Træ til energiformål. Teknik - Miljø - Økonomi

Transkript

1 Træ til energiformål Teknik - Miljø - Økonomi Videncenter for Halm- og Flisfyring udgave

2 Træ til energiformål er udarbejdet i 1999 for Energistyrelsen af Videncenter for Halm- og Flisfyring ( Publikationen findes på adressen: Den trykte udgave kan fås ved henvendelse til EnergiOplysningen eller Videncenter for Halmog Flisfyring på følgende adresser: EnergiOplysningen Teknologisk Institut dk-teknik ENERGI & MILJØ Forskningscentret for Skov & Landskab Teknikerbyen 45 Kongsvang Allé 29 Gladsaxe Møllevej 15 Hørsholm Kongevej Virum 8000 Århus C 2860 Søborg 2970 Hørsholm tlf tlf tlf tlf fax fax fax fax Forfattere: Helle Serup (redaktør), Forskningscentret for Skov & Landskab Hans Falster, dk-teknik ENERGI & MILJØ Christian Gamborg, Forskningscentret for Skov & Landskab Per Gundersen, Forskningscentret for Skov & Landskab Leif Hansen, dk-teknik ENERGI & MILJØ Niels Heding, Forskningscentret for Skov & Landskab Henrik Houmann Jakobsen, dk-teknik ENERGI & MILJØ Pieter Kofman, Forskningscentret for Skov & Landskab Lars Nikolaisen, Teknologisk Institut Iben M. Thomsen, Forskningscentret for Skov & Landskab Forside: Forside af Energiplan 21, Klaus Holsting og Torben Zenths Tegnestue Harboøre Varmeværk, Ansaldo Vølund A/S Flishugger i arbejde, BioPress/Torben Skøtt Gummiged på flisbjerg ved Måbjergværket, BioPress/Torben Skøtt Layout: BioPress Tryk: Trøjborg Bogtryk. Trykt på 100% genbrugspapir ISBN:

3 Træ til energiformål Teknik - Miljø - Økonomi 2. udgave Videncenter for Halm- og Flisfyring

4 Indholdsfortegnelse Forord Dansk energipolitik Træ som energiressource Forbrugets og ressourcernes størrelse Skovrejsning og træ til energi Energiskov Fysisk karakterisering af træbrændsler Produktion af træbrændsler Køb og salg af træ til energi Miljøforhold ved brændselsfrembringelse og -håndtering Flishugst og bæredygtighed i skovbruget Arbejdsmiljø ved flis- og pillehåndtering Træfyringens teori Mindre kedler Fjernvarmeværker Kraftvarme- og kraftværker Forgasning og andre kraftvarmeteknikker Litteraturliste Yderligere oplysninger Fabrikantliste - flishugning Fabrikantliste - træfyring Oversigt over flis- og træpillefyrede værker Enheder, omregningsforhold og brændværdier Oversigt over videnblade... 70

5 Forord Udledning af CO 2 og andre drivhusgasser er et af vor tids største miljøproblemer. På FN s klimatopmøde i Japan i 1997 blev det aftalt, at verdens samlede udledning af drivhusgasser skal reduceres med 5,2% inden år EU har påtaget sig den største reduktion på 8% i forhold til niveauet i I dag dækkes kun 6% af EU s energiforbrug af vedvarende energi, men EU s Hvidbog for Vedvarende Energi, som udkom i december 1997, foreskriver en fordobling af andelen af vedvarende energi i år Biomasse er den sektor, som skal udvikles mest og hurtigst. Den vil i år 2010 skulle bidrage med 74% af EU s samlede forbrug af vedvarende energi. De danske erfaringer på biomasseområdet er allerede nu betragtelige. Vi er kommet langt med såvel den individuelle som den kollektive energiforsyning. Danmarks styrkepositioner ligger især inden for den kollektive forsyning og decentral kraftvarme på biomasse samt omkostningseffektiv fremskaffelse af brændslet. Denne publikation viser, hvordan det i Danmark er lykkedes at udnytte vore træressourcer til miljøvenlig og CO 2 -neutral energiproduktion. Den giver et indblik i den nyeste danske udvikling inden for anvendelse af træ til energiformål, både med hensyn til teknik, miljø og økonomi. I øjeblikket er over 10% af Danmarks areal dækket med skov, og det er planen, at arealet skal fordobles i løbet af det næste århundrede. Skovens træer bliver brugt til tømmer og til forarbejdning i træindustrien. Samtidig er skoven leveringsdygtig i udtyndingstræ og andet træaffald, som alt sammen kan udnyttes til energiproduktion. Det langsigtede perspektiv i regeringens plan for en bæredygtig energiudvikling i Danmark, Energi 21, er at udvikle et energisystem, hvor en stadigt stigende del af energiforbruget dækkes af vedvarende energi. Det forudsætter, at der sker en kontinuerlig og gradvis indpasning af vedvarende energi i takt med de teknologiske og økonomiske muligheder. Udbygningen vil primært ske ved en øget anvendelse af bioenergi og vindkraft. Biomasse vil derfor i de kommende årtier bidrage betydeligt til Danmarks og EU s energiproduktion. Samtidig er biomasse et område, der rummer store muligheder for den danske energiindustri - også på eksportmarkedet. Svend Auken Miljø- og energiminister

6 Dansk energipolitik 1. Dansk energipolitik Dansk energipolitik er i stadig udvikling. Regeringens energihandlingsplan fra 1996, Energi 21, er den fjerde i rækken af planer, der alle har og har haft til formål at optimere den danske energisektor til de aktuelle nationale og internationale vilkår på energiområdet. De fire energiplaner Den første energiplan, Dansk Energipolitik 1976, havde til formål at sikre Danmark mod forsyningskriser som energikrisen i 1973/74. Den anden plan, Energiplan 81, lagde øget vægt på samfundsøkonomiske og miljømæssige hensyn, ligesom arbejdet fortsatte med at mindske afhængigheden af brændselsimport. Op gennem 1980 erne blev olie- og gasfelterne i Nordsøen kraftigt udbygget, ligesom det landsdækkende naturgasnet blev anlagt. De første støtteordninger for udnyttelse af halm og flis blev igangsat, og via voksende afgifter på fossile brændstoffer (olie og kul) blev det muligt at gøre biomasse konkurrencedygtigt som brændsel (figur 1). De første flisfyrede kraftvarmeværker blev bygget, antallet af flisfyrede fjernvarmeværker og gårdanlæg voksede kraftigt, og forbruget af brænde i individuel beboelse steg voldsomt. Den tredje energiplan i rækken er handlingsplanen Energi 2000 /ref. 1/ fra Denne plan er et ambitiøst forsøg på at øge anvendelsen af miljøvenlige brændsler. Samtidig introduceres målet om en bæredygtig udvikling af energisektoren. I Energi 2000 bliver de miljøvenlige brændsler defineret som naturgas, sol, vind og biomasse (halm, træ, gylle og husholdningsaffald). Brugen af biomasse begrundes ud fra, at den er CO 2 -neutral, at den sparer udenlandsk valuta, at den skaber danske arbejdspladser, og at den udnytter affaldsprodukter fra landbrug, skovbrug, husholdning og industri. Den ambitiøse målsætning i Energi 2000 er, at Danmark sammenlignet med år 1988 skal nå følgende mål i år 2005: Energi 21 skal bidrage til en bæredygtig udvikling af det danske samfund. Energisektoren skal fortsat være en økonomisk, livskraftig og teknologisk effektiv sektor, som indgår i en dynamisk samfundsudvikling. Energiforbruget reduceres med 15%. Forbruget af naturgas øges med 170%. Forbruget af vedvarende energi øges med 100%. Forbruget af kul mindskes med 45%. Forbruget af olie mindskes med 40%. CO 2 -emissionen reduceres med mindst 20%. SO 2 -emissionen reduceres med 60%. NO x -emissionen reduceres med 50%. Målene nås gennem en bred vifte af aktiviteter: energibesparelser, afgift på CO 2 -udledning, omstilling til brug af miljøvenlige brændsler ved kraftvarmeproduktion, anlægs- og driftsstøtte til kollektiv varmeforsyning, støtte til etablering af biobrændselskedler i landdistrikterne mv. Den fjerde og sidste energiplan er Energi 21 /ref. 2/, der blev introduceret i Her lægges op til, at husholdningen med vores ressourcer skal have en central rolle. Vores forbrug af udtømmelige, fossile energikilder, og udledningerne fra energiforbrug og energiproduktion skal reduceres yderligere. Et vigtigt holdepunkt i Energi 21 er således, at den eksisterende målsætning fra Energi 2000 om, at Danmark skal reducere sin CO 2 -udledning med 20% i år 2005 i forhold til 1988-niveauet suppleres med en langsigtet målsætning. CO 2 -udledningen skal halveres i år 2030 i forhold til Derudover vil man i de internationale klimaforhandlinger gå ind for, at de industrialiserede lande inden år 2030 skal halvere udledningen af CO 2 i forhold til 1990-niveauet. På FN s klimakonference i Kyoto i 1997 blev EU s reduktion fastsat til 8% i 2012 i forhold til 1990-niveauet. Danmarks CO 2 -målsætning skal opnås ved, dels at energiintensiteten forbedres med 50% frem til år 2030, dels at vedvarende energi vil bidrage med 35% af bruttoenergiforbruget i Energi 21 forudsætter, at vedvarende energi dækker 12-14% af landets samlede energiforbrug i år Den klart vigtigste VE-kilde er og vil fortsat være biomasse. Biomasse bidrog med 61 PJ i 1996, hvilket skal stige til 85 PJ i 2005 og 145 PJ i Stigningen frem til 2005 vil primært ske ved de centrale elværkers øgede anvendelse af halm og flis (se afsnittet om Biomasseaftalen). En øget anvendelse af biogas og lossepladsgas medvirker ligeledes til, at målet på 85 PJ nås. I forbindelse med Energi 21 er Samsø blevet udpeget til vedvarende energi-ø, og øen skal dermed fungere som udstillingsvindue for dansk VE-teknologi. Initiativerne på biomasseområdet retter sig dermed mod følgende delmål i Energi 21: Øget brug af halm og flis i de centrale elværker. Øget udbygning af decentral kraftvarmeproduktion på halm, flis, biogas og lossepladsgas. Størst mulig omstilling af blokvarmecentraler over 250 kw i landdi- Side 6 Træ til energiformål

7 Dansk energipolitik strikter fra fossilt brændsel til biobrændsel. Adgang til etablering af biobrændselsanlæg og biogasproduktion fra fællesanlæg, industrianlæg og lossepladser mv. i områder, der tidligere var reserveret for naturgas. Fordelingen af de enkelte vedvarende energikilder er vist i figur 2. Påvirkning fra EU I EU s Hvidbog for Vedvarende Energi fra 1997 /ref. 3/ fastsættes en stigning i EU s anvendelse af vedvarende energi fra 6% til 12% frem til Biomassesektoren forventes at blive den hurtigst voksende sektor indenfor VE-teknologierne. Landbrugets arealanvendelse er tæt forbundet med EU s landbrugspolitik. I EU s nyeste udspil vedrørende den fremtidige landbrugspolitik forventes braklægningsforpligtigelsen ophævet, og der bliver én tilskudssats uanset afgrødevalg. Dette vil påvirke landmændenes dispositioner også m.h.t. at dyrke energiafgrøder på frivilligt braklagte arealer. Energi 21 nævner eksplicit, at målet om 45 PJ energiafgrøder i år 2030 kan opnås ved anden biomasseanvendelse, såfremt EU s landbrugspolitik og støtteordninger ændres til at fordre dette. Varmeforsyningsloven For at iværksætte aktiviteterne foreslået i Energi 2000 /ref. 1/ blev Varmeforsyningsloven af 13. juni 1990 vedtaget af Folketinget. Hermed fik Energiministeren vidtrækkende beføjelser til at regulere brændselsvalget i blokvarmecentraler, fjernvarmeværker og decentrale kraftvarmeværker. Dette blev gjort ved såkaldte specifikke og generelle forudsætningsskrivelser /ref. 5/, der rundsendes til kommuner og anlægsejere i tre tidsmæssigt forskudte faser. De specifikke forudsætningsskrivelser beskriver detaljeret omstillingen til miljøvenlige brændsler over for udvalgte kommuner og anlægsejere. Derudover blev der til alle landets kommuner udsendt generelle forudsætningsskrivelser, der beskriver muligheden for frivilligt at ændre brugen af kul og olie til mere miljøvenligt brændsel. Omstillingen blev straks igangsat. Fase 1 forløb i perioden og omhandlede omstilling af en del kul- og naturgasfyrede fjernvarmeværker, der skulle omlægges til naturgasfyret, decentral kraftvarme. Fase 2 forløb i perioden og omfattede resterende kul- og naturgasfyrede fjernvarmeværker, der omlægges til naturgasfyret decentral kraftvarme. Derudover skulle mindre fjernvarmeværker uden for de store fjernvarmenet omlægges til biobrændsler. Fase 3 startede i 1996 og er ikke afsluttet. Det var forudsat, at mindre, gasfyrede fjernvarmeværker konverteres til naturgasfyret, decentral kraftvarme samt at øvrige fjernvarmeværker omlægges til biobrændsler. Se også afsnittet om Biomasseaftalen om justering af faseforløbet. CO 2 -lovene Varmeforsyningsloven blev fulgt op af tre love, der gav mulighed for at give tilskud til omstillingsprocessen til mere miljøvenlige brændsler. Hensigten var, at energiministeren derved kunne modvirke, at forbrugerne fik pålagt højere varmepriser pga. omstillingen. De tre love er nr. 2, 3 og 4/1992 og har følgende titler: Øre/kWh Gasolie Fuelolie Naturgas Kul Træpiller Flis Halm Pris uden afgifter Energi-afgift CO2-afgift Svovl-afgift Lov om statstilskud til fremme af decentral kraftvarme og udnyttelse af biobrændsler. Her er der mulighed for op til 50% anlægstilskud. I praksis har tilskuddet været på 20-30% af anlægssummen. Lov om tilskud til elproduktion. Der gives 10 øre/kwh til elproduktion på naturgas og 17 øre/kwh til elproduktion på halm og flis. Den 1. januar 1997 trådte en bekendtgørelse i kraft, der bl.a. kræver en 80% totalvirkningsgrad på biomasseanlægget for at kunne få hele tilskuddet. Derudover får vedvarende energi refunderet CO 2 -afgiften på 10 øre/kwh. Private VE-producenter modtager således 27 øre/kwh i samlet støtte. Lov om statstilskud til færdiggørelse af fjernvarmenet. Her blev givet op til 50% i anlægstilskud. Ordningen stoppede ved udgangen af Den nuværende støtte på henholdsvis 10 øre/kwh og 17 øre/kwh vil i forbindelse med elreformen blive finansieret over forbrugerprisen i en overgangsperiode. På sigt vil elproduktionstilskud og 10-øren fra CO 2 -afgiften blive erstattet af grønne VE-beviser med en mindstepris på 10 øre/kwh. Det grønne markeds organisering og funktion vil blive afklaret i løbet af UVE-ordningen Et 3-årigt udviklingsprogram for perioden (BUP-95) /ref. 6/, har haft til formål at fremme den teknologiske udvikling af biomassebaserede anlæg. I programmet anbefaledes bl.a. følgende aktiviteter: Figur 1: Brændselspriser primo 1999 til fjernvarmeproduktion incl. afgifter, men uden moms /ref. 4/. Træ til energiformål Side 7

8 Dansk energipolitik Udviklingen af kraftvarmeteknologi med halm og flis som brændsel. Teknologierne er damp, forgasning og stirlingmotor. Fjernvarmeanlæg bør fokusere på brændselsfleksibilitet og miljøvenlig brændselshåndtering. Til private boliger bør udvikles miljø- og brugervenlige kedelanlæg. Energiafgrøder bør undersøges med henblik på dyrkning, håndtering og anvendelse. Energistyrelsens ordning med titlen Udviklingsprogrammet for Vedvarende Energi støtter projekter til fremme af biomasse i energiforsyningen og bruger bl.a. BUP-95 som baggrundsmateriale ved behandling af ansøgninger. PJ/år Vindenergi Geotermisk energi Omgivelsesvarme Solvarme Biogas Affald Energiafgrøder Træ Halm Værkspuljen Der ydes statstilskud til fremme af decentral kraftvarme og udnyttelse af biobrændsler. Ordningen omfatter tilskud til omstilling af fjernvarmeværker til kraftvarmeværker på biobrændsler samt til at fremme anvendelse af biobrændsler i områder uden kollektiv forsyning. Ordningen indeholder 25 mio. kr til tilskud om året. Biomasseaftalen For at sikre at målene i Energi 2000 blev nået, indgik regeringen, Det konservative Folkeparti, Venstre og Socialistisk Folkeparti den 14. juni 1993 en aftale om øget brug af biomasse i energiforsyningen, med særligt henblik på anvendelse i de centrale elværker. Hovedpunkterne i aftalen er følgende: Der skal ske en gradvis forøgelse af elværkernes anvendelse af biomasse, så der senest i år 2000 anvendes 1,2 mio. tons halm og 0,2 mio. tons flis årligt svarende til 19,5 PJ. Elleve byer i naturgasområder indenfor fase 1 og fase 2, der endnu ikke har omstillet til naturgasfyret kraftvarme, kan vælge mellem biobrændsel og naturgas som brændsel. Der er mulighed for udskydelse til 2000 bl.a. for at afvente kommercielt tilgængelig teknologi inden for biomasseområdet. Fase 2 byer uden for naturgasområder kan vente med omstilling til 1998, såfremt der vælges biomassebaseret kraftvarme. Seks byer i fase 3 kan vente med omstilling til biomassebaseret kraftvarme til Ca. 60 mindre byer i fase 3 skal senest ved udgangen af 1998 være omstillet til biomassebaseret fjernvarme Figur 2: Energi 21 s forslag til anvendelse af vedvarende energikilder frem til 2030 /ref. 2/. Aftalen har bl.a. medført, at Sønderjyllands Højspændingsværk har opført et biomassebaseret kraftværk i Åbenrå med et forbrug på tons halm og tons flis om året. Sjællandske Kraftværker har opført et halm- og træflisfyret kraftvarmeværk på Masnedø med et årligt forbrug på tons halm og tons træflis og er ved at etablere værker i Maribo-Sakskøbing og i Avedøre ved København. Den 1. juli 1997 har de politiske partier bag Biomasseaftalen udarbejdet en tillægsaftale, som skal forbedre mulighederne for at indpasse biomasse i energiforsyningen. Tillægsaftalen indebærer i hovedtræk, at: De centrale elværker stilles friere i valget mellem halm, træflis og pileflis, idet der skal omsættes 1,0 mio. tons halm, 0,2 mio. tons flis og resten valgfrit, dog således at den totale mængde er 19,5 PJ. Der tillades biomassebaseret kraftvarme i naturgasområder. Kommunerne skal prioritere kraftvarme på biogas, lossepladsgas og anden forgasset biomasse. Syv byer i fase 3 kan fortsætte den nuværende fjernvarmeforsyning, indtil omstilling til biomassebaseret kraftvarme er teknisk og økonomisk hensigtsmæssig. Politisk enighed Det er karakteristisk, at skiftende regeringer, folketingsflertal og energiministre siden midten af 1980 erne har fastholdt betydningen af en aktiv energipolitik med stigende vægt på den ressourcebaserede og miljøansvarlige linie. Danmark har en førerstilling inden for flere VE-områder, og Energi 21 vil fastholde denne førerstilling. Side 8 Træ til energiformål

9 Træ som energiressource 2. Træ som energiressource 2.1 Forbrugets og ressourcernes størrelse Træ er en vigtig energikilde verden over. I Danmark kommer energitræ fra skovflis, brænde, træaffald og træpiller samt i et meget beskedent omfang fra piledyrkning. Størsteparten af det træ, der hugges på skovarealets ca ha, ender som energitræ direkte eller efter anden anvendelse. I lyset af regeringens målsætning om at øge skovarealet til det dobbelte i løbet af en trægeneration vokser de samlede træbrændselsressourcer på længere sigt. 3 Årshugst, mio. m fastmasse Gavntræ Brænde År Flis Sum Figur 3: Hugsten fordelt til gavntræ, brænde og flis. Stormfaldene i 1967 og specielt i 1981 gav en forøget hugst /ref. 8/. Energitræforbruget Ifølge Energistyrelsens opgørelse over energiproduktionen i 1997 dækker træ ca TJ svarende til 28% af den samlede produktion af vedvarende energi, hvilket er lig energiindholdet i ca tons olie. Tabel 1 viser fordelingen mellem de enkelte træbrændsler. Danmarks Statistik har siden 1950 ført en detaljeret statistik over hugsten i de danske skove, og den har ligget omkring 2 mio. m 3 fastmasse med udsving omkring stormfaldene i 1967 og I 1996 anvendtes ca m 3 fastmasse svarende til ca tons olie til direkte energiproduktion, hvilket er ca. 33% af den samlede hugst. Skovflis kommer fra første- og andengangstyndinger i granbevoks- Brændsel Anvendt 1997 (TJ) Andel (%) Skovflis Brænde Træaffald Træpiller I alt Tabel 1: Anvendelse af træbrændsler. Til sammenligning har tons olie et energiindhold på ca. 42 TJ /ref. 7/. ninger, fra hugst af overmodne og delvis udgåede fyrreplantager, fra hugst i klima- og insektskadede bevoksninger, fra hugst af ammetræer (træart, der plantes ind samtidig med hovedtræarten og beskytter denne mod f.eks. frost og ukrudt) og fra trætoppe ved renafdrift (skovning af hele bevoksningen ved omdriftens slutning) i granbevoksninger. Skovflis er blevet et stadig vigtigere brændsel den seneste snes år, og produktionen er på ca m 3 fastmasse om året. Brænde produceres overvejende i løvtræbevoksninger ved tynding og renafdrift i form af topender, fraskårne grene og afskårne rodender. Brænde var tidligere skovens vigtigste produkt, men omkring århundredeskiftet blev træ som energikilde erstattet af kul og siden af olie. Oliekrisen i 1970 erne og afgiftforøgelsen i midten af 1980 erne på olie og kul betød, at træ igen blev attraktivt til energiproduktion. Skovbruget producerer ifølge statistikken m 3 fastmasse brænde, men forbruget af brænde fra haver, parker, hegn m.m. er ikke registreret. Det samlede forbrug menes at ligge på ca m 3 fastmasse om året /ref. 9/. Træaffald bestående af bark, savsmuld, kutterspåner, nedrivningstræ m.m. bruges primært i industriens egne fyr. Der anvendes ca m 3 fastmasse om året, hvoraf en del anvendes til fremstilling af træpiller og træbriketter, som er en forholdsvis ny produktion herhjemme. Herudover importeres også en stor mængde træaffald til denne produktion. Forbruget af træpiller og træbriketter udgør henholdsvis ca tons og ca tons om året. Energipil dyrkes i kort omdrift på 3-4 år på landbrugsjord, men produktionen er endnu ikke så udbredt herhjemme, hvor kun ca. 500 ha er tilplantet. Brændselsmængden herfra har ikke stor betydning i forhold til andre træbrændsler. Fremtidens ressourcer Forskningscentret for Skov & Landskab har opgjort størrelsen af tilgængelige træbrændselsressourcer (brænde og flis) fra de danske skove over 0,5 ha /ref. 10/. Ressourcerne er opgjort på baggrund af skovtællingens oplysninger fra 1990 om skovenes træarts- og alderssammensætning samt vedproduktion. Beregningerne er udført som årlige gennemsnit i perioderne , og på baggrund af forudsigelser, der anses for at være realistiske under de nuværende afsætningsforhold for cellulosetræ og andre konkurrerende produkter til træbrændsel. Træ til energiformål Side 9

10 Træ som energiressource 3 Årshugst, mio. m fastmasse 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0, Gavntræ Træbrændsel Figur 4: Fremskrivning fra 1994 af den potentielle årshugst af gavntræ og træbrændsel i perioderne , og Hugsten af træ forventes at være stigende i løbet af de næste godt 20 år /ref. 10/. foto: søren fodgaard Blandt andet på grund af tilplantning med ny skov forventes den samlede årlige hugst at stige til ca. 3,2 mio. m 3 fastmasse i løbet af de næste 20 år (figur 4). Bemærk at hugsten (figur 3) ifølge Danmarks Statistik i sammenligning med fremskrivningen for er ca m 3 fastmasse lavere per år. Denne tilsyneladende uoverensstemmelse skyldes, at skovbruget ikke har tilstrækkelige afsætningsmuligheder for træ til energi. Den årlige gavntræhugst forventes at være stigende i begge perioder efter år 2000, mens hugsten af brænde og skovflis er beregnet til at falde fra ca m 3 fastmasse til ca m 3 fastmasse for så at stige igen til ca m 3 fastmasse i den sidste periode (figur 4). Ændringen i hugsten skyldes en skæv aldersklassefordeling for nåletræarealet, afvikling af bjerg- og contortafyrplantager og stigende hugst af træbrændsel i løvtræbevoksninger /ref. 11/. Medens den samlede potentielle årshugst kan fastlægges med ret stor sikkerhed vil fordeling mellem brændsel og andre produkter være bestemt af en række ydre forhold. Fortsættes de seneste års udvikling vil brændselsandelen blive større. Ud fra tallene i opgørelsen er skovene i stand til løbende at forsyne de nuværende flisfyrede varmeog kraftvarmeværker med flis og derudover at levere den nødvendige mængde træ på tons flis per år svarende til ca m 3 fastmasse, som elværkerne ifølge biomasseaftalen skal bruge fra år Skovrejsning og træ til energi Skovrejsning omfatter nyanlæg af skov på landbrugsjord. Den fremtidige forsyning med energitræ skal delvis sikres gennem skovrejsning. Her kan energitræproduktionen øges ved at forøge plantetallet i forhold til plantetallet i normale kulturer og ved anvendelse af ammetræer. Den energipolitiske målsætning I skovlovens formålsparagraf står der, at udover at værne og bevare de danske skove, samt forbedre skovbrugets stabilitet, ejendomsstruktur og produktivitet, er målet at... medvirke til at forøge skovarealet /ref.12/. Det er regeringens målsætning at fordoble skovarealet i løbet af den næste trægeneration ( år). Denne målsætning har også energipolitisk interesse, og det skal ses i sammenhæng med biomasseaftalen fra 1993 og regeringens energihandlingsplan, Energi 21, hvor det fremgår, at der skal ske en udbygning af anvendelsen af biomasse, herunder flis, i energisektoren /ref. 2/. I den danske strategi for bæredygtig skovdrift er det præciseret, at denne fordobling af skovarealet skal nås ved, at der... tilstræbes en regelmæssig plantningstakt /ref. 13/. Det betyder, at der skal tilplantes ca ha per år for at nå målet, heraf ha af private. Siden 1989 er der kun blevet plantet knap halvdelen af det tilsigtede. I Energistyrelsens opgørelse fra 1996 over flismængderne fra de danske skove indtil år 2025, der bygger på /ref. 10/, er der regnet med en forøgelse af skovarealet med ha per år. Energitræproduktionen i form af flis fra skovrejsningen er sat til 4 PJ per år ud af et samlet energibidrag på knap 10 PJ per år fra flis. Det forventes således, at skovrejsningen skal udgøre et væsentligt bidrag til det samlede energitræforbrug i fremtiden /ref. 14/. Energitræ fra fremtidig skovrejsning Energitræproduktionen ved fremtidig skovrejsning kan forøges i forhold til energitræproduktionen i eksisterende skov ved bl.a. at øge plantetallet i forhold til almindelig praksis og ved at anvende ammetræer. En udbytteforøgelse må ikke ske på bekostning af flersidigheden i skovdriften, hvor produktion af kvalitetstræ, bevarelse af naturen, beskyttelse af kulturhistorien og rekreationsmulighederne prioriteres højt. Ved brug af større plantetal sker der en hurtigere plantedækning af arealet og dermed en større produktion. Beregninger viser, at den mulige flisproduktion i rødgran kan øges med 30-50% ved at øge plantetallet fra ca til planter per ha. Da omkostningerne til plantning stiger med stigende plantetal, og mer- Nyanlæg af løvskov på landbrugsjord. Med den nuværende tilplantningstakt på til ha om året er det nødvendigt at øge skovrejsningstakten eller øge energitræproduktionen fra de eksisterende skovarealer for at imødekomme Energistyrelsens målsætning. Side 10 Træ til energiformål

11 Træ som energiressource udbyttet af flis ikke dækker omkostningerne til flere planter, bliver anvendelsen af store plantetal kun interessant, hvis der ud over det øgede flisudbytte også kan opnås fordele så som øget trækvalitet, forbedret bevoksningsstabilitet og mindre renholdelsesudgifter. Ammetræer indplantes traditionelt samtidig med hovedtræarten, der ofte er en mere følsom art, for at give den beskyttelse mod frost, ukrudt m.v. Da ammetræer er træer med hurtig ungdomsvækst, øges vedproduktionen, og der produceres større flismængder i de første tyndinger, der udføres ved rækkevis hugst af ammetræer. Relevante ammetræarter er bl.a. hybridlærk, rødel, poppel, skovfyr og birk. Ved brug af hybridlærk som ammetræ i en rødgrankultur kan flisudbyttet øges med ca. 35% ved et plantetal på per ha fordelt med rødgran og hybridlærk sammenlignet med en ren rødgranbevoksning (figur 5) /ref. 15/. Normalt hugges der kun flis i nåletræbevoksninger, men ved produktion af flis i løvtræ som f.eks. bøg, kan flisudbyttet øges kraftigt ved at anvende ammetræer. Indplantes hybridlærk, vil flisudbyttet kunne tredobles i forhold til en ren bøgebevoksning. Beregningerne af flisudbyttet er foretaget på eksisterende forsøgsdata fra rødgran, men nye krav til skovene om øget diversitet og fleksible bevoksninger betyder, at der fremover etableres flere blandingskulturer. Virkningen af de større planteantal undersøges ved forsøg. Flisproduktion, rummeter per hektar Plantetal, stk. per hektar Ren rødgran ede planter) samt på længere sigt forbedret vedkvalitet. I demonstrationsforsøgene indgår forskellige plantningsmodeller med følgende træartsblandinger: Nåletræblandinger (sitkagran/rødgran og douglasgran med eller uden lærk som ammetræ). Rene løvtræbevoksninger og løvtræblandinger (bøg, eg og eg med rødel). Blandede løv- og nåletræbevoksninger (bøg med douglasgran og bøg med lærk). Der vælges et standardplantetal, som fordobles enten med hovedtræarten (bøg, rødgran/sitkagran, eg, Rødgran med lærk Figur 5: Flisproduktionen i rummeter per ha for ren rødgran og rødgran med lærk som ammetræ for varierende plantetal i Østdanmark. Flisproduktionen forøges væsentligt ved brug af ammetræer /ref.15/. douglasgran) eller ved anvendelse af hjælpetræarter (rødel, lærk). Forsøgene følges fremover løbende med målinger, og de faktiske tal for energitræudbyttet kommer i forbindelse med de første tyndinger om ca år. Resultaterne anvendes ved planlægning af den fremtidige skovrejsning. Lovgivning og tilskud Ved skovrejsning skal tilplantningsplaner godkendes af Jordbrugsdirektoratet, og det skal bl.a. undersøges, om skovrejsningen er i overstemmelse med amternes udpegning i deres regionplaner af plus- og minusområder for skovrejsning, dvs. områder Demonstrationsforsøg Forskningscentret for Skov & Landskab etablerer i i samarbejde med Skov- og Naturstyrelsen demonstrationsforsøg på skovrejsningsarealer tre steder i landet. Formålet med forsøgene er bl.a. at undersøge energitræproduktionen i blandingskulturer på forskellige jordtyper. Forsøgene skal demonstrere meromkostningerne ved at forøge planteantallet, mulige gevinster i form af mindskede behov for renholdelse og efterbedring (genplantning efter udgå- foto: hedeselskabet/bert wiklund Det danske skovareal skal fordobles i løbet af de næste år. Mange af de nye skove vil blive løvskove med eg og bøg som hovedtræarter /ref. 15/. Træ til energiformål Side 11

