Οικονομική και περιβαλλοντική σύγκριση συστημάτων

Το εβαλα και στους δικούς μας servers
jnet.gr/energ/pdf/sygkaysi.pdf

dimlyk έγραψε: τις αποδοσεις δεν θαθελα τις σχολιασω ...μια και τα μεγεθη ειναι σχχετικα

εχει ενδιαφερον παντως ως προς τα καυσιμα για οποιον εχει ικανοτητα επιλογης διαφορων καυσιμων

Νομίζω ότι σαν καύσιμο ενδιαφέρον παρουσιάζει το τσόφλι αμυγδάλου μετά το pellet.. Δυσεύρετο όμως..

Η κατώτερη και ανώτερη θερμογόνο του πυρηνόξυλου νομίζω ότι είναι 'τσιμπημένη' σε σχέση με την πραγματικότητα και η υγρασία που δίνουν στο πυρηνόξυλο είναι πολύ χαμηλή σε σχέση με αυτό που αγοράζουμε συνήθως.. Εκτός και αν το καύσιμο που μέτρησαν δεν είναι το πυρηνόξυλο αλλά πυρήνας..

Θεωρώ ιδιαίτερα για το πυρηνόξυλο ότι αντικειμενικές μετρήσεις και αναλύσεις ως καύσιμο είναι από τον κύριο παρακάτω:

sites.google.com/site/pyrhnoxylo/home

Προσέξτε τι γράφει σε ερώτηματα που του θέτουν:




ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ σε ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ
( φίλων & επισκεπτών στο site )

45. Ερώτηση : ( Ιούνιος 2013– Ευθύμης - Φωκίδα))
Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με καύσιμο ξηρό ελαιοπυρήνα ??
Απάντηση :
To πρώτο που πρέπει να σκεφτείς είναι αν θα μπορείς να ανταγωνιστείς τις τιμές που θα δίνουν τα Πυρηνελαιουργεία της περιοχής σου.
Αν υποθέσουμε ότι αγοράσεις 100 τόννους ελαιοπυρήνα υγρασίας 52% (από τριφασικά ελαιοτριβεία) τότε μετά την ξήρανση θα σου μείνουν σαν καύσιμο 45 τόνοι ( δες Ερώτηση Νο , ενώ ο Πυρηνελαιουργός εκτός από 40 τόνους πυρηνόξυλο (θα ιδιοκαταναλώσει περίπου 4,5 τόνους επιπλέον πυρηνόξυλο για την εκχύλιση) θα πάρει και «μπρούτο - ακατέργαστο» πυρηνέλαιο (περίπου 4%) δηλ. 4 τόνους.
Αν υποθέσουμε ότι αγοράσεις 100 τόννους ελαιοπυρήνα υγρασίας 68% (από διφασικά ελαιοτριβεία) τότε μετά την ξήρανση θα σου μείνουν σαν καύσιμο 17 τόνοι ( δες Ερώτηση Νο 7), ενώ ο Πυρηνελαιουργός εκτός από 15 τόνους πυρηνόξυλο θα παράγει και «μπρούτο - ακατέργαστο» πυρηνέλαιο (περίπου 2,5%) δηλ. 2,5 τόνους.
Το πυρηνέλαιο αυτό πέρσι είχε μέση τιμή περίπου 0,75 ευρώ/κιλό, ενώ φέτος έφτασε περίπου 1,15 ευρώ/κιλό

ΔΗΛΑΔΗ αν δεν πάρεις λάδι από τον ελαιοπυρήνα νομίζω ότι θα είναι πολύ δύσκολο και μάλλον αδύνατον να ανταγωνιστείς ένα Πυρηνελαιουργείο. Αν δεν κάνεις διάταξη για να πάρεις το λάδι ( εκχύλιση ή φυγοκέντριση – το λεγόμενο «ρεπάσο») μάλλον θα πρέπει να χρησιμοποιήσεις σαν πρώτη ύλη – καύσιμο πυρηνόξυλο δηλαδή εκχυλισμένο ελαιοπυρήνα που θα προμηθευτείς από τα Πυρηνελαιουργεία της περιοχής σου. Η τιμή του δεν είναι σταθερή και εξαρτάται από την επάρκεια που υπάρχει (λόγω μεγάλης ή μικρής ελαιοπαραγωγής ) και την ζήτηση (πχ. αυτήν την περίοδο κυμαίνεται στα 80 ευρώ τον τόνο ενώ πέρσι ήταν 100 ευρώ / τόνο).

