Energia Din Biomasa [PDF]

Zitiervorschau

.

CONSIDERATII GENERALE PRIVIND BIOMASA

POTENTIAL ENERGIE REGENERABILA AL ROMANIEI • Biomasă - 318 PJ (88,3 TWh) energie termică • Energie solară - 1,2 TWh energie electrică și 60 PJ (16,7 TWh) energie termică

• Energie eoliană - 23 TWh energie electrică • Energie hidro - 36 TWh energie electrică

• Energie geotermală - 7 PJ (1,9 TWh) energie electrică

Potenţial energetic anual [EJ/an]

POTENTIAL SER IN ROMANIA 0,318

0,35 0,3 0,25 0,2 0,1296 0,15 0,1

0,0644

0,0828

0,05

0,0068

0 Solar

Eolian

Hidro

Biomasă şi biogaz

Geotermal

Distribuţia procentuală a energiilor regenerabile în România (anul 2010) • • • • •

65% biomasă 17% energie eoliană 13% energie solară 4% microhidrocentrale 1% geotermal

Biomasa • Clasificarea combustibililor din biomasă:
stare solidă: lemnoasă – provenită din silvicultură şi activităţi conexe (lemnul de foc, deşeurile provenite din curăţarea pădurilor, deşeuri provenite din industria de prelucrare a lemnului); produsele secundare provenite din agricultură – deşeuri vegetale, paie, tulpini de porumb. Lemnul de focDeşeuri deseuri de lemn reziduuri animaliere Reziduuri Deşeuri animale agricoleagricole


lichidă: uleiurile vegetale – ulei de rapiţă, ulei de floarea soarelui; alcoolii – etanol, metanol;
gazoasă: biogazul.

Repartizarea zonală a biomasei pe teritoriul României

POTENTIALUL DE BIOMASĂ DIN REZIDUURI LEMNOASE

Ce este BIOMASA? •

Biomasa este definita ca „fractiunea biodegradabila a produselor, deseurilor si reziduurilor din agricultura, inclusiv substantele vegetale si animale, silvicultura si industriile conexe, precum si fractiunea biodegradabila a deseurilor industriale si urbane”.

Categorii de biomasă • Lemnul si reziduurile forestiere • Reziduuri de la recolte agricole • Plante energetice, culturi lemnoase cu rotaţie scurtă, ierburi energetice • Reziduuri de la procesarea cerealelor si alimentelor • Porumb boabe plus planta • Sfecla de zahăr • Cartoful • Gunoi de grajd solid • Reziduuri municipale

CATEGORII DE BIOMASĂ DIN CULTURI ENERGETICE • • • • • •

Plopul energetic; Salcia; Sorgul; Floarea soarelui; Mischantus (iarba elefentului); Inul şi cânepa

Structura surselor potenţiale de SRE

.

Surse regenerabile de energie

. Soarele

Vântul

Biomasa

Apele

Apele geotermale

- Etanolul lichidă

gazoasă

solidă

- Metanolul - Uleiurile vegetale

- Metanul - Biogazul

- Lemnul de foc - Deşeurile din lemn - Deşeurile vegetale -Culturi energetice -Deşeuri de origină animală

Hidrogenul

Plopul energetic

Salcia energetică

Porumbul, sorgul, floarea soarelui

Geneza biomasei

Reziduuri agricole, forestiere si culturi energetice Reziduuri de la industria forestiere si agroalimentară

Reziduuri urbane

Reziduuri zootehnie

Geneza şi circuitul biomasei în natură

Cum se formează BIOMASA ? • Prin procesul de fotosinteza, clorofila din plante capteaza energia solara prin convertirea dioxidului de carbon din aer si a apei din sol in hidrati de carbon (CH2O), compusi complecsi formati din carbon, hidrogen si oxigen. • CO2 + H2O + lumina + clorofila  (CH2O) + O2

Avantajele energiei regenerabile din biomasă • • • • • •

Mai puţine gaze cu efect de seră; Mai puţine deşeuri; Reducerea dependenţei energetice; Promovarea de tehnologii moderne verzi; Noi oportunităţi pentru mediul de afaceri; Noi locuri de muncă – în special în mediul rural;

STRUCTURA BIOMASEI DUPĂ PROVENIENŢĂ Biomasă

Biomasă lemnoasă Lemn brut

.

