draft draft draft draft draft draft draft draft

MAN

UAL-

COM

BUST

IBILI

LEM

NOSI

MANUAL –COMBUSTIBILI LEMNOŞI

P R O D U C E R E | C E R I N Ţ E D E C A L I TAT E | C O M E R C I A L I Z A R E

BIOM

ASS T

RADE

CEN

TRES

2

2

W W W. B I O M A S S T R A D E C E N T R E S 2 . E U

MANUAL – COMBUSTIBILI LEMNOŞI B U Ş T E N I Ş I A Ş C H I I D E L E M NP R O D U C E R E , C E R I N Ţ E D E C A L I TAT E Ş I C O M E R C I A L I Z A R E

WWW.BIOMASSTRADECENTRES2.EU

Autori principali

Valter Francescato, Eliseo Antonini – AIEL Italian Agriforestry Energy Association – www.aiel.cia.it

Luca Zuccoli Bergomi – Dept. TeSAF, University of Padua – www.tesaf.unipd.it

Co-aautori

Christian Metschina – Lk-Stmk, Styrian Chamber of Agriculture and Forestry – www.lk-stmk.at

Christian Schnedl – WVB-Stmk GmbH, Styrian Forest Owners Association – www.waldverband-stmk.at

Nike Krajnc – SFI, Slovenian Forestry Institute – www.gozdis.si

Kajetan Koscik, Piort Gradziuk – POLBIOM, Polish Biomass Association – www.polbiom.pl

Gianfranco Nocentini – ARSIA, Tuscany Regional Agency for Agriculture and Forestry – www.arsia.toscana.it

Stefano Stranieri – GAL GAS, Local Action Group of Garfagnana-Lucca – www.assogaltoscana.it

Traducere

Ani Luana

Fotografii

AIEL, Dept. TeSAF, LK-Stmk

Cu sprijinul

EIE/07/054

Publicat

S.C.ICPE.Bistriţa S.A.,

Bistriţa str .Parcului nr.7,jud. Bistriţa-Năsăud

cod 420035 - România

www.icpebn.ro

Graphic design

Marco Dalla Vedova

Print

Editura Fundaţiei pentru Studii Europene-Cluj-Napoca, România

Copyright © 2008 by Authors

No part of this work may be reproduced by print, photocopy or any

other means without the permission in writing from the main authors.

IEE/10/115/SI2.591387

MANUAL -COMBUSTIBILI LEMNOŞI 3

CUPRINS

INTRODUCERE 5

CUVÂNT ÎNAINTE 6

1. UNITĂŢILE DE MĂSURĂ SPECIFICE 7

1.1 Volum 7

1.2 Greutate 7

1.3 Rapoarte greutate/volum 8

1.4 Terminologie referitoare la volum 8

1.5 Densitatea principalelor specii silvice 9

1.6 Densitatea în grămadă a principalilor combustibili solizi 11

1.7 Rate de conversie lemn rotund/buşteni/aşchii de lemn 11

2. CONŢINUTUL ÎN ENERGIE 15

2.1 Unităţi de măsura 15

2.2 Energie şi putere 16

2.3 Apa din lemn 17

2.4 Contracţia şi um+ area volumului 18

2.5 Umiditatea 19

2.6 Compoziţia chimică a biomasei 20

2.7 Valoarea calorică 21

2.8 Calculul analitic al valorii calorice 25

2.9 Valoarea energetică 27

2.10 Echivalenţe ale energiei cu combustibilii minerali 27

3. PRODUCEREA BUŞTENILOR ŞI A AŞCHIILOR DE LEMN 29

3.1 Etape de exploatare şi sisteme de lucru 29

3.2 Utilaje şi echiapmente 30

3.3 Lanţul de aprovizionare cu energie din lemn şi costurile acestuia 36

4. CERINŢE DE CALITATE ŞI STANDARDE DE REFERINŢĂ 39

4.1 Speci: caţii tehnice pentru buşteni şi aşchiile de lemn 39

4.2 Instrumente pentru determinarea rapidă a umiditătii 41

4.3 Determinarea dimensiunii aşchiilor de lemn 42

4.4 Parametrii calitativi impuşi pentru cazane 43

4.5 Procedee de uscare a lemnului 44

4.6 Uscarea buştenilor 46

4.7 Uscarea aşchiilor de lemn 50

4.8 Centre de logistică şi comercializare pentru biomasă 53

4.9 Sisteme de uscare 55

5. COSTURI, TENDINŢE ŞI COMPARAŢII LEGATE DE ENERGIE 61

5.1 Costurile energiei : nale 62

5.2 Vânzarea 63

5.3 Consumul de energie şi emisiile de bioxid de carbon 66

ANEXE 69

A1. Schiţă de contract pentru vânzarea aşchiilor de lemn 69

A2. Exemplu de Declaraţie de calitate pentru combustibilul aşchii de lemn 73

A3.Valori limită pentru concentraţia în metale grele din cenuşa biomasei utilizate în

agricultură în Austria 74

A4. Exempli: carea unei liste de preţuri pentru comercializarea buştenilor 75

A5. Abrevieri şi simboluri 76

A6. Sistemul de unităţi internaţionale 77

REFERINŢE 79

4 CUPRINS


Acest Manual este unul dintre rezultatele principale ale proiectului BIOMASS TRADE-

CENTRES, care este sprijinit de Agenţia Europeană pentru Inovare şi Competitivitate

(EACI) în cadrul programului Energie Inteligentă - Europa.

Această publicaţie este menită să îmbunătăţească profesionalismul lanţului de

aprovizionare cu buşteni şi aşchii de lemn la nivel regional, sprijinind implementarea pe

piaţă a Speci: caţiei Tehnice Europene CEN/TS 14961 şi permiţând, în acelaşi timp, o mai

bună armonizare între cerere şi ofertă.

Producătorilor li se cere să furnizeze buşteni în conformitate cu clasi: carea calitativă a

biocombustibililor solizi, corespunzători, prin urmare, cerinţelor referitoare la instalaţiile

de încălzire. Pentru a încuraja instalarea noilor sistemelor moderne de încălzire pe bază

de lemn, este fundamental ca lanţul de aprovizionare cu buşteni şi aşchii de lemn să

asigure încrederea clienţilor şi investitorilor în disponibilitatea locală a combustibililor

lemnoşi de calitate corespunzătoare.

Producătorii sistemelor de încălzire cu lemne, în special cei care fabrică dispozitive

de mărimi mici până la medii, au nevoie ca aceşti combustibili disponibili pe piaţă să

îndeplinească standardele de calitate faţă de care au fost testate şi certi: cate aparatele

de încălzire dezvoltate de aceştia înşişi (e: cienţa şi factorul de emisie).

Aşa cum a demonstrat-o în mod clar experienţa de succes - la nivel european -, crea-

rea Centrelor de logistică şi comercializare pentru biomasă (Biomasse Logistic&Trade

Centres - BL&TC) face posibilă stabilirea unei pieţe profesioniste la disponibil pentru

combustibilii lemnoşi, furnizându-le astfel clienţilor un serviciu orientat către aceştia şi

asigurând standardele de livrare şi calitate ale combustibililor lemnoşi.

O piaţă mai transparentă în ceea ce priveşte preţurile şi condiţiile de comercializare va

consolida o creştere sigură a sectorului biomasei.

Valter Francescato şi Eliseo Antonini

Legnaro (Padova, Italia), ianuarie 2009

CUVÂNT ÎNAINTE

WOOD FUELS HANDBOOK 7

1. UNITĂŢILE DE MĂSURĂ SPECIFICE

1.1 VolumMetrul cub plin (m3) este utilizat referitor la volumul ocupat în întregime de lemn. Această

unitate de măsură este utilizată în mod obişnuit pentru cherestea.

Sterul, care se referă la volumul ocupat de lemn precum şi spaţiul de aer, spaţiul gol : -

ind considerat a : spaţiu plin, este în mod tipic utilizat, în schimb, pentru combustibilii

lemnoşi.

Metrul ster (ms) este unitatea de măsură utilizată pentru buştenii stivuiţi ingrijit.

Metrul cub aparent (m3 aparent ) este unitatea de măsură folosită pentru buşteni şi, mai

speci: c, pentru aşchiile de lemn .

Volumul combustibililor lemnoşi, densi: caţi sau nu, variază în funcţie de forma, dimen-

siunea şi aranjarea bucăţilor individuale de lemn. Volumul unui ster, adică raportul între

volumul plin şi volumul gol, depinde de aceşti factori.

1.2 Greutate

Unităţile de greutate utilizate pentru combustibilii lemnoşi sunt kilogramul şi tona

metrică.

Mai jos sunt enumerate unităţile de măsură pentru volum şi greutate utilizate în mod

obişnuit în comerţul cu combustibili lemnoşi.

Unităţi de măsură

Tonă Kilogram Metru ster Metru cub aparent

t kg ms m3 aparent

buşteniaşchii

pelete şi brichete buşteni

aşchiibuşteni


1.3 Raport greutate/volum

Pentru a exprima raportul greutate/volum al combustibililor lemnoşi pot : folosite trei

unităţi de măsură diferite:

Greutatea speci! că: este o valoare adimensională ce rezultă din raportul între greutatea

şi volumul apei (la 4 °C) şi cele ale substanţei lemnoase. Aceasta se referă la greutatea

substanţelor lemnoase după uscarea în etuvă - în principal celuloza, hemiceluloza şi ligni-

na - care alcătuiesc pereţii celulari. Greutatea speci: că a unei astfel de substanţe este de

1,5 iar această valoare se aplică tuturor speciilor diferite.

Densitatea: Se referă la raportul între greutatea şi volumul corpului lemnos (corp poros)

alcătuit dintr-un set de substanţe şi goluri (cavităţi vasculare) umplute în mod variat cu aer

şi/sau apă. Este exprimată în unităţi de g/cm3 sau kg/m3.

Densitatea este frecvent numită greutate speci: că aparentă sau chiar, în mod greşit, doar

greutate speci: că.

În cazul peleţilor de lemn, densitatea se referă la greutatea unei bucăţi individuale de

lemn care trebuie să : e peste 1,15 g/cm3; în cazul tipic, atunci când bucăţii de lemn i se dă

drumul într-un recipient cu apă, aceasta se duce la fund rapid.

Densitatea în vrac: Este utilizată pentru grămezile de combustibili lemnoşi (buşteni şi

aşchii de lemn) care creează goluri printre bucăţile de lemn, ce pot : mai mari sau mai

mici, în funcţie de dimensiunea şi forma acestora din urmă.

Este exprimată : e în kg/ms pentru stive, : e în kg/m3 aparenţi pentru grămezi.

1.4 Terminologie referitoare la volumPentru ca referirile la unităţile de

măsură utilizate în domeniul ener-

giei din lemn să : e uniforme şi com-

parabile, sunt furnizate următoarele

de: niţii ce corespund celor folosite

în unele ţări europene (Tabelul 1.4).

8 1.UNITĂŢI DE MĂSURĂ

peletelor

cea a


Tabelul 1.4 Terminologie referitoare la volum

ROMÂNĂ Simbol GERMANĂ Simbol

Metru cub plinm3

Festmeter Fm

Metru cub aparent m3 aparent Schüttraummeter Srm

Metru ster ms Schichtraummeter rm

ITALIANĂ Simbol SLOVENĂ Simbol

Metro cubo m3 Kubični meter m3

Metro stero riversato msr Prostrni meter prm

Metro stero accatastato msa Nasut kubični meter Nm3

FRENCEZĂ Simbol POLONEZĂ Simbol

Mètre cube de bois plein m3 metr sześcienny m3

Mètre cube apparent plaquette MAP metr nasypowy mn

Stère stère metr przestrzenny mp

1.5 Densitatea principalelor specii silviceTabelul 1.5.1 -CONIFERE - valori medii cu 13 % umiditate (M) [1].

SPECIA kg/m3 SPECIA kg/m3

Molid norvegian 450 Chiparos 600

Brad argintiu 470 Pin umbrelă 620

Pin cembra 500 Larice 660

Brad Duglas 510 Pin maritim 680

Pin scoţian 550 Tisă 700

Pin negru 560 Pin de Alep 810


Tabelul 1.5.2. FOIOASE - valori medii cu 13 % umiditate (M) [1]

SPECIA kg/m3 SPECIA kg/m3

Salcia 450 Ulm american 720

Plop alb 480 Frasin 720

Plop negru 500 Mojdrean 720

Arin alb 520 Salcâm galben 730

Arin italian 550 Jugastru 740

Arin negru 560 Fag 750

Castan 580 Gorun 760

Cires 600 Salcăm 760

Ulm 620 Stejar pedunculat 770

Soc 620 Scoruş 770

Mesteacăn 650 Carpen 800

Tei 650 Ostrya virginiana 820

Alun 670 Stejar turcesc 900

Paltin 670 Maslin 920

Platan 670 Stejar verde 940

Nuc 700 Corn 980

Tabelul 1.5.3 – Densitatea medie a lemnului după uscarea în etuvă (ÖNORM B 3012)

Specii (lemn după uscare), M=0) kg/m3

Conifere

Pin negru 560

Larice 550

Pin scoţian 510

Brad Douglas 470

Molid norvegian 430

Brad argintiu 410

Pin cembra 400

Foioase

Carpen 750

Stejar turcesc 740

Salcâm nagru 730

Fag 680

Stejar 670

Frasin 670

Ulm 640

Mesteacăn 640

Arţar 590

Alun 560

Tei 520

Salcie 520

Arin 490

Plop tremurător 450

Plop 410

* ÖNORM: Institutul Austriac de Standardizare - Österreichisches Normungsinstitut

10 1.UNITĂŢI DE MĂSURĂ


1.6 Densitatea în vrac a principalilor biocombustibili solizi [2]

Tabelul 1.6

Combustibili lemnoşi M % Specia Densitatea în vrac(kg/m3

Buşteni(33 cm stivuiţi)

15Fag 445*

Molid şi brad 304*

Aşchii de lemn 30Fag 328

Molid şi brad 223

Scoarţă de conifere

15

180

Rumeguşuri 160

Talaş 90

Peleţe 8 620-650

Biomasă agricolă

Mănunchiuri

15

Miscanthus 140

Biomasă din deşeuri de lemn Miscanthus 110

Cereale Triticale 750

* kg/stacked m3

1.7 Rate de conversie lemn rotund/buşteni/aşchii de lemn

Tabelul 1.7.1 Conţine factorii de conversie elocvenţi pentru cele mai obişnuite sortimente

energetice din lemn menţionate în anexa la standardele austriece ÖNORM M7132 şi

M7133 [3].

Tabelul 1.7.1 - Rate de conversie lemn rotund/buşteni/aşchii de lemn.

Sortimente Lemn rotund

Buşteni de un metru Buşteni tăiaţi Aşchii de lemn

stivuiţi vrac : ne (G30)

medii(G50)

m3 stivuiţi m3 stivuiţi m3 aparent m3 aparent m3

1 m3 lemn rotund 1 1.4 1.2 2.0 2.5 3.0

1 ms buşteni de un metru 0.7 1 0.8 1.4 (1.75) (2.1)

1 ms buşteni tăiaţi 0.85 1.2 1 1.7

1 m3 aparent buşteni tăiaţi 0.5 0.7 0.6 1

1 m3 aparent aşchii de lemn : ne(G50) 0.4 (0.55) 1 1.2

1 m3 aparent aşchii de lemn medii (G50 ) 0.33 (0.5) 0.8 1

Notă: 1 tonă de aşchii de lemn G30 cu U 35 % corespunde cu aproximativ 4 m3 aparenţi de aşchii de molid şi 3m3 aparenţi de aşchii de lemn de fag.

1 m3 lemn rotund 1,4 ms buşteni de un metru

2 m3 aparenţi de buşte1,4 ms buşteni

de un metru

3 m3 aparenţi de aşchii de lemn medii (G50)

≈ ≈ ≈


Factori de conversie pentru principalele produse auxiliare provenite din prelucrarea ma-terialului lemnos primar [3]

1 ms de lătunoaie = 0.65 m3

de lemn rotund

1 m3 aparent de aschii de lemn G50 tăiate cu ferăstrăul = 0.33 m3

1 m3 aparent de rumeguş : n (≤ 5 mm) = 0.33 m3

1 m3 aparent de talaş = 0.20 m3

1 m3 aparent de scoarţă = 0.30 m3

Tabelul 1.7.2 - Factori de conversie pentru buşteni (cu scoarţă) [2]

Specii Lemn rotund (m3)

Lemn lung rotund

(ms)

Buşteni de un metru

(ms)

Buşteni tăiaţi 33 cm (ms)

Buşteni tăiaţi 33 cm

(m3 aparenţi)

Ref. la 1 m3 de lemn rotund cu scoarţă

Fag1.00

1.70 1.98 1.61 2.38

Molid 1.55 1.80 1.55 2.52

Ref. la 1 ms de lemn lung rotund

Fag 0.591.00

1.17 0.95 1.40

Molid 0.65 1.16 1.00 1.63

Ref. la 1 ms de buşteni de un metru stivuiţi

Fag 0.50 0.861.00

0.81 1.20

Molid 0.56 0.86 0.86 1.40

Ref. la 1 ms de buşteni de 33 cm, tăiaţi şi stivuiţi

Fag 0.62 1.05 1.231.00

1.48

Molid 0.64 1.00 1.16 1.62

Ref. la 1 m3 aparent de buşteni de 33 cm, tăiaţi şi făcuţi grămadă

Beech 0.42 0.71 0.83 0.681.00

Spruce 0.40 0.62 0.72 0.62

12 1. UNITĂŢI DE MĂSURĂ


Tabelul 1.7.3 – Densitatea şi densitatea în grămadă a principalelor specii de arbori [2]

Umiditatea u %

Fag Stejar Molid Pin

m3 Fw ms

Cwm3

aparent m3 Fw

ms

Cwm3

aparentm3 Fw

ms

Cwm3

aparentm3 Fw

ms

Cwm3

aparent

Densitate şi densitate în grămadă exprimate în kg(1)

0 680 422 280 660 410 272 430 277 177 490 316 202

10 704 437 290 687 427 283 457 295 188 514 332 212

15 716 445 295 702 436 289 472 304 194 527 340 217

20 730 453 300 724 450 298 488 315 201 541 349 223

30 798 495 328 828 514 341 541 349 223 615 397 253

40 930 578 383 966 600 397 631 407 260 718 463 295

50 1117 694 454 1159 720 477 758 489 312 861 556 354

A fost utilizată echivalenţa 1 m3 de lemn rotund = 2,43 m3 aparenţi (indice volumetric = 0,41 m3/ m3 aparenţi) de aşchii de lemn. Abrevieri: Fw = buşteni tăiaţi (33 cm, stivuiţi), Cw = aşchii de lemn.

