Zrębki drewniane

Zrębki drewniane to surowiec o szerokim zastosowaniu, zyskujący coraz szersze znaczenie gospodarcze. Powstają w procesie rozdrabniania drewna,

Źródło: agroenergetyka.pl

odpadów drzewnych i tartacznych przez maszyny zrębkujące na elementy o wielkości od 5 – 100 mm. O ich zastosowaniu w znacznym stopniu decydują właściwości – gatunek drewna, frakcja, poziom zanieczyszczenia (ziemia, igliwie, itp.), wilgotność.

Zastosowanie:

• w przemyśle meblarskim do produkcji płyt pilśniowych i wiórowych,
• w przemyśle celulozowo-papierniczym, zastosowanie znajdują tu zrębki o wymiarach do 5 – 50 mm x 10 – 20mm, o charakterystycznym, romboidalnym kształcie,
• do ekstrakcji żywicy i garbników,
• przy produkcji żelazostopów,
• w przemyśle spożywczym – do wędzenia wędlin, są to zrębki z wyselekcjonowanych gatunków drewna – głównie olcha i buk,
• w ogrodnictwie – jako zabezpieczenie przed chwastami i naturalny sposób na zatrzymanie wilgoci i napowietrzenie gleby. Stanowią także czynnik izolujący, chroniąc przed nadmiernym nagrzewaniem podłoża latem i przemarzaniem zimą. Mają też walor dekoracyjny, szczególnie po zabarwieniu. Do tego ostatniego celu nadają się jedynie zrębki z materiału okorowanego.
• w energetyce zrębki zarówno nieprzetworzone jak i w postaci pelletu są zaliczane do biomasy i stanowią 50% energii wytwarzanej ze źródeł odnawialnych [Lis 2012].

Zrębka zrębce nierówna…

Różnorodność materiałów z jakich produkowane są zrębki wpływa na ich jakość i przeznaczenie. Zrębki wytwarzane z odpadów leśnych, na marginesie pielęgnacji drzewostanu, likwidacji wiatrołomów, wycinki drzew przy drogach, karpowania, zazwyczaj zawierają dużo zanieczyszczeń – korę, igliwie, drobiny pyłu, ziemi, piasku. Polska Norma PN-91/D-95009 – Zrębki leśne, reguluje właściwości zrębek pozyskiwanych z lasu, określając parametry dotyczące rodzaju surowca drzewnego, wymiarów, wilgotności oraz określając wymagania jakościowe, pomiaru, składowania i transportu. Wedle tej normy określone są wymogi dla zrębków przemysłowych przeznaczonych do produkcji płyt pilśniowych i wiórowych oraz używanych do produkcji żelazostopów. Ponadto Norma wyróżnia zrębki opałowe jako paliwo do kotłów na biomasę, o wymiarach w przedziale do 50 mm, przy czym zasadnicza frakcja (nie mniej niż 90 %) nie powinna przekraczać 40 mm, bez specyfikacji w zakresie wilgotności.

Warto tu jednak zaznaczyć, że norma ta obejmuje jedynie zrębki powstające na marginesie produkcji leśnej, pomijając zrębki powstałe z drewna litego, odpadów produkcji tartacznej czy z plantacji energetycznych. Brak też precyzyjnych norm opisujących wymogi zrębek energetycznych zarówno pod względem cech fizycznych jak i energetycznych, zarówno w Polsce jak i w Europie. W praktyce najczęściej [Ojczyk 2011] stosowaną normą określającą parametry zrębki energetycznej jest norma austriacka – ÖNORM M-7133, dla określenie wartości opałowej natomiast, najczęściej stosowana jest norma niemiecka – DIN 51900. Taki stan rzeczy powoduje, że można jedynie ogólnie zarysować charakterystykę zrębek stosowanych w ciepłownictwie i energetyce. Na podstawie wyżej przytoczonych norm można stwierdzić, że zrębki drzewne mają długość od 50 – 55 mm, przekrój do 30 mm z 10% marginesem tolerancji zarówno na zawartą w masie nadfrakcję (czyli materiał większy, ale nie przekraczających 85 mm długości i 50 mm szerokości), jak i podfrakcję. Jakość energetyczna zależy od zawartości zanieczyszczeń oraz wilgotności. Zrębka o wysokiej zawartości wilgoci – 40-50 %, zazwyczaj odpad przemysłu tartacznego, nadaje się do spalania jedynie w kotłach o dużej mocy, Zrębki leśne zazwyczaj cechuje niższa zawartość wilgoci – ok. 30%, co pozwala na ich spalanie w typowych kotłach do spalania biomasy.

