Podstawowe parametry węgla kamiennego

Węgiel kamienny a brunatny

Dwa podstawowe rodzaje węgla to węgiel brunatny i węgiel kamienny.

  • Węgiel kamienny to ten najpowszechniej stosowany do ogrzewania, wyraźnie czarny i twardy węgiel. Główną różnicą w stosunku do węgla brunatnego jest wyższa zawartość czystego węgla(75-90%), dzięki czemu jest on bardziej kaloryczny.
  • Węgiel brunatny zgodnie z nazwą jest koloru brązowawego i cechuje się dużo niższą wartością opałową od węgla kamiennego (25-70% energii jaką dostarcza węgiel kamienny). Jest kruchy i co gorsza znakomicie chłonie wodę - nawet do 50% swojej wagi. Jest powszechnie stosowany w energetyce przemysłowej, ale bywa też oferowany cywilom i znajduje kupców z uwagi na niską cenę. Więcej o korzyściach i problemach z tym opałem w osobnym artykule.

Obecnie uchwały antysmogowe zakazują palenia węglem brunatnym, więc w tym względzie wyboru już nie ma.

Typy węgla

Węgiel kamienny dzieli się na typy, czyli jakby odmiany, które mocno różnią się właściwościami i kulturą spalania. Jeśli jednym razem kupujesz węgiel, który pali się czysto i bez problemów, a innym razem coś, co kopci i koszmarnie brudzi kocioł, to znak, że nieświadomie przeskakujesz między różnymi typami węgli. Ten kopcący nie jest gorszy (ba, nawet ma wyższą wartość opałową), ale dużo trudniej spalić go czysto (a nawet w ogóle: spalić) w domowych warunkach.

Podstawowe typy węgla to:

  • typ 31 - płomienny - najsłabszy (20-26MJ/kg), ale spala się łatwo i czysto, jasnożółtym płomieniem. Pozostawia słabiutki koks, który zaraz znika. Najmniej problematyczny, ale też nie bez przyczyny nazywany papierowym, bo sposobem i czasem spalania właśnie papier przypomina.
    Z wyglądu matowy, jasnoczarny, po upuszczeniu na twarde podłoże łatwo się kruszy. Złotawe wtrącenia to także znak rozpoznawczy tego typu węgla z niektórych kopalń.
  • typ 32 - gazowo-płomienny - nieco mocniejszy (26-29MJ/kg), spala się pomarańczowym płomieniem z czarnymi końcówkami. Dobrze koksuje, ale też nieco się spieka.
    Z wyglądu ciemnoczarny, błyszczący, twardy (wymaga młotka, pęka na nieregularne kawałki). Obecnie najczęściej spotykany i najlepszy do domowych kotłów.
  • typ 33 - gazowy - mocarny (29-31MJ/kg), ale i trudny w spalaniu. Wydziela mnóstwo smolistych, trudnopalnych gazów, spala się ciemnopomarańczowymi kopcącymi płomieniami. Pozostawia świetny, długo spalający się koks. Mocno spieka. Cały zasyp potrafi skleić się w jedną bryłę.
    Z wyglądu jak bryła smoły, czarny i błyszczący, bardzo twardy, o jednolitej strukturze.
  • typ 34 i 35 - węgle koksujące - wykorzystywane do produkcji koksu w przemyśle. W cywilnych kotłowniach nie powinno się ich stosować, ale można je czasem spotkać na Śląsku, gdzie w niektórych kopalniach górnicy dostają taki węgiel w ramach deputatu. Węgle koksujące są jeszcze trudniej palne, wydzielane przez nie substancje lotne to ciężkie smoły i gaz koksowniczy (trujące i bardzo trudne do spalenia). Normalny człowiek nie pakuję się w coś takiego świadomie.

Jaki typ węgla wybrać?

