Arderea cerealelor

Cazan de încălzit cereale la o fermă (22 kW, producător: BAXI)

Deoarece arderea cerealelor se referă la utilizarea porumbului ca combustibil în scopul generării de energie.

Distingându-se între arderea așa-numitelor Ausputz- sau minoritate limitată și Verwurfgetreides decât sau nu ca culturi alimentare sau furaje și arderea utilizabilă în acest scop ca o cultură energetică cultivată cereale. În timp ce primul este permis ca combustibil standard în anumite domenii de aplicare, cu ordonanța modificată privind sistemele de ardere mici și mijlocii (primul BImSchV) care intră în vigoare în 01/2010 , acesta din urmă nu este utilizat în prezent în Germania.

Din cauza problemelor juridice și tehnice, precum și a preocupărilor etice , arderea cerealelor se practică în prezent doar într-o măsură limitată în țările vorbitoare de limbă germană.

fundal

La mijlocul anilor 1990, prețurile pieței mondiale pentru cereale erau în jur de 60 până la 80 EUR pe tonă și, prin urmare, parțial sub costurile de producție din Europa. În același timp, prețurile petrolului și gazelor naturale erau atât de mari încât producerea de cereale pentru incinerare s-a dovedit mai economică decât utilizarea acestuia ca hrană. În această situație, unii fermieri au început să ardă cereale în sistemele de încălzire a peletelor .

Următoarea formulă a fost dată ca exemplu (în 2005):

„Vânzarea către morile de făină face doar un profit de un cent pe kilogram de cereale. [...] La un preț al păcurii de 45 de cenți pe litru de păcură, prețul echivalent al cerealelor - 2,5 kilograme de cereale înlocuind un litru de păcură - ar fi de 18 cenți pe kilogram, încasările la 9 cenți pe kilogram. "

- Arderea boabelor: boabele de energie ca o oportunitate pentru agricultură
Prima clădire rezidențială din Germania încălzită exclusiv cu cereale în Frankfurt pe Main

O cultivare a cerealelor pentru uz pur energetic, care a fost de asemenea prevăzută inițial, nu s-a putut stabili, însă în prezent toate utilizările vizează arderea așa-numitului tencuială de cereale. Factorul decisiv aici a fost creșterea prețurilor cerealelor pe piața mondială, ceea ce, la rândul său, a făcut ca combustia să fie neeconomică, dar și preocupări etice.

Principalul avantaj al cerealelor ca combustibil față de mulți alți combustibili biogeni este infrastructura care este deja în vigoare pentru producția și procesarea sa. Cunoștințele existente despre cultivarea sa și varietatea speciilor și soiurilor, care sunt adaptate la cele mai diverse cerințe de sol și climatice, sunt avantajoase în comparație cu numeroase plante care nu au fost dezvoltate ca plante utile. [Sursă?]

În comparație cu lemnul, cel mai utilizat combustibil biogen, spațiul mic de depozitare necesar și densitatea în vrac ridicată cu o putere calorică ridicată sunt deosebit de avantajoase. Sistemele corespunzătoare pot fi dimensionate mici și încă pot fi operate eficient.

Un proiect pilot pentru utilizarea cerealelor ca combustibil de încălzire pentru spațiile de locuit a început la începutul anului 2007 într-un complex de clădiri de apartamente cu 24 de apartamente în domeniul Riederwald din Frankfurt . Pentru prima dată, cerealele sunt folosite în afara sectorului agricol ca combustibil pentru încălzire.

elemente de bază tehnice

Utilizarea cerealelor ca combustibil în centralele mari (de exemplu, centrale termice, centrale de incinerare a deșeurilor ) sau pentru alimentarea în rețeaua electrică nu este profitabilă pentru fermieri ca producători. Prin urmare, dezvoltarea se concentrează în prezent pe sisteme descentralizate între 15 și 100 kW, așa-numitele sisteme de ardere mici, care contribuie la furnizarea fermelor.

