spot_img

Otpadna drvna biomasa kao vlastiti resurs goriva za brzi doprinos energetskoj tranziciji i razvoju Bosne i Hercegovine

Piše: prof.dr.sc. Nihad Hodžić, Univerzitet u Sarajevu – Mašinski fakultet

Rođen 1970. u Kaknju, Bosna i Hercegovina. Diplomirao je, magistrirao i doktorirao na Univerzitetu u Sarajevu – Mašinski fakultet, gdje je i zaposlen od 1999. godine. Aktuelni je Šef Katedre za energetiku. Do sada je kao autor ili koautor objavio deset (10) udžbenika ili naučnih knjiga od kojih su najnovija izdanja pod naslovom:

  • Hodžić, N.: Sagorijevanje uglja i otpadne drvne biomase u letu uz primjenu primarnih mjera u ložištu – laboratorijska istraživanja sa prijedlogom primjene, Univerzitet u Sarajevu – Mašinski fakultet, Sarajevo, 2021., ISBN- 978-9926-487-02-7, BH-ID – 45478406
  • Hodžić, N.: Pulzirajuće sagorijevanje plinovitog goriva – historijat, fenomeni, razvoj i istraživanje performansi gorionika hlađenog vodom sa prijedlogom primjene, Univerzitet u Sarajevu – Mašinski fakultet, Sarajevo, 2021., ISBN- 978-9926-487-04-1, BH-ID – 45493254
  • Hodžić, N.: Kotlovi, ložišta i peći – zbirka zadataka, Univerzitet u Sarajevu – Mašinski fakultet, Sarajevo, 2021., ISBN- 978-9958-601-99-6, BH-ID – 44413702

Kao autor ili koautor objavio je preko osamdeset (80+) naučnih radova od kojih su tridesetdva (32) u indeksiranim časopisima, žurnalima i specijalnim izdanjima te preko pedeset (50+) radova na međunarodnim konferencijama sa recenzijom. Bio je član ili glavni istraživač u pet (5) međunarodnih projekata od kojih je u jednom (1) bio i voditelj, te više od petnaest (15+) domaćih naučno-istraživačkih projekata od kojih je voditelj bio u njih deset (10). Od preko dvadeset (20+) stručnih projekata i studija u kojima je učestvovao, u deset (10) njih bio je voditelj. Trenutno je u završnoj proceduri izbora u zvanje Redovni profesor. Odgovorni je nastavnik na predmetima: Kotlovi i peći i Uvod u toplotne turbomašine (I ciklus studija), Uvod u energetske tehnologije, Toplotne turbomašine i Energetski parogeneratori i procesi (II ciklus studija) i Sagorijevanje i reaktivni tokovi (III ciklus studija). Do sada je kao mentor ili komentor bio na dvadesetčetiri (24) završna rada na II ciklusu studija i na jednoj (1) doktorskoj disertaciji na III ciklusu studija. Član je svjetskog instituta za sagorijevanje, Combustion Institute (CI) / Adrija sekcija (ASCI). Odgovorna je osoba za rad i unapređenje razvoja tri (3) laboratorije u sklopu Katedre za energetiku od kojih je jedna i Laboratorija za sagorijevanje uglja i biomase.

