Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské,potravinářské a environmentální techniky

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav zemědělské,potravinářské a environmentální techniky

Energetické využití biomasy v TTS Třebíč Bakalářská práce

Vedoucí práce: doc. Ing. Rudolf Rybář, CSc.

Vypracoval: Martin Kliner

Brno 2009 -1-

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma………………………………………………….

Energetické využití biomasy v TTS Třebíč …………………………………………………………………………………….. vypracoval(a) samostatně a použil(a) jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana AF MZLU v Brně.

dne………………………………………. podpis……………………….

-2-

Poděkování

Děkuji tímto panu doc. Ing. Rudolfu Rybářovi, CSc. za konzultace, připomínky a odborný dohled při přípravě bakalářské práce a pracovníkům společnosti TTS holding s.r.o. za vstupní podklady a technickou pomoc.

-3-

Obsah Obsah

str. 4

1. Úvod

str.7

2. Obnovitelný zdroj

str.7

2.1. Druhy obnovitelných zdrojů energie 2.2. Energie ze slunce 2.3. Další druhy obnovitelných zdrojů 2.4. Využití obnovitelných zdrojů 2.5. Neobnovitelné zdroje 3. Výkony obnovitelných zdrojů

str.9

3.1. Vodní energetika 3.2. Větrná energetika 3.3. Biomasa 3.4. Sluneční elektrárny a geotermální energetika 4. Co je to biomasa

str.11

4.1. Proč je biomasa považována za obnovitelný zdroj energie 4.2. Jak funguje organický Rankinův cyklus „ORC 4.3. Historie biomasy u nás 5. Způsoby využití biomasy

str.18

5.1. Spalování a zplyňování biomasy 5.2. Výhřevnost biomasy 5.3. Spalovací zařízení biomasy 5.4. Bioplyn 6. Rozdělení biomasy

str.20

6.1. Biomasa odpadní 6.2. Rozdělení biomasy k energetickým účelům 6.3. Konkrétní druhy str.24

7. Historie TTS Třebíč 7.1. Profil společnosti TTS energo s.r.o. 7.2. profil společnosti TTS eko s.r.o. 8. Spalovací kotle na TTS Třebíč

str.26

8.1. Kotel na štěpku 8.1.1. Kotel Vesko – B

-4-

8.1.2. Ekovariant 8.2. Kotle na slámu 8.2.1. Kotel Vesko – S 9. Zdroje tepla na biomasu na TTS

str.36

9.1. Teplárna Sever, Rafaelova 1115, Třebíč 9.2. Teplárna Jih, Průmyslová 159, Třebíč 10. TTS nakupuje následující druhy biomasy

str.39

10.1. Technické parametry nakupovaného paliva 11. Přehled cen

str.41

12. Závěr

str.43

13. Seznam literatury

str.44

-5-

Seznam schémat a tabulek: Schéma č.1. : Schéma uspořádání ORC cyklu při využití kogenerace

str.14

Schéma č.2. : Schéma vlastního ORC oběhu

str.15

Schéma č.3. : Schéma zapojení termoolejového kotle 7 MW

str.17

Schéma č.4. : Schéma využití biomasy

str.20

Tab. č.1. : Výhřevnost biomasy

str.23

Schéma č.5. : Kotel Vesko – B

str.27

Schéma č.6. : Kotel Ekovariant

str.30

Schéma č.7. : Kotel Vesko – S

str.34

Mapa dodávky zdroje tepla

str.38

Tab. č.2. : Přehled cen

str.41

Schéma č.8. : Procentické rozdělení využití biomasy

str.41

-6-

1.ÚVOD 1.1. Obnovitelný zdroj Obnovitelný zdroj energie je označován jako formy energie, které jsou na Zemi získané především z jaderných přeměn v nitru Slunce. Mezi další zdroje řadíme teplo zemského nitra a setrvačnost Země - Měsíc. Čerpání těchto zdrojů je především ve formách např. sluneční záření, vodní energie, energie přílivu, větrná energie, biomasa, geotermální energie a spoustu dalších forem.

Definice obnovitelného zdroje podle českého zákona o životním prostředí je: „Obnovitelné přírodní zdroje mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně nebo úplně obnovovat a to samy nebo za přispění člověka.

Ale vlastní zařazení do zdrojů obnovitelné nebo neobnovitelné velmi sporná a záleží na úhlu pohledu na daný druh.

2. DRUHY OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ ENERGIE 2.1. Energie ze Slunce Na Slunci probíhají již několik miliard let termonukleární reakce. Těmito reakcemi se přeměňuje sluneční vodík (který obnovován není) na helium za uvolnění velkého množství energie. Ze Slunce je energie předávána na Zemi ve formě záření. Energetický příkon ze Slunce je ve vzdálenosti, v níž se nachází Země, přibližně 1300 W/m2. Tento výkon se označuje jako solární konstanta.

Tato energie se využívá přímo nebo přeměněná na jinou formu: Pokud se tato energie přeměňuje nějakým technickým zařízením (sluneční kolektor, fotovoltaický článek) přímo, mluvíme obvykle o sluneční energii. Pokud je tato energie předtím vázána v živých organismech (většinou ve formě sloučenin uhlíku — například ve dřevě, olejnatých rostlinách, obilí) mluvíme o bioenergii. Zdrojem bioenergie podle skupenství biopaliv dělí na biopaliva tuhá, kapalná a plynná. V některých oblastech může být extenzivní využívání biopaliv kontraverzní záležitostí.

-7-

Pokud je tato energie vázána do potenciální energie vody (viz koloběh vody), mluvíme o vodní energii Pokud se tato energie přemění na kinetickou energii vzdušných mas, mluvíme o větrné energii. Větrná energie může uvést do pohybu vodu na hladinách oceánů. Tuto energii nazýváme energii vln.

2.2. Další druhy obnovitelných zdrojů Kinetická energie soustavy Země-Měsíc (přeměněná na energii přílivu). Mezi obnovitelné zdroje se obvykle zařazuje navíc i energie z jaderných reakcí v nitru Země (geotermální energie). V některých případech však není vyloučeno vyčerpání „ložisek“ geotermální energie. Podle řady názorů patří mezi obnovitelné zdroje energie rovněž jaderná energie. Za obnovitelný zdroj se někdy považuje vyhořelé jaderné palivo, ze kterého lze extrahovat plutonium a uran .

2.3. Využití obnovitelných zdrojů V roce 2006 pocházelo asi 18 % celosvětově vyprodukované energie z přírodních zdrojů, z toho 13 % z tradiční biomasy (především pálení dřeva ). Vodní energie, poskytující 3 %, byla druhý největší přírodní zdroj. Moderní technologie jako geotermální energie, větrná energie, sluneční energie a oceánská energie dohromady poskytovaly asi 0,8 % z celkové výroby. V březnu roku 2007 se vedení Evropské unie dohodlo, že v roce 2020 má být 20 % energie jejich států vyráběno z přírodních zdrojů, aby se omezily emise oxidu uhličitého, který je obviňován z globálního oteplování. Investování do obnovitelné energie se vyšplhalo z 80 miliard amerických dolarů v roce 2005 až do výše 100 miliard amerických dolarů v roce 2006.