Tehnici de tragere

Focul de la un încălzitor de cereale alimentat cu ovăz, recunoscut în mod clar cenușa lăsată , greu cu zgură

Arderea cerealelor necesită sisteme speciale, deoarece cerealele diferă de sursele convenționale de bioenergie, cum ar fi lemnul. Se utilizează fie instalații convenționale de incinerare concepute pentru lemn sau combustibili similari, fie noi tipuri de instalații adaptate la cerealele combustibile. Sunt necesare temperaturi ridicate de ardere pentru a arde cerealele cât mai complet posibil. Cu toate acestea, acest lucru duce la sinterizarea cenușii și formarea zgurii datorită punctului său de topire scăzut . Zgura poate fi contracarată prin adăugarea de agregate calcaroase , care măresc punctul de topire a cenușii, dar crește și cantitatea de cenușă produsă (cu 0,5 până la 2 procente din greutatea varului în combustibil cu până la 60% mai multă cenușă). O altă posibilitate este combinația de cereale cu alți combustibili, cum ar fi așchii de lemn . Acest lucru permite, de asemenea, arderea în instalațiile convenționale, care altfel nu sunt tehnic adecvate pentru o încărcare completă cu cereale.

Toate sistemele transportă materialul care urmează să fie ars în camera de ardere prin intermediul transportoarelor cu șurub sau a conductelor de aspirație , care asigură o alimentare continuă de combustibil și un proces constant de ardere. Cea mai mare parte să fie răcite Stocker și Muldenfeuerungen folosit, dar , de asemenea , arderea pe gratar (cu grătar în mișcare). Rezervoarele de stocare tampon sunt adesea folosite, permițând utilizarea căldurii mai târziu. În unele state federale acestea sunt obligatorii. Datorită incidenței relativ mari a cenușii și a zgurii, este necesară îndepărtarea regulată a reziduurilor de combustibil. Acest lucru are loc parțial automat.

Combustibili posibili

Toate boabele obișnuite pot fi utilizate pentru incinerare. Cerealele decorticate, cum ar fi orzul și ovăzul, se caracterizează prin puncte de topire relativ ridicate ale cenușii (~ 1200 ° C) în comparație cu cerealele goale, cum ar fi grâul sau triticale (~ 700 ° C / 800 ° C), ceea ce reduce în mod semnificativ zgură, timpul cade mai mult pe cenușă.

Aspecte de mediu

(vezi și articolul bioenergie )
Vedeți în cazanul unui încălzitor de cereale

La fel ca în cazul tuturor combustibililor biogeni , ciclul de CO 2 este închis în cereale , ceea ce minimizează emisiile de gaze cu efect de seră . Utilizarea în sistemele de ardere descentralizate evită, de asemenea, costurile ridicate de transport ale sistemelor centralizate mari. Utilizarea calităților inferioare, non-comercializabile a boabelor ca combustibil pare a fi o alternativă sensibilă la alte opțiuni de eliminare.

În comparație cu utilizarea altor combustibili, cum ar fi combustibilul sau lemnul, emisiile din procesul de ardere sunt uneori de câteva ori mai mari. În special, praful , monoxidul de carbon (CO) și oxizii de azot , precum și compușii de clor și sulf poluează aerul evacuat. Emisiile de praf pot fi reduse în principal prin separatoare de praf suplimentare , filtre și dispozitive de eliminare a prafului pentru combustibil și gaze arse. Optimizarea tehnologiei de ardere (arderea etapizată și amestecarea fluxului de gaz în camera de ardere) reduce semnificativ emisiile de NO x și CO, astfel încât valorile limită ale legii privind imisiile să fie respectate cu o optimizare tehnică adecvată. Soluțiile tehnice practice pentru reducerea emisiilor de poluanți clor și sulf care nu sunt reglementate de primul BImschV sunt încă în așteptare pentru sistemele de ardere mici.

În producția de cereale - care nu se practică în prezent - special pentru incinerare, emisiile de oxid de azot ar putea fi reduse prin reducerea conținutului de azot din boabele de cereale prin fertilizarea redusă sau creșterea boabelor cu conținut scăzut de proteine. Statele federale Bavaria, Turingia și Saxonia au inclus restricții corespunzătoare privind emiterea scutirilor în catalogul de cerințe. În Bavaria și Turingia, de exemplu, niciun îngrășământ care conține clorură nu ar fi putut fi aplicat timp de un an înainte ca cerealele să fie cultivate pentru ardere. În Saxonia, trebuie respectate valorile limită pentru conținutul de azot din cuptor.

