MOŽNOSTI ENERGETSKE IZRABE LESNE BIOMASE

Transkript

1 UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA ORGANIZACIJSKE VEDE Smer: Organizacija dela MOŽNOSTI ENERGETSKE IZRABE LESNE BIOMASE Mentor: red. prof. dr. Drago Vuk Kandidat: Tadeja Kuhar Osterman Somentor: izred. prof. dr. Zvone Balantič Kranj, september 2006

2 ZAHVALA Za strokovno pomoč in nasvete pri izdelavi diplomske naloge se zahvaljujem mentorju, prof. dr. Dragu Vuku. Za jezikovni pregled teksta se zahvaljujem lektorici Urši Skoberne.

3 POVZETEK Energetska slika sveta kaže nevzdržnost sedanjega stanja. V zadnjih letih opažamo izjemno rast cen nafte in naftnih derivatov ter predvsem naraščajoče povpraševanje le-teh. Analitiki nas svarijo pred izjemno gospodarsko rastjo Vzhoda, predvsem Azije in Kitajske, kamor se usmerja tudi prodaja ruske nafte. Ocene svetovnih zalog primarnih energentov kažejo, da so le-te zelo omejene in razen premoga ne zadoščajo za normalno oskrbo svetovnih potreb do konca 21. stoletja. Pomemben je tudi okoljski vpliv, saj raba fosilnih goriv konstantno povečuje delež CO 2 v atmosferi ter povzroča učinek tople grede. Razvoj globalnih trgov z energenti je v razvitem svetu odvisen od zanesljive, kakovostne, konkurenčne in okoljsko sprejemljive oskrbe z energijskimi storitvami, od uporabe ekspertnih znanj in prepletenih tehnologij ter od stabilnih, preglednih in učinkovitih institucij, potrebnih za oblikovanje okvirnih pogojev, upravljanje in nadzor. Evropska komisija je opredelila energetiko kot ključen element evropske konkurenčnosti in nadaljnjega gospodarskega razvoja. Les je v Sloveniji in predvsem na slovenskem podeželju tradicionalno pomemben vir energije in predstavlja enega najpomembnejših obnovljivih virov. V Sloveniji se 30 odstotkov gospodinjstev ogreva na les. Trenutna raba je opredeljena z zastarelo tehnologijo priprave lesa, slabimi izkoristki kurilnih naprav, neustreznimi emisijskimi vrednostmi in nekonkurenčnimi cenami pridobljene energije ter zahteva prenovo sistema ogrevanja. Ohranitev tradicije, socialnoekonomski pomen energetske samooskrbe ter potencialni vplivi na skladnejši razvoj so dejavniki, ki še posebej poudarjajo pomen lesnega kuriva. Sodobni pristop pridelovanja, predelave in rabe lesne biomase v energetske namene zagotavljajo velike izkoristke, majhne emisije škodljivih plinov in popolno avtomatizacijo, kar odpira nova delovna mesta, daje nove možnosti zaslužka ter ugodno vpliva na slovensko gospodarstvo. KLJUČNE BESEDE - lesna biomasa - energija - ekologija - obnovljivi viri energije

4 ZUSAMMENFASSUNG Die weltweite Energetik zeigt einen unhaltbaren Zustand. In den letzten Jahren bemerken wir eine extreme Steigerung der Erdölpreise und dessen Erzeugnissen sowie hauptsächlich auch dessen Nachfrage. Die Analytiker warnen uns vor einem umfangeichen Wirtschaftswachstums des Ostens, hauptsächlich Asiens und Chinas, wohin sich der Verkauf vor allem des russischen Erdöles richtet. Laut Einschätzungen des weltweiten Vorrates der primären Energiestoffe zeigt sich, dass diese eingeschränkt sind und dass sich, außer Kohle, bei normalem Verbrauch des derzeitigen Weltbedarfes, nicht länger als bis ins 21. Jahrhundert ausreichen. Wichtig ist auch der ökologische Umwelteinfluss, weil die Verwendung der fossilen Brennstoffe konstant den CO 2 - Anteil in der Atmosphäre steigert und dadurch den Treibhauseffekt verursacht. Die Entwicklung der globalen Märkte für Energiestoffe in den Industrieländern ist abhängig von einer verlässigen, qualitativen, konkurrierenden, umweltverträglichen Versorgung mit Energieleistungen, von der Verwendung von Expertenwissen und durchflochtenen Technologien sowie stabilen, übersichtlichen, wirkungsvollen Institutionen, die notwendig sind zur Schaffung der Rahmenbedingungen sowie zur Verwaltung und Kontrolle. Die europäische Kommission hat Energetik als Schlüsselelement der europäischen Konkurrenz und der wirtschaftlichen Weiterentwicklung definiert. Holz ist in Slowenien vorwiegend im ländlichen Bereich eine traditionelle, wichtige Energiequelle und stellt den wichtigsten erneuerbaren Rohstoff dar. In Slowenien heizen um die 30 Prozent der Haushalte mit Holz. Die derzeitige Nutzung ist bestimmt durch veraltete Technologien in der Holzverarbeitung, schlechte Auswertung der Heizkessel, unentsprechender Emissionswerten und nicht konkurrenzfähige Preise der erworbenen Energie und verlangt eine Erneuerung des Heizungssystems. Das Verhalten der Tradition, der sozioökonomischen Bedeutung der energetischen Selbstversorgung und die potentiellen Einflüsse auf die adäquate Entwicklung sind Ursachen, die besonders die Wichtigkeit des eigenen Brennstoffes aufzeigen. Die fortschrittliche Verarbeitung und Verwendung der Holzbiomasse für energetische Zwecke ermöglichen hohe Auswertung, niedrige Emission schädlicher Gase und vollständige Automatisierung, was neue Arbeitsplätze und neue Verdienstmöglichkeiten schafft und damit positiv auf die slowenische Wirtschaft einwirkt. SCHLÜSSELWORTE - Holzbiomasse - Energie - Ökologie - erneuerbare Energie

5 KAZALO 1 UVOD PREDSTAVITEV PROBLEMA NAMEN DIPLOMSKE NALOGE CILJI METODE DELA PRIKAZ SEDANJEGA STANJA STANJE PRIMARNIH ENERGENTOV NA SVETOVNIH TRGIH V PRETEKLEM OBDOBJU Energija kot dejavnik globalnega razvoja v svetu ENERGETSKA OSKRBA RS V PRETEKLEM OBDOBJU Energetska bilanca primarne energije Energetska bilanca končne energije Obnovljivi viri energije Proizvodnja toplote BIOGENA TRDA GORIVA Energijske rastline Ostanki Omejitve biomase ENERGETSKI POTENCIAL LESNE BIOMASE V SLOVENIJI PRIKAZ PROBLEMATIKE NEVZDRŽNO SEDANJE STANJE ENERGETSKE SLIKE SVETOVNI TRENDI RAVNANJA Z ENERGIJO Glavne smeri razvoja evropske energetske politike VISOKE CENE FOSILNIH GORIV TRŽNI ASPEKT VARSTVA OKOLJA PREGLED ZAKONOV IN PREDPISOV Svetovna in evropska dimenzija slovenske energetike Zakonska ureditev slovenske energetike HIPOTEZA MODEL REŠITVE NACIONALNI ENERGETSKI PROGRAM Strategija rabe in oskrbe z energijo TEMELJI ZA UPORABO BIOMASE LES KOT GORIVO Merske enote LASTNOSTI LESA KOT GORIVA Vsebnost vode oziroma vlažnost Vrsta lesa BIOMASA IN OGLJIKOV DIOKSID TEHNOLOGIJA PRIPRAVE LESNE BIOMASE Sekalniki Cepilno-rezalni stroji za izdelavo polen KOTLI NA LES ZA CENTRALNO OGREVANJE Sodobni kotli na polena s prisilnim vlekom...34

6 4.7.2 Avtomatizirani kotli na sekance Kotli na pelete STROŠKI OGREVANJA Z LESOM Informativni izračun stroškov ogrevanja na lesno biomaso Stroški ogrevanja na lesno biomaso definirani po kwh PORTAL BORZEN OVE MOŽNOSTI PRIDOBIVANJA NEPOVRATNIH SREDSTEV IN KREDITOV ZA KOTLE NA LES MIKRO SISTEMI IN ENERGIJSKO POGODBENIŠTVO SOCIALNOEKONOMSKI IN OKOLJSKI VPLIVI RABE LESNE BIOMASE ZAKLJUČEK POMEMBNE INTERNETNE STRANI V ZVEZI Z LESNO BIOMASO LITERATURA IN VIRI PRILOGE KAZALO SLIK KAZALO TABEL KRATICE IN AKRONIMI...54

7 1 UVOD 1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA Energetika obravnava biomaso kot organsko snov, ki jo lahko uporabimo kot vir energije. V to skupino uvrščamo: les in lesne ostanke (lesna biomasa), ostanke iz kmetijstva, nelesnate rastline, uporabne za proizvodnjo energije, ostanke pri proizvodnji industrijskih rastlin, sortirane odpadke iz gospodinjstev, odpadne gošče oziroma usedline, organsko frakcijo mestnih komunalnih odpadkov in odpadne vode živilske industrije. V tem pomenu sodi biomasa med obnovljive vire energije (OVE). Les je naraven in vsestransko uporaben material. Čeprav ga velikokrat nadomeščamo z umetnimi materiali, se vedno znova vračamo k njemu. Tako les ostaja pomembna surovina v pohištveni industriji, v industriji papirja in celuloze, v gradbeništvu in tudi v energetiki. Les je v Sloveniji in predvsem na slovenskem podeželju tradicionalno pomemben vir energije. Ohranitev tradicije, socialnoekonomski pomen energetske samooskrbe ter potencialni vplivi na skladnejši razvoj so dejavniki, ki še posebej poudarjajo pomen lesnega kuriva, predvsem na slovenskem podeželju. Pridelovanje, predelava in raba lesa v energetske namene ponujajo nove možnosti zaslužka in odpirajo nova delovna mesta v ruralnih in socialno šibkih predelih Slovenije. Glavna prednost sodobnih tehnologij je učinkovita raba lesa. Na tem mestu se takoj postavi vprašanje:»kaj sploh je sodobna in učinkovita energetska raba lesa?«o učinkoviti rabi lesa kot vira energije lahko govorimo takrat, ko izkoristimo čim večji delež energije, ki jo je narava uskladiščila v lesu, in pri tem povzročimo čim manjše negativne vplive na okolje. Sodobna raba je za uporabnika udobna, fizično manj naporna in enostavna. K uvajanju sodobnih tehnologij je v zadnjih letih nekaj pripomogla tudi država s subvencioniranjem investicij v sodobne kotle, mikro sisteme skupinskega ogrevanja ter sisteme daljinskega ogrevanja celih naselij na les. Z uvajanjem sodobnih tehnologij se je povečalo tudi povpraševanje po lesni biomasi, kar je vplivalo na trg. Tradicionalno neorganiziran in izrazito lokalno usmerjen trg z lesno biomaso se je začel odpirati in širiti. Velik vpliv na trg ima tudi vstop Slovenije v Evropsko unijo (EU). Energetska izraba lesa predstavlja enega najpomembnejših OVE v Sloveniji. Povečana raba lesa v sodobnih energetskih sistemih je za Slovenijo pomembna z vidika zanesljivosti in konkurenčnosti energetske oskrbe ter varstva okolja. V Nacionalnem energetskem programu, ki ga je Državni zbor Republike Slovenije (RS) sprejel aprila 2004, je tako predvideno povečanje rabe OVE za 4 PJ v primarni energetski bilanci, od tega kar 3,1 PJ iz lesa. To pomeni na letnem nivoju postavitev vsaj kotlov na les v gospodinjstvih, 50 večjih kurilnih naprav v industriji in javnem sektorju ter zagon 3 do 5 sistemov daljinskega ogrevanja na lesno biomaso. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 1

8 Za dosego tega cilja izvaja država različne razvojne aktivnosti, kot so informiranje, izobraževanje, energetsko svetovanje, spodbujanje energetskih pregledov in lokalnih energetskih konceptov ter priprave investicijskih programov. Zmanjševanje tveganj pri investicijah omogoča država s sofinanciranjem investicij z nepovratnimi sredstvi, kapitalskimi vložki in/ali krediti s subvencionirano obrestno mero. 1.2 NAMEN DIPLOMSKE NALOGE Problematika energetske izrabe lesa predstavlja kompleksen problem. V diplomski nalogi želimo raziskati in analizirati obstoječe stanje energentov in lesne biomase ter ugotoviti njene energetske potenciale glede na letni prirastek slovenskih gozdov. Osnovni namen diplomske naloge je: - razbremeniti trenutne energente, - zmanjšati emisijske vrednosti ter - zmanjšati zunanjo odvisnost od dobav energetskih virov. 1.3 CILJI Glede na osnovni namen diplomske naloge je cilj naloge podati najprimernejšo rešitev ogrevanja. Pripravili smo dolgoročne izračune o smotrnosti investiranja ali preureditve obstoječega ogrevalnega sistema in predstavili sodobne tehnologije pridobivanja in rabe lesne biomase kot enega ključnih obnovljivih virov energije (OVE) v Sloveniji. 1.4 METODE DELA Pri izdelavi diplomske naloge smo analizirali in proučili razpoložljivo slovensko literaturo na področju izrabe lesne biomase. Pomemben del gradiva je Nacionalni energetski program, ki ga je Državni zbor RS sprejel leta Posluževali smo se razpoložljivih informacij svetovnega spleta in ob zaključku podali pomembne naslove domačih strani. Na podlagi proučenega smo podali rešitev ogrevanja na lesno biomaso ter predstavili sodobne kotle na lesno biomaso in tehnologijo priprave lesne biomase. Pripravili smo tudi primerjalne izračune stroškov ogrevanja različnih goriv. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 2

