Jemec, Tina

Krajnc, Nike

Premrl, Tine

Digital repository of Slovenian research organizations

NA GOZDARSKEM INŠTITUTUSLOVENIJE SE OGREVAMO Z LESOMPrijazno okolju – neodvisno – lokalnoLjubljanaPRIMERI DOBRE PRAKSE - LESNA BIOMASA© 2011 | Layout: tsw.co.at; Socilno ekonomski in okoljski vidiki rabe lesne biomase na Gozdarskem inštitutu SlovenijeV EU-direktivi o spodbujanju uporabe energije iz obnovljivih virov (DIREKTIVA 2009/28/ES) je za Slovenijo določeno, da mo-ra do leta 2020 doseči najmanj 25 odstotni delež energije iz ob-novljivih virov. Lesna biomasa je v Sloveniji eden najpomembnejših obnovljivih virov energije. Po podatkih Statističnega urada Republike Slovenije (SURS) je bil v letu 2006 delež lesa in druge trdne biomase na ravni primarne ener-gije (PE) 19,8 PJ, kar je 6,5 % celotne razpoložljive PE, ki je znašala 307 PJ. Po začasnih podatkih za leto 2010 je znašala (PE) skupaj 300 PJ, samo za les in biomaso pa 22,9 PJ ali 7,6 %. Ob predpostavki, da bo poraba les-nih sekance od 450 do 600 nm3 letno in da smo s tem prihranili do 50.000 l kurilnega olja lahko zaključimo, da bomo na Gozdarskem inštitutu Slove-nije prihranili do 110 t ekv. CO2 na leto. Poleg zmanjševanja emisij toplogrednih plinov pa je po-membna tudi zagotovitev neposrednih, posrednih in inducira-nih delovnih mest ter drugih ekonomskih učinkov. S predvide-no letno količino lesnih sekancev zagotovimo eno neposredno delovno mesto (povprečna bruto plača v Juliju 2011 je v Slove-niji znašala 1.512,25 €). Vse druge posredne in inducirane učinke kotlovnice na Gozdarskem inštitutu Slovenije pa bomo ocenili v naslednjih letih. Gozdarski inštitut Slovenije  dr. Nike KrajncVečna pot 2, 1000 LjubljanaE-pošta: nike.krajnc@gozdis.siwww.gozdis.siwww.agriforenergy.comZa vsebino te publikacije, za katero ni nujno, da odseva mnenje članic Evropske skupnosti, so v celoti odgovorni njeni avtorji.  Evropska komisija ni odgovorna za nobeno morebitno uporabo informacij, objavljenih v tej publikaciji.Avtorji: dr. Nike Krajnc, Tine Premrl, Tina Čebul; Glavna in odgovorna urednica: dr. Nike Krajnc; Izdaja: Gozdarski inštitut Slovenije, Založba: Silva Slovenica; Lektura: Henrik Ciglič; Tehnična urednica: dr. Nike Krajnc, Fotografi je: arhiv LK-Stmk, Iztok Sinjur, dr. Mirko Medved, Tine PremrlPublikacija je sofi nancirana v okviru IEE/08/600 - AGRIFORENERGY 2Tisk: BIROGRAFIKA BORI d.o.o., 2012, v 500 izvodihRačunalniško spremljanje delovanja kotlaIdeja projektaGozdarski inštitut Slovenije je javni raziskovalni zavod nacionalnega po-mena s področja temeljnega in aplikativnega raziskovanja gozdov, gozd-ne krajine, gozdnega ekosistema, gozdarstva, divjadi in lovstva in je edini raziskovalni inštitut na tem področju v Sloveniji. Med drugimi nalogami se na Gozdarskem inštitutu Slovenije že vrsto let ukvarjamo z raziskoval-nim in strokovnim delom na področju obnovljivih virov energije. Naša dolgoletna želja je bila postati primer dobre prakse uporabe lesa kot energenta v mestnem okolju. Načrt smo uresničili jeseni 2010, ko smo prešli na ogrevanje z lesnimi sekanci. S tem želimo prispevati k uresničevanju ciljev Akcijskega načrta za obnovljive vire energije za ob-dobje 2010-2020 in drugih nacionalnih in mednarodnih dogovorov o povečevanju deleža obnovljivih virov energije in zmanjševanja emisij to-plogrednih plinov. Poleg okoljskih usmeritev pa nas je k uvajanju lesnih sekancev kot vira energije vodila tudi želja po zmanjševanju stroškov ogrevanja. Prve ideje o ogrevanju stavbe gozdarskega inštituta z lesnimi sekanci so bile predstavljene že ob koncu 90ih let, a ker je bila kotlovnica