Barion Pixel

VGF&HKL szaklap

Fatüzelés I.

2008/6. lapszám | Ifj. Jakus István |  5470 |

Figylem! Ez a cikk 16 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A fa megújuló energiaforrás, hiszen a természetben újratermelődik. Égésekor csak annyi szén-dioxid keletkezik, amennyit a fa élete során lekötött. A faelgázosító kazánok segítségével pedig igen hatékonyan lehet őket elégetni. Folytatásokban ismertetjük a fa - égési szempontból - legfontosabb tulajdonságait.

A fa, mint energiahordozó

A fás növényi szervezetek az asszimiláció során a talajból felvett víz, a levegőből felvett oxigén segítségével napsugárzás hatására oxigént termelnek, miközben szilárd szerves anyag (C6H12O6) képződik. Az elégetés során eme folyamat fordítottja játszódik le: oxigénfel-vétel történik a levegőből, vízgőz és széndioxid képződik, hőfejlődés mellett. A fa elégetése során tulajdonképpen napenergiát hasznosítunk. Az égés során pontosan annyi szén-dioxid kerül a légkörbe, amennyit a fa élete során abból felvett. Ha évente nem tüzelünk el több fát, mint amennyi fa azon évben képződik, akkor többlet szén-dioxid-terhelés a légkört nem éri. Ugyanakkor ha nem tüzeljük el a fát, a korhadás során (amely tulajdonképpen lassú égés) ugyanannyi szén-dioxid kerül a légkörbe, mint tudatos eltüzeléskor. A fa fűtőértéke jelentős, az egyéb tüzelőanyagokhoz történő összehasonlítást az 1. táblázat tartalmazza.

A fa a következő vegyi elemeket tartalmazza:
kb. 50% szén,
kb. 43% oxigén,
kb. 6% hidrogén,
kis mennyiségű nitrogén
és éghetetlen anyagok.
A fa igen kicsi mennyiségben tartalmaz ként, ezért az égése során alig keletkezik a környezetet terhelő kén-dioxid.

A fenti vegyi elemek a fa alábbi összetevőiben találhatók:
cellulóz (a száraz faanyag 50%-a), fűtőértéke 4,8 kWh/kg,
lignin (a faanyag 25-30%-a), fűtőértéke 7,5 kWh/kg,
a cellulózhoz hasonló poliszacharidok, pl. poliózok, hemicellulózok, (együttesen a faanyag 20%-a), fűtőértékük 4,5 kWh/kg,
gyanták, viaszok, zsírok, olajok (a faanyag 5%-áig), 10 kWh/kg-ig terjedő fűtőértékkel.

A fának tehát annál nagyobb a fűtőértéke, minél több lignint és gyantát tartalmaz. Mivel a fenyőfák több lignint és gyantát tartalmaznak, mint a lombfák, a súlyra vetített fűtőértékük nagyobb, mint a lombfáké. A fenyőfák átlagos fűtőértéke 4,4 kWh/kg, a lombfáké 4,2 kWh/kg. Mivel a lombos faanyag sűrűsége nagyobb, mint a fenyőfáké, ezért az űrmértékre vetített fűtőértékük is nagyobb. Lombos fák esetében ez az érték 2100 kWh/űrm., fenyőfáknál 1600 kWh/űrm. A különféle fák fűtőértékét a 2. táblázat foglalja össze. A különféle tüzelőanya- gok - köztük a fák - összehasonlító fűtőértékét a 3. táblázat tartalmazza.

A fűtőérték és a víztartalom összefüggése

A frissen kitermelt zöld, ún. élőnedves fa tömegének felét a víz adja. Egyéves szakszerű, megfelelően szellőztetett szárítás után a víztartalom még mindig 15-20%. Az ilyen víztartalmú fát légszáraz fának nevezik. A fa higroszkopikus szerkezete miatt a levegő ter- mészetes páratartalmából vizet tud felvenni, ezért a légszáraz fa víztartalma az őszi időszakban 20% fölötti értékre növekszik. Ezért célszerű a fát közvetlenül tüzelés előtt belső térben előszárítani. Nedves fával történő tüzelés esetén az alábbi veszteségforrásokkal kell számolni.

A fában levő vizet forráspontig kell hevíteni, majd el kell párologtatni, és a gőzt is tovább kell hevíteni. Minden liter víz esetében ezért mintegy 700 Wh energiaveszteséggel számolhatunk, amely a kéményen gőz alakban távozik. Minden 10%-os többletnedvesség 9%-os fűtőérték-csökkenéssel jár. A víztartalom az égéskamra hőmérsékletét csökkenti. El nem égett gázok távoznak a kéményből vagy csapódnak le kátrány formájában. Energiát tartalmazó farészek nem égnek el, további veszteséget okozva.

Az el nem égett kátrány és korom a tüzelőberendezés füstcsatornáiban és kéményében lerakódik, hőleadó fűtőfelületeket szigetel, veszteséget okoz. Az el nem égett korom és a fagáz elégtelen égése miatt megmaradt részei a kéményen keresztül távozva a környezetünket szennyezik.

A fafűtés mellett szóló érvek

Hazai energiaforrás. A hazai erdők fanövedékét, azaz azt a fatömeget, amely egy év leforgása alatt az élő fákra évgyűrűk formájában lerakódik, pontosan nem ismerjük. Becsült érték alapján a hazai erdők évi növedéke 8-10 millió m3-re tehető. Ennek a gyakorlatban is hasznosítható úgynevezett nettó hányada 6-8 millió m3. A magyar tűzifapiac pontos adatai ugyancsak nem ismertek, de a tűzifapotenciál mintegy 3 millió m3-re tehető. Ez 770 millió liter fűtőolajnak vagy 818 millió m3 földgáznak felel meg. A hazai gyakorlatban meghatározó földgázt tekintve felhasználói áron mintegy 24,6 milliárd forintnyi energiahordozóról van szó, amely jelentéktelennek nem tekinthető. A fenti adatok úgynevezett vastagfára vonatkoznak. (Vastagfának nevezzük a legalább 7 cm vastag faanyagot.) A tűzifa megtermeléséhez és elégetéséhez nagyon kevés segédenergia kell. A kitermelés és szállítás során kevés környezetterhelő anyag szabadul fel. A szállítás csak csekély környezetvédelmi kockázattal jár, szemben például az olajtankerek szállítási kockázatával. A tűzifa tárolása a levegő és a természetes vizek tisztaságát nem veszélyezteti.

Korszerű tüzelőberendezésekben történő eltüzelés (pl. faelgázosító kazánok) estén a károsanyag-kibocsátás viszonylag alacsony értéken tartható. A fafűtés kén-dioxid- (SO2) és nehézfém-kibocsátása kifejezetten csekély. A tűzifa szén-dioxid- mérlege (CO2) gyakorlatilag semleges, leszámítva az előállításához és szállításához szükséges segédenergiákat. A fa újratermelődő nyersanyag. Ha az éves növedék meghatározott hányadát tüzeljük el tűzifaként, és ez tudatos erdőgazdálkodással párosul, akkor szemben a záros mennyiségű fosszilis tüzelőanyagokkal, a fa folyamatosan rendelkezésünkre fog állni.

(Folytatása következik!)