-8-

2.4. Neobnovitelné zdroje Za obnovitelné zdroje naopak není považována biomasa, která je součástí geologických formací a je přeměněna v nerostné suroviny označované jako fosilní paliva (uhlí, ropa, zemní plyn, rašelina, ...). Sluneční energie se v nich akumulovala před delší dobou. Tyto zdroje jsou souhrnně nazývány neobnovitelné. Při spalování fosilních paliv vznikají znečišťující látky a to především oxid uhličitý, který byl navázán z přírody za miliony let, kdy homo sapiens nebyl ještě na této planetě (neumožňovalo mu to složení plynů v atmosféře). Zvyšování koncentrací oxidu uhličitého má za následek globální oteplování a klimatické změny, které pociťujeme stále častěji na vlastní kůži. Potvrzuje to řada vědců. Nejdůležitější je, že si to uvědomují obyvatelé naší planety. Evropská unie si pomocí Kjótského protokolu stanovila cíle využívání obnovitelných zdrojů energie. A naší politici z ní přijali návrh zákona o podpoře výroby elektřiny.

3. VÝKONY OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ 3.1. Vodní energetika Malé vodní elektrárny v ČR vyrobí ročně v průměru 964 GWh elektřiny, velké, včetně přečerpávacích, 2292 GWh. Výstavba dalších velkých vodních elektráren je nereálná. Celkový instalovaný výkon všech vodních elektráren v ČR představoval v roce 2006 2 175 MWe. U malých vodních elektráren se v roce 2010 počítá s dosažením 1140 GWh výroby. Současný evropský trend výstavby vodních elektráren oproti předpokladům uvedeným v Bílé knize o obnovitelných zdrojích v EU zaostává.

3.2. Větrná energetika V případě větrné energetiky jsme na počátku jejího rozvoje. I když jsme v první polovině 90. let měli naději patřit mezi perspektivní výrobce, postupně jsme tuto pozici ztratili. V současné době pracují větrné elektrárny na 50 lokalitách, jejich celkový instalovaný výkon představuje 43,5 MWe

-9-

3.3 Biomasa V biomase je u nás současná výroba elektřiny 223 GWh ročně. U tohoto zdroje se počítá s největším nárůstem (v roce 2010 se má vyrobit 2200 GWh elektřiny). V EU byl u elektřiny předpoklad zvýšení ze současných 22 TWh na 230 TWh, čemuž odpovídá zvýšení podílu z necelého 1% na 8 % očekávané celkové výroby elektřiny v roce 2010. U biomasy je předpoklad, že objem výroby 2,2 TWh není utopií. Srovnatelná elektrizační soustava, jako je např. finská se současnou výrobou 70 TWh, vyrábí z biomasy 8,6 TWh a nizozemská soustava s celkovou výrobou 89 TWh má již dnes také potenciál 3,2 TWh elektřiny vyrobené z biomasy.

3.4. Sluneční elektrárny a geotermální energetika U fotovoltaiky, která zaznamenává mohutný rozvoj, se v roce 2010 předpokládá výroba 15 GWh elektřiny. V EU se počítalo s nárůstem výkonu z 30 GW na 3000 GW a u výroby z 0,03 TWh na 3 TWh (podíl 0,1 % očekávané celkové výroby elektřiny v roce 2010). Skutečný vývoj je pomalejší, ale nabírá na tempu. Roční výroba v případě slunečních elektráren představuje 0,2 GWh.

- 10 -

4. CO JE TO BIOMASA Biomasa je palivo, bez kterého se do budoucna určitě neobejdeme. Chceme-li zabránit zatěžování životního prostředí spalováním fosilních paliv. Pro lepší a masivnější využívání jí musíme využívat efektivněji. Biomasa je hmota organického původ. V energetice se nejčastěji jedná o dřevo a dřevní odpady vzniklé zpracováním. Mezi další biomasu patří sláma a zbytky v zemědělské produkci např. exkrementy hospodářských zvířat. Další rozlišení biomasy je podle obsahu vody a to na,, suchou“ kam patří především dřevo a sláma a na tzv. kejdu, která je směsice tekutých a pevných výkalů hospodářských zvířat s určitou příměsí vody. Technologie zpracování biomasy se dělí na suché pochody kam patří termochemická přeměna a ta zahrnuje ( spalování, zplyňování a pyrolýza). A za procesy mokré řadíme biochemické přeměny, které zahrnují anaerobní vyhnívání kam patří (metanové kvašení, lihové kvašení a výroba biovodíku). Mezi další podskupiny patří především lisování olejů a jejich následná úprava. Jedná se především o mechanicko-chemickou přeměnu, která zahrnuje výrobu bionafty a přírodních maziv.

4.1. Proč je biomasa považována za obnovitelný zdroj energie Ottův slovník naučný říká: „Biomasa, hmotnost organismů, jejich populací či částí společenstev na plošnou nebo objemovou jednotku.“ Tolik výklad renomované encyklopedie. Obecně se jedná o substituci biologického původu zkráceně všechny organismy na Zemi.Většina organických látek vzniká při fotosyntéze. Při fotosyntéze vzniká z oxidu uhličitého a vody za společného působení enzymů chlorofyl a světelná energie. Pro lepší znázornění použijeme schéma. 6 CO2 + 12 H2O + světelná energie → (CH2O)6 + 6 H2O + 6 O2 oxid uhličitý + voda + energie → cukr + voda + kyslík Při spalování organické hmoty oxid uhličitý opět vzniká a dochází k uzavřenému koloběhu, při kterém rostliny odebírají z ovzduší oxid uhličitý a při spalování je opět uvolňován zpět. Množství uvolněného oxidu dusíku je činností organismů stále obnovuje a nedojde k jednostranné rovnováze prvků a energie. Pří porušení rovnováhy

- 11 -

dochází k skleníkovému efektu. Při spalování biomasy se skleníkový efekt nenavyšuje a to je hlavní důvod využívání biomasy jako zdroj energie pro budoucnost. Fyzikální vlastnosti biomasy (objemová hmotnost, výhřevnost a vlhkost) ve formě dřevního odpadu, štěpky, slámy s uhlím musíme získat určitý závěr. Biomasa v jakékoliv formě musí být zužitkována v místě vzniku jinak je dlouhým transportem se stává nerentabilní a zvyšuje cenu a zatěžuje životní prostředí zplodinami vzniklé při přepravě. Ve velkých elektrárenských blocích se při výrobě energie využije zpravidla 30% až 55% energie v palivu. Důvodem je odvod tepla z kondenzátoru, které je odváděno do okolí obřími chladícími věžemi nebo průtočným chlazením do vodního toku. Další ztráty elektrické energie je rozvodem ke konečné spotřebě se ztrátou 3 %až 4%. V místě spotřeby je znovu neefektivně přeměněna na teplo potřebné k vytápění. V posledních letech bylo do provozu uvedeno přes 20 centrálních výtopen na biomasu o výkonech od 1 do 9 MW např. Zlaté Hory, Bystřice nad Pernštejnem nebo Hartmanice. Účinnost těchto výtopen se pohybuje kolem 60 % až 80%. Nevýhodou jsou velké investiční náklady a někdy i neefektivnost návratu. Ale v době teroristických útoků a stále houpajících se cen ropy a zemního plynu dává obcím záruku soběstačnosti. Poslední roky jsou zaměřeny ke kongeneraci, která pracuje na využití technologie ORC. Ta dosahuje účinnost až 90%. Investičně náročná řešení jako například systém pro společnou výrobu tepla a elektrické energie z biomasy s využitím tzv. organického Rankinova cyklu bude při stále se zvyšujících cenách paliva nadále rentabilní pouze za předpokladu národních či evropských dotací.