copaci întregi cu rădăcini, trunchiuri de copaci, reziduuri din exploatări forestiere, buturugi şi crengi, scoarţă rezultată din activităţi forestiere, lemn rezultat din curăţarea grădinilor şi spaţiilor verzi

Produse secundare şi deşeuri din industria de prelucrare a lemnului reziduuri netratate sau tratate chimic, fibre şi derivaţi din lemn, amestecuri

Lemn uzat lemn netratat sau tratat chimic, amestecuri

Biomasă vegetală

Culturi de cereale

Ierburi energetice

Culturi oleaginoase

Culturi rădăcinoase

Culturi leguminoase Floricultură Pomi fructiferi şi fructe Produse secundare şi deşeuri din industria de procesare a fructelor Produse secundare şi deşeuri din industria de prelucrare a biomasei vegetale Ierburi provenite din curăţarea grădinilor şi spaţiilor verzi

Deşeuri organice

Deşeuri menajere organice Deşeuri municipale organice Dejecţii animale

Efluenţi industriali organici

SURSE DE BIOMASĂ DUPĂ PROVENIENŢĂ Surse de biomasă

. Silvicultură

Exploatarea lemnului

Agricultură

Fitotehnie

Industrie

Industria alimentară

Pomicultură Curăţarea pădurilor

Industria lemnului Legumicultură

Pepiniere Zootehnie

Piscicultură

Acvacultură

Mediul urban

Activităţi casnice

Curăţarea spaţiilor publice

Date generale despre biomasă • Masa totală (inclusiv umid.) - peste 2000 mlrd tone; • Masa totală a plantelor terestre - 1800 mlrd tone; • Masa totală a pădurilor - 1600 mlrd tone; • Cantitatea energiei acumulate în biomasa terestră 25.000*1018 J; • Creşterea anuală a biomasei - 400.000 mil tone • Viteza acumulării energiei de către biomasa terestră 3000*1018 J pe an (95TWt); • Consumul total anual a tuturor tipurilor de energie 400*1018 J pe an (22TWt); • Utilizarea energiei biomasei - 55*1018 J pe an (1,7TWt)

UTILIZĂRI ALE BIOMASEI • • • • •

1.LA PRODUCEREA ENERGIEI REGENERABILE 2.CA MATERIE PRIMĂ ÎN PROCESE INDUSTRIALE 3.ÎN ALIMENTAŢIE ŞI HRANA ANIMALELOR 4. MIJLOC DE CONSERVARE A MEDIULUI 5. IN INDUSTRIA CHIMICĂ ŞI FARMACEUTICĂ

Forme de valorificare energetică a biomasei • Arderea directă cu generare de energie termică. • Arderea prin piroliză, cu generare de singaz (CO + H2). • Fermentarea, cu generare de biogaz (CH4) sau bioetanol (CH3-CH2-OH)- în cazul fermentării produşilor zaharaţi; biogazul se poate arde direct, iar bioetanolul, în amestec cu benzina, poate fi utilizat în motoarele cu combustie internă. • Transformarea chimică a biomasei de tip ulei vegetal prin tratare cu un alcool şi generare de esteri, de exemplu metil esteri (biodiesel) şi glicerol. În etapa următoare, biodieselul purificat se poate arde în motoarele diesel. • Degradarea enzimatică a biomasei cu obţinere de etanol sau biodiesel.

DE CE BIOMASĂ PENTRU ENERGIE? VIAŢA ESTE INSEPARABIL LEGATĂ DE ENERGIE  CREŞTEREA POPULAŢIEI ŞI IMPILCIT A CONSUMULUI DE ENERGIE CREŞTEREA BUNĂSTĂRII OMULUI EPUIZAREA COMBUSTIBILILOR TRADIŢIONALI, FOSILI PROTECŢIA MEDIULUI

PROTECŢIA MEDIULUI

PROTECŢIA MEDIULUI

POLITICI ENERGETICE • Politici la nivel Global/mondial • Politici la Nivelul Comunităţii Europene (EU) • Politici la nivel national