obnovljena leta 1995, z novim kotelom na kurilno olje, ideje niso bile realizirane. V letu 2006 je bila v okviru projekta GEF »Odstranjevanje ovir za povečano izrabo biomase kot energetskega vira« izdelana študija z naslovom »Ana-liza možnosti izrabe lesne biomase za ogrevanje šolskih objektov v Slove-niji«. S študijo smo prvič dobili izhodiščne podatke za obnovo kotlovnice in prehod na lesne sekance. Projekt menjave energenta je bil iz več vidi-kov ocenjen z najvišjo oceno, kar je bilo dobro izhodišče za nadaljnje delo in dogovarjanje z Ministrstvom za znanost, šport in tehnologijo RS o pre-hodu na ogrevanje z lesnimi sekanci. Kompleks Gozdarskega inštituta Slovenije, kjer imata poleg Gozdarske-ga inštituta Slovenije svoja sedeža še Zavod za gozdove Slovenije ter Od-delek za lesarstvo - Biotehniške fakultete, leži na Večni poti 2, v bližini par-ka Tivoli, pod hribom Rožnik in v neposredni bližini stanovanjske soseske. Stavba gozdarskega inštituta je bila zgrajena med leti 1948 in 1956. Stavbo so vse do leta 1995 ogrevali s premogom, ki ga je leta 1995 nado-mestilo ekstra lahko kurilno olje. Poraba EL-KO je v povprečju znašala ok-rog 50.000 litrov letno. Glede na podvojitev cen za EL-KO iz 0,37 EUR/l v letu 2003 na 0,75 EUR/l v letu 2008 in ceni 0,795 EUR/l na dan zagona ogrevanja na lesne sekance s trendom naraščanja cene  v 2011, je bil pre-hod na drugi energent razumljiva pot. Lokacija Gozdarskega inštituta Slovenije ima dober potencial, da se raz-vije v izhodiščno točko gozdne učne poti, v katero bi bila kot primer dob-re prakse ogrevanja na lesno biomaso vključena tudi kotlovnica, hkrati pa se v povezavi z laboratorijem za lesno biomaso lahko uporablja kot de-monstracijsko učni objekt za potencialne investitorje in upravljavce siste-mov ogrevanja na lesne sekance ter objekta za promocijo lesa kot obnov-ljivega vira energije, čemur rabi že danes. Hkrati z menjavo sistema ogrevanja in pričetkom ogrevanja na lesne se-kance smo na gozdarskem inštitutu uredili tudi biomasni laboratorij in ga opremili s sodobno opremo za analizo kakovosti lesnih goriv. Analize lesnih goriv izvajamo skladno z EU CEN standardi in veljavnimi tehničnimi specifi kacijami.Iz centralne kotlovnice, ki je v kleti glavne stavbe se ogrevata še dve stavbi, laborato-rij in rastlinjak, tako se skupno ogreva ok-rog 6.315 m2 površin z različnimi režimi ogrevanja. Časovni potek izvedbe projektaPrva ideja ....................................................................................pomlad  2006Načrtovanje projekta .......................................................... leto 2009/2010Izvedba projekta ...................................................... maj-september  2010 Začetek obratovanja ...................................................14. december 2010Model organiziranosti Investitor v obnovo kotlovnice je lastnik stavbe Republika Slovenija - Mi-nistrstvo za visoko šolstvo, znanost in tehnologijo. S kotlovnico upravlja Gozdarski inštitut Slovenije, ki na podlagi pogodbe na trgu odkupuje lesne sekance ter jih plačuje po dejansko proizvedeni toploti. Gozdarski inštitut si prizadeva, da bi lesne sekance odkupoval od lokalnih dobavitel-jev in tako prispeval k razvoju pridobivanja in predelave lesnih sekancev v regiji.Lastnosti kotla  V kotlovnico je nameščen kotel na lesne sekance znamke Fröling model TM 220 nazivne moči 220 kW. Izbrani kotel ustreza potrebam po energiji vseh stavb inštituta z ocenjeno konično močjo 200 kW. Specifi kacije kotla omogočajo kurjenje lesnih sekancev z vsebnostjo vode w20, w30 in w35, ter peletov premera 6 