12 Træ som energiressource hvor skovrejsning er ønsket eller uønsket. Fra det offentliges side søges den private skovrejsning øget via forskellige tilskudsordninger, men det er hidtil kun lykkedes delvist. Den største del af skovrejsningen finder sted på Skov- og Naturstyrelsens egne arealer eller i privat regi uden tilskud. Ved årsskiftet trådte en ny tilskudsordning under skovloven i kraft, og den har øget interessen for skovrejsning bl.a. pga. indkomstkompensation og øgede muligheder for tilskud, så der for nuværende indsendes flere ansøgninger, end der er støttemidler. Rammerne for skovrejsningen og mulighederne for tilskud er fastlagt i en række love og bekendtgørelser. En betingelse for at modtage støtte er, at arealet pålægges fredskovspligt, så skovens eksistens sikres fremover. Herudover er der krav til skovens opbygning og størrelse. Tilskudsordningerne omfatter bl.a. tilskud til forberedende undersøgelser som lokalitetskortlægning (undersøgelse af jordbund) og arealfastsættelse, plantning og pleje af bevoksninger, etablering af hegn og 20-årig indkomstkompensation /ref. 16/. Yderligere oplysninger kan fås ved at henvende sig til det lokale statsskovdistrikt. 2.3 Energiskov Pil har været anvendt som kulturplante i århundreder til redskaber, tøndebånd, kurveproduktion og flethegn. Med henblik på produktion af flis til energiformål har pil kun været dyrket få år her i landet, og flisen anvendes på nuværende tidspunkt kun i begrænset omfang i varmeværker i Danmark. Energiskov i Danmark Energiskov er plantager af løvtræer (som regel pil) med hurtig ungdomsvækst og evne til stiklingeformering og stødskudsdannelse. Gennem intensiv dyrkning udnyttes disse egenskaber til at producere biomasse, der kan anvendes til energiproduktion. Ifølge energihandlingsplanen fra 1996, Energi 21, skal bidraget af foto: biopress/torben skøtt Arealet er grundigt rengjort inden pilestiklingerne plantes. Plantningen foregår med en torækket plantemaskine, og en afmærkningsarm på traktoren sikrer, at rækkerne bliver helt parallelle. Traktorens tvillinghjul fordeler marktrykket, så jorden ikke komprimeres unødigt. energiafgrøder eller anden biomasse eksklusive halm i energiforsyningen vokse fra 0 i år 2005 til ca. 45 PJ i år Hvis der ikke suppleres med anden biomasse, svarer det til udbyttet fra omkring ha pil. Dyrkning af energiafgrøder vil dog i høj grad være afhængig af EU s landbrugspolitik og støtteordninger. For at vurdere energiafgrødernes potentiale, er der igangsat et demonstrations- og udviklingsprogram, der kan belyse en fremtidig brug af energiafgrøder. Herhjemme dyrkes kun ca. 500 ha med pilekulturer på landbrugsjord /ref. 15/, mens der i Sverige skønnes at være tilplantet ca ha. Energipil er en landbrugsafgrøde, hvilket betyder, at man kan stoppe dyrkningen og overgå til anden afgrøde, hvis man ønsker det. Dyrkning Pil kan dyrkes på forskellige jordtyper. Jordtyper, der sikrer en god vandforsyning, er velegnede. På lette jordtyper uden vanding bliver udbyttet ustabilt. Rødder fra pil kan tilstoppe dræn. Arealet skal være egnet for maskinel indsats, herunder kunne bære maskiner i vintermånederne, hvor høsten sker /ref. 17/. Ved etablering af energiskov i Danmark anvendes stiklinger af kloner af båndpil, der indtil nu har vist det bedste produktionspotentiale. Ved plantningen, der foregår om foråret, plantes traditionelt ca stiklinger per ha taget fra etårige skud. Plantningen sker med maskine, og de 20 cm lange stiklinger presses lodret ned i jorden, så kun et par cm rager op. Til sammenligning har en ny metode vist, at tilplantningsomkostningerne kan formindskes med 50% ved en vandret udlægning af ca. 20 cm langt hugget materiale, der maskinelt nedrilles i jorden /ref. 18/. Første vinter efter plantning kan skuddene afklippes i 5-8 cm s højde for at fremme udviklingen af skud. Afklipning anses for fordelagtig i tynde bestande, samt hvor der kun er 1-2 skud per stikling /ref. 19/. Ukrudt, specielt græsser, er den værste fjende i etableringsfasen, og derfor bør arealet være grundigt rengjort inden plantning f.eks. ved reolpløjning. Ukrudtsbekæmpelsen foregår lettest og mest effektivt med herbicider kombineret med mekanisk rensning. Ved høsten, som foregår med få års mellemrum fjernes alt undtagen blade og rødder, og det betyder, at gødskning er nødvendig Side 12 Træ til energiformål

13 Træ som energiressource for at opretholde produktionsniveauet. Tildeling af gødning til en pilekultur de enkelte år fremgår af tabel 2. Gødskning af energipil med spildevand, spildevandsslam eller gylle er et alternativ til gødskning med kunstgødning. Piletræernes tætte, dybtgående rodnet er velegnet til at opfange slammets indhold af plantenæringsstoffer og tungmetaller. Brændslet vil således i forhold til skovflis indeholde relativt store mængder kvælstof og cadmium. Under de rette forbrændningsforhold vil størsteparten af kvælstoffet frigives som N 2, og tungmetallerne vil tilbageholdes i asken. Dette er en vigtig forudsætning for, at anvendelsen af slam til energipil kan siges at være miljømæssigt positiv /ref. 20/. Høst og lagring Der høstes første gang på arealet 3-4 år efter plantning, hvor pileskuddene er ca. 6 m høje. Det gøres om vinteren, og det følgende forår begynder planterne at gro fra stødene, og efter endnu 3-4 år kan der høstes igen. Pilene forventes at kunne gro i mindst 20 år uden produktionsnedgang, og det betyder, at der kan høstes 4-5 gange, før der skal ske nyplantning. Forsøg har vist, at langtidsopbevaring af pileflis er vanskelig at gennemføre. Dette skyldes, at flisen har et vandindhold på omkring 55-58% af totalvægten i frisk tilstand, og at de unge pileskud indeholder meget bark og mange næringsstoffer. I stakke af pileflis sker der derfor typisk en kraftig temperaturudvikling og et betydeligt tab af tørstof. Denne udvikling er afhængig af flisens størrelse: jo større flisstykker, desto mindre er nedbrydningen. Langtidsopbevaring sker bedst, hvis pilen slet ikke er hugget til flis, men lagres som hele skud, hvilket er dyrt. En anden metode, som med succes er afprøvet i forsøg, er lufttæt indpakning af pileflis. Uden ilt sker der ingen nedbrydning /ref. 21/. Den vanskelige langtidsopbevaring betyder, at flisen normalt køres direkte til varmeværk. foto: biopress/torben skøtt Brændselsegenskaber Pileflis adskiller sig ikke væsentligt fra anden flis, men den kan indeholde mere bark og mere vand. Den nedre brændværdi af absolut tørt piletræ adskiller sig ikke fra andre træarters, men er ca. 18 GJ per ton absolut tørt materiale. Derimod er pileved let træ i sammenligning med de fleste andre træarter. Det vil sige, at en rummeter pileflis indeholder mindre tørstof (ca. 120 kg/rm) end f.eks. en rummeter bøgeflis (ca. 225 kg/rm) Dette spiller en rolle for de volumenmængder, som et varmeværk skal kunne håndtere for at opnå samme varmeproduktion. Det store vandindhold gør flisen særlig egnet på værker, som har et røggaskondenseringsanlæg. I så fald genindvindes fordampningsvarmen. Produktionen af energipil I energipilebevoksninger skal alle produktionsomkostninger betales af N P K Planteår produktionsår produktionsår produktionsår år efter høst år efter høst år efter høst Ved høsten af helskud, som foregår med specialbyggede maskiner om vinteren, fjernes alt undtagen blade og rødder. Pileskuddene høstes tæt på jordoverfladen og føres med et transportbånd op på ladet. Tabel 2: Anbefalet gødskning af energipil før og efter første høst (kg per ha). - betyder, at der ikke gødskes. Den tilførte mængde varierer med jordbundsforholdene /ref. 19/. et lavværdiprodukt: pileflis. Det gør produktionen af energipil sårbar i sammenligning med produktionen af halm eller skovflis. Ved produktion af halm til energi bærer kornproduktionen alle udgifter til og med mejetærskningen, og halmen skal kun betale for bjærgning, transport og lagring. På samme måde betaler produktionen af savværkstømmer for trædyrkningen, mens skovflisen betaler for flishugst, lagring og transport til varmeværk. Piledyrkning er derfor økonomisk risikabel og meget afhængig af høstens størrelse. Der er derfor stor interesse for at fastslå produktionsniveauet for pileskov herhjemme. Med mellemrum fremkommer høje produktionstal på tons tørstof per ha og år eller derover, men de er ofte opnået i enkelte, mindre og meget intensivt drevne pilekulturer og er således ikke realistiske prognosetal for høstudbytterne i kommercielle kulturer. Produktionsmålinger udført i danske pilekulturer fra 1989 til 1994 viser, at den gennemsnitlige produktion ligger på ca. 7,5 tons tørstof per ha og år, hvilket ikke er så meget som hidtil antaget. Resultaterne fra produktionsmålingerne har ikke kunnet give en entydig forklaring på vækstfaktorernes indvirkning på produktionsniveauet, men dette gennemsnitsudbytte er opnået i pilebevoksninger, som blev gødsket intensivt, og hvoraf halvdelen blev kunstvandet. Målinger af produktionen er udført på kloner, der var almindelige i starten af 1990 erne /ref. 22/. Danske målinger på nye kloner er foretaget som led i et EU-projekt. Foreløbige resultater tyder på, at de nye kloner har et beskedent merudbytte i sammenligning med de gamle. Træ til energiformål Side 13

14 Træ som energiressource Fremtiden for energipil Foreløbig er der god grund til at følge pileavlens udvikling i Sverige, som er førende. Herfra kommer nu flere og flere oplysninger om klonudvikling, høstudbytter, høstomkostninger og de jordbundstyper, som pilen vokser bedst på. Her kan man tænke sig, at pileavl kan finde en niche i landbrugslandskabet i form af jordbundstyper, som vækstmæssig passer pilen godt, men passer mindre godt til kornafgrøder. Endelig kan pilen måske erobre en plads, hvor den kan bidrage til at løse nogle miljømæssige problemer i form af spildevandsog jordrensning. 2.4 Fysisk karakterisering af træbrændsler I Danmark anvendes træ fra skovbruget og træindustrien i form af brænde, flis, bark, spåner, briketter, piller og nedrivningstræ til fyring i bl.a. brændeovne, træpillefyr, fjernvarmeværker og kraftvarmeværker. Teknologierne, som benyttes i disse anlæg, stiller forskellige krav til træets fysiske egenskaber, dvs. til størrelse, størrelsesfordeling, vandindhold, askeindhold og renhed (sten, jord og sand). En fysisk karakterisering af træbrændsler kan indgå i valg af brændsler til forskellige fyringsanlæg og -teknikker. Desuden kan oplysninger om træbrændslers fysiske egenskaber benyttes i forbindelse med indgåelse af leveringskontrakter, specifikation af brændslet i relation til bestemte typer af fyringsanlæg og udarbejdelse af kvalitetsbeskrivelser af træbrændsel. Kendskab til disse egenskaber ved forskellige træbrændsler er således med til at fremme en miljømæssig og økonomisk optimal anvendelse af brændslet /ref. 23/. Brænde Brænde er afkortet rundt eller kløvet træ fremstillet af afkvistede stammer, afskårne rod- og topender eller grene af løv- eller nåletræer. Færdigt brænde afkortes normalt til cm. Til de fleste brændeovne er det bedst at anvende stykker af 6-8 cm tykkelse. Brænde indeholder ved og bark. Vandindholdet i frisk gran er ca % af totalvægt og tilsvarende ca. 45% for bøg /ref. 24/. Efter sommertørring falder vandindholdet til ca. 15% af totalvægt, afhængig af vind og vejr, stabling og afdækning, hvilket er det anbefalede til brug i brændeovne /ref. 25/. Askeindholdet er ofte under 2% af tørstoffet. Flis Flis er sønderdelt træ med en længde i fiberretningen på 5-50 mm. Desuden indgår længere kviste (stikkere) og en finere fraktion (smuld). Heltræflis er skovflis hugget af hele træer inklusive grene i førstegangstyndinger i nåletræ eller i forbindelse med konvertering af gamle bjergfyr- og contortaplantager. Flis hugges også fra topender og andet hugstaffald ved renafdrifter. Savværksflis er et biprodukt ved savning af tømmerstokke, og pileflis kommer fra helskud af pil dyrket på landbrugsjord. Hvilken flis, der er den mest velegnede, afhænger af typen af fyringsanlæg. Et nyt system for kvalitetsbeskrivelse af flis baseret på størrelsesfordelingen er under udarbejdelse, fordi den gamle norm fra 1987 ikke længere dækker de flistyper, som bliver produceret og anvendt. Den gamle norm opdelte flis i fin og grov flis (tabel 3). Den flis, som nu leveres til varmeværkerne, er grovere end grov Fraktionsandel (%) Navn Soldskuffe Fin Grov Overtyk flis 45 mm runde huller < 5 < 15 Overtyk flis 8 mm spalter < 25 < 40 Accept 7 mm runde huller > 40 > 23 Pindflis 3 mm runde huller < 20 < 15 Smuld < 10 < 7 Heraf: Stikkere 10-20* mm længde < 2 < 12 Stikkere > 20* > 200 mm længde < 0,5 < 6 Tabel 3: Krav til størrelsesfordeling af fin og grov brændselsflis ifølge den gamle norm nr. 1, som er under revision /ref. 26/. * Diameter > 10 mm. flis. Den nye kvalitetsbeskrivelse tager derfor udgangspunkt i tre flistyper: fin, grov og ekstra grov. Bemærk dog, at navnene sigter til størrelsesfordelingen og ikke er udtryk for en bedre eller dårligere kvalitet. Sideløbende med udarbejdelsen af en ny dansk kvalitetsbeskrivelse er der igangsat et europæisk standardiseringsarbejde af faste biobrændsler. Formålet med dette arbejde er at standardisere målemetoder og at komme frem til fælles kvalitetsbeskrivelser. Soldanalyser angiver vægtfordelingen mellem forskellige størrelseskategorier af flis. Disse størrelseskategorier var ved den gamle norm baseret på et rystesold, som også anvendes til cellulose- og spånpladeflis. Den nye kvalitetsbeskrivelse, som opstilles i øjeblikket, er baseret på et nyt roterende soldanlæg, som laver en bedre sortering af flisen. Det nye roterende sold er udstyret med en fødetragt, et rystende fødebord og en sorteringstromle. Det rystende fødebord gør det muligt at sortere stikkere fra. Den roterende tromle er udstyret med fem sold med 3, 8, 16, 45 og 63 mm runde huller. På basis af soldet er der lavet et udkast til sortering af flis i tre kvaliteter; fin, grov og ekstra grov med følgende klasser (tabel 4). Den gamle norm beskrev stikkere som partikler længere end 10 cm og samtidig tykkere end 1 cm, fordi disse partikler kan være meget generende i transportsnegle. I den nye kvalitetsbeskrivelse dækker betegnelsen stikkere alle partikler længere end Side 14 Træ til energiformål

15 Træ som energiressource 10 cm uanset diameter. Disse partikler udgør et problem ved håndtering af flis. Andelen af partikler over 10 cm i længde har stor betydning for flisens brodannelsesegenskaber. Vandindholdet i heltræflis afhænger af frembringelsesmetoden. Flis fra friskfældede træer har et vandindhold på ca % af totalvægten, men efter sommertørring i 3-6 måneder af de fældede træer i bevoksningen falder vandindholdet til ca % af totalvægten. Flisfyrede kedler med forfyr til villaer mv. kan håndtere flis med vandindhold mellem 20 og 50% af totalvægten, mens fjernvarmeværker normalt accepterer flis med 30-55% vandindhold. Fjernvarmeværker med røggaskondensering ønsker almindeligvis at få leveret flis med højt vandindhold for at udnytte kondenseringsvarmen. I flisen kan der forekomme forurening af sten, jord og sand, som øger askeindholdet. Askeindholdet i heltræer afhænger af træart samt mængden af nåle, grene og stammeved. Det naturlige askeindhold i nåle kan være over 5% af tør vægt, i grene og bark ca. 3% og i stammeved ca. 0,6% /ref. 27/. Brændsel til små kedler og fjernvarmeværker har et askeindhold på 1-2% af tør vægt. Bark Bark til energiformål fremkommer ved afbarkning på nåletræsavværker og ved afskæring af skaller på løvtræsavværker. Sønderdelt bark kan i princippet ikke henregnes under flis, og soldanalyser af bark viser, at der er tale om en meget uensartet størrelsesfordeling med en stor andel af smuld /ref. 28/. Bark er meget fugtig, ca % af totalvægten, og fyring med bark alene sker almindeligvis i specielle kedler på grund af problemer med det høje vandindhold. Da bark er det yderste lag på træet, er det ofte her, man finder de fleste forureninger i form af jord, sand og i visse tilfælde bly fra blyhagl. Savsmuld og kutterspåner Savsmuld og kutterspåner, som er frembragt ved høvling, fræsning og foto: finn jensen lign., er resttræ fra træindustrien. Savsmuld og kutterspåner er mellem 1 og 5 mm i diameter og længde. Vandindholdet i savsmuld varierer med emnet, der er savet. Stammer det fra den del af træindustrien, som fremstiller spær og vinduer m.m., kan fugtprocenten være 6-10% af tør vægt, men 45-65% af totalvægten, hvis det er friskfældede stammer. Kutterspåner er meget tørre med et vandindhold på mellem 5 og Fraktionsandel (%) Navn Soldskuffe Fin Grov Ekstra grov Overlang 20* > 200 mm længde < 0,5 < 1,5 < 1,5 Overlang mm længde < 3 < 6 < 6 Overstor > 63 mm 0 < 3 ** Ekstra stor > 45 og < 63 mm < 2 < 15 ** Stor > 16 og < 45 mm < 60 ingen krav ** Mellem > 8 og < 16 mm ingen krav ingen krav < 25 Småt >3og<8mm <35 <25 <8 Smuld < 3 mm < 10 < 8 < 4 * Overlang: Hvis diameteren er større end 1 cm, må stykkerne maksimalt være 50 cm lange eller maksimalt 5 cm x 5 cm x 25 cm. ** Disse tre klasser tilsammen skal udgøre mindst 60%. Tabel 4: Udkast til krav til de nye fliskvaliteter baseret på det roterende sold. Udkastet sendes i høring (primo 1999), og tabellens indhold er dermed ikke vedtaget endeligt i skrivende stund. 15% af totalvægten. Derfor bliver de anvendt som materiale til fremstilling af træpiller og -briketter. Der er få forureninger, idet det som regel er stammeved, som anvendes, og askeindholdet er derfor mindre end 0,5% af ovntør vægt. Træbriketter og træpiller Træbriketter er firkantede eller cylinderformede brændsler med en læng- Prototypen på et nyt, roterende sold. Flisen hældes i tragten foroven, ensrettes på et rystebord og transporteres hen til nedfaldet (til venstre), hvor flisen falder ned i den roterende tromle. De runde huller i tromlen stiger i størrelse fra venstre mod højre. De enkelte fraktioner sorteres og indholdet af skufferne vejes. Fra venstre er det: overlang, smuld, småt, mellem, stort, ekstra stort og overstort. Træ til energiformål Side 15

16 Træ som energiressource de på cm og en diameter/bredde på 6-12 cm. Træpiller er cylinderformede med en længde på 5-40 mm og en diameter på 8-12 mm. Briketter og piller består af tørt, findelt træ primært bestående af kutterspåner og til dels savsmuld sammenpresset under højt tryk. Størrelsesfordelingen er meget ensartet, hvilket gør brændslet let at håndtere. Piller fra samme parti vil have samme diameter. Hertil kommer et lavt vandindhold på ca. 8-10% af totalvægten /ref. 29/. Der dannes kun lidt slagge ved afbrænding af briketter og piller, og askemængden er lav, omkring 0,5-1% af tør vægt /ref. 30/. Nedrivnings- og affaldstræ Nedrivningstræ er træ, der har været i anden anvendelse, f.eks. konstruktionstræ, rester fra ny-og eller ombygning og forskallingsbrædder inden anvendelse til brænde. Andet genbrugstræ omfatter bl.a. engangspaller og emballagetræ. Træet, der sønderdeles før afbrænding, varierer meget i størrelse. Nedrivningstræ er oftest forholdsvis tørt med et vand- foto: forskningscentret for skov & landskab/flemming rune Skovflis, savsmuld og frisk bark fra nåletræ samt træpiller. indhold omkring 10-20% af totalvægten. Afbrænding af nedrivnings- og andet affaldstræ kan være problematisk, da træet kan være forurenet med rester af maling, lim, imprægneringsmiddel, metal, gummi og plasticdele afhængig af den tidligere anvendelse. Hvis affaldstræ indeholder lim (mere end 1% af tørvægten), maling og lignende, skal der betales affaldsafgift, og affaldstræet må ikke afbrændes i almindelige fyr /ref. 31/. Side 16 Træ til energiformål

17 Produktion af træbrændsler 3. Produktion af træbrændsler Udnyttelse af skovflis til brændsel er af stor betydning for skovbruget, da produktion og afsætning af skovflis muliggør nødvendig bevoksningspleje og konvertering af bevoksninger fra en træart til en anden. For varme- og kraftvarmeværker er træ et nemt brændsel. Produktion af skovflis Produktionen af skovflis foregår typisk i forbindelse med tre forskellige arbejdsopgaver: Tynding i unge nåletræbevoksninger Konvertering af bevoksninger Rydning af hugstaffald Mængdemæssigt er den førstnævnte arbejdsopgave helt dominerende, men mængden af hugstaffald er stigende. Konvertering af bjergfyr og contortafyr til andre mere produktive træarter er langsomt ved at blive afsluttet. Tynding i unge nåletræbevoksninger Ved tynding i unge bevoksninger opnås en øget værditilvækst på de tilbageværende træer. Der fås en bedre generel sundhedstilstand i bevoksningen, og der frembringes et skovbillede, som har større rekreativ værdi for skovens gæster. Ved etablering af en granbevoksning plantes træer per ha. Første tynding foretages normalt, når træerne er ca. 8 meter høje. Der fjernes 25-50% af træerne, hvorved stamtallet reduceres til træer per ha. Når bevoksningen er ca. 10 meter høj, tyndes den anden gang, ofte selektiv tynding, hvorved stamtallet reduceres til ca træer per ha. Træerne fra den første tynding er så små, at de vanskelig kan afsættes som gavntræ, og det er derfor blevet en udbredt praksis at flishugge dem. I perioder med lav pris på cellulosetræ hugges også flis af træ fra anden tynding. foto: hedeselskabet/dorte thomsen Af en opgørelse udarbejdet af Forskningscentret for Skov & Landskab for Energistyrelsen /ref. 10/ fremgår det, at der kan fremstilles mellem og m 3 fastmasse træ til energiformål ud over den mængde på m 3 fastmasse, som blev brugt allerede i Afsætningen af skovflis er en forudsætning for, at de tidlige tyndinger kan gennemføres billigt eller uden omkostninger for skovejeren. Uden afsætning vil tyndingerne oftest blive udsat, indtil træerne har en størrelse, hvor der kan opnås balance mellem tyndingsomkostning og indtægt fra effekterne. Rettidige tyndinger er en forudsætning for produktionen af gavntræ af høj kvalitet. Med andre ord er det ikke muligt at opretholde en produktion af gavntræ af høj kvalitet, uden at der også produceres (og afsættes) træbrændsel. Konvertering af bevoksninger I dag sker konverteringen af fyrrebevoksninger (bjergfyr og contortafyr) primært for at skabe plads til nye, mere produktive bevoksninger typisk af gran, skovfyr eller løvtræ (overvejende eg). En del ældre fyrrebevoksninger ryddes desuden med det formål at genskabe hede- eller klitlandskaber. Afsætningen af skovflis er en absolut forudsætning for, at konverteringen kan gennemføres på en økonomisk forsvarlig måde. Kan flisen ikke afsættes, vil skovejeren have omkostninger til såvel rydning af arealet som gentilplantning, og dermed er omkostningerne over, hvad der kan forventes tjent på den nye bevoksning i fremtiden. Salg af skovflis fra en konvertering kan normalt godt og vel betale for rydningen af arealet, hvorved skovejeren kun skal bekoste gentilplantningen. Rydning af hugstaffald Efter renafdrift af bevoksninger ligger store mængder hugstaffald tilbage på arealet. Det drejer sig primært om toppe fra de fældede træer, men også om grene og rodstykker, der er fraskåret f.eks. på grund af råd. Det er normalt nødvendigt at rydde arealerne for hugstaffald af hensyn til gentilplantningen og fremkommeligheden. Ofte skubbes hugstaffaldet sammen i lange rækker. Rækkerne kan bruges som kørespor senere i bevoksningens liv, men det tager mindst 5-10 år, før rækkerne er sunket så meget sammen, at man kan køre på dem. Forsøg har vist, at toppene fra renafdrifter med fordel kan flishugges og anvendes til brændsel. Herved får skoven et positivt dækningsbidrag på flishugningen, og ofte kan rydningen af arealet spares, da en stor del af hugstaffaldet er fjernet ved flishugningen /ref. 32/. Der renafdrives årligt ca ha gammel gran i Danmark. Med et skønsvis udbytte fra toppene på ca. 40 rm per ha kan der således årligt produceres ca rm flis ved flishugning af hugstaffald efter gammel gran. Fældebunkelæggeren, der er en smal og terrængående maskine med et kranmonteret fældehoved, fælder tyndingstræerne og lægger dem i rækker, så flishuggeren kan flise dem efter nogle måneders tørring. Træ til energiformål Side 17

18 Produktion af træbrændsler foto: søren fodgaard Flishugger i arbejde på renafdrift i gammel rødgran på Gludsted Plantage. Hugstaffald bestående af topender hugges til flis. Det sikrer bl.a. en større fremkommelighed på arealet, når den næste kultur skal plantes. Høst af skovflis Produktionen af skovflis kan inddeles i flere trin /ref. 33/: Fældning til flishugning Flishugning Terræntransport Lagring i skoven Landevejstransport Fældning til flishugning Fældning til flishugning foretages på en måde, der sikrer, at den producerede flis er så tør som muligt. Træerne har det laveste vandindhold fra januar til marts, og fældning af træer til flishugning bør derfor foretages i årets første tre måneder. Dermed minimeres samtidig risikoen for stødinfektion af rodfordærver (Heterobasidion annosum), som efterfølgende via træernes rodnet kan brede sig til de tilbageværende træer. De fældede træer bliver liggende på arealet sommeren over. Det sker for at opnå en udtørring af træerne, og for at lade nåle og små grene falde af inden flishugning. Vandindholdet i flisen reduceres således fra 50-55% til ca %, og hovedparten af træernes næringsstoffer, som netop er bundet i nåle og smågrene, bibeholdes på arealet. Ved fældning tidligt på året af træer, der skal flishugges efter sommeren, er der en vis risiko for insektangreb, særligt på nåletræ. I et risikoområde, bør man overvåge træerne nøje. Hvis insektangrebet bliver alvorligt, kan man med relativ kort varsel rekvirere flishuggeren til at fjerne det angrebne træ. Der er ikke set alvorlige insektangreb endnu på fældede træer i Danmark, fordi disse normalt ligger i skyggen af de stående træer, og det giver dårlige livsbetingelser for insekterne. Fældningen foretages med motorsav eller med en fældebunkelægger. Fældebunkelæggeren er en specialmaskine udstyret med et kranmonteret fældehoved. Ved tynding skal fældebunkelæggeren bruge et spor for at kunne køre rundt i bevoksningen. Etablering af spor sker normalt ved, at træerne i sporet fældes med motorsav, sommertørres og flishugges én sæson før den selektive tynding. Ved etablering af spor og fældning skal tages hensyn til, at flishuggere har begrænset fremkommelighed på blødbundsarealer, ved passage af grøfter og ved skrappe stigninger. Ligeledes har de stor venderadius og kræver meget plads ved indkørsel i spor og rækker. Fældebunkelæggeren lægger træerne i rækker med rodenden samme vej, så flishuggeren let kan få fat med kranen og made dem ind i flishuggeren samtidig med, at den kører langsomt frem. Rækkerne fældes og lægges, så flishuggeren kan køre frem og tilbage på arealet. Ved renafdrift af gammel gran foretages skovningen normalt med motorsav eller med skovningsmaskine. Ved skovning med skovningsmaskine kan toppene efter oparbejdning af gavntræet placeres i rækker med toppene vendende samme vej, hvilket letter flishugningen meget. Skovningen bør også planlægges, så der kommer flest mulige toppe i hver række /ref. 32/. Det er vigtigt, at man ikke kører i toppene under udkørsel af gavntræeffekterne, da det vil bevirke en øget andel knækket materiale og en stigning i sandindholdet. Flishugning En flishugningsmaskine består af en basismaskine med motor og styrehus. I fronten er monteret en flishugger og en kran til at made træerne ind i flishuggeren med. Bag på basismaskinen er monteret en container med højtip. Der findes egentlige specialmaskiner, som alene kan bruges til flishugning, og sammenbyggede maskiner opbygget omkring en stor landbrugstraktor med højtipvogn. Flishuggeren har et indmadningssystem med en tragt til at lette indmadningen og hydraulisk drevne valser, der trækker træerne ind i flishuggeren. Flishugningsmaskinerne har gennemløbet en hastig udvikling de sidste 20 år. Således er produktiviteten steget fra ca. 80 rm flis per dag i 1980 til ca rm per dag i Flishuggere findes i tre forskellige typer: skivehuggere, tromlehuggere og skruehuggere. Forskellen ligger alene i måden at skære flisen på. Alle flishuggere er forsynet med en blæser, der blæser flisen gennem et rør ud i containeren. Skruehuggeren bruges ikke herhjemme. Skivehuggeren består af en tung roterende skive, hvor der i rektangulære huller er monteret radialt siddende knive. En skivehugger til brændselsflis har normalt 2-4 knive på skiven. Under skivens rotation passerer knivene tæt forbi et fast modstål. Fli- Side 18 Træ til energiformål

19 Produktion af træbrændsler sens størrelse kan reguleres ved at variere på modstålet og knivens stilling fra mm i fiberlængde. Skivehuggeren er den mest anvendte type af flishugger i Danmark. Den fremstiller en ensartet kvalitet af flis og bruger mindre energi end en tilsvarende størrelse tromlehugger. Maskinen er velegnet til hugning af heltræer og rundtræ, men mindre god til sønderdeling af hugstaffald. Tromlehuggeren består af en roterende cylinder, hvor der i den krumme flade er 2-4 langsgående huller, hvori der er monteret knive. Knivene på en tromlehugger passerer også forbi et fast modstål. Flisstørrelsen kan reguleres på samme måde som beskrevet under skivehuggeren fra mm i fiberlængde. Der findes få tromlehuggere i Danmark. Disse maskiner er egnet til sønderdeling af heltræer, rundtræ og hugstaffald. En tromlehugger skærer over hele bredden af kniven, og er derfor lidt mindre følsom overfor sand og andre forureninger end skivehuggeren. Terræntransport Da flishugningsmaskinen er en meget dyr maskine, må arbejdet i høj grad indrettes på dennes præmisser. Ofte lader man en traktor med højtipvogn eller en specialiseret frakørselsmaskine ledsage flishugningsmaskinen, så denne kan forsætte med at hugge flis, mens frakørselsmaskinen fragter flisen til vejsiden. Træ Modstål Knive Tromle Roterende aksel Figur 7: Tromlehuggerens cirkelformede bevægelse bevirker, at knivens angrebsvinkel i forhold til træets fiberforløb ændres med træets diameter. Flisen bliver derfor noget mere uensartet end flis fra en skivehugger /ref. 34/. grafik: linddana a/s/jørgen hüttel jakobsen Udkastervinge Kniv Stikkebryder Modstål Træ Lagring i skoven Lagring af flis er et vigtigt led i kæden fra skov til varmeværk. Det er nødvendigt at lagre flis af flere årsager: Forbruget af flis varierer stærkt med årstiden. Der er perioder, hvor det ikke er muligt at høste flis. Om sommeren produceres mere flis, end der forbruges. Det må foretrækkes at producere flisen, efterhånden som der bliver brug for den på varmeværket. Lagring kan dog ikke undgås, da skoven skal kunne imødekomme et større behov for flis i kolde perioder og kunne levere flis, også selvom det ikke er muligt at arbejde i bevoksningerne. Almindeligvis fremgår det af leveringskontrakten, hvor store mængder flis skoven har forpligtet sig til at have på lager i fyringssæsonen (som regel 10-20% af værkets årsforbrug). Lagerpladsen skal vælges med omhu /ref. 35/. Flisstakken skal først og fremmest ligge tæt ved en vej, som kan bære lastvogne hele året. Vejen skal være tør, da stakken ellers oversprøjtes, når køretøjer passerer. Stakken skal ligge højere end vejen, da vand ellers vil løbe fra vejen ned i flisstakken. Jorden under stakken skal være plan, og der må ikke være stød, store sten eller hugstaffald. Flisstakke bør gøres så store som muligt, da det minimerer tabet i bunden af stakken. Flisen bør dog ikke stakkes højere end 7-8 meter, da der i højere stakke er risiko for selvantændelse. Flis, der lægges på lager, bør være så tør og af så god kvalitet som Hovedaksel foto: biopress/torben skøtt Figur 6: Princippet i skivehuggeren sikrer, at flisen bliver ensartet. Skiven drejer om hovedakslen, og modstålet sikrer, at træet holdes ind imod de skærende knive. overhovedet muligt. Skal flisen lagres længere end 14 dage, bør den overdækkes med presenninger. Der sker en vis udtørring i den midterste del af en flisstak, der er overdækket med presenninger. Det fordampede vand kondenserer i det yderste lag flis, hvorved det bliver tilsvarende mere vådt. Lagres flisen med henblik på en reduktion af vandindholdet, bør den lagres under tag. Forsøg har vist, at lagring under tag i 4-6 måneder kan medføre reduktion af vandindholdet fra ca. 45% til 25-30% /ref. 36/. Ved lagring i det fri uden overdækning bliver flisen mere våd end før lagring, og ved lagring med overdækning af Her lagres flis i skoven. Flisstakken damper pga. den naturlige nedbrydning ved svampe og bakterier. Nedbrydningen omsætter træet til kuldioxid, vand og varme. Træ til energiformål Side 19

