Biomasa: Sodobne peči imajo visok izkoristek in samodejno uravnavanje zgorevanja

Eko sklad v zadnjih letih s subvencijami podpira rabo najsodobnejših kotlov na biomaso (les), ki imajo z visokim izkoristkom čim manjši vpliv na okolje. Po njegovih podatkih smo se Slovenci za kotlovnice na bio­maso najbolj zanimali v letih 2012 in 2013. Trenutno je ob izpolnjevanju pogojev pri Eko skladu mogoče za subvencijo za namestitev kurilne naprave na biomaso kandidirati v okviru dveh razpisov.

Stare, prirejene, pogosto celo nevzdrževane kurilne naprave na biomaso nimajo samo slabšega izkoristka (bistveno večja poraba kuriva), temveč zaradi neoptimalnega zgorevanja tudi do dvajsetkrat večje izpuste škodljivih snovi (trdni delci PM 2,5 in PM 10, ogljikov monoksid itd.), kot so značilni za sodobne peči na les z avtomatiziranim dodajanjem kuriva in samodejno regulacijo dovoda zgorevalnega zraka.

Medtem ko so večji trdni (prašni) delci, PM 10, za človekovo zdravje manj nevarni, povzročajo pa atmosferske nevšečnosti, kakršna je megla, delci, manjši od 2,5 mikrometra (PM 2,5), dražijo dihalne organe občutljivejših ljudi, lahko pa skozi pljuča preidejo tudi v kri in povzročajo različne bolezni ožilja, srca, možganov in podobno. Največji vir teh delcev je promet, pozimi, ob neugodnih vremenskih dejavnikih, pa emisije iz kurišč na lesno biomaso dodatno poslabšajo razmere, ponekod prek mejnih vrednosti. Nekatere občine v svojih energetskih konceptih omejujejo njihovo uporabo in dajejo prednost drugim virom, kot so toplotne črpalke ali daljinsko ogrevanje in podobno. Najmanjše emisije imajo tisti kotli, ki delno uplinjajo polena.

Kakšna so kakovostna polena
Najbolj primerni domači vrsti lesa za drva med listavci sta bukev in gaber, poleg tega ju je največ na razpolago in imata dobre zgorevalne lastnosti. Podiranje dreves in sekanje naj se opravi v obdobju od decembra do konca januarja, ko je vsebnost vlage v lesu najmanjša. Primerna oblika polena je trikotnega preseka s stranicami od 7 do 9 cm. Za zelo majhna kurišča, npr. štedilnike, se lahko debelina polen zmanjša in prilagodi, enako velja za njihovo dolžino. Ponavadi velikost polen navede proizvajalec kurilne naprave v navodilih za uporabo. Če uporabljamo drobnejša polena, se intenzivnost zgorevanja in s tem toplotna moč kurilne naprave povečata, z dodajanjem debelejših pa zmanjšata. Tako predrobna kot predebela povzročajo večje emisije dimnih plinov. Povprečna dolžina polen je tretjina metra. V pokriti skladovnici na podstavku, dvignjenem od tal, naj se drva iz smreke in topola naravno sušijo približno eno leto, iz jelše, lipe, breze leto in pol, iz buk­ve, gabra, sadnega drevja dve leti, hrastova pa od dve do tri leta. Če je sušenje krajše, je priporočljivo vlažnost drv pred kurjenjem preveriti z merilnikom vlage. Primeren delež vlage je med 8 in 17 odstotki, idealna so drva z vlažnostjo približno 10 odstotkov, vlažnost nad 20 odstotkov pa je previsoka.

Za gospodinjstva kotli na polena in pelete

Kotle na biomaso ločimo po gorivu, ki ga uporabljajo. Najbolj so zastopani tisti, ki temeljijo na treh vrstah goriva: na polenih, peletih in sekancih (kosih lesa iz žagarskih odpadkov ali obrezovanja). Kotli na sekance za gospodinjstva niso primerni, uporabljajo se le za sisteme z močjo najmanj 50 kW.

Kotli na polena so najboljša izbira za vse, ki imajo les iz lastnega gozda. Prva omejitev je lahko prostor, ki je potreben shranjevanje kuriva in dovolj veliko kotlovnico. Najboljša sodobna različica je kotel na polena na uplinjanje ali spodnje stransko odgorevanje, ki ima izkoristek zgorevanja nad 90 odstotkov (takšen je pogoj tudi za pridobitev subvencije Eko sklada) in funkcije, kot so samodejni vžig, samodejna regulacija dovoda zgorevalnega zraka in podobno. Vendar kotli na polena zahtevajo nekaj dela: nalaganje drv (v prehodnem obdobju morda vsakih nekaj dni, pri najnižjih zunanjih temperaturah pa lahko tudi večkrat na dan), ki se opravi ročno. Tudi pepel je treba izprazniti vsakih nekaj dni – obstajajo sicer kotli, ki imajo samodejni mehanizem za odstranjevanje pepela. Za boljše rezultate ne smemo pozabiti večkrat na sezono očistiti toplotnih prenos­nikov v kotlu.