EVENIMENTE LA NIVEL MONDIAL IN DOMENIUL ENERGIEI SI MEDIULUI • • • •

•

•

•

1954 : NEW DELHI, PRIMA CONFERINTA PE SUBIECT SRE 1974: AU INCEPUT PROGRAME DE CERCETARE-DEZVOLTARE IN DOMENIUL SRE 1981: NAIROBI - CONFERINTA NATIUNILOR UNITE, CARE NU A AVUT REZULTATE CONCRETE 1987: RAPORTUL COPENHAGA, CARE NU A STIPULAT CLAR CA IN CADRUL DEZVOLTARII DURABILE, ENERGIA SE BAZEAZA PE SURSE REGENERABILE 1993: SUMMITUL DE LA RIO AL NAŢIUNILOR UNITE– CRIZA CONTEMPORANĂ ŞI MAI ALES IMPACTUL ACESTEIA ASUPRA MEDIULUI. SE ANGAJEAZĂ PRIMUL PLAN DE ACŢIUNE GLOBAL AFIRMÂNDU-SE ROLUL CHEIE AL EDUCAŢIEI ECOLOGICE 2002: SUMITUL PAMANTULUI - JOHANESBURG (TEXTUL INITIAL NU INCLUDEA SRE, FIIND NECESARA INTERVENTIA LUI KOFI ANAN PENTRU REFACEREA TEXTULUI) 2010 CONFERINŢA DE LA COPENHAGA

DIRECTIVE EUROPENE
Programe tehnologice şi Iniţiative politice sub formă de ţinte. Iată










exemplificate, câteva dintre acestea: - În context politic: 12% din consumul de energie primară al anului 2010 urmează a fi atribuit SRE; - În contextul legislatiei specifice al fiecărui stat: Green Paper-Energy for the Future: Renewable Sources of Energy; White Paper for a Community Strategy and Action Plan; Green Paper “Towards a European Strategy for the Security of Energy Supply”; Directive 2001/77/EC on the promotion of electricity produced from renewable energy sources in the internal electricity market; The support of electricity from renewable energy sources; Biomass Action Plan; Renewable Energy Road Map 5.

DIRECTIVE EUROPENE • Parlamentul European propunea în anul 2008 Directiva Europeană cu privire la utilizarea energiei produse din SRE. Iată câteva linii directoare ale acesteia: • – Noul document conştientizează necesitatea unei mai hotărâte implicari din partea statelor membre în procesul de promovare şi utilizare a SRE, stabilind in acest sens obiective mai ambiţioase decât cele ale Directive 1- 2001/77/EC; • – Conform prevederlor acestei Directive, până în anul 2020, 20% din totalul consumului de energie trebuie să fie asigurat cu energie produsa din surse regenerabile.

DIRECTIVE EUROPENEDIRECTIVE DIRECTIVE EUROPENE EUROPENE • – Faţă de varianta sa din 2001, acum se impune ca până în anul 2020, 10% din combustibilul utilizat pentru transport să fie biocombustibil; • – Pentru fiecare Stat Membru, până in anul 2020 sunt stabilite “ţinte” din totalul consumului de energie ce trebuie să fie asigurate cu energie produsă din surse regenerabile (pentru România, “target share” este de 24%, adică până în anul 2020, 24% din consumul total de energie va trebui asigurat cu energie produsă din surse regenerabile); – Fiecare stat membru trebuie să adopte un Plan de Acţiune pentru atingerea ţintei nationale şi a celei Europene.

Politici la nivel national • LEGEA nr. 220 din 27 octombrie 2008 Stabileste cadrul legislativ pentru promovarea producerii energiei din surse regenerabile de energie: – Termeni, modalitati si actiuni, responsabilitati, durate de aplicare etc; – Nivelul tintelor nationale privind ponderea energiei electrice din surse regenerabile de energie în consumul final de energie electrica în perspectiva anilor 2010, 2015 si 2020: respectiv 33%, 35% si 38%; – Cotele obligatorii anuale de certificate verzi pentru perioada 20082020, modul de atribuire si tranzactionare; – Accesul la reteaua electrica si comercializarea energiei electrice produse din surse regenerabile de energie; – Monitorizare si raportare, facilitati acordate s.a.

Politici la nivel national • LEGEA nr. 220 din 27 octombrie 2008 • ART. 3 • Sistemul de promovare stabilit prin legea 220/2008 se aplica pentru energia produsa din: • a) energie hidro; • b) energie eoliana; • c) energie solara; • d) energie geotermala si gazele combustibile asociate; • e) biomasa; • f) biogaz; • g) gaz de fermentare a deseurilor; • h) gaz de fermentare a namolurilor din instalatiile de epurare a apelor uzate si care este livrata în reteaua electrica.

