Węgiel kamienny (barwa czarna) i węgiel brunatny (barwa zbliżona do brązowej) są nieodnawialnymi źródłami energii wykorzystywanymi jako surowce opałowe m.in. w elektrowniach oraz elektrociepłowniach o różnej mocy.

Te paliwa kopalne powstały z surowców organicznych, które przez setki tysięcy lat znajdowały się pod powierzchnią ziemi, gdzie poddawane były działaniu wysokiego ciśnienia. Co ciekawe węgiel kamienny powstał w erze paleozoicznej.

Pomimo wielu podobieństw surowce te różnią się kilkoma istotnymi cechami. Przede wszystkim węgiel kamienny posiada wyższą wartość opałową – ilość czystego węgla w jego składzie waha się w granicach 75% – 90%. Ponadto węgiel kamienny jest twardszy od węgla brunatnego i dużo lepiej pochłania wodę, co przekłada się na jego wartości rynkową. Cenny węgla kamiennego są znacznie wyższe od cen węgla brunatnego.

Dzięki wysokiej kaloryczności, która ma wydatny wpływ na wartość opałową – węgiel kamienny jest stosowany dużo częściej w dużych elektrowniach i elektrociepłowniach.

Węgiel brunatny powstał w erze kenozoicznej. Ilość czystego węgla w jego składzie oscyluje w granicach 62% – 75%. Warto pamiętać, że podczas spalania węgla brunatnego powstają znaczne ilości popiołu, co wydatnie spowalnia pracę kotłowni. Dlatego dużo częściej wykorzystywany jest na tzw. rynkach lokalnych, w mniejszych elektrowniach i elektrociepłowniach. Jego istotną wadą jest również stosunkowo skomplikowany proceder rozładunku (węgiel ten pod wpływem wilgoci grupuje się w lepkie bryły).

Niezależnie od rodzaju wykorzystywanego węgla każda elektrownia musi posiadać odpowiedni układ nawęglania. Układ taki tworzą urządzenia oraz instalacje m.in. bocznice lub porty (odbierają węgiel pochodzący z transportu zewnętrznego), stanowiska i urządzenia do rozładunku, składy i magazyny, zasobniki przykotłowe, wagi i kruszarki oraz urządzenia przeładunkowe funkcjonujące bezpośrednio na ścisłym terenie elektrowni.

Oczywiście w zależności od mocy elektrowni, usytuowania i wykorzystywanego przez nią paliwa komponenty danego układu nawęglania mogą różnić się od siebie. Np. elektrownie korzystające z węgla brunatnego budowane są nieopodal kopalni odkrywkowych i do jego transportu używa się m.in. przenośników taśmowych.

Kluczowym segmentem gospodarki paliwowej w elektrowniach są składy węgla. Tego typu składy tworzy się, żeby uniezależnić elektrownie od ewentualnych przerw w dostawie paliwa. Składy dzieli się na te stałe (są to duże rezerwy węgla przygotowane na wypadek długich przerw w jego dostawach) oraz podręczne zwane buforowymi (mniejsze rezerwy węgla przygotowane na wypadek krótszych przerw w jego dostawach np. z powodu świąt).

Składy mają charakter otwarty, jednak muszą cechować się wysoką szczelnością i brakiem wilgoci. Żeby ograniczyć wykorzystywaną przestrzeń - składy powinny być możliwie jak najwyższe, jednak mieścić się w wyznaczonych normach bezpieczeństwa (wysokie ryzyko samozapłonu szczególnie w przypadku węgla brunatnego).

W elektrowniach parowych do obsługi składów węgla wykorzystywane są głównie zwałowarki szynowe obrotowe, ładowarki kołowe, spychacze oraz przenośniki taśmowe.

Ze względu na m.in. rosnące cenny węgla, do zasilania elektrowni paliwem stałym stosuje się biomasy, czyli biodegradowalny rodzaj odpadów roślinnych i zwierzęcych pochodzących najczęściej z produkcji rolnej czy szeroko pojęte substancje organiczne. Proces spalania biomasy jest procesem odnawialnym i nie powoduje wzrostu CO2 w ziemskiej atmosferze.

