Biobrenseltyper, kvalitetskrav, bruksområder og gjeldende standarder, med vekt på flis og pellets

Transkript

1 Biobrenseltyper, kvalitetskrav, bruksområder og gjeldende standarder, med vekt på flis og pellets Simen Gjølsjø 29. november, Bodø

2

3 Ulike bestanddeler > Cellulose : 4,8-5,1 kwh/kg > Lignin: 7,1 kwh/kg > Harpiks: 9,9-10,6 kwh/kg > Never 1 : 8,5-9,7 kwh/kg 1 Never inneholder ca. 66 % C og 8,5 % H, det høye innholdet skyldes stoffene betulin og suberin

4 Calorimeter, also used for ash determination

5 Treslag Tredeler Nedre brennverdi q net (tørr eller askefri basis) [ kwh / kg ] Cellulose 4,8-5,1 Lignin 7,1 Harpiks, ekstraktiver 9,9-10,6 Basisdensitet ρ d [ kg / fm 3 ] Askeinnhold A [ vekt-% av tørrstoff ] Bartre Ved 5,33 ± 0,14 (daf ) * 0,3 ± 0,1 * Bark 5,55 ± 0,28 (daf ) * 4 ± 2 * Lauvtre Ved 5,27 ± 0,17 (daf ) * 0,3 ± 0,1 * Bark 5,55 ± 0,28 (daf ) * 4 ± 2 * FURU Ved 5.36 (d ) **** 430 ± 50** 0,3 ± 0,1 * Bark 5,42 (d ) **** 300*** 4 ± 2 * Hele stammen 5,36 (d ) **** Greiner 5,66 (d ) **** 450*** Nåler 5,83 (d ) **** Hele treet 5,42 (d ) **** 385*** Stubbe 5,84 (d) **** 450*** GRAN Ved 5,28 (d ) **** 390 ± 50 ** 0,3 ± 0,1 * Bark 5,47 (d ) **** 340*** 4 ± 2 * Hele stammen 5,28 (d ) **** Greiner 5,49 (d ) **** 610*** Nåler 5,33 (d ) **** Hele treet 5,36 (d ) **** 400*** Stubbe 5,36 (d) **** 410*** BJØRK Ved 5,17 (d ) **** 505 ± 20 ** 0,3 ± 0,1 * Bark 6,31 (d ) **** 550*** 4 ± 2 * Hele stammen 5,33 (d ) **** Grener 5,69 (d ) **** 530*** Lauv 5,50 (d ) **** Hele treet 5,36 (d ) **** 475*** Stubbe 5,19 (d) **** 510*** Foredlet brensel (beste kvalitetsklasse) Briketter >1000* <0,7* Trepellets >1100*** <0,7* * CEN/TC a ** Sandland, Vadla et al *** Alakangas 2005 **** Nurmi 1993

6 Brennverdi og vann kwh/kg 3 2 kwh/kg rått brensel kwh/kg TS Fuktighetsprosent

7 Basisdensitet

8 B A B A B A C Øverst C Midt Nederst C Kronelengde Levende greiner og toppen av treet ble brukt som mål for kronelengde. Tabell 5. Seksjoner av kroner og greiner. Levels of crown and branches. Nivåkrone Crown level Greintype Branch type Nivågrein Branch level Nederst A Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast B C Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast Midt A Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast B C Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast Øverst A Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast B C Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast Innerst; Midt; Ytterst; Små; Kvast

9 MATERIAL Steigen Two locations along the north Norway coast. Sømna Site Stand Latitude Longitude Altitude Northland Northland Steigen Sømna 67 79'N 65 28'N 15 33'E 12 14'E a.s.l a.s.l. Sampled stands were based on the site index quality. Tree species Stand Stand Sitka spruce Norway spruce Sitka spruce Lutz spruce Steigen Sømna Sømna Sømna Site index H 40 (m) G-17 G-14 G-14 G-14 Number of trees Figure 4: Stands in Steigen and Sømna. Each stand was laid out with a circular area of ca. 500 m 2 (radius 12 m).

10 Basic density of branches Table 4: Basic density of branches within crown levels (kg/m 3 ). Site Tree species Bottom Middle Top Steigen 1-Sitka spruce (70.6) (39.7) (38.3) Sømna 2-Norway spruce (20.4) (20.5) (29.5) Sømna 3-Sitka spruce (37.1) (39.5) (19.6) Sømna 4-Lutz spruce (33.3) (31.7) (33.5) Branches in the lower crown level had 8-9% higher basic density than the upper one at the significant level in all tree species.

11 Main items of interest for wood chips > Voksested > Handelsform > Dimensjon > Fuktighet > Askemengde > Nitrogen innhold > Klorine innhold > Brennverdi > Bulk densitet > Aske innhold og smeltepunkt

12 jun Effekt av tildekking jan.08 feb.08 mar.08 apr.08 mai.08 Dato Dekket Udekket des.07 nov.07 okt.07 Fukt (%)

13 Bjørk Høst Udekket Fukt (%) Dato Målselv Møre Brandbu

14 Steigen, heltrær, bjørk, ikke dekket

15 Kvalitetssikring av brenselet

16 Solid biofuels European standardisation body Technical Committee 335 Solid biofuels Working groups on: > Nomenclature > Requirements and classes > Chemical analysis > Physical analysis

17 CEN/TC 335 standards for solid biofuels Bridging Properties (under preparation) Net calorific value pren Ash content pren Particle size Distribution pren15149 Mechanical durability (pellets & briquettes) pren Moisture content pren Bulk density pren Particle density pren Impurities (postponed) Ash melting behaviour pren Fuel specification and classes pren (multipart) Fuel quality assurance pren Terminology pren Sampling and sample preparation pren 14778, 14780

18 Norsk Standard > En generell standard (NS-EN :2010) > En standard for mindre anlegg (NS-EN :2011) > Som ikke har avansert styring og rensing av røykgassene. > Som ikke har heltids profesjonell drift. > For anlegg hvor det lokalt kan det være skepsis til røyk, «forurensing». > For anlegg som krever homogen flis med lav fuktighet, lite stikker og finstoff.