mm, ki ustrezajo standardu ÖNORM M 7135. Kotel odlikuje optimalna regulacijska tehnika Lambdatronic. Lambda regulaci-ja zagotavlja odlično izgorevanje in uravnavanje doziranja kisika v opti-malnih količinah na petih različnih vpihovalnih vhodih. Kakšno je razmer-je kisika in zmesi zraka pa je odvisno od kakovosti lesne biomase, temperature v kurišču, podtlaka v kotlu in še nekaterih dejavnikov. Štiridelna visokotemperaturna izgorevalna komora zagotavlja čisto izgo-revanje. Ločeno dovajanje primarnega zraka od drugih dovodov zagotav-lja optimalno izgorevanje, kar pomeni nizke emisije (CO pod10 mg/MJ). Pepel ostane vedno pod rešetko, posebne grablje pa ga popolnoma sa-modejno odvedejo v posodo za pepel. Za večji izkoristek in optimalno delovanje kotla je poskrbljeno tudi z dodatnimi hranilniki toplote (4.500 l, Fröling Ekocel). Poleg obstoječega kotla na lesne sekance pa je v kotlov-nici kot rezervni kotel tudi kotel na kurilno olje iz leta 1995.Proizvodnja toplote je namenjena izključno za ogrevanje in poteka v času kurilne sezone, medtem ko se topla sanitarna voda preko celega leta zagotavlja z električnimi grelniki.Tehnične značilnosti Nazivna moč .......................................................................................... 220 kW Območje toplotne moči..............................................................73-220 kWToplotna moč goriva pri nazivni moči ......................................242,8 kWPretok goriva pri nazivni moči ........................................................67 kg/hDovoljena obratovalna temperatura ................................................95 °CIzkoristek kotla .......................................................................................90,6 %Dodatni hranilnik toplote  .................................................................. 4.500 lDolžina toplovoda .................................................................................... 35 mProstornina zalogovnik za lesne sekance   .................................... 90 m3Emisije prašnih delcev .....................................................................9 mg/MJEmisije dušikovih oksidov (NOx) ............................................92,0 mg/MJV kotlovnici je nameščena tudi naprava za nenehno spremljanje emisij dimnih plinov (SWG 200). Naprava omogoča kontinuirano spremljanje emisij O2, CO, NO, NO2 in SO2. Meritve v prvi kurilni sezoni so pokazale, da kakovost sekancev (vsebnost vode) bistveno vpliva na emisije CO. Podat-ki meritev emisij dimnih plinov, analiza kakovosti lesnih sekancev ter temperatura zraka bodo predstavljeni na internetni strani Gozdarskega inštituta Slovenije (http://www.gozdis.si ) in bodo omogočali vsem zain-teresiranim pregled nad delovanjem sistema.Dostava goriva Zalogovnik za lesno biomaso je v celoti vkopan v tla pod parkiriščem in tako ne kvari videza okolice, raztezajoče se v neposredni bližini krajinske-ga parka Tivoli, Rožnik in Šišenski hrib, ki je bil zavarovan leta 1984 sama stavba gozdarskega inštituta pa je pod spomeniškim varstvom. Zalogov-nik je s kotlovnico povezan preko podajalnega polža. Taka postavitev omogoča nemoteno dostavo sekancev s prikolicami s potisnim razkla-danjem  ali prekucnimi prikolicami. Zalogovnik ima bruto prostornino 139 m3. Predvidena poraba lesnih sekancev na kurilno sezono bo med 450 in 600 nm3 (odvisno od zimskih temperatur ter kakovosti lesnih sekancev). V ku-rilni sezoni 2010/11, ki se je začela 14.12.2011 (začetek delovanja kotlov-nice) je celotna količina porabljenih lesnih sekancev znašala 450 nm3. V kurilni sezoni 2010/11 so sekance dostavili deset krat, ko je bilo vsako-krat pripeljano približno 45 nm3 sekancev. Sekanci so bili dostavljeni s po-sebno prikolico za prevoz lesnih sekancev. Ob posamezni dostavi se-kancev smo opravili vzorčenje sekancev (skladno z CEN standardom za vzorčenje trdih biogoriv) z namenom spremljanja kakovosti dostavljene-ga goriva.  