Czy drewno jest idealnym materiałem opałowym | zalety drewna

Większość tych, którzy opalają budynki drewnem uważa, iż mokre drewno pali się dłużej. Oczywiście, mają rację! Ci którzy tak twierdzą, nie zastanawiają się jednak, w jakim odstępie czasowym, od momentu załadunku, uzyskają niezbędną im do ogrzania moc cieplną. Nie zastanawiają się również nad tym, że „serce ich systemu grzewczego – poci się i dusi”.

Kocioł grzewczy, załadowany mokrym, niesezonowany drewnem nie jest w stanie podołać takiemu obciążeniu. Jakie paliwo grzewcze stosować więc do opalania instalacji c.o. przystosowanych do spalania drewna kawałkowego? Odpowiedź jest prosta. Opalać należy drewnem, tyle prawidłowo przygotowanym. Głównie problemem obecnie pracujących kotłowni, przystosowanych do spalania węgla kawałkowego, jest brak odpowiednio przygotowanego paliwa posiadającego optymalną wartość opalową.

Wartość opałowa drewna

Jakość drewna opałowego oceniana jest na podstawie dwóch danych:

• zawartości wody w drewnie, czyli jego wilgotność
• gęstości drewna

Im mniej wody zawiera drewno, tym jego wartość opałowa jest większa.

Szkodliwa woda

Wiadome jest, że woda nie pali się. Jeżeli więc procesowi spalania poddawane jest mokre, świeżo ścięte drzewo, wówczas należy przygotować się na to, że kocioł nie będzie osiągał prezentowanej przez producentów maksymalnej mocy grzewczej. Dzieje się tak dlatego, że część energii zawartej w drewnie zużywana jest do odparowania wody, a nie do procesu ogrzewania. Drugim bardzo poważnym problem, wynikającym z opalania mokrym drewnem, jest fakt, iż woda która jest odparowywana przed procesem spalania drewna wpływa na, postępujące w bardzo szybkim tempie, niszczenie wymurówki. Wymurówka odporna jest bowiem na wszystkie czynniki pojawiające się w trakcie spalania drewna, jednak nie na parę wodną.

W praktyce stwierdza się, ze do odparowania 1 kg wody potrzeba około 0,626 kWh (2,25 MJ) energii.

Zawartość wody w świeżo ściętym drewnie, składającym się w połowie z masy drzewnej i w połowie z wody, wynosi 50 %, a wilgotność 100%.

W zależności od gatunków drzew, drewno posiada różną wartość opałową. Pomijając jednak mogące wystąpić różnice, zakłada się, że sucha masa drewna (atro) posiada wartość opałową na poziomie aż 5,2 kWh/kg, co jest równe 19 MJ/kg. Dane przedstawione w tabeli 1 prezentują zależność pomiędzy wartością opałową drewna a jego stanem. Wynika z tego, iż wystarczy składowanie drewna przez jedno lato, aby jego wartość opalowa, w stosunku do wartości opalowej świeżo ściętego drewna, zwiększyła się o około 58%. Średnio przyjmuje się, że powietrznosuche drewno, po kilku latach składowania, zawiera około 20 % wody i ma wartość opałową około 4,0 kWh/kg.

Lepsze gęste drewno

Gęstość drewna jest cechą indywidualną dla danego gatunku drewna. W tabeli 2 przedstawione są dane dotyczące gęstości drewna niektórych gatunków drzew. Z przedstawionego zestawienia wynika powszechnie przyjęta zależność. Bardziej gęste jest drewno liściaste, natomiast mniejszą gęstość, a ty samym mniejszą wartość opałową, ma drewno iglaste. Optymalnym drewnem opałowym byłby więc, np. buk o wilgotności ok. 20%. Skąd wziąć jednak tak idealny opał?

