Regionalny portal informacyjny Wrota Warmii i Mazur

Zagospodarowanie biomasy do produkcji ciepła

Zagospodarowanie biomasy do produkcji ciepła. Geneza, zakres projektu.

Od roku 2001 Gmina posiada „Plan zaopatrzenia w ciepło, energie elektryczną i paliwa gazowe Miasta i Gminy Kisielice”. Dokument został zaktualizowany w roku 2011 i obecnie obejmuje zakres czasowy do roku 2026.

W latach 2003 – 2004 rozpoczęto realizację szeroko zaplanowanego programu „Modernizacja systemu ciepłowniczego w mieście Kisielice z zastosowaniem paliw odnawialnych biomasy-słomy” W pierwszym etapie inwestycji (grudzień 2004) oddano do użytku ciepłownię miejską zasilaną biomasą - słomą o mocy 3MW. Zakres prac: budowa budynku kotłowni o pow. 300 m2, magazynu na słomę o pow. 570 m2, zakup i montaż kotła o mocy – 2 MW i kotła o mocy 1 MW. Położono nową sieć ciepłowniczą z rur preizolowanych typ DN32 i DN 200 o długości 1350 mb. Wykonano 7 sztuk węzłów ciepłowniczych, podłączone zostały budynki Zespołu Szkół, Zespołu Szkół Rolniczych, Urzędu Miejskiego oraz największe osiedle mieszkaniowe na terenie miasta zlokalizowane wzdłuż ulicy Stangów.
W ramach projektu zakupiono: komplet wyposażenia kotłowni, agregat prądotwórczy, środki transportowe (ciągnik o mocy 80 KM, samobieżny ładowacz, przyczepa do słomy).

Szczegółowa ilość odbiorców (budynków) podłączonych do sieci ciepłowniczej, w ramach pierwszego etapu budowy kotłowni opalanej biomasą:
- Zespół Szkół Rolniczych w Kisielicach - 1
- Spółdzielnia Mieszkaniowa przy ulicy Rodziny Stangów/Sportowej/Daszyńskiego - 3
- Zespół Szkół w Kisielicach - 1
- Urząd Miejski w Kisielicach - 1
- Posterunek Policji w Kisielicach - 1
- Wspólnoty Mieszkaniowe - 3
- Banki Spółdzielczy - 1
- Właściciele budynków indywidualnych – 2
- Współwłaściciele budynków wielorodzinnych - 28

Wartość inwestycji w ramach I-go etapu :5 146 752,29 zł w tym:
- dotacja EKOFUNDUSZU 1.410.000,00 zł. Umowa Nr 907/307/ III/03 z dn. 12.12.2003 r.
- pożyczka WFOŚiGW 2.634.000,00 zł. Umowa nr 64/03/W-218/OA ME/P z dn. 21.10.2003 r.
- dotacja PFOŚiGW 54.000,00 zł. Umowa nr 4/2004 z dn. 09.11.2004 r.
- kredyt Krajowy Bank Inwestycyjny 698.000,00 zł. Umowa nr GDA/05/ 2004/EGI z dnia 23.08.2004 r.
- środki własne gminy 360 752,29 zł.

Ważne elementy wyposażenia kotłowni pod kątem ochrony powietrza:
Multicyklon - zamocowany jest do wymiennika kotła w miejscu wylotu spalin. Spaliny z kotła są wprowadzane do górnej części cyklonu pod kątem określonym geometrycznie przez łopatki kierujące w taki sposób, aby wprawić strumień w ruch wirujący i wytrącić cząstki pyłu. Multicyklon jest zaizolowany od zewnątrz wełną mineralną i posiada obudowę z blachy stalowej.
Wentylator spalin - usuwa oczyszczone w multicyklonie spaliny oraz wytwarza podciśnienie w palenisku kotła. Montowany jest na lub przy multicyklonie w zależności od typu kotła.
Recyrkulacja spalin - część spalin jest ponownie zawracana do paleniska kotła, co wpływa na poprawę warunków spalania. Przepływ spalin w kanale recyrkulacyjnym jest regulowany przepustnicą.

Dodatkowe zalety funkcjonalno-użytkowe, jakie spełnia przedstawiony system cieplny:
1. Produkcja ciepła - istniejąca technologia zapewnia maksymalny procent wykorzystania biomasy (gazyfikacja biomasy ze sprawnością urządzeń ~90% z zawracaniem części spalin do komory kotła z pełną automatyzacją procesu spalania, rozdrabiania i transportu biomasy do kotła. Obsługa ciepłowni ogranicza się do dostarczania biomasy z magazynu paliwa na urządzenie rozdrabniające, usunięcia z kotłowni popiołu, nadzorze pracy ciepłowni).
2. Przesył ciepła rurociągami o bardzo dobrej izolacyjności cieplnej.
3. Węzły cieplne - ich technologia zapewnia wysoki stopień automatyzacji (zmieszanie pompowe w funkcji czasu, temperatury zewnętrznej i wewnętrznej).

