Vytápění biomasou

Kromě mnoha nových revolučních technologií určených k výrobě tepla se pozornost veřejnosti soustřeďuje i na nejstarší způsob vytápění – spalování biomasy. I když slovo biomasa zní moderně, označuje starý druh paliva, který je pro většinu světa (rozvojové země) stále hlavním zdrojem tepla a energie.

Dřevem, slámou či jinými organickými materiály rostlinného nebo živočišného původu se dnes netopí pouze v méně rozvinutých a chudších zemích, ale v souvislosti s potřebou hledat ekologické zdroje energie se tato paliva vrátila do středu pozornosti i ve vyspělých zemích. Například v Rakousku nebo ve Švédsku se z biomasy vyrábí asi 15 % spotřebované energie. Trend využívání biomasy k vytápění nebo i k výrobě elektrické energie se postupně rozšiřuje i u nás, o čemž svědčí již realizované projekty tepláren a elektráren využívajících jako palivo slámu. Zájem o tento zdroj roste i u soukromých osob, zejména majitelů rodinných domů na venkově. Příčiny jsou různé – chybějící plynovod v obci, zvyšující se ceny plynu a elektřiny nebo jednoduše dobrá dostupnost tohoto paliva.

 
foto: Dano Veselský

Biomasa musí být suchá

Využívání biomasy jako paliva je výhodné hned z několika důvodů. Na rozdíl od fosilních paliv jde o obnovitelný zdroj, který je dostupný i u nás, takže nevzniká závislost na zahraničních dodavatelích a pohybech cen pod vlivem globální ekonomiky. Technologie spalování biomasy je dnes velmi efektivní, což se odráží nejen na vysokých energetických ziscích, ale i na minimálním množství odpadních látek a emisí unikajících do ovzduší. Zejména ve srovnání se spalováním uhlí, při kterém se do spalin uvolňuje síra a v popelu zůstávají těžké kovy, je spalování dřeva či slámy v moderních otopných zařízeních mnohem čistší a popel lze díky obsahu živin použít jako hnojivo. Z ekologického hlediska je přínosné, že cílené pěstování dřeva přispívá k vyšší kvalitě životního prostředí. Jako zdroj palivového dřeva se mohou pěstovat například i vrby, které během svého růstu zpevňují břehy řek. Jako palivo se samozřejmě nevyužívá jen masivní dřevo, ale i dřevoštěpka, získaná rozdrcením odpadního dřeva, pelety nebo brikety různé velikosti, které se vyrábějí z odpadu při zpracování dřeva.

U slámy je pozitivní už samotný fakt, že se smysluplně a efektivně využívá surovina, která byla doposud nadbytečná a končila jako odpad. Velký potenciál má i bioplyn získaný ze skládek komunálního odpadu, čistíren odpadních vod nebo z hnojůvky ze živočišné výroby.

Výhřevnost tuhých paliv do značné míry ovlivňuje míra vlhkosti, kterou obsahují. Přitom platí, že čím je surovina sušší, tím je její spalování efektivnější. V době sběru obsahuje dřevo 30 až 60 % vody, sláma 8 až 20 %. Pro srovnání: v uhlí je to jen 2 až 12 %. K nevýhodám biomasy tedy patří potřeba jejího dosušování a správného skladování. Energetická hodnota úplně vysušené biomasy je však srovnatelná s výhřevností černého uhlí.

Gerhard Seybert © Fotky & Foto

Účinnost závisí na způsobu spalování

Ke kvalitě spalování tuhého paliva, a tedy i jeho výhřevnosti v současnosti výrazně přispívají moderní technologie v otopných zařízeních. Ta se liší od dřívějších pícek či kamen. Zatímco tepelný zisk ze spalování dřeva na otevřeném ohni představuje asi 2 % a v uzavřených kamnech je to sotva 50 %, účinnost nejmodernějších kotlů na biomasu dosahuje až 90 %. Změnami prošla především spalovací komora, v níž se reguluje proces hoření množstvím přiváděného vzduchu. Vývoj zařízení na spalování biomasy přitom probíhal postupně a dosáhl několika mezníků. Mnohé z mezistupňů se i navzdory méně dokonalému spalování dodnes využívají.