CARACTERISTICILE BIOMASEI Densitatea volumică şi energetică Conţinutul de umiditate Conţinutul de energie termică – Puterea calorifică Conţinutul de elemente chimice Conţinutul de cenuşe Capacitatea de stocare Capacitatea de manipulare şi transport Dinamica variaţiei în timp a caracteristicilor fizice Dinamica variaţiei disponibiltăţii

Volumul echivalent (m³) pentru substituirea unui m³ petrol de diferite culturi

petrol cărbune Peleti 8% umuditate Lemne în vrac, 50% Aşchii de lemn dur, 30%W Aşchii de lemn moale,30% W Aşchii de lemn industrial, 20%W Aşchii de lemn industrial,50%W Paie balotate, 15%W

Densitatea volumică kg/m³ • Biomasa solidă are o densitate scăzută • Densitate scăzută influenţează negativ manipularea, transportul şi stocarea • Creşterea densităţii se poate face prin compactare, respectiv balotare, peletare şi brichetare

Densitatea energetică MJ/m³ • Este corelată cu densitatea volumică şi este scăzută în comparaţie cu cea a combustibililor fosili lichizi sau solizi • Îmbumătăţirea acesteia se face prin conversia biomasei solide în combustibili lichizi

Conţinutul de umiditate în % • Este canitatea de apă care se găseste în material, raportată la întreaga masă a materialului • Conţintul de umiditate este o caracteristică importantă a biomasei destinată utilizării în scopuri energetice • Umiditatea are mare iflueţă asupra eficienţei procesului de ardere, a puterii calorifice a biomasei, asupra depozitării, manipulării şi transportului • Conţinutul de umiditate se poate exprima în baza umedă (W) şi în baza uscată (Wbu)

Calculul umidităţii biomasei • Prin umiditatea biomasei (W în %) înţelegem raportul dintre greutatea apei conţinute de biomasă şi greutatea biomasei absolut uscat. Greutatea substanţei pure este considerată bază de plecare = 100%. Greutatea biomasei fără apă se numeşte "greutate absolută uscată". • Umiditatea biomasei se calculează în practică după următoarea formulă: W

• unde mu = greutate umedă [g] şi m0= greutate uscată [g].

Conţinutul de umiditate • Relaţiile între umidităţile în cele două baze sunt:

Wdbbu W= 1 + Wdb bu

W Wdbbu = 1− W

Conţinutul de umiditate • Puterea calorifică a biomasei se calculează la umiditatea raportaă la baza uscată (13-15%) • Eficienţa termică a biomasei scade cu creşterea umidităţii • La valori ale umidităţii peste 60%, eficienţe este aproape de zero deoarece trebuie consumată energie pentru evaporarea apei (2,44MJ/kg apă) • Biomasa trebuie uscată natural până la umiditatea în baza uscată

Puterea calorifică MJ/kg • Este cantitatea de căldură care se degajă la arderea completă a unităţii de substanţă. I se mai spune şi conţinut de energie termică • Există o putere calorifică inferioară =Hi şi o putere calorifică superioară=Hs. Diferenţa este cauzată de căldura de evaporare a apei formată de hidrogenul din biomasă. Variaţia celor două valori depinde de compoziţia chimică a biomasei

Puterea calorifică • Influenţa cea mai mare asupra puterii calorifice o are conţinutul de umiditate Peleţi, 8% W, Hi 17 MJ/kg

Bucăţi lemn, 2-3 ani uscat natural, Hi 14,4 MJ/kg Lemn după tăiere, 55%, Hi 7,1 MJ/kg

