Ile potrzebujemy drewna zamiast tony węgla? Czy różnice są duże?

• Zgazowanie drewna to proces, który zachodzi w nowoczesnych kotłach na drewno. Wówczas powstaje gaz drzewny. Na czym polega ta technologia?
• Ilość opału spalanego w sezonie grzewczym różni się od wielu zmiennych. Przede wszystkim od zapotrzebowania na ciepło w domu. 
• Sam opał może różnić się wartością opałową, na którą wpływa szereg czynników. My postaramy się wyjaśnić tę sprawę, a także pokażemy, co jest potrzebne, aby porównać węgiel i drewno.

Zarówno kocioł na pellet, jak i kocioł zgazowujący drewno znajdują się wśród urządzeń grzewczych dostępnych w ramach programu Czyste Powietrze. Od 14 czerwca istnieje obowiązek wyboru tych urządzeń tylko i wyłącznie z listy ZUM. Podobny zapis wszedł dla pomp ciepła. Ma to oczywiście na celu kontrolowanie urządzeń, na jakie przyznawane są publiczne pieniądze. Domyślnie lepsza weryfikacja ma podnieść standard poszczególnych kotłów i pomp ciepła.

Zgazowanie drewna – czym jest holzgas

Wspomniane kotły na biomasę różnią się jednak od klasycznego wyobrażenia źródeł ciepła na drewno. W kotle na pellet naprawdę trudno spalać cokolwiek innego z uwagi na dedykowany pelletowi podajnik, który jest podłączony do zbiornika magazynującego. Z kolei w kotle zgazowującym drewno proces jest dużo bardziej skomplikowany. Jak sama nazwa wskazuje, za wszystko odpowiada zgazowanie. Pokrótce mówiąc, to proces termicznego przekształcenia drewna, które zamienia się w gaz drzewny należący do rodziny gazów generatorowych. Palnymi składnikami tzw. holzgazu są wodór, tlenek węgla i niewielkie ilości metanu. Do niepalnych składników możemy zaliczyć azot, dwutlenek węgla i parę wodną. Skład może się wahać w zależności od ilości dostarczanego powietrza jako czynnika zgazowującego, ale średnio można przyjąć wartości:

• 47% – azot N₂
• 19% – tlenek węgla CO
• 18% – wodór H₂
• 12% – dwutlenek węgla CO₂
• 2,5% – para wodna H₂O⬈
• 1,5% – metan CH₄

Poza gazem drzewnym w procesie zgazowania powstają także substancje smoliste, pył, popiół i żużel. W dużych instalacjach przemysłowych spotyka się zgazowanie w atmosferze przegrzanej pary wodnej, co pozwala na uzyskanie większego udziału wodoru w gazie generatorowym. Otrzymany holzgas następnie jest spalany w kotle, co w porównaniu do tradycyjnego spalania drewna generuje znacznie mniejsze emisje pyłów i innych zanieczyszczeń.

Od czego zależy ilość opału?

Od czego zależy ilość opału, jaką musimy spalić? Przede wszystkim od zapotrzebowania na ciepło w budynku, które można zredukować, przeprowadzając działania termomodernizacyjne. Takim najbardziej sztandarowym jest oczywiście ocieplenie ścian i poddasza. Przy wyborze nowego źródła, które ma zastąpić starego kopciucha na węgiel, mamy do wyboru kilka technologii. Wśród nich najlepszą opcją wydają się pompy ciepła, ale niekiedy kocioł na biomasę może okazać się lepszym rozwiązaniem. 

Jeżeli porównujemy pomiędzy sobą dwa rodzaje paliwa grzewczego, to najważniejszą rolę gra wartość opałowa. Dla drewna bukowego wynosi 15-18 MJ/kg, a dla węgla kamiennego 24-26 MJ/kg. Różnice wynikają z parametrów, takich jak: zawartość substancji lotnych, gęstości paliwa, zawartości popiołu i zanieczyszczeń i zawartości wilgoci.

• Zobacz również: Koszty ogrzewania pod koniec 2024 roku – co wychodzi najtaniej?

1 tona węgla – ile to drewna?

W tonie węgla znajduje się zatem 24-26 GJ energii. Przyjmijmy średnią na poziomie 25 GJ. W efekcie możemy obliczyć, że taka ilość energii odpowiada 1389-1667 kg drewna bukowego o podanych wyżej parametrach. Nikt jednak nie kupuje drewna na kilogramy – robi się to w metrach przestrzennych. W gwoli wyjaśnienia – jest to jednostka uwzględniająca stos drewna o objętości 1 m³ wraz z pustkami powietrznymi.

Istnieją przeliczniki, które mogą pomóc w przeliczeniu 1 mp na metry sześcienne, co jest potrzebne, aby otrzymać później metry przestrzenne. Często wykorzystuje się przelicznik równy 0,7. Oznacza to, że w 1 mp mamy 0,7 m³ litego drewna. Aby przeliczyć masę drewna na metry przestrzenne, potrzebujemy jeszcze gęstości drewna w stanie, w jakim mamy je do dyspozycji. Założyliśmy 700 kg/m³. 

Pamiętajmy, że wynik tego typu analizy nie jest uniwersalny. Będzie różnił się w zależności od założonych wartości opałowych, gęstości drewna, jak i opisanego wyżej przelicznika. Stosując przyjęte przez nas założenia, otrzymujemy następujące wyniki – 1 tonę węgla może zastąpić 2,8-3,4 mp drewna bukowego.