Przygotowanie drewna

Wycinka w lesie rozpoczyna się w grudniu i trwa około miesięcy. W tym czasie drwale przygotowują ścięte drewno do dalszej sprzedaży. Drewno opałowe cięte jest zazwyczaj w 1 – m bal (nadleśnictwa nie mają w swojej ofercie drewna łupanego). Drewno takie jest jednak mało atrakcyjnym materiałem opałowym (wilgotność 100 %). Aby w maksymalny sposób wykorzystać możliwości grzewcze kotła na drewno, aby załadować go paliwem jak najbardziej suchym. Drewno ścięte na początku roku kalendarzowego, pozostawione na balu i połupane dopiero tuż przed załadunkiem do kotła, nigdy nie będzie spełniać maksymalnych wymogów określonych dla drewna opałowego. Jego wilgotność, choć już nie 100 %, nadal będzie na wysokim poziomie.

W celu przyspieszenia procesu suszenia się drewna (odparowywania wody) powinno się świeżo ścięty materiał połupać (1 bal na minimum 4 szczapy). Łupanie drewna, dzięki nowoczesnym łuparkom, staje się zajęciem przyjemnym, niewymagającym ogromnej tężyzny fizycznej, a co najważniejsze umożliwia połupanie w ciągu 1 godziny ok. 4 – 5 mp drewna (wydajność łuparek, tak jak i tradycyjne łupanie za pomocą siekiery i klina, uzależniona jest od wydajności osoby łupiącej). Łuparki oraz piło-łuparki stają się coraz częściej integralnym i niezastąpionym wyposażeniem w kotłowniach opalanych drewnem kawałkowym. Rozdrobnione w trakcie łupania drewno zwiększa swą powierzchnię, przez którą następuje proces odparowywania wody. Aby wykorzystać w sposób maksymalny możliwości, jakie daje połupane drewno, otrzymane w procesie łupania szczapy należy poukładać w uporządkowany stos (ok. 1,5 m wysokości), a następnie przykryć go z góry (np. Folią) pozostawiając, pomiędzy ostatnimi szczapami na stosie, a „dachem” ok. 5 cm wolnej przestrzeni. Zadaszenie powinno być na tyle szerokie, aby nie tylko przykrywało stos, ale aby też wystawało po około 5 – 10 cm z każdej strony stosu. Ta przygotowane na początku roku kalendarzowego drewno, już jesienią tego samego roku może być traktowane jako prawie idealny materiał opałowy. Najlepszym rozwiązaniem byłoby jednak połupane drewna i sezonowanie go nie na bieżący okres grzewczy, lecz na rok następny. Drewno miałoby wówczas szansę osiągnąć około 20 % wilgotności.

Oszczędności

Drewno o wilgotności ok. 20 % pozwala również na duże oszczędności finansowe. Związane jest to z faktem, iż wraz z redukcją wilgotności drewna, zwiększa się jego wartość opałowa. Przy zakupie pozwala to osiągnąć oszczędności sięgające około 30 – 40 % ogólnej masy drewna niezbędnej na jeden sezon.

Jeżeli więc nie jest możliwy zakup sezonowego drewna na bieżący okres grzewczy, opłacalne będzie zainwestowanie w kupno drewna, połupanie go i zmagazynowanie w odpowiedni sposób, tak aby za rok wykorzystywać już sezonowy opał o wysokiej wartości energetycznej. Leśnicy, instalatorzy, producenci kotłów, architekci, stowarzyszenia, instytucje i fundusze pro – ekologiczne – wszyscy twierdzą, że drewno jest paliwem z przyszłością. Drewno bowiem, wśród wielu zalet, jakie można by mu przypisać jako jedna z form biomasy, w przeciwieństwie do innych paliw, jest paliwem odnawialnym. Wykorzystanie drewna dla celów energetycznych poprawia u użytkowników zrozumienie i poszanowanie zasad ochrony środowiska. Przygotowanie i energetyczne wykorzystanie drewna oznaczać będzie coraz więcej nowych miejsc pracy w poszczególnych regionach Polski. Nowoczesne rozwiązania energetyczne wymuszają bowiem prawidłowe przygotowanie drewna w celu uzyskania efektywnego paliwa energetycznego. Tylko takie paliwo będzie mogło być paliwem przyszłości.

Łukasz Belski