Caracteristici ale unor combustibili solizi Tip comustibil

Puterea calorifică MJ/kg

Densitatea volumcă, kg/m³

Densitatea energetică, MJ/m³

Paie mărunţite

11 - 18

40 - 60

700

Paie balotate

11 - 18

60 -90

1000

Paie brichetate

11 -18

300 -600

4000 -8500

Coji de orez

11 -15

75 -145

800 - 2200

Lemn uscat

14 -20

150 -200

3000

Lemn de esenţă tare

14 - 20

200 - 250

3000 - 8000

Cărbune de lemn

28 - 32

130 -190

4000 - 6000

Cărbune tare

33

850 - 890

29000

Cărbune brun

22

650 - 700

15000

Caracteristicile unor combustibili lichizi Tip comustibil

Puterea calorifică MJ/kg

Densitatea volumcă, kg/m³

Densitatea energetică, MJ/m³

benzină

43

760

33000

motorină

43

835

36000

kerosen

45

800

36000

metanol

20

790

16000

etanol

27

8000

22000

Ulei de rapiţă

36

915

33000

Gaz lchefiat

46

580

27000

Caracterisicile unor combustibili gazosi Tip comustibil

Puterea calorifică MJ/kg

Densitatea volumcă, kg/m³

Densitatea energetică, MJ/m³

metan

50

0,7

36

propan

46

2,0

93

butan

46

2,7

124

hidrogen

120

0,09

11

Gaz natural

33-42

0,76-0,98

32

biogaz

20

1,15

23

Conţinutul de Carbon al combustibililor fosili şi a surselor de bioenergie • cărbune(medie) = 25.4 tone metrice carbon/terajoule (TJ) – 1.0 tonă metrică de cărbune = 746 kg carbon

• petrol (medie) = 19.9 tone metrice carbon/ TJ • 1.0 US gallon benzină (0.833 Imperial gallon, 3.79 litri) = 2.42 kg carbon • 1.0 US gallon diesel (0.833 Imperial gallon, 3.79 litri) = 2.77 kg carbon • natural gas (methane) = 14.4 tone metrice carbon/ TJ • 1.0 cubic cub natural gas (methane) = 0.49 kg carbon • Conţinutul de carbon pentru diferite biomase: aprox. 50% pentru lemn; aprox. 45% pentru culturi de graminacee (iarbă) sau residuuri agricole

Efectele caracteristicilor chimice ale biomasei asupra combustiei Elementele chimice

Efecte

Azot - N

Producere de NOx, HCH şi N2 O

Potasiu - K

Caracteristica de înmuiere a cenuşii, coroziune la temperaturi ridicate

Magneziu - Mg

Caracteristica de înmuiere a cenuşii, integrarea poluanţilor în cenuşă

Calciu - Ca

Asupra folosirii cenuşii

Sulf - S

Emisii de SOx (ploi acide), coroziunea suprafeţelor de contact la temperaturi ridicate(Focarele)

Clor – Cl

Emisii de HCl

Metale grele

Asupra folosirii cenuşii, emisii de metale grele

Conţinutul de cenuşe • Materie anorganică nevolatilă ce rămâne după combustia biomasei • Cenuşa este nedorită,având efecte negative asupra aerului ( se reţine prin filtre) şi a bunei funcţionări a centralei • Conţine metale grele • Are proprietatea de conservare/păstrare a căldurii, protejând grătarul cuptorului împotriva temperaturilor înalte • Conţinutul de cenuşă rezultat este influenţat de compoziţia solului, felul biomasei, eficieţa combustiei

Conţinutul de cenuşă în biomasă Tipul de biomasă

Conţinutul de cenuşă %

Reziduuri forestiere

2

salcie

2

Paie de cereale

5

Reziduuri de seminţe de rapiţă

5

Mischantus

5

Reziduuri de măsline

7

Gunoi de păsări

13

Formarea cenuşii la arderea biomasei

Schimbarea caracteristicilor cenuşii • Interacţiunea dintre mineralele anorganice din cenuse produce schimbarea caracteristicilor acesteia, rezultând: • Aglomerări – Particule se lipesc formând bulgări • Inmuierea – La o Temperature la care cenuşa începe să curgă • Topirea – Cenuşa ajunge în fază de topitură • Zgurificare – Depozite solide în topitură formate în zona flăcării • Lipirea/fixarea – Formarea de Depozite de zgură pe perţi reci ai generaorului, prin solidificarea vaporilor de material rezultaţi la ardere – Infundarea evacuării. • Sinterizarea – Formarea de grămezi/bucăţi coerente prin încălzirea dar fără topirea zgurii.

