Biomasa odgrywa i przez kolejne lata będzie odgrywać największą rolę w polskiej energetyce odnawialnej

Biowęgiel marki Fluid to jedyne na świecie tego typu odnawialne paliwo, znajdujące wiele zastosowań w różnych dziedzinach, m.in. w energetyce, rolnictwie, farmaceutyce czy kosmetologii. Jest to opatentowana technologia firmy Fluid SA z Sędziszowa, która budzi coraz większe zainteresowanie zarówno w kraju, jak i za granicą. Nie mniejsze wrażenie robi innowacyjna linia technologiczna odzysku energii z wszelkiego rodzaju biomas, zamontowana w Zakładzie Odzysku Energii w Sędziszowie, którego budowę spółka powoli finalizuje.

Znacząca przewaga nad innymi paliwami
Nazwa Biowęgiel marki Fluid SA jest handlowym znakiem towarowym paliwa sklasyfikowanego pod symbolem CN 4402 90 00. Na czym polega jego wyjątkowość? Przede wszystkim jest to paliwo odnawialne oraz czyste ekologicznie. W jego składzie są śladowe ilości siarki, chloru (poniżej 0,09%) i rtęci (poniżej 0,01%), co zdecydowanie zwiększa ekologiczność produktu, a zarazem czystość ekologiczną energii produkowanej przez zakłady energetyczne, które spalają biowęgiel wraz z tradycyjnym węglem kamiennym, zawierającym dla porównania powyżej 0,4% siarki oraz 0,24% azotu. Jego kolejną zaletą jest niska zawartość popiołu w biowęglu (mniej niż 9%), podczas gdy w węglu kamiennym jest go prawie trzy razy więcej. Bardzo duża jest z kolei w biowęglu zawartość węgla pierwiastkowego (ponad 70%, podczas gdy w węglu kamiennym – średnio 50%, a w biomasie – do 25%), co pozwala zwiększyć sprawność wytwarzania energii przy jednoczesnym obniżeniu emisji zanieczyszczeń. Ilość CO₂ emitowanego do atmosfery podczas spalania biowęgla jest równa ilości CO₂ pobranej z powietrza i zużytej przez rośliny podczas ich wzrostu. Biowęgiel ma również dużą wartość opałową i jest to ponad 24 MJ/kg, a w wypadku wielu rodzajów biomas może ona przekraczać 30 MJ/kg, co umożliwia odbiorcom bardziej efektywną produkcję energii – z 1 kg biowęgla powstaje ponad dwa razy więcej energii niż z 1 kg biomasy. Dodatkowo niska temperatura zapłonu biowęgla (poniżej 230°C), jego niska wilgotność (10%) oraz niska zawartość części lotnych (ok. 17%) zwiększają sprawność procesu spalania oraz obniżają koszty produkcji.

Potencjał unikalnego biowęgla marki Fluid jest ogromny, paliwo ma bowiem wiele rozmaitych zastosowań. Od marca zeszłego roku w siedzibie firmy Fluid w Sędziszowie pracuje dział badawczo-rozwojowy, który zajmuje się analizowaniem zastosowań biowęgla w różnych dziedzinach przemysłu oraz gospodarki w kraju i za granicą. A sposobów wykorzystania tego produktu jest naprawdę wiele. Biowęgla można bowiem użyć do spalania i współspalania w piecach domowych, kominkach, jako paliwo do grilla czy sziszy, paliwo w elektrowniach oraz elektrociepłowniach. „Atutem uszlachetnionych biomas jest przeprowadzenie obróbki termicznej w taki sposób, aby w maksymalnym stopniu zachować sprawność termodynamiczną procesu spalania czy współspalania z węglem w kotłach energetycznych, przy jednoczesnym uniknięciu negatywnych aspektów związanych ze współspalaniem” – wyjaśnia Jan Gładki, prezes firmy Fluid, a zarazem twórca innowacyjnej technologii opatentowanej pod marką spółki. Ponadto biowęgiel w postaci pelletu, który jest przeznaczony dla odbiorców indywidualnych, może być stosowany w przydomowych piecach centralnego ogrzewania oraz domowych kominkach. Biowęgiel marki Fluid może być wykorzystywany również w rolnictwie. Ponieważ jest on organicznym, wzbogaconym w węgiel produktem z odnawialnych pozostałości roślinnych, znajduje zastosowanie jako zrównoważony i trwały użyźniacz gleby, znacząco zwiększając plony. Poprawia on żyzność gleby, ponieważ stymuluje aktywność biologiczną, zwiększając zawartość składników odżywczych w glebie, retencję wody oraz udział części organicznych. Dodatkowo węgiel znajdujący się w biowęglu zostaje uwięziony w glebie, usuwając dwutlenek węgla z atmosfery. Jak zapewnia prezes firmy, wielorakie zalety biowęgla marki Fluid jako uzdatniacza do gleby zostały potwierdzone w wyniku badań przeprowadzonych w Instytucie Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa w Puławach. Firma nawiązała również współpracę z Instytutem Agrofizyki Polskiej Akademii Nauk w Lublinie, który bada na poletkach doświadczalnych wszelkie cechy gleby nawożonej biowęglem oraz skuteczność wzrostową roślin.

