Archiwa kategorii: Opał niesortowany

Prawdziwy postęp techniczny w spalaniu węgla

Fachow­cy z całego świa­ta roz­maw­iali w Warsza­w­ie o czystym spala­niu bio­masy i węgla… w “trzec­im świecie”. Pol­s­ka – kraj duszą­cy się w syfie, który sam sobie pro­duku­je przez zaco­fanie w spala­niu tych paliw, nie jest zain­tere­sowany roz­wo­jem tech­nologii, bo łudzi się, że już-zaraz od węgla w domach całkiem ode­jdzie. Gdy my potrafimy głównie wieszać czu­jni­ki i pisać apki, w “trzec­im świecie” pow­sta­ją proste i tanie piece, które emisją biją na głowę naszą 5. klasę.

Przekleństwo aspirujących do pierwszego świata

W Polsce czu­je­my się w wielu wzglę­dach już-praw­ie pier­wszym światem. Węgiel i drewno są skazą na tym wyobraże­niu, jak­by gdzieś wybiło XIX-wieczne szam­bo. Każdy nor­mal­ny człowiek, co sam nie musi­ał się w tym nigdy taplać, chci­ał­by się tego smro­du pozbyć czym prędzej. Ponieważ w powszech­nym przeko­na­niu smród = węgiel a węgiel = smród, dla pozby­cia się smro­du trze­ba pozbyć się węgla. Do tego dochodzi main­streamowa zielona nar­rac­ja jaki to węgiel jest zły i już tuż-tuż jego kres (a w każdym razie trze­ba ku temu dzi­ałać). To zbiera swo­je żni­wo nawet wśród tzw. węglowej nau­ki (tu mamy pro­fe­so­ra, który 10 lat temu sze­fował ICh­PW a dziś bardziej skrę­ca ku gazowi).

Kto by chci­ał rozwi­jać cokol­wiek w tym – jak się zewsząd słyszy – dogo­ry­wa­ją­cym światku? Kiedyś się dzi­wiłem, jak to możli­we, że w tzw. trzec­im świecie jest postęp w spala­niu węgla i drew­na, a u nas – nic.

Odpowiedź wyda­je się pros­ta: trze­ci świat jest świadom, że od paliw stałych dłu­go nie ucieknie choć­by chci­ał. Tam widzą, że warto i trze­ba popraw­iać tech­nologię ich spala­nia. Piece muszą być proste i tanie, bo inaczej nie będzie komu ich kupować a państ­wa nie stać na spraw­ian­ie wszys­tkim drogich prezen­tów.
My też dłu­go od węgla nie uciekniemy. Różni­ca jest taka, że oszuku­je­my się i łudz­imy, że wcale tak nie jest. Dlat­ego nie rozwi­jamy tech­nologii jego spala­nia a jed­nocześnie nie nad­chodzi upragnione zniknię­cie węgla. Stoimy w miejs­cu.

Gdy­by 20 lat temu prócz kotłów poda­jnikowych wrzu­cono na rynek także tanie i czyste kotły zasy­powe, dziś nie było­by wielkiego śmierdzącego prob­le­mu. Cza­su nie cofniemy, ale może­my ruszyć tem­at dziś. Nieste­ty z odpowiedzi na moją pety­cję sprzed trzech miesię­cy w tej spraw­ie (a raczej ich niemalże braku) wyni­ka, że państ­wo pol­skie nie jest zain­tere­sowane zapewnie­niem swoim oby­wa­telom taniego i czys­tego ciepła z węgla i drew­na. Dlaczego? Moż­na odgad­nąć z cytowanej poniżej wypowiedzi min­is­tra środowiska: po co rozwiązy­wać prob­lem u pod­staw, kiedy na odpędze­nie wid­ma kar z Bruk­seli wystar­czyło przy­gasić najwięk­sze pożary (i to głównie na papierze póki co).

Warsaw Stove Summit 2017

Rok temu w Warsza­w­ie odbyła się War­saw Stove Sum­mit – między­nar­o­dowa kon­fer­enc­ja na tem­at roz­wo­ju czystych i tanich pieców na bio­masę i węgiel. Dlaczego piszę rok po fak­cie? Bo dowiedzi­ałem się o tym kil­ka dni temu, zupełnym przy­pad­kiem. Wydarze­nie nie było nijak nagłośnione w Polsce choć goś­ciło je Min­is­terst­wo Środowiska. Pol­s­kich prele­gen­tów było mniej niż rodzynek w serniku, bo u nas nikt nie zaj­mu­je się roz­wo­jem tanich i czystych pieców. Byli za to ciekawi i konkret­ni ludzie ze świa­ta, którzy nad tym pracu­ją, co w efek­cie poz­woli porów­nać pol­skie i “trze­cioświa­towe” pode­jś­cie do roz­wo­ju w dziedzinie spala­nia węgla i drew­na.

