Allbio/VRI Bioenergiseminar: Hva skjer på bioenergifeltet i Innlandet? Terningen Arena, Elverum

Transkript

1 Allbio/VRI Bioenergiseminar: Hva skjer på bioenergifeltet i Innlandet? Terningen Arena, Elverum Alemayehu Gebremedhin Forskningsgruppe Bærekraftig energi, TØL, HIG

2 Forskningsgruppe: Bærekraftig energi Driver forskning innen: bioenergi, bærekraftig energi, systemanalyse, fjernvarme, effektivisering etc. Ansvarer for studiet fornybar energi og andre enkelte kurser på bachelor og master nivå Det er fire personer som akkurat nå jobber innen dette feltet: 1 professorkvalifisering,1 dosent og 2 stipendiater

3 Utdanninger EVU kurs Fornybar Energi: Internett baserte kurs. Kurset ble gitt for første gang under vårsemesteret 2012 Bachelor i Fornybar energi Samarbeid mellom HiG, HiL og HiHm Har startet høsten 2012 Master i samarbeid med HiOAk/KaU/HiHm/++ 30 stp fra HiG inn i felles master HiG bidrar med to kurser: Kraft-varme og Kjøleteknikk Energisystem prosjektkurs

4 Bachelor i Fornybar Energi 13 studenter Interessert og motivert Akkurat nå tar de 3 kurser Vi trenger kontakter med bedrifter for prosjekt og bacheloroppgave

5 Prosjekter og forskning Systemforskning på ulike nivåer lokal/regional/nasjonal Grønne sertifikat VRI 2 : Bioenergi Kompetansemegling prosjekt Personmobilitet prosjekt Partikkel emisjon ved forbrenning av biomasse Offgrid, sårbarhet og bærekraftig energi Utvikling av fuktighetsmåler for ved

6 Forskning: Aske og utslipp under termisk konvertering av biomasse

7 Bakgrunn Bruk av biomasse og ulike avfallsprodukter øker i produksjon av varme og elektrisitet. Økt bruk av biomasse er også en av de nasjonale målene for norske myndigheter som et middel til å redusere drivhusgasser. Dette betyr økt forbrenning av biomasse for å produsere varme eller en kombinasjon av varme og elektrisitet kan forventes i Norge.

8 Bakgrunn Forbrenning av biomasse slik som tre og forskjellige organiske biprodukter og avfall, er kjent for å være assosiert med uønskede utslipp til omgivende luft, vann og jord, samt med operasjonelle problemer som dannelse av avleiringer, seng sintring og korrosjon. Utslipp til luft omfatter partikler, tungmetaller, NOx og produkter dannet gjennom ufullstendig forbrenning (f.eks CO, PAH og metan).

9 Bakgrunn biobrensel faller over en veldig bredspenner av brensel: ulike kjemiske og fysiske egenskaper forskjellige forbrenning og utslipp egenskaper praktiske problemer under forbrenning i ulike anlegg. forurensende utslipp og kontroll, avleiringer og korrosjon

10 Mål Med denne bakgrunn så finnes det behov for: Bygge opp kompetanse på området partikler formasjon med fokus på biomasse forbrenning. Tilegne seg ny kunnskap som kan bidra til fleksibel brensel prosessutstyr og utforming med lave utslipp og høy tilgjengelighet. Slike metoder vil tillate detaljert karakterisering av gassen i den varme reaksjons-soner, og kan benyttes for å studere utgivelsen, dannelsen og utviklingen av partikkelformige komponenter og forløpet under forbrenning av biomasse.