Zrębki jako OZE

Wzrost znaczenia gospodarczego zrębek oraz popytu na ten materiał wiąże się z koniecznością implementacji dyrektywy 2001/77/WE w sprawie wsparcia dla zielonej energii elektrycznej oraz wprowadzeniem szeregu regulacji w prawie polskim mających na celu zmniejszenie emisji CO₂, tlenków azotu, związków siarki i zwiększenie udziału Odnawialnych Źródeł Energii w przemyśle ciepłowniczym i energetycznym (Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 roku – Prawo energetyczne Dz. U. z 2006r. Nr 89, poz. 625 z późn. zm.; Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 12 stycznia 2006 roku Dz. U. 2006, Nr 16, poz. 124; Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008, Dz. U. 2008, Nr 156, poz. 969; Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22 kwietnia 2011 roku, Dz. U. 2011r. Nr 95, poz. 558; Dyrektywa 2009/28/WE, której jednym z głównych założeń jest osiągnięcie do 2020 roku 15% procentowego udziału energii produkowanej ze źródeł odnawialnych).

Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilościenergii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii, Dz. U. 2008, Nr 156, poz. 969, biomasa definiowana jest jako: stałe lub ciekłe substancje pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, które ulegają biodegradacji, pochodzące z produktów, odpadów i pozostałości z produkcji rolnej oraz leśnej, a także przemysłu przetwarzającego ich produkty oraz części pozostałych odpadów, które ulegają biodegradacji.

W myśl tej definicji zrębki i produkty powstałe na ich bazie (pellet, brykiet) kategoryzowane są jako biomasa. W raportach odnośnie produkcji i wykorzystania biomasy, w tym zrębek i ich pochodnych funkcjonuje podział na biomasę leśną – czyli drewno i pochodne z produkcji leśnej oraz biomasę rolną, czyli produkty i odpady powstałe w ramach produkcji roślinnej, do której zaliczane są również uprawy na gruntach rolnych roślin energetycznych, wykorzystywane jako paliwo do ogrzewania lub wytworzenia energii. Zrębki zaliczane do biomasy Agro pochodzą z upraw takich gatunków jak: wierzba energetyczna, brzoza, olszyna, topola, robinia akacjowa.

Biomasa, jako odnawialne źródło energii, zaliczana jest do tzw. surowców zero emisyjnych, bowiem rośliny energetyczne rosnąc wchłaniają taką samą ilość CO₂, jaka później wydziela się przy ich spalaniu. Jej znaczenie wzrasta z roku na rok zgodnie z obowiązującymi wymogami zwiększania udziału Odnawialnych Źródeł Energii. Od 2006 roku, gdy zaczęły obowiązywać regulacje zachęcające do stosowania OZE, udział biomasy w produkcji energii elektrycznej i cieplnej stale rośnie. Zgodnie z regulacjami unijnymi do 2020 roku w Polsce 15% energii w finalnym zużyciu powinno być pozyskiwane z OZE.

