The use of wood from degraded land for carbon sequestration

• Autorzy: Hroncová E. , Ladomerský J. , Adam C.

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie drewna z terenów zdegradowanych do sekwestracji węgla

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Wood and other biomass have the great potential of decreasing carbon dioxide emissions to the atmosphere, or at least mitigating the speed of the increase in the concentration of carbon dioxide. This paper presents an analysis of the possible use of degraded land – thermal power plant ash ponds – for the growth of fast-growing trees for fuel wood and the subsequent utilization of this fuel wood by means of a verified technique – co-combustion with coal, or a proposed technique – pyrolysis. Pyrolysis of wood with the combustion of pyrolysis gases and carbon sequestration would provide approximately 26% more favorable effects on climate change than the co-combustion of wood in a coal-fired boiler.

PL

Zdegradowane tereny stanowią niewykorzystany potencjał, jeżeli idzie o uprawę biomasy do celów energetycznych. Zaliczają się do nich zwłaszcza obszary znajdujące się na obrzeżach terenów przemysłowych, tj. hałdy pozostałe po wydobyciu surowców czy składowiska szlamów. W przypadku gdy tereny te są wystarczająco stabilne, to po biologicznej rekultywacji potencjalnie będą nadawały się pod uprawę roślin energetycznych. Lesiste uprawy o krótkiej rotacji, takie jak wierzba, uprawiane na wspomnianych składowiskach szlamów w pobliżu elektrowni mogą stać się korzystnym źródłem biomasy przeznaczonej do współspalania. Celem badań była analiza możliwego wykorzystanie terenów zdegradowanych, tj. składowisk popiołu z elektrociepłowni, pod uprawy drzew szybkorosnących, których drewno zostanie przeznaczone do produkcji energii elektrycznej. Porównano dwie techniki wykorzystania do celów energetycznych pod względem zmniejszania przez nie ilości CO2. Pierwszą z nich jest sprawdzona technika współspalania z węglem, natomiast proponowana technika to piroliza ze spalaniem gazów i oleju pirolitycznego. Metodologia badań opiera się na bilansie węgla i energii w porównywanych technikach, który ma strategiczne znaczenie dla zarządzania elektrownią. Do obliczenia substytucji węgla z paliw kopalnych przez biowęgiel koniecznej do wytworzenia tej samej ilości energii elektrycznej użyto uproszczonego schematu: 1 kg C drewna = 1 kg C węgla. Z punktu widzenia wytwarzania energii elektrycznej współspalanie drewna w kotle węglowym jest bardziej pożądane niż piroliza ze spalaniem gazów i oleju pirolitycznego. Z kolei piroliza (rozwijająca się technika) drewna ze spalaniem gazów z pirolizy oraz sekwestracją węgla przyniosłaby przynajmniej o 26% lepsze efekty, jeżeli idzie o zmiany klimatyczne niż współspalanie drewna w kotle opalanym węglem.

Słowa kluczowe

EN

wood; degraded land; co-combustion; pyrolysis; carbon dioxide

PL

drewno; tereny zdegradowane; współspalanie; piroliza; dwutlenek węgla

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty
• Rocznik: 2013
• Tom: vol. 56, nr 190
• Strony: 51--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab.

Twórcy

autor

Hroncová E.

• Matej Bel University, Banská Bystrica, Slovakia
• Technical University in Zvolen, Zvolen, Slovakia

autor

Ladomerský J.

• Matej Bel University, Banská Bystrica, Slovakia

autor

Adam C.