11 Forventing Ny kunnskap om askedannelsemekanismer som forårsaker partikler forurensende utslipp og operasjonelle problemer ved forbrenning av trevirke brensel. Nye metoder for karakterisering av gassen i de varme forbrenningssoner som kan redusere utslipp i rist kjeler og også overvåking av gass og partikkelformet alkali i CFB kjeler Bredere forståelse av hvordan design og drift kan modifiseres og optimaliseres for å tillate lave utslipp og høy tilgjengelighet i rist kjeler og fluidisert sjikt kjeler. Bruke metoden på anlegg i Gjøvik og andre sted i Innlandet

12 Publikasjoner så langt.. Dag Henning and Alemayehu Gebremedhin: District Heating and Cooling Enable Efficient Energy Resource Utilisation, Sustainable Energy, Alemayehu Gebremedhin(Ed.), ISBN , INTECH ( in progress) Alemayehu Gebremedhin. Introducing District Heating in a Norwegian town - Potential for reduced Local and Global Emissions, Applied Energy, 95 (2012) Alemayehu Gebremedhin, Jarle De Oliveira Granheim. Is there a space for additional renewable energy in the Norwegian power system? Potential for reduced global emission? Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) Alemayehu Gebremedhin (2010). Switching from Renewable to Renewable - a Case Study from Nordic Perspective, Paths to Sustainable Energy, Jatin Nathwani and Artie Ng (Ed.), ISBN: , INTECH

13 Takk for oppmerksomheten

14 Tørking av ved Dosent Magnar Eikerol Høgskolen i Gjøvik Allbio Elverum 2012

15 Året 2011 ble det året hvor folket fikk øynene opp for sjelen ved vedhogst og behovet for ved som brensel ved Lars Mytting sin bok Hel ved. Når dette skrives, så er opplaget kommet opp i over eksemplarer. Da er det godt å vite at dette prosjektet startet før vi fikk nyss om hans prosjekt. Mens vi drev med innsamling av data, så kom det en forespørsel fra forfatteren om jeg kunne lese igjennom hans første versjon. Det er blitt gjort og dermed er mye av litteraturhenvisningen overflødig i og med at han har hentet mye informasjon som gjør at jeg ofte kommer til å henvise til den boken. Det har også vært med en bachelorstudent Christoffer Kvernvold som har gjort noe av arbeidet med avsnittet om forsert friluftstørking og en masterstudent Hans Martin Eikerol som har arbeidet med å lage vedtørkediagrammene. Takk til begge to. Forord

16 Veden representerer en fornybar energikilde og er den viktigste kilden til energi for omtrent halvparten av verdens befolkning. Når du brenner ved i ovn, er forbrenning og dermed energieffektivisering avhengig av vanninnholdet i veden. I Danmark er det generelt anbefalt at fuktinnholdet bør ikke være mer enn 180 g kg -1 av total vekt.

17 I New Zealand, nærmere bestemt til området Christchurch er det ulovlig å brenne ved idet hele tatt vinterstid dersom veden har et fuktighetsinnhold over 20 % av totalvekt [1]. Vår studie tar sikte på å vurdere effekten av treslag, gran og bjørk samt litt selje, høstings tid og på tørking av stablet ved med bølgeblikktak på. Tørketiden er avhengig av hogst tid, treslag, og av ly (i hvertfall tak over). Det konkluderes med at gran og bjørk felt i løpet av forsommeren kan få et akseptabelt fuktighetsinnhold ved start av fyringssesongen. Tørr ved?

18 Forbrenning Når ved brenner, vil mange ulike kjemiske forbindelser slippes, herunder eddiksyre og tjære. For å oppnå full forbrenning av disse stoffene til vann, karbondioksid og aske må temperaturen være på minst 700 C. Når veden har et høyt fuktighetsinnhold vil temperaturen ikke nås siden deler av energien brukes for å fordampe vannet og fordi damp konkurrerer ut luft som trengs for forbrenningen. Resultatet blir ineffektiv bruk av energi og utslipp av ubehagelig eller til og med skadelig forurensning. I en studie på energieffektivitet og utslipp fra ulike innenlandske treslag ble ovner fyrt med våt ( g vann kg -1 total vekt) og tørr ( g vann kg -1 total vekt) trevirke Våt ved ble funnet å redusere energieffektiviteten og samtidig øke utslippene av karbonmonoksid(co), total hydrokarbon (THE), flyktige organiske komponenter (Voe) og polysykliske aromatiske hydrokarboner (PAH) med % i forhold til tørr ved. Målinger utført av den danske National Environmental Research