(1) În intervalul de umiditate (u) 0-23 %, valorile au fost calculate pe baza masei lemnoase uscate indicate în tabelul 1.5.3. Densităţile şi densităţile în grămadă (cu apă) calculate au fost recti: cate utilizând următorii factori de um+ are: fag 21,8 %, ste-jar 13,9 %, molid 13,5 %, pin, 13,8 %, presupunând o variaţie lineară a volumului în intervalul de umiditate luat în considerare..

Exemplul 1.7.1 – Calcul analitic al densităţii în grămadă în intervalul de umidi-

tate M 0-23 %

Cu referire la nota(1) din tabelul 1.7.3 şi pentru o mai bună înţelegere a calculului densităţii şi

densităţii în grămadă, în intervalul de umiditate M 0-23%, este oferit mai jos un exemplu al

felului în care se calculează densitatea în grămadă a aşchilor de molid la M 15 %.

Parametri de pornire

Densitate în stare uscată (tabelul 1.5.3) = 430 kg/m3

Factor de um+ are = 13,5 % (pct. 2.4)

Indice volumetric = 0,41 m3/m3 aparenţi

Umiditate (M) 15 % umiditate raportată la greutatea în stare uscată (u) = 17,65 % (pct. 2.5)

Calculul densităţii la M 15 %

Mv15 = 430 kg/m3 x [1+(17,65:100)] = 430 x 1,1765 = 506 kg/ m3

Calculul factorului de corecţie volumetrică (um& are)

Fcv = 1+ [(13,5:100):30] x 17,65 = 1,07

Calculul densităţii corectate (cu apă)

Mv15 cor = Mv15 : Fv = 506 : 1,07 = 472 kg/ m3

Calculul densităţii în vrac a aşchiilor de molid la M 15 %

Densitate în vrac molid = 472 kg/m3/2,43 = 194 kg/m3 aparent


Exemplul 1.7.2 - Măsurarea densităţii în

grămadă a aşchiilor prin eşantionare

a) Utilizaţi o găleată cu volum cunoscut

(de ex. 13 l) şi un cântar.

b) Luaţi un eşantion reprezentativ din con-

tainerul camionului,

de ex. 3 găleţi dintr-un container de 40 m3

(ref. EN 14778 2011 Combustibili lemnoşi

prelevare probe)

şi umpleţi găleata fără a compacta aşchiile

c) Cântăriţi eşantioanele şi împărţiţi valoa-

rea lor medie (kg) la volumul cunoscut (l)

- de ex. (3,25 kg x1.000 l) : 13 l = 250 kg/m3 aparent

14 1. UNITĂŢI DE MĂSURĂ


2.1 Unităţi de măsură pentru energia termică

Combustibilul are o anumită cantitate de energie numită energie primară care este

transformată, prin combustie, în energie ! nală de utilizat în orice scopuri dorite (de ex.

încălzire, apă caldă pentru scopuri sanitare şi formare la cald).

Unităţile de măsură din SI (Sistemul Internaţional de Unităţi) de utilizat sunt joule (J), watt-

oră (Wh) şi multiplii acestor unităţi.

Unităţile cel mai des utilizate sunt:

MJ/kg MJ/ms kWh/kg kWh/ms MWh/t

Tabelul 2.1.1 - Factori de conversie pentru unităţile de energie termică

kJ kcal* kWh toe

1 kJ 1 0.239 0.278x10-3 23.88x10-9

1 kcal(*) 4.1868 1 1.163x10-3 0.1x10-6

1 kWh 3,600 860 1 86x10-6

1 toe 41.87x106 10x106 11.63x103 1

* Caloria este o unitate de energie dinaintea SI

Conversii obişnuite

1 kWh = 860 kcal = 3,600 kJ (3,6 MJ)

1 MJ = 239 kcal = 0.278 kWh

1 kcal = 4.19 kJ = 0.00116 kWh

1 toe = 41.87 GJ = 11.63 MWh

Tona echivalent petrol (toe) este o unitate convenţională de măsură utilizată în scopuri

comparative statistice. Corespunde cantităţii de energie eliberate prin arderea unei tone

de petrol brut.

2. CONŢINUTUL DE ENERGIE


2.2 Energie şi putere

Energia termică este acea formă de energie care este asociată cu agitaţia moleculară.

Poate : considerată a : suma întregii energii cinetice deţinute de moleculele individuale.

Energia termică nu este sinonimă cu căldura, aceasta din urmă indicând cantitatea de

energie termică transferată/schimbată de la un sistem la altul.

Unităţi de energie

1 Joule = 1 Newton x 1 metru = 1 Watt x secundă (Ws)

Tabelul 2.2.1 Echivalenţe între cele mai utilizate unităţi de energie termică

kWh MWh GWh TWh TJ PJ toe

1 kWh 1 1x10-3 1x10-6 1x10-9 3,6x10-6 3,6x10-9 86x10-6

1 MWh 1x103 1 1x10-3 1x10-6 3,6x10-3 3,6x10-6 86x10-3

1 GWh 1x106 1x103 1 1x10-3 3,6 3,6x10-3 86

1 TWh 1x109 1x106 1x103 1 3,6x103 3,6 86x103

1 TJ 278x103 278 278x10-3 278x10-6 1 1x10-3 23.9

1 PJ 278x106 278x103 278 278x10-3 1x103 1 23.9x103

1 ton 11.6x103 11.6 11.6x10-3 11.6x10-6 41.87x10-3 41.87x10-6 1

Puterea termică (Q) este raportul dintre energia termică produsă şi timpul consumat

pentru a o produce. Exprimă cantitatea de căldură : nală transmisă unui vector termic.

Unitate de putere Watt = secondă

Joule

Capacitatea brută a cazanului (QC) indică puterea generată de un combustibil în focar.

Capacitatea termică nominală (QN) exprimă cantitatea maximă de energie termică per

unitate de timp produsă în mod continuu de un cazan prin combustie.

E! cienţa cazanului (ŋk) exprimă raportul dintre puterea termică utilă (Q) şi capacitatea

în focar (QC).

Capacitatea cazanului este de obicei exprimată în kW, deşi se utilizează, în mod impropriu,

şi kcal ca unitate pentru măsurarea acesteia. Pentru a transforma kcal în waţi, unitatea SI

de energie, este utilizată următoarea ecuaţie:

1 kcal = 1.163 W 1 kW = 860 kcal

La 100.000 kcal, cazanul are o capacitate de 116.280 W [= 116 kW(h)]

16 2.CONŢINUTUL DE ENERGIE


Exemplu - Calculul aportului de căldură al cazanului

Un cazan cu o capacitate de 100 kW care funcţionează la încărcare maximă timp de

1.000 de ore produce o cantitate de căldură de 100 kW x 1.000 h = 100.000 kWh = 100

MWh

2.3 Apa din lemn

În mod tipic, lemnul nu se găseşte în starea de după uscarea în etuvă, ci conţine o umidi-

tate care poate varia de la 60 până la 75 % în funcţie de durata uscării în aer liber. Lemnul

este un material poros şi higroscopic şi, datorită structurii sale chimice şi histologice, are

două tipuri diferite de porozitate:

:: macroporozitatea creată de cavităţile vaselor conductoare şi de celulele parenchimatice

ce conţin apă liberă (sau de îmbibare);

:: microporozitatea substanţei lemnoase efective (în principal celuloza, hemiceluloza şi

lignina) care conţine întotdeauna o anumită cantitate de apă legată (sau de saturaţie).

Figura 2.3.1

Structura tridimensională a lemnului de conifere[1]

Lemnul începe să piardă apă din momentul în care arborele este doborât. Mai întâi,

apa de îmbibare se evaporă din părţile externe ale trunchiului (alburn) şi, mai târziu,

din cele mai profunde (duramen). La un anumit moment, toată apa liberă din lemnul

uscat se evaporă, în timp ce apa de saturaţie atinge un echilibru dinamic împreună cu

umiditatea exterioară, ajungând la o valoare sub 20 %. Aşa cum o arată imaginea de

mai jos, pierderea apei din interiorul lemnului nu este uniformă..


Figura 2.3.2 Extindere în direcţie radială, umiditatea reportată la substanţa uscată într-o

scândură de fag cu grosimea de 5 cm

2.4 Contracţia şi um= area volumului

În timpul uscării buştenilor şi aşchiilor de lemn şi până la un conţinut de umiditate (M)

de 23 % (u < 30 %, punctul de saturaţie a fibrei), nu se produce nicio contracţie a

volumului bucăţilor individuale şi al grămezilor. Până la acest punct, lemnul şi-a pier-

dut numai apa liberă (sau de îmbibare). Mai târziu, atunci când lemnul începe să-şi

piardă şi apa legată (sau de saturaţie), se produce contracţia (βv) în volum care, deşi

poate varia în funcţie de specia lemnului, este, de obicei, de 13 % (Figura 2.4.1). Invers,

dacă apa de saturaţie creşte, lemnul se va umfla ( αv ).

Contracţia bucăţilor individuale dintr-o stivă de buşteni sau dintr-o grămadă de aşchii

de lemn determină o scădere generală a volumului grămezii care este aproape întot-

deauna mai mică decât cea a bucăţilor individuale [5].

---------------------- *Contracţia şi umflarea sunt legate prin următoarele formule: βv = (100xαv):(100+αv); αv = (100x βv:(100- βv)

LEGENDĂ1. după 6 săptămâni

2. după 6 luni3.perioadă intermediară 2-4

4. după 1 an5. după1.5 ani4]

Um

idit

ate

(u%

)Grosime: cm 5



2.5 2.5 Conţinutul de umiditate

Umiditatea din lemn este exprimată ca procent şi se calculează utilizând aceste două formule:

Umiditatea raportată la masa de lemn in stare substanţă uscată :u(%)

Exprimă cantitatea de apă prezentă în raport cu masa de lemn după uscarea în etuvă.

u=W0

Ww-W0x 100

Umiditatea raportate la masa de lemn in stare umedă :M(%)

Exprimă cantitatea de apă prezentă în raport cu masa de lemn proaspăt. Această măsură

este utilizată în comercializarea combustibililor lemnoşi.

M=Ww

Ww-W0x 100

Unde:

Ww = greutatea lemnului în stare umedă

W0 = greutatea lemnului după uscarea în etuvă

Formule de conversie

Următoarele două formule sunt utilizate pentru a calcula u.s.u. din u şi invers.

u. =100-M100xM

M=100+u100xu

M % 15 20 25 30 35 40 45 50 60

u. % 18 25 33 43 54 67 82 100 150

u.% 15 20 30 40 50 65 80 100 150

M % 13 16 23 28 33 39 44 50 60

Presupunând că masa de lemn proaspăt nou tăiat este alcătuită din jumătate apă şi

jumătate substanţă lemnoasă, lemnul are o umiditate raportată la greutatea în stare

umedă (M) de 50 % şi o umiditate in substanţă uscată (u) de 100 %.

Din punct devedere aplicativ, orice variatie a volumului (contracţie şi umflare),înregistrată

într-un interval de la 0 la 23 % (domeniu higroscopic) trebuie luată în considerare pentru

calcularea corectă a densităţii, sterică (cu apă) sau nu, şi a densităţii energetice a combu-

stibililor (Tabelele 1.7.3 şi 2.8.1, exemplul 1.7.1).


2.6 Compoziţia chimică a biomasei

Biomasa vegetală este alcătuită, în principal, din carbon (C), oxigen (O) şi hidrogen (H).

Carbonul este componenta solidă de biocombustibil prin a cărei oxidare este eliberat

conţinutul de energie al combustibilului. În plus, o energie suplimentară este furnizată de

hidrogen procesului de oxidare, care, adăugată energiei produse de carbon, determină

valoarea calorică netă a combustibilului. Dimpotrivă, oxigenul susţine singur avansarea

procesului de oxidare (Tabelul 2.6.1).

Tabelul 2.6.1 - Compoziţia chimică a biomasei solide [2]

C H O N K S Clwt%(d.b.)

Molid (cu scoarţă) 49.8 6.3 43.2 0.13 0.13 0.015 0.005

Fag(cu scoarţă) 47.9 6.2 43.3 0.22 0.22 0.015 0.006

Plop-crâng cu rotaţie scurtă 47.5 6.2 44.1 0.42 0.35 0.031 0.004

Salcie-crâng cu rotaţie scurtă 47.1 6.1 44.2 0.54 0.26 0.045 0.004

Scoarţă (conifere ) 51.4 5.7 38.7 0.48 0.24 0.085 0.019

Valori tipice pentru materiale de lemn virgin - lemn conifer (*)

47-54 5.6-7.0 40-44 <0.1-0.5<0.01-

0.05<0.01-

0.03

Valori tipice pentru materiale de lemn virgin - lemn foios (*) 48-52 5.9-6.5 41-45 <0.1-0.5

<0.01-0.05

<0.01-0.03

Valori tipice pentru materiale de scoarţă virgină (*) 51-56 5.9-6.5 36-43 0.3-1.2

0.02-0.20

<0.01-0.05

Valori tipice pentru materiale de lemn virgin - resturi de exploatare (*)

50-53 5.9-6.3 40-44 0.3-0.80.01-0.08

<0.01-0.04

Valori tipice pentru materiale de lemn virgin - crâng cu rotaţie scurtă (*)

47-51 5.8-6.7 40-46 0.2-0.80.02-0.10

<0.01-0.05

Miscanthus 47.5 6.2 41.7 0.73 0.70 0.150 0.220

paie de grâu 45.6 5.8 42.4 0.48 1.00 0.082 0.190

Triticale (boabe) 43.5 6.4 46.4 1.68 0.60 0.110 0.070

Turtă de rapiţă 51.5 7.4 30.1 4.97 1.60 0.550 0.019

Pentru comparaţie, combustibili minerali

Cărbune 72.5 5.6 11.0 1.30 - 0.940 < 0,1

Lignit 65.9 4.6 23.0 0.70 - 0.390 < 0,1

Păcură 85-86 11-13 1-4 - - - -

Gaz natural 75 25 - - - - -(*) EN14961:2011 Biocombustibili solizi - Speci: caţii şi clase de combustibili – Anexa C

Efecte ale compoziţiei chimice a biocombustibililor solizi asupra combustiei şi emisiilor

Elementele ce suferă un efect direct asupra nivelului de emisii dăunătoare produse prin

combustie sunt: sulful (S), azotul (N), clorul (C) şi conţinuturile de cenuşă. Elementelor

menţionate mai sus li se aplică, în general, următoarea regulă: cu cât este mai ridicat



conţinutul acestora în combustibil, cu atât este mai mare prezenţa lor în emisiile eliberate

în atmosferă.

Conţinutul de azot din biocombustibilii lemnoşi este relativ mic, în timp ce acesta este

mult mai mare în cereale - în special dacă includem, şi seminţele - şi, mai presus de toate,

în rapiţă (turta de rapiţă); acesta are un impact direct asupra formării oxizilor de azot (NOx)

care, în timpul combustiei, devin gazoşi şi nu rămân în cenuşi.

Potasiul (K), care este întâlnit în principal în biocombustibilii agricoli, coboară punctul

de topire al cenuşilor, favorizând astfel formarea de cenuşi pe grătar, care sunt cauza

unor probleme considerabile pentru procesul de combustie. Mai mult, potasiul, care,

ca o consecinţă a combustiei, este eliberat sub formă de particule : ne, este unul dintre

elementele care abundă în particule.

Conţinutul de sulf (S) din biocombustibilii solizi este mult mai mic în comparaţie cu cel

al combustibililor minerali carboniferi; sulful rămâne, în general, în cea mai mare parte în

cenuşi (de la 40 până la 90 %), în timp ce din restul său se formează SO2 volatil.

Spre deosebire de paiele de cereale, de exemplu, care au un conţinut de clor (Cl) categoric

mai mare, combustibilii lemnoşi sunt caracterizaţi de un conţinut mai degrabă mic de

clor. Cl ia parte la formarea compuşilor precum HCl şi dioxine/furani. În ciuda faptului că

mare parte din Cl va : legată în cenuşa zburătoare (40-95 %), restul merge să formeze

HCl, sporită de procesul de condensare, care, împreună cu alţi compuşi, determină efecte

corozive asupra pieselor metalice interne ale cazanelor.

.

2.7 Valoarea calorică şi cenuşa

Valoarea calorică a unui combustibil exprimă cantitatea de energie eliberată în timpul

combustiei complete a unei unităţi de masă a unui combustibil.