20 Produktion af træbrændsler presenninger forbliver vandindholdet i flisen konstant. Landevejstransport Landevejstransport af skovflis foregår normalt med containerlastvogne, der med en container på forvognen og en på anhængeren kan transportere ca. 80 rm ad gangen. Ved leverance samtidig med flishugningen bør der opstilles mindst to containere i skoven og gerne flere. Containerne fyldes efterhånden, som flisen produceres, og lastvognen kører løbende flisen til varmeværket eller lagerpladsen. Ved læsning fra lager anvendes normalt en gummiged til opfyldning af containerne. Med en præstation på rm per time kan en flishugger fylde to containere på 2-3 timer /ref. 37/. foto: biopress/torben skøtt Produktion af træpiller Træpiller produceres normalt af tørt industrielt træaffald i form af kutterspåner, savsmuld og pudsestøv. Under højt tryk presses det findelte materiale ud igennem en matrice. Hulstørrelsen i matricen bestemmer diameteren af pillerne og ligger almindeligvis mellem 8 og 12 mm. Det er ikke nødvendigt at tilsætte bindemidler for at få pillerne til at hænge sammen, men hvis det sker alligevel, skal det oplyses ved levering. Efter presning nedkøles pillerne. Derefter bliver de sigtet for at fjerne smuld, og endelig oplagres de i løs vægt eller i solide plasticsække. Pillerne leveres med tipvogn eller med en foderstofbil, som bruger en blæser til at læsse pillerne i en silo hos brugeren. Afbrændes pillerne som et rent træbrændsel, skal de overholde bekendtgørelsen vedr. biomasseaffald /ref. 31/. Denne bekendtgørelse beskriver, at træpiller kun må indeholde maksimalt 1% lim og ingen maling eller andre produkter til overfladebehandling. Hvis pillerne alligevel indeholder disse ting, skal der svares affaldsafgift (1999: 350 kr/ton), og pillerne må ikke afbrændes på anlæg, som ikke er godkendt til affaldsforbrænding. Container læsses med flis fra en traktor med højtipvogn. Lastvognen henter derefter containeren for at transportere flisen til varmeværket. Produktion af affaldstræ Store mængder affaldstræ anvendes til energifremstilling (se kapitel 2.1). Affaldstræet kan være genbrugstræ som f.eks. nedrivningstræ, der har været i anden anvendelse, inden det afbrændes, eller det kan være resttræ fra træindustrien i form af fraskær og lign. Træet, der ofte varierer meget i størrelse, sønderdeles inden afbrænding. Affaldstræ kommer ligesom træpiller ind under bestemmelserne i bekendtgørelsen om biomasseaffald. Side 20 Træ til energiformål

21 Køb og salg af træ til energi 4. Køb og salg af træ til energi Der omsættes mange forskellige former for træbrændsler i Danmark f.eks. brænde, flis, træpiller og træbriketter, bark, savsmuld og kutterspåner. I det følgende beskrives de mest almindelige metoder til køb og salg af disse brændsler. Brænde Almindelig brænde afregnes efter volumen. Der findes mange forskellige volumenangivelser for træ, men de refererer alle til to principielt forskellige enheder: En rummeter træ angiver den mængde træ inklusiv luft, der kan være i en stabel eller kasse med udvendige mål på 1 m 1m 1m. En kubikmeter fastmasse angiver den mængde fast træ, der nøjagtig fylder 1 m 3, f.eks. en massiv træblok med længde, højde og bredde på 1 m. I Danmark handles brænde hovedsageligt i rummeter (en rummeter savet kløvet og stablet brænde, en rummeter helt træ eller en kasserummeter) /ref. 38/. En rummeter savet, kløvet og stablet brænde indeholder mest træ af de tre rummetre, men mængden af træ afhænger af stakkens tæthed og stykkernes størrelse. Jo større stykker, jo mere træ er der i en rummeter. En rummeter helt træ er træ, der stables i skoven efter fældning og opskæring. Oftest er det i to-meter stykker, men for nåletræ også i længder på en og tre meter. Det er typisk træ, der leveres til selvopskæring. Der kan være en masse luft i sådan Træart Kg tørstof per m 3 I forhold til bøg i % Avnbøg Bøg og eg Ask Ahorn Birk Bjergfyr Gran Poppel Tabel 5: De mest almindelige danske træarters gennemsnitlige indhold af tørt træ per kubikmeter fastmasse /ref. 39/. en bunke. Er stykkerne lange og krumme og evt. stablet med kran, er indholdet af træ lille. En stabel, der består af korte stykker med stor diameter, indeholder mere træ, end hvis den består af lange, tynde stykker. En kasserummeter består af træ, der ikke er stablet, men blot hældt ned i en kasse på 1 m 1m 1 m. Det giver plads til masser af luft, fordi stykkerne ligger hulter til bulter. En kasserummeter brænde anslås at indeholde mellem halvt og to trediedele så meget fastmasse som en rummeter savet, kløvet og stablet brænde. Ved fastsættelsen af en rummeter brændes værdi tager man hensyn til brændets forarbejdningsgrad, træarten og fastmassetallet eller fastmasseprocenten. Forarbejdningsgraden beskriver, om brændet er skåret i passende længde og kløvet. Alle danske træarter har stort set den samme brændværdi per kg tørstof, men deres tørvægt er meget forskellig per volumenenhed (tabel 5). Fastmassetallet eller fastmasseprocenten angiver andelen af fast træmasse i en rummeter brænde. Er fastmassetallet for eksempel 0,65, så er fastmasseprocenten 65, og det betyder i begge tilfælde, at én rummeter brænde indeholder 0,65 kubikmeter fast træ eller 65% træ. Resten er luft. Fastmassetallet varierer en hel del og navnlig spiller den omhu, hvormed brændet er stablet, en stor rolle. Træarten og brændestykkernes længde påvirker også fastmassetallet, som det fremgår af tabel 6. 2m 1m 1m 0,5 m 1m 1m 1m 1m Figur 8: En rummeter savet, kløvet og stablet træ. Brændværdien for en rummeter bøg med 20% vandindhold ligger på 7,6-8,6 GJ. Figur 9: En rummeter helt træ. En rummeter bøg bestående af 1-meter-stykker indeholder ca. 65% fastmasse, mens en rummeter 3-meter-stykker kun indeholder ca. 55%. Brændværdien for en rummeter bøg i 2-meter-stykker med 20% vandindhold er ca. 6,5 GJ. 1m Figur 10: En kasserummeter. For bøg og gran med et vandindhold på 20% af totalvægten er fastmasseindholdet 45%. Brændværdien for en kasserummeter bøg i 40-cm-stykker med 20% vandindhold er ca. 4,8 GJ. Træ til energiformål Side 21

22 Køb og salg af træ til energi Indholdet af træ er for samme fastmassetal det samme i en rummeter brænde uanset størrelsen af vandindholdet. Ved køb og salg af brænde tages der derfor ikke meget hensyn til vandindholdet, idet det dog er en forudsætning for fyring med brænde i en brændeovn, at brændet er tørt. Det vil sige, at vandindholdet i procent af totalvægten er under 20%. Flis Handel med brændselsflis kræver en opmåling af flisen, hvori prisen fastsættes under hensyn til flisens kvalitet og brændværdi. Kvalitet Flisens kvalitet afhænger af flisstykkernes størrelsesfordeling, af vandindholdet i flisen og af flisens indhold af fremmedlegemer (jord, sten og lignende). Man forbinder som regel flisens kvalitet med dens håndteringsog forbrændingsegenskaber. En dårlig fliskvalitet er således ofte ensbetydende med en vanskelig håndtering, dvs. en uhensigtsmæssig indflydelse på flisens friktionsvinkel, skridningsvinkel og flisens tilbøjelighed til at danne bro. Flisens kvalitet kan også have en væsentlig indflydelse på forbrændingens kvalitet (nyttevirkningen) og på røgens og askens indhold af skadelige stoffer (f.eks. cadmium). I 1987 udgav Dansk Skovforening en norm for bestemmelse af kvaliteten på brændselsflis med hensyn til størrelsesfordelingen for flis hugget i gennemsnitslængder fra 5 til 50 mm /ref. 26/. Tiden og den tekniske udvikling, der er sket indenfor fyringsteknologien, er løbet fra normen, og den er under revision (se kapitel 2.4). Brændværdi Den mængde energi per vægt- eller volumenenhed, som frigøres ved fuldstændig forbrænding af et brændstof, benævnes brændværdien. Der anvendes forskellige brændværdiangivelser: øvre brændværdi, nedre brændværdi og effektiv brændværdi. Den mest anvendte angivelse foto: biopress/torben skøtt Oparbejdning af brænde, der stables kunstfærdigt i gammeldags, runde brændestabler, der fremmer tørringen. i Danmark og den, der danner grundlag for køb og salg, er den nedre brændværdi. Den øvre brændværdi eller, som den også benævnes, kalorimetrisk brændværdi, defineres som den varmemængde, der frigøres ved fuldstændig forbrænding af en veldefineret mængde træ ved konstant tryk og under forudsætning af, at såvel brændets oprindelige vandindhold, som det vand, der dannes under forbrændingen (ca. 0,5 kg vand per kg tørstof), er kondenseret. Enhed: Ofte MJ per kg eller GJ per ton. Den nedre brændværdi defineres som den varmemængde, der udvikles ved fuldstændig forbrænding af en veldefineret mængde træ under forudsætning af, at træets vandindhold og det vand, som dannes ved forbrænding af træet selv (ca. 0,5 kg vand per kg tørstof) befinder sig på gasform. Det vil sige, at varmegenindvindingen ved kondensation af vanddamp i røggassen ikke medregnes. Enhed: Ofte MJ per kg eller GJ per ton. Den mængde vand, som træbrændslet i praksis altid indeholder, skal fordampes i det første stadie af forbrændingen. Energien hertil kommer fra forbrændingen af træet. Det medfører, at mængden af energi, der reelt kan udnyttes, formindskes. Ved hjælp af følgende formel kan vandindholdets indflydelse på brændværdien beregnes: H n,v = Hn ( F ) - 2,442 F hvor: H n,v er nedre brændværdi for vådt træ (GJ per ton totalvægt) H n er nedre brændværdi for tørt træ (GJ per ton totalvægt) Side 22 Træ til energiformål

23 Køb og salg af træ til energi F er vandindholdet i procent af totalvægt 2,442 er vands latente fordampningsvarme ved 25 C (GJ per ton) Vær opmærksom på følgende forhold, når brændværdier ses angivet /ref. 15/: Brændets længde m Fastmassen i bøgebrænde Fastmassen i granbrænde 0,40 0,70 0,80 1,00 0,65 0,75 2,00 0,60 0,70 3,00 0,55 0,65 Tabel 6: Gennemsnitlige og omtrentlige tal for fastmassen i en rummeter bøgeog granbrænde, der er stablet i forskellige afkortningslængder /ref. 39/. Hvilken brændværdi er der tale om: (1) øvre brændværdi, (2) nedre brændværdi for ovntørt træ, eller (3) nedre brændværdi for vådt træ. Vær opmærksom på, at visse steder anvendes betegnelsen effektiv brændværdi i stedet for nedre brændværdi for vådt træ. Er der tale om nedre brændværdi, dvs. brændværdien fratrukket kondensationsvarmen for dannet vanddamp, skal vandindholdet være specificeret. Vær opmærksom på, om vandindholdet da er angivet på (1) totalvægt-basis (F) eller (2) tørstof-basis (u). I udenlandsk og noget dansk litteratur anvendes symbolerne»f«og»u«ikke nødvendigvis, men f.eks.»w«i stedet for»f«. Dernæst skal det undersøges, om den nedre brændværdi ved det givne vandindhold er opgivet: (1) per tørstofvægt, (2) per totalvægt, (3) per rm eller (4) per m 3 fastmasse. Afregning af skovflis Langt de fleste flisfyrede danske varme- og kraftvarmeværker afregner skovflis efter flisens energiindhold bestemt som den nedre brændværdi per ton totalvægt. I enkelte tilfælde kan der dog forekomme partier, som afregnes per rummeter flis. Den nedre brændværdi beregnes efter ovenstående formel, der kan omregnes til: For skovflis af skandinavisk oprindelse bestående af overvejende fyrre-, gran- og birketræ. H n,v = 19,2-0,2164 x F (GJ per ton totalvægt) hvor F er flisens vandindhold i procent af flisens totalvægt. For blandingsflis af forskellig oprindelse bestående af overvejende løvtræ eller ukendt sammensætning H n,v = 19,0-0,2144 x F (GJ per ton totalvægt) hvor F er flisens vandindhold i procent af flisens totalvægt. Bestemmelsen af værdien af et lastbillæs med flis kræver viden om læssets vægt og læssets vandindhold. Læssets vægt bestemmes ved at veje lastbilen med og uden læs på en brovægt. Differencen viser læssets totalvægt, det vil sige vægten af læssets indhold af tørstof + vand. Læssets vandindhold bestemmes i praksis repræsentativt ved udtagelse af prøver på i alt 5-10 liter i en spand 3-5 steder i stakken efter aflæsning. Derefter blandes disse prøver grundigt, og der udtages én prøve på ca. 3 liter til bestemmelse af det gennemsnitlige vandindhold i læsset. Vandindholdet opgøres normalt i procent af totalvægten på følgende måde: Prøven vejes umiddelbart efter udtagning. Prøven tørres i tørreskab ved 105 C til konstant vægt. I praksis tørres 3 liter flis fordelt i en bakke til konstant vægt i et ventileret tørreskab på 16 timer. Differencen imellem den friske prøves vægt og den tørre prøves vægt i procent af den friske prøves vægt viser vandindholdet i procent af totalvægten (F). frisk vægt - ovntør vægt Vandindhold = 100% frisk vægt Tørstoffets brændværdi i GJ/ton Ren vedmasse 19,5 Skovflis 19,2 Bark 18,0 Træpiller 19,0 Tabel 7: Den nedre brændværdi for forskellige former for biomasse /ref. 40/. Læssets brændværdi Læssets brændværdi i GJ per ton totalvægt bestemmes ved anvendelse af en af de to ovenstående formler for den nedre brændværdi (H n,v ). Derefter ganges læssets vægt i ton total med antal GJ per ton og med den aftalte pris per GJ (f.eks. i kr per GJ). Figur 11 illustrerer bl.a. den nedre brændværdi (totalvægt-basis) i GJ per ton som funktion af vandindholdet i procent af totalvægten. Beregningseksempel for nåletræskovflis: Vandindhold i flisen: 55% af totalvægt Læssets vægt: 15 tons Energipris (1998): 35 kr pr GJ Flisens brændværdi H n,v : 19,2 GJ/ton - 0, = 7,30 GJ/ton Flisens energiindhold: 15 tons 7,30 GJ/ton = 109,50 GJ Flisens pris: 35 kr/gj 109,50 GJ = 3.832,50 kr Den danske metode, der har været anvendt siden 1980, er enkel og let at praktisere, og der har kun været mindre problemer i praktisk brug. Metoden kan forenkles, hvis der er tale om levering af et stort antal læs fra samme leverandør. I så fald kan antallet af flisprøver til bestemmelse af vandindholdet i læssene formindskes. Afvigelser fra den officielle prøveudtagningsmetode skal aftales ved kontraktens indgåelse. Det aftales ligeledes, hvem der udtager og behandler prøverne. Træpiller og træbriketter Af disse to brændselstyper har træpiller langt det største omfang. Pillerne anvendes i fjernvarmeværker og har der den fordel, at de uden vanskeligheder kan anvendes i kedler, der er bygget til fyring med kul. Udover anvendelse i fjernvarmeværker Træ til energiformål Side 23

24 Køb og salg af træ til energi er træpiller meget populære til opvarmning af enfamiliehuse, hvor de typisk erstatter oliefyr eller elopvarmning. Træpiller og træbriketter handles per kg totalvægt. Vandindholdet er så lille (5-10% af totalvægten) og ensartet, at man udmærket kan undlade at bestemme vandindholdet i den enkelte leverance. Man mangler i Danmark en standard eller en norm for bestemmelse af pillernes kvalitet, men lovgivningen sætter grænser for, hvor mange fremmede stoffer, som pillerne må indeholde /ref. 31/. Bark Dansk bark anvendes i stort omfang til fyring på fjernvarmeværker og afregnes på samme måde som brændselsflis. Det vil sige, at læssets vægt og vandindhold bestemmes og der betales per GJ. Men da bark ofte er af ringere kvalitet end flis, så er prisen per GJ som regel mindre end for flis. Brændværdi, MJ/kg Vandindhold, % af totalvægt Øvre brændværdi for ovntørret træ Nedre brændværdi for ovntørt træ Nedre brændværdi (tørvægt-basis) Nedre brændværdi (totalvægt-basis) Savsmuld og kutterspåner Savsmuld og kutterspåner kan handles på samme måde som bark og flis. Det vil sige ved betaling efter energiindhold fastlagt ved brændslets totalvægt og vandindhold. Men Figur 11: Øvre og nedre brændværdi for barkfrit ved som funktion af vandindholdet i % af totalvægt /ref. 15/. hvor brændslet er tørt med et vandindhold under 10-15% af totalvægten vil man ofte nøjes med at veje læsset og så aftale en pris per ton total uafhængigt af en mindre variation i det næsten tørre materiale. Side 24 Træ til energiformål

25 Miljøforhold ved brændselsfrembringelse og -håndtering 5. Miljøforhold ved brændselsfrembringelse og -håndtering 5.1 Flishugst og bæredygtighed i skovbruget Der er klare miljøfordele ved at anvende træbrændsler, men det indebærer samtidig en forøget udnyttelse af skovøkosystemet, når man ved flishugst fjerner en større del af biomassen end ved almindelig skovning. Denne udnyttelse kan muligvis på langt sigt have negative følger for skovens stabilitet og tilvækst. Der kan således opstå et behov for suppleringsgødskning. En øget udnyttelse af skovøkosystemet ved flisning af udtyndingstræ og hugstaffald kan give nogle virkninger, der hænger sammen med især to forhold: Flisning forøger fjernelsen af plantenæringsstoffer fra arealet, idet en større del af de mest næringsholdige plantedele (nåle, kviste, bark) bliver fjernet. En større mængde organisk materiale bliver fjernet, hvilket kan reducere jordens humusindhold og dermed dens evne til at understøtte træproduktionen. For at undgå disse virkninger er det nødvendigt at afbalancere udnyttelsen i forhold til jordens bæreevne eller f.eks. at tilbageføre flisasken til skoven for at kompensere næringsstoftabet. Plantenæringsstoffer Historisk set er overudnyttelse af skovene velkendt. I visse tyske skovområder kan man stadig påvise en betydelig udpining af jordens næringsstofpuljer på grund af udnyttelse af grene, kviste og blade til brændsel, foder og strøelse i forrige århundrede. Den største del af næringsstofferne sidder i træets aktive plantedele (nåle og bark), der udgør en ret lille del af biomassen. En undtagelse er kalcium, hvor mængden i veddet også er betydelig. Et eksempel på fordelingen af biomasse og de vigtigste næringsstoffer er vist i figur 12. Næringsstofudtaget ved flisning afhænger således i høj grad af hvilke dele af biomassen, der fjernes. Det maksimale udtag sker ved heltræhøst af grøntflis (flis med nåle og kviste). Dette indebærer (for eksemplet i figur 12) et merudbytte - 8% nåle og 13% grene (hvor der indgår meget bark) - men med dette merudbytte fjernes 68% af træernes kvælstofmængde, 72% af fosformængden, 58% af kaliummængden og 50% af kalciummængden. Den helt overvejende del af den danske høst af flis bjerges i de første tyndinger. Praksis er, at tyndingstræerne fældes om vinteren (også af hensyn til en begrænsning af stødinfektion af rodfordærver) og derefter tørrer på fældningsstedet i tre til seks måneder. Man opnår herved: Ca. halvdelen af træernes vandindhold fordamper. Nålene og en del tynde kviste løsnes og drysser af, inden træerne mades ind i flishuggeren. Dansk praksis formindsker derfor fjernelsen af plantenæringsstoffer i sammenligning med flisning af friske Procent Biomasse N P K Ca Stammer Grene Nåle træer. Dette er beregnet i eksemplet i tabel 8 i forhold til den almindeligt udbredte praksis med flisning af de første to tyndinger. Det største næringsstofudtag forekommer med stammer og bark ved den almindelige tyndingshugst og især ved afdrift. Flisning af heltræer efter fortørring af de to tyndinger øger udtaget med mellem 4% og 26% afhængig af næringsstof, mens heltræhøst ved flisning af friskfældede træer vil forøge dette 2-3 gange fra 12% til 48% (tabel 8). Udtaget af næringsstoffer gennem hele omdriften skal sættes i forhold til lokalitetens evne til at supplere disse stoffer ved forvitring af jordens mineraler eller ved nedfald fra luften. På meget næringsfattige lokaliteter kan den almindelige hugst af stammerne fjerne flere næringsstoffer, end der bliver tilført, således at jorden efterhånden bliver udpint, og der udvikles næringsstofmangel. Det er imidlertid ikke muligt på grundlag af den nuværende viden at udpege disse lokaliteter. Dog vil de kystnære lokaliteter være mindre udsatte, idet de løbende får tilført næringsstoffer sammen med det havsalt, der bliver ført ind over landet i stormvejr. Der er udlagt en række forsøg i de nordiske lande, der skal belyse Figur 12: Fordelingen af biomasse på nåle, grene og stammer og de samme trædeles relative indhold af plantenæringsstoffer for rødgran /ref. 41/. Træ til energiformål Side 25

26 Miljøforhold ved brændselsfrembringelse og -håndtering foto: thy statsskovdistrikt/per kynde. Der spredes ca. 2 tons tør aske per ha (svarende til ca. 3 tons våd aske) efter anden eller tredje tynding, når træerne er år gamle. Med asken tilbageføres de næringsstoffer, der er blevet fjernet fra bevoksningen med flisen. konsekvenserne af øget udtag af biobrændsler i skovene. Forsøgene har endnu ikke kunnet påvise nogen påvirkning af tilvæksten efter heltræudnyttelse i de første tyndinger. Det kan skyldes, at forsøgene har varet for kort tid (10-15 år) set i forhold til bevoksningens normale livslængde (op til 100 år). Enkelte forsøg i Sverige har dog vist en tilvækstnedgang, men dette kunne henføres til en forøget kvælstofmangel efter heltræudnyttelse. Dette vil vi næppe se i Danmark, hvor kvælstoftilførslen fra luften kan dække træernes kvælstofbehov. Asken fra forbrændingen af flis indeholder stort set den mængde næringsstoffer, der blev fjernet fra bevoksningen ved flisning (dog undtaget kvælstof). Det er derfor nærliggende at løse næringsstofproblemet ved at tilbageføre flisasken til skoven. Mængden af aske, som frembringes ved forbrænding af træ, angives ofte i procent af træets tørvægt (0% vand). Man må her skelne imellem ren træaske og råaske. Ved ren træaske forstås den rene aske uden indhold af sand, uforbrændt træ eller andre stoffer. Ved råaske forstås den rene aske plus det uundgåelige indhold af andre stoffer. I gennemsnit regner man med 2,5% ren aske ved forbrænding af heltræflis. Mængden af råaske varierer en del, men man regner med et indhold på 5% råaske ved forbrænding af heltræflis /ref. 27/. Tabel 9 indeholder et skøn over gennemsnitlige mængder af plantenæringsstoffer i kg per ton tør råaske. Træaske indeholder små mængder tungmetaller, f.eks. cadmium 0-0,08 g/kg tør aske og bly 0,02-0,6 g/kg tør aske. Indholdet af disse stoffer kan være problematisk i forbindelse med recirkulering af asken til skov og marker. Hidtil er udspredning af flisaske i skovene blevet reguleret af bekendtgørelsen om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål /ref. 31/, men i skrivende stund (primo 1999) udarbejder Miljø- og Energiministeriet en Bekendtgørelse om anvendelse af aske fra forgasning og forbrænding af biomasse og biomasseaffald til jordbrugsformål. Bekendtgørelsen forventes at give bedre mulighed for en fornuftig og miljørigtig anvendelse af biomasseasken (se kapitel 8). Næringsstofudtag (kg/ha) Nitrogen (N) Humusindhold Ved flisning af hele, fortørrede træer fjernes mere træ fra bevoksningen, end der gør ved den velkendte og almindelige hugst af afkvistet rundtræ. Det betyder, at der ligger færre grene og toppe tilbage på skovjorden, som kan indgå i den naturlige nedbrydning. Dødt, organisk materiale huser den flora og fauna, der knytter sig til nedbrydningen. Om flisning dermed vil reducere biodiversiteten i skovene, er et omstridt spørgsmål, som på nuværende tidspunkt ikke er undersøgt. Et andet spørgsmål, som debatteres i disse år, er indlejringen af kulstof i jordens indhold af stabile humusstoffer (mulddannelse). Enhver træbevoksning producerer en stadig strøm af dødt, biologisk materiale, som havner på skovbunden. Det drejer sig om blade, nåle, grene, kviste, døde træer etc. Ved almindelig skovning af afkvistet rundtræ, efterlades grene og toppe på skovbunden, men ved flishugning af hele træer fjernes en større andel af bevoksningens samlede biomasseproduktion. Ved den normale danske flishugst, der overvejende finder sted i forbindelse med de første to tyndinger i bevoksningerne, fjernes dog kun lidt mere træ fra bevoksningen i sammenligning med rundtræhugsten. Hovedparten af det døde organiske materiale mineraliseres, det vil sige, at det nedbrydes til plantenæringsstoffer, kuldioxid og vand, Fosfor (P) Kalium (K) Magnesium (Mg) Kalcium (Ca) 1. Stammer Flisning med fortørring Flisning af friske træer Øget næringsstofudtag (% af 1.) ved 2. Flisning med fortørring Friske træer Tabel 8: Samlet næringsstofudtag (kg/ha) over en omdrift på 70 år ved forskellige flisningsstrategier for de to første tyndinger i rødgran i Gludsted Plantage /ref. 42/. Side 26 Træ til energiformål

27 Miljøforhold ved brændselsfrembringelse og -håndtering mens en mindre, varierende og ukendt andel af det døde organiske materiale indgår i jordbundens indhold af varige humusstoffer. Omfanget og betydningen af denne indlejring diskuteres og undersøges i disse år, men der findes ikke i øjeblikket målinger, som belyser, om flishugst formindsker jordens indhold af varige humusstoffer, og om det betyder noget for træernes sundhed og tilvækst. Bæredygtig udnyttelse Høst af heltræer i første og anden tynding indebærer normalt et så beskedent ekstra dræn på næringsstofferne under forudsætning af, at træerne tørrer i bevoksningen inden flishugning, at der ikke er nogen større grund til betænkeligheder. Rydning af renafdrifter ved flishugning af hugstaffald erstatter ofte en almindelig rydning eller afbrænding af kvaset. Under forudsætning af, at hugstaffaldet tørres i mindst en sommer inden flishugning, er der ingen umiddelbare betænkeligheder ved flishugning. I begge tilfælde bør man være opmærksom på, at der kan opstå et behov for suppleringsgødskning. 5.2 Arbejdsmiljø ved flis- og pillehåndtering Håndtering af biobrændsler som f.eks. flis kan give arbejdsmiljøproblemer, som især er relateret til støv og mikroorganismer som svampe og bakterier. Med hensyn til træflis kan specielt opformeringen af svampe og bakterier i lagret flis være problematisk, mens støv forventes at være den vigtigste risikofaktor for træpiller. Gener Gener i forbindelse med håndtering af biobrændsler opstår typisk, når små partikler trækkes med indåndingsluften ned i svælget og lungerne. Støv, svampesporer og bakterier har ofte en størrelse på 1-5 µm, dvs. 1-5 tusindedele mm. De hvirvles let op og kan holde sig svævende i luften længe. Udover den direkte irritation af slimhinder og lungevæv er foto: biopress/torben skøtt Flislager med kran til madning af flisfyr i Harboøre. Kranen kan styres automatisk og overvåges fra afskærmet kontrolrum. mange svampesporer og bakterier allergifremkaldende. De typiske symptomer er åndedrætsbesvær, forkølelse og rindende øjne, feber, kulderystelser, hoste, hovedpine, muskel- og ledsmerter, maveonde, vægttab samt almen utilpashed og træthed. Sygdom som følge af indånding af bakterier og svampesporer kan være enten akut eller kronisk. Fosfor (P) Kalium (K) Kalcium (Ca) Magnesium (Mg) Jern (Fe) Natrium (Na) Mangan (Mn) 13 kg 48 kg 137 kg 17 kg 12 kg 20 kg 13 kg Tabel 9: Indhold af plantenæringsstoffer i kg per ton tør råaske /ref. 27/. Akut sygdom Den akutte lidelse kaldes ofte ODTS eller organic dust toxic syndrome ( forgiftning med organisk støv ). Dette opstår typisk, når man bliver udsat for en meget høj koncentration af sporer og/eller støv i luften, ofte i størrelsesordenen 9-10 mio. partikler per liter luft eller højere. Til sammenligning indeholder luften normalt sporer per liter /ref. 43/. ODTS er kendetegnet ved influenza-lignende symptomer som feber, kulderystelser, muskel- og ledsmerter, evt. ledsaget af hoste og let åndenød. Symptomerne kommer ofte 4-8 timer efter eksponering og varer sjældent mere end 1-3 dage. Sygdommen er ikke behandlingskrævende og giver ikke varige skader, men gentagne påvirkninger bør undgås. Begrundelsen er dels det umiddelbare ubehag og sygefravær, og dels den risiko der er for at udvikle en kronisk lidelse på langt sigt /ref. 44, 45/. Kronisk sygdom De kroniske luftvejsproblemer har normalt navn efter den sammenhæng, hvori de oprindeligt forekom, f.eks. tærskerlunge. Den internationale betegnelse for den kroniske sygdom er allergic alveolitis (AA), altså en allergisk reaktion i lungevævet. Dette opstår normalt først efter langvarig eksponering til luft med middelhøjt til højt indhold af svampesporer eller bakterier, normalt mindst 2-3 mio. mikroorganismer per liter luft. De vigtigste kendetegn ved AA er åndenød, hoste, feber og vægttab, evt. ledsaget af en blanding af de øvrige symptomer. Symptomerne kommer som for ODTS først 6-8 timer efter eksponering. Sygdommen Træ til energiformål Side 27