Po likwidacji starej kotłowni węglowej i wyłączeniu dwóch kotłowni olejowych uzyskano efekt ekologiczny w postaci zmniejszenia emisji zanieczyszczeń do powietrza o:
• SO2 – 12,22 MG/a
• NO2 – 2,74 Mg/a
• CO2 – 2909,22 Mg/a
• Pyły –14,10 Mg/a

Kotłownie na terenie miasta Kisielice wyłączone z eksploatacji w wyniku zastąpienia źródła opalania przedstawia tabela zamieszczona poniżej:

Opis paliwa używanego do produkcji ciepła.
Istniejąca centralna kotłownia miejska opalana jest biomasą tj. sprasowaną słomą o gęstości 120-150kg/m3 pochodzącą z pól gospodarstw m.in. Gminy Kisielice. Słoma przeznaczona na cele energetyczne wchodzi w skład grupy paliw odnawialnych. Wraz z biopaliwami płynnymi i biogazem tworzy grupę biopaliw.

Słoma stanowi wartościowy nośnik energii, jej wartość opałowa jest znaczna i wynosi około 18,7 MJ/kg suchej masy (węgiel kamienny - 32 MJ/kg). Przy spalaniu słomy nie wytwarza się więcej CO2 aniżeli pobiera go zboże z atmosfery w okresie swej wegetacji. Ilość CO2 przy spalaniu słomy jest taka sama jak przy jej mineralizacji po zaoraniu i zmieszaniu z glebą. Innymi słowy przy spalaniu słomy ilość oddanego do atmosfery CO2 bilansuje się z jego asymilacją przez zboże w następnym roku wegetacji.

Najbardziej szkodliwa przy spalaniu różnych nośników energii jest zawartość w spalinach tlenków siarki i azotu (SO2 oraz NO, NO2 i NO3). Słoma zawiera tylko śladowe ilości siarki organicznej zaledwie 0,13-0,16% wag. (węgiel kamienny - 1,5% wag.), natomiast tlenków azotu 0,35-0,41% wag., czyli 1/3 tego co zawiera węgiel kamienny (1,0% wag.). Słoma ma mniejszą wartość opałową niż węgiel, ale za to jest przyjazna dla środowiska, gdyż ma mniej siarki, wydziela mniej pyłów i popiołów, a dwutlenek węgla powstały z jej spalania nie pogłębia efektu cieplarnianego. Słoma jest więc w dużym stopniu paliwem ekologicznym, służącym dobrze środowisku naturalnemu.

Tylko dla I-go etapu obliczono, że o 14,2 t żużlu mniej ze spalanego węgla trafiło na składowisko odpadów w skali roku.

Głównym źródłem zasilania kotłowni miejskiej w Kisielicach w słomę są gospodarstwa rolne działające na terenie Gminy Kisielice.

Należy podkreślić odnawialność surowca, która wynika z ogromnych możliwości zasiewu zbóż i traw nasiennych na terenie Gminy Kisielice, która pod względem gospodarczym ma charakter typowo rolniczy. Ponad 70% jej powierzchni zajmują tereny użytkowane rolniczo. Głównym źródłem dochodu mieszkańców jest uprawa roślin oraz chów zwierząt (drobiu, trzody chlewnej, bydła mlecznego). Aktualnie na terenie gminy rośliny, z których można wykorzystać słomę uprawiane są na obszarze blisko 9000 ha ziemi. Obecnie produkcja słomy w Gminie Kisielice wynosi około 13.500 ton/rok. Na wyprodukowanie 15.000 GJ, które zaspokajają potrzeby ciepła dla odbiorców w ramach I-go etapu budowy sieci zapotrzebowanie słomy wynosiło – 2000 ton/rok. Po wybudowaniu nowej sieci w ramach I-go etapu rozbudowy i podłączeniu nowych odbiorców zapotrzebowanie na słomę wynosi około 4000 ton/rok, co stanowi 29,63 % ogólnej produkcji słomy rocznie. Możliwość uprawy dużej ilości słomy na terenie Gminy Kisielice ma również wpływ na bliskość jej dostaw do kotłowni zlokalizowanej w Kisielicach, co w konsekwencji przekłada się na niskie koszty transportu.
Wykorzystanie lokalnych źródeł dostaw słomy ma również wymierne korzyści ekonomiczne dla społeczności, gdyż pozwala na wzrost jej dochodów z tytułu sprzedaży słomy.