Conţinutul de umezeală al lemnului modi: că valoarea calorică a lemnului coborând-o.

Într-adevăr, o parte din energia eliberată în timpul procesului de combustie este

consumată în evaporarea apei şi nu este, prin urmare, disponibilă pentru vreo utilizare

termică intenţionată.

Evaporarea apei implică „consumul” a 2,44 MJ per kilogram de apă. Prin urmare, este

posibilă diferenţierea între:

Valoarea calorică netă (VCN): Apa eliberată este tratată ca vapori, adică a fost scăzută en-

ergia termică necesară pentru a vaporiza apa (căldura latentă a vaporizării apei la 25°C).

Valoarea calorică brută (VCB): Apa din produşii de combustie este tratată ca lichid. Atunci

când nu se speci: că„valoarea calorică” trebuie interpretată ca : ind valoarea calorică netă.


Valoarea calorică după uscarea în etuvă (VCN0) a lemnului de diferite specii variază

în interiorul unui foarte limitat interval, de la 18,5 până la 19 MJ/Kg. În cazul coniferelor

aceasta este cu 2 % mai mare decât în cazul foioaselor. Această diferenţă se datorează

în special conţinutului mai mare de lignină-şi parţial şi conţinutului mai mare de răşină,

ceară şi ulei prezent în conifere. În comparaţie cu celuloza (17,2-17,5 MJ/kg) şi hemicelulo-

za (16 MJ/kg), lignina are un conţinut mai mare de energie (26-27 MJ/kg VCN0). O anumită

variaţie în valoarea calorică anhidră se datorează şi uşoarei variaţii a conţinutului de hidro-

gen (H) şi variaţiei comparative mult mai largi a conţinuturilor de cenuşă.

Totuşi, atunci când se iau în considerare şi biocombustibilii agricoli, valoarea calorică

anhidră variază în cadrul unui interval de la 16,5 până la 19 MJ/Kg. Valoarea calorică

anhidră a combustibililor lemnoşi este în medie cu 9 % mai mare decât cea a plantelor

erbacee.

Tabelul 2.7.1- Valoarea calorică, conţinutul cenuşii şi punctul de topire a cenuşii în cazul diferiţilor

combustibili din biomasă [2, 6, 7, 20]

NCV0

MJ/kgcenuşa M%s.u.)

Punctul de topire a cenuşii(°C)

Valori tipice pentru materiale de lemn virgin Lemn conifere

19.2(18.8-19.8)

0.3(0.2-0.5)

Valori tipice pentru materiale de lemn virginLemn foioase

19(18.5-19.2)

0.3(0.2-0.5)

Valori tipice pentru materiale de scoarţă virgină

20(19-21)

4-5(2-10)

Valori tipice pentru materiale de lemn virgin - resturi de exploatare

19-20 1.5-2

Valori tipice pentru materiale de lemn virgin - crâng cu rotaţie scurtă (CRS) (salcie şi plop)

18.6-19.2 2

Molid (cu scoarţă) 18.8 0.6 1,426

Fag (cu scoarţă) 18.4 0.5 1,340

Plop (CRS) 18.5 1.8 1,335

Salcie (CRS) 18.4 2.0 1,283

Scoarţă (arbore conifer) 19.2 3.8 1,440

Lemn de viţă de vie (cipsuri) 19.8 3.4 1,450

Miscanthus 17.6 3.9 973

paie d egrâu 17.2 5.7 998

Triticale (boabe) 16.9 2.1 730

Turtă rapiţă 21.2 6.2 -

Conţinuturile de cenuşă şi punctul de topire al cenuşii

Printre biocombustibilii solizi, lemnul fără scoarţă este cel cu cel mai mic conţinut de



cenuşă, în timp ce biocombustibilii agricoli au, în mod tipic, conţinuturi de cenuşă ridi-

cate.

În timpul combustiei, se petrec pe patul de cenuşă : erbinte anumite modi: cări : zice

ale cenuşilor; odată cu creşterea temperaturii, acestea se înmoaie până când este atinsă

fuziunea completă a particulelor. Utilizarea de combustibili cu temperaturi mici de fuzi-

une a cenuşii creşte riscul de formare pe grătar a zgurii evacuate din cenuşă. Zgura

din fuziune deranjează procesul de combustie alterând + uxurile primare de aer şi fa-

vorizând supraîncălzirea grătarului, precum şi un fenomen coroziv.

Sunt posibile, totuşi, tratarea şi rezolvarea problemelor legate de formarea zgurilor in-

tervenind, de exemplu, prin răcirea grătarului şi recircularea fumului, precum şi intro-

ducând sisteme mecanice de curăţare automată (grătare cu autocurăţire) sau, în cazul

cerealelor, utilizând aditivi pe bază de calciu.*

Lemnul şi scoarţa au un punct de topire relativ ridicat (1.300-1.400 °C) şi, prin urmare,

nu au nicio stare critică. Dimpotrivă, punctul de topire al plantelor erbacee este sub

1.000 °C şi, în consecinţă, zgurile pot : create uşor în timpul combustie. În cazul cere-

alelor (seminţe), punctul de topire este mai mic de 750 °C şi este, prin urmare, deosebit

de critic (tabelul 2.7.1).

Din motivele enumerate mai sus, biocombustibilii agricoli au stări critice mai ridicate în

comparaţie cu lemnul şi trebuie utilizaţi numai în dispozitive de combustie speci: ce.

Caracterizarea şi utilizarea cenuşilor

Cenuşa poate : împărţită în două categorii

Cenuşa colectată

Este o parte considerabilă a cenuşii care se adună sub

grătarul cazanului şi este canalizată într-un rezervor

de depozitare. Are o densitate de 1,3 t/m3.

Cenuşa zburătoare

Este cenuşa provenită din curăţarea gazelor de ardere

şi poate : împărţită la rândul său în:

- cenuşă uşoară din ciclon;

- particule : ne de la : ltrele electrostatice şi cu saci.

Are o densitate de 0,8-0,9 t/m3.

--------------------------

*Ca şi Mg cresc, de obicei, temperatura de fuziune a cenuşii.


Compoziţia chimică a cenuşii

Componentele care afectează cel mai mult mediul înconjurător (plumb, cadmiu şi zinc) sunt

cele care sunt cele mai volatile şi se adună predominant în cenuşi : ne (tabelul 2.7.2).

Tabelul 2.7.2 - Compoziţia chimică a diferitelor cenuşi din biomasă [6, 9, 10]

Elemente u.m. Scoarţă A;chii de lemn Rumeguş Paie

pH în CaCl2 12.7 12.8 12.5 11.2

Corg

M%s.u. .

0.8 1.3 5.9 5.2

CO2 4 7.2 12.5 1

P2O5 1.7 3.6 2.5 2.7

K2O 5.1 6.7 7.1 11.5

CaO 42.2 44.7 35.5 7.4

MgO 6.5 4.8 5.7 3.8

Na2O 0.8 0.6 0.5 0.3

Al2O3 7.1 4.6 2.3 1.2

SiO2 26.0 25.0 25.0 54.0

SO3 0.6 1.9 2.4 1.2

Fe2O3 3.5 2.3 3.7 1

MnO 1.5 1.7 2.6 0.1

Cu

mg/kgs.u.

87.8 126.8 177.8 23.2

Zn 618.6 375.7 1429.8 234.6

Co 23.9 15.3 16.7 1.5

Mo 4.8 1.7 3.4 7.1

As 11.4 8.2 7.8 5.4

Ni 94.1 61.5 71.9 3.9

Cr 132.6 54.1 137.2 12.3

Pb 25.3 25.4 35.6 7.7

Cd 3.9 4.8 16.8 0.7

V 58.4 42.0 26.7 5.5



2.8 Calculul analitic al valorii calorice

Pentru a calcula valoarea calorică netă (MJ/kg) a lemnului cu un conţinut de umiditate dat

(M), se utilizează următoarea formulă [2]:

NCVM = 100

NCV0x(100-M)-2,44xM

Figura 2.8.1 – Valoarea calorică netă (VCN0=19 MJ/kg) ca funcţie a umidităţii raportate

la starea uscată şi umedă (M şi u) [5].

Figura 2.8.2 - Valoarea calorică netă (VCN0 = 5,14 kWh/kg) ca funcţie a umiditaţii (M).


În timpul uscării, scăderea cu 10 % a umidităţii determină o creştere de aproximativ 0,6

kWh/kg (2,16 MJ/kg) a conţinutului de energie.

Tabelul 2.8.1 - Valoarea calorică netă (VCN0 = 18,5 MJ/kg) ca funcţie a umidităţii (M)

M (%) MWh/t GJ/t M (%) MWh/t GJ/t

15 4.27 15.36 38 2.93 10.54

16 4.21 15.15 39 2.87 10.33

17 4.15 14.94 40 2.81 10.12

18 4.10 14.73 41 2.76 9.91

19 4.04 14.52 42 2.70 9.71

20 3.98 14.31 43 2.64 9.50

21 3.92 14.10 44 2.58 9.29

22 3.86 13.89 45 2.52 9.08

23 3.80 13.68 46 2.47 8.87

24 3.75 13.47 47 2.41 8.66

25 3.69 13.27 48 2.35 8.45

26 3.63 13.06 49 2.29 8.24

27 3.57 12.85 50 2.23 8.03

28 3.51 12.64 51 2.17 7.82

29 3.45 12.43 52 2.12 7.61

30 3.40 12.22 53 2.06 7.40

31 3.34 12.01 54 2.00 7.19

32 3.28 11.80 55 1.94 6.98

33 3.22 11.59 56 1.88 6.77

34 3.16 11.38 57 1.82 6.56

35 3.11 11.17 58 1.77 6.35

36 3.05 10.96 59 1.71 6.15

37 2.99 10.75 60 1.65 5.94

În scopuri practice, pentru combustibilii lemnoşi se utilizează următoarele valori medii


NCV0 = 18.5 MJ/kg = 5.14 kWh/kg LEMN DUPĂ USCAREA ÎN ETUVĂ (M 0%)

NCV10 = 16.9 MJ/kg = 4.6 kWh/kg PELETE (M10%)

NCV20 = 14.4 MJ/kg = 4 kWh/kg BUŞTENI (M20%)

NCV30 = 12.2 MJ/kg = 3.4 kWh/kg AŞCHII DE LEMN (M 30%)

Exemplu – conversie MJ-kWh

18.5 MJ : 3.6 = 5.14 kWh

4 kWh x 3.6 = 14.4 MJ

1 kWh/kg = 1 MWh/t

Pentru a transforma MJ în kWh şi invers, factorul de conversie de utilizat este 3,6.


2.9 Densitatea energetică

Arată raportul dintre conţinutul de energie al combustibilului şi volumul ocupat de

acel combustibil.

Tabelul 2.9.1 – Densitatea energetică din diferiţi combustibili lemnoşi la un conţinut

diferit de umiditate[2]

Combustibili lemnoşi

CantitateUmiditate Masă NCV Densitate energetică*

M% kg MJ/kg MJ kWhlitru de petrol

Buşteni stivuiţi

Fag33 cm 1 ms 15 445 15.3 6,797 1,888 189

Fag33 cm 1 ms 30 495 12.1 6,018 1,672 167

Molid 33 cm 1 ms 15 304 15.6 4,753 1,320 132

Molid 33 cm 1 ms 30 349 12.4 4,339 1,205 121

Aşchii de lemn

Fag 1 m3 aparent 15 295 15.3 4,505 1,251 125

Fag 1 m3 aparent 30 328 12.1 3,987 1,107 111

Molid 1 m3 aparent 15 194 15.6 3,032 842 84

Molid 1 m3 aparent 30 223 12.4 2,768 769 77

Pelete de lemn 1 m3 aparent 8 650 17.1 11,115 3,088 309

* În intervalul M 0-23 % au fost aplicaţi factorii de corecţie respectivi.

2.10 Echivalenţe energetice cu combustibilii minerali [3]

CombustibiliValoare calorică netă (valori medii)

MJ kWh

Păcură extra uşoară 36.17 MJ/l (42.5 MJ/kg) 10 kWh/l (11.80 kWh/kg)

Păcură uşoară 38.60 MJ/l (41.5 MJ/kg) 10.70 kWh/l (11.50 kWh/kg)

Gaz natural ** 36.00 MJ/m3 10.00 kWh/m3

GPL*** 24.55 MJ/l (46.30 MJ/kg) 6.82 kWh/l (12.87 kWh/kg)

Cărbune 27.60 MJ/kg 7.67 kWh/kg

Cocs 40/60 29.50 MJ/kg 8.20 kWh/kg

Lignit (brichete) 20.20 MJ/kg 5.60 kWh/kg

1 kWh electricitate 3.60 MJ 1 kWh

1 kg lemn (M = 20 %) 14.40 MJ/kg 4.00 kWh/kg

** 1 kg = 5.8 l (20 °C, 216 bar)*** 1m3 GPL = 4 l = 2 kg


1 kg petrol ≈ 3 kg lemn

1 l petrol ≈ 2.5 kg lemn

Pentru calculul aproximativ pot : folosite următoarele corespondenţe, care nu iau în con-

siderare e: cienţa cazanului.

1.000 litru pacură ≈

5-6 m3 aparenţi de buşteni de foioase

7-8 m3 aparenţi de buşteni de conifere

10-15 m3 aparenţi de aşchii de lemn

2.1 t pelete

Examplul 2.10.1 – Calcularea necesarului de aşchii de lemn în cazul unui cazan

Necesarul de aşchii de lemn al unui cazan poate : calculat pe baza consumului ante-

rior de combustibil mineral.

a) Calcularea încărcării termice pe baza necesarului anterior de păcură (media ultimi-

lor trei ani)

- consumul de păcură: 23.530 l/an

- VCN a petrolului: 10 kWh/l

- e: cienţa instalaţiei ŋk): 85%

kWh furnizaţi: (23.530 x 10) x 0,85 = 200.000 kWh/an

b) Calcularea consumului de aşchii de lemn

- căldură de furnizat: 200.000 kWh/an

- VCN a aşchiilor de lemn (M 30 %): 3,4 kWh/kg

- e: cienţa instalaţiei ŋk): 80%

Necesarul de aşchii de lemn: 200,000/3.4/0.80 = 73.530 kg (≈ 75 t)

c) Calcularea cu aproximaţie a capacităţii cazanului (1.500 ore de operare)

Q (kW) = 200.000 kWh/1.500 h/0,80 ≈ 160 kW

Pentru calcularea necesarului de aşchii de lemn în instalaţiile de dimensiuni mici până la

medii, pot : folosite următoarele formule empirice:

Capacitate cazan in kW x 2.5 = necesar aşchii de lemn m3 apatenţi/an (lemn de esenţă

moale P45, M30)

Capacitate cazan in kW x 2.0= necesar aşchii de lemn m3 apatenţi/an(lemn de esenţă

moale P45, M30)



3.1 Etape de exploatare şi sisteme de lucru În legătură cu operaţiunile de exploatare forestieră, este posibilă diferenţierea între

următoarele etape de exploatare:

•doborârea: doborârea unui arbore din cioata acestuia astfel încât arborele să cadă la pământ;•prelucrarea: curăţarea de crăci (îndepărtarea crengilor de pe trunchi şi tăierea în scaun) şi curmarea (tăierea trunchiului la lungimi prestabilite);•deplasare prin legare cu frâie: transportul lemnului de la locul doborârii până la căile de extracţie;•corhănire: transportul lemnului de-a lungul căilor de extracţie până la locul descărcare;•curăţarea de scoarţă: îndepărtarea parţială sau completă a scoarţei de pe un buştean;•transportarea: deplasarea lemnului folosind drumurile forestiere şi publice;•transformarea: micşorarea lemnului pentru utilizarea ca şi combustibil (tăiere, crăpare, aşchiere).

Importanţa operaţiunii de aşchiere a crescut în ultimii câţiva ani. Aceasta se datorează

faptului că aşchierea face posibilă exploatarea şi valorizarea la maxim a biomasei lem-

noase, altfel neutilizată.

Există două sisteme principale de lucru în operaţiunile de exploatare forestieră:

•Sistemul redus de exploatare - SRE: prelucrarea este realizată la locul doborârii din pădure iar buştenii de comercializat sunt corhăniţi; •Sistemul complet de exploatare - SCE: după doborâre, întregul arbore este corhănit iar prelucrarea este realizată fie pe drumul forestier, fie la locul de descărcare.

Deşi în Italia SRE este sistemul utilizat în mod predomi-

nant, SCE devine un sistem din ce în ce mai folosit, în

special în zona Alpilor, mai ales atunci când transpor-

tarea până la zona de descărcare se face cu macarale

funiculare: în cazul acestei metode, resturile forestiere

(crengi şi vârfuri) sunt colectate fie la marginea drumu-

lui, fie la locul de descărcare, gata să fie aşchiate.

3. PRODUCEREA BUŞTENILOR ŞI A AŞCHIILOR DE LEMN


3.2 Utilaje şi echipamente

O analiză a celor mai importante utilaje şi echipamente implicate în operaţiunile de ex-

ploatare forestieră, cu referire la contextul italian, este prezentată în tabelul 3.2.1. Pentru

: ecare cotă iniţială este indicat intervalul celor mai frecvente valori, eliminând valorile

extreme. Costul pe oră, atunci când este speci: cat, include salariul operatorului. Toate

preţurile sunt fără TVA.