Krby s litinovými vložkami

Nejelegantnějším a oblíbeným způsobem je topení dřevem v krbech. Vnášejí totiž do domu útulnost a pohodu, jakou dokáže vykouzlit pouze pohled na plápolající oheň. Dnešní krby jsou téměř všechny vybaveny litinovou krbovou vložkou s ohnivzdorným sklem. Ke zvýšení účinnosti se litinová vložka může ještě obložit akumulačním materiálem, který pomalu a velmi příjemně uvolňuje teplo do okolí sálavým způsobem.

foto: Schiedel

Podobným, ale o něco efektivnějším způsobem fungují i kamna, v současnosti rovněž vybavená litinovou vložkou. Použitím rozvodu teplého vzduchu lze krbem nebo kamny vytopit i vzdálenější místnosti v domě. Nejnověji se na trhu objevily i krbové technologie umožňující ohřev vody. Je ovšem třeba říci, že krby a kamna s litinovou vložkou jsou – i přes všechny inovace – stále v prvé řadě estetickou záležitostí. Jejich účinnost je ve srovnání s běžnými kotli na biomasu nižší.

Zplyňování tuhého paliva

Přímé spalování tuhého paliva je nejméně efektivní způsob vytápění, proto se vývoj kotlů na biomasu vyvinul směrem ke zplyňování paliva. První výraznější pokrok přinesly kotle se spodním hořením, u nichž kvůli omezenému přívodu vzduchu hoří jen dřevo ve spodní části kotle. Zbytek dřeva se pomalu vysušuje, přičemž se z něho uvolňují plyny, které se dodatečným přidáním vzduchu spalují. Spalovací komora těchto kotlů je obvykle z keramiky (aby dobře udržovala teplo uvnitř komory). Účinnost těchto kotlů je okolo 65 až 75 %.

Pokud zvažujete vytápění biomasou, počítejte i se  zásobníkem na palivo. (foto: Viessmann)

Nejefektivnější zařízení určená ke spalování různých druhů tuhého paliva jsou zplyňovací kotle. Proces zplyňování je založen na nedokonalém hoření, při němž se tuhé palivo vysušuje a uvolňuje plyny, které mají vyšší energetickou hodnotu. Plyn nakonec hoří na dýze s dodatečným přívodem předehřátého vzduchu. Řízený třístupňový proces spalování je zárukou vysoké účinnosti, která může být až 90 %. Kromě zjevného ekonomického přínosu je dokonalejší spalování biomasy zároveň šetrnější k životnímu prostředí, protože po něm zůstává jen minimální množství odpadu – ať už ve formě plynných emisí, nebo popela, který stačí odstranit jednou za 3 až 5 dní. Komfortní obsluhu kotle zajišťuje automatizovaný přísun paliva ze zásobníku. Při středním výkonu kotle obsah násypky vystačí na 8 až 12 hodin. Modulační rozsah moderních kotlů na biomasu je obvykle 30 až 100 %.

Současným trendem jsou kombinované kotle, které umožňují spalování dřeva i uhlí, neboť mají ve spodní komoře vyměnitelný hořák a díky tomu se v nich dá topit i zemním plynem, bioplynem nebo lehkým topným olejem.

Nevýhodou vytápění biomasou je potřeba poměrně velkého skladovacího prostoru a relativně vysoké náklady na dopravu paliva. Kromě toho biomasa jako organický materiál podléhá rozkladu, proto není vhodná k dlouhodobému skladování.

text: Ing. arch. Anna Pálfiová
foto: Dano Veselský,Gerhard Seybert © Fotky & Foto, Schiedel, Viessmann
zdroj: Vše o úsporách energie, 2011, JAGA GROUP, s.r.o.