4.2 Jak funguje organický Rankinův cyklus „ORC“? V klasických tepelných elektrárnách je energie tepelná transformována na mechanickou v tepelném oběhu, který nazýváme Rankin - Clausiův cyklus. Tento elektrárenský kondenzační cyklus, ve své podstatě složený ze základních termodynamických změn, používá jako pracovní látku vodu resp. vodní páru. Voda na mezi sytosti, která je přivedena napájecím čerpadlem do parního generátoru (kotle), se v něm ohřívá, odpařuje (mění skupenství) a v parním přehříváku dosahuje parametrů tzv. admisní páry (tlak cca 14,5 MPa, teplota cca 530 °C), která je přivedena do parní

- 12 -

turbíny. V parní turbíně pára expanduje (přehřátá pára přechází do oblasti syté páry) a následně mění své skupenství v kondenzátoru, odkud je v kapalném stavu kondenzačním čerpadlem dopravována přes zásobní nádrž a případné doplnění zpět do parního generátoru. Termická účinnost takovéhoto cyklu (poměr tepla přeměněného na mechanickou práci ku teplu přivedenému do oběhu) se u nejmodernějších elektráren pohybuje na úrovni cca 38 %. Ke zvyšování termické účinnosti se zpravidla používá regenerace tj. ohřev napájecí vody v regeneračních ohřívácích mimo vlastní kotel nebo přehřívání páry (omezeno používanými materiály, maximální admisní tlak 15 MPa). Organický Rankinův cyklus (ORC) je v podstatě elektrárenský kondenzační cyklus, který používá namísto vody resp. vodní páry jako pracovní látku v primárním okruhu směs organických sloučenin (silikonový olej), které jsou svými termodynamickými vlastnostmi vhodné k použití v tepelném oběhu. Výhodou oleje je, že při dané teplotě (např. 300 °C) se udrží v kapalném stavu při značně nižším tlaku než voda. Ve výparníku předává olej teplo do sekundárního okruhu, kde se pracovní organická látka vypařuje, dosahuje většího tlaku než má olej a organické páry jsou vedeny do parní turbíny, kde expandují. Pára je za turbínou vedena do kondenzátoru, kde kondenzuje po odebrání výparného tepla chladicí vodou, která pak dodává teplo do objektů připojených na tuto tepelnou síť. Organické látky použité jako náhrada vody v sekundárním tepelném oběhu musí samozřejmě splňovat přísné předpisy a normy ve vztahu k životnímu prostředí. Typické využití ORC se nabízí ve spojení s kotelnami na biomasu, kde je primární energie v palivu využita jednak na výrobu tepla, ale i elektrické energie. V takovém případě je celková účinnost kogenerace cca 85 %. Jen pro porovnání, v klasické tepelné elektrárně, kde je teplo z kondenzace odvedeno do okolí, se dosahuje celkové účinnosti cca 30 %. (Je zcela zřejmé, že s potenciálem biomasy tepelné elektrárny nahradit nelze, ale z uvedeného srovnání je téměř povinností státní energetické politiky, aby byla kogenerace z biomasy preferována zřetelněji než doposud.) Parní generátor je zde nahrazen olejovým kotlem a výparníkem. Olej ohřátý v tomto kotli je využíván jako teplonosná látka, jenž přes výparník předává své teplo pracovní látce uzavřeného sekundárního okruhu ORC. Vzniklá sytá pára organických sloučenin je vedena na axiální turbínu, která je přímo spojena s generátorem elektrické energie. Teplo z kondenzátoru, ve kterém náplň ORC okruhu mění své skupenství zpět do kapalné fáze, je vedeno k dalšímu využití (kogenerace). Při vhodném navržení tepelného oběhu lze toto teplo využít např. v systému CZT, případně k jiným účelům. - 13 -

Nabízí se využití u dřevozpracujících provozů k sušení řeziva, kde je kotelna přímo u zdroje paliva. Schéma č.1.:Schematické uspořádání ORC cyklu při využití kogenerace z biomasy

Z kondenzátoru je náplň ORC dopravována čerpadlem přes regenerátor zpět do výparníku. Spaliny z olejového kotle jsou využity jednak k předehřevu vlastní olejové náplně a předehřevu spalovacího vzduchu pro olejový kotel a též k dohřevu topné vody na požadované parametry pro okruh CZT (viz schéma).

- 14 -

Schéma č.2.:Schéma vlastního ORC oběhu

1 ... sytá pára pracovní látky 1-2 ... expanze na turbíně 2 ... oblast přehřáté páry 2-3 ... ochlazení par organických sloučenin na mez sytosti (vnitřní rekuperace) 3-4 ... kondenzace par pracovní látky (přeměna z plynné na kapalnou fázi) 4-5 ... pracovní látka je dopravována čerpadlem 5-6 ... ohřev pracovní látky přes rekuperátor 6-1 ... ohřev pracovní látky ve výparníku

- 15 -

T01 ... teplota oleje olejového okruhu na vstupu do výparníku T02 ... teplota oleje olejového okruhu na výstupu z výparníku W1 ... teplota vody okruhu CZT na vstupu do kondenzátoru (teplota vratné vody sytému CZT) W2 ... teplota vody okruhu CZT na výstupu z kondenzátoru (teplota přívodní vody sytému CZT) Výhodami oproti klasickým parovodním cyklům jsou především: nižší otáčky turbíny umožňují přímý pohon generátoru bez převodovky •

minimální eroze lopatek turbíny vlivem absence kapiček pracovní látky

•

možnost využití energie ze zdrojů s relativně nízkou teplotou

•

nižší tlak a teplota v celém oběhu

•

vyšší životnost

•

nenáročnost na obsluhu

•

odpadá nutnost doplňování a úpravy vody (úniky a doplňování organické pracovní - látky v sekundárním okruhu jsou minimální)

•

celkem vysoká účinnost při nižších teplotních spádech

•

nižší provozní náklady

V současné době se ORC systémy dodávají většinou jako standardizované moduly o elektrických výkonech řádově od stovek kWe do několika MWe a to v aplikacích pro kombinovanou výrobu elektrické energie a tepla z biomasy, pro zdroje s geotermální energií, ve spojení se solární technologií a při využití odpadního tepla.

- 16 -

Schéma č.3.: Schéma zapojení termoolejového kotle 7MWt a jednotky ORC

4.3. Historie biomasy u nás Využití biomasy je u nás velkou tradicí a to v různých formách výroby energie. Mezi nejznámější patří dřevoplynové agregáty, které byly využívány na pohon automobilů za druhé světové války a těsně po ní. V důsledku nedostatku pohonných hmot. Jako palivo bylo používáno polínka dřeva nebo dřevěné uhlí, které se přikládalo do agregátů. Největšího rozmachu využívání energie z biomasy pro výrobu energie bylo před nástupem spalovacích motorů v zemědělství. Jako zdroj paliva byla zemědělská půda, která tvořila přes polovinu rozlohy státu. Třetinu obilnin tvořily obilniny a hlavní složku tvořil oves, který byl zkrmován hospodářskými zvířaty a to především tažným zvířatům. Ta oves přeměňovala na energii kinetickou. Rozvojem mechanizace tažná zvířata ubývala a vznikl problém jak využít zemědělskou půdu v neúrodných oblastech. Kde hlavní složku tvořily krmné plodiny pro tažná hospodářská zvířata.

