Les l\ot kurivo "ikt> POGA ·,NlK *. Robert KRAJ C*"' Obnovljivost vira, domačnost, razvoj tehnologij priprave in rabe ter cenovna konkurenčnost dvigujejo pomen lesa kot vira energije. Za učinkovito rabo lesa v energetske namene je potrebno tudi znanje o zgradbi in lastnostih lesa . Del tega predstavljamo v pnspevku. Osnovna značilnost vseh kuriv je kurilna vrednost. Kurilna vrednost lesa je količina toplote, ki jo vsebuje masna ali prostorninska enota pri določeni vsebnosti vode (kWh/m3) . Ločimo spodnjo in zgomjo kurilno vrednost (Šurnarska enciklopedija, 1987) . Spodnja knri Ina vrednost lesa je toplota, ki se spros- ti pri popolnem zgorevanju 1 kg lesa, voda iz goriva pa izhlapi. Spodnja kurilna vrednost je vedno manjša od zgornje, in sicer za količino toplote, ki se porabi pri zgorevanju za uparitev v lesu vsebovane vode (uparilna toplota). Na kurilno vrednost lesa vplivajo naslednji dejav- niki : l. vsebnost vode ali vlažnost lesa 2. kemična zgradba 3. gostota 4. drevesna vrsta in deli drevesa 5. zdravstveno stanje Vsebnost vode v lesu predstavlja razmerje med maso vode in skupno maso lesa in vode. Vlažnost lesa Iz domače in tuje prakse pa je razmerje med maso vode in maso popolnoma suhega lesa. Voda v lesu je prosta (ni vezana na lesno snov) in vezana (v celičnih stenah). Les začne oddajati vodo takoj po poseku. Najprej izhlapeva prosta voda, s čimer postaja les lažji. Ko izhlapi vsa prosta voda (v pov- prečju ima les takrat JO-odstotno vlažnost), začne iz- hlapevati vezana voda. Pr) tem postane les higro- skopski in začne spreminjati volumen in dimenzijo. Glede na vsebnost vode v lesu ločimo: - svež les (t.akoj po poseku), ki ima vlažnost nad 40 %, - gozdno suh les (približno pol leta po poseku), ki ima vlažnost od 20 do 40 %, - zračno suh les (daljše sušenje na zračnih skladiščih) , ki ima vlažnost do 15 %, - tehnično suh les (umetno sušenje), ki ima vlažnost od 6 do 12 %. Voda v lesu zmanjšuje kurilno vrednost (1 O% vode zmanjša kurilno vrednost za 12 %). Če kuri mo gozdno suh les, porabimo l/4 energije, uskladiščene v lesu, za izparevanje vode. Kemična zgradba: les (sekundami ksilem) je glav- no prevodno in mehansko tkivo drevesa. Nastaja z delitvvo celic na notranji strani kambija. Les sestav- ljajo naslednji elementi : ogUik (50%), kisik (43 %), Grafikon 1: Masa in kurilna vrednost 1 mJ !esa smreke in bukve v odvisnosti od vsebnosti vode v% 1400 1200 •• ' •• 1 -~ ............ ' •• 1 • 1 ... 1. 1 • •• • ··-4········-· ~ 1000 ---------800 -oO -~ 600 --- 400 200 o 15 20 25 30 35 40 45 50 % - - - · Srn (kg) --Bu(kg) ........... Bu (kWh/m') Vir: Lesna biomasa -neizkoriščen domači vir energije, 1998 *mag. N. P., univ. dipL inž. gozd., GIS, Večna pot 2, 1000 Ljubljana, SLO >i<* R. K., GIS, Večna pot 2, 1000 Ljubljana, SLO GozdV 58 (2000) S-6 3500 3000 2500 -." ,..., 2000 ~ ..:::: ~ 1500 ,:,.:. 1000 soo o 55 60 281 z dot · 1ače ir1 tttje IJralcse vodik (6 %) in dušik ( 1 %). Kemična sestava lesa pa je sledeča: celuloza ( 40-50 %), herniceluloze (24-33 %), lignin (20-35 %) in spremUajoče snovi (škrob, sladkor, smola, čreslovina, barvila, strupi; 3-4 %). Kurilna vrednost posameznih sestavin ni enaka (na primer lignin ima višjo kurilno vrednost kot celuloza, zato je kurilna vrednost iglavcev, ki imajo več lignina pri enaki masni enoti , višja kot pri listavcih). Gostota: je masa določenega volumna lesa (kg/m1). Gostota je odvisna od drevesne vrste (listavci imajo večjo gostoto kot iglavci), časa sečnje (gostota narašča z vsebnostjo vode), dela drevesa (koreničnik, vejevina in jedro vina imajo višjo gostoto) in starosti lesa. Go- stota lesa vpliva na sušenje, kurilno vrednost in proces zgorevanja (les z večjo gostoto zgoreva počasneje). Pn:gkdn1t:;1 1 Spreminjanje gostote z vsebnostjo vode Drevesna Svež. 1es Zračno suh vrsta (kg/rn3) les (kg/m3) S mre ka 960 (beljava). 