Największą wadą biomasy jest jej stosunkowo niska wartość opałowa w porównaniu do węgla kamiennego. Powodem takiej niewielkiej wydajności energetycznej biomasy jest jej mała gęstość usypowa.

RLZEPDkPZrT2F

Rys. 7.2. Schemat gęstości usypowej (energetycznej) różnych paliw, biomasy i odpadów: 1. Olej opałowy; 2. Węgiel kamienny (energetyczny); 3. Węgiel brunatny; 4. Torf; 5. Zrębki; 6. Wióry; 7. Trociny; 8. Kora; 9. Pelety; 10. Słoma; 11. Brykiety ze słomy; 12. Ziarno roślin zbożowych; 13. Mączki mięsno‑kostne; 14. Miejskie odpady stałe; 15. Paliwo z odpadów; 16. Papierowe odpady; 17. Odwodnione osady ściekowe; 18. Wysuszone osady ściekowe; 19. Rozdrobnione odpady gumowe; 20. Rozdrobnione tworzywa sztuczne

Biomasy dzieli się na biomasy mokre oraz biomasy suche.

Biomasy mokre to świeżo zebrane lub wykopane materiały roślinne lub zwierzęce (np. trawy, resztki warzyw i pożywienia) przez co zawierają znaczne ilości wody, która zasadniczo zmniejsza ich palność. Surowe biomasy cechują się dużą zawartością wilgoci (45‑60%).

Biomasy suche to materiały roślinne lub zwierzęce (np. siano, słoma, drewno, trociny), które zostały osuszone w celu usunięcia wody. Dzięki temu ich palność jest lepsza.

Biomasy roślinne powstają dzięki procesowi fotosyntezy, podczas której tworzy się energia chemiczna, która zgromadzona jest w energii biomasy. Energię tę wykorzystuje się na wiele sposób, m.in. przez:

• bezpośrednie spalanie biomasy za pomocą węgla lub oleju opałowego

• zgazowanie lub fermentację biomasy i spalenie powstałego w ten sposób gazu

• produkcję biopaliw oraz alkoholu z roślin oleistych oraz płodów rolnych

Warto pamiętać, że biomasy nie są w stanie zastąpić dużych ilości węgla w kotłach pyłowych.

Obecnie coraz popularniejszą metodą pozyskiwania energii jest wykorzystanie odpadów komunalnych do zasilania tzw. instalacji ITPOE (Instalacja Termicznego Przetwarzania z Odzyskiem Energii).

Warto pamiętać, że ilość generowanych przez człowieka odpadów komunalnych wzrasta rokrocznie. Część z nich (ok. 22%) cechuje się wysoką kalorycznością energetyczną, która może być wykorzystana do lokalnej produkcji ciepła i energii elektrycznej. Odpady te można spalać w specjalnych spalarniach i częściowo zaspokajać potrzeby energetyczne np. niektórych gałęzi gospodarki.

Podstawowym paliwem instalacji ITPOE są niesegregowane odpady komunalne, które są często uzupełniane o pozostałości z sortowania zmieszanych odpadów komunalnych.

Odpady komunalne to m.in. różnego rodzaju odpady produkowane przez gospodarstwa domowe (np. artykuły higieniczne, znoszone ubrania, resztki żywności pochodzenia zwierzęcego) oraz odpady niezawierające odpadów niebezpiecznych, pochodzące od innych wytwórców odpadów (np. małych zakładów pracy).

Dzięki spalaniu odpadów w ITPOE redukowana jest masa odpadów trafiających na wysypiska (odpady te mogą np. zatruwać wody gruntowe), zmniejsza się również koszt ich składowania oraz transportu.

Wróć do spisu treściD1EFjWdF6Wróć do spisu treści

Powrót do materiału głównegoDKe2NeVcXPowrót do materiału głównego