Οσον αφορά τις θερμικές αποδόσεις συγκριτικά με τα pellets ξύλου κλπ, δεν υπάρχει ουσιαστικά διαφορά. (το καθαρό ξύλο είναι λίγο παραπάνω, περίπου 3.400 έναντι 3.200 Kcal/Kgr, - για τις ίδιες υγρασίες). Αδειοδότηση χρειάζεται έτσι είτε αλλιώς και εκτιμάται περίπου στον 1 χρόνο, ο χρόνος κατασκευής μίας γραμμής ξήρανσης δεν υπερβαίνει τους 3 μήνες και όπως αναφέρεις η χώρα μας έχει παράδοση στα κρατικά - κυβερνητικά «καλοστημένα κόλπα».Τέλος πρέπει να σου επισημάνω την εκκρεμότητα που υπάρχει αν είναι νόμιμη η καύση του ξηρού ελαιοπυρήνα από τον οποίο δεν έχει αφαιρεθεί το υπολοιπόμενο λάδι.(δες Ερώτησεις Νο12,13,16,30)


44. Ερώτηση : ( Μάρτιος 2013– Σπύρος)
Επιλογή λέβητα - καυστήρα βιομάζας ??
Απάντηση :
Καταρχάς ας μιλήσουμε για τον καυστήρα βιομάζας. Εχω αναφέρει και σε άλλες απαντήσεις ότι κατά την γνώμη μου ένα σύστημα καύσης βιομάζας (και γενικώτερα στερεών καυσίμων), ανεξάρτητα από το μέγεθος του, θα πρέπει να διαθέτει :

Σύστημα προώθησης του καυσίμου (κοχλίας, δονούμενη κεκλιμένη σχάρα, αεροφυσητήρας κλπ.) και την αντίστοιχη επιφάνεια καύσης.
Ανεμιστήρα προώθησης αέρα καύσης ( όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια καύσης τόσο περισσότερες ανεξάρτητες ζώνες αέρα καύσης απαιτούνται)
Ανεμιστήρα απορρόφησης καυσαερίων
Κυκλωνικό σύστημα κατακράτησης στάχτης.

Οταν αυτά τα συστήματα έχουν υπολογιστεί και σχεδιαστεί σωστά η καύση είναι απόλυτα ελεγχόμενη και ο λέβητας έχει πολλή καλή απόδοση. Λειτουργεί χωρίς προβλήματα (φράξιμο αυλών ή διαδρομών), ο καπνός είναι ελαφρά άσπρος (λόγω υγρασίας καυσίμου) και η εκπομπή σκόνης -στάχτης από την καμινάδα είναι ουσιαστικά μηδενική. Διαφορετικά εμφανίζονται διάφορα προβλήματα όπως μαύρος καπνός από την καμινάδα, εκπομπή σκόνης – "καρβουνίδια" από την καμινάδα, συσσώρευση άκαυστου υλικού στο χώρο καύσης, μυρωδιά ατελούς καύσης κλπ.
Ολα όμως αυτά τα θέματα έχουν την αιτία τους και την λύση τους. Ολες αυτές οι επιλογές – λύσεις λαμβάνουν υπόψη τα χαρακτηριστικά του στερεού καυσίμου ( στοιχειακή ανάλυση για υπολογισμό αέρα καύσης και καυσαερίων, κοκκομετρία του καυσίμου για την ταχύτητα καύσης, ποσοστό και κοκκομετρία τέφρας για υπολογισμό του κυκλώνα.)