W kon­fer­encji palce macza­ły nie tylko orga­ni­za­c­je od lat związane z roz­wo­jem pieców, szczegól­nie tych do gotowa­nia, ale także ludzie zaj­mu­ją­cy się… ochroną lodow­ców, czy szerzej: sprawa­mi kli­matu. Że niby piec na węgiel nie ma wiele z tym wspól­nego? Byna­jm­niej. Ok. 3 mil­iardy ludzi na świecie na co dzień gotu­je i ogrze­wa się bio­masą lub węglem. Zanieczyszczenia przy tym pow­sta­jące to nie tylko choro­by bezpośred­nich użytkown­ików pieców – to też nad­mierne nagrze­wanie atmos­fery, bowiem cząst­ki sadzy w niej zaw­ies­zone świet­nie chłoną promieniowanie słoneczne. O tym się rzadziej mówi niż o CO2, bo to wyma­ga wiedzy tech­nicznej a najgłośniejsi zawsze są ekolodzy “roman­ty­czni”, którzy zami­ast wiedzy mają w głowach ślepą ide­ologię.

Dostęp­ne są prezen­tac­je z kon­fer­encji (wszys­tko po ang­iel­sku). Ja skupię się na dwóch z nich.

Polski dogmat: drogo, drożej, kosmos

Jedyny poważny pol­s­ki akcent na kon­fer­encji stanow­ili prof. Szlęk i dr Robert Kubi­ca. Cóż tam mogli zaprezen­tować? Dro­gie kotły na dro­gie pali­wa. I elek­troflit­ry. Słowem: ma być czys­to – musi być dro­go.

Obrazek z 2016, pier­wot­nie satyryczny wobec kierunku, w jakim zmierza ogrze­wanie węglowe, w 2018 roku już doku­men­tu­ją­cy rzeczy­wis­tość, a niedłu­go może być miłym wspom­nie­niem, że lep­iej już było.

Jako przykład najczyst­szego kotła przy­toc­zony został niemiec­ki Wind­hager PuroWIN. To w pełni zau­tomaty­zowany kocioł na zrębkę drzewną, który emi­tu­je poniżej 1mg/m3 pyłu. Czyli 40 razy mniej niż wyma­ga 5. klasa. Jak się przyjrzeć zasadzie jego dzi­ała­nia, to jest ona taka, jak w kotle górnego spala­nia roz­palonym od dołu – z tą różnicą, że gór­ni­ak prz­er­abia pali­wo na gaz i wypluwa ten gaz kominem nie spali­wszy go. Tutaj z początku jest tak samo, ale potem inaczej: nad pali­wem zna­j­du­je się pal­nik, w którym gaz drzewny jest spalany a automaty­ki podtrzy­mu­je tam płomień, tak że nie ma mowy o dymie­niu. Dokład­nie zasadę dzi­ała­nia tego kotła obrazu­je poniższy film.

Jest ultra­czys­to – jest też ultra­dro­go. Jest to wyrób zachod­ni na ryn­ki zachod­nie, dlat­ego w mocy 24kW kosz­tu­je w Polsce (trzy­ma­j­cie mnie) 81 tysię­cy zło­tych!

Prele­gen­ci kon­kludu­ją: nie sztu­ka spalać czys­to – sztu­ka zbu­dować kocioł czysty a odpowied­nio tani. No i oczy­wiś­cie pali­wo cer­ty­fikowane wysok­iej jakoś­ci musi być.

Dawno się o tym przekon­ałem, że pol­s­ka “nau­ka węglowa” odfrunęła w oko­lice Jow­isza. Jedyną możli­wą i słuszną drogę widzą w automatyce, elek­tron­ice i najlep­szej jakoś­ci naj­droższych pali­wach. To jest bard­zo prag­maty­czne pode­jś­cie z ich punk­tu widzenia, bo bez automaty­ki, elek­tron­i­ki i na nor­mal­nych pali­wach trud­niej jest osiągnąć najczyst­sze spalanie. Moż­na by nawet pomyśleć, że się nie da. W końcu naukow­cy z wielo­let­nim doświad­cze­niem mieli­by się mylić?

Tak się skła­da, że na tej samej kon­fer­encji pojaw­ił się jaskrawy przykład pod­waża­ją­cy tę nar­rację. Więcej: ja, wobec tego przykładu, na miejs­cu pol­skiej “nau­ki węglowej” zapadłbym się dawno pod ziemię.