9 2 PRIKAZ SEDANJEGA STANJA 2.1 STANJE PRIMARNIH ENERGENTOV NA SVETOVNIH TRGIH V PRETEKLEM OBDOBJU Po letu 1990 je v svetu najhitreje naraščala poraba zemeljskega plina. V tem obdobju je bila največja porast v porabi zemeljskega plina zaradi proizvodnje električne energije. Poraba tega energenta pospešeno narašča v Aziji, srednjem Vzhodu in EU. Poraba tekočih goriv, nafte in njenih derivatov je v svetu še vedno prevladujoča. Tekoča goriva ostajajo glavni vir energije v svetu in po letu 1990 ohranjajo povprečno 37 % delež v skupni energetski bilanci. Poraba tekočih goriv se je povečala zlasti v zadnjih letih. V bližnji prihodnosti bo poraba tega energenta v sektorju transporta na nivoju končne energije še vedno naraščala. Trda goriva v svetovnem merilu po letu 1990 izgubljajo delež v skupni energetski bilanci. Posebno je ta trend prisoten v EU. Poraba trdih goriv je usmerjena le v proizvodnjo električne energije. Poraba obnovljivih virov energije in jedrske energije po letu 1990 še vedno narašča v povprečju za 2 % letno. (Uradni list, 2000) Energija kot dejavnik globalnega razvoja v svetu Stanje na področju rabe energije najbolj nazorno opišejo podatki o porabi primarne in končne energije. Primarna energija je energija v naravi, ki ni bila podvržena nobeni pretvorbi ali preoblikovanju. Poraba primarne energije se izračuna tako, da domači proizvodnji prištejemo uvoz ter odštejemo izvoz, odštejemo mednarodna pomorska skladišča in prištejemo ali odštejemo spremembe zalog. Končna energija je energija, ki je dobavljena odjemalcu za pretvorbo v koristno energijo. Poraba končne energije se izračuna kot vsota vse porabljene energije končnih odjemalcev. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 3

10 Zem. plin 23 % Jedrska energija 7 % Hidro 2 % OVE 2 % Premog 26 % Nafta 40 % Slika 1: Struktura porabe primarne energije za svet v letu 2000 (Uradni list, 2000) Poraba končne energije po svetu v terciarnem sektorju in gospodinjstvih je odvisna predvsem od podnebnih razmer. V obdobju po letu 1980 do danes narašča poraba končne energije v svetu z 1,8 % letno stopnjo, vendar s precejšnjo razliko med regijami. V državah OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development) je letni prirast 1 %, medtem ko je prirast zunaj tega področja primerjalno več kot podvojen in odvisen od naraščajočega življenjskega standarda in urbanizacije. V zadnjem krajšem obdobju po letu 1990 je porast rabe te energije občutnejši v državah OECD, saj znaša kar 2,3 %, kar je več od povprečja ostalega sveta. V sektorju transporta v državah OECD poraba končne energije konstantno narašča po 2 % letno. V državah, ki niso priključene OECD, pa je rast 2,3 % letno. Delež končne energije v sektorju transporta bo predvidoma še naraščal, predvsem v državah Azije, srednjega Vzhoda in Latinske Amerike. Poraba končne energije v industriji v zadnjih letih je bila le nekoliko višja kot v primerjalnem letu To je posledica manjše rabe energije na trgih vzhodne in osrednje Evrope ter Rusije. Opaziti pa je tudi napor industrije, da zmanjša specifično rabo energije na enoto proizvoda. Precejšnje povečanje rabe končne energije v zadnjem obdobju je značilno predvsem za azijske države. To je značilno predvsem za Kitajsko ter države jugovzhodne Azije, kjer beležimo več kot 4 % povprečni prirast od leta V zadnjih letih porabijo države Azije (razen Japonske in Nove Zelandije) kar 33 % skupne rabe energije v svetu v tem sektorju. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 4

11 Elek. Energija 18 % Toplota 4 % OVE 1 % Premog 9 % Zemeljski plin 18 % Nafta 50 % Slika 2: Struktura porabe končne energije za svet v letu 2000 (Uradni list, 2000) 2.2 ENERGETSKA OSKRBA RS V PRETEKLEM OBDOBJU Energetska bilanca primarne energije Povprečna letna rast porabe primarne energije v Sloveniji v obdobju od leta 1992 do 2001 je znašala 1,9 %. Največji delež v primarni energetski bilanci v letu 2001 so imela tekoča goriva s 36,5 % in trda goriva (premog) z 22,3 %. Delež OVE se je delil na hidroenergijo s 4,7 %, les in lesne ostanke s 3,9 %, novi viri pa so predstavljali le 0,2 % primarne energetske bilance. Opazen je trend zmanjševanja porabe tekočih goriv po letu 1997 in naraščanje porabe zemeljskega plina. V letih od 1997 do 2001 se je poraba zemeljskega plina povečala za 11 % Energetska bilanca končne energije Povprečna letna rast porabe končne energije v letih od 1992 do 2001 je znašala 2,2 %. Najpomembnejši vzrok rabe energije je vsekakor gospodarska rast, ki je bila v obdobju zadnjih sedmih let povprečno približno 4 % letno. V letu 2001 je znašala poraba končne energije 183,7 PJ. Bistveno se je zmanjšala poraba trdih goriv, povečala pa poraba tekočih goriv, ki ostajajo z 51 % deležem najpomembnejši energent. V zadnjih letih je opazen trend hitrejšega naraščanja porabe električne energije. V tem obdobju se je znatno povečala poraba energije v prometu in v drugi rabi (gospodinjstva, javni in storitveni sektor ter kmetijstvo), medtem ko se je poraba energije v industriji zmanjševala. Posledica tega sta v energetski bilanci za leto 2001 bistveno povečanje deleža prometa (30,8 %) in zmanjšanje deleža industrije (28,5 %). (Uradni list, 2000) Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 5

12 2.2.3 Obnovljivi viri energije V primarni energetski bilanci RS v letu 2001 je delež OVE znašal 8,8 %, od tega hidro energija 4,7 % in biomasa 3,9 %. Energetski bruto potencial slovenskih vodotokov je ocenjen na GWh/leto. Tehnično razpoložljivega potenciala je GWh/leto, ekonomsko upravičenega pa med in GWh/leto. Trenutno izkoriščamo GWh/leto ali približno 50 % ekonomsko razpoložljivega potenciala. Lesna biomasa, neprimerna za industrijsko predelavo oziroma klasično kurjenje lesa v individualnih kuriščih in v industrijskih kotlih za energetske namene, predstavlja drugi največji delež OVE v primarni energetski bilanci. V letu 2000 je znašal 3,9 %. Raba lesne biomase v modernih individualnih in skupinskih napravah za ogrevanje in procesno toploto predstavlja tudi enega največjih potencialov za rabo OVE v Sloveniji. Vetrnih elektrarn, priključenih na javno elektroenergetsko omrežje, kljub velikemu interesu investitorjev v Sloveniji zaenkrat še nimamo. Na osnovi dosedanjih meritev vetra in meteoroloških modelov strokovnjaki ocenjujejo, da je za izkoriščanje vetrne energije primerno celotno področje Primorske (primernost te regije so potrdile tudi namenske meritve v sklopu programa EU ECOS OUVERTURE) ter del Gorenjske in Notranjske, izključene pa niso lokacije v drugih delih Slovenije. V Odloku o spremembah in dopolnitvah prostorskih sestavin dolgoročnega in srednjeročnega družbenega plana (Uradni list RS, št. 4/03), ki ga je sprejel Državni zbor decembra 2002, so vetrne elektrarne umeščene v državni prostorski plan. Na področju izkoriščanja sončne energije za proizvodnjo električne energije, je bilo v zadnjih letih v Sloveniji izpeljanih nekaj manjših projektov vgradnje fotovoltaičnih sistemov za lastno otočno napajanje. Večjo rabo sončne energije v Sloveniji trenutno predstavljajo sončni sistemi za ogrevanje sanitarne vode. Po ocenah je vgrajenih približno do m² sončnih kolektorjev, kar Slovenijo v Evropi uvršča na 6. mesto po razširjenosti sončnih termalnih sistemov. Vgrajenih je tudi približno toplotnih črpalk manjših moči, med katerimi je največ takih, ki ogrevajo vodo ali zrak v gospodinjstvih. Od 1. januarja 2003 dalje za postavitev slednjih ni več potrebno gradbeno dovoljenje. RS razpolaga z 28-imi naravnimi izviri geotermalne vode in 48-imi lokacijami z vrtinami. Skupna toplotna moč teh virov je približno 130 MWt. Izkorišča se približno 100 MWt, pri čemer se proizvede letno približno 400 GWh toplote. RS se s skupno močjo geotermalnih sistemov uvršča v Evropi na 10. mesto, po izkoriščeni toploti na prebivalca pa med najrazvitejše države Proizvodnja toplote Toplota je ena izmed oblik končne energije, ki jo podjetja za oskrbo z energijo dobavljajo končnim uporabnikom. S sistemi daljinskega ogrevanja se v državi Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 6

13 pokrije okoli 15 % vseh potreb po ogrevalni toploti v državi. Tekoča goriva so v oskrbi s toploto za široko porabo udeležena s preko 60 %, zemeljski plin pa s približno 18 %. Delež porabe plina je v gospodinjstvih majhen, v industriji pa poraba plina presega delež porabe tekočih goriv. V zadnjem času je izrazito prodiranje zemeljskega plina v lokalno oskrbo z energijo. V treh letih med 1997 in 2000 se je poraba zemeljskega plina v distribucijah več kot podvojila, kar predstavlja 28 % letno rast. V naslednjem grafikonu predstavljamo podatke Statističnega urada RS o ogrevanju stanovanj in sanitarne vode ter naprave za kuhanje po energetskih virih. % Električna energija Trdna goriva Les in lesni ostanki Utekočinjeni naftni plin Petrolej ELKO Zemeljski plin Toplotna energija Sončna energija Slika3: Ogrevanje stanovanj in sanitarne vode ter naprave za kuhanje po energetskih virih (%)(Statistični urad, 2006) Privatni sektor gospodarstva, gospodinjstva bo predvidoma v letu 2006 porabil okrog SIT za kurilno olje. Visoka denarna sredstva, ki večinoma odplavajo v tujino in v naši državi skorajda ne ustvarjajo delovnih mest. Pričakovan»zlom«predvsem pri preskrbi s kurilnim oljem (vedno večje povpraševanje, majhna ponudba, vedno večja nestabilnost cen) je lahko premostiti, če se potrebe po toploti v večini krijejo iz domačih energijskih virov in ne z uvoženimi viri energije. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 7

14 2.3 BIOGENA TRDA GORIVA Biogena trda goriva Ostanki Energijske rastline Lesna biomasa Bilčna biomasa Lesna biomasa Bilčna biomasa Stalni ostanki Ostanki po končni izrabi Ostanki iz nadaljne predelave Ostanki gozdnega lesa Industrijski ostanki lesa Neobdelan star les Slama Les iz kratke obhodnje Žitne rastline Droben les Lesni ostanki žag Obdelan star les Seno iz varstva krajine Chinaschilf Cestna hlodovina Cestna trava Energijske trave Les iz negovanja krajine Slika 4: Biogena trda goriva (Gülzow, 2000) Energijske rastline Med energijske rastline uvrščamo rastline, katerih produkcija je namenjena izključno energetski izrabi. Pridelava je dovoljena na kmetijskih površinah, ki so bile v okviru EU-programov za opustitev površin ukinjene za proizvodnjo hrane. Ločimo tri koncepte pridelovanja energijskih rastlin: a. Žitne rastline Celotno nadzemeljsko mladje žitnih rastlin (zrno in slama) se lahko letno požanje ter izrablja za energetske namene. V korist so predvsem zimske vrste žita (npr. zimska pšenica, zimski rž), pri katerih, v primerjavi s poletnimi vrstami, beležimo v prid dolgi vegetacijski dobi višje biomasne pridelke. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 8