Ας αφήσουμε τα θεωρητικά και ας μιλήσουμε λίγο πιο πρακτικά
Ο καυστήρας θετικής μετατόπισης (ηφαιστειακού τύπου, όπως τον αποκαλείς) θα ανταποκριθεί πολύ καλά αν η κοκκομετρία του καυσίμου είναι μέχρι 10mm («στραγάλι») και το ποσοστό της τέφρας μικρότερο του 8%.(αν βέβαια είναι σωστά υπολογισμένη – σχεδιασμένη η εγκατάσταση)
Στον καυστήρα προώθησης καυσίμου με αέρα υπάρχουν (τουλάχιστον στις μεγάλες εγκαταστάσεις ) δύο τύποι :
Ο «δυναμικός» με φυσητήρα ο οποίος απαιτεί την λειοτρίβιση και κονιορτοποίηση του καυσίμου ώστε να μειωθεί στο ελάχιστο ο χρόνος καύσης και συνήθως η τροφοδότηση γίνεται με αερόψυκτα ή υδρόψυκτα "μπέκ".
Ο «μηχανικός», ο οποίος απλά είναι ένας μικρός ανεμιστήρας προώθησης του καυσίμου στο χώρο καύσης και ουσιαστικά η καύση γίνεται σε μία εσωτερική «επιφάνεια καύσης», όπου διοχετεύεται ο αέρας καύσης.
Οσον αφορά τον λέβητα η άποψή μου είναι σαφώς υπέρ του αεραυλωτού έναντι του υδραυλωτού για τον λόγο ότι στον αεραυλωτό μπορείς να πετύχεις μεγάλες και συμμετρικές ταχύτητες καυσαερίων έχοντας καλύτερο συντελεστή μετάδοσης θερμότητας και μειώνοντας την επικάθηση της στάχτης στο εσωτερικό των αυλών. Στον υδραυλωτό οι ταχύτητες δεν είναι συμμετρικές και οι επικαθήσεις αναπόφευκτες (σημεία μικρής ταχύτητας) ειδικά αν το καύσιμο έχει υγρασία πάνω από 8%.
Οι οριζόντιες ή κάθετες διαδρομές δεν φαίνονται να έχουν ιδιαίτερη σημασία, αφού έχουμε βρει λύσεις σε αεραυλωτούς λέβητες με οριζόντιους αυλούς μήκους μέχρι και 6,0m.

Καύση ελαιοπύρηνα για οικιακή θέρμανση μέσα στις πόλεις - προβλήματα ??
Απάντηση :
Από όσο γνωρίζω η καύση εκχυλισμένου ελαιοπυρήνα (πυρηνόξυλο) που η περιεκτικότητα του σε λάδι είναι μικρότερη 2% επιτρέπεται μέσα στις πόλεις. Από άποψη περιβαλλοντική είναι πιο φιλικό από το πετρέλαιο, διότι δεν περιέχει θείο και δεν συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου ( αφού αναφερόμαστε σε καύση φυτικής βιομάζας)
Πιό είναι το πρόβημα ???
Είναι ότι οι περισότεροι κατασκευαστές λεβήτων οικιακής θέρμανσης (μάλλον για συμπίεση του κόστους κατασκευής) στον λέβητά τους :

δεν τοποθετούν ανεμιστήρα απαγωγής καυσαερίων με συνέπεια να μην γίνεται καλή καύση ( εμφανής μαύρος καπνός ατελούς καύσης) και να «μπουκώνουν» οι αεραυλοί του λέβητα απαιτώντας πολύ συχνούς καθαρισμούς.
δεν τοποθετούν κυκλώνα συγκράτησης στάχτης με συνέπεια όταν ο λέβητας ειναι καθαρός (και υπάρχει μεγάλος ελκυσμός) να είναι πιθανή η εκπομπή μικρών καρβουνιδίων στον περιβάλλοντα χώρο.

Επίσης πρέπει να έχεις υπόψη σου ότι ακόμα και η «σωστή» καύση του πυρηνόξυλου έχει σαν οπτικό αποτέλεσμα την εκπομπή από την καμινάδα ελαφρού άσπρου καπνού ( λόγω της υγρασίας του καυσίμου 12% -14%). Τέλος πρέπει να σου αναφέρω ότι το πυρηνόξυλο, αν είναι πολυκαιρισμένο, αναδύει και μία μυρωδιά (λόγω ζυμώσεων που αναπτύσονται στο σαρκώδες μέρος).
Ολα τα παραπάνω προβλήματα ουσιαστικά εκμηδενίζονται αν αντί για πυρηνόξυλο βρείς ξύλο πυρηνόξυλου ( διαχωρισμένο πυρηνόξυλο που έχει αφαιρεθεί το σαρκώδες μερος). Είναι πιό ακριβό αλλά πραγματικά το αξίζει, είναι όμως δυσεύρετο.

