Brykiety z biomasy bez tajemnic - co naprawdę wrzucasz do pieca?

Brykiety - zdawać by się mogło, że trudno o mniej tajemniczy produkt. 

Każdy, kto kiedykolwiek spędził majówkę na ogródkach działkowych, bez wątpienia miał z nim do czynienia. Jak to jednak często bywa - sprawa jest nieco bardziej złożona, a czarne, owalne węgielki, którymi rozpalamy grilla to tylko jeden z przedstawicieli wielkiej brykietowej rodziny.

Mianem brykietu określamy bowiem wszystkie materiały opałowe powstałe w wyniku sprasowania surowców poddanych wcześniej rozdrobnieniu. Różnią się składem, wartością opałową, zawartością popiołu, a nawet przeznaczeniem. Scharakteryzowanie ich wszystkich wymagałoby bodajże całej książki.

W dzisiejszym artykule skupimy się na brykietach z biomasy, które poza zastosowaniem rekreacyjnym stanowią opłacalne i zrównoważone źródło energii. 

1. Brykiet drzewny (drewniany, wiórowy)

Popularnym rodzajem brykietu, prostym w produkcji oraz dostępnym w handlu detalicznym w niemal każdym markecie budowlanym jest brykiet z drewna, zwany też brykietem z wiórów lub brykietem z trocin.

Produkcja brykietu drzewnego

Wytwarzanie brykietu z drewna opiera się o zmielenie oraz ściśnięcie odpadów drzewnych.

Proces ten odbywa się wewnątrzu maszyny zwanej brykieciarką. Przed wsprowadzeniem drewna do urządzenia, powinno ono zostać wstępnie zmielone, np. za pomocą rębaka do drewna.

Rozdrobnione za drewno poddane zostaje wysokiej temperaturze powstałej w wyniku tarcia, które generuje mechanizm brykieciarki.

Pod wpływem ciepła, drewno uwalnia naturalną ligninę, która wiąże cząstki drewna.

Taka rozgrzana, drewniana masa łatwo poddaje się wytłoczeniu w pożądany kształt. 

Po wystudzeniu, brykiet z drewna jest zbitym, gęstym bloczkiem lub walcem.

Gotowy brykiet może mieć masę nawet do 30% mniejszą niż początkowy surowiec - wynika to z odparowania wody w trakcie procesu wytłaczania.

Brykiet drewniany jest stosunkowo prosty w produkcji. Jest to alternatywna forma pozyskiwania paliwa, zwłaszcza dla warsztatów lub gospodarstw generujących duże ilości odpadów drzewnych. 

Dla działalności z branży tartacznej zakup maszyny brykietującej może stanowić opłacalną inwestycję w energetyczną niezależność, a nawet źródło potencjalnych przychodów.

Zastosowania brykietu z drewna

Brykiety z drewna są powszechnie stosowane jako ekologiczne paliwo do ogrzewania domów w piecach i kotłach na paliwa stałe. 

W ostatnich latach, wraz z rosnącą świadomością użytkowników, brykiety drzewne stały się popularnym paliwem do kominków rekreacyjnych. 

Miłośnicy żywego ognia mogą dzięki nim cieszyć się ciepłym, buzującym płomieniem unikając jednocześnie nieprzyjemnego, gryzącego dymu. 

Gwarantuje to niska zawartość wody w brykiecie - to ona i inne substancje płynne zawarte w drewnie odpowiadają za siwy, niezdrowy wyziew. 

W tym miejscu warto zaznaczyć, że w programach dofinansowań do ekologicznych instalacji grzewczych, takich jak np. “czyste powietrze”, opalanie kominka brykietem z biomasy jest warunkiem pozytywnego rozpatrzenia wniosku.

Jakość i wpływ na środowisko brykietu drzewnego

Kaloryczność brykietów drewnianych plasuje się w zakresie 15 - 19 MJ/kg, w zależności od gatunku i jakości brykietowania drewna.