Surowcem do produkcji biowęgla może być każdego rodzaju biomasa roślinna zawierająca w składzie pierwiastek węgiel. W związku z tym do jego produkcji wykorzystywane są pozostałości biomasowe, takie jak trociny z obróbki drewna, masa pozostała po wytłoczeniu oleju, pozostałości po wycince drzew czy też wyciskaniu soku z owoców i warzyw. Dzięki temu unika się uwęglania dobrej jakości drewna. Bardzo dobrym materiałem do produkcji biowęgla są również rośliny energetyczne, na przykład miskant. Firma w ramach badań nad 70 różnymi rodzajami biomas wysłała ich próbki oraz powstałe z nich biowęgle do Głównego Instytutu Górnictwa w Katowicach, ICHPW w Zabrzu, SGS Institut Fresenius w Berlinie, a te instytucje potwierdziły skuteczność opracowanej przez Fluid metody uwęglania. Spółka otrzymała Certyfikat SGS Institut Fresenius przyznany jej technologii czystej odnawialnej poliprodukcji energii z biomas roślinnych, w tym powstałemu biowęglowi, na stałe paliwo spełniające wszystkie wymogi określone dla paliw odnawialnych.

Innowacyjna na skalę światową linia technologiczna
Kolejnym opatentowanym przez Fluid rozwiązaniem jest linia technologiczna odzysku energii z wszelkiego rodzaju biomas. Pierwowzór technologii powstał na zasadach opisanych w pierwotnie zgłoszonym patencie, jednak dalsze badania oraz kolejne modyfikacje doprowadziły do nowego innowacyjnego rozwiązania technologicznego ponownie zgłoszonego do ochrony Urzędu Patentowego RP w Warszawie. Rozwiązanie to jest wdrażane w pierwszym pełnowymiarowym przemysłowym Zakładzie Odzysku Energii, którego budowę firma prowadzi w Sędziszowie.

Jak dowiadujemy się od prezesa firmy – Jana Gładkiego – „technologia jest innowacyjnym na skalę światową rozwiązaniem, chronionym patentem oraz zgłoszeniem nowego patentu. Innowacyjność, a co za tym idzie konkurencyjność technologii, polega między innymi na tym, że proces autotermicznej waloryzacji, uszlachetniania biomasy następuje w beztlenowej atmosferze podczas prażenia biomasy w temperaturze poniżej 300°C”. Podczas procesu uszlachetniania można dowolnie sterować parametrami produktu końcowego, tzn. uwęglenia biomasy do określonej wartości (np. 24 MJ/kg, 26 MJ/kg itp.), w zależności od wymagań klienta. Instalacja pracuje nieprzerwanie przez 24 godz. na dobę, 7 dni w tygodniu. Równie ważnymi zaletami tej innowacyjnej technologii są ciągłość i autotermiczność procesu, dzięki którym w każdej sekundzie dostarczana jest świeża biomasa oraz wyprowadzany zostaje produkt końcowy – biowęgiel – bez konieczności dostarczania dodatkowej energii z zewnątrz, np. w postaci oleju opałowego czy też gazu. „Biowęgiel wytwarza się w zaledwie kilka minut, dla porównania węgiel kamienny powstawał miliony lat, a węgiel drzewny produkowany jest kilka dni” – mówi prezes firmy Fluid. Temperatura uwęglania, która nie przekracza 300°C, pozwala na zachowanie w biowęglu wszelkich cech ekologicznych biomasy, nie następują żadne pirolityczne przemiany, co oznacza, że powstały produkt jest paliwem odnawialnym spełniającym wymogi określone przez UNFCCC CDM (Ramową Konwencję Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu oraz mechanizmu czystego rozwoju) według klasyfikacji odpowiedniej dla small scale methodology.