Im wyższy typ węgla, tym wyższa kaloryczność, ale także coraz więcej zjawisk utrudniających spalanie:

  • spiekanie - czyli sklejanie się brył węgla. Zaczyna to być zauważalne od typu 32.2, ale prawdziwe problemy zaczynają się w typie 33, gdzie cała zawartość kotła potrafi skleić się w jedną całość.
  • coraz trudniej palne substancje lotne - im wyższy typ węgla, tym cięższe zawiera smoły, których dopalenie wymaga coraz wyższych temperatur. Te zazwyczaj w domowym kotle nie występują, więc paląc węglem typu 33 w kotle górnego spalania od dołu łatwo zrobić z komina fontannę czarnego dymu i zakleić sobie smołą wszystko od kotła po komin. Otoczenie łatwo może posądzić cię o spalanie opon. Spalanie takiego węgla z rozpalaniem od góry pozwala ograniczyć kopcenie, ale zawsze pozostanie delikatny czarny dym i sporo sadzy w kotle.

Najbardziej uniwersalnym typem węgla jest typ 32.1, ewentualnie 32.2. Oferuje on świetną kaloryczność (ok. 26-28MJ/kg) a zarazem względnie łatwo się spala, nie spieka prawie wcale (32.1) lub tylko nieznacznie (32.2). Nadaje się zarówno do kotłów zasypowych wszystkich rodzajów jak i kotłów podajnikowych.

Kotły dolnego spalania oraz kotły podajnikowe potrzebują węgla niespiekającego, dlatego ich zakres akceptowanych paliw kończy się na typie 32.2. W kotle górnego spalania przejdzie każdy węgiel, ale spalenie w miarę czysto typu 33 wymaga rozpalenia od góry oraz pewnego doświadczenia, gdyż istotne są proporcje podawania powietrza głównego i wtórnego. Tego pierwszego powinno być możliwie niewiele, aby węgiel nie rozpalał się gwałtownie, zaś drugiego dużo, aby wydzielane gazy miały szanse się zapalić przechodząc przez wierzchnią warstwę żaru.

Informacji o typie węgla zwykle próżno szukać na składzie. Trzeba się orientować, jaki typ która kopalnia wydobywa. W przypadku węgli zagranicznych to już pełna loteria. Przybliżoną informację o typie węgla daje jego kaloryczność – rośnie ona wraz z typem węgla.

Jaki typ węgla w której kopalni

  • typ 31.1 - Sobieski, Janina
  • typ 31.2 - Piast, Piekary, Ziemowit
  • typ 32.1 - Chwałowice, Bobrek, Wesoła
  • typ 32.2 - Wujek, Staszic, PG Silesia, Siltech, Bogdanka, Jankowice
  • typ 33 - Marcel, Sośnica, Śląsk, Staszic, Halemba, Pokój, Brzeszcze, Bielszowice

Typ i inne parametry węgla wydobywanego w danej kopalni możesz sprawdzić w katalogu polskiego węgla.

Sortymenty węgla

Węgiel dzieli się też na sortymenty wg wielkości ziarna. W kolejności od najgrubszych:

  • kostka (ok. 6-20cm)
  • orzech (ok. 2,5-8cm)
  • groszek (ok. 0,8-3cm)
  • miał (ok. 0,1-3cm)
  • flotokoncentrat i muł węglowy (do 0,1cm – jak cukier puder).

Jaki sortyment węgla wybrać?

Generalnie im ziarno grubsze, tym węgiel lepszy do zastosowania w domowym kotle. I nieco droższy. Reguła ta nie dotyczy ekogroszku, który jest zwykle droższy od kostki, a to przez duży popyt na węgiel o tej granulacji do kotłów podajnikowych. Dawniej groszek był jednym z tańszych sortymentów.

Typowy kocioł zasypowy bez nadmuchu jest w stanie spalać groszek, orzech i kostkę, ew. z domieszką miału. Do samego miału konieczny jest specjalny kocioł (z nadmuchem) lub podajnikowy.