15 Pomembne prednosti za pridelovalce so: - možnost poseganja na poznane in dozorele pridelovalne postopke iz živilske proizvodnje, - bistvene spremebe v proizvodjem poteku (kolobarjenje, strojna oprema itd.) niso potrebne, - sočasno s prehrambeno proizvodnjo so investicijske potrebe zelo nizke. b. Večletne trave V zadnjem času je kot potencialna energijska rastlina najbolj poznana večetna trava Chinaschilf (Miscanthus sinensis), ki je karakterizirana z izrednjo rastjo v primerjavi s srednjeevropskimi travami. Po obdobju rasti osušela nadzemeljska biomasa se lahko uporablja kot kurivo. Prednost Chinaschilfa je premik hranilnih snovi iz listov na rizom ob koncu vegetacijskega obdobja. Na ta način se zmanjša potreba po dognojevanju. Slabost za proizvajalce so slabe pridelovalne izkušnje ter visoke investicije za sadike. c. Les iz kratke obhodnje V večletnih pridelovalnih obdobjih se lahko koristi tudi nadzemeljska biomasa hitrorastočih drevesnih vrst (kot sta topol in vrba). Prednost tovrstnih projektov je v nizkih stroških za nego rastlin. Plantažo kratke obhodnje je potrebno samo enkrat nasaditi, prinese pa nam večkratni pridelek, saj se štori obraščajo. Slabost so slabe pridelovalne izkušnje Ostanki Odstranjevanje organskih odpadkov se vedno bolj izkorišča za energetske namene. To velja predvsem za industrijske ostanke lesa (npr. lubje, očelki, žagarski ostružki) iz lesnih pre- in obdelovalnih obratov, delno tudi za star odslužen les. Ostanki iz vzdrževanja (npr. zelenih površin, cestnih zelenic, lesni in zeleni rezi iz javnih nasadov in vrtov) se redko uporabljajo za energetske namene. a. Ostanki gozdnega lesa Ostanki gozdnega lesa nastajajo ob posekih hlodovine oziroma industrijskega lesa ter ukrepih redčenja. Pod pojmom ostanki gozdnega lesa razumemo ves les, ki je izven kvalitete industrijskega lesa. Med te ostanke prištevamo vrhače, vejevje, kvalitativno manjvreden les ter drobna drevesa. Ti ostanki pa na žalost največkrat ostajajo v gozdovih. Kljub nekaterim nalogam lesnih ostankov za ekosistem je to lesni sortiment, ki je energetsko uporaben brez ekoloških posledic. To velja predvsem, kadar hranljive snovi (kot so lubje, listje in iglice) ostanejo v gozdu. Pogosto je odstranitev lesnih ostankov iz gozdov celo koristna zaradi dovzetnosti te biomase za napad škodljivcev. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 9

16 b. Slama Slama je značilen ostanek, ki nastaja kot stranski proizvod žetve rastlinske pridelave. Le ta delno ostaja na poljih za ohranjanje humusne in hranilne sestave tal ali pa se uporablja za druge namene v kmetijstvu (kot nastilj za domače živali ali kot krmilo). Slamo pa lahko energetsko uporabljamo tudi kot trdo gorivo Omejitve biomase V tem poglavju navedeni viri bioenergije predstavljajo le del vseh. Pod pojmom biomasa razumemo vse snovi organskega izvora. Tako biomasa zajema: - v naravi živečo fito- in zoomaso (rastline in živali), - iz le-te sledeče ostanke oziroma stanske produkte (npr. živalske ekskremente), - odmrlo (ne fosilno) fito- in zoomaso (npr. slamo) kot tudi - v širšem smislu vse snovi, ki so nastale s tehničnim spreminjanjem in/ali z uporabo (kot so papir in celuloza, odpadki klavnic, organski gospodinjski odpadki, rastlinsko olje, alkohol itd.). Biomaso lahko razčlenimo še na primarne in sekundarne produkte. Primarni produkti nastajajo neposredno s fotosintetično izrabo sončne energije. Sem uvrščamo vso rastlinsko maso, kot so npr. kmetijski in gozdarski produkti iz proizvodnje energijskih rastlin (med drugim hitro rastoča drevesa, energijske trave) ali rastlnski ostanki iz kmetijstva, gozdarstva in tudi industrije (med drugim slama, gozdni, industrijski lesni ostanki in tudi star les). Sekundarni produkti črpajo njihovo energijo le indirektno od sonca; in nastajajo z razgradnjo in presnovo organskih substanc v višjih organizmih (npr. v živalih). Mednje uvrščamo tako vso zoomaso kot tudi živalske ekskremente (npr. gnojevka in gnoj) ter usedline oziroma blato iz čistilnih naprav. (Gülzow, 2000) 2.4 ENERGETSKI POTENCIAL LESNE BIOMASE V SLOVENIJI Potencial lesne biomase je količina lesa, ki je na nekem območju trajno razpoložljiva v energetske namene. Pri tem moramo ločevati med teoretičnim in dejansko razpoložljivim potencialom. Primarni vir lesne biomase je gozd. Kljub velikemu pomenu ekoloških in socialnih funkcij gozda ostaja proizvodnja lesa ena izmed najpomembnejših funkcij gospodarskega gozda. Cilj gospodarjenja sta praviloma ohranitev stabilnega ekosistema ter proizvodnja visoke kvalitete hlodovine. Les, uporaben v energetske namene, lahko štejemo za enega izmed stranskih proizvodov gozdov. Lesne sekance lahko uvrščamo tudi med zelene odpadke organskega izvora, kamor štejemo tudi ostanke obreznin živih mej, grmovnic, drevja, grmovja in drugih nasadov. (Vuk, 1998) Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 10

17 Kot potencial lesne biomase iz gozdov, uporabne v energetske namene, lahko tako upoštevamo: - del možnega letnega poseka, ki je določen v gozdnogospodarskih načrtih, (delež je v tem primeru odvisen od drevesne in sortimentne sestave); - les iz prvih ter drugih redčenj in nekaterih drugih negovalnih in varstvenih del v gozdovih; - lesno biomaso iz melioracij grmišč ali malo donosnih gozdov; - lesno biomaso zaradi graditve novih objektov ali vzdrževanja infrastrukture v gozdnem prostoru (krčitve zaradi graditve gozdnih cest, vzdrževanje električnih vodov itd.). (Krajnc, 2003) Potencialna količina lesa za kurjavo iz gozdne proizvodnje ni enaka: - celotni lesni zalogi; - celotnemu možnemu poseku; - celotnemu dejanskemu poseku. Potencialna količina lesa za kurjavo iz gozdne proizvodnje je tisti del dejansko posekanega lesa, ki ga zaradi dimenzij in kakovosti ni mogoče uvrstiti v katerega od vrednejših sortimentov in katerega proizvodni stroški se lahko pokrivajo z njegovo prodajo. Dejanski razpoložljivi potencial je manjši od teoretičnega zaradi naslednjih dejavnikov: 1. načel gospodarjenja z gozdovi upoštevamo smernice, cilje in ukrepe, predvidene v gozdnogospodarskih načrtih; 2. tehnologij pridobivanja in rabe lesne biomase opremljenost in usposobljenost lastnikov gozdov in gozdarskih podjetij za pridobivanje lesne biomase; 3. trga gozdnih lesnih proizvodov razmerje med stroški pridobivanja in ceno lesne biomase oziroma posameznih gozdnih lesnih sortimentov na trgu; 4. socialnoekonomskih razmer lastnikov gozdov značilnosti posameznih socialnoekonomskih kategorij lastnikov gozdov in iz tega izhajajoč odnos do gozda. (Krajnc, 2000) Več kot 57 % naše dežele je poraslo z gozdovi. Na nekaj manj kot ha je shranjeno m³ lesne mase ali povprečno 240 m³ lesa na ha. Vsako leto jo priraste še dodatnih m³ ali okrog 6,2 m³ na ha. Načrtovani posek je v letu 2002 znašal okrog m³, vendar je bila realizacija načrtovanega oziroma dovoljenega poseka (etata) le 68 %. Tako je bilo v letu 2002 posekanega le m³ lesa. Lesna zaloga se tako v naših gozdovih kopiči, kar pa z gospodarskih vidikov ni zmeraj najboljše. Problematično je predvsem izvajanje nujnih gojitvenih del, ki so prvi pogoj za vzgojo visoko kvalitetnih in ekološko stabilnih gozdov. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 11

18 Glavni viri lesne biomase v Sloveniji so : - industrijski sektor lesni ostanki industrijske, mehanske in kemične predelave lesa, - kmetijski sektor grmišča in ostale kmetijske površine (sadovnjaki, vinogradi), - gozdarski sektor gozdovi, - odslužen les in lesni izdelki. V okviru mednarodnega projekta»removing barriers to district heating projects in Slovenia (GEF)«so na Gozdarskem inštitutu Slovenije izvedli analizo potencialov lesne biomase v Sloveniji. Hkrati so preučili stanje vseh glavnih virov lesne biomase, razen lesnih ostankov na komunalnih deponijah in ostankov lesne biomase, ki nastajajo zunaj lesnopredelovalnega sektorja. Podatki so bili obdelani na ravni katastrskih občin za stanje leta 1996 ter agregirani na nivoju 147 takratnih občin in statističnih regij. Bistvene ugotovitve projekta: - v Sloveniji je prek ha grmišč, kjer letno priraste t lesne biomase. Povprečje za občine na notranjsko-kraškem območju je kar 43- krat večje kot v Pomurju in 4,2-krat večje kot ne povprečje za vse občine. - V Sloveniji imamo 80 občin, ki imajo več kot 50 % površin poraslih z gozdom, 23 občin ima manj kot 30 % gozda. Več kot 60 % pokritost z gozdovi ima 49 občin, od tega jih ima 21 več kot 70 % gozdov. V zadnjih letih načrtovani posek dosega le dobro polovico prirastka, realizacija sečnje pa je uradno še manjša. Leta 1996 je znašala le 38 % letnega prirastka, kar kaže, da lastniki gozdov niso zainteresirani za izrabo lesa v gozdovih. - V Sloveniji je registriranih prek malih predelovalcev lesne surovine in več tisoč neregistriranih žag, ki ustvarjajo vsaj t dispergiranih lesnih ostankov, primernih za energetsko rabo, kar znese skupaj z neizkoriščenimi odpadki velikih podjetij vsaj t lesne biomase na leto. Poleg tega, 52 podjetij, ki imajo v lasti 78 kurilnih naprav z močjo nad 1 MW in obratujejo vsaj sezonsko, že sedaj pokuri dodatnih t lesne biomase. - Na podlagi kalibracije ključih kazalcev potencialov (števila podjetij s področja predelave lesa v občini, dokumentirane količine lesnih ostankov v občini, hektarjev gozda ter grmišč na prebivalca v občini, m³ sečnje na prebivalca v občini) in njihovega razvrščanja smo določili povprečne range (vrstni red) za posamezne občine. Povprečni rang predstavlja primerjalno oceno primernosti občine za trajno oskrbo z lesno biomaso glede na preostale občine v Sloveniji. - Trajno energetsko rabo potencialov lesne biomase v Sloveniji bomo dosegli s spodbujanjem projektov daljinskega in individualnega ogrevanja z lesno biomaso. Nujno je tudi sodelovanje gozdarske stroke pri realizaciji nacionalnega programa projektov daljinskega ogrevanja in tudi pri Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 12

19 zagotavljanju obratovanja komunalnih energetskih naprav na lesno biomaso z viri iz gozdov in grmišč. (Roblek, 1998) Glavni vzroki za neatraktivnost lesne biomase s strani gozdarskega sektorja: (Krajnc, 1999) 1. Lastninska struktura gozdov in socialnoekonomska struktura lastnikov gozdov - majhna posest - neodvisnost od dohodka iz gozda 2. Neopremljenost in neusposobljenost za delo v gozdu - pomanjkanje tehnične opreme in znanja za pripravo lesnih sekancev - nepoznavanje tehnologije priprave sekancev 3. Neorganiziran trg z lesom kot kurivom - nizke cene drv - ni trga za lesne sekance 4. Pomanjkanje znanja in svetovanja s področja učinkovite rabe lesne biomase kot kuriva V Sloveniji je les najpomembnejši domač OVE. Želje energetikov po izrabi lesa v energetske namene so zaradi vse večje odvisnosti Slovenije od uvoza energije (že več kot 70 %) vse večje, okoljevarstveniki pa opozarjajo, da je povečana raba OVE ena izmed pomembnih možnosti za zmanjševanje emisij CO 2. Probleme oskrbe s surovino v EU rešujejo s pospeševanjem energetskih plantaž hitro rastočih drevesnih in grmovnih vrst. Velika gozdnatost, način gospodarjenja z gozdom in gozdnato krajino ter obsežen proces opuščanja in zaraščanja kmetijskih površin so argumenti proti energetskim plantažam v Sloveniji. (Krajnc, 1999) Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 13