- 17 -

Jednou z možností bylo najít nové plodiny a využití tradičních plodin s dotačním programem, které podporovaly např. pěstování brambor pro výrobu lihu na Českomoravské vrchovině. Na trh se dostávala nová kapalná paliva ze směsí využívající biolíh.

5. ZPŮSOBY VYUŽITÍ BIOMASY 5.1. Spalování a zplyňování biomasy Působením vysokých teplot na suchou biomasu se uvolňuje tzv. dřevoplyn. Za přítomnosti vzduchu dochází k hoření jedná se tedy o prosté spalování. Při zahřívání bez přístupu vzduchu se odvádí vzniklý dřevoplyn do spalovacího prostoru, kde se spaluje jako ostatní plynná paliva. Část vzniklého tepla při spalování je použita na zplyňování další biomasy. Mezi hlavní výhody patří snadná regulace výkonu, nižší emise a vyšší účinnost. Zplyňování biomasy se používá nejčastěji a na první pohled se neliší od běžných spalovacích zařízení. Při zplyňování biomasy vzniká velký podíl zplyňovaných částí a to u dřeva 70% a u slámy 80%. Proto je biomasy složité palivo z důvodu, že vzniklé plyny mají různou spalovací teplotu. V praxi to znamená, že ve skutečnosti hoří jen jedna část paliva. Pro dokonalé spalování musíme dodržet určité podmínky a to hlavně vysokou teplotu, účinné směšování se vzduchem a dostatek prostoru na dobré shoření všech složek plynů. Aby nedocházelo hoření plynů až v komíně a tím snížení využitelnosti.

5.2. Výhřevnost biomasy Výhřevnost dřeva a dalších rostlinných paliv kolísá nejen podle druhu dřeva či rostliny, ale navíc i s vlhkostí, na kterou jsou tato paliva citlivější. Dřevní hmota při přirozeném provětrávání pod střechou sníží svůj obsah vody na 20 % za jeden rok, řepková sláma za stejných podmínek na 13 %. Obsah energie v 1 kg dřeva s nulovým obsahem vody je asi 5,2 kWh. V praxi však nelze dřevo vysušit úplně, zbytkový obsah vody je asi 20 % hmotnosti suchého dřeva. Protože se při spalovacím procesu část energie spotřebuje na vypaření této vody, je nutné počítat s energetickým obsahem 4,3 až 4,5 kWh na 1 kg dřeva.

- 18 -

5.3. Spalovací zařízení biomasy Biomasa ve formě dřevní štěpky se spaluje v klasických elektrárnách ve fluidních kotlích s kombinací cirkulací spalin a energetického uhlí. Pro průmyslové zásobení teplem se používají kotle na 100 kW, které spalují také dřevní štěpky nebo balíkovanou slámu. Jsou vybaveny automatickým přikládáním paliv. Jsou schopny spalovat i méně kvalitní a vlhčí biomasu. Většinou jsou v kombinaci v tzv. kongeneraci. To znamená výroba tepla a energie. Kotle pro rodinné domky pracují na principu. Palivo se nejprve zplyňuje a následně se daný plyn spaluje. Tyto kotle jsou srovnatelné s plynovými kotli a dobrou regulaci. Nejčastěji se používá jako palivo polenové dříví, lisované brikety nebo kombinace s dřevní štěpkou nebo dřevním odpadem. Dnešní trendem jsou kotle na spalování lisovaných pelet, které mají bezobslužný provoz. To znamená zásobníky s nastavitelným dávkováním. Další výhoda je doprava, skladovatelnost a manipulace. Další možností spalování dřeva je v cihlových pecích, kachlových nebo kovových kamnech, které jsou cenově dostupné. Výhodou je jejích rychlá vyhřívací schopnost (rozehření). Možností je i vestavěná topná vložka, která funguje jako kotel ústředního topení. Daný typ kotlů záleží na velikosti objektu a dostupnosti a cenové nabídky paliv v našem okolí. Aby se nám topení vyplácelo a byly jsme spokojeni.

5.4. Bioplyn Vzniká při rozkladu organických látek zejména (hnůj,zelené rostliny,kaly z čističek) a to za nepřístupu kyslíku v uzavřených nádržích. Nejčastější odpady jsou ze zemědělské produkce a to kejda, slamný hnůj, zbytky potravin, stonky kukuřice a další organické látky. Lze také používat slámu, piliny a jiné odpady ale z těchto komodit je výroba bioplynu pomalejší. V zařízeních na výrobu bioplynu se biomasa zahřívá. Pro mezofilní bakterie 37 až 43 C, pro termofilní 50 až 60 C. 37 až 43 °C, pro termofilní 50 až 60 °C. Výroba bioplynu je velmi jednoduchá ale musí se dodržovat bezpečnostní normy. Tím je zařízení složitější a tím i dražší. Rentabilita je jen při větších stanicích a to z důvodu přebytku odpadního tepla v létě.

- 19 -

Schéma č.4.: Schéma využití biomasy

6.ROZDĚLENÍ BIOMASY 6.1. Biomasa odpadní 1) Rostlinné odpady -zemědělská prvovýroba a údržba krajiny ( všechny druhy slámy,zbytky z likvidace dřevin, odpady z vinic a sadů, údržby zeleně) 2) Lesní odpady -nevyužitá dřevní hmota po těžbě dřeva (pařezy, kořeny, vršky stromů, větve a dendromasa z prvních prořezávek) 3) Organické odpady z průmyslových výrob -spalitelné odpady z dřevařských provozoven,odpady z provozů rostlinné produkce,odpady z jatek, mlékáren, lihovarů 4) Odpady ze živočišné výroby - hnůj,kejda, zbytky krmit 5) Komunální organické odpady

- 20 -

6.2. Rozdělení biomasy k energetickým účelům 1) Lignocelulózové - dřeviny (vrba, olše, topol, akát) - obiloviny (celé rostliny) - travní porosty (sloní tráva, trvalé travní porosty) - ostatní rostliny (šťovík krmný, čirok, konopí seté) 2) Olejnaté - řepka olejka, len,slunečnice Škrobeno – cukernaté brambory, obilí, cukrová řepa, cukrová třtina

6.3. Konkrétní druhy 1) Štěpka Je to sypká hmota tvořená malými kousky dřevní hmoty o různé velikosti. Rozmezí min. 3 mm až 45 mm (optimum je 25mm x 25mm x 5mm) tvar je dán parametry stroje. Vlhkost 35% až 55 %.Vzniká sekáním nevyužitých dřevních odpadů. Obsah kůry do 15%. 2) Piliny Sypký materiál na bázi dřeva o různé zrnitosti. Velikost je od prachových částí až po průměr max. 3mm. Tvar je závislý na způsobu vzniku. Vlhkost by se pohybuje od 10% až 48 % v pilařské výrobě se pohybuje od 35% až 48%. Piliny vznikají jako vedlejší produkt při mechanickém dělení dřeva a to pilovými nástroji (pásy, kotouče). Mohou být z jedné nebo smíchané z více dřevin dohromady. Objem se stanovuje v prostorových metrech, dopravou se objem zmenší asi o 5% až 10% (setřes). 3) Kůra nedrcená Sypká hmota složená z různě velkých kusů kůry. Vzniklá na pilách a dřevozpracovnách. Produkt vzniká odkorňováním kulatiny nebo shromaždováním volně napadené kůry na zpevněných ploch na skladování kulatiny. Obsahuje vyšší podíl anorganické příměsi a používá se také v lesnictví a zahradnictví jako mulč. 4) Kůra drcená Sypká hmota z malých kousků kůry o různé velikosti. Min. rozměr 10 mm až do 100 mm délky.