19 Fraksjoner i Standarden Nordhagen, 2011

20 Size classifier

21 Fines fraction, weight-% (< 3.15 mm) Maximum 25 w-% for logging residue chips 12 w-% for P45 8 w-% for P16 Grot Tredeler Heltre Stammeved Basissortiment

22 Energi tetthet som mottatt kwh per lm3 Energy density (kwh/lm3) Grot Tredeler Heltre Stammeved Basissortiment

23 Stikker > 120 mm Grot Tredeler Heltre Stammeved Basissortiment Coarse fraction > 120 mm(weight-%)

24 Faktorer som påvirker fliskvaliteten > Virkessortiment (rundvirke, heltre, GROT etc.) > Fuktighetsprosent > Temperatur > Flishoggerprinsipp > Sollstørrelse > Kniver og motstål > Matehastighet

25 Wood chips informative (voluntary)- pren > Bulk density, BD (kg/m 3 ) Classes BD150; BD200; BD250; BD300; BD350; BD400 and BD450+ (maximum value to be stated) > Recommended to be stated, if traded by volume basis. 25 Analysis of bulk density according to pren 15103

26 Grot Stubber Tredeler Heltre Stammeved Basissortiment Dry Bulk Density (kg/lm3)

27 Typiske fastmasseprosenter (Alakangas 2005) Furu heltreflis: 0,45 0,5 Furu stammeflis: 0,42-0,5 Gran heltreflis: 0,39-0,44 Bjørk heltreflis: 0,43-0,46 Hogstavfall fliset fersk; 0,36-0,38 Hogstavfall fliset tørr: 0,39-0,41 Sagflis: 0,28-0,32 Høvelspon: 0,18-0,27

28 Example of quality declaration of wood pellets package Producer Origin: EAA Biofuels P.O. Box 1603, FI Jyväskylä Tel Coniferous wood without bark Traded Form: Country of origin Normative (EN ) Dimensions Diameter (D), lenght (L) Moisture (w-% as received) Ash (w-% of dry basis) Mechanical durability (w-% of pellets after testing) Amount of fines (w-%, < 3.15 mm) Net calorific value, Q Additives (w-% of pressing mass) 3 Bulk density as received (kg/m 3 ) Pellets Class AI Jyväskylä, Finland D08 (D= 8+1 mm, and 3,15 < L < 40 (95%) Maximum 45 mm M10 ( < 10 %) A0.5, < 0,5% DU97.5, < 97,5% F1.0, < 1% Q > 4,7 kwh/kg Starch < 1 w-% DB625 > 625 kg/m 3 Chemical composition (w-% dry basis) N0,3, S0,05, Cl0,02 Ash melting behaviour, (DT o C) > 1300 Minor elements (mg/kg dry basis) As 1, Cd 0,5, Cr 10, Cu 10, Pb 10, Hg 0.05, Ni 10, Zn

29 Wood pellets (pren ) Amount of fines (< 3,15mm) < 1 w-% Pellet length, 3,15 40 mm > 95 w-% Maximum length, 45 mm < 5 w-%

30 Product standard - Non-industrial wood pellets (Part 2) Properties agreed in March 2009 Property A1 A2 B Origin 1.1 and 1.2.1* 1.1 and 1.2.1* 1.1, 1.2, 1.3 Dimensions D06, D08 (+ 1 mm) 3,15< L <40 mm Max. 45 mm (5 w-%) D06, D08 (+ 1 mm) 3,15< L <40 mm Max. 45 mm (5 w-%) D06, D08 (+ 1 mm) 3,15< L <40 mm Moisture, M < 10 w-% < 10 w-% < 10 w-% Ash content, A dry basis < 0.5 w-% or < 0.7 w-% < 1.0 w-% < 3.0 w-% Max. 45 mm (5 w-%) Bulk density, BD > 600 kg/m 3 > 600 kg/m 3 > 600 kg/m 3 Mechanical durability, DU > 97.5 w-% > 97.5 w-% > 97.5 w-% Net calorific value as received, Q Fines, F (< 3,15 mm) > 16.5 MJ/kg [4.6 kwh/kg] > 16.5 MJ/kg [4.6 kwh/kg] > 16.0 MJ/kg [4.4 kwh/kg] The amount of fines shall be 1% leaving the final point of loading for delivery to the end-user. i.e leaving the final storage point or the factory if delivering directly to the end-user. The amount of fines leaving the factory gate shall also be 1% (unless there is a different agreement between the producer 30 and their customer). *May include 1 w-% of chemically treated wood in class A1 and 3 w-% in class A2. Additives < 2w-% of pressing mass, type (e.g. starch, corn flour, vegetable oil) and amount to be stated.

31