Table 3.2.1

Drujbăcost de achiziţie: 500-900 €productivitate în codru: 1-1.2 m3/h (rărire)2-2.5 m3/h (doborâre principală)productivitate în crăng0.4-0.7 ms/h (cond. medie)0.8-1.8 ms/h (cond.bună)consum combustibil pe oră: 0.6-1 l (banzină sau amestec cu petrol) cost pe oră: ≈ 18-20 €

Tractor şi macaracost achiziţie tractor: 45,000-60,000 €cost achiziţie macara: 3000-4200 €productivitate în codru: 2.5-6 m3/hproductivitate în crâng: 3-7 ms m3/hconsum de conbustibil pe oră: 4-9 l cost pe oră: ≈ 45-50 € (2 operatori)

Tractor şi remorcăcost de achiziţie tractor: 45,000-60,000 €cost de achiziţie remorcă: 8,000-25,000 €capacitate de încărcare: 5-15 tproductivitate: 5-12 m3/h (în funcţie de distanţa d ecorhănire)consum de combustibil pe oră: 5-10 l cost pe oră: ≈ 40-50 €

Macara cu troliu mobil tip turn cost de achiziţie: 40000-120,000 €putere de tracţiune maximă: 2,000 daNproductivitate: 3-6 m3/hconsum de combustibil pe ora: 5-6 lcost pe oră: ≈ 25-40 €mediecost de achiziţie: 100,000-220,000 €puterea de tracţiune maximă: 5000 daNproductivitate: 3-12 m3/hconsum de combustibil pe oră: 6-10 lcost pe oră: ≈ 40-80 €

30 3. PRODUCEREA BUŞTENILOR ŞI A AŞCHIILOR DE LEMN


Utilaj de recoltat cost de achiziţie: 300,000-370,000 €diametru max.de tăiere: 65-70 cmdiametru maxcurăţire crengi. : 45-60 cmpantă max. accesibilă: 35% (roţi) 60% (şenile)(cu capacitate portantă optimş a solului) productivitate în codru : 8-20 m3/hconsumul de combustibil pe oră: 11-16 lcostul pe oră: ≈ 90-120 €

Transportor cost de achiziţie: 180,000 – 270,000 €capacitate de încărcare: 10 - 14 tpantă max. accesibilă: 30 - 35%lungime buşteni: până la 6 mproductivitate: 12-20 m3/h(în funcţie de distanţa de corhănire)consumul de combustibil pe oră: 7-11 lcostul pe oră: ≈ 65 - 80 €

Utilaj de recoltat hibrid cost de achiziţie: 240,000 €diametru max. de tăiere: 55 cmdiametru max. curăţire crengi: 50 cmpantă max. accesibilă: 45-50%productivitate: 10-15 m3/hconsumul de combustibil pe oră: 10-12 lcostul pe oră: ≈ 80 €

Tractor de corhănit cost de achiziţie: 120,000 – 150,000 €capacitate de corhănire: până la 3 tpantă max. accesibilă: 20%productivitate: 8 - 12 m3/h(în funcţie d edistanţa de corhănire)consumul de combustibil pe oră: 6-10 lcostul pe oră: ≈ 55 - 65 €

Utilaj de prelucrare montat pe tractor cost de achiziţie ptr. tractor: 30,000 €cost de achiziţie ptr, utilaj de prelucrare: 45,000 €diametru max. tăiere: 48 cmdiametru max. curăţire crengi: 40 cmproductivitate: 10-15 m3/hconsumul de combustibil pe oră: 4-5 lcostul pe oră: ≈ 35 €

Utilajde prelucrare cu excavatorcost de achiziţie escavator: 170,000 €cost de achiziţie utilaj prelucrare: 60,000 €diametru max. tăiere: 65 cmdiametru max.curăţire crengi: 60 cmproductivitare: 15-40 m3/hconsumul de combustibil pe oră: 15 - 17 lcostul pe oră: ≈ 85 €


Utilaj de aşchiatputere micăcost de achiziţie: 3,500-35,000 €dimetru max. de lucru :20 cmproductivitate: 2-3 t/hconsum de combustibil pe oră: 5-8 lputere mediecost de achiziţie:: 15,000-75,000 €dimetru max. de lucru: 30 cmproductivitate: 4-7 t/hconsum de combustibil pe oră : 10-14 lputere maximăcost de achiziţie: 31,000-250,000 €dimetru de lucru: > 30 cmproductivitate: 13-20 t/hconsum de combustibil pe oră: 34-38 lcost pe oră: ≈ 150-190 €

Utilaj de tăiat lemnecost de achiziţie: 600-2,000 €diametru de lucru: 14-25 cm

Utilaj de crăpat lemnecost de achiziţie: 1,500-14,000 €diametru de lucru: 0.3-4 m

Utilaj combinat(tăiat/crăpat lemn)cost de achiziţie: 7,000-70,000 €diametru de lucru: 25-60 cmlungime de lucru buşteni: 2-6 mcost pe oră: ≈ 70-150 €

Autotren (transport buşteni)cost de achiziţie camion: 110,000-150,000 €cost de achiziţie remorcă: 20,000-30,000 €capacitate de încărcare: 18-20 tconsum de combustibil: 2.5-3.5 km/l cost pe oră: ≈ 60-75 €

Autotren (transport aşchii de lemn)cost de achiziţie camion: 100,000-115,000 €cost de achiziţie remorcă: 45,000 €capacitate de încărcare: 20-22 t (85-90 bulk m3)consum de combustibil: 2.5-3.5 km/lcost pe oră: ≈ 65-70 €cu încărcător tip benăcost de achiziţie: 205,000 €capacitate de încărcare: 81 bulk m3

cost pe oră: ≈ 70-75 €



Utilajele care sunt implicate în mod speci: c în lanţul de aprovizionare cu energie din lemn

sunt întrebuinţate pentru producerea de buşteni şi aşchii din lemn.

Utilaje pentru producerea buştenilor

După prima prelucrare a acestora cu drujba, lemnul este transportat într-un loc de

prelucrare unde este unde este micşorat la un formă compatibilă cu destinaţia acestuia

ca şi combustibil.

Materialul brut trece prin trei etape diferite:

• selecţie: materialul este împărţit în sortimente în funcţie de destinaţie (cămin sau cup-

tor). Împărţirea este realizată, de obicei, manual;

• debitare: scurtarea lemnului la lungimi de la 25 până la 100 cm, tăind buşteni perpen-

dicular pe : bre;

• crăpare: micşorarea lăţimii prin crăparea buşteanului prin intermediul unei forţe

mecanice aplicate paralel cu : brele.

În funcţie de operaţiune, utilajele pentru producţia de buşteni pot : împărţite în:

• utilaje de tăiat lemne: dacă sunt bazate pe un ferăstrău-bandă, acestea pot prelucra diame-

tre mai mari decât 40 cm şi au o pierdere redusă la tăiere; dacă sunt bazate pe un ferăstrău disc,

acestea pot prelucra numai diametre mai mici şi au o pierdere mare la tăiere;

• utilaje de crăpat lemne: sunt echipate : e cu un dispozitiv de crăpare : e cu pană, : e cu

şurub. Cele cu dispozitiv pe bază de pană pentru uz domestic au : e 2, : e 4 feţe; acestea

funcţionează ţinând buşteanul vertical şi pot exercita o putere de crăpare de până la 15 t, în

timp ce cele pentru uz industrial ţin buşteanul orizontal şi îl împing contra unei pene sau a

unui grătar, cu până la 16 feţe, cu o putere de până la 40 - 60 t. Cele cu şurub sunt dotate cu

un con : letat care se roteşte în interiorul lemnului în aşa fel încât să-l crape; acestea sunt mai

rapide decât primele, dar mai puţin precise; din motive de siguranţă, cea mai bună soluţie o

reprezintă instalarea dispozitivului pe un braţ (al unui tractor, de exemplu);

• utilaje combinate (tăiat-crăpat lemne): există modele mobile, dar majoritate acestora

sunt utilaje staţionare ce combină cele două operaţiuni, permiţând o automatizare ridicată

a procesului şi o productivitate mai mare, prelucrând atât buşteni, cât şi crăci mari. Acesta

sunt dotate cu un motor electric sau cu aprindere prin scânteie (până la 55 kW), pot prelucra

buşteni cu o lungime de până la 6 m şi un diametru de până la 60 cm şi pot produce mai mult

de 12 t/h de material.

Prelucrarea lemnului de esenţă tare necesită mai multă putere decât prelucrarea lemnului de

esenţă moale iar toate tipurile de lemn pot : crăpate mai uşor atunci când sunt proaspete

decât atunci când sunt uscate.


Utilaje de aşchiat

Un utilaj de tocat este un utilaj special construit pentru a mărunţi lemnul sub formă de

aşchii şi poate : : e staţionar, : e montat pe un şasiu, o remorcă ori un camion sau pe cu-

plajul în trei puncte din spatele unui tractor. Un astfel de utilaj poate : dotat cu propriul

motor sau poate : activat de priza de forţă a tractorului. În funcţie de unitatea de aşchiat,

este posibilă diferenţierea între:

• utilaje de aşchiat cu disc: unitatea de aşchiat este alcătuită dintr-un volant greu pe

care sunt montate radial două până la patru cuţite. Materialul intră în contact cu discul

la un unghi de la 30 până la 40 de grade faţă de planul discului iar cuţitele rotative,

acţionând pe o nicovală a+ ată la capătul canalului de alimentare, taie treptat bucăţi din

lemnul care se crapă în aşchii în timp ce este tăiat. Dimensiunea aşchiilor este, de obicei,

între 0,3 şi 4,5 cm şi poate : modi: cată de către un cuţit cu batiu reglabil;

• utilaje de aşchiat cu cilindru: mai mari şi mai puternice decât utilajele de aşchiat cu disc,

acestea pot prelucra cu uşurinţă atât buşteni, cât şi resturi de recoltare. Unitatea de aşchiat

este alcătuită dintr-un cilindru de oţel cu până la 12 cuţite instalate în poziţie tangenţială;

dimensiunea aşchiilor este mai eterogenă, cu lungimi de până la 6,5 cm. Cuţitele trebuie

înlocuite la : ecare 50-100 t (dacă prelucrează lemn de esenţă tare) sau 200-300 t (lemn de

esenţă moale);

• utilaje deaşchiat cu melc de alimentare: aşchierea este alimentată prin intermediul

unui melc mare cu secţiune descrescătoare şi cu margini ascuţite care se roteşte pe o axă

orizontală. Aceste utilaje, care nu sunt deosebit de răspândite, pot prelucra mai ales arbori

întregi sau buşteni şi pot produce aşchii mai mari (până la 8 cm) în comparaţie cu utilajele

de aşchiat cu disc şi cele cu tambur.

În funcţie de puterea necesară, pot : identi: cate trei categorii:

• putere mică: instalate de obicei pe cuplajul în trei puncte din spatele unui tractor sau a

unei remorci, aceste utilaje de aşchiat sunt acţionate de priza de forţă a tractorului ori de

către un motor independent (~50 kW). Acestea pot prelucra numai diametre mici (max. 20

cm) şi nu pot produce mai mult de 20 t/zi;

• putere medie: montate pe remorcă, de obicei cu motor independent (50-110 kW), aces-

tea pot aşchia diametre de până la 30 cm şi pot produce până la 50 t/zi;

• putere mare: instalate pe remorci sau camioane, aceste utilaje de aşchiat sunt uneori

acţionate de către motorul camionului, dar, în mod normal, sunt dotate cu un motor au-

tonom (> 130 kW); acestea pot aşchia diametre mari (> 30 cm) şi pot produce cu uşurinţă

mai mult de 60 t/zi.



Sita este o unealtă importantă care face posibilă selectarea aşchiilor în timpul fazei de evac-

uare, ra: nând astfel materialul, dar reducând în acelaşi timp productivitatea.

Atunci când aşchierea este realizată într-un loc diferit de fabrica : nală, aşchiile sunt trans-

portate : e cu camionul, : e cu autotrenul, rar cu un vehicul articulat, prevăzut cu lăzi mari

din aliaj uşor; un încărcător tip benă poate : instalat pe autotren pentru a face posibilă

încărcarea autonomă a aşchiilor.

Studii austriece arată că productivitatea (m3 în grămadă) a unui utilaj de aşchiat cu putere

mare variază în funcţie de tipul de material de aşchiat [19]; valorile medii ale productivităţii

(Gra: cul 3.2.1) includ timpii de aşteptare în care autotrenul descarcă aşchiile. Aceşti timpi au

fost calculaţi pentru a justi: ca aproximativ 20 % din timpul total.


3.3 Lanţul de aprovizionare cu energie din lemn şi costurile acestuia

Ca exemplu, mai jos sunt furnizate trei tabele cu posibile lanţuri de aprovizionare cu energiei

din lemn pentru cazanele pe bază de aşchii (cu sită : xă ori mobilă) situate în zona montană.

Calculele au fost realizate din punctul de vedere al întreprinderii forestiere care gestionează

lanţul de aprovizionare.

1. Rărirea în arboretul conifer adoptând sistemul de exploatare SCE. Destinaţia aşchiilor:

cazane pe bază de aşchii cu sită : xă (u 30 %, P45; consultaţi tabelul 4.4.1). Preţ franco cen-

trala termică 18-20 €/m3 aparent (=80-90 €/t)

Etapă de exploatare EchipamentProductivitate (m3 aparent/h)

Cost (€/m3 aparent)

Doborâre 2 drujbe 35 0.5

Corhănire arbori întregi 2 tractoare şi troliu 17 5.9

Prelucrare mecanizată la locul de

descărcare

utilaj de prelucrare

pe tractor24.3 1.4

Încărcare buşteni în autotren autotren 121.5 0.6

Transport buşteni către centrul de

comercializare a biomasei (dus şi întors

90 km)

autotren 36.5 2

Descărcare buşteni din autotren autotren 145.8 0.5

Uscare naturală — — 0.3

Mărunţire buşteniutilaj de mărunţit cu

putere mare100 1.4

Livrare aşchii (dus şi întors 90 km) autotren 24.4** 2.0

TOTAL 14.6Valoarea arborelui în picioare trebuie adăugată la total (de la 0 până la 5 €/m3 aparent pentru operaţiunile de rărire**aşchii uscate M 30 %)

2. Doborârea principală în arboretul conifer adoptând sistemul de exploatare SCE.

Destinaţia aşchiilor: cazane pe bază de aşchii cu sită mobilă (u 55%, P63; consultaţi tabe-

lul 4.4.1). Preţ franco centrala termică 10-13 €/m3 aparent (= 29-38 €/t). Resturile de recol-

tare lăsate pe drumul forestier sunt disponibile fără cost, din moment ce toate costurile

exploatării sunt percepute pentru lemn industrial.

Etapă de exploatare EchipamentProductivitate

(m3 aparent/h)

Cost

(€/m3 aparent)

Resturi de exploatare din aşchiereutilaj de aşchiat cu

putere mare55 2.6

Livrare aşchii (dus şi întors 90 km) autotren 22.1*** 2.4

TOTAL 5.0***Aşchii de lemn proaspete (M 55%))



3. Rărirea în arboretul conifer adoptând sistemul de exploatare SCE. Destinaţia aşchiilor:

cazane pe bază de aşchii cu sită mobilă (u 55 %, P63). Preţ franco centrala termică 10-13 €/

m3 aparent (= 29-38 €/t). Rezultatele corespund cu indicaţiile din literatura analizată, conform

cărora posibilităţile exploatării cu aşchii proaspete (din lemn de esenţă moale sau tare) ca

produs unic, de întrebuinţat în cazane cu sită mobilă, pot : cu greu fezabile din punct de ve-

dere economic. Producţia acestui tip de aşchii trebuie să includă şi nu să excludă posibilităţile

de exploatare.

Etapă de exploatare EchipamentProductivitate (m3 aparent/h)

Cost (€/m3 aparent)

Doborâre 2 drujbe 35 0.5

Corhănire arbori întregi 2 tractoare şi troliu 17 5.9

Aşchiere arbori întregi utilaj de aşchiat cu putere mare

60 2.4

Livrare aşchii (dus şi întors 90 km) autotren 22.1* 2.4

TOTAL 11.2

Valoarea arborelui în picioare trebuie adăugată la total (de la 0 până la 5 €/m3 aparent pentru operaţiunile de rărire)*Aşchii de lemn proaspete (u 55%))



Comitetul European de Standardizare, CEN (TC335), pregăteşte în prezent 20 de speci: caţii

tehnice pentru biocombustibilii solizi. CEN/TC 335 este comitetul tehnic care elaborează

conceptul standardului pentru a descrie toate formele biocombustibililor solizi din Eu-

ropa, incluzând aşchiile de lemn, peleţii şi brichetele de lemn, buştenii, rumeguşul şi

mănunchiurile de paie.

Cele mai importante două speci: caţii tehnice care sunt elaborate se ocupă de clasi: ca-

rea şi speci: carea CEN/TS 14961) şi asigurarea calităţii în cazul biocombustibililor solizi

(CEN/TS 15234). Clasi: carea biocombustibililor solizi se bazează pe originea şi sursa aces-

tora. Prezentăm o listă a speci: caţiilor tehnice mai importante pregătite de către CEN 335,

preluate la nivel naţonal.