REZIME

Osnovni ciljevi uveliko aktuelne energetske tranzicije na globalnom nivou su značajno smanjenje, potpuno izostajanje pa čak i uspostava negativne emisije nepoželjnog antropološkog ugljendioksida (CO2) u atmosferu, odnosno dekarbonizacija svih sektora ljudske djelatnosti i življenja putem postepenog i u konačnom potpunog odustajanja od primjene fosilnih goriva čijim se sagorijevanjem generiše a potom i u okolinu emituje, sa aspekta negativnih uticaja na klimu, i navedena nepoželjnja komponenta CO2. Taj proces dekarbonizacije je u zamahu i vremenski je projiciran do 2050. godine  pri čemu je odvijanje tog procesa u osnovi i istovremeno usmjereno u više pravaca. Jedan od njih je usmjeravanje na znatno obimniju primjenu obnovljivih izvora energije, prevashodno energije sunca i energije vjetra te preostalih neiskorištenih hidroenergetskih potencijala – dakle, kroz izgradnju novih energetskih kapaciteta. Na fonu ovoga su i primjena obnovljivih i alternativnih goriva – ponajprije goriva na bazi biomase te industrijskog i komunalnog otpada. Drugi pravac je evidentna ekspanzija kako planiranja tako i izgradnje novih nuklearnih elektrana velikih snaga kao temeljnih ili baznih elektrana energetskih sistema a koje su, istina, na određeni način i razumljiva, ponajprije privilegija bogatih i tehnološki razvijenih zemalja. Paralelan i istovremen pravac doprinosa sprovođenju procesa dekarbonizacije su svakako i kontinuirano poboljšavanje energetske efikasnosti te stalni napori usmjereni ka razvoju novih čišćih i tzv. zelenih tehnologija konverzije primarne energije. Odabir, intenzitet i ukupan obim mogućih i potrebnih aktivnosti za sprovođenje energetske tranzicije su funkcije više varijabli i različite su među državama. U ovom smislu, ključne varijable su postavka postojećeg energetskog sistema, energetski resursi kojim se raspolaže i stepen ukupne razvijenosti zemlje. Stoga su u pogledu nužne energetske tranzicije, zbog dosadašnjeg nivoa primjene fosilnih goriva i prateće im visoke emisije CO2, prepoznatljivo i naročito važni sektori energetike i industrije – energetike naročito sa aspekta vrlo kompleksne i zahtjevne uspostave i obezbjeđenja dugotrajne stabilnosti i nezavisnosti snabdijevanja električnom energijom kao osnovnog preduslova za daljnji privredni razvoj svake zemlje. Ta kompleksnost provođenja energetske tranzicije posebno je izražena u zemljama čiji su energetski i industrijski sektori bazirani dominantno na bazi primjene fosilnih goriva, naročito uglja – takav primjer zemlje je svakako i Bosna i Hercegovina gdje se i u povoljnijim hidrološkim prilikama na nivou godine min 60% od ukupno proizvedene električne energije dobija iz termoblokova na bazi domaćih mrkih i/ili lignitnih ugljeva. Zato je u aktuelnoj eri energetske tranzicije, s tim u vezi i neophodne konkurentnosti u uslovima sve izraženije liberalizacije tržišta električne energije, u postojećim termoblokovima u BiH potrebna nužna i brza djelimična supstitucija fosilnog uglja obnovljivim i/ili alternativnim vrstama čvrstih goriva, ponajprije otpadnom drvnom biomasom. Takav model provođenja energetske tranzicije u sektoru termoenergetike u BiH jeste zahtjevan ali je praktično i jedino moguć, pruža realnu i objektivnu šansu za daljnju opstojnost na tržištu i daljnji razvoj, a kao takav je istovremeno i jedino pravedan, odnosno održiv u predstojećim godinama. U vezi prethodnog, nadalje su, kao dodatni podstrek primjeni domaćih resursa goriva, opstojnosti energetskog sistema i daljnjem razvoju zemlje, pored predstavke značajnih energetskih potencijala i ključnih osobina tih bh ugljeva i otpadne drvne biomase, predstavljeni i izvodi iz konkretnih rezultata laboratorijskih i pogonskih istraživanja i saznanja o procesu kosagorijevanja tih ugljeva i različitih vrsta drvne biomase u različitim tehničko-tehnološkim i temperaturnim uslovima i to sa tri ključna aspekta tog procesa – aspekta efikasnosti, stabilnosti procesa i okolinskog uticaja.