Drewno liściaste (np. dąb, buk) ma wyższą wartość opałową niż iglaste (np. sosna).

Brykiet drzewny uważany jest za paliwo neutralne węglow, ponieważ podczas spalania uwalnia mniej więcej tyle dwutlenku węgla, ile drzewo składające się na jego skład pochłonęło podczas wzrostu.

Spalanie brykietów drewnianych powoduje uwalnianie się do atmosfery tych samych cząsteczek, jakie emituje palące się drewno - dym zawiera mieszaninę gazów i drobnych cząstek stałych, znanych również jako pył zawieszony lub PM. 

Różnica tkwi jednak w skali. Dobrej jakości brykiet spala się nawet w 98% emitując przy tym znikome ilości dymu i popiołu. 

Spalanie brykietów drewnianych jest w związku z tym zdrowsze dla naszych płuc niż spalanie nieobrobionego drewna. Jest to ważna informacja dla posiadaczy domowych kominków, którzy troszczą się o zdrowie swoich bliskich.

Czynnikiem mogącym znacznie pogorszyć jakość brykietu jest wykorzystanie do jego produkcji drewna lakierowanego lub klejonego. Wszelkie substancje chemiczne, którymi pokryte jest drewno w kontakcie z ogniem mogą generować toksyczne opary.

Należy zwracać uwagę na “czystość” brykietowanego drewna.

2. Brykiet z odpadów rolnych

Prawdziwym game-changerem w dziedzinie recyklingu bioodpadów jest brykiet z biomasy, a dokładniej - brykiet z odpadów rolnych.

Jak sama jego nazwa wskazuje, jest to paliwo pozwalające na powtórne wdrożenie resztek roślinnych i pozostałości procesów przetwórczych w obieg. 

Produkcja brykietów z odpadów rolnych

Proces produkcji brykietu z odpadów rolnych przebiega podobnie jak w przypadku drewna – polega na rozdrobnieniu suchego materiału, a następnie jego sprasowaniu pod dużym ciśnieniem, najczęściej bez użycia dodatków wiążących.
Podczas zagęszczania powstaje ciepło, które zmiękcza struktury roślinne, a lignina zawarta w niektórych resztkach roślinnych (np. w łuskach czy słomie) może częściowo działać jako naturalne spoiwo.

W odróżnieniu od brykietu drewnianego, brykiet ze słomy lub łusek słonecznika może mieć bardziej porowatą strukturę i nieco niższą gęstość. W zależności od użytego surowca, gotowy brykiet może przybrać formę walców, cegiełek lub nieregularnych klocków. Masa końcowa jest również lżejsza od masy początkowej ze względu na odparowanie wilgoci w trakcie prasowania.

Dzięki dostępnośći surowców, brykiety rolnicze są szczególnie atrakcyjnym rozwiązaniem dla gospodarstw wiejskich, przetwórni rolnych i rolników indywidualnych, którzy mogą sami wytwarzać paliwo z własnych odpadów. Dla większych gospodarstw inwestycja w prostą brykieciarkę może oznaczać znaczną oszczędność na ogrzewaniu oraz zwiększenie niezależności energetycznej.

Poza odpadami tradycyjnie kojarzonymi z produkcją biopaliw (łupiny orzechów, siano etc.) przerobieniu na opał mogą podlegać mniej oczywiste pozostałości procesów przetwórczych takie jak, pulpa owocowa, fusy z kawy lub herbaty, chwasty, wytłoczyny z produkcji olejów lub papier, karton czy szeroko pojęta makulatura.

Zastosowania brykietów z odpadów rolnych

Brykiety z odpadów rolnych znajdują zastosowanie przede wszystkim w kotłach na biomasę, piecach przystosowanych do paliw roślinnych oraz w prostych paleniskach gospodarczych.
Rzadziej trafiają do domowych kominków (ze względu na ryzyko spiekania i wyższy poziom popiołu). Coraz więcej osób korzysta z nich w instalacjach grzewczych na wsiach, a także w przemyśle rolniczym i spożywczym.