Jak wskazuje raport Ministerstwa, prezentujący stan na rok 2011 i prognozy na lata następne, udział biomasy stałej w produkcji energii będzie rósł. Tendencja rosnąca utrzymuje się od 2005; w tym udział biomasy stałej, w raporcie podzielonej na trzy grupy: biomasa z odpadów leśnych, rolniczych, ogrodowych, biomasa mieszana, biomasa z odpadów przemysłowych, drewnopochodnych i celulozowo-papierniczych, stale się zwiększa pozostając na drugim miejscu po energii pochodzącej z elektrowni wodnych.

Wykres opracowany na podstawie danych opublikowanych w Obwieszczeniu Ministra Gospodarki z 24 maja 2011.

Warto zaznaczyć, że przytoczone powyżej dane nie odzwierciedlają w pełni udziału zrębek, ponieważ do każdej z tych grup wliczane są zrębki lub materiały wytwarzane na ich bazie stąd trudno określić jaki dokładnie udział w tej wielkości mają same zrębki. Ponadto w danych zawartych w raporcie nie uwzględniono biomasy zużywanej w technologii współspalania, podczas gdy w tej technologii w 2011 roku spalano już 5,1 mln ton biomasy, z czego większość stanowi drewno w różnej postaci (okrągłe, zrębki, pellet, brykiet).

Kariera zrębek

Wzrost zainteresowania zrębkami jako paliwem wynikał z sytuacji prawnej po wprowadzeniu regulacji odnośnie zwiększenia udziału Odnawialnych Źródeł Energii. Duże elektrownie zaczęły stosować zrębki, głównie w technologii współspalania, ze względu na łatwość przystosowania pieców węglowych do spalania biomasy oraz brak barier formalnych w przyłączaniu takich instalacji do sieci. Dodatkowym czynnikiem przemawiającym za popularnością takiego rozwiązania, szczególnie w początkowej fazie, tzn. do 2008 roku, był także stosunkowo łatwy dostęp do biomasy leśnej i odpadów z przemysłu rolnego. Nie bez znaczenia był także sprzyjający technologiom współspalania system wsparcia dla OZE w Polsce. W efekcie, jak wskazują dane Agencji Rynku Energii (ARE) w latach 2006-2010 zużycie biomasy w procesach współspalania wzrosło niemal trzykrotnie – z 1 650 tys. ton do 4 536. W 2011 roku 51 z 55 polskich elektrowni systemowych posiadało koncesje na współspalanie biomasy (dane opublikowane przez Urząd Regulacji Energetyki)

Także indywidualne gospodarstwa chętnie wykorzystują technologię spalania zrębków ze względu na preferencje administracyjne przysługujące tej łatwej we wdrożeniu technologii ekologicznej. Z drugiej strony, mimo iż same zrębki są paliwem o niskiej wartości opałowej i niskiej stabilności składu fizycznego, chemicznego oraz zanieczyszczeń, jako materiał nisko przetworzony, są tańsze niż np. pellet i łatwe do wytworzenia w warunkach poza industrialnych.

Przytoczone powyżej czynniki zadecydowały o dużej popularności zrębek, która doprowadziła do wzrostu cen zrębek oraz deficytu biomasy drzewnej oraz zachwiania równowagi rynku przetwórstwa drzewnego, spowodowanego wysokim zapotrzebowaniem zarówno na drewno okrągłe jak i odpady leśne. Spowodowało to gwałtowny wzrost importu drewna oraz odpadów drzewnych, co ilustruje poniższy wykres.

Źródło: Min. Rolnictwa 11.2011

Dane za rok 2011 obejmują zaledwie trzy kwartały, natomiast zakładając utrzymanie dotychczasowych tendencji prognozowana wielkość importu drewna i drewna odpadowego za rok 2011 wyniosłaby ponad 900 tys. ton, osiągając wartość ponad 306 mln zł.