- 21 -

5) Sláma Vzniká jako vedlejší produkt při zemědělské výrobě, ale není odpadem. Využití slámy je obrovské (stelivo, krmivo, tvorba hnoje, nasávací substrát, stavebnictví a jako energetický zdroj). Jedná se o slámu z obilnin, olejnin, luskovin a dalších. Vlhkost by neměla přesáhnout 17%. Pro energetické účely se využívá v lisovaném stavu.

6) Dřevní pelety Jsou to lisované sypké materiály s vysokou výhřevností (do 18MJ/kg). Obsahují nízký obsah popelovin (0,5 až 1%), vody do 10%. Vyráběné jsou o průměru od 6 mm do 20 mm s délkou do 40 mm. Výhodou je odolnost proti nárazu a nízké nároky na skladování a automatizaci spalování. 7) Zelená štěpka Vzniká z odpadů okrasných dřevin a těžbě dřeva (větve s bodličím, špice stromů a další). Velikost štěpky je stejná jako u dřevní štěpky. Rozdíl je hlavně ve vyšším obsahu vody.

- 22 -

Tab. č.1.: Výhřevnost biomasy DRUH PALIVA

OBSAH VODY

VÝHŘEVNOST MĚRNÉ HMOTNOSTI

[%]

[MJ/kg]

[kg/m3]= [kg/prm] [kg/plm]

[kg/prms]

15

14,605

678

475

278

Jehličnaté 15 dřevo

15,584

486

340

199

borovice

20

18,4

517

362

212

vrba

20

16,9

olše

20

16,7

habr

20

16,7

akát

20

16,3

dub

20

15,9

685

480

281

jedle

20

15,9

jasan

20

15,7

buk

20

15,5

670

469

275

smrk

20

15,3

455

319

187

bříza

20

15,0

modřín

20

15,0

topol

20

12,9

Dřevní štěpka

30

12,18

Sláma obilovin

10

15,49

120

(balíky)

Sláma kukuřice

10

14,40

100

(balíky)

Lněné stonky

10

16,90

140

(balíky)

Sláma řepky

10

16,00

100

(balíky)

Listnaté dřevo

210

- 23 -

7. HISTORIE TTS TŘEBÍČ Bývalé okresní město Třebíč se nachází v kraji Vysočina v jihovýchodní části České republiky, žije zde cca 40 000 obyvatel.

7.1. Profil společnosti TTS energo s.r.o. Společnost TTS energo s.r.o. vznikla dne 20. 10. 1994 zápisem do obchodního rejstříku pod původním názvem TŘEBÍČSKÁ TEPELNÁ SPOLEČNOST s.r.o. K přejmenování společnosti došlo k datu 10. 4. 2004. Praktickou činnost zahájila společnost dne 1. 1. 1995, kdy došlo k převodu tepelného hospodářství z Okresního bytového podniku na Město Třebíč. Hlavními předměty podnikání společnosti jsou činnosti provozované na základě licence udělené Energetickým regulačním úřadem. Jedná se především o výrobu a rozvod tepelné energie, výrobu a distribuci elektrické energie a distribuci zemního plynu. TTS energo s.r.o. dále zajišťuje montáž a opravy vyhrazených plynových zařízení, opravy a montáž měřidel, poskytuje poradenství v energetice a další. V rámci zmíněných licencí je společnost TTS energo s.r.o. provozovatelem tepelného hospodářství města Třebíč. Provozuje 6 centrálních zdrojů tepla (výroba tepelné energie ze zemního plynu). Společnost dále zajišťuje provoz 17 kogeneračních jednotek. Celé tepelné hospodářství je řízeno z centrálního dispečinku. Tento dispečink je umístěn v objektu Teplárny Sever na ulici Rafaelova a je v provozu 24 hodin denně.

7.2. Profil společnosti TTS eko s.r.o. Firma TTS eko s.r.o. vznikla počátkem roku 1993 (dříve NUCLEA) a její sídlo je v Třebíči. V rámci ekologického programu se firma zabývá především vývojem, konstrukcí, dodávkou, montáží a servisem kotlů a kotelen na spalování biomasy. V současné době jsou ve výrobním programu kotle tří typových řad ve výkonovém rozsahu 500 kW až 10 MW. Nižší výkonovou řadů tvoří kotle s názvem Ekovariant a je možno je vyrobit v rozmezí parametrů 500 až 1000 kW. Tyto kotle jsou určeny pro vytápění průmyslových objektů, budov s přípravou TUV, škol, nemocnic, pivovarů, papíren či různých dřevozpracujících závodů.

- 24 -

Řadu kotlů, splňujících vyšší nároky zákazníka tvoří kotle s názvem Vesko-B. Tyto kotle vynikají především odolností vůči vlhkostem a druhům spalovaných paliv, bezporuchovou technologií dopravních cest a rovněž i vysokou účinností při spalování. Jsou vyráběny ve výkonových řadách 1 až 10 MW a lze jej vyrobit v teplovodním či horkovodním provedení. Počátkem roku 2006 se dostala tomuto výrobku nejvyšší pocta. Díky unikátní technologii kotle Vesko-B získal výrobek ocenění Zlatou medaili a Certifikát kvality SLOVAK GOLD. Palivem pro tyto kotle je dřevní biomasa. Jedná se o dřevní hmotu nízké kvality s obsahem vlhkosti až 60%, vznikající při zpracování dřeva na pilách, těžení dřeva, pěstebních pracích v lese a odpady z dřevozpracujícího průmyslu – piliny, hobliny, kůra, odřezky, dřevní štěpka. Novinkou v oblasti spalování biomasy jsou bezesporu kotle na spalování slámy. Sláma je v kotlích spalována ve formě hranatých balíků. Může se jednat jak o slámu obilnou, tak řepkovou. Kotle na její spalování tvoří typovou řadu Vesko-S s výkonovým rozsahem 2,0 - 5,0 MWt. První kotel na spalování slámy byl instalován na Teplárně Sever na vícepalivovém tepleném zdroji v Třebíči. Má výkon 5,0 MW a do provozu byl slavnostně uveden začátkem dubna roku 2007. Téhož roku se firma začala zabývat výrobou a dodávkou zařízení ORC. Jedná se o kogeneraci z biomasy pomocí Organického Rankinova cyklu. Systém je využíván pro společnou výrobu tepla a elektrické energie z biomasy. Zařízení pracuje na principu konvenční parní elektrárny, ovšem za použití speciální organické látky. Do technologického systému se dodává spolu s kotlem na spalování biomasy (dřevního odpadu), doplněným termoolejovým výměníkem. Bezesporu největší výhodou tohoto způsobu kogenerace je rychlá ekonomická návratnost díky státní podpoře v podobě garantované výkupní ceny tzv. zelené elektřiny.