1. EN 14588:2010 Solid biofuels - Terminology, de: nitions and descriptions

2. EN 14961-1:2011 Solid biofuels - Fuel speci: cations and classes

3. EN 15234-1:2011 Solid biofuels - Fuel quality assurance

4 .EN 14774-1:2009 Solid biofuels - Determination of moisture content - Oven dry method

- Part 1: Total moisture - Reference method

5. EN 14774-2:2009 Solid biofuels - Determination of moisture content Oven dry method

- Part 2: Total moisture - Simpli: ed method

6. EN 14774-3:2009 Solid biofuels - Determination of moisture content - Oven dry method

- Part 3: Moisture in general analysis sample

7. EN 14778:2011 Solid biofuels - Sampling

8. EN 14918:2000 Solid Biofuels - Determination of calori: c value

9. EN 15103:2009 Solid biofuels - Determination of bulk density

10. CEN 15296:2011 Solid biofuels - Conversion of analytical results from one basis .

Qualitative classi: cation of solid biofuels is de: ned at European level by Technical

Specication CEN/TS 14961 (Solid biofuels, fuel speci: cation and classes, 2010 - 2011)

4. CERINŢE DE CALITATE ŞI STANDARDE DE REFERINŢĂ

4.1 SPECIFICAŢII TEHNICE PENTRU BUŞTENI ŞI AŞCHII DE LEMN Specificaţia Europeană CEN/TS 14961 oferă informaţii reglementare de luat în

considerare atunci când se redactează orice contract de furnizare şi Declaraţiile

de Calitate respective pentru biocombustibilii furnizaţi (Anexele A1 şi A2).


Tabelul 4.1.2

Origine:Conform tabelului 1 al ST. Biomasă lemnoasă (1.1.1, 1.1.2, 1.1.3, 1.1.4, 1.1.6, 1.2.1.1, 1.2.1.2, 1.2.1.4)

Formă comercializată AŞCHII DE LEMN

NO

RM

ATI

V

Dimensiuni

Fracţ. pr. > 80% din greutatete Fracţ. : ne <5% Fracţ. brută <1%

P 16 P 45 P 63 P 100

3.15 mm ≤ P ≤ 16 mm 3.15 mm ≤ P ≤ 45 mm 3.15 mm ≤ P ≤ 63 mm 3.15 mm ≤ P ≤ 100 mm

< 1 mm< 1 mm< 1 mm < 1 mm

> 45 mm, all < 85 mm> 63 mm> 100 mm> 200 mm

Umid. (u)

M20M30M40M55M65

≤ 20% Uscate≤ 30% Potrivite pentru depozitare≤ 40% Limitate pentru depozitare≤ 55%≤ 65%

Cenuşă (% orap.la s.u..)

A0.7A1.5A3.0A6.0A10

≤ 0.7%≤ 1.5%≤ 3.0%≤ 6.0%≤ 10.0%

40 4. CERINŢE DE CALITATE ŞI STANDARDE DE REFERINŢĂ

Origine:Conform tabelului 1 al ST.Biomasă lemnoasă (1.1.2.1, 1.1.2.2, 1.1.2.3)

Formă comercializată BUŞTENI

NO

RM

ATI

V

Dimensiuni

Lungime (L)

grosime(D) (diametrul maxim al unei singure bucaţi)

P200–P200P250P330P500P1000P1000+

L < 200 and D < 20 (lemn ptr. aprindere)L = 200 ± 20 and 40 ≤ D ≤ 150 mmL = 250 ± 20 and 40 ≤ D ≤ 150 mmL = 330 ± 20 and 40 ≤ D ≤ 160 mmL = 500 ± 40 and 60 ≤ D ≤ 250 mmL = 1000 ± 50 and 60 ≤ D ≤ 350 mmL > 1000 (valoarea efectiva nu a fost menţionată )

Umiditate (u)

M20 ≤ 20%M30 ≤ 30%M40 ≤ 40%M65 ≤ 65%

Buştean pregătitUscat în depozitUscat în pădureProaspăt, după tăierea în pădure

Lemn De menţionat dacă este utilizat lemn conifer sau foios ori o combinaţia a acestora

Tabelul 4.1.1

Mai jos este reprodusă partea normativă a specificaţiilor pentru buşteni şi aşchii de lemn.


4.2 Instrumente pentru o stabilire rapidă a umidităţiiDeşi metoda gravimetrică (consultaţi EN 14961-1:2010 ) este singura metodă de referinţă

recunoscută pentru stabilirea exactă a umidităţii din lemn, tehnologia de astăzi oferă o

serie de instrumente portabile practice pentru o stabilire rapidă a acesteia din urmă. Ase-

menea instrumente se dovedesc deosebit de utile în aplicarea contractelor de furnizare în

funcţie de greutate (consultaţi capitolul 5.5).

Acurateţea rezultatelor depinde, bineînţeles, atât de reprezentativitatea mostrei, cât şi de

atenţia cu care a fost efectuată măsurătoarea. Trebuie acordată o atenţie specială : xării

iniţiale a instrumentelor şi factorilor de corecţie.

Aparatele de măsurat disponibile pe piaţă pot : împărţite în aparate de măsurat cu con-

tacte şi aparate de măsurat cu ace.

Buşteni şi lemn lung

Pentru buşteni şi lemne lungi cu diametru mic, este posibilă utilizarea aparatelor de

măsurat cu ace care măsoară rezistenţa electrică (conductanţa) dintre doi electozi (cuie).

Între rezistenţa electrică şi conţinutul de umiditate din lemn există o corelaţie care este

maximă în domeniul higroscopic (M 0-23%). Măsurarea este realizată exclusiv în interiorul

spaţiului dintre cei doi electrozi, la adâncimea de introducere a acestora (până la aprox. 5

cm).

Cele mai noi modele speci: ce pot determina umiditatea mostrei în limita unui interval

M 10-60 % (u 11-150 %) cu o rezoluţie de 0,1 % (www.humimeter.

com).

Aşchii de lemn

Instrumentele utilizate pentru aşchiile de lemn sunt instrumente cu

contacte care măsoară constanta dielectrică (sarcina electrostatică).

Cu cât este mai mare conţinutul de umezeală, cu atât va : mai mare

constanta dielectrică. În ultimii câţiva ani, unele higrometre dielec-

trice au fost dezvoltate în mod speci: c pentru aşchiile de lemn,

rumeguş, talaş, scoarţă şi pelete şi care îndeplinesc Speci: caţia EN 14961. Astfel de in-

strumente pot măsura aşchii de lemn aparţinând claselor de dimensiune P16 şi P45, cu

o umiditate maximă de 60 %. Mai întâi, materialul este cântărit astfel încât să se iden-

ti: ce curba corectă de calibrare a instrumentului. Odată realizat acest lucru, aşchiile de

lemn sunt turnate într-un container în care întâlnesc un câmp electromagnetic slab care

este in+ uenţat de umiditatea lemnului. În câteva secunde este posibilă citirea măsurătorii


umidităţii probei pe ecran.

4.3 Instrumente pentru stabilirea dimensiunilor aşchiilor de lemnClasa de dimensiune este stabilită în laborator, utilizând site vibratoare speciale aranjate

în serie, care îndeplinesc cerinţele impuse de Standardul EN 14961.

Figure 4.3.1 Figura 4.3.1 – Dispozitiv pentru stabilirea dimensiunii aşchiilor de lemn

(AIEL, 2006).

Figure 4.3.2 Figura 4.3.2 Exemplu de clasiK care a dimensiunii a două eşantioane de

aşchii de lemn P45 (stânga) şi P16 (dreapta).

42 4. CERINŢE DE CALITATE ŞI STANDARDE DE REFERINŢĂ

P45

P16


4.4 Caracteristici calitative impuse de cazane

Principalele caracteristici ale combustibililor lemnoşi impuse de cazane sunt: dimen-

siunile, umiditate şi conţinuturile de cenuşă. Tabelul 4.4.1 oferă o privire de ansamblu

informativă asupra caracteristicilor necesare combustibililor impuse de către cazanele pe

bază de buşteni şi aşchii de lemn.

.

Tabel 4.4.1

Tipuri de cazane

CapacitatekWt

GratarSistem de

livrareDimensioni

(P)Umiditate

(M)Cenuşa

(A)

Cazan pentru buşteni

< 100 : x manual P330-1000 M20 -

Cazan pentru aşchii de

lemn

< 150 : x melc P16-45 M20-M30 A1.5

(30)150 -1000: x

parţial mobilmelc P16-45 M20-M40 A1.5-3.0

>1000 mobilpiston

hidraulicP16-100 M30-M55 A3.0-10.0

Dimensiunea necesară pentru cazanele pe bază de buşteni, cu încărcare manuală, de-

pinde de dimensiunea deschiderii pentru încărcarea combustibilului; anumite modele

cu o capacitate de 100 kW şi o deschidere mai mare pentru încărcarea buştenilor pot :

încărcate cu bucăţi de până la 1 m lungime.

Cazanele pe bază de buşteni impun utilizarea clasei M20; în caz contrar, combustia nu

se produce complet întrucât energia necesară pentru evaporarea apei determină tem-

peratura din camera de combustie să scadă sub nivelul minim necesar pentru a menţine

combustia. Utilizarea buştenilor cu umiditate mai mare decât M20 determină o creştere

considerabilă a factorului de emisie.

Cazanele pe bază de aşchii de lemn, cu grătar fix, necesită material omogen (P16

şi P45) datorită grătarului de dimensiuni mici şi datorită faptului că, altfel, bucăţile

supradimensionate ar putea bloca transportorul cu melc. Dimpotrivă, cazanele cu o

capacitate mai mare şi în care este posibilă instalarea unor mecanisme de avans cu

piston hidraulic sunt mai flexibile.


Umiditatea aşchiilor de lemn în cazanele cu grătar fix nu trebuie să fie peste 30 %

(M30); într-adevăr, acestea au mică inerţie termică întrucât volumul camerei de com-

bustie, precum şi cel al apei, din schimbătorul de căldură sunt limitate. Astfel, intro-

ducerea unui material foarte umed ar micşora temperatura de combustie în mod ex-

cesiv. Mai mult, o umiditate prea mare ar compromite faza de aprindere din moment

ce aceste cazane sunt dotate cu un dispozitiv de aprindere automat (electric). Umidi-

tatea aşchiilor de lemn ar trebui să fie cât de omogenă posibil; într-adevăr, cu cât

aceasta este mai eterogen, cu atât mai mare va fi cheltuiala de investiţie în tehnologia

capabilă să gestioneze chiar şi cel mai complex proces de combustie care ar putea

rezulta. Cazanele cu grătar mobil pot arde aşchii de lemn proaspete; totuşi, cu cât este

mai mare umiditatea din aşchiile de lemn, cu atât mai mare va fi piederea în eficienţă

a procesului de conversie energetică. Într-adevăr, o parte a energiei trebuie „cheltuită”

pentru a evapora apa din lemn. Mai mult, utilizarea unor aşchii de lemn de calitate

redusă (de ex. aşchii obţinute exclusiv din resturile provenite din exploatarea forestieră

a coniferelor şi alcătuite în principal din ace) sporeşte costurile de întreţinere (zguri

topite, curăţarea schimbătorului) şi determină o scădere considerabilă a performanţei

generatorului cu o creştere, în consecinţă, a costurilor finale ale energiei [14]..

4.5 Procese de uscare a lemnuluiAuto-încălzirea

În timpul depozitării, biomasa lignocelulozică proaspătă se încălzeşte datorită proce-

sului de respiraţie al celulelor parenchimatice încă vii. Astfel de procese se opresc

atunci când ating 40°C. Creşterea suplimentară a temperaturii masei lemnoase

poate fi atribuită metabolismului ciupercilor şi bacteriilor. În timp ce ciupercile pot

supravieţui la o temperatură de aprox. 60 °C, activitatea bacteriilor termofile începe

între 75 şi 80 °C. În condiţii speciale, încălzirea masei lemnoase poate atinge chiar şi

o temperatură de aprox. 100°C; totuşi, motivele pentru această creştere suplimentară

a temperaturii nu au fost încă explicate. Peste 100 °C încep anumite procese de trans-

formare termochimică care pot duce, deşi acest lucru se întâmplă foarte rar, la fenom-

ene de combustie spontane. Astfel de fenomene se produc, în general, în cazul mate-

rialelor lemnoase foarte fine (rumeguş fin) şi al scoarţei.

În condiţii optime pentru dezvoltarea bacteriilor şi ciupercilor (de ex. u 40 %), lemnul

începe deja să se încălzească după câteva secunde. Dimpotrivă, microorganismele nu

sunt activate în condiţiile unor temperaturi permanent joase (iarna), decât dacă au

fost activate anterior (Figurile 4.5.1 şi 4.5.2).

44 4.CERINŢE DE CALITATE ŞI STANDARDE DE REFERINŢĂ


Figura4.5.1 Tendinţe ale temperaturii în interiorul unei grămezi de aşchii de lemn la un conţinut de umezeală diferit. Cu cât este mai mare nivelul umezelii, cu atât mai repede se va încălzi grămada [2].

Figura 4.5.2 Evoluţia temperaturii (din aprilie până în noiembrie în cazul a două

grămezi de aşchii de lemn, acoperită şi neacoperită cu un material care lasă aerul să

circule (TOPTEX) [12].

Pierderea substanţei lemnoase

Datorită unei intensi: cări a activităţilor metabolice ale ciupercilor şi bacteriilor, se produce

descompunerea substanţei lemnoase şi, în consecinţă, există o pierdere de masă organică

combustibilă. Pentru a minimiza astfel de pierderi, activitatea biologică trebuie menţinută

sub control cât de mult posibil. Mai jos este prezentată o listă a măsurilor de luat, în spe-

Tem

pe

ratu

ra °

C

Durata de depozitare (zile)

Tem

pe

ratu

ra(°

C)

Grămadă cu material

Gramadă fără material

26 Apr 26 Mai 25 Jun 25 Jul 24 Aug 23 Sep 23 Oct


cial în cazul aşchiilor de lemn şi scoarţei, care, printre combustibili, sunt afectate cel mai

frecvent de asemenea probleme.

* depozitaţi materialul cu umiditatea cea mai mică posibilă şi ţineţi-l departe de ploaie;

* favorizaţi aerisirea naturală: aceasta accelerează pierderea de căldură şi apă;

* nu uitaţi că o dimensiune brută şi regulată a materialului încurajează aerisirea internă;

* utilizaţi instrumente de tăiat ascuţite (dimensiune regulată);

* reduceţi la minimum prezenţa acelor şi frunzelor, care sunt atacate uşor de microorgan-

isme;

* minimizaţi durata de depozitare;

* alegeţi o înălţime ideală a grămezii.

Nu este întotdeauna posibil să se adopte toate tacticile menţionate mai sus; prin urmare,

trebuie luată în considerare o anumită pierdere a substanţei lemnoase. Câteva valori in-

formative sunt oferite în tabelul 4.5.1 [2].

Tabel 4.5.1

Material/Tip de depozitare

Pierdere anuală (greut. % raportată la

starea uscată)

Aşchii de lemn, proaspete, neacoperite 20 up to >35

Aşchii de lemn : ne, uscate, acoperite 2-4

Aşchii de lemn : ne, uscate, acoperite 4

Scoarţă, proaspătă, neacoperită 15-22

Buşteni (fag, molid) după 2 ani, acoperiţi 2.5

Buşteni (molid, brad), proaspeţi, neacoperiţi 5-6

Buşteni (molid, brad), proaspeţi, neacoperiţ 1-3

Arbori tineri întregi (plop, salcie), proaspeţi, neacoperiţi 6-15

Pierderea de substanţă lemnoasă poate : echilibrată, cel puţin parţial, de către scăderea

umidităţii din material la locul de depozitare; acest lucru determină o creştere a valorii ca-

lorice nete (cu referire la o masă de 1 kg incluzând apa). Chiar şi atunci când se recurge la

uscare (cu aer încălzit), trebuie estimată o pierdere aproximativă totală de 4 % a substanţei

uscate. Atunci când se recurge, pentru o anumită perioadă de timp, la aerisirea forţată

(cu aer neîncălzit), care face posibilă auto-încălzirea masei, pierderea este dublată până

la 7- 8 % [2].

4.6 Uscarea buştenilorBuştenii încep să piardă apă iarna, dar cea mai mare pierdere de apă (aprox. 10 %) are loc

în martie. În timpul verilor deosebit de : erbinţi (de ex. în vara anului 2003, Figura 4.6.1),

lemnul proaspăt tăiat în decembrie şi depozitat sub o acoperitoare poate ajunge încă din



iunie, la o umiditate de 20 % (M20), : ind potrivit, prin urmare, comercializării ca şi

„buşteni pregătiţi”. Totuşi, în cazul verilor umede (de ex. vara anumul 2004, Figura 3.6.1),

diferenţele detectabile sunt minime iar valoarea u 20 % este atinsă, dar o lună mai târ-

ziu. Începând cu luna mai, lemnul de brad se usucă mai repede decât lemnul de fag,

deşi acesta din urmă pare la început a : mai uscat decât primul atât din cauza umidităţii

iniţiale mai mici a acestuia, cât şi din cauza pierderii mai rapide a apei. În orice caz, am-

belor specii le ia mai mult sau mai puţin aceeaşi perioadă de timp să atingă M20.

În aprilie, cantitate de apă evaporată din lemn este maximă, cu vârfuri de aprox. 90 l/ms/

lună. Începând din septembrie, lemnul recapătă umiditate din aer şi ploaie; se estimează

că, din octombrie până în decembrie, lemnul recapătă 5 l/ms/lună (Figura 4.6.2).