  • Ekogroszek to handlowa nazwa dla węgla kamiennego sortymentu groszek o polepszonych parametrach (niska wilgotność, mało popiołu i siarki). Jest mu poświęcony następny akapit, bo wszelkie bzdury narosłe wokół tego paliwa to dłuższy temat.
  • Miał to węgiel o najmniejszej granulacji i największej zawartości wilgoci, popiołu i siarki. Dobry miał powinien przypominać raczej żwir niż piasek. Niestety z racji popytu na ekogroszek, powszechne jest odsiewanie z miału grubszej frakcji, by sprzedać ją drożej.
  • Flot i muł to nie to samo. Granulacja taka sama, ale skład zupełnie różny. Flot jest czystym (tyle że bardzo drobnym) węglem odzyskanym z kopalnianego błota. Pozostałość tego, co z tej wody się odstoi, to muł węglowy, który wciąż zawiera sporo węgla, ale równie dużo popiołu i co gorsza zbieraninę metali ciężkich, dlatego nie powinien być spalany w domowym kotle. Więcej o mule węglowym i flocie w tym artykule. Obecnie flot i muł są oficjalnie wycofane z obrotu a spalanie ich jest nielegalne w myśl wszystkich uchwał antysmogowych.

Ekogroszek to też węgiel

W połowie lat 90. XX wieku, gdy sprowadzono do Polski kotły retortowe, ustanowiono dla nich specjalny gatunek paliwa: ekogroszek – czyli węgiel kamienny sortymentu groszek o polepszonych i powtarzalnych parametrach: niższej zawartości popiołu, siarki i wilgoci. Takie paliwo – spalane w tych nowoczesnych kotłach w sposób poprawny, dokładnie odwrotnie niż w starych kotłach – miało gwarantować bardzo małą emisję zanieczyszczeń. I – przy dotrzymaniu wszystkich powyższych warunków – faktycznie tak jest.

Z biegiem lat wokół ekogroszku, jak i węgla w ogóle, narosło wiele patologii, dla których główną pożywką było zniknięcie norm jakości węgla wraz z wejściem Polski do UE – odtąd nikt nie pilnował, co kto sprzedaje pod szyldem "ekogroszek" i faktycznie można było dostać rozmaite "cuda". Obecnie (od listopada 2018) sytuacja wróciła do normy i towar pod szyldem "ekogroszek" znów musi spełniać określone kryteria.

Wokół ekogroszku narosły rozmaite legendy i herezje, które przyjmują dwa zasadnicze kierunki:

  • myślenie jakoby ekogroszek nie był zwykłym węglem albo nawet nie był węglem w ogóle, tylko jakimś cudownym paliwem, które chyba jak manna spada gdzieś z niebios. To się bierze z powszechnego schematu myślowego, sklejającego w jedno węgiel i dym: jak coś jest węglem, to na pewno dymi. Jeśli coś nie dymi, to nie może być węglem.
    Jest to bzdura: ekogroszek jest najzwyklejszym węglem kamiennym a jego bezdymne spalanie jest zasługą poprawnej techniki spalania, zapewnianej konstrukcyjnie przez kocioł podajnikowy. Jeśli ten sam ekogroszek podpalić w zwykłym kotle, w sposób niepoprawny – będzie kopcił jak każdy inny węgiel.
  • przekonanie jakoby ekogorszek był najczarniejszym z oszustw, klejonym z asfaltu, smoły, plastiku i zużytego oleju przez samego Belzebuba gdzieś w siódmym kręgu piekielnym. Tu z kolei wychodzą jakieś ukryte urazy u ludzi, którzy o węglu zwykle zielonego pojęcia ni z styczności z nim nie mają, ale słyszeli miejskie legendy zniekształcone przez głuchy telefon. Owszem, ta branża przez lata była pełna czasem nieprawdopodobnych kantów, ale bywa też, że ludzie chwytają plotkę lub jednostkowy przypadek i dorabiają teorie.
    Oszustwa na ekogroszku polegały zwykle na tym, że sprzedawano węgiel, który z ekogroszkiem miał wspólną tylko granulację a inne parametry były fatalne (np. 30% wilgoci!). Nie da się na przykład "ulepić" kulek z miału i sprzedać jako ekogroszek, bo rzecz ni w ząb ekogroszku nie przypomina. Tak, zdarzały się takie wynalazki, ale nikt nie próbował udawać, aby to był ekogroszek.
    Prawdopodobnie pożywką dla tego myślenia o "oszukanym" ekogroszku były też węgle spiekające sprzedawane w roli ekogroszku, które paliły się naprawdę fatalnie – mimo że są to świetne i bardzo kaloryczne węgle, jednak kotły retortowe nie są do nich przystosowane (ich spalenie jest możliwe, ale wymaga eksperckiej wiedzy co do ustawień parametrów spalania).