- 25 -

8. SPALOVACÍ KOTLE NA TTS TŘEBÍČ 8.1. Kotel na štěpku 8.1.1. Kotel Vesko -B Je samonosný celosvařovaný skříňové konstrukce. Kotel VESKO-B spaluje biomasu na přesuvném roštu, nad kterým vhodně tvarovaná klenba vyvozuje protiproudé uspořádání spalin, které napomáhá ke zkrácení doby vysušení paliva. Spodní část kotle tvoří ohniště se suvným šikmým roštem. Rošt je ovládán hydraulickým mechanismem, je chlazený pásmovaným primárním vzduchem. Na ohništi je postaven tlakový díl. Kotel je opatřen tepelnou izolací, krytou ocelovým plechem s plastovým povlakem. Schéma č.5.: Schéma kotle Vesko- B

- 26 -

A) Hlavní části kotle: 1. Vyhřívaný vstup paliva 2. Roštová komora 3. Trysky sekundárního vzduchu 4. Vírová komora 5. Dohořívací komora 6. Trubkový výměník 7. Vzduchové ventilátory 8. Odvod popele 9. Zavážecí lis paliva B) Druhy paliva Konstrukce ohniště spolu s používaným způsobem dopravy paliva hydraulickým vyhrnovačem s velkou prostupností umožňuje spalovat i méně kvalitní dřevní hmoty, vznikající při zpracování dřeva na pilách, těžení dřeva, pěstebních prací v lese. Jedná se tedy o směs pilin, odřezků, kůry, dřevní štěpky, hoblin apod.

C) Doprava paliva Palivo je ze skladu paliva dopravováno do mezizásobníku. Odtud je do ohniště kotle dopravováno pomocí hydraulického zavážecího lisu. Před vstupem na spalovací rošt je palivo protlačováno vyhřívaným tunelem (vyhřívání topnou vodou), kde dochází k předsušení paliva.

D) Výhody koncepce Samočisticí schopnost kotle: - sklon roštu, tvar keramické klenby, výpad do popelového kontejneru bez nutnosti rozbíjení škváry dovolují spalovat i velmi spékavý materiál - velká dohořívací komora se správným sklonem klenby odloučí až 40% úletového popílku - zchlazení spalin v dohořívací komoře na teplotu nižší než je teplota tavení popílku zabraňuje napékání popílku na žárové trubky výměníku. - svislá orientace žárových trubek výměníku zabraňuje zanášení výměníku návějemi popílku, který je odváděn z vratné komory do kontejneru

- 27 -

E) Velká průchodnost kotle: - dopravní cesty jsou komplexně řešeny podavači s přímočarým vratným pohybem vyvozeným hydraulickými válci - kompletní cesta má velkou průchodnost (průřez až 1200 x 280 mm) - dopravní cesta nemá sklony k ucpávání (například šnekové podavače, popřípadě turnikety nejsou schopné přepravovat nedrcenou kůru, mají sklon k ucpání vlivem provazců nedrcené kůry) - dopravní cesty jsou schopné přepravit i velké procento nespalitelných příměsí (kamení, ocelové kusy apod.)

F) Kontejner roštového popele: - roštový popel padá do kontejneru, který je speciálním mechanismem spojen přímo s kotlem, tvoří s kotlem jeden prostor - není vřazen žádný uzavírací element, který by zmenšoval průchodnost popele

G) Dokonalá automatika kotle: - spalování je optimalizováno na základě podtlaku ve spalovacím prostoru podle přebytku kyslíku ve spalinách - podávání paliva a pohyb na roštu je řízen podle vlastností paliva - všechny měřené veličiny, zásahy zabezpečovacího zařízení a poruchy jsou přenášeny na dispečink

H) Určení: Kotle VESKO-B jsou určeny pro průmyslové podniky s větší potřebou tepla, výtopny centrálního zásobování teplem, obecní výtopny, školy a školky, plavecké areály, hotelové komplexy, pilařské provozy a jiné. Koncepce VESKO-B umožňuje vyrobit kotel optimálních parametrů podle konkrétních požadavků teplovodní sítě a to v rozmezí parametrů: Tepelný výkon 1 - 10 MW Pracovní přetlak 0,3 – 0,6 MPa Pracovní teplota 90 – 110 °C

- 28 -

Dle přání zákazníka lze kotel vyrobit v horkovodním provedení s pracovním přetlakem do 1,0 MPa.

I) Celkové výhody kotlů Vesko-B: - vliv na životní prostředí - hodnota zplodin je daleko nižší, než povoluje norma - pročišťování lesů - díky možnosti spalování méně hodnotných dřevních odpadů lze vyrobit nejlevnější teplo na trhu - kotle nejsou závislé na plynových rozvodech, to je výhoda zvláště v odlehlých obcích a na okrajích měst - nenáročnost na obsluhu (max. 2 hodiny obsluhy jednoho pracovníka denně) - vysoká úspora CO 2 – obchod s emisními povolenkami - ekologická likvidace odpadů - využití biomasy - popel a škváru lze kompostovat - možnost získání dotací z národních či evropských prostředků - vysoká životnost a pracovní spolehlivost

8.1.2. Kotel EKOVARIANT Kotel je samostatný celosvařovaný válcové konstrukce. Základem je kotlové těleso válcového tvaru na požadované médium a potřebný výkon v horizontálním třítahovém uspořádání. Zvětšený plamenec vytváří ideální podmínky pro vestavbu dostatečně prostorné spalovací komory včetně dohořívací zóny a použití vhodného roštu. Spalovací komora je opatřena vyzdívkou, která má tvar a velikost odovídající konkrétnímu druhu zadaného paliva a požadavku rozložení teplot ve spalovací komoře s ohledem na dokonalé spalování a nízké emise. Na konci spalovací komory je dohořívací zóna, kde dochází ke zchlazení popelovin a dohoření spalin před vstupem do konvekční části kotle. Na plamenec se spalovací komorou navazují dva svazky žárových trubek a kolektor pro odvod spalin. Plamenec a obě obratové komory jsou opatřeny dveřmi pro čištění, servis, údržbu a případné opravy.

- 29 -

Schéma č.6.: Schéma kotle Ekovariant

A) Hlavní části kotle 1) Vstup paliva 2) Spalovací komora 3) Dohořívací komora 4) Primární vzduch 5) Sekundární vzduch 6) Pevný vodou chlazený rošt 7) Obratová komora I. 8) Obratová komora II. 9) Žárové trubky 10) Kolektor pro odvod spalin

B) Druhy paliva Kotle EKOVARIANT jsou určeny pro spalování různých forem dřevního paliva (piliny, hobliny, štěpky, prach, odřezky, kůra, pelety, brikety, a.j.) a různých fyzikálních vlastností (vlhkostí, hustotou, zrnitostí, výhřevností, obsahem popelovin, teplotou tavení popelovin, atd.) vznikajících při zpracování dřeva na pilách, těžení dřeva, pěstebních pracích v lese.

- 30 -

C) Doprava paliva Palivo je ze skladu paliva dopravováno do mezizásobníku (popř. sila). Odtud je do ohniště kotle dopravováno pomocí šnekových dopravníků. Technologie kotle umožňuje použití rovněž hydraulického zavážecího lisu, který lze použít pro dopravu dřevní hmoty nestále frakce. Před vstupem na spalovací rošt je palivo protlačováno chlazeným tunelem, čímž dochází zamezení prohoření paliva.

D) Výhody koncepce široká nabídka spalovacího zařízení a jeho příslušenství, která pokrývá veškeré možnosti a potřeby vyskytující se v praxi při spalování dřeva a dřevních odpadů - konstrukčkně perfektně propracovaný a ucelený systém - vysokou kvalitou spalování a nízkými emisemi - garantujeme emisní limity platné v zemích Evropské unie - vysoké užitné vlastnosti našich výrobků - komplexní a individuální péče o zákazníka - operativní pozáruční servis

E) Odučovač popílku Odlučuje tuhé látky ze spalin, tzv. úletový popílek, který dopravuje do kontejneru. Multicyklón se skládá ze skříně s výsypkou, opatřenou vstupním a výstupním hrdlem. Je opatřena izolací z minerální vlny krytou plechem, která snižuje možnost kondenzace par ve spalinách. Výstup popílku z multicyklónu je do vlastního kontejneru, který se musí v případě zaplnění vyměnit za prázdný.