TRENDOVI I MOGUĆNOSTI PRIMJENE BIOMASE KAO GORIVA

Dekarbonizacija sektora energetike i industrije je nužna potreba. U tom smislu sve strožiji zahtjevi vode i ka bar djelimičnoj supstituciji fosilnih goriva obnovljivim i/ili alternativnim gorivima. Ta potreba je naročito izražena u oblasti termoenergetike zemalja u razvoju i čiji je energetski sistem baziran na primjeni vlastitih resursa uglja kao nosioca primarne energije. Zbog izražene kompleksnosti ukupne provedbe, čestih tehničkih ali i ograničenja vezanih za pravnu i stručnu legislativu, pratećih nepoznanica u odvijanju ukupnog procesa te složenih i zahtjevnih tehničkih i investicijskih zahvata na postojećim energetskim i industrijskim postrojenjima, ta energetska tranzicija sa fosilnih ka obnovljivim gorivima, dešava se postepeno jer je prevashodno potrebno u svakom trenutku rada obezbijediti kako stabilnost, pouzdanost i ekonomski prihvatljiv nivo efikasnosti postrojenja tako i stabilnost ukupnog elektroenergetskog sistema. Prema dinamici kojom je projiciran, tranzicijski proces će trajati još izvjesno vrijeme, naročito u zemljama koje tek trebaju da obimnije uđu u taj proces tranzicije energetskog sektora, okvirno dvije-tri decenije – takav primjer države je svakako i Bosna i Hercegovina (BiH). Kako bi se fosilna goriva u dogledno vrijeme i zamijenila a tranzicija energetskog sektora izvršila na održiv način, u fokus istraživanja se stavljaju okolinski prihvatljiva goriva uz daljnje povećanje efikasnosti iskorištenja primarne energije. U kategoriju dostupnih, izdašnih i perspektivnih obnovljivih goriva ponajprije spada biomasa, bilo kao otpadna iz poljoprivredne, šumarske i/ili drvnoprerađivačke djelatnosti. S tim u vezi su istraživanja mogućnosti kosagorijevanja različitih vrsta uglja i šireg spektra različitih vrsta biomase veoma aktuelna u ovom periodu i praktično se izvode u cijelom svijetu. Pored istraživanja koja su usmjerena i determinirana tehnološkim postavkama sagorijevanja u postojećim ložištima veoma velikog broja različitih izvedbi energetskih postrojenja, istraživanja se intenzivno vrše i u pravcu razvoja novih, čistijih tehnologija sagorijevanja. Razvoj takvih novih tehnologija sagorijevanja spada u razvoj tzv. čistih tehnologija uglja (CCT – Clean Coal Tehnology), čime se daje globalni, kako naučni tako i doprinos usmjeren ka ublažavanju porasta srednje temperature i klimatskih promjena na planeti Zemlji, uključujući i doprinos na lokalnom i državnom nivou ka čišćem okolišu, kako već i jeste definirano ciljevima Agende Ujedinjenih Nacija za održivi razvoj 2030 kao i Zelenom Agendom EU i Balkana. U vezi sa navedenim, uključujući u obzir i ranije pomenutu činjenicu da je elektroenergetski sistem u BiH baziran dominantno na domaćem uglju, u BiH nije niti realno niti pravedno u kraćem vremenskom periodu za očekivati drastično smanjenje primjene najvažnijeg domaćeg energetskog resursa, uglja. O tome se govori i u dugoročnoj energetskoj strategiji BiH gdje se jasno pokazuje opredjeljenje ka primjeni domaćeg uglja i u budućnosti. Dosta slična situacija je i u drugim državama na Balkanu. S druge strane, ciljevi Evropske Unije (EU) su jasni i definirani inicijativom European Green Deal, a to je opredijeljenost ka potpunoj klimatskoj neutralnosti do 2050. godine, što je potvrđeno i u godišnjem izvještaju Internacionalne Agencije za Energiju za prošlu godinu. BiH na svom putu ka EU, mora uvažavati i prilagođavati se globalnom tržištu i trendovima koji teže ka čistoj energiji. Evropska Green Deal incijativa je i velika prilika za energetsku tranziciju BiH i drugih država, odnosno praćenje trenda proizvodnje čiste energije, o čemu su govorili i regionalni eksperti iz predmetne oblasti još krajem 2020. na samitu u