28 Miljøforhold ved brændselsfrembringelse og -håndtering udvikler sig ofte snigende og bliver efterhånden til en kronisk tilstand, som forværres, hvis man igen udsættes for svampesporer eller bakterier /ref. 46, 44/. Den kroniske sygdom er meget sjælden og forudsætter formentlig en vis disponering hos personen. Når den optræder, er konsekvenserne dog ret alvorlige. Dette skyldes både de permanente skader i lungerne, og at den ofte medfører større følsomhed overfor mikroorganismer i luften /ref. 46/. Fornyede symptomer kan således opstå ved lavere sporekoncentrationer end de oprindelige sygdomsfremkaldende. Personer med allergisk alveolitis kan derfor blive tvunget til at skifte arbejde, hvis de ikke kan undgå eksponering for sporer. Allergisk alveolitis er anmeldelsespligtig til Arbejdsskadestyrelsen. Arbejsprocesser med særlig risiko Hvis flis bruges kort efter fremstilling, vil der sjældent være problemer med mikroorganismer. Lagring af flis i skoven eller hos varmeværker vil normalt ske i en udækket flisstak, i skoven dog også under presenning eller plastfolie. Det er flisen fra sådanne lagre, som kan give arbejdsmiljøproblemer pga. bakterier og svampesporer. Træpiller består af spåner og savsmuld, som er presset. Det formodes, at der kan opstå støvproblemer ved håndtering af træpiller, men emnet er ikke undersøgt nærmere. Under alle omstændigheder kan der for både flis og træpiller udpeges en række arbejdssituationer, hvor der er risiko for problemer med støv og mikroorganismer. Når flislagre i skove eller hos varmeværker skal flyttes, bruges ofte en traktor eller gummiged. Idet flisen løftes, hvirvles sporer og bakterier op i luften. Hvis der ikke er lukket førerhus, vil føreren være udsat for mikroorganismerne i luften. Det samme gælder ved aflæsning af flisen. Når flisen ankommer til varmeværket, udtages prøver til bestemmelse af vandindholdet. Dette sker ofte ved at udtage skovlfulde i den læssede eller aflæssede stak. Den person, som står for prøveudtagning, er udsat for mikroorganismer i luften. Det indendørs flislager er uden tvivl stedet med mest støv og flest mikroorganismer i luften. Indmadning af flis til fyringsanlægget sker normalt automatisk med kran, og processen kan overvåges udefra. Ophold i flislageret sker derfor kun i forbindelse med reparationer eller løsning af andre problemer. Personer, som færdes i flislagret, må anses som stærkt udsatte for at indånde store mængder partikler, hvis de ikke beskyttes. I de små flisfyringsanlæg sker fødning af fyret ofte manuelt, og flisen flyttes fra mellemlager med traktor eller manuelt. Personer, der udfører dette arbejde jævnligt, har en vis risiko for at blive udsat for sygdomsfremkaldende mængder af støv og mikroorganismer. Opbevaring af flis i tilknytning til beboelsesrum må stærkt frarådes. Hvis flis opbevares i siloer, kan der ske ensilering, så luftens ilt opbruges, eller der kan udvikles nitrøse gasser. For træpiller kan støvproblemer forventes ved aflæsning, flytning, og hvor træpillerne læsses over i anlægget. Modforanstaltninger Hvis flis har været (langtids)lagret under forhold, som fremmer væksten af svampe og bakterier, må man beskytte de personer, der håndterer flisen. Dette gælder både i skoven og ved forbrugeren. Det samme gælder, hvis træpillerne giver støvproblemer. Det første trin er at finde de steder og arbejdssituationer, hvor der kan forventes en risiko. Problemets omfang kan eventuelt afprøves ved en sporefangningstest. Flis, der er kraftigt angrebet af skimmelsvampe, vil ofte afgive en muggen lugt. Dernæst er det vigtigt at skelne mellem langtidspåvirkning af moderate til høje sporemængder og en kortvarig, kraftig påvirkning af store sporemængder. Hvor der kan forventes en konstant tilstedeværelse af støv og skadelige mikroorganismer i luften, bør arbejdsprocesserne være automatiserede, så de kan udføres eller overvåges fra afskærmede rum. Det indendørs lager med kranfødning af fyringsanlægget er nok det vigtigste sted at isolere fra medarbejdere på værket. Dette sker ved overvågning fra lukkede rum med overtryk, eller ved at luften fra flislagret trækkes ind i fyret, så der opstår let undertryk. Afskærmning er ikke praktisk muligt ved udtagning af prøver til bestemmelse af vandindhold eller ved foto: nils rosenvold Arbejderen bærer beskyttelsesudstyr med maske, P3-filter og blæser under rengøring af maskiner, her på Måbjergværket. Side 28 Træ til energiformål

29 Miljøforhold ved brændselsfrembringelse og -håndtering aflæsning. I disse tilfælde bør de involverede personer bære personligt åndedrætsværn. Lastbilchauffører, som jævnligt kører med flis, bør informeres om problemet. I relation til flisfyringsværker er det meget vigtigt med information om problemet med støv og mikroorganismer. Allerede ved installering bør emnet være i fokus, så fyret og lagret placeres hensigtsmæssigt i en tilbygning, og manuel håndtering mindskes. Ventilationsanlægget skal udføres således, at sporerne trækkes væk fra de områder, hvor personalet færdes til dagligt. Et kursus i brug af personlige værnemidler vil være gavnligt. Reparationer af kran i det indendørs lager er et eksempel på en opgave, som giver kortvarige ophold i et område med høje støv- og sporekoncentrationer. Involverede personer skal udstyres med personlige åndedrætsværn, der skal være forsynet med et filter i klasse P3 og en blæser. Disse vil typisk være bærbare, dvs. med filter og blæser i et bælte. Personer, der ofte arbejder i forurenede omgivelser, eller som er overfølsomme, bør udstyres med åndedrætsværn med friskluftsforsyning. Disse består af en enhed med en kompressor et fast sted i bygningen og en luftforsyningsslange, der kan tilsluttes forskellige steder. Ved arbejde i siloer med flis skal der bruges friskluftforsynet åndedrætsværn og livline /ref. 47/. Da de personlige værnemidler typisk ikke er behagelige at arbejde i, bør de kun anvendes ved kortvarige eksponeringer. Personlige værnemidler er ikke løsningen på en konstant høj forurening med støv eller sporer, her må der i stedet gribes ind med ændringer i arbejdsforholdene og ventilationen. Træ til energiformål Side 29

30 Træfyringens teori 6. Træfyringens teori En effektiv og fuldstændig forbrænding er en nødvendighed for udnyttelse af træ som et miljøvenligt brændsel. Ud over en høj energiudnyttelse skal forbrændingsprocessen derfor sikre destruktion af træet og undgå dannelse af miljømæssigt uønskede forbindelser. For at opretholde en forbrænding er der visse grundlæggende forhold, der skal være opfyldt /ref. 48/. Der skal sikres en høj opblanding af brændsel og ilt (luft) i et bestemt forhold. Der skal foregå en stråling af varme fra det antændte brændsel til det nye brændsel, for at forbrændingsprocessen kan forløbe. Det er vigtigt at forstå, at gasser brænder som flammer, og at faste partikler gløder, samt at ved forbrænding af træ frigives ca. 80% af energien som gas og resten frigives fra koksresten. Under opblandingen af brændslet og luften er det vigtigt at opnå en god kontakt mellem luftens ilt og træets brændbare bestanddele. Jo bedre kontakt, jo hurtigere og bedre forbrænding. Hvis brændslet er på gasform, som f.eks. naturgas, er opblandingen optimal, idet vi har to luftformige stoffer, der kan blandes i netop det ønskede forhold. Forbrændingen kan forløbe hurtigt, og reguleringen er dermed også hurtig, da vi kan tilføre mere eller mindre brændsel. For at opnå tilnærmelsesvis samme situation med træ, vil det være nødvendigt at finmale træet til meget små partikelstørrelser (som mel). Disse fine partikler vil følge luftens bevægelser. En god opblanding kan herved opnås med en forbrænding, der minder om en gas- eller olieflamme. Fremstilling af træpulver koster imidlertid så meget, at træpulver kun anvendes i begrænset omfang i Danmark. I praksis vil man derfor opleve træ som brændsel i størrelser fra flis til brændeknuder. Fyringsteknologien til træ og øvrige faste brændsler er derfor vanskeligere og mere kompliceret end eksempelvis fyringsteknologien i et naturgas- eller oliefyret anlæg. Forbrændingens faser For at opnå en forbrænding skal brændslet igennem tre faser, som er illustreret i figur 13. Tørring Afgasning og forbrænding Koksudbrænding Når træet opvarmes, begynder vandet at fordampe fra træets overflade. Derefter sker to ting; dels vil overfladen af træet begynde at afgasse, - pyrolysere (opvarmning af et brændsel uden tilgang af forgasningsmiddel f.eks. ilt og vand kaldes pyrolyse) - og dels vil temperaturen længere inde i træet stige med deraf følgende vandfordampning fra dets indre. Efterhånden som vandet fordamper og transporteres bort, breder området, der pyrolyseres, sig ind i træet. Den frigivne gas antændes over brændslet og tilbagestråler varme til den fortsatte fordampning og pyrolyse. Forbrændingsprocessen er nu selvkørende. Det afgassede træ bliver til glødende koks (trækul), der omsættes med ilt, indtil kun aske er tilbage. Træpartikel Brændselsstørrelse Jo større brændselspartiklen er, jo længere tid tager forbrændingsprocessen. Man kan forestille sig en håndfuld savsmuld, der hurtigt vil brænde, hvis den kastes ind i et varmt bål. Der er god kontakt mellem brændsel og luft, idet de små partikler hurtigt tørrer, forgasser og brænder, så der opnås en høj forbrændingsintensitet. Hvis man i stedet kaster en brændeknude ind i et varmt bål, vil der gå lang tid, før den er udbrændt. Man kan sammenligne med en steg, der sættes i ovnen. Selv om den har været en time i ovnen, er den stadig rå i midten. Størrelsen af brændslet har derfor stor betydning for forbrændingshastigheden. Vandindhold Vandindholdet i brændslet reducerer energiindholdet udtrykt ved brændværdien, H n,v (se kapitel 4), idet en del af energien skal anvendes til at fordampe vandet. Tørt træ har en høj brændværdi, og varmen fra forbrændingen skal bortledes fra fyrrummet for at hindre overtemperatur og deraf følgende materialeskader. Vådt træ Afgasning og forbrænding Tørring Koksudbrænding Askerest Figur 13. En træpartikels forbrændingsforløb. Den friske træpartikel gennemgår tørring og afgasning, hvorved flammerne dannes. Partiklen udbrændes og ender som en askepartikel /ref. 49/. Side 30 Træ til energiformål

31 Træfyringens teori har lille brændværdi per kg totalvægt, og forbrændingen skal isoleres for at holde på varmen, således at forbrændingsprocessen kan forløbe. Dette foregår typisk ved foring af ildstedet med ildfaste og varmeisolerende sten. Fyrrummet vil derfor normalt være designet til at brænde træ i et bestemt fugtighedsinterval. Vandindhold i træ på over 55-60% af totalvægten vil gøre det meget svært at opretholde forbrændingsprocessen. Askeindhold I brændslet findes forskellige urenheder i form af ubrændbare bestanddele - aske. I sig selv er asken uønsket, da den kræver en partikelrensning af røggassen med en efterfølgende bortskaffelse af aske og slagge. Asken i træ stammer primært fra jord og sand opfanget i barken. En mindre del kommer desuden fra salte optaget under træets vækstperiode. I asken findes ligeledes tungmetaller, der er kilde til en uønsket miljøpåvirkning, men indholdet af tungmetallerne er generelt lavere end fra andre faste brændsler. En speciel egenskab ved asken er dens varmeisolerende egenskab. For brændeovne vil askelaget i bunden danne en varm flade, der hjælper med den endelige udbrænding af trækullet. For ristefyrede anlæg er askeindholdet væsentligt til at sikre beskyttelse af risten mod varmestrålingen fra flammerne. I træ findes også salte, der har betydning for forbrændingsprocessen. Det drejer sig primært om salte på basis af kalium (K) og tildels %afts Kalium (K) 0,1 Natrium (Na) 0,015 Fosfor (P) 0,02 Kalcium (Ca) 0,2 Magnesium (Mg) 0,04 Tabel 11: Typiske mineralske fraktioner i træflis angivet i % af træets tørstof (TS). Til sammenligning med halm ligger K-indholdet i træflis ca. 10 gange lavere /ref. 50, 51/. Træflis natrium (Na). K og Na giver en klæbrig aske med risiko for belægninger i kedelparten. Na- og K-indholdet i træ ligger normalt så lavt, at der ikke opstår problemer med de traditionelle fyringsteknologier. Flygtige bestanddele Træ og andre biomasser indeholder omkring 80% flygtige stoffer (i % af tørstof). Det betyder, at træets bestanddele under opvarmning vil frigive 80% af sin vægt som gasser, mens resten er trækul. Dette er blandt andet årsagen til, at en sæk trækul synes meget let i forhold til det visuelle volumen. Trækullene har stort set beholdt det friske træs oprindelige volumen, men har mistet 80% af vægten. Det høje indhold af flygtige bestanddele betyder, at forbrændingsluften generelt skal tilsættes over brændselslaget (sekundærluft), hvor selve gasforbrændingen foregår, og ikke under brændselslaget (primærluft). Luftoverskud Et givent brændsel kræver en given mængde luft (ilt) for at blive omsat støkiometrisk, svarende til at luftoverskudstallet (lambda) er lig 1. Brændslet omsættes støkiometrisk, når den eksakte iltmængde, der kræves for at omsætte alt brændslet under ideelle betingelser, er til stede. Halm (hvede) Variation efter træsort (eks.) Bøg Fyr Gran Kulstof C % af TS 50 47,4 49, ,9 Hydrogen H % af TS 6,2 6 5,8 6,1 5,8 Ilt O % af TS ,9 42,3 41,3 Kvælstof N % af TS 0,3 0,6 0,22 0,1 0,39 Svovl S % af TS 0,05 0,12 0,04 0,02 0,06 Klor Cl % af TS 0,02 0,4 0,01 0,01 0,03 Aske a % af TS 1 4,8 0,7 0,5 1,5 Flygtige bestanddele % af TS ,8 81,8 80 Effektiv brændværdi MJ/kg TS 19,4 17,9 18,7 19,4 19,7 Typisk vandindhold % Effektiv brændværdi MJ/kg 9,7-11,7 14,8-15,8 Tabel 10: Brændselsdata for træflis samt sammenligning med halm. Det bemærkes, at elementerne i træets tørstof (TS) varierer dels efter træsort, dels efter vækstbetingelser. Eksempelvis er vist variationen mellem bøg, fyr og gran. For træflis gælder, at barkdelen indeholder ca. 6% aske og træveddet kun ca. 0,25% aske /ref. 50, 51/. Tilføres mere ilt end svarende til lig 1, fås ilt i røggassen. Ved f.eks. lig 2 tilføres dobbelt så meget luft som nødvendigt for at forbrænde brændslet. I praksis vil forbrændingen altid ske med et luftoverskudstal højere end 1, da det ikke er muligt at få en tilfredsstillende forbrænding med en støkiometrisk luftmængde. I tabel 12 er de typiske luftoverskudstal vist sammen med den tilsvarende resulterende iltprocent i røggassen. Luftoverskudstallet afhænger, som det ses af tabel 12, i høj grad af fyringsteknologien og i nogen grad af brændslet. Miljø Brændslet har indflydelse på forbrændingskvaliteten. Ved fuldstæn- Pejs åben Brændeovn Fjernvarme skovflis Fjernvarme træpiller Kraftvarme træpulver Luftoverskudstal O 2, tør (%) >3 >14 2,1-2, ,4-1, ,2-1, ,1-1,2 2-3 Tabel 12. Typiske luftoverskudstal,, og resulterende iltindhold i røggassen /ref. 23/. Træ til energiformål Side 31

32 Træfyringens teori dig forbrænding dannes kuldioxid (CO 2 ) og vand (H 2 O). En forkert kombination af brændsel, anlægstype og lufttilsætning kan give en dårlig udnyttelse af brændslet med heraf følgende uhensigtsmæssig miljøpåvirkning. En effektiv forbrænding kræver tilstrækkelig: Høj temperatur Iltoverskud Opholdstid Opblanding Herigennem sikres en lav emission af kulmonoxid (CO), kulbrinter og polyaromatiske hydrocarboner (PAH er) samt et lille indhold af uforbrændt kulstof i slaggen. Desværre er disse betingelser (høj temperatur, højt luftoverskud, lang opholdstid) netop en væsentlig årsag til dannelse af NO x. Den anvendte teknologi skal derfor være såkaldt lav-no x, dvs. teknologi Procent i tør røggas ,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 Lambda Kuldioxid CO 2 Ilt O 2 med anvendelse af metoder, der giver en mindre NO x -emission. Røggassen vil ud over CO 2 og H 2 O indeholde luft (O 2,N 2 og Ar) Figur 14: Træforbrænding foregår bedst med et luftoverskudstal på mellem 1,4 og 1,6. Som eksempel måles der 7,5% ilt i røggassen. Kurven viser, at der er ca. 13% kuldioxid, og luftoverskuddet er 1,5. samt en større eller mindre del uønskede reaktionsprodukter såsom CO, kulbrinter, PAH, NO x m.v. Side 32 Træ til energiformål

33 Mindre kedler 7. Mindre kedler Det nuværende antal små fastbrændselskedler i Danmark er ca , heraf fyres ca med brænde, flis eller træpiller. Derudover er der ca brændeovne. Siden indførelsen af statstilskud til typegodkendte fastbrændselskedler i 1995 er der installeret over anlæg med tilskud. Hertil kommer anlæg, der er installeret uden tilskud. Omkring 30% af nyinstallationerne er manuelt fyrede kedler til brænde med akkumuleringstank. Mange af de gamle kedler har dårlig virkningsgrad og høje emissioner og kan med fordel udskiftes med nye typegodkendte kedler. Der skelnes mellem manuelt fyrede kedler til brænde og automatiske kedler til flis og træpiller. De manuelt fyrede kedler skal installeres med en akkumuleringstank, der kan optage varmeenergien fra en indfyring (et fuldt magasin). De automatiske kedler er forsynet med en silo indeholdende træpiller eller flis. En snegl indfyrer brændslet i takt med effektbehovet i boligen. For begge kedeltyper er der sket en stor produktudvikling i de sidste 10 år med henblik på højere virkningsgrad og mindre emission fra skorstenen (støv og kulilte (CO)). Der er specielt sket forbedringer på fyrrummets udformning, lufttilførsel til forbrændingen samt automatikken, der styrer forbrændingsprocessen. Inden for de manuelt fyrede kedler er der sket en forbedring af virkningsgraden fra under 50% til 75-90%. For de automatisk fyrede kedler er der sket en forbedring fra 60% til 85-92%. Beregning af kedlens nominelle effekt Kedlens nominelle effekt (fuldlast) kan beregnes ud fra kendskab til et årligt olieforbrug eller kendskab til boligens areal og alder (og isoleringsgrad). Manuelt fyrede kedler Som hovedregel gælder, at manuelt fyrede kedler til brænde kun har en acceptabel forbrænding ved kedlens nominelle effekt (fuldlast). På enkelte anlæg med iltstyring kan belastningen dog reduceres til omkring 50% af den nominelle effekt, uden at hverken virkningsgrad eller emissioner forringes nævneværdigt. Ved iltstyring måler en lambda-sonde røggassens iltindhold og kedelautomatikken justerer lufttilførslen til forbrændingen. Samme system bruges på biler. For at kedlen ikke skal fyres med 2-4 timers intervaller døgnet rundt i årets koldeste perioder vælges den nominelle effekt på kedler til brænde på op til 2-3 gange boligens effektbehov. Dvs. at tallene i figur 15 og 16 for kedeleffekt skal ganges med 2-3, når det drejer sig om manuelt fyrede kedler. Kedler til brænde skal altid forsynes med akkumuleringstank. Det giver såvel den største komfort for brugeren som den bedste fyringsøkonomi og den mindste miljøbelastning. I de tilfælde, hvor akkumuleringstanken undlades, ses ofte en forøget korrosion af kedlen pga. svingende vand- og røggastemperaturer, ligesom fabrikantens garantiforpligtelse kan bortfalde. Størrelsen af akkumuleringstanken kan fastlægges ud fra figur 18. Kedelydelse - kw Liter årligt olieforbrug Dimensionerende varmetab 75% af dimensionerende varmetab Figur 15: Nominel kedeleffekt baseret på et årligt olieforbrug i en nyere velisoleret bolig. Effekt til varmt vand og tab (2 kw) er indregnet. Såfremt et oliefyr også er installeret, kan man ved automatiske kedler nøjes med at installere en kedel på 75% af boligens effektbehov. Herved opnås mere stabil drift om sommeren /ref.52/. Kedelydelse - kw Opvarmet areal - m 2 Boliger bygget før 1920 Boliger bygget efter % dækning af dimensionerede varmetab i boliger bygget efter 1985 Figur 16: Nominel kedeleffekt baseret på boligens alder og det opvarmede areal. Hvis en ældre bolig er efterisoleret, må der laves en skønsmæssig reduktion i kedeleffekten. Som ved figur 15 kan der være et oliefyr installeret /ref. 52/. Træ til energiformål Side 33

34 Mindre kedler Automatisk fyrede kedler Til trods for en ofte ganske simpel opbygning kan de fleste automatisk fyrede kedler opnå en virkningsgrad på 80-90% og en CO-emission på ca. 100 ppm (100 ppm = 0,01 volumen %). For en del kedler er tallene henholdsvis 92% og 20 ppm. En betingelse for at opnå disse gode resultater er, at kedlens effekt ved daglig drift ligger tæt ved fuldlast. For automatiske kedler er det meget vigtigt, at den nominelle effekt (fuldlast) ikke overstiger boligens maksimale effektbehov om vinteren. I overgangsperioderne (3-5 mdr.) forår og efterår vil boligens effektbehov typisk ligge omkring 20-40% af kedlens nominelle effekt, hvilket betyder forringet drift. I sommerperioden vil boligens effektbehov ofte ligge i området 1-3 kw, da kun varmtvandsforsyningen skal opretholdes. Det svarer til 5-10% af kedlens nominelle effekt. Denne driftsform giver en forringet virkningsgrad - typisk 20-30% lavere end ved nominel effekt - og en forhøjet miljøbelastning. Alternativet til den forringede sommerdrift er at kombinere installationen med en akkumuleringstank (figur 18), oliefyr, elopvarmet varmtvandsforsyning eller solvarme. Typeprøvning af mindre biobrændselskedler Der har i Danmark ikke været tradition for systematisk typeprøvning af fyringsanlæg til fastbrændsel - bortset fra halmkedler, som i forbindelse med tidligere tilskudsordninger har været typeprøvet på Forskningscenter Bygholm. Markedet for små fyringsanlæg har været ureguleret, forstået således, at der aldrig har været lovmæssige krav, som fordrer typeprøvning af energi-, miljø- eller sikkerhedsmæssige egenskaber. De eneste myndighedskrav er sikkerhedsmæssige og er anført i Arbejdstilsynets publikation nr. 42 /ref. 53/, der omhandler sikkerhedssystemer til fyrede varmtvandsanlæg, samt i Brandteknisk vejledning nr. 32 /ref. 54/, der omhandler brandsikkerhed for udstyr og fyrrum. Med indførelsen af tilskudsmuligheder til mindre biobrændselsked- grafik: hs kedler - tarm a/s ler i 1995 blev typeprøvning højaktuel for fabrikanterne. Det skyldes, at Energistyrelsen som betingelse for tilskud stillede som krav, at fyringsanlægget blev typegodkendt og dermed opfyldte en række krav til lav emission og høj energiudnyttelse. Typeprøvningen udføres af Prøvestationen for mindre Biobrændselskedler i henhold til en prøvningsforskrift, som angiver detaljerede retningslinier for prøvningen og de krav, der stilles for at opnå typegodkendelse. Forskriften er udarbejdet på baggrund af forslag til fælles europæisk standard for fastbrændselsanlæg. Dog er kravene til virkningsgrad og emissioner skærpet og er opdelt efter fyringsteknologi (manuelt eller Akkumuleringstank i liter Liter silo- eller magasinstørrelse Korn, træpiller (automatisk fyret kedel) Løvtræ, brænde (manuelt fyret kedel) Nåletræ, brænde (manuelt fyret kedel) Figur 17: Røntgenbillede af manuelt fyret kedel. Magasinet er knap halvfyldt med brænde, og forbrændingen foregår som omvendt forbrænding, dvs., at de brændende gasser trækkes nedad gennem et udmuret kammer, hvor forbrændingen afsluttes. Forbrændingsluften kommer ind gennem åbninger i lågen og forvarmes. Røggasserne trækker bagud og passerer røgrørene (konvektionsdelen). Der er spiraler monteret i røgrørene for at øge varmeafgivelsen til kedelvandet. En røgsuger bagest i kedlen sørger for, at der er korrekt undertryk i forbrændingskammeret. automatisk) og brændselstype (halm eller træ). Kravene er fastlagt i fællesskab mellem fabrikanterne af biobrændselskedler, Prøvestationen for mindre Biobrændselskedler, Energistyrelsen og Miljøstyrelsen /ref. 55/. Typeprøvningen kan gennemføres med forskellige brændsler: brænde, halm, træpiller, flis, korn eller savsmuld/spåner. Typegodkendelsen er kun gældende for det brændsel, som blev anvendt under prøvningen. Ordningen gælder for automatiske kedler op til 200 kw og for manuelt fyrede (portionsfyrede) kedler op til 400 kw. Ved at sætte grænsen til 400 kw fås en fornuftig afbrændingstid for store halmballer til Figur 18: Med kendskab til den manuelt fyrede kedels magasinstørrelse eller den automatisk fyrede kedels silostørrelse kan akkumuleringstankens størrelse findes /ref. 52/. Side 34 Træ til energiformål

35 Mindre kedler Figur 19: Automatisk flisfyringsanlæg. Flisen føres ind i en transportog en indføringssnegl fra flissiloen og ind på risten, hvor forbrændingen sker. Ristens bevægelser fører asken mod askefaldet og videre ud med askesneglen. Røggasserne køles ved at passere røgrørene, som er omgivet af kedelvand. Forbedring af kedlens konvektionsdel (røgrør), således at røgtemperaturen kan nedsættes fra de nuværende C til C. Forbedret udmuring (ved vådt brændsel) og udformning af luftdyser, hvorved luftoverskud og CO-indhold i røggassen kan holdes konstant, og som tillige kan bidrage til at nedsætte støvemissionen. Det skal dog bemærkes, at støvemissionen ikke altid afhænger af forgrafik: maskinfabrikken reka a/s gårdanlæg. Der udsendes en liste over godkendte anlæg ca. fem gange om året /ref. 56/. Værdierne for CO-emission, støvemission og virkningsgrad bestemmes ved typeprøvning som middelværdien over 2 x 6 timer ved nominel effekt. Den nominelle effekt skal angives af fabrikanten og er et udtryk for kedlens optimale driftspunkt, hvor virkningsgraden er høj og emissionerne lave. Ud over prøvning ved nominel effekt omfatter typeprøvningen også prøvning ved lavlast, som er maksimalt 30% af den nominelle effekt. Kravene til støvemission og COemission er anført i tabel 13, mens virkningsgraden mindst skal være som anført i figur 20. Andre vigtige krav er: Sikring mod tilbagebrænding i magasin (f.eks. mekanisk spjæld eller ved overrisling med vand). Maksimalt tilladelige overfladetemperaturer. Lækagetæthed mod at røggas kan trænge ud i rummet. Dokumentation, f.eks. teknisk information, driftsinstruktion, installationsvejledning m.v. Tilskudsordningen gælder for biobrændselskedler, der installeres i områder uden kollektiv varmeforsyning. Tilskudsprocenten beregnes på grundlag af prøvningsresultatet, og beløbet udregnes i forhold til forbrugerens omkostning til kedelanlæg og installationer. Tilskudsordningen administreres af Energistyrelsen. Erfaringer og fremtidige udviklingsbehov Siden den systematiske gennemførelse af typeprøvninger blev påbegyndt i 1995 er der gjort en lang række erfaringer med de mindre fyringsanlæg. I begyndelsen var det tydeligt, at mange fabrikanter udbød fyringsanlæg, hvis effekt langt oversteg behovet i almindelige boliger. Det betød, at der var et klart misforhold mellem udbudet af fyringsanlæg med en effekt mindre end 20 kw og det behov, som forbrugerne reelt havde. Dette har siden ændret sig, og de fleste fabrikanter tilbyder i dag anlæg med en effekt i området kw eller arbejder med at udvikle nye anlæg. De små anlæg er oftest træpilleanlæg, evt. anlæg til korn. Der er dog stadig behov for at forbedre biobrændselskedlernes virkningsgrad. Der er flere muligheder, f.eks.: Brændsel Indfyring CO-emission ved 10% O 2, 30% last (%) CO-emission ved 10% O 2 nominel ydelse (%) Støvemission ved 10% O 2 (mg/nm 3 ) Brænde, træpiller, spåner/smuld, skovflis, korn Manuel 0,50 0, Brænde, træpiller, spåner/smuld, skovflis, korn Automatisk 0,15 0, Halm Manuel 0,80 0, Halm Automatisk 0,40 0, Tabel 13: Maksimal tilladelig CO-emission og støvemission ved nominel ydelse og lavlast ved typeprøvning. Træ til energiformål Side 35

36 Mindre kedler brændingen. Svingende brændselskvalitet kan betyde varierende emission. Forbedring af kedlernes reguleringsudrustning, så de sikrer en miljø- og energimæssig optimal drift og samtidig har en høj brugerkomfort, hvor tidsforbruget til den ugentlige pasning er minimalt. Det skal anføres, at flere anlæg har avancerede styringer med flere effekttrin og i enkelte tilfælde iltstyring, som i høj grad tilgodeser forbrugsvariationen i en typisk centralvarmeinstallation. Energistyrelsen finansierer et udviklingsprojekt, som har til formål at udvikle en prisbillig universal iltstyringsenhed, som kan tilpasses de fleste af markedets mindre fyringsanlæg. Forbedring af automatiske anlægs lavlastegenskaber således at en acceptabel drift bedre kan opretholdes i sommerperioden. Virkningsgrad (%) Gavntræ Brænde Flis Sum Automatiske kedler (træ, korn) Manuelt fyrede kedler (træ, korn) Automatiske halmkedler Portions (manuelt) fyrede halmkedler Ydelse (kw) Figur 20: Minimumsværdier for virkningsgrad afhængig af anlægstype. Et automatisk anlæg til træ på 20 kw skal mindst have en virkningsgrad på 77,5% for at blive typegodkendt. Side 36 Træ til energiformål

37 8. Fjernvarmeværker Med fjernvarmeværker menes værker med selvstændig varmeproduktion, men uden elproduktion. Varmen leveres til et fjernvarmenet, hvor alle forbrugere, der bor indenfor nettets forsyningsområde, har adgang til at blive tilsluttet. Anvendelsen af skovflis i fjernvarmeværker er øget markant, siden de første anlæg kom i drift i starten af 80 erne. Mens der i 1984 kun var tre flisfyrede fjernvarmeværker, er tallet i dag steget til ca. 50 værker. Flisforbruget er i samme periode vokset til ca rummeter om året svarende til en energimængde på ca TJ. Bagest i publikationen findes en oversigt over flisfyrede fjernvarmeværker i Danmark. Set i internationalt perspektiv er det et usædvanligt stort omfang, som anvendelsen af flis på fjernvarmeværker har fået i løbet af relativ kort tid. Kun i få andre lande, som eksempelvis Sverige, Finland og Østrig, har flis på fjernvarmeværker større udbredelse end i Danmark. Flisfyrede fjernvarmeværker etableres enten til afløsning af tidligere olie- eller kulfyrede fjernvarmeværker med et ældre tilsluttet fjernvarmenet eller som helt nyanlagte værker og net (barmarksprojekter). Fliskedlerne på de danske fjernvarmeværker ligger mellem 1 MW og 10 MW varmeydelse; gennemsnittet er 3,5 MW. Der ydes tilskud efter Lov om statstilskud til fremme af decentral kraftvarme og udnyttelse af biobrændsler /ref. 57/. Dette forbedrer selvsagt økonomien i disse projekter, og tilskuddet skønnes at være af stor betydning for den fortsatte udbygning af fjernvarmeforsyningen med biomasse. I barmarksprojekter startes helt fra grunden. Her skal samtidig etableres både varmeværk, fjernvarmenet og forbrugerinstallationer. Disse værker, der kræver en betydelig samlet investering, er typisk kommet i gang i mindre bysamfund, så her er fliskedlerne noget mindre end det nævnte gennemsnitstal på 3,5 MW. foto: biopress/torben skøtt Fjernvarmeværker Der findes 7-9 danske leverandører af nøglefærdige flisfyrede fjernvarmeanlæg, samt et stort antal virksomheder, der leverer mindre anlæg til gårde og institutioner samt dele til anlæg (se fabrikantliste). Erhvervsvirksomheder viser en stigende interesse for fjernvarme på biomasse. Det skyldes, at virksomhederne ikke længere kan fratrække energi- og miljøafgifter på rumvarme. Erhvervsvirksomheder har desuden mulighed for at hente støtte fra Energistyrelsen til anlægsinvesteringer i projekter, der fører til mindre udledning af bl.a. CO 2 /ref. 58, 59/. Valg af anlægsstørrelse Når størrelsen for et nyt flisfyringsanlæg på et fjernvarmeværk skal fastlægges, må fjernvarmenettets årlige varmebehov kendes. Det er også nødvendigt at vide, hvordan fjernvarmenettets varmebehov ændrer sig over døgnet og året. I /ref. 60/ findes en beskrivelse af, hvordan kedelstørrelsen fastlægges i forhold til fjernvarmenettets varmebehov. Fremgangsmåden er ens for halm- og flisværker, så eksemplet i /ref. 60/ kan direkte overføres til flisvarmeværker. Især for nye fjernvarmeværker er det vigtigt at være opmærksom på varmetabet fra fjernvarmenettet. I Danske Fjernvarmeværkers Forenings statistik fra 1995/96 er der oplysning om nettab for 19 flisvarmeværker. Det gennemsnitlige nettab i den periode var 26% med højeste nettab på 36% og laveste på 19%. Der var ca graddage i 1995/96. Korrigeres til et normalår bliver de 19 værkers gennemsnitlige nettab ca. 28%. Anlægsteknik Det typiske flisværk er bygget op omkring en fastbrændselskedel med trappe- eller vandrerist. Kedlen er udmuret med ildfast murværk for at holde forbrændingstemperaturen oppe med det relativt fugtige brændsel. Værkerne er bygget med en høj grad af automatisering, således at f.eks. indfyringssystemet af flis fra lager til rist sker ved hjælp af en computerstyret kran, der selv holder styr på lagerbeholdningen. Alle anlæggene er opbygget af samme hovedkomponenter: Brændselslager Kran eller anden flishåndtering Indfyringssystem Skoven flyttes lidt til byen, når et varmeværk som her i Ebeltoft har eget udendørs lager. Det giver fordele for både driften og økonomien, men kræver god afstand til boliger. Træ til energiformål Side 37