F) Odškvárování kotle Vynášení popelovin ze spalovací komory je může být provedeno: Automaticky: popelovým dopravníkem umístěným ve spodní části spalovací komory za dohořívací zónou šikmého roštu vyúsťujícím do popelového kontejneru, který je vybaven víkem (pro zamezení prašnosti). Dopravník je umístěn v příčném žlabu a je s vlastním pohonem, za kterým následuje tlakový uzávěr oddělující spalovací komoru od vnějšího prostředí. Obsluha plný popelové kontejnery dopravuje před kotelnu, kde jsou vyměněny za prázdné a v prostoru před kotelnou chladnout před odvezením. - 31 -

S občasnou obsluhou: - dveřmi plamence je popel vybírán ze spalovací šachty a ze dna spalovací komory. Časový interval vyhrnování popele je dán druhem a obsahem popelovin ve spalovaném palivu.

G) Dokonalá automatika kotle Automatika řízení zahrnuje jednak dopravu paliva, jednak řízené spalování (pro udržení vysoké účinnosti kotle a kvalitních emisí). Kvalitu spalování je možné mimo jiné řídit podle přebytku kyslíku ve spalinách.

H) Určení: Kotle EKOVARIANT jsou určeny pro vytápění : - průmyslových objektů (hal, sušáren...) - budov s přípravou TUV (úřady, školy...) - závodů s menší spotřebou pro technologické účely (nemocnice, prádelny...) - závodů s velkou spotřebou pro technologické účely (pivovary, papírny...) Tato koncepce umožňuje vyrobit zdroj tepla optimálních parametrů řešící specifické požadavky tepelné sítě při minimálních zástavbových rozměrech. Kotel můžeme dodat v provedení teplovodním, horkovodním a parním v rozmezí parametrů: Tepelný výkon 0,4÷ 1,2 MW Pracovní přetlak 0,3 ÷ 1,0 MPa

I) Celkové výhody kotlů Ekovariant: - vliv na životní prostředí - hodnota zplodin je daleko nižší, než povoluje norma - pročišťování lesů - díky možnosti spalování méně hodnotných dřevních odpadů lze vyrobit nejlevnější teplo na trhu - kotle nejsou závislé na plynových rozvodech, to je výhoda zvláště v odlehlých obcích a na okrajích měst - nenáročnost na obsluhu (max. 2 hodiny obsluhy jednoho pracovníka denně) - vysoká úspora CO 2 – obchod s emisními povolenkami - ekologická likvidace odpadů - využití biomasy - popel a škváru lze kompostovat - 32 -

- možnost získání dotací z národních či evropských prostředků - vysoká životnost a pracovní spolehlivost

8.2. Kotle na slámu 8.2.1. Kotel Vesko - S Kotel VESKO-S je samostatný celosvařované skříňové konstrukce. Spodní část kolte tvoří skříň roštů, stěny spalovací komory jsou chlazené vodou. Rošt je chlazený spalovacím vzduchem, je ovládán hydraulickým mechanismem. Spaliny nejprve prochází prvním tahem konvenčního výměníku, dále postupují do dvoutahového odděleného vodního výměníku. Spaliny jsou z kotle odsávány přes systém odprášení spalinovým ventilátorem a jsou odváděny do komína.

Schéma č.7.: Schéma kotle Vesko – S

- 33 -

A) Hlavní části kotle 1) Zakladač paliva 2) Dopravník slámy 3) Stříhací mechanismus 4) Branka 5) Šikmý suvný rošt 6) Přívod spalovacího vzduchu 7) Zapalovací klenba 8) Spalovací komora 9) Oddělený výměník 10) Dopravník popele

B) Druhy paliva Obilná, řepková sláma, tritikále, len Balíky o rozměrech: šířka 1,2 m, výška 0,7 m, délka 2,2 až 2,5 m šířka 1,2 m, výška 0,9 m, délka 2,2 až 2,5 m šířka 1,2 m, výška 1,2 m, délka 2,2 až 2,5 m hmotnost balíků 200 až 350 kg Parametry slámy: výhřevnost min. Qir = 13,9÷15,1 MJ/kg vlhkost max. Wr = 11÷17 % šířka 1,2 m, výška 1,2 m, délka 2,2 až 2,5 m popelnatost max. Ar = 5,3 %

C) Doprava paliva Palivo (balíky slámy) jsou vysokozdvižným vozíkem naváženy do prostoru pod zakladačem. Zakladač dále podává balíky slámy na dopravník, který je přesouvá do stříhacího mechanismu. Zde jsou balíky slámy postaveny do svislé komory, pomocí nože jsou děleny, pístem jsou části balíku protlačovány chlazeným tunelem na rošt kotle. Aby nedocházelo ke zpětnému zahoření je při zpětném pohybu pístu palivová cesta přehrazena brankou (vodou chlazené hradítko).

- 34 -

D) Výhody koncepce Podávání paliva : uložení balíků slámy vysokozdvižným vozíkem do sloupců pod jeřábový zakladač minimalizuje potřebnou půdorysnou plochu pro skladování a manipulaci se slámou dělení balíku slámy ve stříhacím mechanismu má minimální energetické nároky, není nutná jakákoliv úprava balíku slámy před vstupem do kotle (například odstraňování motouzu), zatížení ostří nože je minimální – není nutná častá výměna svislá orientace žárových trubek výměníku zabraňuje zanášení výměníku návějemi popílku, který je odváděn z vratné komory do kontejneru Spalovací komora: spalovací komora je kompletně chlazená teplonosným mediem, stěny spalovací komory tvoří výměník. Chlazení spalovací komory minimalizuje spékaní popelovin Dokonalá automatika kotle: spalování je optimalizováno na základě podtlaku ve spalovacím prostoru podle přebytku kyslíku ve spalinách podávání paliva a pohyb na roštu je řízen podle vlastností paliva všechny měřené veličiny, zásahy zabezpečovacího zařízení a poruchy jsou přenášeny na dispečink

E) Určení: Kotle VESKO-S jsou určeny pro průmyslové podniky s větší potřebou tepla, výtopny centrálního zásobování teplem, obecní výtopny, školy a školky, plavecké areály, hotelové komplexy a jiné. Koncepce VESKO-S umožňuje vyrobit kotel optimálních parametrů podle konkrétních požadavků teplovodní sítě a to v rozmezí parametrů: Tepelný výkon 2 - 5 MW Pracovní přetlak 0,3 – 0,6 MPa Pracovní teplota 90 – 110 °C Celkové výhody kotlů Vesko-S: vliv na životní prostředí hodnota zplodin je daleko nižší, než povoluje norma díky možnosti spalování cenově dostupné slámy lze vyrobit nejlevnější teplo na trhu kotle nejsou závislé na plynových rozvodech, to je výhoda zvláště v odlehlých obcích a na okrajích měst - 35 -

nenáročnost na obsluhu (max. 2 hodiny obsluhy jednoho pracovníka denně) vysoká úspora CO 2 – obchod s emisními povolenkami ekologická likvidace odpadů využití biomasy popel a škváru lze kompostovat možnost získání dotací z národních či evropských prostředků vysoká životnost a pracovní spolehlivost