Situația juridică

Germania

Grâu sănătos (stânga) infectat cu Fusarium și care nu mai este alimentar

În Germania, utilizarea cerealelor ca combustibil în instalațiile cu o putere termică de 100 kW sau mai mult este supusă aprobării. Al patrulea BImSchV și instrucțiunile tehnice pentru menținerea aerului curat (TA Luft) sunt decisive . Sistemele de încălzire a cerealelor cu o putere mai mică de 100 kW - cum ar fi sistemele de încălzire pentru apartamente individuale și clădiri mai mici de apartamente - sunt reglementate de prima BImSchV ( ordonanță privind sistemele de ardere mici și mijlocii ). Cabinetul Federal și Bundestag - ul a adoptat în cele din urmă noua versiune a 1 BImSchV pe 03 decembrie 2009. Acesta intră în vigoare după o perioadă de tranziție de 7 săptămâni. Până în prezent, cerealele nu au fost aprobate ca așa-numitul combustibil standard pentru această dimensiune de plantă . Statele federale individuale au acordat permise speciale. Cu primul BImSchV modificat, cerealele care nu sunt adecvate pentru utilizare ca alimente sunt incluse în catalogul combustibililor standard și, prin urmare, sunt permise și în sistemele mici în viitor. Potrivit acestui lucru, pot fi utilizate „cereale care nu sunt destinate alimentelor, cum ar fi cerealele și cerealele sparte, plantele de cereale integrale, tencuiala de cereale, cojile și tulpinile de cereale și peletele din combustibilii menționați anterior”. Utilizarea este limitată la sistemele încărcate automat care sunt aprobate pentru acest combustibil. În plus, numai fermele și industriile conexe au voie să practice arderea cerealelor.

La aceleași valori se aplică la cele emisiilor din sistemele de ardere a granulozității ca utilizarea de foc , și anume 0,10 g praf / m³ și 1,0 g CO / m³ pentru sistemele construite până în 2014. Din 2015, valorile limită vor fi de 0,02 g praf / m³ și 0,4 g CO / m³.

Austria

Și în Austria, cerealele nu erau anterior un combustibil aprobat. Legislația se bazează pe un acord între guvernul federal și state în sensul art. 15a B-VG cu legiuitorii de stat, funcționarea sistemelor de ardere a cerealelor este reglementată în reglementările specifice tehnologiei construcțiilor de stat. Aprobarea unor astfel de sisteme este de obicei legată de dovezi ale conformității cu valorile limită de emisie și eficiența. Acest lucru poate cauza probleme, deoarece valorile limită corespunzătoare se bazează pe arderea automată a lemnului, care z. B. au emisii de oxizi de azot semnificativ mai mici. Alți combustibili pot fi permiși numai prin ordonanță în Stiria ; valorile limită respective se bazează pe „condițiile locale și natura combustibililor utilizați”.

O viitoare reformă juridică ar trebui să schimbe situația actuală. Ea ar defini cerealele ca „alt combustibil biogen standardizat”. Institutul austriac de standardizare „Energiekorn” a standardizat deja în avans la 1 octombrie 2006 în pre-standardul ÖNORM M 7139 și a definit astfel cerințele precise pentru cereale ca combustibil.

Aspecte economice

În timp ce cerealele mici și cerealele uzate sunt combustibili extrem de ieftini datorită lipsei de valoare a acestora ca alimente, generarea de energie folosind cereale de calitate alimentară este competitivă numai dacă prețurile cerealelor sunt scăzute și prețurile la energie termică sunt ridicate. „Cerealele energetice” produse special în scopul incinerării, care ar putea fi, de asemenea, optimizate prin eforturi de reproducere și cultivate cu mai puțin efort (de exemplu, cu fertilizare redusă și măsuri de protecție a plantelor), ar reduce și mai mult costurile de producție .

În comparație cu combustibilul pentru încălzire, cel mai frecvent combustibil [sursă?] , Costurile investiției sunt încă semnificativ mai mari . În timp ce un sistem de încălzire cu ulei funcționează în medie pentru aproximativ 7.000 de euro, un cuptor cu cereale costă în jur de 18.000 de euro, deși trebuie luat în considerare faptul că gama de prețuri a sistemelor echivalente poate fluctua cu până la 100%. Costurile de funcționare sunt, de asemenea, cu până la 20% mai mari cu un model atât de mic (3120 € ulei de încălzire, 3730 EUR boabe), dar sunt reduse proporțional cu performanțele în creștere. În cazul modelelor mari (> 75 kW), încălzirea cerealelor în timpul funcționării se dovedește a fi aceeași sau mai ieftină decât sistemele de încălzire (100 kW: 13.860 € ulei de încălzire, 12.450 € cereale).