Figura 4.6.1 Procesul de uscare în cazul buştenilor crăpaţi şi stivuiţi, uscaţi în aer

liber şi sub o acoperire [4].

um

idit

ate

s.u

.*u

(

DE

C ‘

02

FEB

‘0

3

AP

R ‘

03

JUN

‘0

3

AU

G ‘

03

OC

T ‘

03

DE

C ‘

03

FEB

‘0

4

AP

R ‘

04

JUN

‘0

4

AU

G ‘

04

OC

T ‘

04

MOLID

MOLID

FAG

FAG

Figura 4.6.2 Rata de uscare lunară a lemnului de foc proaspăt, de un metru, crăpat şi

stivuit, uscat în aer liber şi sub o acoperire [4].

MOLID

FAG

Pie

rde

re în

gre

uta

te(k

g)

pe

r m

etr

u s

ter

JAN

‘03

SEP

‘03

AUG

‘03

JUL ‘

03

JUN

‘03

MA

I ‘03

APR ‘0

3

MA

R ‘03

FEB ‘0

3

DEC

‘03

NO

V ‘03

OC

T ‘0

3

Buştenii depozitaţi sub o acoperire se usucă întrucâtva mai repede în timpul primelor

luni de iarnă; acest avantaj al lemnului acoperit este compensat de lemnul neacoperit

în timpul lunilor de vară. Prezenţa unei magazii de lemne, în special în locurile foarte



STREAŞINĂ ACOPERIŞULUI

STÂLPI DE SUSŢINERE

DEPOZITARE TRANSVERSALĂ LEMN RO-TUND

SUB FORMAĂ DE STI-VA FĂRĂ STÂLPI DE

SUSŢINERE ( PE MARGINE)

ploioase, este, totuşi, recomandată din moment ce aceasta contribuie la limitarea redo-

bândirii umidităţii în timpul perioadei următoare de toamnă-iarnă. Cu condiţia ca struc-

tura să : e aerisită în mod adecvat (pereţi tăiaţi), depozitarea sub un înveliş este cea mai

recomandată.

În comparaţie cu buştenii crăpaţi, buştenii care nu sunt crăpaţi ating M20 două luni mai

târziu. Prin urmare, pentru a atinge M20 cu un grad de certitudine mai mare şi pentru a

reţine o astfel de umiditate până toamna, se recomandă tăierea lemnului rotund de cali-

tate redusă cu un diametru mai mare de 10 cm înaintea uscării.

Recomandări pentru depozitarea buştenilor

În timpul prelucrării lemnului şi pregătirii stivei de buşteni, este importantă evitarea, cât

de mult posibil, a „murdăririi” buştenilor. Depozitul de prelucrare trebuie dotat cu o podea

fermă şi stabilă (: e ciment, : e asfalt).

Buştenii pot : uscaţi : e în depozite deschise, : e sub un înveliş aerisit, dar în oricare dintre

cazuri aceştia trebuie protejaţi împotriva umidităţii din sol şi a ploii.

Recomandări principale pentru depozitarea buştenilor:

* solul (podeaua) trebuie menţinut uscat; dacă este posibil, trecerea aerului trebuie

favorizată ridicând stiva faţă de sol cu ajutorul unor suporturi din lemn (grinzi, buşteni);

* este preferabilă depozitarea lemnului în locuri care sunt expuse la aer şi soare (de ex. la

marginea pădurii, în depozit);

* trebuie să existe o distanţă de cel puţin 10 cm între stivele individuale şi între stive şi

pereţii structurii de depozitare (Figura 4.6.3);

* Pereţii exteriori ai structurii trebuie menţinuţi deschişi (tăiaţi);

* Ori de câte ori este posibil, se recomandă depozitarea buştenilor destinaţi utilizării

zilnice în camera cazanului, astfel încât aceştia să : e preîncălziţi.

Figure 4.6.3. Exemplu de de-pozitare a masei lemnoase


Containere pentru depozitarea, uscarea şi transportul buştenilor

Pe piaţă sunt disponibile diferite tipuri de containere pentru depozitarea, uscarea

şi transportul buştenilor crăpaţi. Printre cele mai interesante, de asemenea dintr-un

punct de vedere economic, se numără containerele alcătuite dintr-un palet de lemn

la bază pe care este aplicată o reţea pătrată de sârmă ce serveşte drept perete; partea

superioară este acoperită de un al doilea palet izolat prin nailon faţă de exterior. O astfel

de structură are 2 m înălţime şi poate conţine 2 m3 buşteni în vrac; aceştia sunt aşezaţi

în paleţi direct din transportorul de la prelucrarea a buştenilor (Figura 4.6.1). O altă posi-

bilitate funcţională şi cu cost redus o reprezintă reutilizarea structurii metalice instalate pe

un palet de lemn ca suport pentru containerele din plastic de 1m3 destinate depozitării li-

chidelor (Figura 4.6.2).

Figura 4.6.2.

Figura 4.6.1


4.7 Uscarea aşchiilor de lemnPentru a produce aşchii de lemn cu o calitate adecvată, astfel încât acestea să

poată fi utilizate în cazane cu putere redusă până la medie (grătar fix), sunt utilizate

următoarele materiale lemnoase brute: trunchiuri de conifere fără crengi, tăieturi

şi bucăţi de conifere şi foioase, trunchiuri de foioase (cu sau fără crengi) şi resturi

din exploatarea foioaselor, cu un diametru minim posibil de 5 cm pentru a limita

conţinuturile de cenuşă, al cărei procent este mai mare în cazul scoarţei, decât în

cazul lemnului.

Aceste materiale trebuie să treacă printr-o fază de uscare, cu o depozitare

intermediară într-un loc de îngrămădire din afara pădurii înainte să fie aşchiate

vara/toamna târziu (Figura 4.7.1). Uscarea trebuie să aibă loc în timpul verii, atunci

când energia gratuită furnizată de soare şi vânt, care favorizează uscarea naturală a

lemnului, este maximă. Pierderea de umezeală în cazul foioaselor în timpul uscării

ivariază, în general, de la 40 până la 50 %. Dacă sunt tăiate în mai, cu frunzele

Figure 4.7.1 Logistica, coordonarea în timp şi destinaţia aşchiilor de lemn [2]

PROCEDEUPERIOADA STOC

DRUM

RĂRIRE/EXPLOA-TERE FORESTIERĂ

CURTEDRUM

FORESTIER

UTISAJE DE EXTRA-

GEREE CONSUMA-TOR

FINAL

DEPOZITARE INTERMEDIARĂ

MATERIAL TOCAT

CONCENTRARE SPA-TE SAU FAŢĂ

VANZARE

VALORIFICARE PROPRIE

USCARE CU AER IN ZONA DE DEPO-

ZITARE

MATERIAL TOCAT (USCAT DE VARA)

PÂN

Ă L

A U

TILI

ZA

RE

VA

RA

TA

RZ

IU

PR

IMA

VA

RA

TA

RZ

IUIA

RN

A

SPATE

MATERIAL TOCAT

UMED M= 45-55%

MATERIAL TOCAT USCAT

VARA M= 25-40%

MATERIAL TOCAT

UMED M = 45-55%

MATERIAL TOCAT USCAT DE VARA M = 25-40%MATERIAL USCAT M = <20%



încă ataşate, plantele accelerează uscarea naturală a lemnului. Acelaşi principiu se

aplică coniferelor (molid şi brad) care sunt tăiate în timpul perioadei care se întinde

de toamna târziu până în decembrie şi care mai târziu sunt amplasate în locul de

îngrămădire.

Lăsarea buştenilor crăpaţi într-un mediu umbros în interiorul pădurii nu determină

o pierdere considerabilă de umezeală din lemn. În consecinţă, materialele ar trebui

uscate întotdeauna într-un loc suficient de însorit şi posibil bine aerisit [3].

Atunci când este dus într-un loc de îngrămădire însorit aflat în afara pădurii, lemnul

ca atare (Figura 4.7.2), din momentul în care este tăiat, atinge vara târziu o umezeală

sub 30 % şi este, prin urmare, pregătit să fie aşchiat [3]. Valoarea u 30 % este definită ca

fiind limita capacităţii de stocare; sub această limită, aşchiile de lemn sunt clasificate

ca fiind bune pentru depozitare fără nicio problemă de stabilitate biologică (ÖNORM

M 7133).

Figure 4.7.2 Procesul de uscare în cazul unor specii diverse de arbori [3]

Uscarea materialului ca atare poate fi făcută la marginea unui drum, cu condiţia ca

locul de îngrămădire să fie expus la soare şi de dimensiuni adecvate; altfel, materialul

trebuie transportat într-o zonă cu logistică unde să fie aşchiat şi depozitat sub un

înveliş (Figura 4.7.3). Atunci când uscarea se face într-un centru logistic şi de comer-

cializare, o bună regulă o reprezintă „crăparea” celor mai mari trunchiuri (Ø > 35-40

cm) folosind o maşină de crăpat lemne specială (Figura 4.7.4), astfel încât să se ac-

celereze pierderea apei de către trunchiuri.


Figura 4.7.3 Producerea de aşchii de lemn după uscarea materialului brut K e la locul de descărcare, K e la un centru de comercializare a biomasei [13]

Figure 4.7.4

1.tăiere

4. aşchiere la marginea drumului

3. uscarea buştenilor în aer liber

2. încărcare deşeurilor de buşteni la marginea dru-

mului 5. transportul şi livrarea la instalaţie

1. tăiere

4. aşchierea la platformă şi depozitarea sub acoperămănt

2.secţionare şi scoatere la mar-ginea drumului

3. transportul buştenilor la platformă

5.transportul şi livrarea la instalţie



4.8 Centre logistice şi de comercializare pentru biomasă (BL&TC)BL&TC este un spaţiu : zic stabilit pe baza caracteristicilor forestiere şi productive ale zonei

de furnizare (oferta) şi pe baza localizării şi tipologiei cumpărătorilor (cererea). Acesta este

dotat cu zone pentru prima depozitare şi uscare a lemnului ca atare şi cu o zonă acoperită

pentru depozitarea şi uscarea aşchiilor de lemn şi a buştenilor. (Figura 4.8.1). BL&TC este

o infrastructură fundamentală pentru producerea şi comercializarea profesionistă a com-

bustibililor lemnoşi ca atare şi datorită căreia este posibilă furnizarea pe piaţă a unor

produse care îndeplinesc speci: caţiile tehnice.

Figura 4.8.1 BL&TC Pölstal (Styria-Austria)

Acoperiri pentru depozitarea şi uscarea aşchiilor de lemn

Cea mai bună modalitate de a depozita şi usca aşchiile de lemn o reprezintă amplasarea

acestora pe o suprafaţă impermeabilă (ciment şi/sau asfalt), protejată printr-o acoperire

a+ ată într-un loc însorit şi aerisit. Structura arhitectonică a acoperirii (Figura 4.8.2) ar trebui

să maximizeze aerisirea materialului depozitat şi să facă mai uşoare operaţiunile de în-

toarcere şi manevrare ale aşchiilor de lemn.

zonă pentru usca-rea lemnelor lungi cu diametru mic

locaţie acoperită şi ventilata pentru uscarea butucilor si

a aşchiilor d elemn zona destinată crăpării şi aşchierii lemnului


Figura 4.8.2 Exemple de structuri arhitectonice în două BL&TC, în Austria (Pölstal, Styria) şi în Italia (Deutschnofen, Bozen).

Acoperiri de protecţie din material pentru aşchiile de lemn

Pe piaţă se găsesc materiale de protecţie speci: ce aşchiilor de lemn (www.tencate.com);

acestea s-au dovedit e: ciente atât pentru uscarea aşchiilor de lemn proaspete, cât şi pen-

tru depozitarea aşchiilor de lemn cu M < 30 (Figura 4.8.3.).

Figura 4.8.3 Lemnul neted tăiat în decembrie şi proaspăt aşchiat ajunge la M30 după 9 luni [15].

Materialul lasă aerul să treacă şi face posibilă ţinerea la distanţă a aerului saturat cu apă în

timpul etapei de auto-încălzire a masei. Aşchiile de lemn trebuie amplasate pe o suprafaţă

impermeabilă iar grămada trebuie să aibă o formă conică astfel încât să favorizeze scurgerea

apei de ploaie pe suprafaţa materialului (Figura 4.8.4).



4.9 Sisteme de uscare

Uscarea stimulată de căldura proceselor de fermentaţie

Căldura care provine de la procesul de distrugere a substanţei lemnoase prezente în

grămezile cu aşchii de lemn creează curenţi de convecţie; ca rezultat, aerul rece este

atras de dedesubt şi din laterale. Prin urmare, o podea aerisită funcţionează deosebit

de bine dacă este utilizată în cazul acoperirilor pentru depozitare. Cât pentru aşchiile de

lemn de dimensiuni medii până la : ne, auto-încălzirea are un efect considerabil asupra

uscării aşchiilor dacă este combinată cu sisteme de aerisire forţată. Aerul saturat cu apă

provenind din căldura degajată de masa auto-încălzită este ţinut departe şi, ca rezultat,

masa se răceşte.

În structurile unde sunt utilizate sisteme de circulaţie forţată a aerului, ciclurile de aerisire

sunt reglate de diferenţele de temperatură. O diferenţă de temperatură - ΔT - interior-ex-

terior de la 5 până la 10 °C este su: cientă pentru a favoriza circulaţia naturală a aerului şi,

în consecinţă, pentru a reduce cantitatea de energie care este necesară forţării circulaţiei

aerului.

Aerisirea forţată folosind aer preîncălzit de către energia solară

Orice măsură tehnică (externă) este luată pentru a mări, oricât de puţin, temperatura

aerului din interiorul masei de aşchii de lemn, se creează circulaţia aerului iar uscarea

lemnului este, în consecinţă, facilitată.

Dacă acoperirile sunt de folosit predominant pentru uscarea aşchiilor de lemn, construi-

Figura 4.8.4 Grămadă de aşchii de lemn acoperite cu material.


rea lor ar putea : plani: cată în aşa fel încât acestea să : e dotate cu sisteme de aerisire

forţată pe bază de aer preîncălzit, amplasate în golurile speciale de sub acoperiş. Aerul

preîncălzit de către soare este apoi su+ at într-un coş de aerisire şi forţat de dedesubt în

grămezile cu aşchii de lemn (Figurile 4.9.1 şi 4.9.2). Datorită acestor sisteme este posibilă

reducerea conţinutului de umezeală a unei cantităţi de aşchii de lemn de 150 m3 în

grămadă de la aproximativ u 50 % până la M 30 % într-o săptămână (primăvara/vara).

Figura 4.9.1 Schiţă a principiului unui proces de uscare a biomasei prin pulsaţii so-lare [6

Figura 4.9.2 Sistem de aerisire cu preîncălzire şi forţare utilizat la BL&TC Pölstal, Styria – Au-stria.


SAER SAT.

VENNTILATOR (FUNCŢ.)

COMBUSTIBIL BIOMASĂ M 35%

VENTILATOR ( NU FUNCT.)

COMBUSTIBIL BIOMASĂ M 50%

AER PREÎNCĂLZIT

INSTALAŢII SOLARE

EFECTELE PROPRIEI ÎNCĂLZIRIA

GRĂMEZILOR DE BIOMASĂ

STEP 1-încălzirea aerului exterior prin instalaţii solare-sefectele propriei încălziri a gramezilor de biomasă

STEP 2- aer preîncălzit este su+ at de ventilator prin grămezile d ebiomasă- apa din biomasă este eliminata cu ajutorul aerului

VENTILATOR

AER PREÎNCĂLZIT


Peste noapte, atunci când umiditatea relativă a aerului este mai mare, se recomandă

oprirea aerisirii forţate pentru ca aşchiile de lemn să nu absoarbă umiditate.

Pentru randamentul debitului necesar de aer, se poate folosi drept referinţă suprafaţa

acoperită de grămadă. Această cantitate este exprimată în termeni de viteza aerului,

care, cu referire la aşchiile de lemn, variază într-un interval de la 180 până la 540 m3/h

(=0,05 până la 0,15 m/s) per m2 de suprafaţă acoperită de grămadă.

Aceste cantităţi pot : exprimate şi în termeni volumetrici (gradul de împrospătare a

aerului). Se estimează că, pentru aşchiile de lemn, sunt necesari aproximativ 40 m3/h

de aer per m3 de lemn (plin) destinat uscării. Pentru a accelera procesul de uscare, o

practică standard o reprezintă mărirea gradului de împrospătare a aerului până la150

m3/(h m3) [2].

Sisteme de ventilaţie forţată pentru buşteni

Buştenii sunt uscaţi într-o seră prevăzută cu un sistem de aerisire forţată care reduce în

mod considerabil perioada de uscare. În 15 zile este posibilă aducerea a 200 de steri de

buşteni proaspeţi la u20. Ventilatorul absoarbe aproximativ 1 kW şi facilitează circulaţia

aerului care este încălzit în principal de către soare, deşi iarna este folosit şi un cazan

pe bază de aşchii de lemn/peleţi pentru a suplimenta acţiunea soarelui. O schimbare

automată a aerului intern saturat este făcută posibilă prin activarea deschiderilor din

acoperiş. Structura (Figura 4.9.3) costă aprox. 150.000 € iar costurile aferente producţiei

de buşteni cresc cu aproximativ 15 €/ster; totuşi, povara este compensată de spaţiul mai

mic necesar şi de posibilitatea de a comercializa buşteni u20 cu opt luni şi jumătate mai

înainte. Figura 4.9.3 Sere pentru uscarea buştenilor în Biomassehof Allgäu (Bayern - DE).


Uscarea cu aer cald

Efectul de uscare este îmbunătăţit în mod considerabil utilizând aer încălzit de către un

generator. Temperatura de operare poate varia de la 20 până la 100 °C. Şi în acest caz aerul

este introdus în grămada de buşteni/aşchii de lemn prin intermediul unui ventilator.