Na początku 2008 został zakończony I etap rozbudowy sieci w ramach projektu „Rozbudowa sieci ciepłowniczej na terenie miasta Kisielice, służącej do przesyłu energii cieplnej z istniejącej kotłowni opalanej biomasą”  w ramach Zintegrowanego Programu Operacyjnego Rozwoju Regionalnego, Priorytet 3-Rozwój lokalny, Działanie 3.1 Obszary wiejskie.
Zakres rzeczowy inwestycji: położono nową sieć ciepłowniczą (4340 mb)oraz podłączono kolejne 64 budynki ( użyteczności publicznej, handlowo-usługowe, mieszkalne).

Wartość II-go etapu prac: 3 087 740,00 PLN w tym wydatki kwalifikowane – 2 657 080 PLN z czego:
1. dofinansowanie sięga kwoty 1 616 156,91 PLN, w tym:
- Środki Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w kwocie 1 426 020,80 PLN, co stanowi 53,67 % wydatków kwalifikowanych.;
- Współfinansowanie z budżetu państwa w kwocie – 190 136,11 PLN, co stanowi 7, 16 % kosztów kwalifikowanych
2. Wkład Gminy Kisielice to kwota – 1 471 583,09 PLN.

W wyniku powyższych prac siec ciepłownicza została rozprowadzona na 75% powierzchni miasta.

W latach 2009-2013 trwała realizacja II etapu rozbudowy sieci w ramach inwestycji pn. „Rozbudowa sieci ciepłowniczej na terenie miasta Kisielice, służącej do przesyłu energii cieplnej z istniejącej kotłowni opalanej biomasa - etap II”.

Zadanie polegało na rozbudowie istniejącego systemu ciepłowniczego na terenie miasta Kisielice, montażu nowych węzłów ciepłowniczych oraz modernizacji i rozbudowie obiektu Kotłowni Miejskiej zwiększającej jej moc z 3,0 do 6,0 MW. Koszt zrealizowanej inwestycji wyniósł blisko 7,9 mln złotych, z czego dofinansowanie ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Warmia i Mazury na lata 2007-2013 wynosiło 80%. Instytucją pośredniczącą w Umowie na dofinansowanie projektu był Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w Olsztynie.
Pozostałe 20% kosztów projektu poniosła Gmina Kisielice.

Jednym z głównych celów inwestycji było zwiększenie udziału energii odnawialnej w ogólnym bilansie zapotrzebowania na energię cieplną miasta Kisielice oraz likwidacja emisji rozproszonej z niskosprawnych kotłowni lokalnych. Zakres inwestycji obejmował rozbudowę sieci cieplnej wraz z przyłączami cieplnymi o 185 węzłów cieplnych o łącznej długości: 8,9 km, średnicach od fi 34/90 mm do fi 168/250 i temperaturze wody grzewczej Tz / Tp = 90°/70°C wykonanej z rur stalowych preizolowanych oraz rozbudowę budynku kotłowni w której dostawiony jest nowy kocioł na słomę o mocy 3 MW.

W zakresie modernizacji technologii istniejącej kotłowni wykonano kocioł 3 MW, układ przygotowania i podawania paliwa, układ oczyszczania i usuwania spalin (multicyklon i ekonomizer), układ odpopielania, automatyka i sterowanie, kompletny komin z konstrukcją samonośną, poza tym, aby poprawić sprawność istniejącego większego 2 MW kotła – wyposażono go w ekonomizer.
Ponadto w istniejącym układzie technologicznym zostały wymienione pompy obiegowe sieciowe na nowe o odpowiedniej wydajności i wysokości podnoszenia oraz pozostałe urządzenia, niezbędne do funkcjonowania kotłowni o zwiększonej mocy.

W ramach inwestycji zamontowano 185 sztuk węzłów ciepłowniczych.
W tym wyodrębniono trzy typy węzłów:
- dwufunkcyjne węzły grupowe – w budynkach wielorodzinnych
- dwufunkcyjne węzły indywidualne – w budynkach jednorodzinnych oraz usługowych i produkcyjnych
- jednofunkcyjne węzły c.o. – w budynkach jednorodzinnych oraz obiektach handlowych i usługowych.
Zamontowane węzły były dostarczane w formie prefabrykatów.
Każdy montowany węzeł cieplny składa się z kilku układów –modułów:
- modułu przyłączeniowego
- modułu centralnego ogrzewania
- modułu przygotowania ciepłej wody użytkowej
Temperatura czynnika w instalacji centralnego ogrzewania jest regulowana trójdrogowym zaworem mieszający sterowany pogodowym regulatorem węzła.

W wyniku powyższych prac ekologiczne ciepło może być dostarczane do ponad 85 % substancji mieszkaniowej na terenie miasta.