Największa inwestycja firmy – ZOE w Sędziszowie
Oferta spółki obejmuje również budowę „pod klucz” i sprzedaż w kraju oraz za granicą zakładów odzysku energii (ZOE) wraz z przekazaniem licencji na wytwarzanie biowęgla marki FLUID. Obecną realizacją tego typu jest zakład w Sędziszowie, który znajduje się już na ostatnim etapie budowy oraz montażu. Oddanie go do eksploatacji planowane jest na drugą połowę 2015 r. Instalacja będzie produkować w poliprodukcji (skojarzeniu) około 2 t biowęgla na godzinę oraz wynikowo „zieloną” energię elektryczną o mocy około 0,38 MW_El, a także odnawialne ciepło / odnawialny chłód o mocy łącznej około 1,0 MW_term. Budowa Zakładu Odzysku Energii w Sędziszowie to inwestycja innowacyjna, dlatego spółka otrzymała na nią dofinansowanie od Unii Europejskiej, pochodzące z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007–2013. Kwota dofinansowania wynosi prawie 16 mln zł, co odpowiada mniej więcej 50% całkowitych kosztów kwalifikowanych i niekwalifikowanych wybudowania zakładu. Według prezesa Jana Gładkiego Zakład Odzysku Energii oparty na technologii Fluid może powstać w każdym miejscu w kraju i za granicą, w którym zapewniony jest stały dostęp do biomasy, to znaczy do około 6 t biomasy na godzinę dla podstawowego modułu ZOE, w którego skład wchodzą cztery reaktory. Uwęglana może być każdego rodzaju biomasa roślinna oraz pozostałości biomasowe o wartości kalorycznej powyżej 9 MJ/kg oraz wilgotności 40–50%.

Zakład Odzysku Energii w Sędziszowie jest zakładem poliprodukcyjnym, w którym można wyprodukować jednocześnie cztery, trzy lub dwa różne rodzaje energii powstałe ze źródeł odnawialnej energii, a więc podlegające „zielonym” oraz „białym” certyfikatom zgodnie z Ustawą OZE. W Sędziszowie będą produkowane cztery energie odnawialne:

• energia skumulowana w biowęglu o mocy 14 MW_term.;
• energia elektryczna o mocy 0,38 MWEl (około 1,2 MW_term.);
• ciepło o mocy około 0,8 MW_term.;
• chłód o mocy 0,25 MW_term.

„Do procesu w postaci mokrej (50%) biomasy wkładamy energię o mocy 17,6 MW_term. Na procesy technologiczne zużywamy energię o mocy około 1,1 MW_term.” – wyjaśnia Jan Gładki.

Zarówno „zielona” energia elektryczna o mocy około 0,38 MW_El, jak i odnawialna energia cieplna o mocy około 0,8 MW_term zostaną przeznaczone na sprzedaż do sieci energetycznej PGE oraz sieci ciepłowniczej miasta Sędziszowa. Ponadto część energii cieplnej będzie wykorzystywana na cele użytkowe Zakładu Odzysku Energii, np. do ogrzewania lub chłodzenia pomieszczeń socjalnych i biurowych czy też do chłodzenia napędów. Jak zapewnia Jan Gładki: „łącznie zostanie wyprodukowana energia w ilości 60,5 GJ na godzinę. Według oceny i wyliczeń firmy certyfikującej SGS Institut Fresenius w naszej technologii przy użyciu biomasy ze zrębki drzew iglastych efektywny potencjał redukcji emisji to netto 95,5 kg CO₂ na 1 GJ wyprodukowanej energii. W związku z tym nasz zakład będzie w ciągu godziny przyczyniał się do redukcji 5,8 t CO₂, czyli w skali roku redukcja CO₂ z tego typu zakładu wyniesie 46,5 tys. t. Z kolei gdy wyprodukowany biowegiel zostanie zużyty w rolnictwie do uzdatniania gleby, to redukcja z tej wielkości zakładu będzie wynosiła 10,3 t CO₂ na godzinę pracy zakładu, czyli 83 tys. t CO₂ w skali roku”.