Efectele cenuşi asupra instalaţiilor de combustie/ardere • Formarea, de aglomerări topite sau parţial topite şi depozite de zgură la temperaturi ridicate, pe suprafaţa boilerelor · • Formarea de depozite de cenuşe solidificate , la temperaturi scăzute, pe suprafaţa boilerelor in zona de convecţie a boilerelor, • · Accelerarea pierderilor de metal din componentele echipamentelor datorită coroziunii, eroziunii şi abraziunii produse de cenuşă • Formarea de emisii de aerosoli (particule de mărimi submicronice) şi fum • Curăţirea gazelor emanate este dificilă în prezenţa cenusii • Manipularea şi dpozitarea cenuşii ridică probleme de mediu şi costuri

Alte caracteristici Producţii maxime la hectar

ccc

Producţii de bioetanol

PRODUCEREA SI PROCESAREA BIOMASEI SOLIDE

Plante energetice

Reziduuri agricole

Pregătire pentru utilizare

Gunoi de grajd

Recoltarea, manipularea,transport, procesare

Procesare (adunare,uscare, presare etc.)

Transport

Conversie termică

Conv. Fiz-chim

Carburarea

Comb.solid

Reziduuri organice

Presare/extracţie

Gazeifi Piroli-carea za

Comb.

Esterificare

Stocare

Conv. Bio-chim. Fermet Descomp alcool anaerob.

Combustibil lichid

gazos Ardere

Conversie termo-mecanică Electricitate

Căldură

Etapele de bază ale producerii energiei din biomasă

Desccomp aerobică

Plante energetice, culturi lemnoase cu perioadă de vegetaţie scurtă, ierburi energetice • Miscanthus (sinensis) giganteus sau iarba elefantului,sau stuful chinezesc • Plopul energetic • Salcia energetica sau salix

Miscanthus – iarbă energetică

Mischantus folosită pentru amenajării spaţii verzi

Mischantus - caracteristici – iarba are o creştere foarte puternică (3 – 4 metri după doi sau trei ani)

este un inlocuitor pentru lemn şi combustibil (1 hectar poate înlocui în jur de 6.000 – 7.000 de litrii de combustibil!) 17.000 de kg/ ha de masă uscată, ca producţie medie la o recoltă de circa de 20 de ani pe soluri brune, acvifere şi bogate în humus • în primul an nu se recomandă recoltarea (cca. 1 m), 1-2 t/ha, • în al doilea an, producţie parţială ( cca. 2 m) , 4-6 t/ha • în al treilea an, producţie completă (3 – 4 m), 12 t-16 t/ha.

•

• Se poate recolta de 15-20 de ori

Mischantus - caracteristici • Se pot cultiva pe suprafaţă arabilă, acviferă, străpunsă de rădăcini, ideal ar fi în straturi de porumb • Temperatura de plantare ,de preferat 7 grade temperatura medie şi 700 mm de precipitaţii cu răspândire optimă în perioada de vegetaţie • Ce nu-i prieste acestui soi este solul nisipos cu apă staţionară şi vara secetoasă care scad productivitatea la ha.

Plantarea • Perioada de plantare: aprilie până mai • Manual până la 2 ha, recomandabil ar fi cu utilaje . • Rizomii trebuie introduşi la 8 – 10 cm adâncime, şi în final indesaţi bine distanţă între plante 1×1 m

Plantarea

Rizomi de mischantus din plantatie veche

Rizomi/răsad in ghiveci

Plantarea mecanică

Echipament de plantare

Intreţinerea culturii • Este necesară o cantitate redusa de ingrasaminte mai ales in primi 2 ani de dezvoltare • Combaterea buruienilor în prima fază de creştere este esenţială-prin erbicidare. • Este vital ca solul destinat înfinţării plantaţiei să fie curăţat de buruieni perene înainte de plantare.

Recoltarea • Recoltarea anuală se poate face în lunile martie-mai, când masa vegetală este uscată • Cultura se taie la început cu o maşină de recoltat furaje şi lăsată în brezde. • După uscare în brazdă, iarba se balotează în baloţi rectangulari sau rotunzi

Balotarea

Stocarea

• Stocare prin stivuire • Protejarea ămpotriva umidităţii, prin acoperirea cu material plastic

Plopul energetic

Plopul energetic - caracteristici • • • • • •

•

Plopul energetic se poate cultiva pe suprafete intinse prin butaşi (de cca. 20 cm), nuiele (1 – 1,5m) sau butaşi înrădăcinaţi de un an (1 -2m) 10- 20 cm introduşi cu fermitate în pământ Toamna după desfrunzire până la îngheţ (oct. – dec) Primăvara după perioada de îngheţ (febr./ martie) până la scoatere (aprilie/mai) Distanta de plantare a plopilor se face pe un rând sau pe doua rânduri (4080 într-un rând, între ele cu spaţii de deplasare (2,5 – 3m), cu un necesar de 5.000 – 14.000 bucatati/ha Nu sunt pretenţioase în ceea ce priveşte pământul şi condiţiile climatice (în funcţie de sortiment, pot fi cultivate şi în soluri cu capacitate de producţie la limita minimă), capacităţile mai mari de producţie se obţin desigur pe suprafaţă arabilă favorabilă Pământul supus cultivarii cu plop energetic trebuie pregătit pentru a avea o structură fină, suprafeţele mai mici pot fi prelucrate manual, de la 2 ha în sus sunt prelucrate mai eficient mecanizat

