Wartość opałowa biomasy – co trzeba o tym wiedzieć?

Biomasa jest nośnikiem energii od lat używanym w polskim przemyśle, energetyce zawodowej, ale też na gruncie lokalnym i w instalacjach domowych. Polska jest jednym z największych producentów oraz konsumentów biomasy w Europie. Perspektywy przed tym naturalnym, zielonym paliwem są coraz lepsze, głównie w kontekście odchodzenia od paliw kopalnych, w szczególności importowanych z Rosji. Sporo kontrowersji budzi natomiast kwestia wartości opałowej biomasy, którą wyjaśniamy w naszym artykule.

Czym jest wartość opałowa?

Wartość opałowa to ilość ciepła wydzielającego się podczas spalania jednostki masy lub jednostki objętości substancji palnej. Pisząc prościej: parametr ten określa, ile ciepła uda się uzyskać w trakcie spalania konkretnego paliwa, przy założeniu, że produkty spalania zostaną ochłodzone do temperatury substratów, natomiast zawarta w spalinach para wodna nie ulegnie wykropleniu.

Charakterystyka wartości opałowej biomasy

Wartość opałowa biomasy jest ściśle uzależniona od zawartości wilgoci oraz gęstości samego surowca – dlatego będzie różna dla poszczególnych rodzajów biomasy, w zależności od tego, czy mamy do czynienia z biomasą drzewną czy rolniczą. Wpływ na wartość opałową ma skład biomasy oraz sposób jej przygotowania do procesu spalania.

Aby móc precyzyjnie określić wartość opałową biomasy musimy znać procentową zawartość poszczególnych składników palnych. Inną wartość będzie mieć np. owies, słoma czy odpady roślinne, inną, uznawana za wysokoenergetyczną, zrębka drzewna czy drewno kawałkowane.

Kluczowa zależność

Największy wpływ na wartość opałową biomasy ma udział wilgoci całkowitej w paliwie. Zależność jest prosta: im wyższa wilgotność, tym mniejsza wartość opałowa surowca.

Można przyjąć, że przeciętna wartość opałowa biomasy waha się od około 5000 do 19 000 kJ/kg. Tak szeroka rozpiętość powoduje, że kluczowe znaczenie ma prawidłowy dobór rodzaju biomasy do konkretnej instalacji i celu, jaki chcemy uzyskać. W przypadku instalacji grzewczych, szczególnie w skali mikro, należy wybierać produkty biomasy o jak najwyższej wartości opałowej, a tym samym jak najniższej wilgotności.

Przykładowo: mokre odpady drzewne, które zawierają około 55-60 procent wilgoci, dostarczają jedynie 6000-9000 kJ/kg wartości opałowej. Wystarczy je jednak osuszyć w celu obniżenia wilgotności do 15-20 procent, aby wartość opałowa wzrosła do 15 000-17 000 kJ/kg.

Wartość opałowa biomasy na tle węgla

Biomasa najczęściej jest zestawiana właśnie z węglem kamiennym, który wciąż stanowi fundament polskiej energetyki zawodowej. Oczywiście węgiel oferuje znacznie większą wartość opałową, sięgającą nawet 25 000 kJ/kg, co jest imponującym wynikiem na tle średniej wartości opałowej biomasy, wynoszącej 13 000 kJ/kg.

Przyjmuje się zatem, że w celu uzyskania identycznej ilości energii, potrzebujemy nawet dwukrotnie więcej biomasy niż węgla. Z drugiej jednak strony biomasa jest paliwem w pełni odnawialnym, przyjaznym środowisku, a jego spalanie odbywa się w tzw. zamkniętym obiegu CO2.

Warto również dodać, że nowoczesne kotły biomasowe są w stanie jeszcze lepiej wykorzystać potencjał energetyczny biomasy, m.in. poprzez przystosowanie ich do spalania biomasy o znacznej zawartości wilgoci.