Sofiji. Trend prelaska proizvodnje električne energije iz uglja na obnovljive izvore energije je dosta spor, investiciono zahtjevan pa i vremenski dugotrajan proces. Zbog toga, ali i zbog trenutne zastupljenosti te naročito zbog stabilnosti i pouzdanosti proizvodnje, uključujući i dosta stabilnu cijenu i u uslovima tržišnih poremećaja, ugalj će kao primarni energent u termoelektranama projicirano i u narednom periodu ostati važan resurs u energetskom sistemu. Istovremeno, zbog konkurentnosti i sve strožijih zahtjeva u pogledu ukupnog smanjenja negativnog utjecaja na okolinu, proizvođači električne energije na bazi uglja su primorani pratiti i usvajati nove tehnologije. Dakle, pored većeg stepena iskorištenja, ova postrojenja treba da su klasificirana i kao postrojenja sa znatno manjim opterećenjem okoline po osnovu zagađujućih i nepoželjnih komponenti u dimnim plinovima. To ujedno i produžuje moguću primjenu fosilnih goriva za izvjestan ali (i Bosni i Hercegovini npr.) veoma bitan vremenski period u kojem treba iznaći daljnju alternativnu odnosno zamjenu za fosilna goriva sa drugim izvorima energije. U nove tehnologije, tehnologije čistog uglja (CCT), ubrajaju se i tehnologije sa dodatnim obnovljivim ili pak alternativnim čvrstim gorivom/kosagorijevanje, npr. kosagorijevanje uglja sa otpadnom drvnom biomasom (u osnovi, to su ostaci iza sječe i obrade drveta, sitno granje, piljevina i slično). Sa stanovišta porijekla i procesa sagorijevanja te pri tome i nastajanja CO2 ova goriva se smatraju obnovljivim i neutralnim. Emisija CO2 iz konvencionalnih kotlova termoelektrana (TE) u BiH na ugalj je i danas izrazito visoka – u prosjeku oko ili pak iznad 950 kg/MWh. Dodatno, ugljevi iz BiH generalno spadaju u niskovrijedne i slaboreaktivne ugljeve, pri čemu je i pepeo iz tih ugljeva veoma sklon prljanju i zašljakivanju ogrijevnih površina u kotlovima. U kratkoročnim i srednjoročnim planovima EU, na čijem je putu i BiH, kosagorijevanje uglja sa biomasom i/ili gorivom nastalim iz komunalnog otpada (goriva stručne nomenklature SRF/RDF – Solid Recovered Fuel/Refuse Derived Fuel) je jedna od najperspektivnijih i za primjenu najbržih aplikacija. Obnovljiva goriva u energetskim i industrijskim kotlovima moraju ispuniti nekoliko kriterija, kao što je odgovarajući energetski potencijal, raspoloživost dobave po mogućnosti tokom cijele godine, odgovarajući hemijski sastav i vlažnost radi redukcije troškova transporta i doprinosa toplotnoj moći te adekvatna, realno prihvatljiva cijena. Otpadna drvna biomasa predstavlja gorivo koje u principu ispunjava sve prethodno navedene kriterije. Primjena biomase i goriva iz otpada je u tehnološki razvijenim zemljama već duže vrijeme u primjeni i sa daljnjom ekspanzijom te primjene. Naime, i djelimična primjena biomase supstituiše određenu količinu uglja u proizvodnji električne i toplotne energije, smanjuje količinu nepoželjnih i štetnih plinova, u kontekstu dekarbonizacije prvenstveno emisije CO2, jer je oko 98% od ukupne antropološke emisije CO2 na svjetskom nivou porijeklom iz sagorijevanja fosilnih goriva, a 30% do 40% od te emisije CO2 nastaje sagorijevanjem uglja. Svake godine sagorijevanjem uglja proizvodi se više od 14 milijardi tona ugljendioksida (CO2), koji se ispušta u atmosferu, od čega taj CO2 većinom nastaje pri proizvodnji električne energije, koji, dalje, negativnom stakleničkom efektu dominantno doprinosi sa učešćem oko 55%. Procjena mogućeg doprinosa odgovarajućih izvora energije, uz istovremeno povećanje stepena efikasnosti tehnologija konverzije energije, u pravcu smanjenja, pa čak postizanja i negativne emisije CO2, je data na slici 1, gdje se uočava i mogućnost značajnog smanjenja emisije CO2 primjenom obnovljivih izvora energije.