Plopul energetic - caracteristici • Ca si recolta aduce un substantial cistig pe ha, adica 10 – 15 tone materie uscata pe ha/an Prima recoltă la plop se face de regulă după cel de-al şaselea an, după aceea tot la cinci ani se recoltează

Plantarea plopului

tree positioning Ramă cu 3 poziţii frame Roată mică tine wheels

side auger Melc lateral

rollers saw discdisc cutting Tambur de tăiere Fierăstrău

Combina autopropulsată de recoltat plop si salcie

Salcia energetică sau salix

Salcia energetică salix viminalis-caracteristici • • • • • • • • • •

varianta nobila a rachitei, este o specie de salcie cultivată (modificată) în vederea utilizării în scopuri energetice. are un ritm de crestere foarte accelerat (in timpul verii poate creste si 3 cm/zi) o putere energetica de (4900 kcal/kg) costuri de productie foarte mici. Ca si exemplu ,plantarea unui hectar de teren cu salcie energetica costa aproximativ 1700 de euro. are o durata de exploatare de 25-30 de ani productia medie la hectar este de 30-40 tone, ajungind chiar pana la 60 de tone in conditii de irigare sau a unor ani ploiosi. cultura de salcie poate fi recoltată anual Salcia se poate cultiva si este recomandat pe terenuri mlastinoase Recoltarea se face în timpul pauzei vegetale, după căderea frunzelor, în lunile noiembrie-martie

Plantarea salciei

Plantarea salciei se face în teren prlucrat, primăvara

Intreţinerea salciei Aplicarea de îngrăşăminte Kg/ha

In anul plantării

N

P

K

-

0 - 30

80-130

An 1 de producţie

45-60

An 2 de producţie

100-150

An 3 de producţie

90-120

An 1 după recolta

60-80

An 2 după recolta

90-110

An 3 după recolta

60-80

0-30

80-160

Recoltarea salciei Se face în perioada de iarnă, când frunzele sunt căzute

Biomasa din lemn • Lemne de foc • Reziduuri de lemne rezultate de la intreţinerea pădurii • Reziduuri de la procesarea industrială a lemnului • Deseuri urbane din lemn • Recolte din culturi lemnoase cu crestere rapidă (plop, salcie etc.)

Producţii de biomasă lemnoasă • In Romania- 6 milioane de hectare, de padure, • avand o crestere medie de 5 metri cubi pe an pe hectar • productia anuala de lemn este de circa 30 de milioane de metri cubi. • Un hectar produce un volum de apeoximativ 116 m3

Rata de creştere a biomasei lemnoase

average value Valori medii Broad-leafed foioase tree oak stejar beech fag Conifer conifere spruce molid firbrad pin pine

3

in m /ha a

spectrum limite

3,7 5,4

3,5-5,2 4,4-6,6

8,2 7,9 8,7

6,9-9,4 6,2-14,1 4,0-6,4

Reziduuri lemnoase • De la tăieri de defrişare se recuperează – 20...60% • Coaja de copac ca reziduu se recuperează – 8...12% • Reziduuri de la întreţinerea/curăţirea pădurii tinere 0,3...0,4%

Recoltarea, manipularea şi stocarea lemnului • Aceste Procese sunt funcţie de felulul lemnului: - lemne de foc; - reziduuri forestiere; - reziduuri urbane

RECOLTAREA • Recoltarea totală - cu utilaje de mare capacitate şi specializate • Recoltarea selectivă – cu dispozitive de capacitate redusă