9. ZDROJE TEPLA NA BIOMASU NA TTS 9.1. Teplárna Sever, Rafaelova 1115, Třebíč

Vícepalivová teplárna na biomasu vč. výroby elektřiny Bývalá uhelná kotelna byla od roku 2000 postupně přebudována na vícepalivový tepelný zdroj severní části Třebíče. Nyní zásobuje především sídliště Hájek a Nové Dvory. Aktuálně je vytápěno 4571 bytů, 4 školy, 6 školek, hotel Atom a plavecký areál Laguna. - 36 -

Zdrojovou část teplárny tvoří následující jednotky: Kotel VESKO-S o výkonu 5,0 MWt na spalování balíků slámy Kotel VESKO-B o výkonu 3,0 MWt na spalování dřevní biomasy Kotel VESKO (termoolejový kotel) o výkonu 7,0 MWt na spalování dřevní biomasy Zařízení ORC o výkonu 1000 kWe na výrobu elektrické energie Akumulační nádrž o objemu 1800 m3 Plynový kotel o výkonu 6 MWt Plynový kotel o výkonu 5 MWt Kombinovaný kotel o výkonu 6 MWt - spalování LTO, zemní plyn Kombinovaný kotel o výkonu 5 MWt - spalování LTO, zemní plyn Kogenerační jednotky Tedom - 2 x 140 kW, 2 x 132 kW, 22 kW Celková délka teplovodních rozvodů: 13163 m

9.2. Teplárna Jih, Průmyslová 159, Třebíč

Vícepalivová teplárna na biomasu vč. výroby elektřiny Bývalá mazutová kotelna byla od roku 2007 postupně přebudována na vícepalivový tepelný zdroj jižní části Třebíče. Nyní zásobuje především sídliště Horka Domky, nemocnici a průmyslové objekty. Zdrojovou část teplárny tvoří následující jednotky: Kotel VESKO-S o výkonu 5,0 MWt na spalování balíků slámy Kotel VESKO-S o výkonu 5,0 MWt na spalování balíků slámy

- 37 -

kombinovaný kotel LOOS 12MWt - zemní plyn/LTO Akumulační nádrž o objemu 2800 m3 Kogenerační jednotky Tedom - 140 kW + 132 kW Celková délka teplovodních rozvodů: 7829 m Celkový tepelný výkon zdroje: 27 MWt Celkový elektrický výkon zdroje: 300 kW Počet zásobovaných bytů: 1886 Počet napojených objektů: 60 Výška komína: 95 m

Mapa dodávky zdroje tepla

Teplárna Sever Teplárna Jih

- 38 -

10.TTS NAKUPUJE NÁSLEDUJÍCÍ DRUHY BIOMASY - zelená štěpka - pilina - kůra - hnědá štěpka - sláma - odpadní biomasa (klest vznikající údržbou parků, vánoční stromky, odpadní dříví – nevratné dřevěné obaly, demoliční dříví

10.1 Technické parametry nakupovaného paliva:

SLÁMA: Slámou se rozumí obilná sláma z obilovin: Pšenice, žita, ječmene. Sláma bude svázaná do balíků o rozměru šířka 120 x výška 70 x délka 240 cm, šířka 120 x výška 90 x délka 240 cm, šířka 120 x výška 120 x délka 240 cm s rozměrovou tolerancí délky balíku maximálně +/- 10 cm. Vlhkost Slámy v rozmezí 0 – 16 %.

- 39 -

KŮRA: Odpad vzniklý po odkornění smrkového, jedlového, borového, bukového, dubového, modřínového dřeva. Kvalitativní znaky: příměs dřevních ořezů max. délka 20cm, max. šířka 15 cm - do 5 % podílu, příměs pilin, štěpků a hoblin je přípustná, příměs minerálních látek, kovu, plastu není přípustná.

PILINY: Jemně drcená frakce smrkového, jedlového, borového, dubového, bukového, modřínového dřeva bez kůry Kvalitativní znaky: u jednotlivých dodávek je přípustné namíchání jednotlivých sortimentů, příměs kůry v jedné dodávce je možná do 10 % hmotnosti dodávky.

HNĚDÁ ŠTĚPKA: Smrkové, jedlové, borové, modřínové, dubové, bukové štěpky včetně kůry vyrobené z pilařského odpadu

ZELENÁ ŠTĚPKA: Smrkové, jedlové, borové, modřínové, dubové, bukové štěpky včetně kůry vyrobené ze zbytkového dřeva po těžbě – hmota nehroubí, z hmoty údržby veřejné i soukromé zeleně včetně údržby vodotečí.

- 40 -

11.PŘEHLED CEN Tab. č.2.: Přehled cen

Schéma č.8. : Procentické rozdělení využití biomasy

- 41 -

12. ZÁVĚR Obnovitelné zdroje v současné době sehrávají čím dál větší význam při pokrývání energetických potřeb naší společnosti. Biomasa mezi těmito zdroji zažívá jednoznačně největší boom.V současné době, kdy dochází ke snížení klasických zásob tepelných zdrojů jako jsou uhlí, koks, plyn, mazut je použití obnovitelných zdrojů vhodným řešením. Dalším pozitivem je ekologický odpad dále plynné exhaláty neznečišťují v takové míře ovzduší jako neobnovitelné zdroje. Proto na každou květinu, bylinu, keř či strom lze pohlížet na možný budoucí zdroj energetické biomasy. Obnovitelnost biomasy je obrovská výhoda, které by jsme si měli vážit. Díky vzrůstajícímu využití biomasy se pozvolna mění hospodaření jak v lesích, tak na polích. Na polích jsou pěstovány energeticky výhodné rostliny ( energetický šťovík, konopí seté, ozdobnice čínská, kostřava rákosovitá, topoly, vrby a další ), v lesích rychle rostoucí dřeviny. Oba druhy hospodaření mají jediný cíl a to vyprodukování co největšího množství biomasy pro energetické využití, na co nejmenší ploše. Produkce biomasy nemusí být využívána jen jako palivo pro spalování. Dřevní hmota je též využívána jako materiál pro komposty, výrobu nábytku,…. Na firmách TTS energo s.r.o. a TTS eko s.r.o. bylo prakticky ukázáno využití biomasy. Byly zhodnoceny jednotlivé druhy kotlů, vliv na životní prostředí, hodnoty zplodin, náročnost obsluhy a mnoho dalších kritérií.

- 42 -

13. POUŽITÁ LITERATURA a) Odborná literatura Kára, J. -- Pastorek, Z. Biomasa : obnovitelný zdroj energie. Praha: FCC Public, 2004. 286 s. Brož, K. -- Šourek, B. Alternativní zdroje energie. 1. vyd. Praha: Vydavatelství ČVUT, 2003. 213 s Kára, J., Adamovský, R.: Praktická příručka - obnovitelné zdroje energie. MZE ČR, Praha, 1993. Kára, J., Šrámek, V., Hutla, P., Stejskal, F., Kopická, A.: Využití biomasy pro energetické účely. ČEA, Praha, 1997

B) Firemní literatura: TTS holding s.r.o. R TRADING s.r.o. Čez a.s. Výzkumný ústav Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví, v.v.i. CE WOOD, a.s CZ Biom – České sdružení pro biomasu Biomasa s.r.o. Eko WATT CZ s.r.o. Actum s.r.o. Rehau, s.r.o.

- 43 -