Archiwa kategorii: Badania i rozwój

Czysty i tani piec węglowy w raporcie Banku Światowego

Ukazał się raport Banku Światowego o programie rozwoju tanich i czystych pieców węglowych. Pisałem o tych piecach swego czasu a potem zbudowałem egzemplarz – który też się do tego raportu załapał. Raport potwierdza ultraniskie emisje osiągane przez te piece i wszechstronne korzyści z ich zastosowania.

Oryginał raportu (po angielsku) do pobrania na stronach Banku Światowego.

W raporcie opisana została budowa i zasada działania pieców typu crossdraft (rzadko używana polska nazwa to "spalanie krzyżowe"), którego model KG4 wdrażano w Kirgistanie. Taka a nie inna budowa tego pieca jest efektem dekady prac badawczych i testów "na ludziach".

W raporcie wyjaśnionych zostało trochę technicznych szczegółów procesu spalania węgla – by rozprawić się z popularnymi mitami, m.in:

  • jakoby dym "siedział w paliwie" – nic bardziej mylnego, dym jest efektem kiepsko prowadzonego procesu spalania, więc jeśli rozumnie poprawić proces spalania, to dym można zlikwidować praktycznie w 100%,
  • że niby "niedasie" czysto spalić węgla w domowych warunkach – co jest bzdurą gdy porównać emisje z nowoczesnych kotłów i przemysłu, ale mit "bo elektrownie mają filtry" żyje własnym życiem.

Emisja pyłów (PM 2.5) z pieca KG4 jest o 99% niższa w porównaniu do kopcących staroci. Emisja pyłu jest na poziomie kotła olejowego, dalece wyprzedzając nasze Ecodesigny. O ponad 90% spada też emisja sadzy (to też pyły) a sprawność rośnie z marnych 30% do ponad 80%.

Wobec powyższego nie dziwi, że korzyści z wdrożenia tych pieców są ogromne i wszechstronne:

  • drastycznie spada zużycie opału (teoretycznie jest możliwe do 60% oszczędności),
  • jeszcze bardziej spadają koszty ogrzewania, bo nie dość, że zużywa się mniej opału, to jeszcze jest on tańszy,
  • ludzie są w stanie lepiej dogrzać domy,
  • znika problem zadymienia wewnątrz budynków, co było normą przy paleniu w starych piecach,
  • w ślad za tym znikają problemy zdrowotne wynikające z zadymienia mieszkań

Spośród osób testujących nowe piece w sezonie grzewczym, 100% było zeń zadowolonych. W Mongolii piec został przez użytkowników ochrzczony jako "magiczny". Nic dziwnego skoro oszczędności rzędu 50% faktycznie były osiągane i pozwalało to dokupić więcej opału i/lub lepiej dogrzać mieszkanie.
Jedna z rodzin testujących nowy piec została posądzona o kradzież prądu. Kogoś ścisnęło na ten widok, że w domu mają ciepło a z komina się nie dymi 🙂

Dużo uwagi w raporcie poświęcono dostosowaniu przedsięwzięcia na wszystkich etapach do lokalnych warunków: przyzwyczajeń, potrzeb, możliwości produkcyjnych, rodzajów i jakości paliwa. Gdyby się dobrze przyjrzeć to wdrożenie takiego pieca wydaje się zadaniem bardziej wszechstronnie skomplikowanym niż wysłanie ludzi na Księżyc.

Piec zaprojektowano w taki sposób, by w rzeczywistych warunkach sprawował się równie dobrze, co w laboratorium. Jest tak prosty w budowie i obsłudze jak to tylko możliwe: ma jeden wlot powietrza, który reguluje moc grzewczą – żadnych dodatkowych lufcików, które można by źle ustawić. Budowa paleniska pozwala schodzić z mocą w dół w bardzo szerokim zakresie (do ~30% mocy bez problemu) bez znacznego pogorszenia jakości spalania. Nie jest fizycznie możliwe kopcenie jak z wulkanu.

Istnieje kilka wersji projektu tego samego pieca, różniących się poziomem technicznym wykonania. Najprostszą wersję jest w stanie wykonać pojedynczy człowiek uzbrojony w szlifierkę i spawarkę (co też osobiście sprawdziłem), a jeśli do dyspozycji są bardziej zaawansowane sprzęty, to i produkt będzie przedstawiał sobą wyższy poziom. W Kirgistanie nad jakością końcowego produktu czuwali fachowcy, którzy kontrolowali warsztat i jakość wykonania chętnych do współpracy producentów – by na rynek trafiały produkty na godziwym poziomie.

Piec kirgiski został zaprojektowany pod węgiel o uziarnieniu 15-30mm. Jest to zakres korzystny z punktu widzenia jakości spalania. Równocześnie węgiel taki jest obecnie w Kirgistanie do 30% tańszy niż powszechnie stosowany odpowiednik naszego grubego orzecha (80 mm).
To zupełnie jak u nas. U zarania ery kotłów retortowych sortyment groszek również był znacznie tańszy od orzecha a za najlepszy węgiel uchodziła kostka. Popyt na paliwo do kotłów automatycznych postawił wszystko na głowie.

W załączniku do raportu opisano historię rozwoju tego typu pieca od początku gdy Bank Światowy zajął się tematem zanieczyszczenia powietrza. Początkowo błądzili, myśląc że dym "siedzi w paliwie", więc tylko podnoszeniem sprawności pieców i zmniejszaniem zużycia opału można ograniczyć emisję, bo dymu z kilograma paliwa jakoby zawsze musiało być tyle samo. Na szczęście potem znaleźli fachowców i okazało się, że spalanie węgla nie tylko bez dymu, ale z emisjami najgorszych zanieczyszczeń bliskimi zera jest wykonalne – i ani piec nie musi być pozłacany, ani komin nie musi mieć filtrów.