Wysoka dostępność i niski koszt sprawiają, że brykiet ze słomy czy łusek to jedno z najbardziej ekonomicznych źródeł ciepła.
To także dobry sposób na ekologiczne zagospodarowanie odpadów rolnych, które w przeciwnym razie mogłyby zostać spalone w sposób niekontrolowany lub zutylizowane bez odzysku energetycznego.

Jakość i wpływ na środowisko brykietów rolniczych

Kaloryczność brykietów z odpadów rolnych zależy od użytego materiału – średnio mieści się w przedziale 14–18 MJ/kg.

Brykiety z bardziej “szlachetnych” odpadów, takich jak łuski czy łupiny będą jakością bardziej zbliżone do brykietów drzewnych, podczas gdy te, z nieco mniej palnych odpadów mogą notować niższe wartości kaloryczne.

Zawartość popiołu w przypadku biomasy rolniczej jest wyższa niż w drewnie – średnio 3–7%, co może wymagać częstszego czyszczenia pieców.
Niektóre surowce (szczególnie słoma) mają też tendencję do tworzenia tzw. spieków, co oznacza, że nie każdy kocioł sobie z nimi poradzi. Warto więc używać brykietu rolniczego w urządzeniach przystosowanych do biomasy niskiej jakości.

Pod względem ekologicznym, brykiety z odpadów rolnych są uważane za paliwo neutralne węglowo, podobnie jak brykiet drzewny.
Ich spalanie uwalnia tyle CO₂, ile rośliny zdołały pochłonąć w czasie wzrostu, dzięki czemu nie zwiększają ogólnego bilansu emisji gazów cieplarnianych.

Choć dym z biomasy rolniczej może zawierać więcej pyłów niż ten z drewna, nowoczesne urządzenia grzewcze pozwalają zminimalizować emisję i uzyskać czyste, niemal bezdymne spalanie, z wykorzystaniem nawet 90–95% materiału.
Dla wielu użytkowników, szczególnie na terenach wiejskich, jest to tania, lokalna i odnawialna alternatywa dla węgla i gazu. 

W przypadku brykietów z odpadów zagrożenie bezpośredniej ekspozycji na szkodliwe cząsteczki jest mniejsze, ponieważ ten typ opału nie jest stosowany w otwartych kominkach rekreacyjnych.

3. Brykiety mieszane

Wymienione powyżej rozróżnienie na brykiety drewniane i rolnicze jest podziałem płynnym, a producenci brykietów z powodzeniem mogą łączyć różne odmiany biomasy.

Odpady rolne, drewniane czy resztki z przetwórstwa mogą z powodzeniem składać się na brykiet kompozytowy. W przypadku produkcji brykietów mieszanych kluczowy wpływ na właściwości paliwa będzie miała proporcja drewna do innych rodzajów biomasy. Zasada jest dosyć prosta: im więcej czystego drewna, tym wyższa jakość brykietu.

4. Brykiety - super-paliwa

Jak widać na powyższych przykładach, proces brykietowania różnorakich surowców prowadzi w bezpośredni sposób do polepszenia parametrów ich spalania.

W takim ujęciu brykiet z danego surowca jest jego ulepszoną super-wersją.

Nic dziwnego, że rodzina brykietów stale się rozrasta, a w różnych częściach świata w zależności od dostępnych surowców, ludzie eksperymentują z nowymi metodami polepszania jakości spalania najróżniejszych odpadów naturalnych. 

Bliskim kuzynem klasycznie rozumianych brykietów jest pellet - granulowane paliwo produkowane z różnych rodzajów biomasy, najczęściej drewnopochodnej.

 Aby dowiedzieć się więcej o pellecie sprawdź nasz inny tekst poświęcony temu tematowi.