Zgorevanje polen ima največji izkoristek, če peč deluje s polno močjo. Zato je pri teh kotlih potreben dovolj velik zalogovnik toplote, v katerem se presežna toplota shranjuje, ko kotel deluje s polno močjo, toplotne potrebe stavbe pa so manjše; uporabi se pozneje. Poleg boljšega izkoristka kotla se ob takšnem delovanju zmanjšajo emisije škodljivih dimnih plinov, podaljša se življenjska doba naprave in tudi temperatura v stanovanju ne niha preveč, kakor je značilno za ogrevanje z zastarelimi kotli na naravni vlek zgorevalnega zraka.

Kotli in peči na pelete so priljubljeni predvsem zaradi preproste uporabe in visokega izkoristka – pogosto več kot 90 odstotkov. Njihova prednost je popolna avtomatizacija »nalaganja« goriva v zgorevalni prostor, pelete pa lahko hranimo v posebnem silosu, iz katerega se samodejno nalagajo. Manjši silosi za pelete, veliki nekaj sto litrov, omogočajo avtonomijo delovanja nekaj dni, večji pa tudi več tednov. Za primer, povprečna enodružinska hiša z letno potrebo po 20.000 kWh energije v kurilni sezoni porabi približno pet ton peletov (če ima kotel izkoristek vsaj 90 odstotkov).

Obstajajo tudi kotli, ki omogočajo kurjenje dvojega goriva, pri čemer se proces zgorevanja avtomatsko prilagaja uporabljenemu gorivu. Za individualne hiše so primerni kotli na polena in pelete z ločenima kuriščema, ki preklopijo z enega goriva na drugo brez prekinitve delovanja. Obstajajo tudi peči, pri katerih obe gorivi zgorevata v enem kurišču, pri čemer je to oblikovano tako, da dosega dober izkoristek z enim gorivom, z drugim pa običajno ne.

Kaj je lambda sonda?

Za pravilno delovanje mora biti kurilna naprava pravilno vgrajena in imeti ustrezen dovod zraka in odvod dimnih plinov. Pri cenejših različicah na polena je ponavadi odmerjanje zgorevalnega zraka urejeno z mehansko nastav­ljivimi loputami, samo gorenje pa ni elektronsko nadzorovano.

Ti kotli delujejo le pri nazivni moči in ne morejo zmanjševati intenzivnosti gorenja. Za njihovo učinkovitost je zato nujno vgraditi hranilnik toplote. Slabost takšnih kotlov je tudi v tem, da je ob uporabi različno kakovostnega kuriva potrebno ročno nastavljanje loput za dotok primarnega in sekundarnega zgorevalnega zraka.

Vsi kakovostnejši sodobni kotli na polena pa imajo lambda sondo, ki meri preostanek kisika v dimnih plinih in uravnava razmerje primarnega in sekundarnega zgorevalnega zraka. Zazna vsako spremembo kakovosti zgorevanja v peči in temu primerno spremeni razmerje in količino potrebnega zraka. Tako je uporabniku prihranjeno ročno nastavljanje loput, udobje rabe je večje, emisije škodljivih plinov minimalne, izkoristki praviloma presežejo 90 odstotkov.

Vgrajena lambda sonda poveča kakovost zgorevanja in izkoristek tudi pri kotlih na pelete, vendar pri njih ni nujna, ker je vlaga v peletih predpisana.

Kurišča z ročnim dodajanjem drv

Kakovost zgorevanja je najbolj odvisna od človeka pri kuriščih, v katera drva dodajamo ročno. To so kamini, kaminske peči, lončene peči in štedilniki na trdno gorivo. Odločilni so uporaba zračno suhih in primerno velikih polen, pravilno zakurjenje, dodajanje drv v kurišče in ustrezna regulacija zgorevalnega zraka.

Ali kurivo dobro zgoreva, lahko presodimo tudi na pogled. Zaželen je svetel, celo modrikast plamen, nikakor pa ne sme biti temno rdeč ali celo črno obrobljen. Tem­no rdeč plamen pomeni slabo zgorevanje lesa z veliko saj in nevarnega ogljikovega monoksida. Znak za slabo zgorevanje so tudi temen dim na izstopu iz dimnika in ostanki polen v pepelu. Zaželen je svetlo siv pepel, s čim manj delci oglja. Poleg tega se na kurišču ne smejo nabirati obloge, kot so saje ali smola, tudi šipa na vratih mora ostati svetla, katranske obloge v dimniku (lahko povzročijo celo dimniški požar) pa so znak popolnoma nesprejemljivega zgorevanja.