Do znaczącego wzrostu importu prawdopodobnie przyczyniła się decyzja Komisji Europejskiej z 2009 roku zniosła dopłaty do upraw energetycznych za skuteczniejszy sposób promocji energii odnawialnej uważając wsparcie inwestycyjne, ulgi podatkowe lub dopłaty do ekologicznie wytworzonej energii. W Polsce uprawy energetyczne wprowadzane były jednak powoli ze względu na wysokie koszty początkowe założenia plantacji, brak doświadczenia w tej dziedzinie, długi okres zwrotu inwestycji. Z kolei duże zakłady wolały sprowadzić większe ilości surowca, zapewniając sobie ciągłość i bezpieczeństwo dostaw, niż kontraktować indywidualne umowy z wieloma małymi producentami. Jednak jak wskazują prognozy [Grzybek 2007] zapotrzebowanie na surowiec drzewny o przeznaczeniu opałowo-energetycznym w perspektywie przynajmniej najbliższych pięciu lat będzie rosło.

Koszty transportu importowanego surowca oraz zawyżanie ceny rynkowej rodzimego surowca skłoniły potentatów do podjęcia kroków w kierunku wspierania inwestycji w plantacje tworzone z myślą o energetyce i przemyśle. Inicjatywy takie wiążą się zazwyczaj z dzierżawą, kontraktacją lub dofinansowaniem plantacji. Eliminuje to konieczność transportu, który oprócz kosztów pozostawia tzw. „ślad węglowy”, niwelujący korzyści ze stosowania czystych źródeł energii. Model ten w odniesieniu do upraw drzew m. in. PGNIG Termika (350 ha wierzby energetycznej), Vattenfall New Energy (400 ha, topola), czy International Paper Kwidzyn, który na potrzeby produkcji papieru rozpoczął inwestycję o docelowej powierzchni 25000 ha uprawy topoli energetycznej. Wspieranie plantacji ma na celu zabezpieczenie się przed niestabilną sytuacją na rynku.

Z pewnością ta sytuacja na rynku zrębek zmieni się po wejściu w życie nowej ustawy OZE, której projekt opublikowano 27. lipca 2012 roku. Projekt przewiduje stopniowe wygaszanie wsparcia dla technologii współspalania, która dotąd była wiodącą technologią zapewniającą spełnienie unijnych wymogów odnośnie zwiększenia udziału OZE w produkcji energii, głównie ze względów ekonomicznych, aż do jego całkowitej likwidacji w roku 2020. Projekt przewiduje również zakaz produkcji zrębków z pełnowartościowego drewna oraz ograniczenia dla stosowania biomasy leśnej na rzecz biomasy rolnej. Z drugiej jednak strony przewidywane są preferencyjne stawki podatkowe na zakup małych kotłów do spalania biomasy i samej biomasy.

W tej sytuacji popyt na zrębki zależeć będzie głównie od kierunku obranego przez elektrownie i elektrociepłownie – czy będzie to przestawienie się całkowicie na biomasę, co nie wyklucza utrzymania dotychczasowego trendu, a nawet wzrostu zapotrzebowania na zrębki drzewne, zmieni się wówczas sposób ich pozyskiwania – bowiem nowe regulacje preferują surowiec pochodzący z upraw. Nowa ustawa może także skutkować powrotem do węgla lub postawieniem na inne technologie – energię słoneczną lub wiatrową, która wszak wymaga znacznie większych nakładów inwestycyjnych… Obecnie projekt został skierowany do konsultacji międzyresortowych, na przełomie sierpnia i września trafi on do Komitetu Stałego Rady Ministrów, a po zatwierdzeniu – do parlamentu. Projekt jednak budzi wiele kontrowersji, mimo że to już kolejna wersja, w której uwzględniono 2,5 tys. uwag zgłaszanych podczas konsultacji społecznych. Nie gaśnie także spór o korzyści płynące ze współspalania…

                                                                                                                                                          Ilona Szymańska

21-08-2012

[1] Ustawa z dnia 10 kwietnia 1997 roku – Prawo energetyczne Dz. U. z 2006r. Nr 89, poz. 625 z późn. zm.,