• Technical University in Zvolen, Zvolen, Slovakia

Bibliografia

• 1. Bailis R. [2009]: Modeling climate change mitigation from alternative methods of charcoal production in Kenya. Biomass and Bioenergy 33: 1491–1502
• 2. Bridgwater A. V. [2012]: Upgrading biomass fast pyrolysis liquids. Environmental Progress & Sustainable Energy 31 [2]: 261–268
• 3. Chrebet T., Martinka J., Balog K., Hrusovský I. [2013]: Moment of lignocellulosic material ignition defined by critical mass flow rate. Applied Mechanics and Materials 690–693: 1985–1988
• 4. Hafsi S., Benbouzid M. [2007]: Slow and Flash Pyrolysis of Eucalyptus globulus Wood.Research Journal of Applied Sciences 2 [7]: 810–814
• 5. Hansen J., Sato M., Kharecha P., Beerling D., Berner R., Masson-Delmotte V., Pagani M., Raymo M., Royer D.L., Zachos J.C. [2008]: Target atmospheric CO2: Where should humanity aim? The Open Atmospheric Science Journal [2]: 217–231
• 6. Heller M.C., Keoleian G.A., Volk T. [2003]: Life cycle assessment of a willow bioenergy cropping system. Biomass and Bioenergy [25]: 147–165
• 7. Hroncová E., Ladomerský J. [2008]: Emisie zo spaľovania odpadov drevotrieskových dosák (Emissions from the combustion of particleboard waste). Ochrana ovzdušia, Kongres management s.r.o., Bratislava: 31–34
• 8. IPCC [2006]: Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston H. S., Buendia L., Miwa K., Ngara T. and Tanabe K. (eds). Published: IGES, Japan. Available: http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/
• 9. IPCC [2007]: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: Mitigation. Contribution of Working Group III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [B. Metz, O. R. Davidson, P. R. Bosch, R. Dave, L. A. Meyer (eds)], Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Available: http://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar4/wg3/ar4-wg3-spm.pdf
• 10. IPPC [2008]: Towards New Scenarios for Analysis of Emissions, Climate Change, Impacts, and Response Strategies. IPPC Geneva
• 11. Kuppens T., Cornelissen T., Carleer R., Yperman J., Schreurs S., Jans M., Thewys T. [2010]: Economic assessment of flash co-pyrolysis of short rotation coppice and biopolymer waste streams. Journal of Environmental Management 91 [12]: 2736–2747
• 12. Ladanai S., Vinterbäck V. [2009]: Global potential of sustainable biomass for energy. SLU, Swedish University of Agricultural Sciences. Department of Energy and Technology, Upsala Swedisch
• 13. Ladomerský J. [2000]: Emission analysis and minimization from wood waste combustion. Wood Research 45 [4]: 33–44
• 14. Ladomerský J., Hroncová E. [2009]: Optimalizácia podmienok spaľovania odpadov drevotrieskových dosák z hľadiska emisií (Optimalization of combustion conditions of particleboard waste from the point of emissions) Ochrana Ovzduší [2]: 14–17
• 15. Ladomerský J., Hroncová E., Samešová D. [2003]: Investigation of appropriate conditions for wood waste combustion on basis of emission. Drewno 46 [170]: 90–98
• 16. Lehmann J., Joseph S. [2009]: Biochar for environmental management: science and techno-logy [Earthscan]
• 17. Majerník M., Tkáč M., Bosák M., Haviar S., Szaryszová P. [2012]: Využitie rekultivovaných plôch odkalísk trosko-popolovej zmesi na pestovanie biomasy (Recultivated areas of fly-ash and slag ponds used for growing biomass). Životné prostredie 46 [5]: 258–261
• 18. Masu S., Dragomir N., Morariu F., Jurj L., Luminita N., Popescu D. [2012]: The bioaccumulation of heavy metals in barley (Hordeum vulgare L) cultivated on a fly ash dump mixed with compost and natural zeolite materials. Scientific Papers: Animal Science and Biotechnologies 45 [2]: 237
• 19. Ratajczak E., Szostak A., Bidzińska G., Herbeć M. [2012]: Demand for wood biomass for energy purposes in Poland by 2015. Drewno 55 [187]: 51–63
• 20. Roberts K.G., Gloy B.A., Joseph S., Scott N.R., Lehmann J. [2010]: Life cycle assessment of biochar systems: Estimating the energetic, economic and climate change potential.Environmental Science and Technology 44 [2]: 827–833
• 21. Tkáč M., Majerník M., Hronec O., Vilček J., Bosák M. [2011]: Experimentálne overenie možností rekultivácie odkaliska TPZ v SE – EVO Vojany (Experimental verificationof possibilities for fly-ash and slag pond reclamation in EVO Vojany, Slovakia). Košice EU PHF [unpublished]
• 22. Voets T., Kuppens T., Cornelissen T., Thewys T. [2011]: Economics of electricity and heat production by gasification or flash pyrolysis of short rotation coppice in Flanders(Belgium). Biomass and Bioenergy 35 [5]: 1912–1924
• 23. Walkowiak M., Bartkowiak M. [2012]: The kinetics of the thermal decomposition of the willow wood (Salix viminalis L.) exposed to the torrefaction process. Drewno54 [185]: 37–49
• 24. Witczak M., Walkowiak M., Cichy W. [2011]: Pre-treatment of biomass by torrefaction – preliminary studies. Drewno 54 [185]: 89–96
• 25. Zeng N. [2008]: Carbon sequestration via wood burial. Carbon Balance and Management3 [1]: 1–12