To, czego nam trzeba, dzieje się w Kirgistanie

Kiedyś pisałem o czystych piecach kuchen­nych dla “trze­ciego świa­ta”. Był tam rodzynek: mon­gol­s­ki piec na węgiel (wszys­tko inne jest na drewno/biomasę). Jego autorem jest Crispin Pem­ber­ton-Pig­ott z RPA, który pracu­je przy szeregu przed­sięwz­ięć związanych z czystym spalaniem węgla w domowych piecach w wielu kra­jach. Jako jeden z niewielu naukow­ców na tym poletku rozwi­ja tanie i proste urządzenia do spala­nia węgla i ma odwagę mówić prawdę o tym pali­wie ludziom od dziec­ka nauc­zonym doświad­cze­niem, że węgiel to dym i smród. Poniżej jego prezen­tac­ja z kon­fer­encji w Warsza­w­ie.

Początek prezen­tacji wyjaś­nia, skąd się bierze dym przy spala­niu węgla i że wcale go być nie musi. Autor argu­men­tu­je, że obec­nie błęd­nie sto­su­je się poję­cia “jakoś­ci” pali­wa albo pieca. Zami­ast tego należało­by patrzeć na koń­cowy efekt w postaci emisji, a na to wpływ ma zestaw: pali­wo + piec + palacz:

  • kiep­skie pali­wo w dobrym piecu z dobrym palaczem – da dobry efekt,
  • świetne pali­wo w kiep­skim piecu z kiep­skim palaczem – to będzie dra­mat.

Potem opisana jest budowa i dzi­ałanie nowoczes­nego pieca węglowego.

Piec spala­ją­cy krzyżowo (bard­zo rzad­ko po pol­sku wys­tępu­je ten ter­min). W isto­cie nasze kotły dol­nego spala­nia pracu­ją bard­zo podob­nie. 1. Zasob­nik węgla, 2. Stre­fa wstęp­nego pod­grze­wa­nia pali­wa, 3. Stre­fa kok­sowa­nia, 4. Stre­fa spala­nia kok­su, 5. Spalanie gazów, 6. Miejsce na gar­nek. W prze­ci­wieńst­wie do piecyków roz­palanych od góry, ten może pra­cow­ać na okrągło, bo da się łat­wo uzu­peł­ni­ać pali­wo bez zaburza­nia pro­ce­su spala­nia.

Budowa takiego pieca jest zaskaku­ją­co pros­ta. Tu nie ma wiel­kich nowoś­ci, ale rzetelne trzy­manie się praw fizy­ki i chemii:

  • pali­wo pali się w niewielkiej por­cji, dzię­ki czemu mamy kon­trolowane spalanie, a nie pożar,
  • moc generu­je głównie por­c­ja żaru (4), który zawsze pali się czys­to,
  • smoły węglowe ze stref (2) i (3) są uwal­ni­ane pomału i muszą prze­jść przez to żarowe infer­no, gdzie zosta­ją ele­gancko dopalone,
  • komo­ra dopala­nia (5) jest izolowana, jest tam czas, miejsce i warun­ki (gorą­co), by prz­ereagowało wszys­tko, co jeszcze nie jest dopalone w stru­mie­niu gazów.

Poniżej przykład­owe wyko­nanie tego rodza­ju pieca, który w Kir­gis­tanie kosz­tu­je w przelicze­niu ok. 600zł.

Widok od fron­tu

Przekrój

Wsyp pali­wa (węgiel sorty­men­tu gorszek) jest po lewej. Po prawej pal­nik, w którym ukła­da się roz­pałkę i pod­pala od góry

Moment roz­pale­nia

Piec przed ostate­cznym mon­tażem górnej pły­ty

Pra­ca na małej mocy

Pra­ca na pełnej mocy

Naj­ciekawsze rzeczy zaczy­na­ją się gdy mowa o emis­jach. Na tym wykre­sie doty­czą­cym powyższego pieca chwilowa emis­ja pyłów jest trud­na do zauważe­nia, bo kładzie się na osi X. Widać zaz­nac­zone poje­dyncze wartoś­ci: ułam­ki miligra­ma. Łącznie w ciągu 6 godzin tes­tu piec wyemi­tował 100mg pyłu ze spale­nia 7,2kg węgla. Dla porów­na­nia kocioł 3. klasy mógł emi­tować 150mg pyłu tylko w 1m3 spalin! W kotle 5. klasy tyle pyłu będzie w 2,5m3 spalin pod­czas gdy spale­nie takiej iloś­ci pali­wa wyt­warza w sum­ie dziesiąt­ki metrów sześ­ci­en­nych spalin.

Bada­nia tego i innych pieców wykony­wane były w Chi­nach, Mon­golii, na Indonezji i w RPA. Nie są bezpośred­nio porówny­walne z tym, jak bada się kotły u nas, ale ta różni­ca dzi­ała po trosze na nieko­rzyść tych pieców – u nas w bada­niu pomi­ja się roz­palanie a tam zostało ono uwzględ­nione (tu powyżej widać poje­dyncze sko­ki emisji pyłu na samym początku – to moment pod­pale­nia roz­pał­ki).