38 Fjernvarmeværker Forbrændingskammer og kedel Røggasrensning Røggaskondensering Skorsten Askehåndtering I det følgende beskrives i hovedtræk den teknik, der typisk anvendes på de flisfyrede fjernvarmeværker. Brændselslager Størrelsen af brændselslageret afhænger bl.a. af den leveringsaftale, som er truffet med brændselsleverandøren. Der bør dog altid kunne opbevares en flismængde svarende til minimum 5 døgns maksimalt forbrug af hensyn til drift i weekender samt forsyningssikkerhed under ekstreme vejrforhold. De fleste værker vælger at etablere et indendørs lager og overlade håndteringen af de større lagerpartier til flisleverandøren. Enkelte værker har dog også eget udendørs lager, og de vil i reglen kunne opnå en rabat fra flisleverandøren. Af hensyn til risikoen for selvantændelse lægges flisen op i højst 7-8 meters højde - dette gælder også for indendørs lager. Læs mere om flislagring i kapitel 3. Ved arbejde i flislageret kan der være risiko for at indånde allergifremkaldende støv og mikroorganismer som svampe og bakterier. Enearbejde i flissiloer må stærkt frarådes. Læs mere om arbejdsmiljø i afsnit 5.2. Håndtering af brændsel Værkets system til transport af flis fra lager til indfyringssystem er erfaringsmæssigt årsag til de fleste driftsproblemer. Det samlede transportsystem fra lager til kedel skal ses som en kæde, hvor driftssikkerheden for alle led er lige vigtige. Hele fjernvarmeværket stopper, hvis blot en enkelt del i transportkæden, f.eks. en kranwire, er defekt. Gummiged På værker med udendørs lager anvendes gerne en gummiged med stor skovl til transport af flis til det indendørs flislager. Krantransport Mellem det indendørs flislager og kedlens indfyringssystem er det almindeligt at anvende kran til transport af flis. Kranen er fleksibel, har høj kapacitet og er tillige det transportudstyr, som bedst tolererer dårlig fliskvalitet. Det er dog væsentligt, at kranens skovl monteres med tænder. Uden tænder er den vanskelig at fylde, og den kæntrer samtidig let ovenpå bunken. Til større anlæg er kranen tilmed relativ billig, mens det er for dyr en løsning til de helt små anlæg. Skrabegulv Hydraulisk skrabegulv bruges til udmadning fra firkantede siloer med plan bund, men er normalt ikke helt så teknisk velfungerende som kranløsningen. Skrabegulvet er relativt billigt og derfor særlig egnet til mindre anlæg (0,1-1 MW kedeleffekt). Kran Kedel Forbrændingskammer Multicyklon Røggaskondensering Runde siloer Runde siloer med roterende snegleudmadning frarådes til flis. Siloen er tidskrævende at fylde på grund af stor højde, og systemets mekaniske dele i bunden af siloen er svært tilgængelige ved reparation. Tekniske problemer opstår i reglen, når siloen er fyldt med flis. Før reparationer kan begyndes, må den først tømmes - manuelt eller i bedste fald med krangrab. Til træpiller er materiel fra korn- og foderstofbranchen ofte udmærket. Tragt Rist grafik: vølund systems a/s Indskubber Asketransport Skorsten Figur 21: I Thyborøn leveres fjernvarmen af en 4 MW flisfyret kedel. Anlæggets røggaskondensator yder ekstra 0,8 MW varme ved 50% vandindhold i flisen. Side 38 Træ til energiformål

39 Fjernvarmeværker Stokerfyring Særlig på mindre anlæg (0,1-1 MW kedeleffekt) indfyres flisen ofte med stokersnegl. På nogle anlæg ligger stokersneglen på tværs af ristens længderetning. Det giver en god fordeling af brændsel over hele ristebredden. foto: dk-teknik/henrik houmann jakobsen Dråbefang i frisk blå farve og isoleringskapper med blanke overflader udenpå røggaskondensatoren. Kedelcentralen på Græsted Varmeværk, der fremvises til en udenlandsk besøgende, fremstår så ren som en dagligstue. Snegletransportører Snegletransportører er billige i anskaffelse, men sårbare over for fremmedlegemer og stikkere. Generelt anbefales snegle i trug med påskruet låg frem for snegle lagt i lukkede rør. Årsagen til denne anbefaling forstås for alvor, hvis man blot en gang har prøvet manuel tømning af en snegl i et lukket rør, der er blokeret af stikkere eller fremmedlegemer. Tilsvarende kan det kaldes projekteringsfejl, hvis snegle indstøbes i gulve eller på anden måde placeres, så reparation og udskiftning gøres umuligt. Snegle skal som andre mekaniske transportører ses som en sliddel, hvor der skal være gode adgangsforhold til vedligeholdelse. Rigtigt dimensioneret er snegle en acceptabel løsning på mindre anlæg (0,1-1 MW kedeleffekt), men med mindre slidstål anvendes, vil almindelig slitage bevirke, at levetiden er relativ kort. Snegle anvendes sjældent som transportudstyr på større fjernvarmeværker. Båndtransportører Båndtransportører er ret ufølsomme over for fremmedlegemer. På dette punkt er de bedre end snegletransportører, men med mindre båndet har medbringere, kan båndtransportører ikke klare lige så store stigninger som snegle. Høj pris og støvgener (som kan medføre behov for inddækning) er båndtransportørens væsentligste ulemper. Luftbåren transport Flis er i almindelighed ikke egnet til transport i pneumatiske systemer. Har man rådighed over særlig ensartet flis, kan lufttransport dog være en mulighed, men energiforbruget til lufttransport er stort. Indfyringssystemer Der findes flere typer indfyringssystemer til flisfyrede kedler. Valget af indfyringssystem afhænger af anlæggets størrelse og eventuelle ønsker om anvendelse af andre faste brændsler end flis. Hydraulisk indskubning På mange værker anvendes dette ganske velfungerende system. Fra en tragt falder flisen ned i en vandret firkantet kasse, hvorfra hydrauliske indskubbere presser flisen ind på risten. Konstruktionen af systemet har afgørende betydning for dets driftssikkerhed. Rigtigt udformet, som det i dag ses i de fleste tilfælde, er det blandt de bedste løsninger til indfyring af flis. Tragt på rist Visse flisværker har en simpel tragt, der fordeler flisen på risten. Systemet, der kendes fra kulfyrede kedler med vandrerist, kræver, at flishøjden i tragten er så stor, at den virker som en lufttæt prop mellem indfyringssystem og kedel. Problemer med tilstopning i tragten kan afhjælpes ved en hensigtsmæssig udformning af tragten og til nød med mekaniske røre/skrabesystemer. Spreaderstoker Flisen kastes ind i forbrændingskammeret af en roterende tromle i en spreaderstoker. Kun enkelte værker anvender systemet. Pneumatisk stoker Flisen blæses ind i forbrændingskammeret og falder ned på risten. Spreaderstokere og pneumatiske stokere bruges ofte ved forbrænding af flis med højt vandindhold. Forbrændingskammer Flisen føres ind til forbrænding på risten i forbrændingskammeret, der ofte ligger lige under kedlen. De hyppigst forekommende typer af riste i flisfyrede anlæg i fjernvarmestørrelsen er trapperist/skrårist og kæderist/vandrerist. På begge ristetyper tilføres den primære forbrændingsluft nedefra og op gennem risten. Trapperisten har den fordel, at flisen vendes rundt ved faldet over trappetrin, hvilket forbedrer lufttilførsel og udbrænding. Vandreristen kendes fra kulfyrede anlæg. Her ligger flisen stille i et jævnt lag, hvis tykkelse bestemmes af en brændselsskyder. Under forbrændingen bevæger risten og flisen sig mod askefaldet. Luft til forbrændingen tilføres af luftblæsere som primær- og sekundærluft (se kapitel 6). Træ til energiformål Side 39

40 Fjernvarmeværker For at forbrænde fugtig flis er forbrændingskammeret udstyret med en ildfast udmuring, der sikrer en høj forbrændingstemperatur samt tændbuer, der stråler varme ned på flisen. Mængden og udformningen af udmuringen har stor betydning for forbrændingskvaliteten ved våde brændsler. Fyres i stedet med tørre brændsler, f.eks. træpiller, er udmuring ikke til gavn, snarere tværtimod. Forbrændingstemperaturen vil da blive for høj med risiko for dannelse af sod i røggassen og slagger på risten. Derfor må brændselstypen og brændslets vandindhold være fastlagt, før der vælges fyringsanlæg. Forbrændingskvalitet I kapitel 6 er kravene til god forbrændingskvalitet udførligt beskrevet. Disse krav kan kort sammenfattes til De 3 T er (Temperatur, Turbulens og Tid). Temperaturen skal være tilstrækkelig høj, så tørring, afgasning, og forbrænding kan foregå effektivt, der skal være en effektiv opblanding af luft og brændbare gasser (turbulens), og endelig skal der være plads og tid til, at gasserne kan nå at udbrænde, inden de afkøles for meget af kedelvandet. Kedel Fra forbrændingskammeret ledes røggasserne til den del af kedlen, hvor varmen afgives til det cirkulerede kedelvand. På de fleste anlæg er kedlen anbragt oven på risten. Røgen strømmer inde i røgrørene, der vandkøles på ydersiden. På mindre anlæg kan forbrændingsdel og kedel være helt adskilt, idet flisen forbrændes i et separat forfyr, hvorfra røggassen ledes ind i kedlen. I selve kedlen eller som en sektion efter denne kan en economizer være installeret, som køler røgen ned til en temperatur omkring 100 C. Den øgede afkøling forbedrer virkningsgraden. Kedelrummet skal være stort nok til, at reparationer og almindelig vedligeholdelse, herunder kedelrensning, kan foregå hensigtsmæssigt. Bygningskonstruktionerne omkring kedlen skal være indrettet således, at rensning af kedlens røgrør og udskiftninger af rør kan finde sted. Af hensyn til kedlens holdbarhed er det væsentligt, at temperaturen af returvandet til kedlen er tilstrækkelig høj. Det anbefales at holde en returvandstemperatur på mindst C for at mindske korrosion af især røgrørene. Blandt flisværkerne ses store udsving i levetiden for røgrør. Foruden driftstemperaturen spiller også driftsmønsteret, brændslet, forbrændingskvaliteten og materialevalget en væsentlig rolle for kedlens levetid. Røggasrensning - flyveaske Flyveasken er den del af asken, der følger med røggasserne gennem kedlen. Røggasrensningen drejer sig først og fremmest om at nedsætte mængden af flyveaske, der udsendes gennem skorstenen. Emission af andre stoffer omtales senere i kapitlet. Flyveasken transporteres fra røggasrensningen til det øvrige askesystem i snegle. Udskilningen af flyveaske fra røggassen kan ske med multicyklon, posefilter eller anden teknik til røggasrensning. Flyveasken fra træforbrænding består hovedsagelig af forholdsvis store partikler, som kan tilbageholdes ved rensning med multicyklon. De fleste værker har multicykloner installeret. Et veldimensioneret anlæg kan rense ned til ca. 200 mg/m 3 n /ref. 61/ (1 m 3 n er en normalkubikmeter, Forøget varmeydelse i procent Røggastemperatur C 55% vand 50% vand 45% vand 40% vand dvs. en kubikmeter gas omregnet til normaltilstanden 0 C og 1 bar). Multicykloner, der er billige i anskaffelse og vedligeholdelse, anvendes til forrensning før røggaskondenseringsanlæg. Posefiltre kan rense ned til et niveau på mg/m 3 n. Posefiltre tåler normalt kun røgtemperaturer op til ca. 180 C. For at undgå at gløder og gnister havner i posefiltret, skal røggassen have passeret cykloner eller et faldkammer før posefiltret. Posefiltret udkobles automatisk, hvis maksimumtemperaturen eller hvis en maksimumværdi for iltindholdet i røggassen overskrides. Elektrofiltret giver som posefiltret en god rensning, men er noget dyrere at installere i de relativt små flisfyrede anlæg. Driftsudgifterne er dog lavere end ved posefiltre. Pose- og elektrofiltre har i dag ikke nogen større udbredelse i flisfyrede fjernvarmeanlæg. Røggaskondensering Røggaskondenseringsanlæg er blevet almindelige på nye og eksisterende anlæg. Det er en teknik, der både renser røgen for partikler til et niveau næsten svarende til posefiltre og samtidig øger anlæggets virkningsgrad. Hovedparten af de flisfyrede fjernvarmeværker i Danmark er enten født med eller har fået installeret røggaskondenseringsanlæg i forbindelse med kedelanlægget. 30% vand 10% vand Figur 22: Røggaskondensering forøger anlæggets varmeydelse og virkningsgrad. Her ses hvordan merydelsen afhænger af røgtemperaturen og flisens vandindhold. Side 40 Træ til energiformål

41 Fjernvarmeværker foto: dk-teknik/henrik houmann jakobsen I askecontaineren til venstre samles flyveaske fra cyklonen, mens der i den store container opbevares bundaske fra fyringsanlægget. Træ indeholder brint som de fleste andre brændsler. Sammen med ilt fra luften omdannes brinten ved forbrænding til vanddamp, og vanddampen indgår i røggassen sammen med de andre forbrændingsprodukter. Den flis, som anvendes på fjernvarmeværker, har typisk et vandindhold på 40-55% af totalvægten. Ved forbrændingen bliver det også til vanddamp i røggassen. Røggassens indhold af vanddamp er interessant, fordi den repræsenterer en uudnyttet energimængde, der kan frigøres ved kondensering. Energimængden, som teoretisk kan frigives ved at kondensere vanddampen, er lig fordampningsvarmen for vand plus den termiske energi fra nedkølingen. Når røggassen køles ned under dugpunkttemperaturen, begynder vanddampen at kondensere. Jo længere røgen køles ned, des større vandmængde kondenseres, og den frigivne varmemængde øges. Alene sænkningen af temperaturen fra anlæggets normale røgtemperatur til dugpunkttemperaturen giver naturligvis en forøget varmeydelse. Virkningen bliver dog først rigtig stor, når kondenseringen begynder, og fordampningsvarmen frigives. Det forløb kan iagttages i figur 22. Figuren viser den forøgede varmeydelse i procent, som kan opnås ved at sænke røgtemperaturen. Den normale driftssituation, som procenterne er beregnet ud fra, er en røgtemperatur på 130 C og en CO 2 % på 12. De forskellige linier i figuren illustrerer forskellige værdier for flisens indhold af vand i % af totalvægten. Kurverne viser den teoretiske forbedring af virkningsgraden, der kan beregnes ud fra vandindholdet og røgtemperaturen. De praktiske erfaringer fra kondenseringsanlæg, der er i drift, viser, at der også i praksis opnås højere virkningsgrad /ref. 62/. Således er årsvirkningsgraden for næsten alle anlæg over 100% (baseret på brændslets nedre brændværdi, der ikke medregner kondensationsvarmen). Til køling af røggassen bruges returvandet fra fjernvarmenettet. Vandet skal være så koldt som muligt. Røggaskøleren er derfor den enhed, som vandet først passerer, når det kommer retur fra nettet. Kondensat Kondensatet består af vand med et mindre indhold af støvpartikler og organiske forbindelser stammende fra eventuel ufuldstændig forbrænding. Desuden er der et mindre indhold af mineral- og tungmetalforbindelser samt klor og svovl. ph-værdien for kondensatet varierer meget fra anlæg til anlæg og også efter driftssituationen. En typisk værdi ligger mellem 6-7, men der er målt ph-værdier fra 2,7 til over 8. Kondensatets indhold af støvpartikler påvirker ph-værdien kraftigt. Med stort partikelindhold måles høje værdier af ph - d.v.s. flyveasken virker basisk, og langt den største del opløses i kondensatet. Kun ca. 10% består af uopløselige partikler. Kondensatet skal behandles, inden det bortledes. Træets indhold af mineraler og tungmetaller, som f.eks. cadmium, der er optaget under væksten i skoven, koncentreres i kondensatet, og kan nå et niveau, der overskrider grænseværdierne for udledning. Undersøgelser har vist, at den store mængde cadmium i kondensatet findes i partiklerne i kondensatet og ikke på opløst form i vandet. Ved filtrering kan partiklerne fjernes fra kondensatvæsken, så dennes indhold af cadmium bringes under grænseværdierne for udledning /ref. 63/. Derfor installeres i øjeblikket på stadigt flere værker forskellige former for filtreringsudstyr til udskilning af kondensatets partikler. Efter denne behandling og neutralisering ledes kondensatet almindeligvis til det kommunale afløbssystem. Når røggassen forlader røggaskondensatoren bør den til sidst passere gennem et effektivt dråbefang til opsamling af medrevne dråber, så disse ikke bringes videre til røgrør og skorsten. Første forudsætning for succes med røggaskondensering er en returløbstemperatur i fjernvarmesystemet, der er så lav, at dampen i røggassen kan kondenseres. Desuden må anvendes brændsel med højt vandindhold. Vådere brændsel giver bedre økonomi! Dette gælder dog kun så længe, at vandindholdet ikke er så stort, at forbrændingen bliver ufuldstændig. Skovflis med et vandindhold mellem 40 og 50% er ideelt til anlæg med røggaskondensator. Installation af røggaskondensering kan i mange tilfælde spare installation af anden udrustning til røgrensning. Hvis installation af et posefilter kan undgås, kan besparelsen herved ofte betale investeringen i røggaskondenseringsenheden, så den forøgede virkningsgrad fås uden afholdelse af ekstra faste omkostninger. Træ til energiformål Side 41

42 Fjernvarmeværker Skorsten Før skorsten og røggaskondensator er monteret en røgsuger, der skaber undertryk overalt i fyringsanlæggets røgveje. En styring er monteret, så røgsugeren i samspil med forbrændingsluftblæserne konstant holder et bestemt undertryk i kedlens fyrboks. Røgsugeren trykker derefter røggassen ud i røggaskondensatoren og skorstenen. Skorstenens højde må i hvert enkelt tilfælde fastlægges ud fra miljømyndighedens krav. Der er mere at læse om skorstenshøjder i /ref. 64/. På anlæg med røggaskondensering skal skorstenen være indrettet således, at tæringsskader undgås, dvs. at der skal anvendes glasfiber eller rustfrie materialer. Sodnedfald fra skorstene på anlæg med røggaskondensering giver besvær på nogle værker. Røgen er mættet af vanddamp. Den indeholder også opløste salte og måske urenheder fra røggaskondensatet, der kan lejre sig i skorstenen. Sodnedfaldet opstår, når aflejringerne i skorstenen går løs og medrives af røggasstrømmen. Effektive dråbefang, lave hastigheder i skorstenen og eventuelt montering af et spulesystem i skorstenen anbefales som afhjælpning /ref. 65/. kerne at overholde bekendtgørelsen, og anvendelsen af asken har derfor i høj grad været baseret på dispensationer fra Miljøstyrelsen og tilladelser fra amtet. Hvis der ikke gives dispensation, skal asken deponeres på en kontrolleret losseplads. På sigt er det dog ikke holdbart at basere affaldsbortskaffelsen på dispensationer, og derfor flyttes reguleringen over i en selvstændig bekendtgørelse, som for tiden foreligger i en høringsudgave. Den kommende bekendtgørelse, Bekendtgørelse om anvendelse af aske fra forgasning og forbrænding af biomasse og biomasseaffald til jordbrugsformål bygger på betragtningen om, at halm- og flisaske bør kunne tilbageføres til de arealer, hvor halmen og flisen kommer fra. Hvis halmen eller flisen blev liggende på marken eller i skoven, ville tungmetallerne forblive i jorden. Når halmen eller flisen afbrændes, vil tungmetal- Kategori Beskrivelse Askehåndtering Flis indeholder 0,5-2,0% af tørvægten i form af ubrændbare mineraler, som bliver til aske efter forbrændingsprocessen. Asken håndteres automatisk på alle fjernvarmeværker. Det manuelle arbejde i forbindelse med askesystemet er begrænset til almindelig driftstilsyn og indgriben ved driftsforstyrrelser. Træaskens sammensætning betyder, at slaggedannelse ikke er et udbredt fænomen på flisfyrede varmeværker. Fra risten falder asken ned i en askesnegl eller andet askeopsamlingssystem. Slammet fra røggaskondensatet indeholder en stor del af flisens tungmetaller og samles for sig til senere deponering. Askesystemet kan være indrettet som vådt eller tørt. Et vådt askesystem er både effektivt som vandlås til hindring af falsk lufttilførsel til kedlen, og slukker samtidig glødende aske. En ulempe er den tungere aske i containeren, og korrosionen fra den våde aske. Afhængigt af flisforbruget tømmes containerne fra ca. 1 gang hver 14. dag til 1 gang hver tredje måned. Maks. Cd-indhold (mg Cd/kg TS) Maksimal udbringningsmængde (tons TS/ha/år) H1 Halmaske, blandet 5 0,56 H2 Halmaske, blandet 2,5 1,12 H3 Halmaske, bundaske 0,5 5,6 F1 Flisaske, blandet 15 0,19 F2 Flisaske, blandet 8 0,35 F3 Flisaske, bundaske 0,5 5,6 H+F Blandet halm- og flisaske 5 (som H1) 0,56 Tabel 14: Grænseværdier for cadmium samt maksimalt tilladte udbringningsmængde ifølge Bekendtgørelse om anvendelse af aske fra forgasning og forbrænding af biomasse og biomasseaffald til jordbrugsformål, høringsudgave. TS står for tørstof. Bortskaffelse Asken indeholder brændslets uforbrændte bestanddele, herunder en række næringsstoffer som kalium, magnesium og fosfor og kan derfor benyttes som gødning i skoven, hvis ikke indholdet af andre stoffer, som er problematiske for miljøet, er for højt. Når biomasseaftalen er fuldt implementeret i år 2005, vil der produceres i størrelsesordenen 80 til tons biomasseaske årligt. Med så store mængder aske er det vigtigt, at der findes en fornuftig og miljømæssigt forsvarlig anvendelse, hvor askens indhold af næringsstoffer udnyttes bedst muligt. Anvendelse af asken i jordbruget kræver tilladelse fra amtet. Sagerne behandles i skrivende stund (primo 1999) efter Miljø- og Energiministeriets bekendtgørelse nr. 823 af 16. september 1996 om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål /ref. 66/. Denne bekendtgørelse er imidlertid hovedsagelig rettet mod anvendelse af industrielle restprodukter, spildevandsslam, kompost mv., og er ikke særlig velegnet til regulering af askeudspredning. Blandt andet gør de lave cadminumgrænseværdier det svært for biomassevær- Tungmetal Grænseværdi (mg pr. kg tørstof) Kviksølv 0,8 Bly 120 (privat have 60) Nikkel 30 Chrom 100 Tabel 15: Grænseværdier for de øvrige tungmetaller ifølge Bekendtgørelse om anvendelse af aske fra forgasning og forbrænding af biomasse og biomasseaffald til jordbrugsformål, høringsudgave. Side 42 Træ til energiformål

43 Fjernvarmeværker Sum af Acenaphthen, Phenanthren, Fluoren, Fluoranthen, Pyren, Benzfluoranthener (b+j+k), Benzo(a)pyren, Benz (g,h,i)perylen, Indo(1,2,3-cd)pyren lerne naturligvis opkoncentreres i asken, men hvis asken tilbageføres i tilpas mængde, vil tungmetalbelastningen ikke være forskellig fra situationen, hvor halmen og flisen blev på marken og i skoven. Derfor er grænseværdierne i den nye bekendtgørelse lempet i forhold til den gældende bekendtgørelse, mens den maksimalt tilladte udbringningsmængde sikrer, at der samlet ikke tilføres arealerne mere tungmetal, end der normalt bortføres med biobrændslet ved høsten. Ren halmaske må kun anvendes på landbrugsjord, mens ren flisaske kun må anvendes på skovarealer. Blandinger af flis- og halmaske må anvendes både på skov- og landbrugsarealer. Aske som anvendes på landbrugsjord kan doseres som et gennemsnit over 5 år, mens aske, som anvendes på skovarealer kan doseres som et gennemsnit over 10 år. På skovarealer må der maksimalt Afskæringsværdi (mg per kg tørstof) 6 (Fra den 1. juli 2000 er værdien 3) Tabel 16: Ud over tungmetaller kan asken også indeholde de såkaldte polyaromatiske kulbrinter (PAH), som typisk opstår i forbindelse med dårlig forbrænding. Afskæringsværdien for PAH ses her fra Bekendtgørelse om anvendelse af aske fra forgasning og forbrænding af biomasse og biomasseaffald til jordbrugsformål, høringsudgave. tilføres 7,5 tons tørstof per ha per omdrift (100 år). Da der er en vis sammenhæng mellem forbrændingskvalitet og indhold af PAH i asken, skal der ifølge høringsudgaven laves en analyse af udforbrændt kulstof i asken ved hver tungmetalanalyse. Hvis restkulstoffet i asken er under 5% skal der laves PAH-analyser hvert 2. år, men hvis en analyse af uforbrændt kulstof er over 5% og dermed antyder en dårlig forbrænding, kræves der straks en PAH-analyse. Når den nye bekendtgørelse er trådt i kraft forventes det at give bedre mulighed for en fornuftigt og miljørigtig anvendelse af biomasseasken. Miljøforhold I dette afsnit omtales påvirkningen af luftmiljøet ved fyring med brændselsflis på fjernvarmeværker. I tabel 17 er Enhed Typisk værdi Typisk variation SO x som SO 2 g/gj NO x som NO 2 g/gj Støv, multicyklon mg/m 3 n Støv, røggaskondensering mg/m 3 n CO 2 (se tekst) 0 0 Tabel 17: Typiske emissionsværdier ved flisfyring. Tallene varierer i praksis meget, også ud over de anførte typiske variationer /ref. 67/. Anlægsstørrelse Indfyret effekt i MW Vejledende grænseværdi for støv mg/m 3 n v. 10% O 2 Anlæg med støvfiltre Kondenserende anlæg eller teknologi uden støvfiltre > 0,12 < >1< Tabel 18: Anbefalede grænseværdier for støv fra træfyrede anlæg ifølge /ref. 61/. sammenfattet typiske emissionsværdier for flisfyring. Støv Efter stramningen af de vejledende emissionsgrænser i 1990 for luftforurening valgte de fleste kommuner at kræve lavere emissionsværdier for støv fra større flisfyringsanlæg end tidligere. Emissionsgrænser for støv fra fyringsanlæg er beskrevet i Miljøstyrelsens vejledning, Begrænsning af luftforurening fra virksomheder /ref. 64/. Vejledningen fastsætter grænser for en række fyringsanlæg, men dog ikke for træ. Ved myndighedsbehandling af træfyrede anlæg har de godkendende myndigheder i de fleste tilfælde anvendt vejledningens grænseværdier for støv i øvrigt, der fastsætter grænseværdien for støv i forhold til størrelsen af massestrømmen før rensning. I nogle tilfælde er der også blevet skævet til de vejledende grænseværdier for halmfyrede anlæg over 1 MW indfyret effekt, hvor der udover støv også stilles krav til et maksimalt kulilteindhold på 0,05 vol% v. 10% O 2. I 1996 har Miljøstyrelsen fået udarbejdet en rapport Støvemissionsvilkår for træfyrede anlæg mindre end 50 MW /ref. 61/, der anbefaler vejledende grænseværdier specielt for træfyrede anlæg. Ved fastlæggelsen af grænseværdierne for støv, foreslås i rapporten, at der både ses på anlægsstørrelsen og på den anvendte teknologi til fyring og støvrensning. Kulilte Et højt CO-indhold er et sikkert tegn på ufuldstændig forbrænding og skal være så lavt som muligt, fordi: CO er en brændbar gas. Højt COindhold giver dårlig virkningsgrad. Lugtgener og høj CO-værdi hører sammen. PAH, dioxin og høj CO-værdi hører sammen. Høje koncentrationer af CO er farligt at indånde. CO-indholdet i røggassen må ifølge Miljøstyrelsens vejledning /ref. 64/. ikke overstige 0,05% for halmfyrede varmeværker. Mange flisværker har samme krav i deres miljøgodkendel- Træ til energiformål Side 43

44 Fjernvarmeværker se. Under normal drift kan dette overholdes på de flisfyrede varmeværker, men i forbindelse med opstart, meget vådt brændsel og andre usædvanlige driftssituationer, kan der opstå problemer. Kuldioxid (CO 2 ) Udledning af CO 2 til atmosfæren er problematisk, da CO 2 menes at være en væsentlig årsag til drivhuseffekten. Ved forbrænding af flis og andre træbrændsler udvikles der ikke mere CO 2, end der er forbrugt (bundet) under træets vækst. Endvidere udvikles der ved forbrænding samme mængde CO 2, som ved den forrådnelsesproces, der i sidste ende er det uundgåelige alternativ til en energimæssig anvendelse af træet. Flis betragtes således som CO 2 -neutral. Svovldioxid (SO 2 ) Svovl fra forbrænding af flis stammer fra svovlforbindelser, der er optaget af træet under væksten. Forbrænding af flisen ændrer derfor ikke den samlede mængde svovl, der findes i miljøet, men den medfører, at den svovl, som udsendes med røgen, bidrager til miljøbelastningen af luften. Rent træ fra skovbruget indeholder dog kun en meget begrænset mængde svovl. Under forbrændingen vil omkring 75% af svovlen i træet blive bundet i bundog flyveasken, så det kun er de resterende 25%, der ender som SO 2 i røggassen /ref. 68/. Analyser af svovlindholdet i brændselsflis viser i mange tilfælde værdier som er under laboratorieudstyrets detektionsgrænser. Gennemsnittet af en række analyser viser et svovlindhold på ca. 0,05% svovl (vægt % i forhold til brændslets tørstofindhold) /ref. 67/. Fyring med flis på varmeværker giver meget mindre SO 2 -udslip end den fuelolie eller kul, flisen ofte erstatter. Er alternativet naturgas, og er den uden svovlindhold på produktionsstedet, vil der ikke være nogen SO 2 -fordel ved flisfyring. Kvælstofoxider (NO x ) Ved forbrænding af flis dannes der nogenlunde lige så store mængder NO x, som ved forbrænding af andre brændsler. NO x er summen af NO og NO 2. Dannelsen af kvælstofoxider sker ud fra luftens og brændslets indhold af kvælstof. Både brændslets indhold af kvælstof og udformningen af anlæggets forbrændingskammer spiller en væsentlig rolle for dannelsen af NO x. Af vigtige parametre for lav NO x - dannelse kan nævnes: Lavt kvælstofindhold i brændsel. Trinopdelt forbrænding med lavt luftoverskud i første trin /ref. 69/. Lav flammetemperatur. Recirkulation af røggasser. Andre forurenende stoffer Ud over partikler, SO 2,NO x og CO kan røggasser indeholde andre forurenende stoffer som polyaromatiske kulbrinter (PAH), dioxiner, klorbrinte (HCl) m.fl. PAH er en fællesbetegnelse for en række kemiske stoffer, der består af kulstof og brint. De opstår ved dårlig forbrænding. En del af dem er giftige (nogle endog kræftfremkaldende) og bør derfor undgås. Siden 1985 er der foretaget flere undersøgelser, der alle viser, at der er en nøje sammenhæng mellem dannelsen af PAH og CO. Lavt CO-indhold og lavt PAH-indhold følges ad /ref. 70/. Klorbrinte (HCl) bidrager ligesom svovldioxid til forsuringen, men kondenseres hurtigere (til saltsyre) og kan derfor lokalt medvirke til skader især på materialer, men også på planter. Udsendelsen af HCl afhænger dels af flisens beskaffenhed (flis fra kystnære skove indeholder salt fra havgus), dels af forbrændingsbetingelser og røggasrensningen, herunder kondensering, der fjerner en betydelig del af røggassens HCl. Støj Varmeværket skal overholde miljømyndighedernes vilkår om begrænsning af støj - jævnfør Miljøstyrelsens vejledning nr. 5 /1984 /ref. 71/. Støjbelastningen skal måles eller beregnes efter Miljøstyrelsens vejledninger nr. 6/1984 /ref. 72/ henholdsvis nr. 5/1993 /ref. 73/. Hvis værket ligger nær et villaområde, vil støjgrænserne her normalt være: 45 db(a) i dagperioden (hverdage kl og lørdage kl ) 40 db(a) i aftenperioden (hverdage kl , lørdage fra kl og søn- og helligdage kl ) 35 db(a) i natperioden (alle dage fra kl ) Støjgrænserne varierer for forskellige områdetyper og må ikke overskrides i noget punkt i naboområderne. Hvis værket således ligger i et industriområde, hvor støjgrænsen er 60 db(a) i alle perioder, kan det ofte være støjgrænserne i et lidt fjernere villaområde, der er afgørende. Støjen kommer primært fra ventilatorer og luftindtag eller -afkast (herunder skorstenen), men også fra andre maskiner (kompressorer, kraner, transportbånd, snegle og hydraulikanlæg) samt fra al trafik på værkets grund. I de fleste områdetyper er støjgrænsen lavest om natten, og det vil derfor normalt være denne, der er dimensionerende. Imidlertid kan for eksempel leverancer af brændsel ofte give problemer, selvom det foregår i dagperioden, hvis værkets indkørsel er uheldigt placeret. Det er vigtigt allerede på planlægningsstadiet at tage højde for støjforholdene, idet efterfølgende støjdæmpning ofte er meget bekostelig, ligesom driftsrestriktioner (f.eks. om at undgå al kørsel uden for dagperioden) kan være problematiske. Det er i dag muligt at forudberegne støjen i omgivelserne, således at der kan stilles garantikrav til leverandører, som sikrer, at støjgrænserne ikke overskrides. Brandsikkerhed I forhold til tørre brændsler er der mindre brandrisiko ved fyring med skovflis. Visse sikkerhedsforskrifter skal dog stadig overholdes. I brændselssystemet skal der være lufttæt adskillelse, således at ild ikke kan brede sig baglæns fra forbrændingskammeret til lageret. Ved de fleste anlæg indrettes indfyringssystemerne således, at der umiddelbart før forbrændingskammeret findes en lufttæt prop af flis samt et automatisk sprinklersystem. Side 44 Træ til energiformål

