].
• [7] ENplus | ENplus® Handbook. 2015. [Online] http://www.enplus-pel-lets.eu/downloads/enplus-handbook/ [Dostęp: 17.07.2018].
• [8] European Biomass Association (AEBIOM). 2017. Statistical Raport 2017, Bruksela, Belgia. [Online] http://www.aebiom.org/statistical-report-2017/statistical-report-2017-17-10-17/ [Dostęp: 17.07.2018].
• [9] Fiedler, F. 2004. The State of the Art of Small-Scale Pellet-Based Heating Systems and Relevant Regulations in Sweden, Austria and Germany. Renewable and Sustainable Energy Reviews 8(3), s. 201–21. [Online] https://doi.org/10.1016/j.rser.2003.11.002 [Dostęp: 17.07.2018].
• [10] González i in. 2004 – González, J.F., González-Garcı́a, C.M., Ramiro, A., González, J., Sabio, E., Gañán, J. i Rodrı́guez, M.A. 2004. Combustion Optimisation of Biomass Residue Pellets for Domestic Heating with a Mural Boiler. Biomass and Bioenergy 27(2), s. 145–54. [Online] https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2004.01.004 [Dostęp: 17.07.2018].
• [11] Grzybek, A. 2004. Potencjał biomasy możliwej do wykorzystania na produkcję peletu. Bałtycka Agencja Poszanowania Energii SA. Czysta Energia 6, s. 24–25.
• [12] International Energy Agency (IEA). Our Work on Renewables; IEA: Paris, France 2017. [Online] https://www.iea. org/topics/renewables/ subtopics/bioenergy/ [Dostęp: 17.07.2018].
• [13] ISO 7404-2 (2009). Methods for the Petrographic Analysis of Coals. – Part 2: Method of Preparing Coal Samples. International Organization for Standardization, Reference number: ISO 7404-2: 2009 (E). Second edition. Geneva, Switzerland, 20 s.
• [14] Jenkins i in. 1998 – Jenkins, B.M,, Baxter, L.L., Miles, T.R. i Miles, T.R. 1998. Combustion Properties of Biomass. Fuel Processing Technology 54(1), s. 17–46. [Online] https://www.sciencedirect.com/science/article/ pii/S0378382097000593?via%3Dihubb [Dostęp: 17.07.2018].
• [15] Krzyżanowska, Z. 2007. Wsparcie dla roślin uprawianych na cele energetyczne [W:] Praca zbiorowa. Biomasa dla elektroenergetyki i ciepłownictwa: szanse i problemy. Warszawa: Wyd. Wieś Jutra.
• [16] Öhman i in. 2004 – Öhman, M., Boman, C., Hedman, H., Nordin, A. i Boström. D. 2004. Slagging Tendencies of Wood Pellet Ash during Combustion in Residential Pellet Burners. Biomass and Bioenergy, Pellets 2002. The first world conference on pellets 27(6), s. 585–96. [Online] https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2003.08.016 [Dostęp: 17.07.2018].
• [17] PN-EN 1860-2:2006 Urządzenia, paliwa stałe i podpałki do grilla – Część 2: Węgiel drzewny i brykiety z węgla drzewnego do grillowania – Wymagania i metody badań.
• [18] Stach i in. 1982 – Stach, E., Mackowsky, M.Th., Teichmüller, M., Taylor, G.H., Chandra, D. i Teichmüller, R. 1982. Stach’s Textbook of Coal Petrology. GebrüderBorntraeger, Stuttgart, 428 s.
• [19] Stolarski i in. 2007 – Stolarski, M., Szczukowski, S. i Tworkowski, J. 2007. Charakterystyka wybranych biopaliw z biomasy stałej. Problemy Inżynierii Rolniczej R. 15, nr 4,s. 21–26.
• [20] Ustawa z dnia 7 czerwca 2018 o zmianie ustawy o odnawialnych źródłach energii oraz niektórych innych ustaw. (Dz.U. z 2017 r. poz. 1148,1213 i 1593 oraz z 2018 r. poz. 9, 650 i 1000).
• [21] Wach, E. 2004. Rozwój polskiego rynku granulatu – stan aktualny na tle rynku europejskiego. Bałtycka Agencja Poszanowania Energii S.A. Czysta Energia 6, s. 26–27.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).