Slika 1. Mogući doprinos smanjenju emisije CO2 u budućnosti, (izvor: IEA, 2021).

Stoga je dobijanje konkretnih naučno-društvenih korisnih i primjenjivih rezultata i saznanja o mogućoj primjeni drvne biomase kao domaćeg resursnog goriva u kombinaciji sa domaćim lignitnim i/ili mrkim ugljevima, predstavljalo i više nego dovoljan motiv za obimna istraživanja koja su u laboratorijskim uvjetima sprovedena na Univerzitetu u Sarajevu – Mašinski fakultet tokom prethodnih 15-tak godina.

UKRATKO O RESURSIMA UGLJA I DRVNE BIOMASE U BIH

Poznato je da Bosna i Hercegovina raspolaže značajnim nalazištima uglja. Po vrsti to su lignit i mrki ugalj, dok kamenog uglja nema. Prema posljednjim procjenama, bilansne i eksploatacione rezerve uglja u BiH iznose oko 4,5×109 t, od čega se oko 40% odnosi na mrki ugalj, a oko 60% na lignit, tabela 1. Međutim, kvalitet bh ugljeva značajno varira od jednog bazena do drugog, pa čak i od jednog rudnika do drugog u okviru istog rudarskog bazena. Osnovne karakteristike ovih ugljeva su niska toplotna moć, visok udio mineralne mase (pepela) i vlage te slaba reaktivnost i izražena sklonost pepela iz ovih ugljeva ka formiranju čvrstih naslaga, odnosno sklonost pepela ka prljanju i zašljakivanju kotlovskih ogrijevnih površina.

Tabela 1. Rezerve uglja u Bosni i Hercegovini

Vrsta uglja REZERVE (1.000 t)
Bilansne Vanbilansne Potencijalne Geološke Eksploatacione
Lignit 1.437.635 412.103 1.386.653 3.236.391 1.004.593
Mrki ugalj 1.102.718 206.834 1.101.689 2.411.241 769.839
Ukupno BiH 2.540.353 618.937 2.488.342 5.647.632 1.774.432

(izvor: Studija, Uticaj kvaliteta uglja na troškove proizvodnje električne energije i cijenu uglja; Naručilac: JP Elektroprivreda BiH d.d. Sarajevo, Izvršioci: Mašinski fakultet Sarajevo i Rudarski institut d.d. Tuzla, Sarajevo, 2014.)

Također je poznato da je BiH dosta bogata šumskim područjima, slika 2. Stoga su proizvodnja, uzgoj, obrada i prerada drveta jedna od najstarijih privrednih aktivnosti u zemlji a u aktuelnom vremenu te aktivnosti su i u vidnoj ekspanziji. Taj potencijal i nadalje svakako treba uz odgovoran, ukupno prihvatljiv i održiv način iskoristiti kao značajnu razvojnu komponentu ukupnog privrednog i ekonomskog razvoja zemlje. Međutim, BiH trenutno nema uspostavljen sistem za prikupljanje niti dobavne kapacitete za ostatke iz drvne industrije, niti posve neophodnu relevantnu zakonsku regulativu iz ove oblasti. Mogući razlog tome je i to što dosad biomasa generalno, pa i otpadna drvna biomasa, nisu ni imali značajniju ulogu u energetskoj politici zemlje. Iako trenutno, zbog nepostojanja jasne energetske strategije, nije moguće predvidjeti tehnički potencijal ukupne biomase i otpada koji se očekuje u budućnosti, prema rezultatima istraživanja obavljenih u okviru projekta EU FP6, ADEG, biomasa bi mogla biti drugi najznačajniji obnovljivi izvor energije, nakon hidropotencijala. Kako je tad procijenjeno, ukupan godišnji tehnički energetski potencijal ostataka biomase u BiH iznosi više od 33 PJ, što je ekvivalent za nešto više od 3 miliona tona bh lignita – vidi sliku 3.

Slika 2. Karta biodiverziteta u Bosni i Hercegovini (lijevo); Površina pod šumom u odnosu na kopnenu površinu i broj stanovnika (desno).

Slika 3. Energetski potencijal i gustina potencijala biomase u BiH.

Uspostavom intenzivnih zasada brzorastućih energetskih usjeva (biomase), prevashodno na neaktivnom zemljištu koje je u sklopu rudnika površinske eksploatacije, depoa šljake i pepela, moguć je start i industrijske proizvodnje tih energetskih usjeva biomase a time i pozitivnan doprinos ne samo dekarbonizaciji i energetskoj tranziciji sektora energetike i industrije nego i doprinos daljnjem razvoju zemlje. Prema javnim saznanjima, ovakvi ogledni zasadi drvenaste biljke naziva Miskantus (lat. Miscanthus), dosad su uspostavljeni u okolini Rogatice (1000 m2 lošijeg poljoprivrednog zemljišta), okolini Tuzle (2000 m2 kultivirane deponije površinskog kopa/šljake i pepela iz TE Tuzla) te na Butmiru kod Sarajeva (ogledna parcela Univerziteta u Sarajevu – Poljoprivredno-prehrambeni fakultet).