Internet jeszcze pamięta... Firma Tani Opał miała swego czasu w ofercie wynalazek pt. kulki miałowe, jako paliwo do kotłów podajnikowych. Ale nikt nie próbował udawać, aby był to ekogroszek.

Czy da się palić ekogroszkiem w zwykłym kotle zasypowym? Oczywiście, tylko sens tego jest nikły. Czasem ludzie to robią myśląc, że w ten sposób są bardziej "eko". Niekoniecznie:

  • Ogromna większość, urzędowo mówiąc, "efektu ekologicznego" z zastosowania ekogroszku wynika z jego poprawnego spalania – a nie lepszych parametrów samego paliwa. To nadal jest taki sam węgiel kamienny jak wszystko inne na rynku, więc jeśli wsypać go do kotła zasypowego i podpalić w zły sposób, to będzie kopcił jak szatan, tak jak każdy inny węgiel źle spalany.
  • Ekogroszek jest wyraźnie droższy od wszelkich innych rodzajów węgla a nie jest to najlepszy rodzaj paliwa do kotła zasypowego.

W kotle zasypowym grubość węgla ma znaczenie i "drobnica" jaką jest ekogorszek (zwykle 8-25 mm) wcale nie jest najlepszym pomysłem – bo po prostu szybko będzie się wypalać i (nawet przy poprawnym rozpaleniu) spali się brudniej niż węgiel grubszy. Znacznie lepiej sprawdzi się sortyment orzech, który może mieć nie gorsze parametry od ekogroszku i przy tym niższą cenę – a większa granulacja czyni jego spalanie dłuższym i stabilniejszym.

Brykiet i pellet węglowy

Brykiet i pellet z węgla nie są u nas popularne. Jeśli nie wiadomo dlaczego, to zwykle z powodów pieniężnych: tani brykiet jest kiepski a dobry brykiet jest drogi – w obu przypadkach nie znajduje nabywców. Sprawa jest tym trudniejsza, że mieszkańcy Śląska i okolic potrafią i przez długie lata lubili palić "surowym" flotokoncentratem i mułem – czyli surowcami, z których normalnie produkuje się brykiety. Więc po co je produkować, skoro ludzie wolą kupić tani półprodukt i spalić go sobie nawet byle jak, ale bardzo tanio?

Obecnie na rynku można z łatwością znaleźć brykiet i pellet drzewny, ale podobne wyroby z węgla są egzotyką. Można czasem spotkać niemieckie brykiety z węgla brunatnego do kominków. Rodzimym, utrzymującym się na rynku od ładnych kilku lat produktem, jest pellet węglowy Varmo. W przeszłości występował on także w wersji dla kotłów zasypowych, ale obecnie jest to paliwo mające być odpowiednikiem ekogroszku.

Porównanie pelletu węglowego Varmo z 2014 roku (we wiaderku pod spodem) z węglem rosyjskim (bryłka po lewej) i czeskim (bryłka po prawej)

Technicznie rzecz biorąc (i trochę upraszczając) Varmo to granulowany flotokoncentrat węglowy. Przy cenie podobnej do dobrego ekogroszku, Varmo oferuje stabilne parametry: wysoką kaloryczność i ultraniską wilgotność. Są one gwarantowane, gdyż wynikają z procesu produkcji a między fabryka a kotłownią paliwo nie ma okazji zamoknąć (bo gdyby zamokło, to rozsypie się na drobne kawałki, jak każdy inny brykiet czy pellet).

