Litteraturstudie : Tørking av flis til biobrensel

Abstract

Biobrensel har vært en av de viktige grunnen til at vi kunne overleve og er fortsatt den viktigste fornybare energiressursen vi har, nær 2/3 av klodens befolking har biobrensel som eneste eller mest brukte energibærer. Men ved industrialiseringen og det store hamskiftet, ble det enklere å transporter kull i stedet for ved. Senere tok fyringsolje og elektrisk energi over oppvarmingen i norske hjem. Den norske stat har satt som mål å øke bruken av bioenergi med 14 TWh inne 2020, det er også et politisk flertall for å forby fossiloppvarming innen 2020. For at dette skal kunne gjennomføres må også bonden ta sin del. Skogen er den største ressursen til biobrensel og biobrenselanlegg kan være en god løsning. Det er mulig å søke økonomisk støtte via bioenergiprogrammet for landbruket. Her kan en søke støtte til varmeanlegg på egne eiendom eller varmesalgsanlegg. Her kan en også søke støtte til lager/tørkebygg, forprosjektering og kompetanse o.l. Målet for dette litteraturstudiet har vært å undersøke løsninger for tørking av biobrensel på gårdsnivå; om det er nok å tørk virke naturlig i velte/lunne eller i haug, eller om en er avhengig av å tørke flisa kunstig for å oppnå best mulig virkningsgrad. Det er noen viktige faktorer som er med på å bestemme om ett flisparti er bra. Fuktighet er den styrende faktoren, men brennverdi, askeinnhold og vekt/densitet er også faktorer som er viktige egenskaper. Fuktighet i biobrensel beregnes på fuktighetsinnholdet i prosent av total vekta (Ft). Trevirke er et hygroskopisk materiale som vil si at når det er omgitt av fuktig luft vil det oppta fuktighet, men om det er omgitt av tørr luft vil det avgi fuktighet, dette defineres som likevektsfuktighet og er et viktig begrep og ha med seg ved tørking av biobrensel. Tørking av flis kan gjøres enten i form av naturlig tørking, tørking i flishaug eller kunstig tørking. Naturlig tørking er den billigste måten, og ved å syrefelle virket vil vannet fordampe ut gjennom bladene. I løpet av sommeren vil fuktigheten kunne gå fra ca. 50% til 30-35% fuktighet. Før høstregnet bør velta dekkes med GROT-papp og man kan ved neste sommer ha kommet ned i 25-30 % fuktighet. Tørking i flishaug kan også være en mulighet, men her kan energi og substanstapet være stort. I tillegg kan det være fare for arbeidsmiljø (sopp- og muggsporer) og/ eller selvantennelse. De flest gårdsanlegg har best virkningsgrad ved 20 % fukt, og eneste måten å få tørka flisa ned til 20 % er med kunstig tørking. Ved kunstig tørking er det mulig å bruke en universaltørke, og det finnes også mobilløsninger på markedet. I ei universaltørke er det mulig å lagre dobbelt så høyt sjikt med flis som med korn. For lufta er det enklere å komme gjennom et flis lag enn gjennom et korn lag. Flisstørrelsen og hvordan flisa har blitt lagt inn har virkning på hvor stort sjikt man kan tørke omgangen. Lengden på tørketida til flis er ikke like avgjørende som for korn. Den største utgiften er kostnaden til vifta, men har man et brensel med høy fuktighet og/eller naturlig tørking ikke lar seg gjennomføre, så er gevinsten ved kunstig tørking lønnsomt. For beregning av tørke er det et mål å ha en minimum luftgjennomstrøm på 11-14 cm/s og så stort luft behov som vifta kan tåle. Det er også en fordel å forvarme lufta, enten ved et solfangersystem eller ved bruk av varmebatteri fra flisfyringsanlegget. Naturligtørking av flis er en rimelig måte å tørke flis til biobrensel, men fuktighet kan være en krevende faktor. Eneste måten for å kunne oppnå best virkningsgrad på ovnen er ved kunstig tørking. Velger man å investere i et anlegg som kan fyre med råere flis er det mulig, ved god logistikk og planlegging at naturlig tørking vil være nok. En kort anbefaling: Bruk vår- og sommermånedene, få velta/lunna opp fra bakken ved å legge stokker under, pass på å ha god luftgjennomstrømning og soleksponering og til slutt dekk til velta/lunna med GROT-papp før høstregnet og vinteren.

Biofuel have been one of the key reason for human living and it still the most important renewable energy resource, almost 2/3 of the planet´s population has biofuel as the only or most use energy carrier. With industrialization and “the great transformation” (det store hamskifte) it became easier to transport coal instead of wood logs. Later took heating oil and electric energy over the heating in Norwegian homes. The Norwegian government has set a target to increase use of bioenergy with 14 TWh in 2020. It is also a political majority to ban the heating with fossil fuels in 2020. For this to be implement, the farmer has to take his/her part. Wood is the greatest resource for biofuel, and wood chip heating plant seems to be a god solution. It is possible to get financial support through the “Bioenergy program for the agricultural sector”. Her you can apply financial support to construction of heating system on your own farm or heating for sale facility, it is possibility to apply financial support for storage/ drying buildings, pre-planning and expertise and etc. The main goal for this review study was to investigate solutions for wood fuel drying on farm level; whether it is enough wit natural drying in piles or drying in comminute fuels or it depended on artificial drying to obtain the best efficiency. There are some important factor in determining whether one bulk of woodchip is good. Moisture content is the most important factor, but calorific value, ash content and weight/ density are also important factors. The moisture content in biofuel been calculate by water content in relation to the mass of fresh wood. Wood is a hygroscopic material it means when it surrounded by humid air the wood will absorb moisture, but if it´s surrounded by dry air the wood will give off moisture, this is defined as the equilibrium moisture to have in mind for drying wood chips. The drying of wood chip can be done naturally in piles, in comminute fuel or artificial. The naturally drying seems to be the cheapest solution, and in the “leaf season” the water will evaporate from the leaves. During the summer, the moisture content will be abel to go from about 50 % to 30- 35 % moisture. Before the autumn rain, the piles should be covered with GROT-cardboard (GROT-papp) and in the end of next summer, it can reach 25-30 %.Comminute fuel are also a solution for drying wood chip, but the energy and substance loss can be huge. In addition, there is a danger for working environment (fungus and mould) and/or self-ignition. The best efficient for wood heating systems are whit an moisture content of 20 %, the only way to get the wood chip to a moisture content of 20 % are whit artificial drying. The drying of chips you can use a multipurpose dryer and it also mobile dryers. You can store the double of wood chip than grain in a multipurpose dryer. The air pass easier through wood chip than grain. The wood chip size and how the chip has been placed, have an effect on the height of storing chip. The length of drying time for wood chip drying is not as crucial for grain. The major cost for drying is the fan, if the moisture content is high and/ or the natural drying goes wrong, will the artificial drying be economic. For calculating of the drying, the dimension is to have minimum airflow of 11 to 14 cm/s and the air the fan can tolerated. It is also advantageous to either preheat the air, by solar radiation system or by using heating coil form the heating system. Natural drying seems to be the cheapest way to dry wood chip, but moisture content can be challenging. The only way to reach the best efficient of the heating system it´s by artificial drying. If you chose to invest in an heating system that can use an higher moisture content, it is possible with good logistic and good planning, will natural drying be enough. Recommendation: use the spring- and summer season, build a platform for the pile, de sure to have good airflow and sun exposure and finally cover the pile with GROT-cardboard before the autumn rain and winter snow.