[2] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 12 stycznia 2006 roku w sprawie sposobu monitorowania wielkości emisji substancji objętych wspólnotowym systemem handlu uprawnieniami do emisji Dz. U. 2006, Nr 16, poz. 124;

[3] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 14 sierpnia 2008 w sprawie szczegółowego zakresu obowiązków uzyskania i przedstawienia do umorzenia świadectw pochodzenia, uiszczenia opłaty zastępczej, zakupu energii elektrycznej i ciepła wytworzonych w odnawialnych źródłach energii oraz obowiązku potwierdzania danych dotyczących ilości energii elektrycznej wytworzonej w odnawialnym źródle energii, Dz. U. 2008, Nr 156, poz. 969,

[4] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 22 kwietnia 2011 roku, w sprawie standardów emisyjnych z instalacji, Dz. U. 2011r. Nr 95, poz. 558;

[5] Dyrektywa 2009/28/WE,

[6] PN-91/D-95009 – Surowiec drzewny – Zrębki leśne. Dok. elektr. enormy.pl.

[7] Raport OZE przyjęty przez RM w dniu 12 kwietnia 2011r, określający cele w zakresie udziału energii elektrycznej wytwarzanej w odnawialnych źródłach energii znajdujących się na terytorium Rzeczpospolitej Polskiej, w krajowym zużyciu energii elektrycznej na lata 2010 – 2019, mg.gov.pl

[8] Projekt ustawy o odnawialnych źródłach energii z dnia 26.07.2012 r., mg.gov.pl

[9]Arcipowska Aleksandra, Michałowska-Knap Katarzyna, Wiśniewski Grzegorz,  O niezrównoważonym wykorzystaniu odnawialnych zasobów energii w Polsce i patologii w systemie wsparcia OZE, Instytut Energetyki Odnawialnej (EC BREC IEO), kwiecień 2012, Warszawa, www.ieo.pl.

[10] Bartela Łukasz, Kotowicz Janusz, Energetyczne wykorzystanie biomasy drzewnej – przegląd technologii, „Rynek Energii”, nr 6, 2007.

[11] Gabryś Herbert Leopold, Elektroenergetyka w Polsce roku 2012 w świetle bilansu energii za 2011 rok i nie tylko, Energetyka, marzec/kwiecień 2012, energetyka.eu

[12] Glazar Katarzyna, Analiza frakcyjności zrębków opałowych, 06.12.2077, naszlas.pl

 [13] Grzybek Anna, Uwarunkowania surowcowe produkcji biopaliw, IBMER Warszawa, 2007

 [14] Lis Wojciech,  Kryzys gospodarczy oraz sytuacja ekonomiczna polskiego sektora leśno-drzewnego, referat wygłoszony na Zimowej Szkole Leśnej, 20-23 marca 2012, ibles.pl/szkolazimowa

[15] Magdziarz Aneta,  Wilk Małgorzata, Aspekt ekologiczny spalania biomasy w kotłach rusztowych,  Rynek Energii, nr 2,

[16] Ojczyk Grzegorz, Kotłownia na biomasę cz. 3 – ZRĘBKA DO ZRĘBKI, pelet.com.pl

[17] Ojczyk Grzegorz, Wzruszona zrębka, ABC Magazynu Instalatora, nr 10, 2011, instalator.pl

[18] Rubczyński Andrzej, Produkcja biomasy na potrzeby własne energetyki, Referat na Forum biomasy 22-23. Marca 2012

[19] Strzyżewski Janusz, Udział energii odnawialnej w krajowym zużyciu energii – blaski i cienie, Energia i budynek, nr 9, 2011.

[20] Ślęzak Grzegorz,  Bilans struktury podaży i popytu na drewno, referat wygłoszony na Zimowej Szkole Leśnej, 20-23 marca2012, ibles.pl