Do ważnych zalet Zakładu Odzysku Energii, w którym produktem końcowym jest biowęgiel, należy to, że nie są w nim wytwarzane jakiekolwiek odpady, a w zakładzie, w którym przewiduje się spopielanie biowęgla, „odpadem” powstającym podczas spalania biowęgla jest popiół, a więc zmineralizowana pozostałość po biomasie, stanowiąca naturalny dodatek do biowęgla używanego do uzdatniania gleby. W trakcie procesu technologicznego emitowane gazy wylotowe nie przekraczają dopuszczalnych norm emisji spalin. Zakład w Sędziszowie wyposażony jest w system oczyszczania i schładzania spalin. Zanim zostaną one odprowadzone do atmosfery, są oczyszczane w filtrach tkaninowych, a emisja pyłu wynosi 1 mg/Nm³ spalin, podczas gdy dopuszczalna norma to 100 mg/Nm³ spalin.

Ambitne działania i odważne plany rozwojowe
Obecnie priorytetem dla firmy jest ukończenie budowy Zakładu Odzysku Energii w Sędziszowie, działa ona jednak również na innych polach, na przykład realizując wraz z Politechniką Świętokrzyską oraz pracownikami naukowymi pod kierownictwem prof. dr. hab. inż. Zbigniewa Bisa z Politechniki Częstochowskiej projekt „Innowacyjny układ do rozproszonego przetwarzania odnawialnej energii”. Ponadto spółka przygotowuje się do udziału w programie strategicznym „Biostrateg – środowisko naturalne, rolnictwo i leśnictwo” ogłoszonym przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. „Głównym celem projektu, w którym będziemy brali udział, jest szerokie zastosowanie biowęgla w gospodarce. Dla firmy Fluid współpraca z naukowcami z instytucji naukowych to szybka droga rozpowszechnienia wiedzy o zaletach biowęgla oraz uzyskania certyfikatów potwierdzających jego jakość. Biomasa odgrywa i przez kolejne lata będzie odgrywać największą rolę w polskiej energetyce odnawialnej. Potencjał biowęgla jest ogromny, w związku czym będziemy dążyć do wdrażania nowych pomysłów bazujących na technologii Fluid” – powiedział nam Jan Gładki.

W tym roku spółka zamierza rozpocząć procesy inwestycyjne w województwach: dolnośląskim, podkarpackim oraz zachodniopomorskim, jednak jej plany wykraczają daleko poza granice naszego kraju. Jak zapewnia prezes firmy: „linię pilotażową w Sędziszowie w ciągu ostatnich kilku lat odwiedziły delegacje z różnych zakątków świata, między innymi z Indonezji, Malezji, Wietnamu, Kanady, Niemiec, Maroka, Rosji, co świadczy o ogromnym zainteresowaniu zarówno technologią Fluid, jak i biowęglem. Wydaje się, że pierwszą inwestycją na bazie technologii z Sędziszowa poza granicami Polski będzie budowa elektrowni o mocy 6 MW_El w Indonezji”.

Nad technologią produkcji biowęgla pracują również firmy między innymi z Holandii, Belgii, Szwecji, Hiszpanii, USA czy Kanady, jednak według prezesa Fluid nie stanowią one na razie konkurencji dla jego firmy, gdyż „opatentowana przez Fluid technologia odznacza się najnowocześniejszą metodą uszlachetnienia biomasy, którą się nie spala, której nie poddaje się procesowi pyroloizy ani termolizy, tylko prażeniu w beztlenowej atmosferze. Dzięki temu otrzymuje się paliwo o lepszych parametrach energetycznych niż biomasa bądź też uzyskuje się naturalny nawóz, który charakteryzuje się lepszymi właściwościami niż nawóz sztuczny. Technologie większości konkurentów światowych przewidują wytwarzanie paliwa «okresowo» w cyklach: podgrzewanie, leżakowanie, studzenie. Nasza technologia pozwala na jego ciągłą produkcję – w każdej sekundzie dostarczona jest świeża biomasa i w tej samej sekundzie wychodzi z procesu gotowy produkt – biowęgiel – o dowolnie zaprogramowanych właściwościach energetycznych i nawozowych, zgodnych z potrzebami i oczekiwaniami użytkowników. W związku z powyższym na dzień dzisiejszy technologia Fluid nie ma odpowiednika ani w kraju, ani poza jego granicami”.