1

5

2

5 3

7

3 5

5

1

Cran frame - connection to the basic vehicle

2

Stable branch cutter

3

Trunk rollers holding and moving

4

Kipp-Punkt

5

4 pair of movable branch stripers

6

Automatic saw

7

Trunk length measuring roller

4 6

Dispozitiv special de tăiere montat pe braţul unei graifer

Vedere de ansamblu a trctorului cu dispozitiv graifer si tăietor

security Cadru protecţie frame

Mec. Suspend. tractor hitch tractor point

hydraulic Cilindru cylinder hidraulic

Con cone spiralat spiral

two hands

Cadru deoperating manevrare levers

Pană wedgedespicare spliter

Despicător cu con Spiral cone logspiralat spliter Pană în cruce split cross Cilindru hidraulic hydraulic cylinder

Platouplate aşezare bustean footing

Despicător cu pană verticală Vertical wedge spliter

swing lift alimentator

Despicător cu pană orizontal alimentare cu transportor Horizontal wedge spliterşiwith logs swinger

Dispozitiv pentru crăpat lemne

clasică de stocare a bucăţilor Fig. Metodă 11 Typical storage of short logs scurte de lemn

Procesarea lemnului • Pregătirea pentru lemne de foc – tehnologia clasică de ardere/combustie • Transformarea în aschiimărunţirea/tocarea • Transformarea în rumeguş • Transformarea în brichete şi pelete

Transformarea în aşchii/mărunţirea biomasei lemnoase • Mărunţirea biomasei lemnoase uşurează transportul, manipularea, stocarea şi alimentarea sistemelor de combustie • Se pot toca toate categoriile de biomasă lemnoasă respectiv, reziduurile forestiere (grengi, bucăţi de lemne refuz etc.) şi trunchiuri de copaci

standing tree Trunchi de copac

branch crengi

forest road

crown Coroană copac

Drum forest.

branch stack Grămadă de crengi

Alee de trafic

Transformarea reziduurilor forestiere în aşchii/tocătură, direct în pădure

Maşină autopropulsată pentru adunat şi tocat reziduurile

operaţia operation

grămadă solid solid road period wood forestforest. toad Drum road Drum stand stocks Alee dep.

Gazon traficabil yard Aşchii wetumede chips

thining/ tăiere felling

(w = 45 - 55 %) Iarna

grouping or Aranjareastocking stocarea alternative

Aşchii verzi

Măcinare, chopping

late until late until use as a fuel summer summer

fresh chips (w = 45 - 55 %)

grinding Mărunţire (fresh)

Vara

stacks stocare

Stocare intermediate târziu intermed. storage

chopping

Tocare grinding uscată, vara (summer dry)

ventilated Ventilare,

Până

depozitare

La

storage

own use Vânzare, utilizare

selling

Aşchii uscate vara

summer dry chips (w = 25 - 40 %)

Utilizare Aşchii uscate

Fluxul realizării aşchiilor/tocării din lemn intreg

consum costumer

Dispozitive de tocare/mărunţire • • • •

Cu cuţite montate pe disc Cu cuţite montate pe tambur/cilindru Mori cu ciocane Dispozitive cu cuţite montate pe elicele unui melc conic

Falţ de antrenare

Tub de outlet tube evacuare

mowing direction Direcţia de mişcare

cuţit knife disccu with knifes Disc cuţite

recutting ribs Bare de tăiere suplim/mărunţire

counter Contra cuţit stable feeding Valţ de alim. fix roller

paddles palete

Principiul tăiere Cuttingdeprinciple

Vedere Rearlaterală view

Principiul de tăiere şi dispozitivul de evacuare a aşchiilor prevăzut cu palete de mărunţire suplimentară

Arborele discului

Paleta ventilatorrului

cuţit

Bară mărunţire

Trunchi copac

Contra cuţit

Schema disp. de tăiat aşchii tip disc cu cuţite radiale

Intrare biomasă

Evacuare tocătură Tocător tip tambur cu cuţite

Moară cu ciocane

Două tipuri de sisteme de tocare a reziduurilor de biomasă

Clasificarea aşchiilor • Aşchiile se grupează după dimensiuni în funcţie de procesare • Există, în unele ţări, standarde pentru dimensiunile aşchiilor

Standard Danez pentru clasificarea mărimii/lungimii tocăturii Fracţiuni admise (%)

Clasa

Domeniu de mărime

Foarte Lungi 20*

> 200 mm

lungime

Lungi 10

100-200 mm lungime

Dim. Foarte mari > 63 mm

Fine

Grosie re

Extra grosiere

< 0,5

< 1,5

< 1,5