Możliwość wykorzystania rzepaku ozimego (Brassica napus L. var. Napus) do celów energetycznych
Jakub Siemek*, Jan Macuda*, Łukasz Łukańko*, Jakub Nowak**, Tadeusz Zając***
*AGH University of Science and Technology, Faculty of Drilling, Oil and Gas,
al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland; **AGH University of Science and Technology, Faculty of Physics and Applied Computer, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland; ***University of Agriculture, Unit of Crop Production, Institute of Plant Production, al. Mickiewicza 21, 31-120 Krakow, Poland
E-mails (corresponding authors): siemek@agh.edu.pl, macuda@agh.edu.pl
Abstract
Biomass
is an important element in the energy balance in the world and plays a large
role in efforts to reduce greenhouse gas emissions, and by this is a
sustainable source of energy. One method of using biomass is through
co-firing with hard coal and lignite in order to generate electricity. An
important factor promoting the use of biomass in European Union countries is the fact that
CO2 emissions from combustion are not included in the sum of
emissions from fuel combustion, in accordance with the principles established
in the emission trading system EU ETS.
The
aim of our research was to examine the possibility of using winter oilseed rape
for energy purposes, grown in three research centres located in southern
Poland. Two varieties of winter oilseed rape, Adam and Poznaniak, were used
during laboratory tests. Analyses were carried out for siliques, seeds, and the
main and lateral stem. As part of the study, the calorific value and heat of
combustion were determined for 20 samples of winter oilseed rape.
The highest values were obtained for seeds, while the lowest were obtained for
stems. The calculated values of carbon dioxide emissions factor for the
analysed samples were in most cases
above 100 kg/GJ and were much higher than the emission during hard coal
combustion.
In addition, as part of the study, the biomass moisture, amount of ash generated in the combustion process, and the content of volatile compounds as well as carbon and sulphur were determined.
Key words: biomass, winter oilseed rape, co-firing, calorific value, carbon dioxide emission
Streszczenie
Biomasa jest istotnym elementem w bilansie energetycznym na świecie i odgrywa dużą rolę w działaniach na rzecz redukcji emisji gazów cieplarnianych, stanowiąc zrównoważone źródło energii. Jednym ze sposobów użycia biomasy jest jej współspalanie z węglem kamiennym i brunatnym w celu wytwarzania energii elektrycznej. Ważnym czynnikiem promującym wykorzystanie biomasy w państwach Unii Europejskiej jest fakt, że emisja CO2 z jej spalania nie wlicza się do sumy emisji ze spalania paliw, zgodnie z zasadami ustalonymi w systemie handlu uprawnieniami EU ETS.
Celem badań było zbadanie możliwości wykorzystania rzepaku ozimego do celów energetycznych, wychodowanego w trzech lokalizacjach Polski południowej. Do badań wykorzystane zostały dwa gatunki rzepaku ozimego Adam i Poznanianki, analizy wykonano dla łuszczyny, nasion, łodygi głównej i bocznej. W ramach przeprowadzonych badań określona została wartość opałowa oraz ciepło spalanie dla 20 próbek rzepaku ozimego. Najwyższe wartości zostały uzyskane dla ziaren rzepaku, natomiast najniższe dla łodyg. Obliczone wartości emisji dwutlenku węgla dla badanych próbek w większości przypadków wynosiły powyżej 100 mg/kJ i były dużo większe niż emisja podczas spalania węgla kamiennego i brunatnego. Dodatkowo w ramach badania oznaczono wilgotność biomasy, ilość powstałego w procesie spalania popiołu oraz oceniono zawartość części lotnych oraz węgla i siarki. Ponadto w ramach badania wykonano pomiary wilgotność biomasy, ilość wytworzonego popiołu w procesie spalania oraz określono zawartość związków lotnych oraz węgla i siarki.
Słowa kluczowe: biomasa, rzepak ozimy, wartość opałowa, emisja ditlenku węgla
Problemy Ekorozwoju 15(1)2020: 167-177
DOI: 10.35784/pe.2020.1.18