45 Fjernvarmeværker Risikoen for røggaseksplosioner fordrer opmærksomhed. Uforbrændte gasser i et uheldigt blandingsforhold med atmosfærisk luft kan give særdeles kraftige eksplosioner, hvis der f.eks. ved overtryk i forbrændingskammeret er sluppet gasser ud i kedelrum eller indfyringssystem. Røggaseksplosioner kan også ske inde i forbrændingskammeret, hvis brændslet f.eks. ved et driftsstop ligger og ulmer med for lidt atmosfærisk luft, og der så pludselig tilføres luft. I flislageret skal man være opmærksom på risikoen for selvantændelse. Her er oplagringshøjden, flisens alder, vandindhold og adgangen til luft meget afgørende parametre. Ved fyring med træpiller og tørt træaffald er der fare for støveksplosion i lager og indfyringssystem. Her indbygges brandslukningsudstyr umiddelbart før kedlen. Faren for brand i brændselslageret er også en risiko med piller. Styring, regulering og overvågning Styring, regulering og overvågning af værket kaldes under ét SRO-systemet. Systemet er bygget op over to computere: En PLC (Programmerbar Logisk Control), der indsamler driftsdata fra anlægget samt styrer anlægget til fastlagte driftsværdier. En almindelig computer, der viser driftspersonalet de aktuelle data fra PLC en på et skærmbillede. Via computeren kan de valgte driftsværdier i PLC en ændres. Systemet er opdelt i de tre hovedfunktioner, der dækker følgende: Styringen sørger for, at hele processen forløber i en forudbestemt rækkefølge. Reguleringen sørger for, at valgte værdier for tryk, temperatur mv. overholdes. Overvågningen giver alarm ved fejlfunktioner. Med SRO-anlæggene bliver automatisk drift mulig, således at permanent bemanding er unødvendig. Ved driftsforstyrrelser tilkaldes personalet via fjernovervågning over telefonnettet. I værste fald startes automatisk en oliekedel, der overtager varmeforsyningen. Bemanding på værket Den nødvendige bemanding på værket afhænger naturligt af graden af automatisering, omfanget af egen flishåndtering, værkets alder etc. Enkelte mindre værker er indrettet således, at der heller ikke i dagtimerne er fast bemanding på værket. Gennem tilkaldevagt over telefon og daglige driftstilsyn, kan driftslederen have andet arbejde ved siden af. Som udgangspunkt kan regnes med, at anlæg fra ca. 1,5 MW til 5 MW kræver ca. 1-2 mandår til drift. Over 5 MW kræves ca. 2-3 mandår til drift. Anlægsopbygningen er meget afgørende for vedligeholdelsesopgavernes omfang. Sikkerhed Sikkerhed på varmeværket omfatter brandsikkerhed og personsikkerhed. Værket skal inden ibrugtagning godkendes af de lokale brandmyndigheder. Personsikkerheden på værket skal godkendes af Arbejdstilsynet. Den omfatter sikkerhed mod skoldning, forbrænding, forgiftning med røggasser og støv samt mod skader fra kraner og andet maskinudstyr. Organisationsformer Flisfyrede varmeværker kan etableres som: Millioner kroner (niveau 1997) MW ydelse kedel + røggaskøler A.m.b.a. - andelsselskab med begrænset ansvar ApS - anpartsselskaber A/S - aktieselskab Offentligt ejede selskaber De flisfyrede fjernvarmeværker i Danmark er typisk organiserede som et lokalt brugerejet selskab organiseret i et A.m.b.a., hvor alle tilsluttede forbrugere på fjernvarmenettet er tilknyttet selskabet. Ejerne hæfter kun med deres indskud, og alle stilles lige i forhold til hinanden. Desuden er selskabsformen kendt af mange i forvejen. Næsten alle flisvarmeværkerne i Danmark er privatejede A.m.b.a. selskaber. Organisationsformen for de brugerejede selskaber er demokratisk, idet alle forbrugere gennem generalforsamlingen har mulighed for at deltage i varmeværkets beslutningsprocesser. Enkelte værker ejes og drives af kommunen. Man kan også vælge et anpartsselskab (ApS) eller et aktieselskab (A/S), hvor deltagerne ligeledes kun hæfter med den tegnede kapital. Investering og drift Til illustration af driftsøkonomien følger her et eksempel for et tænkt 2 MW flisfyret varmeværk, der etableres helt fra grunden som et såkaldt barmarksprojekt. Hermed menes en by, hvor der både etableres et nyt værk og et komplet fjernvarmenet til forsyning af forbrugerne. Flisprisen er sat til 36 kr./gj og olieprisen til 95 Figur 23: Anlægspriser for flisfyrede fjernvarmeværker i 1997 prisniveau i Danmark. Punkterne viser de enkelte anlægspriser, mens linjen viser en tilnærmet prisformel /ref. 28/. Træ til energiformål Side 45

46 Fjernvarmeværker Det er hos Energistyrelsen muligt at søge om tilskud til barmarksprojekter efter CO 2 -lovgivningen /ref. 57/. Investeringen er følgende: mio. kr. Varmeværk inkl. grund mv. 6,8 Gadenet og rådgivning 10,0 Stikledninger 4,0 Husinstallationer 4,0 Uforudsigelige udgifter 1,0 Samlet anlægsomkostning 25,8 Tilskud fra Energistyrelsen 4,4 Lånebehov 21,4 foto: biopress/torben skøtt Trustrup-Lyngby Varmeværk på Djursland er et barmarksprojekt etableret i kr./gj. Alle beløb i eksemplet er uden moms. Anlægsinvestering I rapporten Anlægs- og driftsdata for flisfyrede varmeværker /ref. 28/ er indsamlet oplysninger om anlægspriser for grund, byggemodning, bygninger, maskininstallation og projektering. Alle priser er henført til 1994-niveau, så de er sammenlignelige. Kurven på figur 23 viser fremskrevne 1997-priser for de enkelte værker i forhold til den samlede installerede effekt på fliskedel og røggaskondensator. I et nyt projekt er det vigtigt at komme godt fra start. Derfor skal mindst 80% af de tidligere oliefyrskedler samt alle offentlige storforbrugere med i startåret. Offentlige storforbrugere er kommunekontorer, skoler, idrætshaller mv. Industrivirksomheder og liberale erhverv får modsat tidligere ikke refusion af energi- og miljøafgifter i forbindelse med rumopvarmning og er derfor også en målgruppe. Eksemplets data er: 260 enkeltforbrugere MWh/år 10 storforbrugere MWh/år Tab i fjernvarmenet 30% Varmeproduktion MWh Varmeproduktion på flis 93% Varmeproduktion på olie 7% Maks. effektbehov 3 MW Fliskedlens effekt 2 MW Årsvirkningsgrad, flisfyr 100% Årsvirkningsgrad, oliefyr 80% For en by med tætliggende huse er nettabet i et år med ca ELOgraddage ca. 30%. Hvis husene ligger spredt eller mindre byer forbindes via en transmissionsledning stiger nettabet til over 35%. Anlægsinvesteringen kan belånes fuldt ud med indexlån. Det er en lånetype, hvor de årlige ydelser øges i takt med inflationen. Det har været en billigere lånetype end almindelige serie- eller annuitetslån, så længe inflationen er under 7% p.a. Der redegøres nærmere for strukturen i indexlån i følgende referencer /ref. 74, 75/. Realrenteafgiften på indexlån, der blev indført med Pinsepakken i foråret 1998, forventes at blive afgørende for, om denne lånetype fortsat vil være attraktiv til finansiering af nye varmeværker. Driftsudgifter og indtægter Værkets indtægter kommer fra varmesalget og er fordelt på faste bidrag og forbrugsbetaling for varmen. Tariffen for varmesalg til forbrugerne kan f.eks. være: Forbrugsbetaling 350 kr./mwh Abonnementsbidrag kr. Effektbidrag, private 30 kr./m 2 Effektbidrag, erhverv 30 kr./m 2 Dertil kommer moms. For en privatforbruger i et hus på m 2 med et gennemsnitsforbrug på 17,5 MWh/år (svarende til ca liter olie) vil det give en årlig opvarmningsudgift på kr Denne udgift svarer nogenlunde til driftsudgifterne ved oliefyring: olie, skorstensfejning og vedligeholdelse. Denne tarif vil give følgende indtægter: Indtægterne er: tusinde kr. Salg af varme, MWh Abonnementsbidrag, 270 stk. 270 Effektbidrag, private Effektbidrag, erhverv 350 Samlet indtægt Side 46 Træ til energiformål

47 Fjernvarmeværker Udgifterne er: tusinde kr. Køb af skovflis, 36 kr./gj Køb af olie, liter 295 Vedligeholdelse, værk 130 Vedligeholdelse, net 200 Elforbrug 85 Vand og kemikalier mv. 30 Øvrige omkostninger 70 Personale, administration 500 Afskrivninger over 20 år Afskrivning på indeksering 21 Renter og bidrag 570 Udgifter i alt Nettoresultat 61 M.h.t. regnskabspraksis giver en lineær afskrivning med lige store beløb per år et mere retvisende billede af anlæggets værdiforringelse end den anden praksis, hvor afskrivning sættes lig med afdrag på lån. Ved sidstnævnte praksis vil man få stigende udgifter, efterhånden som afdragene øges gennem afdragsperioden. Indeksering af afdrag er udgiften til den årlige opskrivning af afdragene med nettoprisindekset. Restgælden opskrives ligeledes med nettoprisindekset. Denne post bogføres i en kursreguleringsfond under egenkapitalen /ref. 75/. Myndighedsgodkendelse Det skal så tidligt som muligt i sagsforløbet undersøges, om lokale miljøog byggerestriktioner eller fredningsbestemmelser er hindrende for et nyt eller ombygget værk. For at kunne etablere et fjernvarmeværk skal der indhentes følgende godkendelser fra myndighederne: Byggetilladelse Godkendelse af projektforslag efter varmeforsyningsloven Miljøgodkendelse Eventuelt lokalplan Forholdene vedr. myndighedsgodkendelse er nærmere beskrevet i /ref. 76/. Træ til energiformål Side 47

48 Kraftvarme- og kraftværker 9. Kraftvarme- og kraftværker I 1986 indgik den danske regering en energipolitisk aftale, der bl.a. indebar, at der frem til 1995 skulle bygges decentrale kraftvarmeværker med en samlet elektrisk effekt på i alt 450 MW fyret med indenlandske brændsler som halm, træ, affald, biogas og naturgas. I 1990 indgik regeringen yderligere en aftale om øget anvendelse af naturgas og biobrændsler, fortrinsvis ved opførelse af nye kraftvarmeanlæg og ombygning af eksisterende kul- og oliefyrede fjernvarmeanlæg til naturgas- og biomassebaseret kraftvarmeproduktion. Princippet for kraftvarmeværker På et traditionelt dampbaseret kulfyret kraftværk med kondenserende drift omsættes 40-45% af den indfyrede energi til elektricitet, mens resten af energien ikke udnyttes. Den forsvinder med kølevandet ud i havet og med den varme røggas fra kedlen via skorstenen op i den blå luft. Et modtrykskraftvarmeværk producerer elektricitet på samme måde som et kraftværk, men i stedet for at lede kondensationsvarmen fra dampen med kølevandet ud i havet, bliver dampen kølet med returvand fra et fjernvarmeledningsnet, og udnyttes dermed til varmeproduktion. Fordelen ved kombineret el- og varmeproduktion er, at der kan udnyttes op til 85-90% af energien i det tilførte brændsel. Heraf nyttiggøres ca % af den indfyrede energi som el, mens 55-70% af den indfyrede energi bliver til varme. Der er således en samlet bedre energiudnyttelse ved at kombinere el- og varmeproduktion, men isoleret set bliver eludbyttet noget mindre. En anden fordel ved et modtrykskraftvarmeværk fremfor et kraftværk er, at der ikke kræves havvand til køling. Værket kan derfor placeres ved større byer (decentralt), hvor der er et tilstrækkeligt stort fjernvarmebehov og fjernvarmeledningsnet. Driften af et kraftvarmeværk vil imidlertid blive bestemt af fjernvarmenettets behov for varme. Ved lille varmebehov bliver elproduktionen også lille, fordi fjernvarmevandet ikke kan afkøle dampkredsen så meget på kraftvarmeværket. Til at udjævne variationerne i fjernvarmevandets afkøling udstyres kraftvarmeværker ofte med varmeakkumuleringstanke. Her kan lagres varme i de tidsrum, hvor fjernvarmebehovet er lille. Det er anlæggets dampdata for tryk og temperatur, som bestemmer hvor stor eludnyttelse anlægget præsterer. Med ens dampdata for et kulkraftværk og et biomassekraftværk vil eludnyttelsen også være ens. Risikoen for slaggedannelse og korrosion ved fyring med biobrændsler har dog afholdt kedelkonstruktørerne fra at anvende dampdata til biomasseanlæg på samme niveau som hos kulværker. De sidste års udvikling af anlægskoncepter og -design har gennembrudt grænser på dette område, og et par af de ny værker demonstrerer, at høje dampdata også kan opnås med biobrændsler. Det kan der læses mere om under de følgende beskrivelser af værkerne i Masnedø, Ensted og Avedøre. En del industrivirksomheder har behov for damp til deres fremstillingsprocesser. Flere store virksomheder har indset fordelen i at etablere dampproduktionsanlæggene, så der foruden procesdampen også kan fremstilles el. Især på træindustrier er denne mulighed helt oplagt, da affaldstræet så kan udnyttes som brændsel på stedet. Energien kan selvfølgelig kun udnyttes en gang, så når der udtages energi som procesdamp, bliver el- og evt. også varmeproduktionen mindre. Procesdampen udtages gerne fra en særlig type dampturbine (udtagstype). Afhængig af behovet kan damp udtages på forskellige trykniveauer og med forskellige metoder til regulering af damptrykket. De elselskabsejede værker er forpligtede til at levere el til forsyningsnettet. Den samme forpligtelse er ikke pålagt decentrale kraftvarmeværker, der ejes af fjernvarmeselskaber og industrivirksomheder. Elselskabernes værker må derfor opføres med større indbygget driftssikkerhed, hvilket giver sig udslag i højere anlægsomkostninger. Elværksejede anlæg Måbjergværket, Holstebro I Måbjerg tæt ved Holstebro har Vestkraft A.m.b.a. opført et kraftvarmeværk, der fyres med affald, halm, flis og naturgas. Kraftværk Elproduktion 40% Tab 60% Tab 15% Fjernvarmeværk Varmeproduktion 85% Elproduktion 25% Tab 15% Decentralt Kraftvarmeværk Varmeproduktion 60% Figur 24: Ved adskilt el- og varmeproduktion på et kraftværk og et fjernvarmeværk er tabene tilsammen meget større end ved kombineret produktion på et kraftvarmeværk. Side 48 Træ til energiformål

49 Kraftvarme- og kraftværker.. Sugetræksblæser Sugetræksblæser Vand Røggasrensning Posefilter Flyveaske El-filter Røggas Røggas Damp Dampturbiner Gear 60 kv Transformer 10 kv El-generator El Luftkølingsudstyr. Sugetræksblæser Restprodukt Røggasrensning Vand El-filter Røggas Naturgasfyret overheder Fjernvarmeveksler C Varmeakkumulator Røggas Restprodukt Affaldskedel 1 Affaldskedel 2 Halm/ fliskdel Pumpe Pumpe By-pass veksler C Pumpe 5000 m 3 Eventuelt halm/flis Ovn Ovn Ovn Affaldssilo Halmbord Halmbord Pumpe Holstebro grafik: i/s vestkraft Figur 25: Principdiagram for Måbjergværket. Flislager Halmlager Pumpe Fjernvarmevand Struer Værket er bemærkelsesværdigt, fordi det demonstrerer kombineret anvendelse af fornyeligt og fossilt brændsel på en måde, hvor en af naturgassens positive egenskaber (ringe indhold af urenheder) udnyttes til at gøre den samlede energiproduktion mere effektiv. Effektiviseringen sker vel at mærke uden at ødsle med gassen, der som bekendt er en begrænset ressource. Anlægget er opdelt i tre kedellinier, to for affald og en for halm og flis. Kedlerne er fra Ansaldo Vølund A/S, og de er alle tre forsynet med en separat naturgasfyret overheder for at forøge damptemperaturen fra 410 ºC til 520 ºC ved et tryk på 65 bar. Det er ved denne overhedning af dampen, at der opnås en mere energieffektiv proces i form af en højere elvirkningsgrad med mindre risici for korrosion af overhederrørene. Halmen indfyres som hele Hesstonballer i seks stk. cigarbrændere, monteret tre og tre over for hinanden. Flisen kastes med et pneumatisk indfødningssystem ind over en vibrationsrist, hvor uforbrændt halm og flis udbrænder. Røggassen fra halm- og fliskedlen renses i et posefilter til et støvindhold på max. 40 mg/m 3 n. For affaldskedlernes vedkommende suppleres røggasrensningen med kalkreaktorer til nedbringelse af klorbrinte-, fluorbrinte- og svovlilteemissionerne. De tre kedler har separate røgrør i den 117 meter høje skorsten. Halm- og fliskedlen kan køre 100% på enten flis eller halm eller kombineret flis og halm. Affaldskedlerne (traditionelle ristefyrede Vølund affaldskedler), har en indfyringskapacitet på 9 tons affald per time (brændværdi 10,5 GJ per ton), og halm- og fliskedlens kapacitet er 12 tons per time med en gennemsnitlig brændværdi på 14 GJ per ton. Eleffekten er på 30 MW el og 67 MJ/s varme. Anlægget er forsynet med fjernvarmeakkumulator på ca m 3. Varmen leveres til fjernvarmesystemerne i Holstebro og Struer. Vejen Kraftvarme Vejenanlægget er et specielt multibrændselsanlæg, fordi der i samme dampproducerende kedel, der er leveret af Ansaldo Vølund A/S, kan fyres med både affald, halm, træflis og kulstøv. Anlægget yder 3,1 MW el og 9 MJ/s varme ved en dampproduktion på 15,7 tons per time ved 50 bar og 425 ºC. Turbinen er af fabrikat AEG Kanis. Flis og affald indfyres på en Vølund Miljø affaldsrist (sektionsopdelt trapperist). Halm kan indfyres som hele Hesstonballer i en enkelt cigarbrænder. Værkets årlige forbrug af træ var oprindeligt estimeret til ca tons per år. Træet var bl.a. tænkt som støttebrændsel i perioder, hvor brændværdien af affaldet blev for ringe. Det årlige forbrug af flis ventes fremover at blive markant mindre, da det tilførte affald har vist sig at have tilstrækkelig brændværdi, og der er samtidig adgang til tilstrækkelige affaldsmængder. I den fremtidige drift er træ derfor kun planlagt til at blive brugt under opstart og nedlukning af anlægget. Miljøhensyn udelukker, at der anvendes affald i de perioder, fordi fyrbokstemperaturen er for lav til fuldstændig forbrænding. Masnedø Kraftvarmeværk Masnedø Kraftvarmeværk, der ejes af I/S Sjællandske Kraftværker, er idriftsat Det er et biomassefyret modtryksanlæg for elproduktion og fjernvarmelevering til Vordingborg. Der er tale om en halmfyret kedel Træ til energiformål Side 49

50 Kraftvarme- og kraftværker Elfiltre Bioaske Biokedel Afsvovler.. Gips Elfiltre Kulaske DeNOx Kulkedel Røggasblæser Røggasblæser Overheder Dampturbine 630 MW Figur 26: Principdiagram for Enstedværkets biokedel på 40 MW el og kulkedel på 630 MW el. Biokedlen erstatter brugen af tons kul per år og dermed reduceres CO 2 -udslippet til atmosfæren med tons per år. grafik: sønderjyllands højspændingsværk Flis Halm Bioslagge Kulslagge Kul Kondensator med tilsatsfyring med træflis på op til 20% regnet på energibasis. Det årlige brændselsforbrug udgør tons halm og tons træflis. Værkets dampdata er 92 bar og 522 C damptemperatur. Eleffekten er 9,5 MW, mens der kan ydes 20,8 MJ/s varme til fjernvarmenettet. Den indfyrede effekt er 33,2 MW. Kedlen, der er bygget af Burmeister & Wain Energi A/S, er en beholderkedel med naturlig cirkulation. Det er et 2. generations anlæg, hvor der modigt er valgt dampdata, der ligger tæt op ad normen for kulværker i samme størrelse på trods af, at hovedbrændslet her er halm. Hidtidige driftserfaringer viser, at anlægskonceptet er succesfuldt. Kedlen har to indfyringsanlæg, der består af halmopriver efterfulgt af snegleindføder. Flisfyringsanlægget består af transport- og doseringssnegle i bunden af forrådssiloen frem til halmfyringen. Flisen blandes ind i halmen og indfyres sammen med denne på en vandkølet vibrationsrist. Enstedværket Danmarks største kraftværkskedel udelukkende fyret med biobrændsel er i 1998 idriftsat på Enstedværket ved Åbenrå. Anlægget, der er leveret af FSL Miljø A/S og Burmeister & Wain Energi A/S, er placeret i den gamle bygning til den tidligere kulfyrede blok 2. Anlægget er sammensat af to kedler, en halmfyret kedel, der producerer damp ved 470 ºC, og en flisfyret kedel, der overheder dampen fra halmkedlen til yderligere 542 ºC. Den overhedede damp føres til Enstedværkets kulfyrede blok 3 s højtryksdampsystem (200 bar). Med et årligt estimeret forbrug på tons halm og tons flis svarende til en indfyret effekt på 95,2 MJ/s, yder biomassekedlen 88 MW termisk heraf 39,7 MW el (ca. 6,6% af blok 3 s totale elproduktion). Biomassekedlen er altså væsentlig større end de største af de decentrale biomassefyrede kraftvarmeanlæg. Brutto elvirkningsgraden er ca. 41%. Årsvirkningsgraden forventes at være lidt lavere pga. samkørslen med blok 3 samt pga. varierende lastforhold. Biomassekedlen er planlagt til at skulle køre fuldlasttimer om året. Med en lagerkapacitet på kun baller svarende til ca. 1 døgns forbrug, vil der som gennemsnit skulle leveres 914 storballer pr. døgn, svarende til 4 vognlæs i timen i 9,5 timer pr. døgn. Halmkedlen er udstyret med fire halmlinier. Anlægget kan dog køre 100% last på kun tre linier. Hver halmlinie består af en brandsluse, kædetransportører, halmopriver, brandspjæld, indfyringsstoker og en indfyringskanal. Halmopriveren er som på Masnedøværket udformet som to sammenkoblede, koniske, lodrette snegle, som halmballen presses frem imod. Fra halmopriveren doseres den revne halm via brandspjæld ned i stokersneglen, der presser halmen som en prop gennem indfyringskanalen og ind på risten. Fliskedlen er forsynet med to spreaderstokere, der indkaster flisen på en rist. Dosering af flisen foregår med et snegledoseringsapparat fra en mellemsilo. Røggassen renses i elektrofiltre. For at kunne anvende bundasken (slaggen) fra biomassekedlen til gødning, holdes flyveasken fra filtrene, der indeholder hovedparten af tungmetallerne i asken, separeret fra bundasken. Østkraft A.m.b.a., Rønne På Østkraft er blok 6 idriftsat i Kedlen er i lastområdet 0-65% kulfyret på rist med tilsatsfyring med træflis. Side 50 Træ til energiformål

51 Kraftvarme- og kraftværker grafik: ansaldo vølund a/s Figur 27: Principdiagram for det biomassebaserede kraftvarmeværk i Assens. Ved kedellast over ca. 65% anvendes olie. Kedel og forfyret til træfyringen er leveret af Ansaldo Vølund A/S. Kulfyringen foregår med fire spreaderindkastere på vandrerist, mens flisen indfyres med fire luftindkastere placeret over kulspreaderne. Anlægget har en eleffekt (brutto) på 16 MW el og 35 MJ/s varme. Kedlen arbejder ved et tryk på 80 bar, og damptemperaturen er 525 ºC. Der kan fyres med en kombination af kul og træflis i forholdet 80% kul og 20% træflis på energibasis. Flisen indkastes over risten via trykluftdrevne spjæld (airspouts). Forbrændingen foregår dels, mens brændslet svæver i fyrboksen dels på risten, hvor de større brændselsstykker kastes længst bagud på lamelristen, der bevæger sig fra bagvæggen frem til slagge-/askegraven ved frontvæggen under brændselsindkasterne. Anlægget er forsynet med elektrofilter. Avedøre 2. Avedøre 2, der ejes af I/S Sjællandske Kraftværker og forventes idriftsat i år 2001, er her i 1998 midt i byggefasen, men da det bliver et stort, specielt, højeffektivt kraftvarmeværk, hvor biomasse spiller en vigtig rolle, medtages her en kortfattet beskrivelse af multibrændselsanlægget. Anlægget bliver et dampkraftværk med turbine og kedelanlæg samt afsvovlings- og deno x -anlæg. Hertil forbindes en separat biomassekedel og en parallelkoblet gasturbine. Kedelanlægget er et såkaldt KAD-anlæg (kraftværk med avancerede dampdata), hvor et højt tryk og en høj temperatur i dampen fra kedlen til dampturbinen giver en høj elvirkningsgrad. Gasturbinen bliver sammenkoblet med dampkraftanlægget, så røggassen fra gasturbineanlægget kan bruges til at forvarme fødevandet til dampkedlen. Samtidig fremstiller gasturbinen elektricitet og afgiver varme. Det er gennem denne specielle sammenkobling, at der opstår en synergieffekt, der giver den høje udnyttelse af brændslerne. Biomassen afbrændes i et separat kedelanlæg, som producerer damp. Dampen ledes til KAD-anlægget, hvor dampen udnyttes til elproduktion i dampturbinen. Biomassen bliver på denne måde udnyttet væsentligt bedre end på et særskilt biomassefyret kraftvarmeværk. Anlæggets mulighed for at udnytte tre forskellige slags brændsler er et stort skridt i retning af en mere fleksibel energiproduktion og en større forsyningssikkerhed. Sammenbygningen af tre forskellige kraftværksteknologier gør samtidig Avedøre 2 til det hidtil mest energieffektive og fleksible anlæg i verden. Damp: Ydelser: Brændsler: 300 bar/582 C (KADdampkedel og biomassekedel) 365 MW el netto i modtryksdrift, 480 MJ/s varme Naturgas, biomasse (halm og flis) og fuelolie (samlet indfyring af halm og flis på 100 MJ/s) Anlæggets biomassekapacitet vil andrage tons per år. Hvis den høje damptemperatur ikke kan opnås uden for store korrosionsproblemer, kan flisandelen øges, eller der kan etableres mulighed for, at en del af overhedningen foregår i en naturgasfyret overheder. Med det planlagte anlægskoncept forventes en elvirkningsgrad på biomassedelen på 43%. Anlæg på fjernvarmeværker Assens Fjernvarme Januar 1999 idriftsættes på Assens Fjernvarme et nyt træfyret kraftvarmeværk bygget af Ansaldo Vølund A/S. Med to pneumatiske indfødere kastes brændslet ind på en vandkølet vibrationsrist. Brændslet er overvejende træflis, men afhængig af markedsforholdene vil træaffalds- og restprodukter blive anvendt som brændsel. Værkets dampdata er 77 bar og 525 C damptemperatur. Eleffekten er 4,7 MW, mens der kan ydes 10,3 MJ/s varme til fjernvarmenettet. En installeret røggaskondensator kan hæve varmeydelsen til 13,8 MJ/s. Den indfyrede effekt er 17,3 MW. Brændslet hertil er rene træbrændsler med et vandindhold på mellem 5 og 55%. Anlægget er projekteret med en indendørs lagerkapacitet på op til m 3 svarende til ca. 10 døgns forbrug. Endvidere er der et udendørs brændselslager svarende til ca. 50 døgn. Efter elfilteret er den kombinerede vådvasker/kondensationsenhed installeret, hvor røggastemperaturen sænkes til ca. 70 ºC, og virkningsgraden øges betydeligt. Hjordkær Kraftvarmeværk Værket i Hjordkær er det mindste dampturbineanlæg på et fjernvarmeværk i Danmark. Værket skal bl.a. vise, om dampturbiner i denne størrelse er rentable, hvorfor Energistyrelsen har ydet anlægstilskud. Det er bygget i 1997 til at opnå garantidata med skovflis med op til 50% vandindhold. Derudover indgår i brændselsspektret en bred vifte af brændbart materiale, herunder en del restprodukter fra industrivirksomheder. Træ til energiformål Side 51

52 Kraftvarme- og kraftværker Værkets dampdata er 30 bar og 396 C damptemperatur. Eleffekten er 0,6 MW, mens der kan ydes 2,7 MJ/s varme til fjernvarmenettet. Den indfyrede effekt er 3,8 MW. De valgte relativt lave dampdata skyldes ikke, at det er et biobrændselsanlæg, men hænger sammen med at det i denne anlægsstørrelse er ganske dyrt at fremstille kedler med højere dampdata. Kedlen er opbygget af et forfyr koblet som fordamper indeholdende en trapperist, ildfaste refleksionsflader og en todelt overheder, en kanalrøgrørssektion som konvektiv fordamper og en fritstående economiser i stålpladecasing. Risten, som er drevet hydraulisk, består af en bundramme i stål, som til dels er vandkølet. Selve ristetæppet består af elementer i specialstøbejern. Anlæg på industrivirksomheder Junckers Industrier A/S På Junckers Industrier i Køge er installeret to store træfyrede kedelanlæg benævnt henholdsvis kedel 7 og kedel 8. De er sat i drift i henholdvs 1987 og Junckers kedel 7 Primo 1987 blev der på Junckers Industrier i Køge idriftsat en ny kraftcentral fyret med træaffald fra produktionen. Anlægget er leveret turn-key af B&W Energi A/S. Anlægget var indtil 1998 det største udelukkende træfyrede anlæg i Danmark. Der produceres på kedlen 55 tons damp per time ved 93 bar og 525 ºC. Dampen driver en modtryksturbine fabrikat AEG Kanis med et dampudtag på 14 bar og et modtryk på 4 bar. Den maksimale eleffekt er 9,4 MW. Brændslet, der er træaffald fra produktionen, består af spåner, savsmuld, bark og flis. Kedlen kan iøvrigt fyres med fuelolie op til 75% last. Savsmuld, flis og bark indfyres via tre pneumatiske spreaderstokere på en vandkølet skråtstillet vibrationsrist. Spreaderstokerne forsynes via doseringssnegle fra brændselssiloerne. Anlægget er garanteret til at kunne præstere en nyttevirkningsgrad på 89,4% (før fradrag for eget forbrug) ved 100% last. Røggassen renses ned til et garanteret maksimum faststofindhold på 100 mg/m 3 n v. 12% CO 2 i et elektrofilter af fabrikat Research Cottrell. Røgtemperaturen før filteret er ca. 130 ºC. Data Enhed Junckers Junckers Novopan K-7 1) K-8 1) 1) Enstedv. EV3 2) Masnedø Blok 12 2) Vejen 2) Måbjerg 2) 6) Østkraft 2) Hjordkjær 3) 5) El-effekt (brutto) MW 9,4 16,5 4,2 39,7 9,5 3, ,6 4,7 Varmeydelse MJ/s procesdamp procesdamp procesdamp + 5 % fjv. Assens 3) 20,8 9, ,7 10,3 8) Damptryk bar Damptemperatur ºC ) Max. damp. prod. tons/h , x2.500 Røggastemperatur ºC / /70 Røggasrensning - el-filter el-filter el-filter el-filter el-filter tekstilfilter halm: posefilter affald: el-filter Brændsler træflis bark savsmuld pudsestøv Turbine Fabrikat AEG Kanis træflis bark savsmuld pudsestøv Siemens træflis bark savsmuld pudsestøv halm + træflis (0-20%) ekst. blok (Siemens) halm træflis affald halm træflis ABB Blohm + Voss affald halm N-gas træflis W.H. Allen el-filter kul/træflis olie ABB Akkumuleringstank m 3 procesdamp procesdamp procesdamp multicyklon tekstilfilter træflis + bio-affald Kaluga/ Siemens el-filter 7) træflis forskellige restprodukter El-virkningsgrad (brutto) % Total-virkningsgrad % ) Tabel 19: Data for ti biomassefyrede værker og anlæg. Noter: 1) Industrianlæg. 2) Elværksejet. 3) Fjernvarmeanlæg. 4) Damptemperatur hæves fra 470 ºC til 542 ºC i separat flisfyret overheder. 5) Spec. kanalrøgrørskedel med overheder og forfyr for flis og industrirestprodukter. 6) To affaldslinier og en linie for halm og træflis. Alle tre linier er forsynet med separat naturgasfyret overheder (410 ºC til 520 ºC). 7) Anlægget er yderligere forsynet med røggaskondensator. 8) Uden røggaskondensering i drift. 13,8 MJ/s med røggaskondensering. Blohm + Voss Side 52 Træ til energiformål