Od czasu tego wpisu na temat Varmo z 2014 roku nie zmieniły się założenia, tzn. Varmo nadal jest produkowane mniej więcej z tego samego surowca, ale właściwości paliwa zostały poprawione. Na początek 2019 roku planujemy podobny teścik jego obecnej wersji.

Źródła pochodzenia węgla

Mimo że stereotypowo Polska węglem stoi, na rynku można spotkać rozmaite węgle z różnych regionów świata, o różnych właściwościach – a czasem bardzo podobne do rodzimych.

  • węgle polskie - to najczęściej węgiel kamienny, różnych typów, o różnej jakości. Jeśli jest to faktycznie uczciwy polski węgiel, najgorsze co może się wydarzyć, to duża zawartość kamienia lub duża spiekalność, ew. węgiel papierowy, czyli o kaloryczności do 24MJ/kg. Praktycznie zawsze jednak będzie to w miarę porządny węgiel kamienny o wartości opałowej 24-30MJ/kg. Szczególnie gdy kupuje się u autoryzowanych sprzedawców Polskiej Grupy Górniczej.
  • węgle czeskie - to tzw. młody węgiel - coś w pół drogi między węglem brunatnym a kamiennym. Gdy jest suchy, widać po nim wyraźnie brunatny odcień. Wartość opałowa takiego węgla o brunatnawym kolorze to 19-21MJ/kg. Łatwo chłonie wilgoć, błyskawicznie się spala nie koksując a przy niedostatku powietrza dramatycznie kopci. Mimo wszystko znajduje amatorów (może często nieświadomych) ze względu na niską cenę (zwykle ok. 25% tańszy od węgla krajowego). Węgiel czeski luzem powinien kosztować ok. 400-500zł/t. Tańsze oferty w okolicach 200-300zł/t (zwłaszcza z dala od czeskiej granicy) to próby wciśnięcia jeleniom polskiego węgla brunatnego o sporo mniejszej kaloryczności. Węgiel ten bywa też podstawą workowanych "ekogroszków" w cenie ok. 600-700zł/t, często z ponad 20-procentowym udziałem wody. W tej postaci jest zupełnie nieopłacalny. Uchwały antysmogowe zakazujące węgla brunatnego oraz normy jakości węgla spowodują zanik węgla czeskiego, ponieważ nie będzie już można nazwać ekogroszkiem węgla niekamiennego z tak dużą zawartością wody.
  • węgiel rosyjski, czy szerzej: zza wschodniej granicy - tu panuje pełna dowolność, ponieważ węgiel może pochodzić tak z Białorusi, jak i z Kazachstanu czy drugiego końca Syberii. Przeważnie jest tańszy od polskiego, jednak jakiej jakości paliwo się dostanie – trudno przewidzieć. Nie jest prawdą, jakoby ze wschodu docierał do nas węgiel wyłącznie gorszy od rodzimego. Jest go całe spektrum – od węgli kiepskich po najlepsze, zupełnie jak w krajowym wydobyciu.

Jakie znaczenie ma pochodzenie węgla?

Na pochodzenie węgla można różnie patrzeć:

  • czysto praktycznie – czy jest tani i dobry,
  • pod kątem patriotyzmu gospodarczego – do kogo trafiają moje pieniądze.

Niestety ostatnie lata (2017-2018) to zapaść wydobycia w krajowym górnictwie. Import bije rekordy i są rejony kraju, gdzie trudno o jakikolwiek polski węgiel.

Względnie największą pewność parametrów mamy kupując węgiel polski, szczególnie od autoryzowanych sprzedawców Polskiej Grupy Górniczej, którzy dostają go prosto z kopalni. Obecnie wprowadzony system kontroli norm jakości węgla spowoduje docelowo ukrócenie znanej od lat węglowej ruletki – parametry deklarowane przez producenta będą musiały być zgodne z rzeczywistością niezależnie od pochodzenia danego węgla.