Căldura totală necesară pentru uscare este de aproximativ 3 până la 4 MJ per kg de apă,

din care 2,5 MJ/kg sunt necesare pentru preîncălzirea şi evaporarea apei. Alături de sis-

temele încorporate pentru producerea de căldură, merită valori: carea căldurii cu cost

redus (sau gratuită) coprodusă cu şi extrasă din instalaţiile de cogenerare (: e instalaţii pe

bază de biogaz, : e instalaţii pe bază de aşchii de lemn); această energie termică, care de

cele mai multe ori este complet disipată în timpul verii, poate : exploatată, prin urmare,

pentru a usca : e aşchii de lemn, : e buşteni.

Dispozitive de uscare simpliK cate

Structurile sugerate pentru uscarea aşchiilor de lemn şi a buştenilor sunt structuri simpli: -

cate (: e : xe, : e mobile) cu podea dublă prin ale cărei găuri este introdus aer cald. Sistemul

de distribuţie a căldurii este alcătuit dintr-o serie de conducte rigide, uşor instalate într-

un uscător care poate : obţinut : e dintr-un container mobil, : e dintr-o remorcă agricolă

(Figurile 4.9.4 şi 4.9.5).

Astăzi, alături de uscătoarele simpli: cate, pe piaţă sunt disponibile dispozitive mai avan-

sate pentru a exploata căldura reziduală a instalaţiilor de biogaz (Figura 4.9.6).

Figura 4.9.4 Container: costă aprox. 50.000 € şi poate depozita 22 m3 aparenţi; spaţiul rămas este ocupat de un sistem ventilator şi de panoul de comandă. Timp de uscare: aprox. 5 zile pentru a ajunge la u20 [16].

Foto

: En

erg

ie P

+ an

zen

6/2

00

6



Figura 4.9.5 Remorcă agricolă: costă aprox. 1.500 - 2.000 €. Aerul cald vine de la instalaţia de biogaz printr-un schimbător de căldură: cele două conducte = exibile aduc aerul cald (80°C) într-o zonă cu fundul plat (10 cm grosime) a camionului care este umplut cu aşchii de lemn. În timpul procesului de uscare, aşchiile de lemn nu trebuie întoarse iar după două-trei zile acestea sunt pregătite pentru livrare (M30) [17].

Figurea 4.9.6 Uscătoare orizontale cilindrice potrivite atât pentru uscarea buştenilor, cât şi a aşchiilor de lemn (www.s-und-ue.de) [18].

Foto

: En

erg

ie P

lan

zen

6/2

00

7



Preţul pieţei pentru combustibili, : e lemnoşi, : e minerali, este exprimat în diferite unităţi de

măsură (ponderale şi volumetrice) şi este caracterizat de valori calorice considerabil diferite.

Toate acestea fac di: cilă realizarea unei comparaţii imediate. Parametrul care face posibilă

comparaţia preţului combustibililor o reprezintă costurile energiei primare (€/MWh), mai ex-

act costul energiei conţinute în combustibili înainte ca aceştia să : e transformaţi în energie

: nală.

Tabelul 5.1 prezintă o comparaţie între costurile energiei unor diferiţi combustibili (iunie

2008). Relaţia acestora cu aşchiile de lemn este calculată pe baza a trei costuri diferite de

energie primară: 20, 25 şi 30 €/MWh. Preţurile privesc piaţa italiană.

Tabel 5.1 Costuri ale energiei primare pe baza costurilor aşchiilor de lemn (fără TVA).

5. COSTURI, TENDINŢE ŞI COMPARAŢII LEGATE DE ENERGIE

MWhPreţ

€Preţ energie€/

MWhRaport

1 t aşchii de lemn (M30, P45) 3.40 68 20.00 1.00


1 t buşteni (M20, P330) 3.98 130 32.66 1.63

1 t pelete (M10) desfacuti 4.70 150 31.91 1.60

1 t pelete (M10) sack 15 kg 4.70 180 38.30 1.91

100 m3 gaz natural 1.00 70 70.00 3.50

1 t păcură (seră) 11.7 448 38.39 1.92

1000 l GPL (rezervor propriu) 6.82 1020 149.56 7.48

MWhPreţ

€Ptrţ energie

€/MWhRaport



1 t buşteni (M20, P330) 3.98 130 32.66 1.31

1 t pelete (M10) desfacuti 4.70 150 31.91 1.28

1 t pelete (M10) sack15 kg 4.70 180 38.30 1.53

100 m3 gaz natural 1.00 70 70.00 2.80

1 t păcură (seră)) 11.7 448 38.39 1.54

1 t păcură (uz domestic) 11.7 863 73.95 2.96

1000 l GPL (rezervor propriu) 6.82 1020 149.56 5.98


5.1 Costuri ale energiei K nale

Un aspect important al oricărei evaluări economice este calculul costurilor energiei : -

nale, incluzând în acestea cheltuielile de investiţie şi cele asociate pentru funcţionarea

instalaţiilor.

Cu scop ilustrativ au fost calculate costurile de producţie ale şase sisteme diferite de

generare a energiei, cu cazane de 100 kW şi aceeaşi rată anuală de funcţionare (1300 ore).

La o estimaţie brută, o clădire (din nordul Italiei) de aprox. 100 m2 şi locuită de trei oa-

meni are un consum anual de aproximativ 10-15 MWh. O astfel de căldură poate deservi o

clădire compusă din şase apartamente (tabelul şi gra: cul 5.1.2).

Presupunerile făcute (de ex. alegerea ratei dobânzii, durata investiţiei, producţia anuală

medie a generatorului etc.) şi valorile utilizate se referă la condiţiile medii.

TabEL 5.1.1 Categorii de costuri şi valorile acestora (septembrie 2008, Italia).

62 5.COSTUL ENERGIEI, TENDINŢE ŞI COMPARAŢII

CATEGORII DE COSTURI UNITBUŞTENI

(a)BUŞTENI

(b)AAAŞCHII DE LEMN

PELLETEGAZ

NATURALPĂCURĂ GPL

Tata dobânzii % 5 5 5 5 5 5 5

Durata investiiţiilor y 20 20 20 20 20 20 20

Capacitatea cazanului kW 100 100 100 100 100 100 100

Ore de funcţionare anuală h 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300 1,300

Producţia de energie primară MWh/y 130 130 130 130 130 130 130

E: cienţa globală a sezonului % 75% 75% 79,0% 84% 90% 85% 90%

capacitatea energiei : nale1 MWh/y 97.50 97.50 102.70 109.20 117.00 110.50 117.00

Costul investiţiei (cu TVA) € 45,000 45,000 65,000 40,000 13,000 18,000 13,000

Amortizare €/y 1,361 1,361 1,966 1,210 393 544 393

Cererea anuală de combustibil u.m.* 32.7 32.7 38.2 28.3 13,542 13,000 19,062

Costul/preţul ombustibilului2 €/u.m. 77 130 88 216 0.72 1.04 1.22

Costul consumului anual de combustibil (a)

€/y 2,944 4,971 3,365 6,104 9,750 13,463 24,863

costul electricităţii (b) €/y 50 50 200 100 30 30 30

Cost operaţional (O=a+b) €/y 2,994 5,021 3,565 6,204 9,780 13,493 24,893

Cost d ecurăţare (c) €/y 130 130 130 130 60 60 60

Cheltuieli de întreţinere (d) €/y 300 300 400 200 95 95 95

Cost de funcţionare (E=c+d) €/y 430 430 530 330 155 155 155

COSTURI anuale(R+O+E) €/y 4,785 6,812 6,060 7,744 10,328 14,192 25,441

COSTURI ENERGIE FINALĂ €/MWh 49.08 69.87 59.01 70.92 88.27 128.44 217.44

*1 Valori calorice utilizate: buşteni U20 3,98 MWh/t, aşchii de lemn U30 3,4 MWh/t, peleţi U10 4,7 MWh/t, gaz natural 9,6 kWh/m3, păcură 10 kWh/l, GPL

6,82 kWh/l

2 Preţuri (TVA inclus; pentru combustibilii lemnoşi TVA-ul este 10 %, cu excepţia peleţilor în cazul cărora TVA-ul este 20 %)


GraK c 5.1.1 Sisteme energetice şi costurile aferente ale energiei (septembrie 2008, Italia).

5.2 Vânzarea buştenilor şi aşchiilor de lemn

Buştenii şi aşchiile de lemn sunt vândute fie în funcţie de greutate (€/t), fie în funcţie

de volumul ster (€/ms sau €/m3 aparent). Producătorii profesionişti vor furniza

cumpărătorului informaţiile relevante despre caracteristicile fizico-energetice ale

combustibilului respectiv, astfel încât să facă posibilă o evaluare economică obiectivă

a preţului ponderal sau volumetric propus; prin urmare, aplicarea Specificaţiilor Teh-

nice Europene în comercializarea combustibililor lemnoşi este deosebit de importantă.

Prezenţa producătorilor profesionişti pe piaţă permite dezvoltarea unor sisteme de

cumpărare şi vânzare transparente şi practice, care nu doar câştigă încrederea consu-

matorilor, ci favorizează, de asemenea, dezvoltarea pieţei.

Buşteni

RInformaţiile reglementare care trebuie speci: cate pentru vânzarea buştenilor sunt incluse

în tabelul 4.1.1. În centrele logistice şi de comercializare cele mai avansate (de ex. www.

holzbrennsto� e.de, www.ofen-holz.at) buştenii pregătiţi (u20) sunt vânduţi în funcţie de

volumul ster; pe lângă clasa de umiditate, sunt speci: cate şi compoziţia şi dimensiunile.

INotă – Buşteni [a]: producţie proprie, dimensiune dorită; Buşteni [b]: cumpăraţi de pe piaţa locală (P500); Aşchii de lemn: U30

P45.



Un exemplu al modului de elaborare a unei liste de preţuri pentru vânzarea profesionistă a

buştenilor este furnizat în anexa A4.

În eventualitatea încă obişnuită în care este speci: cată numai compoziţia buştenilor, nu şi

umezeala, este întotdeauna preferabilă cumpărarea mai degrabă în funcţie de volum decât

în funcţie de greutate; acest fapt se datorează gradului mai mic de incertitudine cu care este

posibilă determinarea costurilor energiei, în special atunci când se cumpără material care

nu este uscat [5].

Examplu 5.2.1 –Calcularea preţului energiei buştenilor

Presupunând că vrem să cumpărăm o anumită cantitate de buşteni pentru a ali-

menta un cazan modern pentru întregul sezon, am dori să găsim preţul energiei

pentru a compara diferitele oferte.

Producătorul combustibilului lemnos stabileşte următoarele preţuri pentru

buştenii de un metru (P1000) de două specii diferite:

- Fag 62 €/ms

- Molid 46 €/ms

1) pentru a calcula greutatea buştenilor (U20, P1000) în cazul celor două specii,

sunt utilizate tabelele 1.7.2 şi 1.7.3

Fag 453 x 0,81 = 367 kg/ ms

Molid 315 x 0,86 = 271 kg/ ms

2) costul energiei (U20) cu VCN20 = 4 MWh/t

Fag 62:(367x4) x 1000 = 42,2 €/MWh (11,7 €/GJ)

Molid 46:(271x4) x 1000 = 42,4 €/MWh (11,8 €/GJ)

la preţurile propuse şi cu buştenii de utilizat pentru un cazan modern, cele două

produse sunt echivalente din punct de vedere energetic.


Aşchii de lemn

În Europa central-nordică, aşchiile de lemn sunt vândute direct din fabrica de cherestea,

compoziţia este în general cunoscută; astfel, vânzarea în funcţie de volum, chiar şi atunci

când umiditatea nu este indicată în mod speci: c, permite determinarea costului energiei cu

su: cientă precizie.

Dimpotrivă, în Europa central-sudică, şi în cazul producătorilor care prelucrează arboreturi

forestiere combinate, este realmente imposibil de cunoscut compoziţia aşchiilor de lemn;

astfel, în acest caz pare preferabilă cumpărarea şi vânzarea aşchiilor de lemn în funcţie

de greutate, măsurându-le umiditatea. De fapt, este su: cient să se cunoască greutatea şi

umezeala: cu toată diferenţa mare care ar putea exista în compoziţie, variaţia conţinutului

energetic este foarte mică deoarece, aşa cum a fost deja evidenţiat, VCN0 a lemnului este

aproape aceeaşi în cazul tuturor speciilor diferite [14].

În general, practica obişnuită este aceea ca părţile să se tocmească pentru un preţ ţintă al

aşchiilor de lemn cu o umiditatea minimă, pe baza căruia este calculat preţul energiei pri-

mare. În acest punct, este creat un tabel în care preţurile aşchiilor de lemn sunt bazate pe

clasa de umiditate, în timp ce preţul energiei rămâne constant (Tabelul 5.2.1).

Conţinut de umiditate(Clase) M(%)

€/t

fără TVA cu TVA

M 20 ≤ 20 103 114

M 25 ≤ 25 95 105

M 30 ≤ 30 88 97

M35 ≤ 35 81 89

M 40 ≤ 40 73 81

M50 ≤ 50 62 69

M 60 ≤ 60 48 53

Tabel 5.2.1 Preţul aşchiilor de lemn în funcţie de clasele de umeiditate la preţul energiei de 25 €/MWh.


GraK cul 5.2.1 – Variaţia preţului aşchiilor de lemn în funcţie de trei preţuri diferite ale ener-giei.

Schiţa unui contract pentru vânzarea aşchiilor de lemn cu conţinut energetic este furnizată

în anexa A1.


5.3 Consumul de energie şi emisiile de CO2

Pentru a adopta sisteme de energie sustenabile este utilă şi adecvată deţinerea unor

evaluări comparative ale consumului de energie neregenerabilă care este necesar pentru

a alimenta, cu energie şi materiale brute, întregul proces de producţie a energiei : nale

(lanţul productiv). Analiza energetică cuprinde toată energia neregenerabilă care este

consumată de-a lungul lanţului: extracţie, prelucrare, depozitare, transformarea energetică

a combustibilului, incluzând costul energiei utilajelor şi instrumentelor utilizate în etapele

individuale.

Tabelul 5.3.1 prezintă consumul de energie exprimat ca procent din energia neregenerabilă

consumată pentru a produce energie termică utilă (NEC ).

Consumul de energie pentru producţia şi utilizarea : nală a combustibilului determină

emisia în atmosferă a unei anumite cantităţi de dioxid de carbon (CO2) şi a altor tipuri

de gaze cu efect de seră care sunt exprimate sub formă agregată cu parametrul CO2

echivalent.---------. * Această analiză a fost efectuată utilizând baza de date a GEMIS (Modelul de emisii totale pentru sistemele integrate versiunea 4.42, Öko-Institut e.V. Darmstadt (Germania) www.oeko.de).** NEC (Necesarul de Energie Cumulat) măsoară cantitatea totală de resurse de energie (primară) care este necesară pentru a alimenta o unitate de energie termică : nală

Clase ale conţinutului de umiditate


Valorile indicate în tabelul 5.3.1 fac posibilă calcularea reducerii emisiilor de CO2 care

poate : obţinută utilizând combustibili lemnoşi în locul combustibililor minerali.

Table 5.3.1Consumul de energie şi emisiile de CO2

Sistem de încălzireNEC

%CO2

kg/MWhCO2 echiv.kg/MWh

Buşteni (10 kW) 3.69 9.76 19.27

Aşchii de lemn din exploatare (50 kW) 7.81 21.12 26.04

Aşchii de lemn din exploatare (1 MW) 8.61 21.13 23.95

Aşchii de lemn de plop - rotaţie scurtă a crângului (50 kW)

10.44 27.39 40.16

Pelete (10 kW) 10.20 26.70 29.38

Pelete (50 kW) 11.08 28.95 31.91

Păcură (10 kW) 17.33 315.82 318.91

Păcură (1 MW) 19.04 321.88 325.43

GPL (10 kW) 15.03 272.51 276.49

Gaz natural (10 kW) 14.63 226.81 251.15

Gaz natural (1 MW) 17.72 233.96 257.72

Example 5.5.1 – Estimare a reducerii de CO2 şi CO2 echiv.

IMai jos este ilustrată procedura de urmat pentru a estima cantitatea de CO2 care

poate : economisită prin transformarea unui cazan pe gaz natural într-unul pe aşchii

de lemn. În următorul exemplu se face referire la o instalaţie de termo: care pe bază

de aşchii de lemn de 580 kWth.

1) calcularea cantităţii : nale de energie ca randament anual al instalaţiei:

randament termic înregistrat pe 2 ani: (556+603)/2 = 580 MWh/an (în medie)

2) calcularea emisiilor anuale de CO2 şi CO2 echiv., utilizând gaz natural: (tabelul

5.3.1)

Gaz natural: (580 x 233,96): 1000 = 135,7 t CO2

Gaz natural: (580 x 257,72): 1000 = 149,5 t CO2 echiv.

3) calcularea emisiilor anuale de CO2 şi CO2 echiv., utilizând aşchii de lemn: (tabelul

5.3.1)

Aşchii de lemn din exploatare: (580 x 21,13): 1000 = 12,3 t CO2

Aşchii de lemn din exploatare: (580 x 23,95): 1000 = 13,9 t CO2 echiv.

4) calcularea emisiilor de CO2 şi CO2 echiv. evitate prin utilizarea aşchiilor de lemn în

locul gazului natural pentru producerea căldurii.