520 Uedrovina) 470 Bor 980 (beljava), 550 Uedrovina) 520 Jel ka 980 (be lja va). 51 O Uedrovina) 450 Bukev 1.060 720 Gaber 970 830 Hrast 1.000 700 Kostanj 1.060 570 Topol 900 450 .. V1r: TehnologiJa lesa 1 (CERMAK 1998) Drevesna vrsta in deJ drevesa: različna gostota in kemična sestava drevesnih vrst in delov drevesa vplivata na kurilno vrednost lesa. Zdravstveno stanje: ohranjenost lesa bistveno vpliva na kurilno vrednost (trohneč les ima manjšo gostoto in s tem tudi nižjo kurilno vrednost). Poznavanje naštetih dejavnikov nam omogoča pra- vilno izbiro in pripravo Jesnega kuriva. Pri uporabi lesa za kurjavo naj bi upoštevali naslednja pravila: l. Za ogrevanje izberemo les listavcev, ki ima večjo gostoto in zato višjo kuri Ino vrednost na m3 . Za kuho in peko pa izberemo les iglavcev, ki ima večjo kurilno vrednost na kg (izgoreva hitreje in intenzivneje). 2. Les za kurjavo je najbolje posekati, ko je vseb- nost vode v lesu najnižja (v poznem jesenskem ali zimskem času). 3. Z razžagovanjem in cepljenjem pospeši mo su- šenje !esa. Pripravljen les naj se suši v pokritih in zračnih skladovnicah vsaj šest mesecev. Izbiro vrste lesa in oblike kuriva moramo prilago- diti namenu in kurilni napravi . Za lažje preračunavanje in primerjavo med raz- ličnimi oblikami lesnega kuriva so v preglednici 3 predstavljeni količinski ekvivalenti za posamezne obli- ke kuriva, v preglednici 4 pa so predstavijeni ener- getski ekvivalenti med lesom in kurilnim oljem. Poznavanje energetskih ekvivalentov je pomembno pri računanju letnih stroškov ogrevanja z različnimi energenti. Še posebej pomembni pa so ti izračuni pri zamenjavi kurilnih naprav (na primer prehod iz lesa na kurilno olje ali obratno). Na primer: Energetska vrednost 1 m' zračno suhega bukovega lesa je ekvivalentna energetski vrednosti 300 !lahkega kurilnega olja. Če porabi gospodarstvo letno 3.000 1 kurilnega olja, bi ob prehodu na les letno Prcgkdmca ~ . Kurilna vrednost zračno suhega lesa in iu1rilnega olja Drevesna vrsta MJ/kg Beli gaber !3,31 Bukev 14,84 Hrast 14,44 Topol 13,52 Povprečno listavci 14,10 Smreka 15,60 Je lka 15,45 Rdeči bor 16,96 Povprečno i$1avci 15,70 Skupno povprečje 14,56 Km·ilno olje .. Vir: Sumarska cnc1kloped1p l kWh=3 ,6MJ 282 MJ/m 3 11 .047 10.685 9.964 6.084 8.985 7.332 6.952 8.819 7.737 8.801 Kurilna vrednost M.l/pm1 kWh/kg kWh/m3 kWh/pnn 7.733 3,70 3.069 2.148 7.479 4,12 2.968 2.078 6.975 4,01 2.768 1.938 4.259 3,76 1.690 1.183 6.289 3,92 2.496 1.747 5.132 4.33 2.037 1.426 4.866 4,29 1.931 1.352 6.173 4,71 2.450 1.715 5.416 4.36 2.149 1.504 5.997 4,04 2.444 1.665 MJ/kg kWh/kg MJ/l kWh/f 42,0 11,7 36,4 10,1 GozdV 58 (2000) 5-6 porabili od 1 O do 15 m-' zračno suhega lesa listavcev ali 30 do 45 nasutih m' lesnih sekancev ali 14 do 18 prostomih metTov polen (zračno suha polena listavcev) (vrednosti so okvirne in odvisne predvsem od kuriva in od kurilne napra\'e). l'rcg k dnk;1 -1 : Energetski ekvivalenti Lesno kurivo 1.000 1 kurilnega olja Zračno suh les listavcev 4-5 m1 ----------F=~~--~~----~ Zračno suh les i.:;;..gl_av_c_e_v ____ --+-_____ 6_-~7 ~m~J ~~.......,... Z račno suhi lesni sekanci 10-15 nasut ih m1 (razli čne dreves_ne_,_' r_st_e ):....._~--'-------~-~~----' Pr