20 3 PRIKAZ PROBLEMATIKE 3.1 NEVZDRŽNO SEDANJE STANJE ENERGETSKE SLIKE Energetska slika sveta kaže nevzdržnost sedanjega stanja. Eksplozija rasti prebivalstva, ki je brez primere v človeški zgodovini, odpira vprašanja, kot so: - Kako postaviti energijo na pravo mesto in kako doseči, da bo trg deloval v sodobni organizaciji proizvodnje, torej v organizaciji umskega dela? - Kakšno znanje potrebujemo, da pridemo do primerne institucionalne ureditve in do sprejemljivih podjetniških dejanj? - Kako obravnavati in uporabiti zadnje dosežke znanosti in tehnologije? Razvoj globalnih trgov z energenti in električno energijo je v 21. stoletju v razvitem svetu odvisen od zanesljive, kakovostne, konkurenčne in okoljsko sprejemljive oskrbe z energijskimi storitvami in od uporabe ekspertnih znanj in prepletenih tehnologij ter stabilnih, preglednih in učinkovitih institucij, potrebnih za oblikovanje okvirnih pogojev, za upravljanje in nadzor. Rast števila prebivalcev, gospodarska rast in regionalne razlike kakovosti življenja vodijo do migracije ljudi iz revnejših, manj razvitih, v bogatejše, razvitejše predele. Razlike so odvisne od višine vlaganj v infrastrukturo. Objektivno smo soočeni z obstoječimi socialnimi strukturami. Razumni razvoj lahko pomeni samo razvoj znanja na poti od napornega fizičnega dela na umsko delo s komplementarnim razumnim ravnanjem z energijo. Ključni dejavnik razvoja gospodarstva na osnovi znanja je energija. Izboljšati je treba razmerje med gospodarsko rastjo in rabo energije z izboljšanjem pretvorb različnih vrst energije v smeri blaginje prebivalstva kot skupnega imenovalca. Ravnanje z energijo ni odvisno le od tehnologij in tržnih signalov, temveč predvsem od vrednot posameznikov, življenjskih slogov, vedenja, informacij, motivacij in ravnanj institucij. Povpraševanje po dobrinah in storitvah zahteva boljše razumevanje vloge in pomena energije pri zagotavljanju blaginje. Nujno je razumevanje energijskih procesov, tehnologij in njihovih vplivov na okolje, gospodarski in družbeni razvoj, na promocijo znosnih potrošniških izbir in življenjskih stilov ter na motiviranje učinkovitega ravnanja z energijo v javnih institucijah, podjetjih in gospodinjstvih. Pridobivanje znanja, tako s stališča povpraševanja po dobrinah in storitvah kot s strani ponudbe, mora sedanje razumevanje pomena energije spremeniti. Povezava med delom in globalnimi in lokalnimi energijskimi storitvami mora postati alternativni pristop. Družba znanja zahteva jasnejše opredelitve pojmov, povezanih s temeljnimi vprašanji razvoja človeštva, njegovega dela in energije. Masa in energija tvorita univerzum, ki tvori vse drugo: prostor, vodo, življenje. Tak pogled je pomemben, da se ne omejujemo zgolj na energetiko in njene klasične tehnologije pridobivanja in pretvarjanja. Dolgoročni pomen sodobne energije je tako tudi ključni element nacionalnega energetskega programa. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 14

21 3.2 SVETOVNI TRENDI RAVNANJA Z ENERGIJO Ocene svetovnih zalog primarnih energentov kažejo, da so le-te zelo omejene in razen premoga ne zadoščajo za normalno oskrbo svetovnih potreb do konca 21. stoletja. (Uradni list, 2000) Ocenjene zaloge nafte bi zadoščale za šestdeset let, če bi zadovoljevale sedanjo porabo pri povečanem vlaganju za pridobivanje. Podobna ocena zalog velja tudi za plin. V nasprotju s plinom in nafto so zaloge premoga v svetu velike, njihova porazdeljenost pa ustrezna. Ob sedanji porabi premoga bi svetovne zaloge zadoščale še za dvesto let. Prihodnja izraba zalog je odvisna od okoljskih zahtev. Za večino energentov po svetu je značilno, da so izrabljena najdostopnejša in najkakovostnejša nahajališča primarnih energentov. Posledica tega sta dražji transport energentov in zahtevnejša ter dražja tehnologija pridobivanja. Prav ti dejavniki pa najbolj vplivajo na ceno energentov. Izraba vodnih energetskih potencialov po svetu bo po ocenah pospešena predvsem v državah v razvoju, saj so ti potenciali drugod že dodobra izkoriščeni. Delež OVE v svetu je majhen in bo rasel počasi, vendar ne zanemarljivo. Največji porast izrabe OVE je pričakovati v deželah OECD na področju vetrne energije in biomase. Razvoj OVE bo zahteval znatna finančna sredstva Glavne smeri razvoja evropske energetske politike Pri upoštevanju t. i. lizbonske strategije iz leta 2000, s katero naj bi EU do leta 2010 postala najbolj konkurenčen trg na svetu, je Evropska komisija opredelila energetiko kot ključni element evropske konkurenčnosti in nadaljnjega gospodarskega razvoja. Med prednostne naloge na področju energetike, s katerimi bi uresničili te cilje, je EU izpostavila predvsem zagotavljanje zanesljivosti oskrbe z energijo, povečanje konkurenčnosti energetskega sektorja z deregulacijo in liberalizacijo trga ter zagotavljanje varovanja okolja. Za lažje razumevanje ciljev in nalog Republike Slovenije na področju energetske politike, ki so povezani z integracijo v EU, je treba v ospredje postaviti pet ključnih sklopov evropske energetske zakonodaje, ki kažejo na smer delovanja držav članic v prihodnosti: - zanesljivost oskrbe z energijo, - skupni notranji trg za električno energijo in zemeljski plin, - učinkovita raba in pridobivanje energije, - raba obnovljivih virov energije in - jedrska energija. Cilj energetske politike Republike Slovenije je zmanjšanje okoljskih in prostorskih vplivov energetike, tudi ob pričakovanem povečanju obsega energetskih storitev. Nove tehnologije, novi viri energije ter tehnična in organizacijska Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 15

22 ustvarjalnost namreč omogočajo zmanjšanje vplivov na okolje in pogosto tudi manjše obremenjevanje prostora. Glavna naloga energetske politike EU, ki je zasnovana v Zeleni knjigi Evropske Komisije, je osredotočena na zagotavljanje zanesljive oskrbe z energijo, upoštevajoč konkurenčne in nediskriminatorne cene in okoljevarstvene zahteve. Vendar pa je glavni problem EU pri uresničevanju teh nalog velika zunanja odvisnost od dobav energetskih virov. Energetska odvisnost EU s 50 % v letu 1999 bo ob nespremenjeni energetski politiki v naslednjih 20-ih do 30-ih letih narasla na 70 % in 2030 dosegla več kot 70 %. Razmer po ocenah Komisije ne bo spremenila niti širitev EU z desetimi novimi članicami. Pri tem je treba poudariti tudi to, da je zagotavljanje zanesljive oskrbe z energijo najpomembnejši element nemotenega delovanja enotnega evropskega trga, saj imajo nestabilne cene surove nafte in zemeljskega plina ter politična nestabilnost glavnih proizvajalcev fosilnih goriv negativne učinke na vse veje evropskega gospodarstva. Problem odvisnosti od zunanje oskrbe z energijo naj bi se po predlogih Zelene knjige v EU reševal predvsem z diverzifikacijo energetskih virov in območij dobaviteljev. (Uradni list, 2000) 3.3 VISOKE CENE FOSILNIH GORIV Mnoge organske snovi ali organski ostanki, splošno poimenovani kot biomasa, so primerni za pridobivanje energije, tako toplotne kot tudi električne. Ta energetski potencial je bil do sedaj slabo ali celo napačno izkoriščan, čeprav lahko znatno prispeva k pozitivni strukturi primarne energije in energetski neodvisnosti posameznih držav, tudi Slovenije. Sedanja struktura primarne energije je usmerjena predvsem na energente: - ki pri proizvodnji, transportu in porabi obremenjujejo okolje in - katerih količina je omejena. Cene nafte so se zadnje tri leta dvignile za 100 %. Podoben razvoj cen lahko opažamo tudi pri kurilnem olju ter z manjšo zakasnitvijo tudi pri zemeljskem plinu. To pomembno vpliva na potrošniško obnašanje Slovencev, ki ogrevajo bivalne prostore s kurilnim oljem ali plinom. Zadnjih nekaj let lahko beležimo nagel porast cen nafte. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 16

23 Slika 5: Maloprodajne cene kurilnega olja EL na bencinskih servisih v SIT/l od aprila 2002 do maja 2006 (vir: statistični podatki podjetja Petrol d.d. Ljubljana) Cene ELKO so v zadnjih štirih letih narasle za skoraj 100 %. Podobno je napovedal tržni analitik Giuseppe Amato podjetja Broker Lang & Schwarz. Vzrok visokih cen naftnih derivatov je predvsem naraščajoče povpraševanje. Analitik surovin Eugen Weinberg pravi:»ključno vlogo igrajo dežele v razvoju. Kitajsko gospodarstvo se bo naslednje leto dvignilo za predvidljivih 10 %. Na drugem mestu stoji Indija s predvidljivimi 7,5 % gospodarskega plusa. Posledica je nemerljiva lakota po surovinah teh narodnih gospodarstev, kjer živi okrog tretjine svetovnega prebivalstva. Lahko pričakujemo»stabilno ceno«od 70 do 100 dolarjev za sodček.«vodja ruskega naftnega koncerna Lukoil Wagit Alekperow pravi, da bi moralo biti rusko olje z Urala dosti dražje. Koncentracija ruskega olja se usmerja na nove trge v Aziji. Alekperow v sklopu gradnje novih»pipelines«naznanja preusmeritev nafte iz Rusije, Kasakstana in Azerbajdžana od Evrope na Kitajski trg. (Hofbauer, 2005) Uporaba fosilnih goriv nenehno povečuje delež CO 2 v atmosferi (za približno 5 milijard ton na leto), kar vodi do učinka tople grede. Tudi negospodarno upravljanje z biomaso, npr. krčenje ter uničevanje gozdov s požiganjem, vodi k povečanju količine CO 2 v atmosferi. (Vuk, 1999) Učinek tople grede bi se na našem planetu sredi naslednjega stoletja pokazal v povišani temperaturi na Zemljini površini za 1,5 do 4,5 C. (Vuk, 1998) Posledice: - pomik suhih področij za več 100 km na sever zaradi spremenjene količine padavin in zračne vlage, - taljenje severnega ledenega pola ter dvig svetovnih morij za 20 do 120 cm, vendar maksimalno za 2 do 3 m, - taljenje visokogorskih ledenikov (v Alpah itd.), Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 17

24 - domnevno pojav tropskih ciklonov in visokega plimovanja zaradi viharjev. (Vuk, 1997) Visoke cene naftnih derivatov ter naraščajoč delež CO 2 v atmosferi zahtevajo prenovo sistema ogrevanja. Les je pomemben vir energije v Sloveniji, saj skoraj 30 % stanovanj ogrevamo z lesom. Žal pa so glavne značilnosti trenutne rabe naslednje: - zastarele tehnologije priprave rabe, - slabi izkoristki kurilnih naprav, - neustrezne emisijske vrednosti ter - nekonkurenčne cene pridobljene energije. Zakaj so do okolja prijazni obnovljivi viri energije, med katere sodi tudi biomasa, tako malo uporabljani? Obstaja več razlogov: - uporaba biomase je v primerjavi s fosilnimi gorivi gospodarna samo v določenih primerih, - od vrste uporabljene biomase je odvisna ustrezna izbira tehnologije, - na razpolago moramo imeti zadosten potencial biomase oziroma dobavitelje lesne biomase - nizka ekološka zavest. Pogosto je navzoče nepoznavanje: - pridelave, zbiranja in obdelave biomase ter - učinkovitih tehnologij in naprav za pretvorbo energije. Z industrijskim razvojem v zadnjih sto letih je povezan tudi napredek tehnologij na področju pretvarjanja energij. V tem času je imelo človeštvo možnost opazovati, se prilagajati in odzivati na spreminjanje tehnologij in naprav za pretvarjanje energij, ki so v veliki meri temeljile na uporabi fosilnih goriv. Nova in zato pogosto»revolucionarna«tehnologija za uporabo biomase se našemu tradicionalističnemu pojmovanju pretvarjanja energije upira. Fosilna goriva so v različnih oblikah, količini in kakovosti razširjena po svetu, biomasa pa je, tako količinsko kot tudi kakovostno, omejena na lokalna področja. Koliko ljudi ob pogledu na žitna polja, rumene nasade oljne repice, sladkornega trsa, travnike ali obširne gozdove pomisli, da nam narava, poleg drugega, z biomaso ponuja tudi energijski vir, ki se vsako leto obnavlja? (Butala, 1998) Pojem ekološke zavesti opredeljuje izredno širok in kompleksen splet etike, izobraževanja, psihologije, estetike in podobno. V najširšem pojmovanju ekološke zavesti gre za občutenje potrebe po humanosti in sicer premišljenem, strpnem in razumskem ravnanju s celotnim okoljem, ki obkroža individuum. Torej v smislu humanega ravnanja s človekom, živaljo, rastlino in tudi vso neživo naravo. (Vuk, 2000) Na prvem mestu je prebujanje ekološke zavesti v ljudeh. Človek mora spoznati in priznati svojo najtesnejšo povezanost z naravo in življenjsko odvisnost od nje, od Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 18