Această compensare are loc numai prin prețul combustibilului, care este doar la jumătate mai mare decât cel al uleiului pentru încălzire și, în cazul unor cantități mai mici, scade chiar la zero și apoi face chiar și cele mai mici sisteme de până la 25 kW economice (stare: 2006 ). Utilizarea cerealelor reduse în cuptoare cu o putere mai mare a sistemului (25 până la 100 kW) este deosebit de favorabilă din punct de vedere economic, deoarece crește proporția costurilor de combustibil (reduse) în costurile de funcționare.

Arde cereale în afara zonei de limbă germană

Utilizarea cerealelor ca combustibil a fost până acum limitată în mare parte la Germania, Austria și Danemarca. Condițiile-cadru importante pentru răspândirea arderii cerealelor sunt prețurile ridicate la energie, prețurile scăzute la cereale (sau o aprovizionare suficientă cu sub-cereale la prețuri scăzute) și securitatea legală pentru utilizarea combustibilului.

În Danemarca (în comparație cu Germania) prețurile foarte ridicate ale energiei pentru încălzire, precum și lipsa standardelor de gaze de eșapament pentru sistemele de ardere au favorizat răspândirea rapidă a sistemelor de incinerare a cerealelor încă din anii '90. În 2002, mai mult de 10.000 de astfel de sisteme erau deja în funcțiune aici (comparativ cu aproximativ 100 în Germania în același timp).

Poziții politice

S-au ridicat îngrijorări cu privire la utilizarea cerealelor ca combustibil în mai multe rânduri. Principala critică a fost utilizarea alimentelor ca sursă de energie. Diferitele poziții depășesc partidele. În timp ce Biserica Evanghelică din Westfalia, într-o declarație comună cu diecezele Münster, Paderborn și Essen, la festivalul recoltei din 2006, a criticat arderea ca „devalorizând pâinea zilnică și munca fermierilor”, alte voci din Biserica Evanghelică erau mai favorizează, de asemenea, un potențial de protecție a climei care ajută la conservarea creației. Bund critică faptul că o astfel de utilizare a „utilizarea terenurilor de mâine“ stă în calea „[...] arderea unui produs alimentar , cum ar fi cereale [...] , care este complet în afara pieței în ceea ce privește politica agricolă, este o declarație de faliment ". Practic, legiuitorul încearcă să îndeplinească obiecțiile etice, limitându-le la cereale reduse și deșeuri de cereale. De exemplu, clasificarea cerealelor ca combustibil standard pentru arderile mici se aplică exclusiv cerealelor care nu pot fi utilizate ca hrană sau hrană pentru animale.

dovada

  • Consiliul de administrație pentru tehnologie și construcții în agricultură, Agenția pentru materii prime regenerabile (Ed.): Încălzirea cu cereale - și ce trebuie să știți despre aceasta , KTBL-Heft 74, 2007, ISBN 978-3-939371-50-2

Dovezi individuale

Majoritatea informațiilor din acest articol au fost preluate din sursele prezentate în referințe; sunt menționate și următoarele surse:

  1. ↑ Karsten Block: Prețul cerealelor pentru recolta 2000 în pivniță - utilizarea energetică este o alternativă? , 7 martie 2001, online ( amintire din 25 octombrie 2006 în Internet Archive ). Accesat la 8 octombrie 2015.
  2. ↑ a b Consiliul de administrație pentru tehnologie și construcții în agricultură, Agenția pentru materii prime regenerabile (Ed.): Încălzirea cu cereale - și ce trebuie să știți despre aceasta , KTBL-Heft 74, 2007, ISBN 978-3-939371- 50-2
  3. ↑ oA: Grain Burning: A Grain of Energy as an Opportunity for Agriculture , www.nachwachsende-rohstoffe.info, 29 septembrie 2005, accesat pe 24 aprilie 2008
  4. ↑ a b A se vedea rezoluția: Conferința miniștrilor agriculturii din 6 septembrie 2002 la Bad Arolsen , punctul 4.9: Rezoluția de extindere a utilizării materiilor prime regenerabile pentru utilizarea energiei : „Miniștrii și senatorii agriculturii din landuri sunt de părere că [...] Pentru a asigura acceptarea socială a unei astfel de dezvoltări, trebuie să se facă mai întâi o discuție publică amplă, în care trebuie abordată și problema justificării etice a recuperării energetice a cerealelor [...] „ PDF Online ( Memento des original din 18 iunie 2007 în Internet Archive ) Informații: linkul arhivei a fost inserat automat și încă nu a fost verificat. Vă rugăm să verificați linkul original și arhivă conform instrucțiunilor și apoi eliminați această notificare. @ 1@ 2Șablon: Webachiv / IABot / www.agrarministerkonferenz.de
  5. ↑ Anonim: ABG Frankfurt Holding Wohnungsbau- und Beteiligungsgesellschaft mbH, Frankfurt: Energie vom Acker În: VerbandsMagazin, Landesausgabe Hessen, 2/2007, pp. 36–37
  6. ↑ a b Manual: Bioenergie-Kleinanlagen , Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe eV , Gülzow (2007), a doua ediție complet revizuită, PDF sau broșură de 224 pagini ( ISBN 3-00-011041-0 )
  7. ↑ ATZ Development Center, 2008: Sistem de ardere mic pentru cereale și paie. Raport final. ( pdf )
  8. ↑ Dr. Hans Hartmann, Norbert Hopf, Paul Roßmann, Armin Bimüller, Peter Turowski, Frank Ellner-Schuberth, 2007: Boabe de cereale ca combustibil pentru focuri mici - posibilități tehnice și efecte asupra mediului. Rapoartele din Technologie- und Förderzentrum Straubing (TFZ), nr 13. (. Pdf ( amintirea originalului din 08 mai 2010 în Internet Arhiva ) Info: Arhiva . Link - ul a fost introdus în mod automat și nu a fost încă verificată Vă rugăm verificați linkul original și arhivați corespunzător Instrucțiuni și apoi eliminați această notificare. ) @ 1@ 2Șablon: Webachiv / IABot / www.tfz.bayern.de
  9. ↑ Agenția pentru materii prime regenerabile (FNR): utilizarea energetică a cerealelor, a tulpinilor și a altor biocombustibili alternativi pentru alimentarea cu căldură - drept de permis  ( pagina nu mai este disponibilă , căutare în arhive web )  Informații: linkul a fost marcat automat ca defect. Vă rugăm să verificați linkul conform instrucțiunilor și apoi să eliminați această notificare.@ 1@ 2Șablon: Toter Link / bioenergie.fnr.de  
  10. ↑ Prima BImschV, versiunea 2009 (PDF; 579 kB), §3.8
  11. ↑ a b primul BImschV, versiunea 2009 (PDF; 579 kB), §5.3
  12. ↑ Andreas Gaisbauer: Biomasa combustibilului viitor - cerealele energetice? , Teza de diplomă pentru obținerea diplomei Magister (FH) pentru cursul de diplomă FH Managementul produselor și proiectelor la Universitatea de Științe Aplicate Wiener Neustadt pentru Economie și Tehnologie, 2003, p. 28.
  13. ↑ Claus Hermann Kühl: Situația evoluțiilor în peletizarea paiului, arderea cerealelor și paiului în Danemarca. În: discuție tehnică KTBL „Utilizarea energetică a cerealelor în sistemele de ardere mici” - 12./13. Februarie 2003, rezumate ale articolelor, online  ( pagina nu mai este disponibilă , căutare în arhive web )  Info: Link-ul a fost marcat automat ca defect. Vă rugăm să verificați linkul conform instrucțiunilor și apoi să eliminați această notificare.@ 1@ 2Șablon: Toter Link / ktbl-alt.avenit.de  
  14. ↑ Responsabilitate comună pentru terenuri și creație  ( pagina nu mai este disponibilă , căutare în arhive web )  Informații: linkul a fost marcat automat ca defect. Vă rugăm să verificați linkul conform instrucțiunilor și apoi să eliminați această notificare. , Declarația Asociației Agricole Vestfalie-Lippiene, Arhiepiscopia Paderbornului, Eparhiile Münster și Essen precum și Biserica Evanghelică din Westfalia și Biserica Regională Lippe@ 1@ 2Șablon: Toter Link / geke_neu.jalb-server.net  
  15. ↑ Dr. Clemens Dirscherl: Pro și contra de cereale ardere pentru utilizare energetică - Un rezumat al argumentelor ca o contribuție la o judecată etică , Aktuell Editorial, 07 octombrie 2005, on - line ( Memento al originalului din 24 decembrie 2007 în Internet Archive ) Informații: linkul arhivă a fost inserat automat și încă nu a fost testat. Vă rugăm să verificați linkul original și arhivă conform instrucțiunilor și apoi eliminați această notificare. , Accesat la 15 mai 2008 @ 1@ 2Șablon: Webachiv / IABot / www.ekd.de
  16. ↑ Creșterea și arderea cerealelor pentru producerea de energie? În: BUNDposition, aprilie 2006.

Link-uri web

literatură