53 Kraftvarme- og kraftværker Junckers kedel 8 Kedel 8, som er leveret af Ansaldo Vølund A/S, indgår på virksomheden parallelt med den eksisterende kedel 7. Kedel 8 har en indfyret effekt på 50 MW svarende til 64 tons damp per time. Dampens data er 93 bar ved 525 ºC. Røgtemperaturen ved fuldlast er 140 ºC. Kedlens virkningsgrad ligger på 90%. Kedel 8 er sammen med kedel 7 udlagt til at kunne afbrænde den samlede mængde sekundære restprodukter fra produktionen. Disse er træflis, savsmuld, pudsestøv og spåner. Herudover brændes mindre mængder af granulat, MDF-pladeflis, kævleender m.m. Anlægget kan i nødsituationer fyres med fuelolie (op til 80% last). Træflis og savsmuld mv. indfyres på en vandkølet vibrationsrist ved hjælp af tre spreadere. Pudsestøv og spåner indfyres gennem særskilt Low NO x -støvbrændere højere oppe i fyrrummet. Kedlen er af typen Eckrohr med overbeholder og faldrør liggende uden for fyrrummet. Kedlens tre overhedersektioner er forsynet med vandindsprøjtninger for regulering af damptemperaturen. For at holde kedlens hedeflader rene er kedlen forsynet med dampsodblæsere for aktivering 3-4 gange i døgnet. For at overholde miljøkrav er kedlen udlagt for ca. 15% røggasrecirkulation. Turbinen, der er af fabrikat SIE- MENS, er udlagt for den fulde dampmængde og kan max. yde 16,5 MW el. Turbinen har et ureguleret dampudtag på 13 bar og reguleret på 3 bar. Begge leverer procesdamp til fabrikkens produktion. Turbinen er også forsynet med en havvandskølet kondensationsdel, der kan modtage max. 40 tons damp per time. I driftssituationen med maksimal eleffekt er elvirkningsgraden ca. 33% og der udtages samtidig 24 tons damp per time ved 3 bars tryk, mens 40 tons damp per time bortkøles i kondensatoren. Novopan Træindustri A/S Novopan Træindustri A/S opførte i 1980 en kraftcentral til fyring med træaffald fra spånpladeproduktion. Anlægget består af to kedler, hvoraf den ene, en Vølund Eckrohr kedel, producerer 35 tons damp per time ved tryk på 71 bar og en temperatur på 450 ºC. Kedlen er forsynet med to overhedere, economizer og luftforvarmer. Brændslet består af pudsestøv, bark, vådt træaffald og rester fra plader, afskæringer og fræseaffald, der indfyres via en luftsluse på en skråtstillet rist, fabrikat Lambion. Per døgn forbruges i alt ca. 150 tons træaffald. Den tilførte energi i brændslet fordeler sig som nyttiggjort energi og tab på følgende måde: Elektricitet (4,2 MW) 19% Varme til tørreproces 64% Fjernvarme 5% Tab 12% Røgen renses for partikler i et Rothemühle elektrofilter. Træ til energiformål Side 53

54 Kraftvarmeproduktion i mindre skala er aktuelt for fjernvarmeværker, større institutioner og industrivirksomheder og har markedspotentiale i både ind- og udland. En væsentlig drivkraft bag udviklingen af forgasningsanlæg er udsigten til højere elvirkningsgrader end f.eks. dampturbineanlæg kan præstere i samme anlægsstørrelse. Her omtales danske udviklingsprojekter med pilot- og demonstrationsanlæg, som blandt andet støttes af Energistyrelsens Udviklingsprogram for Vedvarende Energi. Projekterne arbejder med kraftvarmeproduktion med forskellige systemer som modstrømsforgasning, flere former for medstrømsforgasning, stirlingmotor og dampmotor. Kraftvarme med termisk forgasning Sæt en forbrændingsmotor til at drive en elgenerator og udnyt motorens spildvarme til fjernvarme. Så let er det at bygge mindre kraftvarmeværker med naturgas som brændstof. Lige så let går det ikke, når brændslet er træ. Ikke engang som pulver kan træ bruges direkte som brændstof i en forbrændingsmotor eller eventuelt en turbine. Træet må først omdannes til gas, og det kan gøres ved en forgasningsproces i en gasgenerator, der også kaldes en forgasser. Kunsten i forgasning er at få omdannelsen fra træ til gas til at foregå med mindst muligt tab, og således at den producerede brændbare gas - produktgassen - bliver så ren som muligt. Gasmotoren tager skade, hvis gassen indeholder tjære og partikler, og der må ikke komme problemer med spildevand fra processen. Det er mange krav, som skal opfyldes samtidigt. Til automobildrift blev under anden verdenskrig brugt tørrede bøgeklodser på størrelse med tobaksdåser. Det er et brændsel, som i dag kun kan skaffes i meget begrænsede Forgasning og andre kraftvarmeteknikker 10. Forgasning og andre kraftvarmeteknikker Luft Flis Aske Gas Luft mængder til overkommelige priser. På dagens marked findes især brændselsflis, men det er normalt vådt, når det kommer direkte fra skoven. Brændselsflis koster imidlertid så meget mindre end gas og olie, at der bliver råd til at investere i den omfattende teknik, der behøves, for at kraftvarme baseret på forgasning kan fungere. For at fremstille brændbar gas må træet først opvarmes. Det er mest almindeligt at opvarme ved at forbrænde en mindre del af træet. Opvarmningen tørrer brændslet, og først derefter kan temperaturen øges. Ved en temperatur på omkring 200 C starter den såkaldte pyrolyse, hvor træets flygtige bestanddele afgives. De består af en blanding af gasser og tjærestoffer. Når pyrolysen er til ende, er træet omdannet til flygtige bestanddele samt en fast kulstofrest (koks). Koksen kan omsættes til gas ved at tilsætte et forgasningsmiddel som typisk kan være luft, kultveilte eller vanddamp. Hvis CO 2 eller H 2 O anvendes, kræver denne proces varme og forløber kun med rimelig hastighed ved temperaturer over ca. 800 C. De brændbare bestanddele i produktgassen er primært kulilte, brint og lidt metan. Tilsammen udgør de ca. 40% af gassens volumen, når der bruges luft til forgasningen, mens resten er ubrændbare gasser som kvælstof og kultveilte. Hovedparten af tjærestofferne fra pyrolysen kan omdannes til gas, hvis de opvarmes til C f.eks. ved passage gennem en varm koksforgasningszone. Der er udviklet mange forskellige typer af gasgeneratorer i de ca. 100 år, teknikken har været kendt. I reglen opdeles gasgeneratorer i typer efter, hvordan brændsel og luft tilføres i forhold til hinanden. I det følgende omtales udviklingsprojekter, der benytter sig af modstrømsforgasning og medstrømsforgasning. Andre forgasningprincipper findes også, som f.eks. fluid bed forgasning, der især har sin styrke til store anlæg. Atmosfærisk fluid bed forgasning af træ i store anlæg må anses for fuldt udviklet i udlandet. Også tryksat fluid bed forgasning er benyttet til kostbare demonstrationsanlæg i udlandet. Den udenlandske udvikling følges, men der er ikke i øjeblikket planer om at få anlægstypen etableret til træ i Danmark. A B Fig 28: Skitse af Flis Aske Gas Modstrømsforgasning I modstrømsgasgeneratorer suges forbrændingsluften ind under risten i bunden og passerer brændslet nedefra og op (figur 28). Brændsel tilføres i toppen af forgasseren, så brændslet bevæger sig mod luft- og gasstrømmen. I traditionelle typer vil alle stoffer, der dannes under brændslets opvarmning, herunder tjære og eddi- gasgeneratorprincipper, A - medstrømsgenerator, B - modstrømsgenerator, /ref. 77/. Side 54 Træ til energiformål

55 Forgasning og andre kraftvarmeteknikker Indfyret (MWh) grafik: ansaldo vølund a/s jan 94 mar 94 maj 94 Olie kesyre, forlade gasgeneratoren uden først at blive sønderdelt. Helt op til 20-40% af energien kan i de tilfælde være bundet i denne tjære. Først efter en intensiv rensning kan gassen bruges til motordrift, så anvendelsen af modstrømsforgasning sammen med træ stiller store krav til gasrensningsanlægget. Af samme årsag blev modstrømsforgasning i 1940 erne mest brugt til tjærefattigt brændsel som antracit og koks. /ref. 77/. Modstrømsforgasnings store fordel ligger i evnen til at forgasse både meget vådt brændsel (op til ca. 50% vandindhold), og brændsel med lavt slaggesmeltepunkt som f.eks. halm. juli 94 sep 94 nov 94 jan 95 mar 95 maj 95 juli 95 sep 95 nov 95 jan 96 mar 96 maj 96 juli 96 sep 96 nov 96 Træflis jan 97 mar 97 maj 97 juli 97 sep 97 nov 97 jan 98 mar 98 maj 98 juli 98 sep 98 nov 98 Figur 29: Da Harboøre Varmeværk startede, blev der brugt meget olie til varmeforsyningen og kun lidt flis, men den tid er forbi. Brændselsforbruget af olie og træflis i hver måned illustrerer, hvordan billedet for alvor blev vendt i De sidste par år har forgasningsanlægget dækket over 90% af byens varmebehov, og rollen som statist er overladt til oliekedlen. Medstrømsforgasning Medstrømsgasgeneratorer fyret med træ var det altdominerende princip til drift af motorkøretøjer under anden verdenskrig. Brændslet tilføres i toppen af forgasseren og bevæger sig nedad under processen. Luften tilføres enten i generatorens midterste del eller i toppen ovenover brændselslaget (Open Core princip) og bevæger sig nedad i samme retning som både brændsel og den udviklede gas (figur 28). For tjæredannende brændsel som træ er dette princip særligt anvendeligt, fordi tjære, organiske syrer og andre pyrolyseprodukter føres ned gennem forbrændingszonen og sønderdeles til lette brændbare forbindelser på gasform. Medstrømsforgasningsprincippet har i sin traditionelle udformning den ulempe, at det er uegnet til brændsler med lavt askesmeltepunkt. Halm er derfor uegnet, mens træ kan anvendes med godt resultat. En anden svaghed er, at der kræves et forholdsvist tørt brændsel med vandindhold på maksimalt 25-30%. Når brændsel leveres direkte fra skoven, må det derfor tørres, inden det kan fyres i en medstrømsgasgenerator. En modificeret udgave af medstrømsforgasseren udvikles efter et totrinsprincip på Danmarks Tekniske Universitet, og med denne konstruktion er det lykkedes at forbedre medstrømsforgasseren på dens svage punkter. Anlæg under udvikling Modstrømsforgasningsanlæg i Harboøre Ansaldo Vølund A/S har opført og driver et fuldskala forgasningsanlæg i Harboøre. Anlægget er beregnet til almindelig skovflis, der kan indfyres uden forudgående tørring. Det har en indfyret effekt på 4 MW og består af en modstrømsforgasser, gasrensning og en gasbrænder monteret på en kedel, hvor gassen afbrændes til varmeproduktion. Varmen aftages af Harboøre Varmeværk. Værket har været i drift med ren varmeproduktion siden 1993, og er det forgasningsanlæg i verden, der har flest Træ til energiformål Side 55

56 Forgasning og andre kraftvarmeteknikker ubemandede driftstimer på skovflis. Samtidig har anlæggets driftssikkerhed udviklet sig konstant i positiv retning, og tenderer nu til endda at overgå driftssikkerheden for almindelige flisfyrede værker. Målet med anlægget er, at der skal produceres både elektricitet og varme. Dette kræver en omfattende gas- og vandrensning, fordi våd flis producerer en gas, der indeholder relativt store kondensatmængder, som er tjæreholdige. Der har foregået en koncentreret indsats for at rense gassen til et niveau, så den kan bruges i gasmotorer. Dette mål forventes nu at være opfyldt, så i 1999 installeres to gasmotorer med en samlet effekt (garantidata) på 1,3 MW el. Anlæggets elvirkningsgrad regnet fra brændsel til el estimeres til ca. 32% ud fra driftsdata for forgasningsanlægget og motorleverandørens opgivelser. Driftsresultaterne skal herefter vise, om teknikken med modstrømsforgasning til kraftvarmeproduktion nu er klar til markedsføring. Totrins medstrømsforgasningsanlæg Siden midten af 1980 erne har Danmarks Tekniske Universitet (DTU), Lyngby, arbejdet med forgasning af biomasse. I starten var aktiviteterne koncentreret om forgasning af halm, og nye processer blev udviklet. Totrinsprocessen har fået sit navn, fordi pyrolyse og koksforgasning foregår adskilt fra hinanden. Et anlæg blev bygget med 50 kw indfyret effekt, og det lykkedes for første gang at få demonstreret motordrift på halm med dette anlæg. Udviklingen er derefter blevet vendt mod træ. På DTU står i øjeblikket et anlæg med 100 kw indfyret effekt og en forsøgsmotor tilkoblet. Sammen med Maskinfabrikken REKA A/S er endvidere opført et komplet anlæg med 400 kw indfyret effekt og 100 kw gasmotor på et landbrug i Blære. Anlægget i Blære har kørt i flere end hundrede timer med kraftvarmeproduktion fra gasmotoren. DTU har i detaljer både teoretisk beskrevet og praktisk eftervist den anvendte forgasningsproces, så processen nu må anses for færdigudviklet. De praktiske afprøvninger har vist, at grafik: dtu, institut for energiteknik anlægget er i stand til at producere muligvis den reneste gas, som er set fra forgasningsanlæg. Den kendetegnes også af et højt brintindhold. Totrinsanlægget kan anvende højere vandindhold i brændslet end andre typer af medstrømsforgasning, og grundet den effektive forgasningsproces er kondensatet fra gasrensningen så rent, at det formodentlig kan bortledes uden nogen videre behandling. Da processen anvender udstødningsvarme fra en tilknyttet motor som energikilde til pyrolysen, har denne forgasser en høj virkningsgrad. Cyklon Luft Forgasser Fordamper Luftforvarmer Dampoverheder Medstrømsforgasning i Høgild Fjernvarmenettet i landsbyen Høgild har et medstrømsforgasningsanlæg som hovedforsyning. Anlægget er opført af Herning Kommunale Værker. Efter gassen fra gasgeneratoren er renset ved at passere en våd scrubber og et filter, bruges den som brændstof i en gasmotor tilkoblet en elgenerator. Som på de oprindelige medstrømsforgassere tilføres luften i den midterste del af anlægget. Der fyres med tørrede klodser af industritræ, mens det endnu ikke har været muligt at anvende skovflis med godt resultat. Gasgeneratoren blev oprindeligt købt i Frankrig i 1993, men måtte i slutningen af 1997 gennem en total udskiftning. Kun gasmotoren og filtre fra den franske leverance blev bevaret. Til erstatning blev opstillet en ny dansk konstruktion af medstrømsforgasseren fra Hollensen Ingeniørog Kedelfirma ApS. Det ombyggede værk kom i drift i januar 1998 og har allerede haft flere end timers drift med elproduktion /ref. 78/. Det er dermed det danske forgasningsanlæg, som indtil videre (november 1998) har flest præsterede driftstimer med elproduktion. Den indfyrede effekt er ca. 500 kw, mens den afgivne eleffekt er ca. 120 kw. Elvirkningsgraden opgives til 19-22%. Open Core medstrømsforgasning Udviklingsprojektet, der begyndte som et skitseprojekt med dk-teknik ENERGI & MILJØ som projektansvarlig, tog udgangspunkt i skovflisens brændselsegenskaber og forgasningsprincippet Open Core, der havde vist lovende resultater i udlandet med træflis. Figur 30: DTU s 100 kw totrinsforgasser består af indføder, opvarmet pyrolyseenhed, en forgasningsreaktor samt luft- og damptilsætning. Flisen transporteres fra indføderen til pyrolyserøret. I forsøgsanlægget opvarmes pyrolyserøret med varme fra en LPG-gasbrænder, der strømmer i en kappe udenpå pyrolyserøret (ved rigtige anlæg anvendes udstødningsgas). Pyrolyseprodukter og koks ledes ind i toppen af forgasseren, hvor luft og pyrolysegas opblandes. Den producerede gas ledes gennem koksen og ud af forgasningsreaktoren, hvorefter de største partikler udskilles i en cyklon. Vand Pyrolyseenhed LPG. Indføder Side 56 Træ til energiformål

57 Forgasning og andre kraftvarmeteknikker Anlægskonceptet er beregnet til almindelig våd skovflis, der tørres i en gennemløbstørrer med restvarme fra gasmotoren, inden den når gasgeneratoren. I 1995 begyndte fremstilling og afprøvning på Sjælland af et pilotanlæg med gasgenerator og gasrensning. Anlægget har en indfyret effekt på 210 kw og kan forsyne en gasmotor med en ca. 50 kw elgenerator. I den udviklede Open Core gasgenerator tilsættes luften i flere trin til processen, så der i stil med DTU s totrinsforgasser sker en delvis afbrænding af pyrolysegassen, inden den passerer gennem kokslaget. Hidtil har pilotanlægget haft omkring 350 bemandede timers drift i forbindelse med afprøvninger. I november 1998 blev en gasmotor tilkoblet for også at få praktiske driftserfaringer med motordrift. Ved første egentlige start af motoren blev kørt 24 timers uafbrudt motordrift, før det blev valgt at stoppe afprøvningen. Dette blev fulgt op med en driftsafprøvning over fem døgn i december 1998, hvor der med succes blev gennemført 100 timers uafbrudt forsøgsdrift med anlægget. Heraf var der 86 timer med motordrift. foto: biopress/torben skøtt Forgasningsanlægget i Høgild er nu bygget helt om, så det kan leve op til dansk standard. Preben Jensen fra Herning Kommunale Værker foran den nye forgasser. Nye forgasningprojekter I slutningen af 1998 er flere nye forgasningsprojekter sat i gang. Thomas Koch Energi A/S udvikler en medstrøms totrins Open Core forgasser baseret på De La Cottes princip. Forgasseren skal produceres i størrelser fra kw el og bruger træflis som brændsel. Forgasseren består af en internt opvarmet pyrolysenhed, der er placeret over et brændkammer og en koksforgasser. I pyrolyseenheden deles flisen i tjæreholdig gas og koks. Den tjæreholdige gas afbrændes i brændkammeret, og koksen forgasses ved hjælp af varmen fra gasafbrændingen. Gas ledes via en cyklon, en køler og et filter til en motor, hvor der produceres el og varme. Anlægget, der er på 60 kw el, finansieres af Energistyrelsen og Thomas Koch Energi A/S og forventes sat i drift i august Danish Fluid Bed Technology ApS (DFBT) og Danmarks Tekniske Universitet, Institut for Energiteknik arbejder med støtte fra Energistyrelsen på at afprøve og videreudvikle en innovativ cirkulerende fluid bed (CFB) forgasser. Forgasseren er i første omgang tænkt anvendt som såkaldt forkoblet forgasser, dvs. til samfyring med halm på kraftværker. Forgasseren kan fungere ved relativ lav temperatur, således at både problematisk askesmeltning og rågaskøling undgås. Konceptet forventes også velegnet til andre typer biomasse herunder findelt tørt træ. Byggehøjden vil være betydeligt mindre end i normale CFB-forgassere, hvilket medvirker til, at forgasseren måske også kan blive konkurrencedygtig i størrelser ned til 1-2 MW indfyret effekt. Der kan således produceres brændbar gas til bl.a. mindre kedler, indirekte fyrede gasturbiner og (større) stirling-motorer. Der opføres lige nu et forsøgsanlæg med en indfyret effekt på kw på DTU, og de første driftserfaringer med halm fremkommer i foråret KN Consult ApS har fået bevilliget et beløb af Energiministeriet til at dimensionere, opføre og køre test på en 150 kw testforgasser til forgasning af halm efter modstrømsforgasningsprincippet. Testforgasseren er et forprojekt til det egentlige projekt Modstrømsforgasning af halm, der omhandler dimensionering og idriftsættelse af et 500 kw testanlæg til halmforgasning. Arbejdet vil blive udført i samarbejde med KN Consult Polska Sp. z o.o. i Polen, og resultaterne fra 150 kw anlægget vil foreligge i løbet af Kraftvarme med forbrænding De hede røggasser fra almindelig forbrænding i fyringsanlæg af biomasse kan også udnyttes til kraftvarmeproduktion i mindre skala. To igangværende udviklingsprojekter med henholdsvis en stirlingmotor og en dampmotor skal bevise det i praksis. Træ til energiformål Side 57

58 Forgasning og andre kraftvarmeteknikker grafik: dtu, institut for energiteknik Stirlingmotor I stirlingmotoren er der ikke en brændbar gasblanding i motorens cylindre, men blot en luftart som arbejdsmedie, der skiftevis opvarmes og afkøles. Varmen til stirlingmotorens arbejdsmedie skaffes fra en forbrændingsproces, som det kendes fra normale ristefyrede anlæg. Overføringen af varmen fra forbrændingsprocessen til motorens arbejdsmedie sker over en varmeveksler. På Danmarks Tekniske Universitet (DTU) arbejdes med udvikling af tre motorer med eleffekter på hhv. 9, 35 og 150 kw i tre adskilte projekter. Motoren på 9 kw el er beregnet til gasformigt brændsel f.eks. naturgas og biogas og omtales ikke yderligere. 35 kw el -motoren støttes af Energistyrelsen og gennemføres i samarbejde med firmaerne Danstoker a s, I.B. Bruun og Klee & Weilbach. Maskinfabrikken REKA A/S har udviklet forbrændingssystemet til det første anlæg i samarbejde med Planenergi A/S. Ansaldo Vølund A/S udvikler forbrændingssystemet til det næste anlæg. Design af en 150 kw motor er gennemført med støtte fra ELKRAFT A.m.b.a., men projektet er stillet i bero i Beslutningen om eventuelt at fremstille en prototype afventer bl.a. erfaringerne fra 35 kw el -motorerne. DTU s stirlingmotor er udviklet direkte til anvendelse af biomasse. Hedefladens udformning er sket ud fra erfaringerne med de typer biomasseanlæg, som arbejder ved høje temperaturer. Det er karakteristisk for DTU s motor, at den er hermetisk på samme måde som en hermetisk kølekompressor. Elkablet er dens eneste eksterne forbindelse, og også kablets gennemføring er tætnet. Inde i den tryksatte motorkappe ligger både motorens mekaniske dele, der har fedtsmurte lukkede lejer, og selve elgeneratoren. De vanskeligheder med lækager af arbejdsgas og olie i arbejdsvolumnerne, som andre producenter af stirlingmotorer har døjet med, er her undgået. En høj temperatur på hedefladerne er afgørende for en høj virkningsgrad for motoren. I praksis vil det sige C, så når røggassen forlader hedefladen indeholder den stadig meget energi. Den varme røggas efter motoren udnyttes til at forvarme forbrændingsluften, og først derefter bruges resten af røggassens varme i en kedel. Den varme forbrændingsluft hæver hele temperaturniveauet i forbrændingssystemet og stiller særlige krav til forbrændingskammerets udformning og materialevalget. Der er især taget hensyn til risikoen for slaggedannelse og belægningsdannelse på motorens hedeflader ved udformningen af forbrændingssystemet til motoren. Hedefladen er også designet ud fra hensyn til partikelindholdet i røggassen. Der er anvendt store dimensioner og afstande mellem hedefladens rør for at undgå, at aflejringer lukker den til. Et komplet demonstrationsanlæg med 35 kw el -motoren til fyring med skovflis er udviklet og sat i drift. Anlægget er opstillet på et landbrug ved Løgstør og har hidtil haft ca. 700 timers drift (september 1998) med kraftvarmeproduktion. Det er sandsynligvis den første stirlingmotor i verden, der har demonstreret ubemandet fuldautomatisk drift gennem længere tid med skovflis som brændsel. Elvirkningsgraden er målt til 18-19% ved drift på skovflis med 49% vandindhold. Den samlede udnyttelsesgrad af brændslet er målt til over 90%. Det har kun været nødvendigt at rense motorens hedeflader en gang efter ca. 500 timers drift T=80C Skorsten T = 600 C Fjernvarme Luft forvarmer T = 764 C Flis-kedel Sekundær luft Primær luft /ref. 79/. Med konstruktionen er det således lykkedes at slippe for problemer med støv og slagge, der ellers hurtigt kan lukke hedefladerne med belægninger, og der er heller ikke tegn på korrosion. De positive erfaringer med hedefladens design er blandt de væsentligste delmål i projektet. Afprøvningen har også vist, at anlægget kan benytte flis og bark med op til 60% vandindhold. Det er sandsynligvis den kraftige luftforvarmning som medvirker til anlæggets tolerante holdning overfor brændslets vandindhold. Medregnes de indledende afprøvninger af motoren med naturgas, har den sammenlagt haft over driftstimer. Det er en præstation, der kan betegnes som et egentligt gennembrud for stirlingmotoren, så DTU s motor tegner til at blive et virkeligt lovende system til kraftvarmeproduktion i lille skala. Med støtte fra Energistyrelsen er en ny 35 kw el -motor under fremstilling. Motorens design er revideret på basis af erfaringerne med den første 35 kw el -motor. Den nye motor er væsentligt enklere at fremstille og samle end den første prototype. Samtidig ventes den nye motor at have forbedrede driftsegenskaber. Motoren udstyres med en højtemperatur gasbrænder og en modstrømsforgasser til flis, som udvikles af Ansaldo Vølund A/S. Anlægget ventes klar til afprøvning i sidste halvdel af Stirling motor T = C T=60C Figur 31: Fyringsanlægget til den første stirlingmotor er baseret på en almindelig kedel, som er modificeret, så askepartiklerne ikke afsættes på motorens hedeflader. Elgeneratoren er indbygget i motoren, så alle bevægelige dele er under tryk, og lækager undgås. Side 58 Træ til energiformål

59 Forgasning og andre kraftvarmeteknikker Dampmotor Dampmotorer er en gammelkendt teknik, der kom før forbrændingsmotoren. Den regnes faktisk som igangsætteren for hele den vestlige industrialisering, fordi den effektivt - i datidens målestok - kunne levere mekanisk energi til industrimaskinerne. I dag har den stadig potentiale til kraftvarme i den mindre skala. Med henblik på at fremstille en moderne dampmotor udvikles en prototype af Milton Andersen A/S og dk-teknik ENERGI & MILJØ. Målet er at komme udenom de tekniske ulemper og lave virkningsgrader, som før i tiden var forbundet med dampmotorer. Projektet støttes af Energistyrelsen og EU. De væsentligste ulemper ved de gamle typer motorer var, at smøreolielækager ved cylindrene ødelagde dampkvaliteten, og at den gammeldags gliderstyring af ventilerne betød lav virkningsgrad. Der er fremstillet en 2-cylindret prototype med damptryk på 24 bar og damptemperatur på 380 C med oliefrie stempelringe af grafit og PC-kontrollerede servohydraulisk styrede ventiler. Prototypen er beregnet til at yde 500 kw el. De indledende afprøvninger af prototypen er gennemført, og den er nu ved at blive tilsluttet en dampforsyning på en sjællandsk industrivirksomhed med henblik på belastningstest samt eventuelt længere tids afprøvning af motoren. Træ til energiformål Side 59

60 Litteraturliste 11. Litteraturliste Listen indeholder litteratur, der er refereret til i teksten. Yderligere referencer, bogliste, priser m.m. kan fås hos Videncenter for Halmog Flisfyring. 1. Energiministeriet 1990: Energi Handlingsplan for en bæredygtig udvikling. - Energiministeriet. 2. Miljø- & Energiministeriet 1996: Energi 21. Regeringens energihandlingsplan Miljø- & Energiministeriet. 77 s. 3. Kommissionen for de Europæiske Fællesskaber 1997: Energi for fremtiden: Vedvarende energikilder. Hvidbog vedrørende en strategi og handlingsplan på fællesskabsplan. - Kommissionen for de Europæiske Fællesskaber. 4. Danske Fjernvarmeværkers Forening 1999: Brændselsstatistik nr. 114 pr. 1. januar Danske Fjernvarmeværkers Forening, Kolding. 5 s. + bilag. 5. Energiministerens skrivelse af 13. september 1990 om generelle og specifikke forudsætninger for brændselsvalg og samproduktion i fjernvarmeværker. 6. Energistyrelsen 1995: Bioenergi udviklingsprogram. - Energistyrelsen. 7. Energistyrelsen 1998: Energistatistik Energistyrelsen, Miljø- & Energiministeriet. 24 s. 8. Danmarks Statistik (mange årgange): Landbrugsstatistik, Hugsten i skove og plantager. - Danmarks Statistik. 9. Houmøller, S. 1995: Kedler, brændeovne, pejse, forbrug af brænde og forbrugsvaner - en del af informationskampagnen Fyr bare løs. - dk-teknik, Søborg. 21 s. + bilag. 10.Lind, C. H. 1994: Træbrændselsressourcer fra danske skove over 1/2 ha - Opgørelse og prognose. - Skovbrugsserien nr. 10. Forskningscentret for Skov & Landskab, Landbrugsministeriet. 103 s. + appendiks A-P. 11.Lind, C. H. & Suadicani, K. 1995: Træressourcer i de danske skove over 1/2 ha. - Videnblade Skovbrug nr Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm. 2 s. 12.Miljø- og Energiministeriet 1989: Skovlov. Lov nr. 383 af Ændret ved lov nr. 392 af Miljø- og Energiministeriet. 13.Miljøministeriet 1994: Strategi for bæredygtig skovdrift. Betænkning nr Miljøministeriet, Skovog Naturstyrelsen. 217 s. 14.Energistyrelsen 1996: Danmarks vedvarende energiressourcer. - Energistyrelsen, Miljø- og Energiministeriet. 53 s. 15.Gamborg, C. 1996: Skovrejsning og energiskov - produktion, miljø og økonomi. Skovbrugsserien nr , Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm s., ill. 16.Skov- og Naturstyrelsen 1998: Skovrejsning. Vejledning. - Miljøog Energiministeriet. Skov- og Naturstyrelsen. 31 s. 17.Heding, N. & Matthesen, P. 1994: Energipil. - Videnblade Skovbrug nr Forskningscentret for Skov & Landskab, Lyngby. 2 s. 18.Sunde, K. 1998: Pileplantning - Ny tilplantningsteknik. - Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm. 25 s. + bilag. 19.Landskontoret for Planteavl 1996: Dyrkningsvejledning - pil Landskontoret for Planteavl, Århus. 2 s. 20.Nielsen, K. H. 1996: Virkning af slamgødskning på det omgivende miljø og på biomassekvantitet og -kvalitet i energiskove af pil. - Forskningsserien nr , Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm. 111 s. + bilag. 21.Kofman, P. D. & Spinelli, R. 1997: Storage and Handling of Willow from Short Rotation Coppice. 118 s., ill. 22.Morsing, M. & Nielsen, K. H. 1995: Tørstofproduktionen i danske pilekulturer Skovbrugsserien nr , Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm s. + bilag. 23.Gamborg, C. & Stenholm, M. 1998: Fysisk karakterisering af træbrændsler. - Skovbrugsserien nr , Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm. 133 s. 24.Heding, N Granbrænde. - Videnblade Skovbrug nr Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm. 2 s. 25.Heding, N. 1994: Fornuftig brændefyring. - Videnblade Skovbrug nr Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm. 2 s. 26.Danske Skoves Handelsudvalg 1987: Norm nr. 1 for bestemmelse af kvaliteten på brændselsflis med hensyn til størrelsesfordelingen. - Danske Skoves Handelsudvalg, Dansk Skovforening, Frederiksberg. 2 s. 27.Heding, N Om træaske. - Videnblade Skovbrug nr Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm. 2 s. 28.Videncenter for Halm- og Flisfyring 1994: Anlægs- og driftsdata for flisfyrede varmeværker Videncenter for Halm- og Flisfyring. 40 s. Side 60 Træ til energiformål

