Energia z własnego pola

Coraz wyższe koszty opału do ogrzewania budynków mieszkalnych i gospodarczych zmuszają nas do szukania rozwiązań tańszych i bardziej przyjaznych środowisku. Takim rozwiązaniem są odnawialne źródła energii, do których należy słoma.

Polskie rolnictwo produkuje corocznie około 25 mln ton słomy. Częściowo jest ona wykorzystywana jako ściółka i pokarm w chowie zwierząt oraz do nawożenia pól. Od 1990 roku, w wyniku spadku pogłowia zwierząt hodowlanych, obserwuje się wzrost niewykorzystywanej słomy do około 12 mln ton rocznie. Większość tej słomy jest przyorywana, co powoduje zwiększenie zawartości próchnicy w glebie. Tymczasem nadwyżki produkowanej słomy mogą być wykorzystywane do celów energetycznych, przynosząc rolnikom dodatkowe dochody w postaci taniego i będącego na miejscu źródła ciepła dla ogrzania budynków.

Wartość opałowa słomy wynosi około 15 MJ/kg. Z poniższej tabeli wynika, że pod względem energetycznym 1 tonie węgla odpowiada około 1,5 tony słomy. Zatem do ogrzewania przez cały sezon grzewczy domu mieszkalnego o powierzchni 200 m2 potrzeba słomy zebranej z 3–4 ha (przy jej plonach 2–3 t/h). Ta sama ilość słomy wystarczy także na wysuszenie ziarna kukurydzy zebranego z powierzchni 8 ha, rzepaku – z 30 ha, zbóż – z 40 ha.

Korzystanie z takiego sposobu ogrzewania pozwala na zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska. Podczas spalania słomy wydzielają się niewielkie ilości popiołu i siarki. Mała jest także ilość wydzielanych do atmosfery tlenków azotu. Ponadto podczas procesu spalania wydziela się tylko 0,2% CO, podczas gdy w tradycyjnych kotłach opalanych węglem zawartość ta, mieszcząca się w granicach 0,5–1%, uważana jest za dobrą. Warto zaznaczyć, że emisja dwutlenku węgla podczas spalania słomy odpowiada ilości CO2, jaką absorbują w procesie fotosyntezy rośliny podczas rocznego rozwoju. To właśnie ma ogromne znaczenie dla środowiska, gdyż redukuje powstawanie efektu cieplarnianego.

Do spalania słomy używa się specjalnie skonstruowanych kotłów, które umożliwiają dopalanie się gazów powstających podczas spalania. Dopalanie musi odbywać się w temperaturze nie mniejszej niż 800oC. Problem ten udało się rozwiązać poprzez zainstalowanie w kotle dmuchawy, która tłoczy powietrze prostopadle do załadowanych balotów. Podczas spalania baloty słomy pod własnym ciężarem przesuwają się w dół, a gazy uchodzą w kierunku przeciwnym do strumienia wdmuchiwanego powietrza, dopalają się i oddają ciepło przed ujściem do komina. W celu utrzymania temperatury spalin na poziomie 200–220oC kotły wyposaża się w automatykę sterującą całym procesem spalania. Załadunek balotów do kotła może odbywać się ręcznie lub mechanicznie.

Słoma ulega bardzo szybkiemu spalaniu, stąd warunkiem koniecznym podczas budowy kotłowni jest zainstalowanie odpowiednio dużego zbiornika akumulacyjnego wypełnionego wodą, stosując dwa obiegi wodne (mały: piec – akumulator ciepła, oraz duży: akumulator ciepła – instalacja grzewcza). Zbiorniki akumulacyjne muszą być izolowane przed utratą ciepła.

Przy tego typu ogrzewaniu komin powinien być stalowy (izolowany) lub murowany, o szerokości i wysokości odpowiedniej dla mocy cieplnej zainstalowanego kotła.

Sprawność cieplna kotłów na słomę wynosi około 80% i jest porównywalna ze sprawnością kotłów węglowych. Koszt wymiany kotła zazwyczaj zwraca się po 2–4 latach, a ogrzewanie słomą jest 2–3-krotnie tańsze w porównaniu z innymi nośnikami energii.

Wartość opałowa różnych nośników energii

Nośnik energii  Wartość opałowa

Węgiel kamienny            25,0 MJ/kg

Węgiel brunatny             8,0 MJ/kg

Koks                             27,0 MJ/kg

Gaz ziemny GZ-50           34,3 MJ/m3

Gaz propan-butan           45,0 MJ/kg

Olej opałowy                  42,0 MJ/kg

Energia elektryczna       3,6 MJ/kWh

Słoma zbożowa               14,0–15,2 MJ/kg

Piotr Nowak
Kujawsko-Pomorski Ośrodek Doradztwa Rolniczego