Skupno je bilo v prvi kurilni sezoni proizvedeno 256,3 MWh toplotne energije.Financiranje Investicija v zalogovnik ter kotlovnico je znašala ca. 157.000 €, pri čemer je bil strošek gradnje zalogovnika zaradi prilagoditve odtokov meteornih vod in vkopa zalogovnika pomemben del stroškov.Struktura investicijskih stroškovObnova kotlovnice ..............................................................................5.000 € Zalogovnik za lesne sekance ......................................................... 64.000 € Dobava in montaža kotla ............................................................... 88.000 € Kotel ............................................................................................... 34.000 € Hranilnik toplote ..........................................................................4.500 € Sistem dovoda sekancev  iz zalogovnika ......................... 17.500 € Druge inštalacije in montaža ................................................ 32.000 €Skupni stroški ...................................................................................157.000 €Strošek servisiranja kotla znaša 960 €/letno. Ob predpostavki, da je povprečna letna potreba po toploti 500 MW, so ocenjeni stroški ogrevanja na lesne sekance 20.100 €, v primeru ogrevan-ja na lahko kurilno olje pa bi bil letni strošek več kot 45.900 € (pri tem nismo upoštevali amortizacije opreme). Z upoštevanjem amortizacije kotla in skladišča za sekance je doba vračanja investicije 6 let, kar dodatno upravičuje investicijo. Trajna oskrba z lesnimi sekanci Trajna in varna dobava sekancev želene kakovosti se zagotavlja z večletno pogodbo. Prav tako je redno vzdrževanje in servisiranje kotlov-nice predmet večletne pogodbe. Gozdarski inštitut dobavitelju plačuje lesne sekance glede na proizvedeno toplotno energijo (stanje na števcu). Cena toplote v obdobju do maja 2012 je 38,28 €/MWh. Ob začetku obratovanja kotlovnice smo pričeli tudi z rednim spremljan-jem kakovosti dostavljenih lesnih sekancev. Pri vsaki dobavi se sekanci vzorčijo pri presipanju v zalogovnik. Vzetim vzorcem izmerimo vsebnost vode (skladno s SIST EN 14774-1:2010), gostoto nasutja (skladno s SIST EN 15103:2011) in porazdelitev delcev (sejalna analiza skladno s SIST EN 15149-1, 2). Sekanci so večinoma narejeni iz mešanega lesa iglavcev in listavcev neposredno iz gozdov ter iz ostankov iz okoliških žag. Gostota nasutja sekancev se je gibala od 241 do 333 kg/nm3. Sekanci so se večinoma uvrščali v velikostni razred P31,5 (EN 14961-4:2011), kar pome-ni, da je glavna frakcija vzorcev merila od 8 do 31,5 mm (70 % mase).V poskusnem obdobju se je kot najbolj problematična izkazala vsebnost vode, saj je v zimskih mesecih presegala priporočeno (w35). Zato se z dobavitelji sekancev že dogovarjamo o strokovni pomoči pri vpeljevanju sistema sprem-ljanja in zagotavljanja kakovosti lesnih goriv. Kotel na lesne sekance proizvajalca FrölingHranilniki toplote s katerimi izboljšujemo učinkovitost sistemaLaboratorij za lesno biomaso naGozdarskem inštitutu Slovenije

Na Gozdarskem inštitutu Slovenije se ogrevamo z lesom : prijazno okolju - neodvisno - lokalno : Ljubljana

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Digital repository of Slovenian research organizations