Na pod­staw­ie wykre­su moż­na przyjąć, że śred­nio piec emi­tował (zaokrąglając z zapasem w górę) jakieś 0,2mg/m3 pyłu. Co to oznacza?

Ten piecyk węglowy z Kir­gis­tanu, bez automaty­ki, poda­jni­ka, gra­ma prą­du, elek­tron­i­ki czy fil­tra, za ~600zł, spala czyś­ciej niż nasze kotły na naj­droższy węgiel, kosz­tu­jące pod 10000zł. Mało tego: on nie spala porówny­wal­nie czys­to – on jest DWIEŚCIE RAZY CZYSTSZY niż wyma­ga 5. klasa! Bije nawet wspom­ni­anego Wind­hagera za 80 tysię­cy zł.
No dobra, ale porów­na­jmy się do podob­ne­go pieca. W w/w prezen­tacji jako punkt odniesienia uży­ty został trady­cyjny kopcą­cy piec mon­gol­s­ki, który w bada­ni­ach wyemi­tował 13,3g pyłu na 1 godz­inę pra­cy. Z kolei ten piec wyemi­tował 0,016g na godz­inę. Różni­ca niemal TYSIĄCKROTNA.

To wyglą­da niepraw­dopodob­nie, jak­by wóz dra­bini­asty wygry­wał z boli­dem For­muły 1. Ale to tylko złudze­nie – boli­dem F1 jest właśnie ten piec. Nakładziono nam do głów, że automaty­ka, elek­tron­i­ka i najlep­sze pali­wa to Jedy­na Słusz­na Dro­ga Postępu. Byna­jm­niej. To jest dro­ga łatwiejsza, ale nieje­dy­na możli­wa.

Licz­by liczba­mi, ale niech przemówi obraz. Poniższa grafi­ka prezen­tu­je różnicę w emisji pyłów ze spala­nia węgla kami­en­nego zależnie od jakoś­ci spala­nia. Proszę nie reg­u­lować mon­i­torów – musi­ała być tak wiel­ka dla przed­staw­ienia pro­por­cji.

Crispin Pem­ber­ton-Pig­ott jako jeden z niewielu na świecie pokazu­je, że domowe spalanie węgla może być nie tylko nieu­ciążli­we, ale niemal bezemisyjne (bo jak nazwać redukcję emisji o pon­ad 99%?!) a nie potrze­ba do tego tech­nologii z NASA – potrzeb­na jest za to wiedza i doświad­cze­nie w budowie prostych i tanich urządzeń, o co wbrew pozorom trud­niej.

Na swo­jej stron­ie autor pub­liku­je cały zestaw pieców opra­cow­anych dla różnych kra­jów i do różnych zas­tosowań wraz ze szczegółowy­mi pro­jek­ta­mi, które każdy może wyko­rzys­tać.

Tani piec. Na co to komu?

Nier­az już pisałem, co myślę o kierunku, w którym podąża ogrze­wanie węglowe między Odrą a Bugiem. Ter­az mam dowód na to, że to nie było tylko moje jałowe biadole­nie, ale da się do tem­atu pode­jść inaczej i to z nie gorszy­mi a dużo lep­szy­mi efek­ta­mi. Trze­ba by tylko chcieć a najwidoczniej u nas nikt nie ma w intere­sie napraw­iać świa­ta, tylko robić hajs tu i ter­az.

Wiado­mo, że łatwiej jest wszys­tko zau­tomaty­zować i wrzu­cić najlep­szy możli­wy opał. I odpowied­nio ska­sować delik­wen­ta. Drepczą­cy tą ścieżką mają ter­az złote żni­wa, w dużej częś­ci z pub­licznych pieniędzy. Nie potrafią dostrzec, że jed­nocześnie wczy­tu­ją pro­tokół samoza­głady, bo ceny ich wyba­jerowanych cacek ros­ną szy­b­ciej niż zarob­ki potenc­jal­nych naby­w­ców a jed­nocześnie użyteczność male­je – zawęża się zakres możli­wych do zas­tosowa­nia paliw, ros­ną ich ceny.

Z drugiej strony wiem, że łat­wo mi się wymą­drzać sto­jąc z boku. Inaczej bym pewnie śpiewał gdy­bym musi­ał zbu­dować na szy­bko pro­dukt, który zaro­bi na chleb i na jacht. Ale jed­nak jestem ciekaw, co się będzie dzi­ało jesienią, gdy ludzie masowo ruszą kupować kotły i odkryją, co się stało z ich cena­mi.