2.β.Θερμογόνος δύναμη πυρηνόξυλου

Η θερμογόνος δύναμη του καυσίμου, από εργαστηριακές αναλύσεις, υπολογίζεται στις 4.700 – 5.000 Kcal / Kgr

Θερμογόνα δύναμη (επί ξηρού) : 5.063 Kcal / Kgr (ΕΜΠ – Μάιος 2000)

19,7 KJ / gr = 19.700 KJ / Kgr = 4.710 Kcal / Kgr (ΕΜΠ – Μάιος 1981)

Αλλά και θεωρητικά από την στοιχειακή ανάλυση που παρουσιάζεται παραπάνω η θερμογόνος δύναμη (επί ξηρού) προκύπτει :

8.100*C+29.000*(H-O/ + 2.500*S = 4.400 έως 4.650 Kcal / Kgr

Η οφέλιμη θερμογόνος δύναμη, όμως, είναι αρκετά μικρότερη για δύο κύριους λόγους :

· Την υγρασία του καυσίμου που κυμαίνεται από 10% - 18%

· Την ανάγκη παροχής αέρα καύσης με περίσσεια μέχρι και 50% ( για την επίτευξη τέλειας καύσης ) καί άρα την σχετικά μεγάλη απώλεια θερμότητας στα καυσαέρια.

Η οφέλιμη θερμογόνος δύναμη υπολογίζεται απο αναλυτικούς Πίνακες (λόγω υγρασίας και λόγω απώλειας καυσαερίων ) και για παράδειγμα αναφέρουμε ότι για καύσιμο πυρηνόξυλο υγρασίας 10%, με περίσσεια αέρα καύσης 40% και με θερμοκρασία καυσαερίων στους 180o C, η οφέλιμη θερμογόνος δύναμη είναι 3.350 Kcal / Kgr, ενώ για αντίστοιχο πυρηνόξυλο υγρασίας 18% ( ίδια περίσσεια αέρα καύσης 40% και θερμοκρασία καυσαερίων στους 180o C ) υποβιβάζεται στις 2.940 Kcal / Kgr.

Κατά την γνώμη του γράφοντα η τιμή που πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στους γενικούς υπολογισμούς είναι 3.100 - 3.200 Kcal / Kgr.

Η θερμοδυναμική ισοδυναμία του πυρηνόξυλου έναντι άλλων καυσίμων έχει όπως παρακάτω (για υγρασία πυρηνόξυλου 14% , με περίσσεια αέρα καύσης 40% και θερμοκρασία καυσαερίων 180o C) :

· έναντι του μαζούτ 3500 : 7.230 έναντι 3.150 Kcal / Kgr = 2,296

· έναντι του ντήζελ : 9.460 έναντι 3.150 Kcal / Kgr = 3,004

· έναντι του πετρελαικού κώκ : 6.830 έναντι 3.150 Kcal / Kgr = 2,167
(*) στις παραπάνω ισοδυναμίες έχει ληφθεί υπόψη η απώλεια των καυσαερίων πού υπολογίζεται μέ βάση τον απαιτούμενο αέρα καύσης και έχει όπως παρακάτω :
Πυρηνόξυλο : αέρας καύσης με περίσσεια 40% - απώλεια καυσαερίων 19,5%
Μαζούτ 3500 : αέρας καύσης με περίσσεια 15% - απώλεια καυσαερίων 8,2%
Ντήζελ : αέρας καύσης με περίσσεια 5% - απώλεια καυσαερίων 12,8%
Πετ. Κώκ : αέρας καύσης με περίσσεια 40% - απώλεια καυσαερίων 10,4%

Τέλος πρέπει να αναφέρουμε ότι εάν γίνει αεροδιαχωρισμός του πυρηνόξυλου σε ξυλώδες και σαρκώδες μέρος, με βάση υπάρχουσες στοιχειακές αναλύσεις, η ωφέλιμη θερμοδυναμική αξία των δύο μερών υπολογίζεται (για υγρασία 14%, αέρας καύσης με περίσσεια 40% και θερμοκρασία καυσαερίων 180o C) :

Ξυλώδες μέρος (ξύλο πυρηνόξυλου) : 3.440 Kcal / Kgr

Σαρκώδες μέρος (ψύχα πυρηνόξυλου) : 2.800 Kcal / Kgr

Η θερμοκρασία καύσης, σύμφωνα με την εμπειρία και την βιβλιογραφία, κυμαίνεται απο 1.200o C έως 1.300o C ( Κ. Λεφας )