Nadalje su, kao indikativan primjer, uporedno prikazane osnovne karakteristike prethodno pomenutih domaćih fosilnih i obnovljivih čvrstih goriva (mrkog uglja i otpadne drvne biomase) a koja su prethodnih godina podvrgnuta obimnim laboratorijskim i dijelom pogonskim istraživanjima upravo s ciljem spoznaje o karakteristikama tog procesa i definiranja uslova za moguću i nesmetanu primjenu tih goriva putem kosagorijevanja u realnom pogonu ložišta u sklopu velikih energetskih i industrijskih kotlova. Osim što se ta goriva značajno razlikuju po sastavu i toplotnoj moći – slika 4, neophodno je istaći i značajne razlike ključnih osobina pepela iz predmetnih ugljeva i otpadne drvne biomase jer iste determiniraju kako ponašanje pepela u procesu sa aspekta njegove sklonosti ka prljanju ogrijevnih površina u ložištu/kotlu, tako i izbor primjenjive tehnologije sagorijevanja, koncept i konstruktivno rješenje ložišta/kotla uključujući i prateću opremu na postrojenju – to su prevashodno hemijski sastav i karakteristične temperature pepela iz goriva. Konkretno, na slici je primjer značajno različitih osobina istog uglja iz okvira projektno definiranog garantnog raspona kvaliteta (uglja koji je porijeklom iz istog rudnika!) i osobina drvne biomase ovisno o vrsti i prostorno-vremenskom stanju biomase. Jasno je da se formiranjem mješavina goriva, kako miješanjem različitih ugljeva međusobno tako i miješanjem tih komponentnih ugljeva ili njihovih mješavina sa drvnom biomasom, dobijaju posve nove ukupne osobine tako nastalih mješavina goriva.

Slika 4. Promjenljiv kvalitet goriva: ugalj u garantnom rasponu kvaliteta (lijevo), drvna biomasa po vrsti (otpadna biomasa od smrče i bukve te energetski usjev Miscanthus).

Ovdje je veoma bitno ponoviti pa ujedno i naglasiti, ne samo zbog tehničkog nego i zbog ekonomskog aspekta, da su vlaga i/ili pepeo u bilo kojem gorivu nepoželjni te da se porast tih sadržaja nepovoljno odražava na svaki segment cjelukupnog puta goriva, od neposredne proizvodnje/eksploatacije, preko transporta, skladištenja, homogenizacije, mjerenja potrošnje goriva, termičke i mehaničke pripreme goriva, otežanog rada i vođenja pogona kotla/termobloka, otežanog ili pak nemogućeg dostizanja nominalne produkcije i parametara pare, smanjenja energetske efikasnosti postrojenja te do povećanog negativnog uticaja rada kotla/postrojenja na okolinu. Izražena promjena kvaliteta goriva u vremenu dodatno usložnjava ukupan proces/rad postrojenja uključujući i značajan problem nepouzdanog bilansiranja toplote na nivou termobloka i na ukupnom obuhvatu termoelektrane, smanjuje pouzdanost i raspoloživost termobloka pa time otežava i ukupno vođenje elektroenergetskog sistema.

Naučni rezultati i konkretne spoznaje, kao potrebna argumentovana podloga za preporuku primjene drvne biomase u energetskim i industrijskim ložištima i kotlovima u BiH, dobijeni su tokom laboratorijskih istraživanja karakteristika (ko)sagorijevanja u Laboratoriji za sagorijevanje uglja i biomase na Univerzitetu u Sarajevu – Mašinski fakultet, i to pri različitim tehničko-tehnološkim uvjetima i procesnim temperaturama iz šireg intervala vrijednosti (od 950 °C do 1450 °C) – ti ukupni uvjeti upravo odgovaraju primijenjenim tehnologijama sagorijevanja u realnim postrojenjima, npr. tehnologije sagorijevanja u letu sa suhim ili tečnim odvođenjem šljake iz ložišta. Pri tome je kontinualno vršena analiza sastava dimnih plinova s ciljem utvrđivanja efikasnosti sagorijevanja i nivoa emisije ključnih komponenti dimnih plinova u okolinu te je, kao jednako važno, ustanovljeno ponašanja pepela iz goriva u datim postavkama procesa – primjer, slika 5.