25 njenega bogastva, njenih zakonitosti in njenega ravnovesja. K prebujanju ekološke zavesti sodi tudi zavest o nevarnosti oziroma ogroženosti, v katero je človeka pripeljalo neodgovorno ravnanje z naravo, in sicer obremenjevanje okolja, ropanje zemeljskega bogastva, rušenje ravnovesja v naravi, uničevanje življenja in splošno brezobzirno gospodovanje. (Vuk, 2000) Problem ustreznega ogrevanja zasebne hiše tako ni le zasebna tema, temveč ima z upoštevanjem števila gospodinjstev pomembne narodnogospodarske učinke. Potreben je program za preusmeritev privatnih ogrevalnih sistemov s fosilnih na domače obnovljive vire energije. 3.4 TRŽNI ASPEKT VARSTVA OKOLJA Danes se tržno gospodarstvo preoblikuje v ekološko tržno gospodarstvo. Vedno bolj se uveljavalja področje ekološkega marketinga (Environmental Marketing, Green Marketing, Eco-Marketing), ki s svojo politiko narekuje usmeritve varstva okolja kot tržnega in konkurenčnega dejavnika. Integriranje varstva okolja v celostno filozofijo marketinga je postalo strateškega pomena. Politika trajnostnega razvoja je med drugim spremenila tudi temeljni marketinški pristop in skrb za varstvo okolja je postala pomemben del marketinške stategije. Vzroki za tak vzajemen odnos med ekologijo in marketingom so predvsem naslednji: (Vuk, 2000) - prodiranje ekologije na vsa področja človekovega udejstvovanja, - pritisk javnosti, - ekološka zakonska regulativa, - izraba novih tržnih potencialov, - spremenjene potrebe kupcev, - uveljavljanje filozofije vračanja k naravi in naravnemu načinu življenja, - povečanje ekološke osveščenosti potrošnikov, - dejstvo, da je varstvo okolja postalo dejavnik konkurenčnosti in podobno. Ti trendi formirajo nove marketinške dimenzije in nudijo priložnosti za razvoj in inoviranje izdelkov, storitev in tehnologij ter omogočajo nove priložnosti ustvarjanja dobička in odkrivanja novih trgov tudi na področju lesne biomase. Varstvo okolja predstavja pomembno tržno priložnost in priložnost za zagotavljane konkurenčnosti ter hkrati tudi velik podjetniški izziv. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 19

26 3.5 PREGLED ZAKONOV IN PREDPISOV Svetovna in evropska dimenzija slovenske energetike RS se je odločila, da bo svoj bodoči razvoj nadaljevala v EU. Ta odločitev vpliv tudi na energetsko politiko RS, ki mora biti usklajena z evropsko energetsko politiko. Energija je področje, ki ni opredeljeno kot skupno področje z Rimsko pogodbo (Treaty of Rome) in njenimi revizijami (Maastricht in Amsterdam), vendar pa sta izvajanje skupne okoljske politike EU ter zavedanje usodne soodvisnosti držav pri oskrbi z energijo, še posebej uvozna odvisnost, pripeljala do stanja, ko se energetsko politiko izvaja kot skupno politiko EU. Energetska politika je eno od najbolj reguliranih področij, vloga Evropske komisije (Direktorata za transport in energijo) pa je izredno pomembna. Zunanjepolitični razlogi v začetku 90-ih, zalivska vojna in razpad bivše Sovjetske zveze so opozorili na ranljivost Evrope pri oskrbi z energijo. Stališče, da je energija strateško pomembna surovina, je osnovna smernica evropske energetske politike. To stališče je leta 1994 pripeljalo do multilateralne Pogodbe o energetski listini, ki jo je med prvimi podpisala tudi RS leta 1997 (Uradni list RS-MP, št. 12/97). Pogodba o energetski listini je bila podpisana 17. decembra 1994 v Lizboni z namenom poglobiti sodelovanje na področju energetike med državami proizvajalkami in izvoznicami energentov, državami, preko katerih poteka tranzit energije (še zlasti zemeljskega plina in nafte), ter državami, pretežnimi uvoznicami energije. Do 15. septembra 2002 je Pogodbo o energetski listini podpisalo skupaj 51 držav, 46 pa jo je tudi že ratificiralo. Med državami, ki pogodbe še niso ratificirale, sta tudi Ruska Federacija in Norveška, sicer pomembni proizvajalki in izvoznici nafte in zemeljskega plina. Najpomembnejše zadeve, o katerih so se države dogovorile, so: - trgovanje in investicijski ukrepi, ki so povezani s trgovanjem, potekajo skladno s pravili bivšega GATT in pravili Svetovne trgovinske organizacije; - države so dolžne sprejeti ukrepe za olajšanje tranzita energentov skladno z načeli prostega tranzita brez razlikovanja glede porekla, namembnega kraja ali lastništva energentov v tranzitu; - države bodo vse tuje investicije in tuje investitorje obravnavale enako kot domače investicije in domače investitorje. Pogodba o energetski listini izrecno poudarja suverenost držav nad energetskimi viri in posveča posebno pozornost okoljevarstvenim vidikom. Pogodba o energetski listini določa tudi načine reševanja sporov med državo pogodbenico in investitorjem iz druge države pogodbenice ter med državami pogodbenicami. Poleg Pogodbe o energetski listini je podpisan tudi Protokol k energetski listini o energetski učinkovitosti in s tem povezanimi okoljskimi vidiki (Uradni list RS- MP, št. 12/97). Le-ta opredeljuje vrsto načel, ki pa niso zavezujoča. Osnovni namen protokola je spodbujati medsebojno sodelovanje držav na tem področju in povečanje energetske učinkovitosti v državah pogodbenicah. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 20

27 Z namenom zagotoviti neoviran tranzit energije ter s poudarkom na tranzitu nafte in zemeljskega plina so države pogodbenice Pogodbe o energetski listini pričele z oblikovanjem Protokola o tranzitu energije, vendar pogajanja o njem, predvsem zaradi ključne vloge Rusije, ki ratifikacijo Pogodbe o energetski listini pogojuje z vsebino tega protokola, še niso zaključena. Drug mednarodni dokument, ki bistveno vpliva na energetsko politiko sveta, je Kjotski protokol, ki je bil v Sloveniji sprejet z Zakonom o ratifikaciji Kjotskega protokola k Okvirni konvenciji Združenih narodov o spremembi podnebja (Uradni list RS-MP, št. 17/02). Kjotski protokol je bil predložen v podpis državam pogodbenicam okvirne konvencije Združenih narodov o spremembi podnebja na zasedanju konference podpisnic od 1. do 11. decembra 1997 v Kyotu. Vse države članice in pridružene članice EU so ga že ratificirale. Protokol zavezuje države pogodbenice k vrsti aktivnosti, katerih cilj je količinsko omejevanje in zmanjševanje emisij toplogrednih plinov (TGP). V okviru teh aktivnosti je med drugim predvideno tudi povečanje energetske učinkovitosti na določenih področjih gospodarstva v državi, raziskovanje, spodbujanje, razvoj in povečana uporaba novih in obnovljivih virov energije. Države pogodbenice so se zavezale, da bodo do leta 2005 vidno napredovale pri izpolnjevanju svojih obveznosti po tem protokolu. Konkretne obveznosti RS so zmanjševanje emisij vseh TGP za 8 % v prvem ciljnem petletnem obdobju (od 2008 do 2012) glede na leto 1986, ki je bilo zaradi največjih emisij CO 2 izbrano za izhodiščno leto. Pri ugotavljanju izpolnjevanja obveznosti se upoštevata tudi povečanje oziroma zmanjševanje emisij s področja prožnih mehanizmov Kjotskega protokola (trgovanja z emisijami, skupna izvajanja ter mehanizem čistega razvoja) in povečanje ponorov emisij CO 2, ki izhaja iz sklepa iz Marakeša in pomeni za Slovenijo v letni količini emisij največ do 1,32 Mt CO 2 ekvivalenta. Vlada RS je julija 2003 sprejela Operativni program zmanjševanja emisij TGP, ki opredeljuje ključne instrumente za doseganje kjotskih ciljev, obveznosti posameznih sektorjev pri uvajanju teh instrumentov ter postopke za spremljanje izvajanja programov. Ukrepi energetske politike RS so usklajeni z Operativnim programom za zmanjševanje emisij TGP. Med glavnimi ukrepi, ki so v nadaljevanju podrobneje opisani, so najpomembnejše naslednje aktivnosti: - povečanje energetske učinkovitosti v industriji, zgradbah in bivalnem okolju; - povečanje rabe OVE nasploh in še zlasti za proizvodnjo električne energije; - zamenjava premoga in naftnih derivatov z zemeljskim plinom; - soproizvodnja toplote in električne energije (krajše soproizvodnja). Poleg Kjotskega protokola je RS podpisala in ratificirala oziroma nasledila naslednje mednarodne akte s področja varovanja okolja, ki so sprejeti kot mednarodne obveznosti EU: - Protokol o nadaljnjem zmanjševanju emisij žvepla h Konvenciji o prekomejnem onesnaževanju zraka na velike razdalje iz leta 1979 (Uradni list RS, št. 29/98); - Konvencijo o presoji prekomejnih vplivov na okolje (Uradni list RS, št. 46/98); Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 21

28 - Okvirno konvencijo Združenih narodov o spremembi podnebja (Uradni list RS, št. 59/95); - Konvencijo o onesnaževanju zraka na velike razdalje preko meja in o dostopu do pravnega varstva v okoljskih zadevah, vendar dokumenta še nista ratificirana. Osnova za vključevanje evropskih smernic v slovensko zakonodajo je pridružitev RS k EU. Določbe Evropskega sporazuma (Uradni list RS, št. 13/97), ki se posredno ali neposredno nanašajo na področje energetike, so naslednje: - prost pretok blaga z vzpostavitvijo območja proste trgovine je treba zagotoviti najkasneje do konca prehodnega obdobja, ki traja največ šest let od začetka veljavnosti sporazuma; - RS bo družbam iz držav članic Unije glede pravic ustanavljanja zagotovila obravnavanje, ki ni manj ugodno od obravnave njenih lastnih družb oziroma družb tretjih držav; - RS in EU sta se v sporazumu dogovorili tudi za postopno združevanje energetskih trgov in za sodelovanje, v okviru katerega bo EU nudila tehnično pomoč na določenih področjih Zakonska ureditev slovenske energetike Energetika RS je začrtana z naslednjimi zakoni: Energetski zakon (Uradni list RS, št. 79/99 (8/00 - popr.), 110/02, 50/03 Resolucija o nacionalnem energetskem programu (Uradni list RS, št. 57/04) Deli vsebine so povzeti v celotenem diplomskem delu (citirano: Uradni list, NEP). Zakon o varstvu okolja (Uradni list RS, št. 32/93, 44/95 - odl. US, 1/96, 9/99 - odl. US, 56/99 in 22/00 - ZJS) Zakon o trošarinah (Uradni list RS, št. 84/98, 57/99, 33/01, 99/01) Ostali predpisi Uredba o taksi za obremenjevanje zraka z emisijo ogljikovega dioksida (Uradni list RS, št. 91/02, 8/03, 67/03, 46/04) Uredba o emisijah snovi v zrak iz velikih kurilnih naprav (Uradni list RS, št. 46/02, 84/02) Odredba o oskrbi malih kurilnih naprav pri opravljanju službe pregledovanja, nadzorovanja in čiščenja kurilnih naprav, dimovodnih in prezračevalnih naprav zaradi varstva zraka (Uradni list RS, št. 2/02) Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 22

29 Uredba o emisiji snovi v zrak iz kurilnih naprav (Uradni list RS št. 73/1994 (83/98 - popravek), 51/98, 105/00, 50/01, 46/02, 49/03, 41/04, 45/04) Uredba o emisijah snovi v zrak iz nepremičnih motorjev z notranjim zgorevanjem in nepremičnih plinskih turbin (Uradni list RS, št. 73/94) 3.6 HIPOTEZA Trg lesne biomase je zelo širok pojem, zato smo najprej analizirali trenutno rabo lesne biomase. Analizirali smo trenutno ponudbo lesne biomase ter cene na trgu. Pregledali smo ponudbo sodobne tehnologije za pridobivanje, predelavo in rabo lesne biomase. Pripravili smo oceno prihodnjega razvoja področja pridobivanja, predelave in rabe lesne biomase. Pri diplomski nalogi izhajamo iz hipoteze: Lesna biomasa je pomemben vir ogrevanja predvsem v gospodinjstvih in pomembno prispeva k varstvu okolja. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 23