135,7 – 12,3 = 123,4 t CO2/an

149,5 – 13,9 = 135,6 t CO2 echiv./an

Presupunând că instalaţia are o durată de viaţă de 20 de ani, poate : calculată o emisie

evitată de 2468 t CO2.

Un şofer care parcurge în medie 25.000 km pe an emite aprox. 3,5 până la 4 t de CO2;

prin urmare, în acest caz, instalaţia poate înlocui aproximativ 30 de maşini care parcurg

împreună 830.000 km/an.

5) calcularea valorii monetare a economiei de dioxid de carbon

În prezent, pe piaţa internaţională, o tonă de CO2 este cotată la în jur de 15 € (ICE,

decembrie 2008)

123,4 x 24,72 = 3050 €/an

draf


draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

Părţile

Acest contract este redactat de către şi între următoarele părţi:

Furnizorul Cooperativa AGROFORESTALE Viale Università 14

32021 – Agordo (BL) Număr de înregistrare în scopuri de TVA R.e.BL01237780265 numit

în continuare FO

şi Cumpărătorul Teleriscaldamento EnergiaLegno Spa numit în continuare TE

AArt. 1. Obiectul contractului

Obiectul prezentului contract îl reprezintă livrarea de către FO către TE a aşchiilor de lemn

obţinute din tăierea lemnului virgin. Aşchiile de lemn vor servi drept combustibil pentru

furnizarea termo: cării a+ ate în proprietatea TE.

Art. 2. Momentul livrării

FO se angajează să livreze : ecare încărcătură de combustibil în limita a 6 zile lucrătoare de

la primirea unei solicitări scrise trimise de către TE prin fax sau prin e-mail. TE va înştiinţa,

de asemenea, FE cu privire la substanţa încărcăturii care trebuie livrată, exprimată în

tone.

Art. 3. Cerinţe anuale

Cantitatea de aşchii de lemn care trebuie livrată în timpul perioadei de valabilitate a aces-

tui contract este egală cu cantitatea de aşchii de lemn care va : efectiv consumată de

către instalaţie în timpul sezonului de încălzire. Pe baza calculelor energiei, se estimează

că această cantitate va : de 500 tone (cu umezeala de referinţă (u ) de 30 %).

Art. 4. Originea biomasei combustibilului

Aşchiile de lemn livrate vor : produsul prelucrării mecanice a lemnului virgin, conform

speci: caţiei tehnice EN 14961.

Aşchiile de lemn vor : obţinute din tăierea: trunchiurilor de conifere sau foioase fără

crengi, trunchiurilor de foioase fără frunze, cu crăcile ataşate, reziduurilor provenite din

ANEXE

A1. SCHIŢĂ DE CONTRACT PENTRU VÂNZAREA DE AŞCHII DE LEMN CU CONŢINUT DE ENERGIE (consultaţi EN 14961)


draf

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

exploatarea foioaselor (: e fără frunze, : e cu frunze uscate), tăieturi şi bucăţi şi alte resturi

provenite din transformarea primară, din care este posibilă obţinerea unor aşchii de lemn

de calitate ridicată.

Art. 5. Dimensiuni

În ceea ce priveşte dimensiunile aşchiilor de lemn, se face referire la speci: caţiile tehnice

EN 14961. Aşchiile de lemn livrate vor aparţine clasei P45.

Clasele de dimensiuni ale aşchiilor de lemn în conformitate cu speci: caţia tehnică EN

14961

Clase de dimensiuni (mm) Compoziţia dimensiunii particulelor [%]

Cantitate principală> 80 % din greut.

Particule : ne< 5%

Particule brute< 1%

P16 3.15 < P < 16 <1 mm > 45 mm < 85 mm

P45 3.15 < P < 45 <1 mm > 63 mm

P63 3.15 < P < 63 <1 mm >100 mm

P100 3.15 < P < 100 <1 mm >200 mm

Art. 6. Puritatea

Aşchiile de lemn livrate nu vor conţine corpuri străine precum cuie, sârme şi şuruburi, nici

vreun alt obiect din metal.

Art. 7. Umiditatea şi greutatea încărcăturii

Umezeala (U) şi greutatea încărcăturii vor : determinate de către FO.

Art. 8. Termeni şi condiţii de facturare

Facturarea aşchiilor de lemn livrate este realizată în raport cu conţinutul energetic al

acestora, adică în raport cu VCNM exprimată în MWh/t, calculată, pe baza greutăţii (t) şi a

umezelii (M) încărcăturii, conform formulei următoare:

NCVM = 100NCV0 x (100-M)-2,44 x u

x 0,278

Pentru : ecare livrare, FO va emite către TE o declaraţie de calitate pentru aşchiile de lemn

(consultaţi A2).

70 ANEXE

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

Art. 9. Preţul de livrare franco centrala termică

TE va achita către FO preţul ţintă pentru aşchiile de lemn egal cu 85,00 Euro/t (+ TVA de 10 %)

cu u30, franco fabrica (24,15 €/MWh). Preţurile variază în funcţie de umiditatea aşchiilor de

lemn livrate. Umiditatea din aşchiile de lemn livrate nu va depăşi niciodată 35 %.

Următorul tabel indică variaţia preţului în funcţie de 4 clase de umiditate.

Preţul energiei €/MWh 24,15 €/t

Clase de umuditate TVA excl. TVAincl.

M 20 15-20 % € 95 € 104.5

M 25 21- 25% € 90 € 99.0

M 30 26-30% € 85 € 93.5

M35 31-35% € 75 € 82.5

Art. 11. Termeni de plată

Plata va : efectuată de către TE în decurs de treizeci de zile de la sfârşitul lunii în care a fost

emisă factura. În cazul neefectuării plăţii în termenul consimţit, FO îşi rezervă dreptul de

a suspenda serviciul de furnizare şi de a cere interese materiale pentru plata întârziată în

conformitate cu regulile actuale.

Art. 12. Livrări neconforme

Orice încărcătură de aşchii de lemn neconforme livrate nu va : plătită de către TE.

Art. 13. Termen de valabilitate

Perioada prezentului contract va începe la data semnării acestuia de către părţi şi îşi va

păstra pe deplin valabilitatea şi efectul pe o perioadă de trei ani.

În cazul în care operativitatea instalaţiei încetează sau este puternic avariată ca rezultat

al revocării autorizaţiilor necesare ori al deciziilor luate de către autorităţile relevante sau

din orice alte motive care nu pot : atribuite părţilor, TE are dreptul să termine permanent

prezentul contract în decurs de 6 luni.

Art. 14. Prevederi special

1. În eventualitatea vreunei dispute sau pretenţie ivită din ori în legătură cu prezentul

contract, incluzând, dar fără a se limita la, orice chestiune referitoare la valabilitatea, inter-

pretarea şi executarea corectă a acestuia, părţile consimt ca astfel de dispute sau pretenţii

t

WOOD FUELS HANDBOOK 71MANUAL -COMBUSTIBILI LEMNOŞI 71

draf

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

să : e soluţionate în cele din urmă prin arbitraj administrat de către Tribunalul din Belluno.

2. Prezentul contract îşi va păstra pe deplin valabilitatea şi efectul începând cu şi după

data la care este semnat de către ambele părţi.

3.Prezentul contract este executat în două exemplare, : ecare parte păstrând un exem-

plar.

4.Orice modi: care a termenilor şi condiţiilor prezentului contract va : adusă la

cunoştinţa celeilalte părţi în scris.

5.Oricărei părţi terţe care preia controlul asupra oricăreia dintre părţi i se vor atribui

drepturile şi obligaţiile care decurg din prezentul contract.

6.Părţile sunt de acord să împartă în mod egal costurile redactării prezentului con-

tract, : ecare parte plătind 50 % din costul total.

Place, datestamp and signature

of FO’s legal representative

Place, datestamp and signature

of TE’s legal representative

72 ANEXE

Loc, datăştampila şi semnătura rep-

rezentantului legal al FO

Loc, datăştampila şi semnătura rep-

rezentantului legal al TE


draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

A2. EXEMPLU AL UNEI DECLARAŢII DE CALITATE A COMBUSTIBILULUI PENTRU AŞCHII DE LEMN(consultaţi EN 15234:2011)

Aplicant: Cheap-Wood Chips District heating Ltd.

DECLARAŢIE DE CALITATE A COMBUSTIBILULUI PENTRU AŞCHII DE LEMN

PE BAZA EN14961

Furnizor

SOLID WOOD-FUELS Cooperative P.O. Box 110CB 10 1HL – SAFFRON WALDEN Essex (Marea Britanie)Tel. +44.01799 5165689 Fax +44.01799 5165690Persoane de contact: Dl. Peter WoodE-mail: [email protected]ărul contractului: N. 0015/a

Material brutBuşteni, lătunoaie şi produse de emondaj(1.1.2.2; 1.2.1.2)

Origine Uttlesford, District of Essex

Cantitatea livrării 110 t (consultaţi dovada de cântărire ataşată)

Proprietăţi

Particle size P45

Umiditate(M) M30

Conţinutul de cenuşă (greut. % raportată la starea uscată)

A3.0

Densitatea în grămadă (kg/m3 aparent) 230

Valoare calorică (MJ/kg) 12.2

Densitatea energetică (MJ/m3 aparent) 2806

Semnătura persoanei desemnate Locul şi data

t


draf

A3. Valoarea limită pentru concentraţia de metale grele din cenuşa biomasei utilizată în suprafeţele agricole din Austria [9, 10].

Metale

Valoarea limită

mg/kg s.u.

Rata de împrăştiereg/ha/an

Teren arabil Fâneaţă-păşune

Zinc (Zn) 1.500 1.500 1.125

Cupru (Cu) 250 250 190

Crom (Cr) 250 250 190

Plumb (Pb) 100 100 75

Vanadiu (V) 100 100 75

Cobalt (Co) 100 100 75

Nichel (Ni) 100 100 75

Molibden (Mo) 20 20 15

Arsenic (As)) 20 20 15

Cadmiu (Cd 8 8 6

PCDD/F (dioxină) 100 ng TE/kgdb 100 µg/ha 75 µg/ha

PCDD/F – dibenzo-p-dioxine policlorurare / dibenzofurani policloruraţi

TE: Toxicitate echivalentă

74 ANEXE


draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

draf

t

A4. Exemplu al unei liste de preţuri pentru comercializarea profesionistă a buştenilor.

Preţurile de mai jos sunt prezentate numai cu scop informativ.

LISTĂ DE PREŢURI 2007/08

Valabilă până la 31 iulie 2008

Franco depozit, TVA inclus

BUŞTENI DE MOLID şi FAG - PREGĂTIŢI (M20)

-- Preţuri per ms sau m3 aparent, 1 ms ~ 1,4 m3 aparenţi

--VCN20 = 4 kWh/kg

--~ 450 kg Fag ~ 300 kg Molid M20 = 1 ms = 1 m3 aparent P1000

Fag(cu o cotă-parte de alte

specii cu esenţă tare)

1 ms = 450 kg1 m3 aparent =

320 kg

Lungime (L)Până la 7

m3aparenţi

Până la 5 ms

Mai mult de 5 ms 5 % reducere

100 cm (P1000) - 79.00 € 75.05 €

50 cm (P500) - 84.00 € 79.80 €

33 cm (P330) 59.70 € 84.00 € 79.80 €

25 cm (P250) 63.30 € 89.00 € 84.55 €

Fag(cu molid(cu o cotă-parte de alte

specii cu esenţă tare)1 ms = 300 kg

1 m3 aparent = 215 kg

Lungime (L)Până la 7

m3 aparenţi

Până la 5 ms

Mai mult de 5 ms 5 % reducere

100 cm (P1000) - 69.00 € 65.55 €

50 cm (P500) - 74.00 € 70.30 €

33 cm (P330) 53.00 € 74.00 € 70.30 €

25 cm (P250) 56.60 € 79.00 € 75.05 €


A5. ABREVIERI ŞI SIMBOLURI

m3: metru cub plin

ms: metru cub stivuit

m3 aparent: metru cub în vrac

u: umiditate raportată la masa de lemn în stare uscată [%]

M: umidate raportată lala masa de lemn în stare umedă [%]

Mv: densitate plină, [masă volumetrică] [kg/m3]

Ms: densitate stivuită şi în grămadă [kg/msa, kg/msr]

Ww: greutate umedă [kg, t]

W0: greutate uscată [kg, t]

s.u.: greutate raportată la starea uscată [kg, t]

wt: greutate raportată la starea umedă [kg, t]

VCB: valoarea calorică brută [MJ/kg, kWh/kg]

VCNU: valoarea calorică netă [MJ/kg, kWh/kg]

toe: tonă echivalent petrol

Q: capacitatea termică a cazanului [kW]

QC: capacitatea brută a cazanului [kW]

QN: capacitatea termică nominală [kW]

ŋk: e: cienţă [%]

βv: contracţia volumului [%]

α v: um+ area volumului [%]

CRS: Crânguri cu rotaţie scurtă

76 ANNEXE


10n Pre: x Symbol Scară lungă Zecimal

1015 peta P Trilion 1 000 000 000 000 000

1012 tera T Bilion 1 000 000 000 000

109 giga G Miliard 1 000 000 000

106 mega M Milion 1 000 000

103 kilo k Mie 1 000

102 hecto h Sută 100

10 deca da Zece 10

10−1 deci d Zecime 0.1

10−2 centi c Sutime 0.01

10−3 mili m Miime 0.001

10−6 micro µ Milionime 0.000 001

A6. SISTEMUL INTERNAŢIONAL DE UNITĂŢI



1 GIORDANO G., 1988 - Tecnologia del legno. UTET, Milano.

2 HARTMANN H. (Hrsg.), 2007 - Handbuch Bioenergie-Kleinanlagen (2. Au+ age). Sonderpublikation des Bundesministeriums für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft (BMVEL) und der Fachagentur Nachwachsende Rohsto� e (FNR), Gülzow (DE) 224 S., ISBN 3-00-011041-0.

3 JONAS A., HANEDER H., FURTNER K., 2005 - Energie aus Holz. Landwirtschaftskammer Niederösterreich St. Pölten (AT).

4 HÖLDRICH A., HARTMANN H., DECKER T., REISINGER K., SOMMER W., SCHARDT M., WITTKOPFT S., OHRNER G., 2006 - Rationelle Scheitholzbereitstellungsverfahren. Technologie- und Förderzentrum (TFZ) Straubing (DE).

5 HELLRIGL B., 2006 - Elementi di xiloenergetica. De& nizioni, formule e tabelle. Ed. AIEL, Legnaro (PD).

6 LOO VAN S., KOPPEJAN J., 2003 - Handbook of Biomass Combustion and Co-Firing. Ed. Twente University Press (NL).

7 FRANCESCATO V., ANTONINI E., PANIZ A., GRIGOLATO S., 2007 - Vitis Energetica, valorizzazione energetica dei sarmenti di vite in provincia di Gorizia. Informatore Agrario n° 10.

8 OBERNBERGER I., 1995 - Logistik der Aschenaufbereitung und Aschenverwertung. Bundesministe-rium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, Bonn (DE)

9 BUNDESMINISTERIUM FÜR LAND- UND FORSTWIRTSCHAFT, 1997 - Der sachgerechte Einsatz von P' anzenaschen im Wald. Wien (AT)

10 BUNDESMINISTERIUM FÜR LAND- UND FORSTWIRTSCHAFT, 1998 - Der sachgerechte Einsatz von P' anzenaschen im Acker- und Grünland. Wien (AT)

11 AA.VV. Progetto BIOCEN, 2004 - Gestione e valorizzazione delle ceneri di combustione nella & liera legno-energia. Regione Lombardia

12 BURGER F., 2005 - Wood Chip Drying Pilot Study “Wadlhausen”. Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft, Freising (DE).

13 ITEBE, 2004 - Produire de la plaquette forestière pour l’énergie. Bonne pratique n°1 du bois déchiqueté. Lons Le Saunier (FR).

14 FRANCESCATO V., ANTONINI E., MEZZALIRA G., 2004 - L’energia del legno. Nozioni, concetti e numeri di base. Regione Piemonte.

15 FRANCESCATO V., PANIZ A., ANTONINI E., CORREALE S.F., AGOSTINETTO L., 2007 - Stagionatura e caratterizzazione qualitativa del cippato di legno. Rivista Tecnica AGRIFORENERGY n° 2. Ed. AIEL, Legnaro (PD).

16 FLORIAN G., 2006 - Nicht länger das Aschenputtel der Holzbranche. Energie P+ anzen n°6. Das Fachmazin für nachwachsende Rohsto� e und erneuerbare Energien. Scheeßel-Hetzwege (DE).

17 DANY C., 2007 - Allgäuer Hackschnitzel. Energie P+ anzen n°6. Das Fachmazin für nachwachsende Rohsto� e und erneuerbare Energien. Scheeßel-Hetzwege (DE).

18 BIERNATH D., 2006 - Brennholztrocknung mit der Biogasanlage. Energie P+ anzen n°2. Das Fachmazin für nachwachsende Rohsto� e und erneuerbare Energien. Scheeßel-Hetzwege (DE).

19 STAMPFER K., KANZIAN C., 2006 - Current state and development possibilities of wood chip supply chains in Austria. Croatian Journal of Forest Engineering 27 (2): pp 135-144.

20 CEN/TS 14961, 2005 - Technical speci& cation - Solid biofuels - Fuel speci& cation and classes.

REFERINŢE


Tiparit in ianuarie 2012

The sole responsibility for the content of this publication lies with the authors. It does not necessarily reflect the opinion of the European Communities.

The European Commission is not responsible for any use that may be made of the information contained therein.

draft draft draft draft draft draft draft draft

Documents