Slika 5. Kosagorijevanje lignita LC, otpadne drvne biomase WB i Miscantusa MI: emisija CO2 i CO (lijevo), uzorci depozita pepela iz ložišta i šljake na izlazu iz ložišta (desno)

KLJUČNI ZAKLJUČCI I PREPORUKE

Rezultati laboratorijskih i pogonskih istraživanja jasno pokazuju da su tretirana obnovljiva i CO2 neutralna goriva, otpadna drvna biomasa i Miscanthus kao brzorastući energetski usjev, pogodna i perspektivna za primjenu s ciljem bar djelimične dekarbonizacije i uspostave održivog sektora termoenergetike i industrije u aktuelnom vremenu energetske tranzicije. To je naročito važno za Bosnu i Hercegovinu kao zemlju u razvoju čiji je energetski sistem baziran dominantno na bazi primjene vlastitih resursa uglja. Istraživanjem je pokazano da je u različitim tehničko-tehnološkim uslovima sagorijevanja, odnosno različitim tehnologijama sagorijevanja, moguća nesmetana primjena tretiranih vrsta biomase i to do 25% udjela u mješavini sa lignitom ili mrkim ugljem. Kao CO2 neutralna goriva, primjena ovih vrsta biomase generalno smanjuje neto emisiju CO2 i to upravo srazmjerno svom masenom udjelu u mješavini s ugljem. U ovom konkretnom slučaju, pokazano je da je stabilno i nesmetano sagorijevanje predmetnih goriva moguće izvoditi uz prihvatljivu i zavidnu energetsku efikasnost (nisku emisiju CO i mali sadržaj ugljika u šljaci i pepelu – UBC<1%). Preciznije, takav efikasan proces konverzije primarne energije iz goriva moguće je uspostaviti u postojećim i najčešćim ložištima sa sagorijevanjem sprašenog goriva u letu bez obzira na režim odvođenja šljake iz ložišta, suhi ili tečni. Istovremeno, u realnim uslovima je moguće efikasnost procesa sagorijevanja dodatno i poboljšati kvalitetnom termičkom i mehaničkom pripremom goriva. Emisija NOx pri kosagorijevanju je na nivou emisije pri sagorijevanju osnovne mješavine uglja, lignita ili mrkog uglja, i praktično ne zavisi od vrste i sadržaja biomase u mješavini. Pokazano je da je u datim uslovima kosagorijevanja ta emisija NOx na nivou emisija pri sagorijevanju mrkog uglja ili lignita, dok je emisija SO2 i dalje dosta visoka. Emisija SO2 dominantno zavisi od temperature sagorijevanja i sadržaja sumpora, naročito sagorivog sumpora u osnovnom gorivu – u lignitu ili mrkom uglju, a praktično neznatno od vrste i sadržaja biomase u mješavini sa ugljem. Iako sadržaj biomase u mješavini sa ugljem direktno mijenja hemijske i fizičke osobine ukupnog pepela u mješavini, ukupni rezultati istraživanja pokazuju da je kosagorijevanje predmetnih goriva moguće nesmetano provoditi u uspostavljenim uslovima i sa aspekta ponašanja pepela iz mješavine u procesu. Preciznije, prisutvo ove dvije vrste biomase ne pogoršava proces u pogledu prljanja i/ili zašljakivanja ogrijevnih površina ložišta. Pri tome su, kod sagorijevanja mješavina na bazi lignita, svi čvrsti uzorci depozita pepela izuzeti iz zone ložišta, kao i svi uzorci šljake i pepela na izlazu iz ložišta, u sipkom i veoma rasresitom stanju bez inicijalnih stopljenih čestica koje su preduslov za intenziviranje neželjene pojave prljanja ogrijevnih površina. Također, prisustvo biomase, pri sagorijevanju sa mrkim ugljem, ne pogoršava osnovno ponašanje pepela iz uglja. Također, vrlo važno je naglasiti i to da su kod kotlovskih postrojenja na ugalj srednje termičke snage (10-50 MWt) te naročito kod kotlova velikih snaga (>50 MWt) tehnički zahvati potrebni za uvođenje biomase u redovan pogon niskog obima a s tim su u vezi i mali investicioni troškovi. Zato se jasno i nedvosmisleno preporučuje brza primjena drvne biomase kao dodatnog goriva u realnom pogonu kako energetskih tako i industrijskih kotlova.

 

POVEZANI ČLANCI

Comments

OSTAVITI ODGOVOR

Molimo unesite komentar!
Ovdje unesite svoje ime

NOVE OBJAVE