30 4 MODEL REŠITVE 4.1 NACIONALNI ENERGETSKI PROGRAM Državni zbor RS je na podlagi 13. člena Energetskega zakona (Uradni list RS, št. 79/99, 8/00 popr., 52/02-ZJA, 110/02-ZGO-1 in 50/03 odl. US) v zvezi s 109. členom in tretjim odstavkom 171. člena Poslovnika državnega zbora (Uradni list RS, št. 35/02) na seji dne 5. aprila 2004 sprejel Resolucijo o nacionalnem energetskem programu (Uradni list, 2000). Resolucija o nacionalnem energetskem programu (NEP) je dokument koordiniranja prihodnjega delovanja ustanov, ki se ukvarjajo z oskrbo z energijo, ter postavlja cilje in določa mehanizme za prehod od zagotavljanja oskrbe z energenti in z električno energijo k zanesljivi, konkurenčni in okolju prijazni oskrbi z energijskimi storitvami. Postavlja tudi cilje in mehanizme za spremembo razumevanja vloge in pomena energije pri dvigu blaginje. Dokument predstavlja slovensko vizijo ravnanja z energijo v širšem pomenu. Nastajal je v sodelovanju najširšega kroga slovenskih strokovnjakov na tem področju. Dinamika njegovega nastajanja je pokazala na številne razlike v pogledih, opozorila na nepokrita področja in razlike glede metodološkega pristopa, v stroki pa je pokazala tudi mejo sedanjega znanja. Temeljno poslanstvo NEP-a je spremeniti razumevanje vloge in pomena energije pri zagotavljanju blaginje kakovosti življenja s ciljem izboljšanja ravnanja z energijo v tehnološkem, ekonomskem in okoljskem pomenu. Med nastajanjem NEP-a sta nastala Strategija gospodarskega razvoja Slovenije (SGRS) in Nacionalni program varstva okolja, zato je ključno soglasje o energiji kot ključnem dejavniku našega novega razvojnega cikla. Gospodarski razvoj je proces premoščanja prepada med resursi in zmogljivostmi na gospodarskem, socialnem in okoljskem področju hkrati Strategija rabe in oskrbe z energijo Dolgoročna strateška usmeritev v sklopu NEP-a je povečevanje energetske učinkovitosti na vseh področjih rabe energije. Aktivnosti bodo usmerjene k vsem porabnikom, občanom, podjetjem in ustanovam. S sektorskim pristopom in integralnostjo usmerjevalnih mehanizmov bo možno doseči spremenjen odnos do rabe energije in odgovornost porabniških struktur do učinkovitega ravnanja z energijo. Z izkoriščanjem obstoječih varčevalnih potencialov in spodbujanjem uporabe novih energetsko učinkovitih tehnologij, naprav in postopkov bo možno doseči 2,5 % nižjo letno stopnjo rasti potreb po končni energiji glede na rast bruto družbenega proizvoda. Za doseganje ciljev povečanja energetske učinkovitosti bodo selektivno glede na sektor rabe energije uporabljeni sledeči ukrepi: - energetska taksa, - trošarina, - taksa na emisije ogljikovega dioksida, Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 24

31 - predpisi in standardi, - finančne spodbude (subvencije, ugodni krediti, oprostitve oziroma olajšave pri plačilu davkov oziroma taks), - informiranje in ozaveščanje porabnikov energije, - energetsko svetovanje, - spodbujanje izvajanja energetskih storitev (pogodbeno zagotavljanje prihrankov energije oziroma oskrbe z energijo, demand side management) ter - podpora raziskavam, razvoju in demonstracijskim projektom. Povečevanje energetske učinkovitosti bo vplivalo na: - povečevanje konkurenčnosti slovenskega gospodarstva zaradi nižjih stroškov za energijo, - zmanjševanje negativnih vplivov rabe energije na okolje, - povečevanje zanesljivosti oskrbe z energijo, - odpiranje novih delovnih mest, - zmanjševanje stroškov prebivalstva za energijo in s tem povečevanje kupne moči prebivalstva, - povečevanje bivalnega ugodja prebivalcev, zniževanje javnih finančnih izdatkov za energijo, - vključevanje novih akterjev in pojav novih poslovnih priložnosti za izvajanje energetskih storitev. Temeljna usmeritev na področju OVE je doseganje 12 % deleža OVE v primarni energiji. Za doseganje tega cilja so postavljeni na posameznih področjih naslednji cilji: - povečanje deleža OVE pri oskrbi s toploto z 22 % v letu 2002 na 25 % do leta 2010, predvsem z zamenjavo tekočih goriv, - dvig deleža električne energije iz OVE z 32 % v letu 2002 na 33,6 % do leta 2010, - zagotovitev do 2 % deleža biogoriv za transport do konca leta Proizvodnja toplote iz OVE poleg najmanjših vplivov na okolje, izboljšanja lokalne kakovosti zraka ter preprečevanja oziroma upočasnjevanja podnebnih sprememb povečuje tudi zanesljivost oskrbe, pospešuje regionalni razvoj in razvoj podeželja ter ohranja in ustvarja nova delovna mesta. Podobne učinke ima tudi proizvodnja električne energije iz OVE. Poleg spodbujanja negorljivih OVE in bioplina se bo spodbujala predvsem uporaba tiste lesne biomase, ki ni primerna za industrijsko predelavo. Izjema je lahko lesna biomasa iz lesnopredelovalnih obratov, ki se uporablja za pokrivanje energetskih potreb. Pri izvajanju spodbud izrabe lesne biomase za energetske namene je Vlada dolžna skrbeti, da konkurenčna sposobnost ostalih uporabnikov lesne biomase ne bo bistveno ogrožena. Biogoriva kot edina domača goriva za transport povečujejo zanesljivosti oskrbe, zmanjšujejo vplive na okolje, povečujejo zaposlenost v kmetijstvu, pozitivno vplivajo Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 25

32 na regionalni razvoj, na ohranjanje kmetijskih površin ter na kakovost njihovega izkoriščanja. Pomembna je tudi okoljska ozaveščenost prebivalstva. Nekateri so namreč za zmanjševanje obremenitve okolja pripravljeni investirati v okolju prijazne tehnologije (npr. aparate) ali dražje plačevati okolju prijazno energijo in s tem dati zgled drugim ter tako prispevati k spremembi navad in vrednot. Zaradi koristnosti takih osebnih ali kolektivnih (krajevnih, podjetniških) odločitev so bile uvedene energetske nalepke (energetska učinkovitost aparatov, strojev, zgradb) in spodbujanje okolju prijaznega ravnanja s promocijskimi in demonstracijskimi programi. 4.2 TEMELJI ZA UPORABO BIOMASE 10 prednosti uporabe lesne biomase pri pridobivanju energije: 1. Les je domač vir energije: Več kot 57 % površine Slovenije pokrivajo gozdovi. 2. Les je obnovljiv vir energije: V Sloveniji vsako leto v povprečju priraste 6,2 m³ na 1 ha gozda. Trenutno posekamo le 37 % prirastka. 3. Les je CO 2 nevtralen: Pri izgorevanju lesa se v ozračje sprošča ogljik, ki je del naravnega kroženja ogljika, pri izgorevanju fosilnih goriv pa se sprošča ogljik, ki je bil vezan v fosilna goriva pred milijoni let. 4. Raba lesa je okolju prijazna in ne more povzročiti ekoloških katastrof: Emisije SO 2 skorajda ni. 5. Les omogoča samooskrbo gospodinjstev, ki imajo v lasti gozd, in veča energijsko neodvisnost. 6. Regionalno gospodarstvo bi se okrepilo: Les je lokalno oziroma regionalno dosegljiv - transport lesne biomase je enostaven in poteka na majhnih razdaljah. 7. Les je poceni energent: Z uporabo domačega vira zmanjšujemo letne stroške ogrevanja. 8. Sodobna raba lesa je udobna in omogoča okolju prijazno izgorevanje: Sodobne, energijsko visoko učinkovite naprave in peči na les z delno ali popolnoma avtomatiziranim procesom gorenja omogočajo primerljivo udobje ogrevanja kot kurilne naprave na olje ali plin in tako omogočajo okolju prijazno zgorevanje. 9. Nova delovna mesta se ne bi pojavila samo na področju kmetijstva, temveč tudi v industriji in storitvenih dejavnostih. 10. Les prispeva k skladnejšemu razvoju podeželja: Uporaba lesne biomase bi izboljšala skrb za gozdove, s čimer bi bili zagotovljeni nega in kakovost gozdov. Pri pridobivanju, predelavi in transportu lesa uporabljamo domačo delovno silo, denar kroži in ostaja doma (v regiji in v državi). Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 26

33 4.3 LES KOT GORIVO Kljub temu da se je število stanovanj, ki se ogrevajo z lesom, v zadnjih desetih letih zmanjšalo, je opazen trend povečevanja rabe sodobnih tehnologij pridobivanja, predelave in rabe lesne biomase v energetske namene. Priprava lesa lahko poteka v gozdu ali v lesnopredelovalnih obratih. Običajne so naslednje oblike: - polena, - lesni sekanci, - peleti in briketi, - žagovina. Polena so tradicionalna oblika lesnega goriva. To so razžagani in razcepljeni kosi lesa, dolgi od 30 do 50 cm, ki jih pridobivamo neposredno iz okroglega lesa slabše kakovosti ali iz predhodno izdelanih metrskih okroglic ali cepanic. Cepanice so 1 m dolgi kosi lesa, ki jih pridobivamo iz okroglega lesa slabše kakovosti s premerom nad 10 cm. Okroglice so 1 m dolgi kosi okroglega lesa, ki jih pridobivamo iz drobnejšega okroglega lesa slabše kakovosti s premerom do 10 cm. Sekanci so kosi sesekanega lesa, veliki do 10 cm. Običajno sekance izdelujemo iz drobljenega lesa (les z majhnim premerom, npr. droben les iz redčenja gozdov, veje, krošnje), lesa slabše kakovosti ali iz lesnih ostankov. Kakovost sekancev je odvisna od kakovosti vhodne surovine in tehnologije drobljenja. Velikost sekancev se prilagaja kurilni napravi. Lesni sekanci z vlažnostjo 20 % (zračno suhi) so trajno obstojni! Sekanci z vsebnostjo vlage do 30 % so le delno obstojni. Sekanci z vlažnostjo nad 30 % pa so neobstojni (gnitje, trohnenje, razvoj mikotoksinov). Trenutno povpraševanje po sekancih je pretežno zadovoljeno iz drugih virov (žagarski in lesarski ostanki, krčitve gozda za gradbene namene, gradbeni in kmetijski ostanki ). Peleti so stiskanci, narejeni iz čistega lesa. Proizvajajo se industrijsko s cilindričnim stiskanjem suhega lesnega prahu, žaganja in lesnih oblancev in jih uvrščamo med t. i. oplemeniteno lesno biomaso, med katero uvrščamo tudi lesne brikete. Oplemenitena lesna biomasa ima predpisane parametre: geometrijo (obliko), kurilnost ter stopnjo vlage, pepela in prahu, kar zagotavlja stalno in enakomerno kakovost gorivu. (Turk, 2002) Peleti so valjaste oblike premera 8 mm in dolžine do 50 mm. V postopku izdelave se uporabljata zgolj visok tlak in para. Za izboljšanje mehanske trdnosti se jim lahko doda še 1 3 % krompirjevega ali koruznega škroba. Lesni prah se stiska v stiskalnicah (peletirkah) pod velikim pritiskom in povečano temperaturo. S tem se zmanjša vsebnost vode in prostornine, poveča pa se gostota. Peleti vsebujejo do 8 % vode. Zaradi večje gostote imajo višjo kurilno vrednost na enoto in sicer 4,9 kwh/kg. Količina pepela znaša največ 0,5 % teže peletov. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 27