61 Litteraturliste 29.Ringman, M. 1996: Trädbränslesortiment. Definitioner och egenskaper. - Rapport nr. 250, Institutionen för virkeslära, Sveriges Lantbruksuniversitet (SLU), Uppsala. 125 s. 30.Vinterbäck, J. 1996: Pelleteldning i villa - ett konkurrenskraftigt alternativ. FaktaSkog nr , Sveriges Lantbruksuniversitet, Alnarp. 4 s. 31.Bekendtgørelse nr. 638 af 3. juli 1997 om biomasseaffald. 32.Kofman, P. D. 1989: Integreret skovning af brændselsflis og industritræ. Skovteknisk Institut s., ill. 33.Hansen, E. B. 1995: Forsyningskæder for træ. - Skovbrugsserien nr , Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm, s., ill. 34.Kofman, P. D. 1992: Fyring med flis i varme- og kraftvarmeværker. - Skovbrugsserien nr , Forskningscentret for Skov- & Landskab, Hørsholm, s., ill. 35.Kofman, P. D. 1989: Lagring af flis i skoven. Skoven (6/7): Nielsen, K. H. 1989: Storage of Chips under Roof. Reserach report nr. 6, Danish Institute of Forest Technology, 36 s. 37.Kofman, P. D. 1993: Flishugning. Dokumentation af nuværende systemer. Maskinrapport nr. 12, Skov- og Naturstyrelsen. 39 s. 38.Videncenter for Halm- og Flisfyring 1993: Opmåling af brænde. - Videnblad nr. 68. Videncenter for Halm- og Flisfyring. 2 s. 39.Heding, N. 1992: Brænde. - Videnblade Skovbrug nr , Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm, 2 s. 40.Videncenter for Halm- og Flisfyring 1996: Brændværdier. - Videnblad nr Videncenter for Halm- og Flisfyring. 2 s. 41.Heding, N. & Løyche, M. 1984: Om rødgrannåles mængde og næringsindhold. - Dansk Skovforenings Tidsskrift 69: Beier, C., Gundersen, P. & Møller, I. S. 1995: Fjernelse af næringsstoffer med flisning. - Videnblade Skovbrug 6.3-9, Forskningscentret for Skov & Landskab, Hørsholm. 2 s. 43.Malmberg, P. & Rask-Andersen, A. 1988: Natural and adaptive immune reactions to inhaled microorganisms in the lungs of farmers. Scandinavian Journal of Work, Environment and Health, 14 (1): Lacey, J. & Crook, B. 1988: Fungal and actinomycete spores as pollutants of the workplace and occupational allergens. Annals of occupational Hygiene, 32 (4): Rask-Andersen, A. & Malmberg, P. 1990: Organic Dust Toxic Syndrome in Swedish Farmers: Symptoms, Clinical Findings, and Exposure in 98 Cases. American Journal of Industrial Medicine, 17, s Butcher, B. T. & Doll, N. J. 1985: Respiratory Responses to Inhaled Small Organic Molecules and Related Agents Encountered in the Workplace. Clinical Reviews in Allergy, 3, s Lund-Larsen, J. 1996: Regler om arbejdsmiljø. Landbrug og maskinstationer. Specialarbejderforbundet i Danmark, København. 99 s. 48.Falster, H. 1989: Fyringsteknologi, andre brændsler. I Bech, N. & Dahlin, J. (ed.) Forbrænding i teori og praksis. Polyteknisk Forlag. 49.Falster, H. 1996: Brændsler, forbrændingsteknologi og rensning. Kompendium til kursus i Teknik og grønne afgifter, dk-teknik. 50.dk-TEKNIK, Elkraft, Elsam, Risø 1996: Biomasses brændsels- og fyringskarakteristika. - dk-teknk, Elkraft, Elsam, Risø. 51.Videncenter for Halm- og Flisfyring 1996: Træflis - kemisk sammensætning. - Videnblad nr Videncenter for Halm- og Flisfyring. 2 s. 52.Dansk Teknologisk Institut 1997: Installationsvejledning - træfyring/oliefyring. 1. udgave. Dansk Teknologisk Institut, Århus. 51 s. 53.Arbejdstilsynet 1980: Forskrifter for fyrede varmtvandsanlæg. 2. udgave, Arbejdstilsynets publikation nr Dansk Brandteknisk Institut 1998: Biobrændselsfyrede centralvarmekedler. 1. udgave, Dansk Brandteknisk Instituts publikation nr Dansk Teknologisk Institut 1998: Prøvningsforskrift i forbindelse med prøvning og godkendelse af mindre biobrændselskedler. 3. udgave. - Dansk Teknologisk Institut. 56.Informationssekretariatet for Vedvarende Energi: Typegodkendte og tilskudsberettigede biobrændselsanlæg. Informationssekretariatet ændrede per navn til EnergiOplysningen. 57.Lov nr. 3 af 3. januar 1992 om statstilskud til fremme af decentral kraftvarme og udnyttelse af biobrændsler som ændret ved lov nr. 143 af 3. marts Miljø- og energiministeriets bekendtgørelse nr. 864 af 17. november 1995 om statstilskud til energibesparelser m.v. i erhvervsvirksomheder. 59.Lovbekendtgørelse nr. 742 af 9 august 1996 om statstilskud til energibesparelser m.v. i erhvervsvirksomheder som ændret ved lov nr. 188 af 12. marts 1997 og lov nr. 480 af 1. juli Træ til energiformål Side 61

62 Litteraturliste 60.Videncenter for Halm- og Flisfyring 1998: Halm til energiformål. - Videncenter for Halm- og Flisfyring. 2. udgave. 55 s. 61.dk-TEKNIK ENERGI & MILJØ 1996: Støvemissionsvilkår for træfyrede anlæg mindre end 50 MW. - dk-teknik Energi & Miljø. 41 s. 62.Jakobsen, H. H. 1995: Fyring med våd skovflis. dk-teknik ENERGI & MILJØ. 83 s. + bilag. 63.Evald, A. 1998: Cadmium i aske fra halm og træ. - Fjernvarmen 37(9): Miljøstyrelsen 1990: Begrænsning af luftforurening fra virksomheder. Vejledning nr Miljøstyrelsen. 65.Videncenter for Halm- og Flisfyring 1998: Forholdsregler mod sodmedrivning i våde skorstene. - Videnblad nr Videncenter for Halm- og Flisfyring, 1 s. 66.Bekendtgørelse nr. 823 af 16. september 1996 om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål. Ændret ved BEK nr. 567 af 3. juli Videncenter for Halm- og Flisfyring 1998: Svovlindhold i halm, træflis og træpiller. - Videnblad nr Videncenter for Halm- og Flisfyring, s. 68.Houmøller, S. 1996: Svovlbinding i aske fra biobrændsler - forundersøgelse. - dk-teknik ENERGI & MILJØ. 11 s. + bilag. 69.Nussbaumer, T. 1997: Primary and secondary measures for NOx reduction in biomass combustion. I Development in Thermochemical Biomass Conversion. Blackie Academic, Chapman & Hall, London. s Videncenter for Halm- og Flisfyring 1991: Derfor er en lav kulilte emission vigtig. Videnblad nr. 33. Videncenter for Halm- og Flisfyring. 2 s. 71.Miljøstyrelsens vejledning nr Miljøstyrelsens vejledning nr Miljøstyrelsens vejledning nr Energistyrelsen 1988: Forsyningskatalog Udgivet af Styregruppen for Forsyningskataloget, Energistyrelsen. 75.Videncenter for Halm- og Flisfyring 1997: Afskrivninger, henlæggelser, indexregulering. - Videnblad nr Videncenter for Halm- og Flisfyring. 2 s. 76.Energistyrelsen 1992: Fra planlægning til drift. Omstilling af fjernvarmeværker til kraftvarmeproduktion eller udnyttelse af biobrændsler. - Energistyrelsen. 77 s. 77.Norup, P. A. F. 1942: Gasgenerator - Elektricitet. - Selskabet til udgivelse af kulturskrifter. 78.Mouritsen, J. 1998: Forgasningsanlægget i Høgild. Præsenteret på efterårsmøde i Opfølgningsprogrammet decentral kraftvarme på biobrændsler. - Energistyrelsen nov Carlsen, H. 1998: Status for stirlingmotor til flis. Præsenteret på efterårsmøde i Opfølgningsprogrammet decentral kraftvarme på biobrændsler. - Energistyrelsen nov Side 62 Træ til energiformål

63 Nedenfor er anført videncentre, institutioner, brancheforeninger og myndigheder, der kan give information og vejledning vedrørende anvendelse af træ som energikilde. Yderligere oplysninger 12. Yderligere oplysninger Videncenter for Halm- og Flisfyring findes på nedenstående adresser: Teknologisk Institut Kongsvang Allé Århus C Tlf , fax [email protected] dk-teknik ENERGI & MILJØ Gladsaxe Møllevej Søborg Tlf , fax [email protected] Danmarks JordbrugsForskning Forskningscenter Bygholm Afdeling for Jordbrugsteknik Schüttesvej Horsens Tlf , fax [email protected] Forskningscentret for Skov & Landskab Hørsholm Kongevej Hørsholm Tlf , fax [email protected] Energistyrelsen Amaliegade København K Tlf , fax [email protected] Miljøstyrelsen Strandgade København K Tlf , fax [email protected] Statens Jordbrugs- og Fiskeriøkonomiske Institut Gl. Køge Landevej Valby Tlf , fax [email protected] Danmarks Tekniske Universitet Institut for Energiteknik Bygning Lyngby Tlf , fax EnergiOplysningen Teknikerbyen Virum Tlf , fax [email protected] Samvirkende Energi- og Miljøkontorer Preislers Plads Viborg Tlf , fax [email protected] Non-food Sekretariatet Strukturdirektoratet Toldbogade København K Tlf , fax [email protected] Dansk Skovforening Amalievej Frederiksberg C Tlf , fax [email protected] Det Danske Hedeselskab Klostermarken Viborg Tlf , fax [email protected] De Danske Skovdyrkerforeninger Amalievej Frederiksberg C Tlf , fax [email protected] ELSAM Overgade Fredericia Tlf , fax [email protected] Danske Fjernvarmeværkers Forening Galgebjergvej Kolding Tlf , fax [email protected] Foreningen for Producenter af Fastbrændselsanlæg (FOFA) c/o Håndværksrådet Amaliegade København K Tlf , fax [email protected] Foreningen af Danske Producenter af Pejse og Brændeovne (DAPO) c/o Håndværksrådet Amaliegade København K Tlf , fax [email protected] Dansk Skoventreprenør Forening Illerbyvej Ans Tlf , fax [email protected] Prøvestationen for mindre Biobrændselskedler Teknologisk Institut Kongsvang Allé Århus C Tlf , fax Dansk BioEnergi (tidsskrift) Forlaget BioPress Vestre Skovvej Risskov Tlf , fax [email protected] Skov- og Naturstyrelsen Haraldsgade København Ø Tlf , fax [email protected] ELKRAFT Lautruphøj Ballerup Tlf , fax [email protected] Træ til energiformål Side 63

64 Fabrikantliste - flishugning 13. Fabrikantliste - flishugning Fabrikanter, leverandører og reparatører af flishuggere og højtipvogne til flishugning. Flishuggere Agro Maskinimport A/S Tranevej Ringsted Tlf Doppstadt Danmark ApS Hjulmagervej 9C 7100 Vejle Tlf Hedetræ A/S Herningvej Ringkøbing Tlf Maskinfabrikken LOMA Lyngvejen Uggerløse Tlf NHS Maskinfabrik A/S Bergsøesvej Silkeborg Tlf Nordisk Vermeer A/S Paltholmvej 100 Postboks Farum Tlf SC - Svend Carlsen A/S Lunden Agedrup Tlf Tim Environment Products A/S Fabriksvej Tim Tlf Flishuggere og højtipvogne H. A. Agro Service ApS Hvidegaardsparken Lyngby Tlf Spragelse Maskinfabrik Vejlemosevej Herlufmagle Tlf Højtipvogne Interforst K/S Blåkildevej Assens Tlf Linddana A/S Ølholm Bygade Tørring Tlf Silvatec Skovmaskiner ApS Fabriksvej Farsø Tlf Sønderup Maskinhandel Hjedsbæksvej Suldrup Tlf H-T Vogne Thorsgade Ålestrup Tlf Tim Maskinfabrik A/S Fabriksvej Tim Tlf Side 64 Træ til energiformål

65 Fabrikantliste - træfyring 14. Fabrikantliste - træfyring (T) = leverandør af typegodkendte anlæg til træfyring (ultimo 1998). (DS) = leverandør af dansk standard godkendte brændeovne (medio 1998). Større anlæg Fabrikanter, leverandører og reparatører af større, automatiske indfyringsog kedelanlæg til flis- og træpillefyring. En del af de nævnte firmaer leverer også anlæg til andre biobrændsler. Ansaldo Vølund A/S Falkevej Esbjerg Ø Tlf Danstoker a s Industrivej Nord 13 Postboks Herning Tlf Euro Therm A/S Søren Nymarksvej 25A 8270 Højbjerg Tlf FLS miljø a/s Teknikerbyen Virum Tlf Hollensen Ingeniør- og Kedelfirma ApS Drejervej Sunds Tlf I.F. Energy Systems A/S Avedøre Holme Hvidovre Tlf Passat Energi A/S Vestergade Tjele Tlf Tjæreborg Industri A/S Kærvej Tjæreborg Tlf TP 2000 Stokerfyr Gilbjergvej 9 Postboks Vorbasse Tlf Weiss A/S Plastvænget Hadsund Tlf Mindre anlæg Fabrikanter, leverandører og reparatører af kedelanlæg mindre end 1 MW til fyring med flis, træpiller og brænde. En del af de nævnte firmaer leverer også anlæg til andre biobrændsler. Americoal Trading A/S Langgade 33A 8700 Horsens Tlf Argusfyr Energiteknik A.S. Vibeholmsvej Brøndby Tlf Bioenergirådgivning Hobro Landevej Tjele Tlf Brændstrup Smede- og Maskinværksted (T) Røddingvej Rødding Tlf Buskegård Skovmateriel Buskevej Østermarie Tlf Casus Herstedøster Kirkestræde Albertslund Tlf Dan Trim A/S (T) Islandsvej Vildbjerg Tlf EB Kedler (T) Slotsherrensvej Vanløse Tlf E. H. Stoker (T) Hedevej Videbæk Tlf E.L. Projekt (T) Viborgvej Randers Tlf Fladså Smedie ApS (T) Hovedvejen Tappernøje Tlf Himmestrup Smede- og Maskinværksted (T) Himmestrupvej Bjerringbro Tlf Hollensen Ingeniør- og Kedelfirma ApS Drejervej Sunds Tlf HS Kedler-Tarm A/S (T) Smedevej Tarm Tlf Interforst K/S Blåkildevej Assens Tlf Jens Andersens Maskinfabrik ApS (T) Klintebjergvej Otterup Tlf Justsen Energiteknik A/S Grimhøjvej Brabrand Tlf Jørna Stoker I/S (T) Engvej Erslev Tlf Træ til energiformål Side 65

66 Fabrikantliste - træfyring Karby Smede- og Maskinværksted I/S (T) Næssundvej Karby Tlf Kokholm Energi- & Miljøteknik A/S Ådumvej Tarm Tlf KV Varmeservice A/S Engvangsvej Galten Tlf LIN-KA Maskinfabrik A/S (T) Nylandsvej Lem Tlf Manna Stoker (T) Jens Thisevej Brønderslev Tlf Maskinfabrikken Cormall A/S (T) Tornholm Sønderborg Tlf Maskinfabrikken Faust ApS (T) Vester Fjordvej Storvorde Tlf Maskinfabrikken REKA A/S (T) Vestvej Års Tlf MS-Stoker (T) Rebslagervej Erslev Tlf Multiservice ApS (T) Borgervej Frederikshavn Tlf Nr. Nissum Maskinværksted Ringvej Lemvig Tlf Overdahl Kedler ApS (T) Hjallerupvej Hjallerup Tlf Passat Energi A/S (T) Vestergade Tjele Tlf Pilevang A/S (T) Havrebjergvej Ringsted Tlf Primdahl & Haugesen I/S (T) Holstebrovej Struer Tlf Sydthy Maskincenter ApS (T) Nørregade Hurup Thy Tlf Twin Heat (T) T. T. Smede- og Maskinværksted I/S Nørrevangen Gedsted Tlf Varmehuset A/S Frichsvej 40A 8600 Silkeborg Tlf Vølund Varmeteknik (T) Brogårdsvej Videbæk Tlf Pejse og brændeovne Fabrikanter, leverandører og reparatører af pejse og brændeovne. ABC Pejse Industri A/S (T)(DS) Nydamsvej Hørning Tlf Bandholm Maskinfabrik A/S (DS) Birketvej Bandholm Tlf Bioenergi (T) Gammel Møllevej Farsø Tlf Euro-flame A/S (DS) Ahornsvinget Holstebro Tlf Heta A/S (T)(DS) Jupitervej Lemvig Tlf Jydepejsen A/S (T)(DS) Ahornsvinget Holstebro Tlf Krog Iversen & Co. A/S (DS) Glasvænget Vissenbjerg Tlf Lotus Heating Systems A/S (T) Stæremosen Gilleleje Tlf Morsø Jernstøberi A/S (DS) Furvej Nykøbing Mors Tlf Rais A/S (DS) Industrivej Frederikshavn Tlf Wiking A/S Nydamsvej Hørning Tlf Westfire A/S Borgmester Niels Jensensvej varde Tlf Side 66 Træ til energiformål

67 Oversigt over flis- og træpillefyrede værker 15. Oversigt over flis- og træpillefyrede værker Listen omfatter værker, der leverer varme og el til kollektive forsyningssystemer, og som overvejende anvender flis og træpiller som brændsel. Flere af værkerne anvender også bark og affaldstræ fra industrien, biogas og halm. Detaljerede oplysninger om kedeludrustning, brændselsforbrug mv. for mange af værkerne findes i /ref. 28/. Flisfyrede fjernvarmeværker Værk Adresse Post. nr. og by Telefon Allingåbro Varmeværk Granbakkevej Allingåbro Assens Fjernvarme Fabriksvej Mariager Blåhøj Energiselskab Sdr. Omme Vej Brande Byrum Varmeværk Gydensvej 9940 Byrum Bækmarksbro Varmeværk Bækmarksbrovej Bækmarksbro Ebeltoft Fjernvarmeværk Hans Winthersvej Ebeltoft Farsø Fjernvarmeværk Johan Skjoldborgsvej Farsø Filskov Energiselskab Hjortlundvej 13B 7200 Grindsted Fjerritslev Fjernvarme Industrivej Fjerritslev Galten Varmeværk Skolebakken Galten Gilleleje Flisværk Fiskerengen Gilleleje Glesborg Lokalvarmeværk Håndværkervej Glesborg Græsted Fjernvarme Mesterbuen Græsted Gørding Varmeværk Nørregade Gørding Harboøre Varmeværk Industrivej Harboøre Hemmet Varmeværk Bandsbølvej (Lyngbyvej 1) 6893 Hemmet Hinnerup Fjernvarme Fanøvej Hinnerup Hodsager Energiselskab Hestbjergvej 1a 7490 Aulum Hovedgaard Fjernvarmeværk Frydsvej Hovedgaard Hurup Fjernvarmeværk Nygade Hurup Kibæk Varmeværk Energivej Kibæk Kjellerup Fjernvarmeværk Tværgade Kjellerup Løkken Varmeværk Den skæve linie Løkken Nørre Nebel Fjernvarme Præstbølvej Nørre Nebel Rosmus Skole Bispemosevej Balle Sdr. Felding Varmeværk Bjergvej Sdr. Felding Skave Varmecentral Ravnshøjvej Holstebro Skovsgård Varmeværk Poststrædet Brovst Skørping Varmeværk Møldrupvej Skørping Snertinge, Serslev, Føllenslev Energiselskab Kirkemosevej Føllenslev Stenvad Varmeværk Stenvad Bygade Ørum Stubbekøbing Fjernvarmeselskab Asylvej 8A 4850 Stubbekøbing Studsgård Biogasanlæg Enghavevej Herning Svebølle-Viskinge Fjernvarmeselskab Frederiksberg 1D 4470 Svebølle Søndbjerg Fjernvarme Ballevej Thyholm Thorsminde Varmeværk Havnevej Ulfborg Træ til energiformål Side 67

68 Oversigt over flis- og træpillefyrede værker Thyborøn Fjernvarme Ærøvej Thyborøn Trustrup-Lyngby Varmeværk Tværvej Trustrup Uldum Varmeværk Industrisvinget Uldum Ulfborg Fjernvarme Sportsvej Ulfborg Vemb Varmeværk Vestergade Vemb Vesløs Fjernvarmeværk Møllebakvej Vesløs Vestervig Fjernvarmeværk Vestergade Vestervig Vivild Holding A/S C. M. Rasmussens Vej Allingåbro Ørum Lokalvarmeværk Industrivej Ørum Østerild Fjernvarme Hedevej Thisted Aabybro Varmeværk Industrivej Aabybro Aalestrup Varmeværk Elmegaardsvej Aalestrup Træpillefyrede fjernvarmeværker Ansager Varmeværk Østre Allé Ansager Balling Fjernvarmeværk Anlægsvej Spøttrup Bedsted Fjernvarme Balsbyvej Bedsted Bøvlingbjerg Varmeværk Marievej 3 A 7650 Bøvlingbjerg Dybvad Varmeværk Jernbanegade 8A 9352 Dybvad Frederiksværk Kommunale Varmeværk Havnevej Frederiksværk Gjern Varmeværk Bjerrehaven Gjern Haunstrup Fjernvarmeværk Fjelstervangvej Herning Højslev Nr. Søby Fjernvarmeværk Rolighedsvej Højslev Lemvig Varmeværk Industrivej Lemvig Løgstør Fjernvarmeværk Blekingevej Løgstør Maribo Varmeværk C. E. Christiansens Vej Maribo Mørke Fjernvarmeselskab Parkvej Mørke Ry Varmeværk Brunshøjvej Ry Rødding Varmecentral Bakkevej Rødding Skive Fjernvarme Thorsvej Skive Skjern Fjernvarmecentral Kongevej Skjern Spøttrup Fjernvarme Kærgårdsvej Balling Sønder Omme Varmeværk Farvergade Sønder Omme Tarm Varmeværk Skolegade Tarm Ulsted Varmeværk Stadionvej Hals Flisfyrede kraft- og kraftvarmeværker Assens Fjernvarme Stejlebjergvej Assens Enstedværket Flensborgvej Aabenraa Hjordkær Kraftvarmeværk Grønhøj Rødekro Høgild Fjernvarmeværk Skomagerbakken Herning Masnedø Kraftvarmeværk Brovejen Vordingborg Måbjergværket Energivej Holstebro Vejen Kraftvarme Koldingvej 30B 6600 Vejen Østkraft, Rønne Skansen Rønne Side 68 Træ til energiformål

69 Omregningsforhold vedrørende energienheder 1 kilo Joule [kj] = 1000 J 1 Mega Joule [MJ] = 1000 kj 1 Giga Joule [GJ] = 1000 MJ 1 Tera Joule [TJ] = 1000 GJ 1 Peta Joule [PJ] = 1000 TJ 1 kwh (kilo Watt time) = 3,6 MJ = 860 kcal (kilokalorier) 1 MWh (Mega Watt time) = 3,6 GJ 1 GWh (Giga Watt time) = 3,6 TJ 1 TWh (Tera Watt time) = 3,6 PJ Omregningsforhold vedrørende effektenheder 1 kilo Watt [kw] = 1000 W 1 Mega Watt [MW] = 1000 kw 1 Giga Watt [GW] = 1000 MW 1 Mega Joule per sekund [MJ/s] = 1 MW 1 Hestekraft [HK] = 632 kcal/h = 0,735 kw Enheder, omregningsforhold og brændværdier 16. Enheder, omregningsforhold og brændværdier Omregningsforhold vedrørende flismængder, energi og brændværdi Rumindhold/vægt: 1 kubikmeter fastmasse flis fylder ca. 2,8 rummeter 1 rummeter flis indeholder ca. 0,35 kubikmeter fastmasse 1 rummeter flis vejer ca. 250 kg* 1 kubikmeter fastmasse flis vejer ca. 700 kg* 1 ton flis fylder ca. 4,0 rummeter* 1 ton flis indeholder ca. 1,4 kubikmeter fastmasse* Brændværdi: Brændværdi i 1 rummeter flis = 2,6 GJ* Brændværdi i 1 kubikmeter fastmasse flis = 7,3 GJ* Brændværdi i 1 ton flis = 10,4 GJ* 1 mtoe (mio tons olieækvivalent, råolie) = 41,868 PJ 1 tons fyringsolie = 42,7 GJ 1000 liter fyringsolie = 36,0 GJ 1 liter fyringsolie = 36,0 MJ = 10 kwh * Beregningerne er udført for rødgranflis. Udgangspunktet er, at rødgran har en rumtæthed (et tørstofindhold) på 400 kg per kubikmeter fastmasse, og at flisen har et vandindhold på ca. 40% svarende til vandindholdet i lagringstørt flis. Træ til energiformål Side 69

70 Generelt Videnblad nr. Afskrivninger, henlæggelser, indexregulering 117 Anvendelse af fast biomasseaffald 112 Bioenergy List 94 Brændværdier 107 Brændværdier, oversigt 67 Brændværdier ved forskellige vandindhold 69 Derfor er lav kulilteemission vigtig 33 Dimensionering af akkumuleringstanke 51 Dimensionering af kedeleffekt 32 Fabrikanter/leverandører af større automatiske anlæg til halm- og flisfyring 105 Forholdsregler mod sodmedrivning i våde skorstene 124 Frigørelsesfonde til finansiering af halm- og flisprojekter 49 Graddøgn 121 Grænseværdier for emissioner fra fyring med biobrændsler 57 Kalibrering af energimålere 91 Kedelrørsrensning 56 Leverandører/fabrikanter af mindre dampturbiner til kraftvarmeanlæg 128 Miljøforhold ved fyring med biomasserestprodukter 113 Måleenheder for varmeproduktion 116 Næringsstoffer og tungmetaller i halm- og flisaske 79 Omsætning af emissionsværdier for biobrændsler 101 Registrering af brændselsforbrug 90 Skorstene til fastbrændselskedler 110 Spidslastfyring med spildolie 46 Status over biomasseforgasning i Danmark 129 Svovlafgift på biobrændsler 95 Transportenergi 122 Udspredning af aske 59 Usædvanlige brændsler - bongossi 133 Usædvanlige brændsler - oliven 131 Usædvanlige brændsler - sheanødder 132 Varighedskurver 15 Varmetab fra præisolerede fjernvarmerør 28 Øget tilslutning af erhvervskunder til fjernvarme 109 Økonomi i akkumuleringstanke 55 Halm - halmpiller Analyser af halmaske 7 Anlægs- og driftsdata for halmfyrede varmeværker Anlægspriser for halmfyrede fjernvarmeværker 93 Beregning af røgtab ved halmfyring 53 Brandsikring af halmfyr 97 Brandsikring af halmoplag i det fri 92.2 Driftserfaringer med filterposer på halmfyrede værker 65 Fabrikanter/leverandører af halmfyringsanlæg mindre end 1 MW 54 Fabrikanter/leverandører af halmfyringsanlæg større end 1 MW 1 Fyring med halm- og træpiller i mindre anlæg 70 Oversigt over videnblade 17. Oversigt over videnblade Videnblad nr. Fyring med korn og non-food afgrøder 78 Grundlaget for halmpriser til revision 19 Halmarters kemiske sammensætning 83 Halmballer: Typer, størrelser, volumen, vægt og densitet 130 Halmens forbrændingskvalitet og sukkerindhold 36 Halmkedler: Tæring i economiser 6 Halmkedler: Røggaskorrosion og driftsforhold 20 Halmpilleproduktion i Ølgod 39 Halmpilleproduktion på Bornholm 38 Halmpris 14 Halmpris 48 Halmressourcer i Danmark på længere sigt 77 Halms effektive brændværdi i forhold til vand- og askeindhold 4 Halms og kerners kemiske sammensætning 86 Kontrakter for halmleverancer 3 Kornets (halmens) udviklingsstadier 37 Kvalitetsbestemmelse af halm 25 Lageromkostninger for halm til fjernvarme 60 Leverandører af halm- og træpiller 71 Leverandører af halm- og træpiller 99 Måling af vandindhold med mikrobølgeudstyr 42 Nøgletal for emission fra halmfyrede anlæg 61 Nøgletal for halmfyrede varmeværker 98 Omkostninger til snitning og nedmuldning af halm 30 Presning og håndtering af halm i storballer 120 Produktionsomkostninger for halmfyrede varmeværker 27 Røgrensning på mindre halmkedler. Venturiscrubber 84 Skaktforgasning af halm på Kyndbyværket 35 Slaggedannelse ved halmfyring 9 Små halmkraftvarmeværker kw 29 Snitning og nedmuldning af halm 22 Støv og mikroorganismer i halmlagre 73 Svovlindhold i halm, træflis og træpiller 126 Udvaskning af byg- og hvedehalm 87 Uorganiske bestanddele i halm 75 Valg af posefiltermaterialer 66 Vandbestemmelse i halm 12 Variationer i halms brændværdi 26 Vejning af halm 5 Økonomien i halmfyrede varmeværker 41 Årsvirkninggrader ved fyring med halm 13 Energiafgrøder Dyrkning af energipil 114 Energikorn: Sammenligning af hvede, rug og triticale 111 Energikorn: Spild ved høst og håndtering af triticale i storballer 104 Fyring med korn 44 Fyringsforsøg med energikorn på fjernvarmeværker 100 Fyringsforsøg med energikorn på Haunstrup Fjernvarmeværk 123 Side 70 Træ til energiformål

71 Oversigt over videnblade Videnblad nr. Gødskning af energipil med slam 115 Høst og håndtering af energikorn i storballer 103 Produktionen i danske energiskove af pil 88 Træ - flis - træpiller Affaldsneddeler til produktion af energitræ 64 Afregning af skovflis 63 Anlægspriser for flisfyrede fjernvarmeværker 72 Aske fra flisfyrede varmeværker 11 Besøg på eksisterende flisfyrede varmeværker 8 Brandteknisk vejledning nr Biobrændselsfyrede centralvarmekedler 127 Brændselsomkostninger ved flisfyring 52 Brændværdier for træ og træbrændsler 40 Brændværdi for brændselsflis til handelsafregning 125 Driftsresultater på flisfyret varmeværk 24 Er flis brandfarlig? 118 Fabrikanter/leverandører af flisfyringsanlæg mindre end1mw 74 Fabrikanter/leverandører af flisfyringsanlæg større end 1 MW 2 Flis- og rundtræmetoden i ung gran 89 Flisfyret varmeværk i Hurup 10 Flislagring under tag 17 Flismængder i Jylland 16 Videnblad nr. Flismængder pr. træ som funktion af diameter og højde96 Fyring med træpiller 45 Fyring med halm- og træpiller i mindre anlæg 70 Granbrænde 108 Kvalitetskontrol af brændselsflis og chunk 31 Lagring af flis, chunk og brænde 58 Leverandører af halm- og træpiller 71 Leverandører af halm- og træpiller 99 Leverandører af træpille- og briketteringsanlæg 119 Lokal og regional opgørelse af flismængder 43 Mindre flisfyringsanlæg 81 Nedrivningstømmer til energiformål 34 Opmåling af brænde 68 Produktion af flis til mindre flisfyringsanlæg 85 Røggaskondensering med varmepumpe 18 Røggaskondensering på mindre flisfyringsanlæg 23 Små træpillefyrede fjernvarmesystemer 80 Styringsmidler for indkøb af brændselsflis 47 Svovlindhold i halm, træflis og træpiller 126 Træbrændselsressourcer i Danmark 102 Træflis - kemisk sammensætning 106 Tørring af flis til kraftvarmeproduktion 76 Vandindhold i flis - håndteringsproblemer 62 Vandindhold i flis - omregning af vægtbasis 82 Årstidsvariationen i vandindholdet i frisk flis 50 Der udsendes 3-4 videnblade ca. hver 3. måned. Abonnement kan bestilles hos Videncenter for Halm- og Flisfyring, Teknologisk Institut, tlf , fax , [email protected]. Træ til energiformål Side 71

72 Træ til energiformål, 2. udgave, er en lettilgængelig fremstilling af træs anvendelse i den danske energiforsyning. Der beskrives tekniske, miljømæssige og økonomiske forhold for anlæg til institutioner, fjernvarmeværker og kraftvarmeværker. De enkelte kapitler behandler såvel velkendt, afprøvet teknik som de nyeste udviklingsaktiviteter. Målet med denne publikation er at nå ud til så bred en kreds som muligt, og den er tilrettelagt, så også ikke-teknikere kan have udbytte af den. Den findes også i en engelsk og en tysk udgave.