19 Hensikten med dette prosjektet har vært tredelt. Det første er å finne ut om friluftstørking av ved i små sekker (60 l) tørker fortere enn ved i storsekker (1000 l), når trefuktigheten i starten er like i begge typer sekk. Hypotesen er at ved tørket i storsekk ikke er tørr når ved i småsekk er det. Ved i storsekk antas ikke å være tørr i midten når den selges, selv om den har tørket under bølgeblikk under hele tørkesesongen som varer fra mars til antatt ut september her i indre østlandsområdet. Ved som ikke holder en trefuktighet på ca 17 % av totalvekt antas ikke å være salgsvare. I Danmark er tallet 18 %. [2]. Under tørkeprosessen vil det også kunne oppstå muggdannelser dersom temperaturen blir ca 20 C og man fremdeles har en fuktighet over vel 20 %. Denne muggen vil bli med inn for eksempel i oppvarmet kjeller eller annet sted innen hus med litt varme. Denne soppen vil da kunne danne sporer som igjen kan gi luftveissykdommer. For å unngå dette, er hypotesen den at vinden(trekken) vil sørge for at muggsopp ikke dannes. Dette er del to av prosjektet. Den siste delen omhandler bruk av elektrisk fuktighetsmåler for registrering av trefuktighet og dens godhet sammenlignet med tørke-veie metoden. Hensikt med forsøket

20 Tørkeprøver

21 60 liters sekk og 1000 l storsekk

22 Ved av gran og bjørk hugget, kappet og kløyvd i 30 cm s lengde, mens det fortsatt var vinter (mars 2011), stablet i storsekk eller småsekk og lagt til tørk på pall og under blikk tak, er fyringstørr i slutten av mai og kan legges inn i kjeller, klar for fyringssesongen til høsten. Et annet resultat er at ved i storsekk gir samme gjennomsnittlig sluttfuktighet som det å tørke i småsekk i like lang tid, men at spredningen (standardavviket) i storsekken ble større enn i småsekken. Dette betyr at veden i storsekken bør ligge noe lenger enn det som er nødvendig for småsekken(60 l) for fortsatt fuktighetsutjevning mellom vedkubbene. Vi har i denne undersøkelsen kommet fram til det som de fleste vedhuggere allerede har konstatert, nemlig å hugge ved i fellesferien(midt i juli) på Østlandet kan medføre at du ikke har fyringsved til vinteren dersom man benytter gran eller bjørk. Diskusjon av resultater

23 Tørking i friluft for bjørk og selje

24 28.feb 07.mar 14.mar 21.mar 28.mar 04.apr 11.apr 18.apr 25.apr 02.mai 09.mai 16.mai 23.mai 30.mai 06.jun 13.jun 20.jun 27.jun Fuktighet (%) Forsert lufthastighet i vedskjul sammenlignet med tørking i friluft 100 Bjørk, fuktighetsprosent Bjørk(vifte) Bjørk Ferdig tørket 0 Tid (dager)

25

26 Konklusjon på om forsert lufthastighet innendørs har noen betydning Sammenligner man tørketiden på de ulike treslagene ser man at gran og bjørk har tilnærmet lik tørketid mens selje trenger lenger tid på å bli tørr. Dette gjelder i begge testmiljøene. Når det gjelder resultatene for gran og bjørk ser vi ingen signifikant forskjell i tørketid mellom tørking med forsert luft i forhold til i fri luft.

27 Ved i vifte og mugg i endeved på selje og gran Disse lå i vedskjulet

28 Sopp i bjørk og stort tre med mye ved i

29 Hjemmelagring av ved- 60 cm lang en favn