34 Peleti so zelo sipki in zato enostavnejši za pakiranje in transportiranje. Transport lesnih peletov do uporabnikov poteka s tovornjaki v cisternah. Taka oblika transporta je za uporabnika prijazna, proizvajalci in transportna podjetja pa zagotavljajo hitro in redno dobavo (enake kot pri kurilnem olju). Za manjše uporabnike (za kamine, sobne peči) so peleti pakirani v 15 kg vrečah, ki so naprodaj v trgovinah. Proizvajalci peletov ponujajo tudi pakiranje v večjih vrečah (»Big bag«vreče), ki vsebujejo 1 1,5 m³ peletov. Zaradi teže in velikosti in s tem povezanim transportom je ta embalaža primerna predvsem za transport peletov do trgovcev na drobno kg peletov zavzame približno 1,5 m³. Dva kilograma peletov imata enako energijsko vrednost kot liter kurilnega olja. To pomeni, da bomo za vsakih 1000 l kurilnega olja porabili 2 toni peletov. Raziskave v Avstriji so pokazale, da je pri odločanju za način ogrevanja ključnega pomena udobnost ogrevanja, prijaznost okolju je zaželena. Tudi preskrba s kurivom igra pomembno vlogo pri odločanju. Glede na udobnost ogrevanja lahko uvrščamo pelete med tako imenovana udobna kuriva tako kot olje in plin. (Ceipek, 2004) Briketi so večji stiskanci, ki so narejeni s stiskanjem lubja, suhega lesnega prahu, žaganja, oblancev ter drugih neonesnaženih lesnih ostankov. So različnih oblik. V postopku izdelave se uporabljata zgolj visok tlak in para. Lesni briketi so posebej primerni za majhna oziroma redko kurjena ognjišča, kot so kamini, savne in lončene peči. Lesno gorivo Prednosti Pomanjkljivosti Polena - tradicionalna raba - raba ni popolnoma - tehnologija pridobivanja (cepljenje, razžagovanje) je avtomatizirana - tradicionalna priprava je znana in enostavna fizično naporna - enostavna samooskrba iz lastnega gozda - velik prostor za skladiščenje - priporočljivo vsaj 6-mesečno Sekanci Peleti - popolnoma avtomatiziran sistem ogrevanja, visoko udobje ogrevanja, - kot kurivo je mogoče uporabiti katerikoli (neonesnažen) les - nizek tekoči strošek ogrevanja - kakovost je standardizirana, gorivo pa homogeno - večja kurilna vrednost na enoto - enostaven transport - popolnoma avtomatiziran sistem ogrevanja - visoko udobje ogrevanja sušenje polen - visoka začetna investicija v sistem za centralno ogrevanje - za izdelavo sekancev moramo imeti ali najeti sekalnik - velik in od kurilnice ločen prostor za skladiščenje sekancev - visoka začetna investicija v sistem za centralno ogrevanje - ne omogočajo rabe lesne biomase iz lastnega gozda - občutljivi na vlago - močno absorbirajo vodo - visoka cena Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 28

35 Briketi - ker zahtevajo manjši skladiščni prostor, so primerni za urbana središča - enostavnejša izdelava - večja kurilna vrednost na enoto - v postopku izdelave se uporabljata zgolj visok tlak in para - raba ni avtomatizirana - primerni predvsem za kamin in druga manj uporabljena kurišča - visoka cena Tabela1: Prednosti in pomanjkljivosti posameznih oblik lesnega goriva (Krajnc, Kopše, 2005) Merske enote Kubični meter (m³) je prostornina lesa brez vmesnih, praznih prostorov (prostornina kocke s stranicami 1 m). Uporablja se kot mera za okrogli les. Prostorninski meter (pm³) je skladovnica (velikosti kocke s stranicami 1 m) zloženih kosov lesa vključno z zračnimi vmesnimi prostori. Uporablja se kot mera za polena, cepanice in okroglice. Nasuti meter (nasuti m³) je nasutje manjših kosov lesa (drva, sekanci, žagovina itd.) v zaboju s prostornino 1 m³. Klaftra (ljudki izraz) v splošnem trgovanju pomeni v skladovnico zložene metrske cepanice, dolžina skladovnice je 4 m, višina je 1 m. enote goli Polena (1 m) (zložena) Polena (30 cm) (zložena) Polena (30 cm) (nasuta) Enota 1 m³ 1 pm³ 1 pm³ 1 nasuti m³ Goli 1 m³ 1,4 1,2 2 2 Polena 1 pm³ 0,71 0,85 1,4 2,1 (1 m) (zložena) Polena (30 cm) (zložena) Polena (30 cm) (nasuta) Lesni sekanci (< 5 cm) Lesni sekanci (< 5 cm) 1 nasuti m³ 1 pm³ 0,83 1,2 1,67 2,55 1 nasuti m³ 1 nasuti m³ 0,5 0,7 0,6 1,5 0,33 0,46 0,4 0,66 Tabela 2: Razmerja med različnimi prostorninskimi enotami (Schloz, 1991) Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 29

36 Iz 1 m³ lesa dobimo v povprečju 1,4 pm cepanic oziroma 3 nasute m³ sekancev. 1 pm lesa ustreza v povprečju 1,75 nasutih m³ sekancev. 4.4 LASTNOSTI LESA KOT GORIVA Osnovna lastnost goriv je kurilna vrednost. Na kurilno vrednost lesa vplivajo vsebnost vode, vrsta lesa in njegova ohranjenost. Enota kwh Surova nafta 1 l 10,1 Kurilno olje 1 l 9,7 Zemeljski plin 1 m³ 9,5 Utekočinjen naftni plin 1 l 6,95 Rjavi premog kg 5,9 Lesni peleti kg 4,9 Polena (zračno suha) kg 4,0 Zračno suhi lesni sekanci Nasuti m³ 800 Tabela 3: Energijski in masni ekvivalenti (Krajnc, Kopše, 2005) Ob prehodu s kurilnega olja na lesno biomaso lahko upoštevamo, da bomo za vsakih 1000 l kurilnega olja v prihodnosti porabili od 4 do 5 m³ zračno suhega lesa listavcev oziroma 6 do 7 m³ zračno suhega lesa iglavcev. Količine so odvisne od izbranega kotla in pripravljenega lesnega goriva. Kaj vpliva na kurilno vrednost lesa? Vsebnost vode oziroma vlažnost Na kurilno vrednost najbolj vpliva vlažnost lesa oziroma vsebnost vode. V procesu zgorevanja lesa voda izhlapeva, pri tem pa se porablja energija. Za izhlapevanje 1 kg vode potrebujemo 0,68 kwh energije. Torej: več kot je vode v lesu, več energije porabimo za njeno izhlapevanje in manj je ostane za naše ogrevanje! Vsakih 10 % vode zmanjša kurilno vrednost lesa za 12 %. Če kurimo gozdno suh les, porabimo ¼ energije, uskladiščene v lesu, za izhlapevanje vode. Pri vsebnosti vode nad 25 % se lahko pojavi plesen, ki povzroči gnitje sekancev. Pri tem se energijska vrednost suhe mase lesa zmanjšuje, raste pa delež prahu. Glede na vsebnost vode v lesu ločimo: 1. svež les les takoj po poseku, ki ima vlažnost nad 40 %; 2. gozdno suh les les približno pol leta po poseku v primeru zimske sečnje oziroma približno 4 mesece po poseku v primeru poletne sečnje, ki ima vlažnost od 20 do 40 %; 3. zračno suh les les, ki se je sušil vsaj šest mesecev v zračnih in pokritih skladiščih in ima vlažnost do 20 %; Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 30

37 4. tehnično suh les (umetno sušenje) les, ki ima vlažnost od 6 do 15 %. Na vsebnost vode lahko vplivamo z ustrezno pripravo in sušenjem goriva Vrsta lesa Les je sestavljen iz različnih kemijskih spojin. Kurilne vrednosti posameznih sestavin niso enake. Tako ima na primer lignin višjo kurilno vrednost kot celuloza. Zato je kurilna vrednost iglavcev, ki imajo več lignina, pri enaki masni enoti (kg), višja kot pri listavcih. Ker pa so listavci bolj gosti kot iglavci, imajo višjo kurilno vrednost gledano na m³. Zaradi večje gostote so listavci počasneje sušijo in počasneje zgorevajo. Na kurilno vrednost pa vpliva tudi ohranjenost lesa, zato je pravilno skladiščene lesa tako pomembno. Pirav les ima manjšo kurilno vrednost kot zdrav les. Teža lesa pri 15 % vlažnosti Kurilna vrednost 1 m³ Drevesna povpr. kg/m³ povpr. kg/prm V kwh V litrih k. olja vrsta Smreka Rdeči bor Zeleni bor Jelka Macesen Duglazija Breza Bukev Beli gaber Hrast dob Hrast graden Veliki jesen Črna jelša Robinija Pravi kostanj Tabela 4: Kurilne vrednosti različnih drevesnih vrst v primerjavi s kurilnim oljem (Krajnc, 2003) Zaradi lastnosti lesa je bolje, če prodajamo in kupujemo les po teži (v t) in ne po prostornini (m³ ali pm³). Pri takem načinu trgovanja pa moramo upoštevati vsebnost vode, saj ta bistveno vpliva tako na kurilno vrednost lesa kot tudi na težo. Če kupimo 1 m³ topolovega lesa, bomo dobili kar 39 % manj energije, kot če bi kupili 1 m³ bukovega lesa. Na osnovi prostornin (m³) se nam poleg bukve izplača kupovati še les hrasta, robinije in gabra. Razlike v energijski vrednosti so manjše, če kupujemo lesno biomaso po teži (t ali kg). V tem primeru bi pri nakupu 1 t topolovega lesa kupili le 1 % manj energije, kot če bi kupili 1 t bukovega lesa. Pri kupovanju glede na težo pa moramo upoštevati vsebnost vode. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 31

38 4.5 BIOMASA IN OGLJIKOV DIOKSID Sonce daje potrebno energijo za rast biomase. S pomočjo klorofila in pod vplivom sončne svetlobe se iz vode, ogljikovega dioksida in zraka v procesu, ki ga imenujemo fotosinteza, tvori ogljikov hidrat (monosaharid) sladkor, obenem pa se ob procesu sprošča kisik. Sončna energija se v obliki organskih ogljikovih spojin shranjuje v rastlinah. Proces fotosinteze pa ni pomemben le za rastline ter razvoj zemeljske biosfere, temveč tudi za nastanek obsežnih zalog fosilnih goriv. Fotosintezi nasproten proces poteka pri razkrajanju ali gorenju, pri čemer se ob porabi kisika in oddajanju CO 2 sprošča shranjena energija v obliki toplote. Za razliko od fosilnih goriv, ki so v svojo strukturo vezala ogljik že pred milijoni let, ob gorenju pa se sprošča šele sedaj, se CO 2 pri gorenju biomase veže v nove rastline. Zaključen krog CO 2 pri sežiganju biomase ne prispeva k porastu CO 2 v atmosferi, zato pravimo, da je uporaba biomase glede toplogrednih plinov emisijsko nevtralen, dokler je poraba enaka prirastu. Slika 6: Izgorevanje lesa Biomaso lahko uporabljamo tako materialno kot energetsko, pri čemer ima materialna uporaba biomase prednost, saj je CO 2 tako vezan dalj časa. Energetska uporaba biomase naj ima prednost pred naravnim razkrajanjem (trohnenjem). Pri energetski uporabi pridobimo ekvivalenten delež energije, to pa pomeni manjšo rabo fosilnih goriv. Uporaba fosilnih goriv nenehno povečuje delež CO 2 v atmosferi (za približno 5 milijard ton na leto), kar vodi do učinka tople grede. Tudi negospodarno upravljanje z biomaso, npr. krčenje ter uničevanje gozdov s požiganjem, vodi k povečanju količine CO 2 v atmosferi. (Vuk, 1999) Ena izmed možnosti je pogozdovanje, ki je uspešno ne le v državah v zmerno toplem podnebnem pasu, ampak tudi v deželah v razvoju (JV Azija). V gozdovih je CO 2 dolgoročno vezan; to vezavo lahko npr. z uporabo lesa v gradbeništvu podaljšamo še za sto let. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 32

39 Pomembno vlogo pri shranjevanju ogljika imajo večletne rastline, zlasti godovi. Tako je npr. v lesni masi hektarja srednje starega bukovega gozda vezanega od 200 do 250 ton čistega ogljika. (Butala, 1998) Z ustreznim uravnavanjem procesa zgorevanja lesa (uravnavanje potrebne količine kisika) povečujemo učinkovitost kotlov, zmanjšujemo emisije škodljivih plinov in stroške rednega vzdrževanja ter podaljšujemo življenjsko dobo kotlov. Tudi les ni okolju popolnoma neškodljivo kurivo, vendar lahko emisije z ustrezno tehnologijo zmanjšamo. EU po letu 1990 ni povečala izpustov CO 2, predvsem zaradi uvajanja novih tehnologij, zmanjševanja specifične rabe energije, povečevanja deleža rabe nefosilnih goriv, predvsem jedrske energije in energije vetra, ter povečane rabe zemeljskega plina kot substituta za trda in tekoča goriva. Čeprav emisije iz transporta predstavljajo le 28 % skupnih emisij, EU ne bo mogla izpolniti ciljev Kjotskega protokola, če ne bo izvedla radikalnih sprememb na tem področju. Ocene predvidevajo, da bo kar 90 % povečanja skupnih emisij v naslednjih desetih letih prispeval transport. (Uradni list, 2000) 4.6 TEHNOLOGIJA PRIPRAVE LESNE BIOMASE Sekalniki Za pripravo potrebnih oblik lesa za zgorevanje obstajajo različne tehnologije. Mobilni in univerzalni sekalnik omogočata prilagoditev na različne razmere. Pri izdelavi sekancev so tako izločene vse odvečne faze, kot so npr. obvejevanje, razrez in sortiranje. Racionaliziran postopek je omejen na sečnjo, vleko do sekalne naprave, izdelavo sekancev in odvoz. Sekalniki so stroji za izdelavo lesnih sekancev. Izvedbo sekalnika določajo pogon, mobilnost in način polnjenja. Sekalnik ima lahko lasten pogon ali pa ga poganja traktor preko kardanskega zgloba. Ročno polnjenje sekalnika je fizično naporno in zamudno delo, zaradi česar se zmanjšujejo dejanski učinki. Učinkovitejše in enostavnejše je polnjenje stroja z nakladalno napravo. Cene sekalnikov so odvisne od izvedbe stroja. Zelo pomembni podatki pri odločanju za sekalnik so moč, največji premer lesa, ki ga lahko še seseka, ter kapaciteta in cena. Z naraščanjem učinka sekalnika pada strošek izdelave na enoto proizvoda, povečuje pa se začetna investicija. Skladiščenje sekancev je ključno za ohranjanje njihove kakovosti. Zalogovnik mora biti suh in zračen. Pomembno je vedeti, da se sekanci v skladišču ne sušijo. Za suhe sekance je potrebno sesekati zračno suh les. Pri sekancih iz svežega lesa nevarnosti za samovžig načeloma ni, se pa pri vlažnih sekancih začne proces kompostiranja. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 33

40 4.6.2 Cepilno-rezalni stroji za izdelavo polen Številni proizvajalci na trgu že nekaj časa ponujajo različne cepilno-rezalne stroje za izdelavo polen. Prednost le-teh je, da goli s podajalnih trakom pomikajo do krožne ali verižne žage, jih razžagajo na ustrezno dolžino (od 20 do 50 cm) ter jih nato s hidravličnim cepilnim strojem razcepijo. Večina teh strojev omogoča cepljenje na 2, 4, 6 ali 8 kosov. Tako razžagana in razcepljena polena s transportnim trakom transportirajo na želeno mesto. Cepilno-rezalni stroji omogočajo avtomatizacijo celotnega procesa izdelave polen. Sušenje in skladiščenje polen Pri pripravi polen je bistveno pravilno sušenje. Priporočljivo je naravno sušenje lesa na suhi in sončni legi. Sušenje naj poteka vsaj šest mesecev. Okroglice se sušijo bistveno slabše in počasneje kot cepanice, zato je priporočljivo les predhodno cepiti. V spomladanskem času je vsebnost vode v lesu večja kot v zimskih ali pozno jesenskih dneh. Zaradi teh lastnosti sta pomembna pravočasni posek ter ustrezna predpriprava lesa. 4.7 KOTLI NA LES ZA CENTRALNO OGREVANJE Glavne prednosti sodobnih kotlov na lesno biomaso so večji izkoristki, manjše onesnaževanje ozračja ter manjša poraba časa z nalaganje in čiščenje kotla. Investicije v sodobne kotle na lesno biomaso lahko uvrščamo med okoljske investicije. Definirane so kot vrste investicij, katerih temeljni namen je ohranjanje in izboljšanje stanja v naravnem okolju oziroma odstranjevanje posledic obremenjevanja ali preprečevanje nadaljnjega obremenjevanja. Najpogostejše okoljske oziroma ekološke investicije, kot jih imenujejo nekateri avtorji, so predvsem investicije v čistejšo tehnologijo oziroma v čistejšo opremo. (Vuk, 2000) V nadaljevanju predstavljamo sodobne kotle za centralno ogrevanje individualne hiše (nazivna moč kotla je od 15 do 150 kw) ali manjše skupine hiš. Glede na obliko goriva ločimo: - kotle na polena, - kotle na sekance, - kotle na pelete Sodobni kotli na polena s prisilnim vlekom Razvoj pri kotlih na polena je v preteklem desetletju naredil velik napredek na področju tehnologije zgorevanja lesa, zmanjševanja okolju škodljivih emisij, povečevanja izkoristkov in udobja posluževanja. Bistven napredek v primerjavi s tehnološko zastarelimi kotli na polena predstavljajo predvsem: - prehod iz naravnega vleka zraka na prisilni vlek s pomočjo vgrajenih ventilatorjev, Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 34

41 - razmejitev procesa zgorevanja lesa na primarno in sekundarno, kar ima za posledico minimalno količino okolju škodljivih emisij, in povečanje izkoristka kotla na 90 % in več, - elektronsko uravnavanje razmerja primarnega in sekundarnega zraka s pomočjo lambda sonde, - uravnavanje intenzivnosti zgorevanja med 50 in 100 % kotla, ne da bi pri tem padel izkoristek kotla pod 90 % in ne da bi se emisije škodljivih plinov povečale, - podaljšanje obdobja gorenja enega polnjenja kotla na 5 do 12 ur kot tudi zmožnost ohranjanja žerjavice do 12 ur po končanem zgorevanju lesa, - hranilnik toplote, ki prevzame presežke toplote in jih v sistem oddaja, ko kotel miruje, - popolno izgorevanje lesa in s tem močno znižanje količine preostalega pepela (med 0,5 in 1 %), - minimalne toplotne izgube kotla zaradi dobre in temeljite izolacije. Hranilnik toplote omogoča enakomerno obratovanje kotla pri optimalni obremenitvi. S tem se izboljša izkoristek kotla, zmanjšajo se emisije škodljivih dimnih plinov ter podaljša se življenjska doba kotla. Poveča pa se tudi udobje bivanja, saj polnimo kotel le enkrat ali dvakrat dnevno. Vloga hranilnika toplote pri ogrevanju in pripravi sanitarne vode Hranilnik toplote je izoliran rezervoar tople vode, ki lahko prevzame presežno toploto iz kotla, jo shrani in jo odda v toplovodni sistem, ko kotel ne obratuje oziroma ko miruje. Osnovna vodilo pri izbiri prostornine hranilnika toplote je, da imamo za vsak kw nazivne moči kotla najmanj 50 l vode. V primeru, ko vgrajujemo zelo zmogljiv kotel na polena z izkoristkom preko 90 %, lahko volumen hranilnika povečamo na 75 l na kw nazivne moči. To pomeni, da bomo zmogljivemu 20 kw kotlu namesto 1000 l hranilnika prigradili hranilnik z volumnom 1500 l Avtomatizirani kotli na sekance Kotli na sekance spadajo v skupino kurilnih naprav s samodejnim doziranjem goriva in predstavljajo enega bolj izpopolnjenih načinov ogrevanja z lesom. Najsodobnejše naprave se lahko glede zanesljivosti in udobnosti rabe ter vzdrževanja primerjajo s kotli na olje ali plin. Glavne prednosti kotlov na sekance so: - popolnoma avtomatsko delovanje, - udobna oskrba s toploto, - z avtomatskim doziranjem goriva je zagotovljeno optimalno zgorevanje v razponu od 30 do 100 % nazivne moči kotla, - visoki izkoristki (preko 90 %), Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 35

42 - izjemno nizke emisije škodljivih snovi v ozračje, - nizki tekoči stroški ogrevanja. Ogrevalni kotel Pihalo Primarni zrak Predgrevanje sekundarnega zraka Avtomatski vžig Vmesni polž Vpadni jašek s protipožarno loputo Nastavljalni motor za protipožarno loputo Pogonski motor za vmesni polž Pogonski motor za dozirno napravo Dozirna naprava Mešalnik s peresi Mešalni menjalnik Elektronsko upravljanje Varnostni pokrov Slika 7: Prečni prerez kotla na lesne sekance z zalogovnikom in dozirno napravo. (Hargassner, 2006) Kotli za kurjenje z lesnimi sekanci imajo različne izvedbe kurišča. Poznamo: - predkurišče, - rešetkasto kurišče, - retortno kurišče. Prednost predkurišča je, da ga lahko dogradimo k obstoječemu kotlu. Predkurišče služi kot izgorevalni prostor za sekance. Vroči plini potujejo v kotel, kjer je izmenjevalec toplote. Tak sistem zahteva več prostora, vendar je cenovno ugodnejši. Kotli z rešetkastim kuriščem so nekoliko večji, enostavnejši in zato cenejši. Kurišče z rešetkami, na katero polž s strani dovaja sekance, leži pod izmenjevalcem toplote. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 36

43 Pri retortnem kurišču potiska polž sekance v kurišče v obliki krožnika, kjer poteka gorenje lesa. Pri pečeh z rešetkastim in retortnim kuriščem je podobno kot pri sodobnih pečeh na polena, kjer je celotni izgorevalni prostor razdeljen na dva dela. Z zgorevanjem plinov v sekundarnem kurišču je omogočeno popolno zgorevanje in s tem večji izkoristek ter manjše onesnaževanje. (Krajnc R., 2000) Pomembno je, da za dimenzioniranje kotla poskrbi ustrezno usposobljen strokovnjak. Kotli na les delujejo optimalno pri svoji nazivni moči in ne pri delni obremenitvi s pogostimi vklopi in izklopi. Običajno ne moremo kupiti kotla z izračunano potrebno toplotno močjo, zato v nasprotju z dosedanjo prakso izberemo kotel z manjšo toplotno močjo. Avtomatski vžig goriva povečuje stopnjo udobja ogrevanja, hkrati pa omogoča tudi popolnoma avtomatizirano ogrevanje sanitarne vode izven kurilne sezon. Udobje ogrevanja povečuje tudi avtomatsko odstranjevanje pepela, saj v času največje obremenitve kotla praznimo posodo na 2 do 4 tedne. Velikost, oblika in lega deponije za sekance so dejavniki, ki zahtevajo posebno pozornost. Velikost deponije je odvisna od potreb po ogrevanju, od razpoložljivega prostora, dostopnosti do kurilnice in deponije ter predvidene kakovosti sekancev. Priporočljivo je, da skladiščimo vsaj polletno zalogo sekancev. S tem pridobimo predvsem na udobju ogrevanja. To je možno le ob pogoju, da vlažnost sekancev ne presega 30 %. Če pripravljamo ali kupujemo sveže sekance, jih moramo porabiti v roku 1 do 2 mesecev. Zalogovnik za sekance nad kurilnico. Strojno nakladanje zalogovnika. Zalogovnik nad kurilnico. Dovod s padno cevjo. Odprt zalogovnik. Strojno nakladanje. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 37

44 Zalogovnik sekancev ločen. Strojno nakladanje skozi pogrezne vrata. Kletni prizidek kot zalogovnik sekancev. Enostavno nakladanje skozi pogrezne vrata. Polnjenje kletnega zalogovnika preko polnilnega polža. Slika 8: Prikaz različnih možnosti zalogovnika za sekance. (Hargassner, 2006) Potrebna velikost deponije za povprečno enodružinsko hišo s porabo kwh energije na leto (cca 2500 l kurilnega olja) znaša 40 m³ ob enkratnem polnjenju oziroma 25 m³ ob dvakratnem polnjenju letno Kotli na pelete Kotli na pelete predstavljajo najvišjo stopnjo razvoja ogrevanja na les in jih po stopnji udobja ogrevanja primerjamo s kotli na olje ali plin. Izkoristki večine kotlov na pelete se gibljejo med 88 in 95 %. Kotli na lesne pelete so zaradi lastnosti peletov primerni predvsem za urbana naselja. Visoka energijska vrednost peletov omogoča manjši skladiščni prostor, oskrba z gorivom pa je podobna kot pri kurilnem olju. Pelete dostavljajo v razsutem stanju s tovornjakom ali v pakiranih vrečah. Sodobne hiše so energijsko varčne in tako potrebujejo vedno manjše kotle za ogrevanje. Sedaj so na trgu dosegljivi tudi nizkotemperaturni kotli na pelete, katerih nazivne moči se gibljejo med 3 in 15 kw. Delujejo lahko v temperaturnem razponu med 38 in 85 C ter so tako primerni tudi za nizkotemperaturne sisteme gretja (talno, stensko gretje). Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 38

45 Predgretje sekundarnega zraka Primarni zrak Ciklonski rezervoar peletov Sesalna turbina Zaprt sesalni sistem Kazalec nivoja polnjenja Vmesni polž Doziran zapornica Motor pogonska enota Avtomatski vžig Slika 9: Prečni prerez kotla na pelete. (Hargassner, 2006) Najpogostejši način dovajanja peletov v kotel je s podajalnim polžem. Ta sistem je cenejši, vendar mora biti kotel sorazmerno blizu zalogovnika (< 5 m). Druga možnost je pnevmatsko sesanje peletov po gibljivih plastičnih ceveh. Ta sistem je dražji (za približno 20 %), vendar lahko zalogovnik za pelete postavimo do 25 m stran od kotla. Zalogovnik za pelete je lahko tudi posebna montažna vreča. Nosilnost teh vreč se giblje med 2 in 5 t, kar pomeni, da sprejmejo med 3 in 8 m³ peletov. montažno vrečo se enostavno in hitro postavi/razstavi v katerikoli razpoložljiv prostor. Povprečna enodružinska hiša z letno potrebo kwh energije (cca l kurilnega olja) bo porabila cca. 5 ton peletov letno (izkoristek kotla > 90 %). V primeru, ko želimo polniti zalogovnik enkrat letno, mora njegov volumen znašati vsaj 8 m³ oziroma vsaj 5 m³ ob dvakratnem polnjenju. Tadeja Kuhar Osterman: Možnosti energetske izrabe lesne biomase stran 39