Prawdziwy postęp techniczny w spalaniu węgla

[Sam piec tani, ale o niebo mniej emitujący od tych drogich, jest na końcu. Zdjęcia, wykresy, wszystko w oryginale. Gdy dodać doń wymiennik ciepła oraz izolację całości, możemy mieć doskonały kocioł centralnego ogrzewania. Przedsiębiorcy – spróbujcie ! Mirosław Dakowski]

...Ten piec jest DWIEŚCIE RAZY CZYSTSZY niż wymaga 5. klasa!..

[ale haniebnie tani MD]

 Crispin Pemberton-Pigott

http://czysteogrzewanie.pl/2018/05/prawdziwy-postep-techniczny-w-spalaniu-wegla/

Fachowcy z całego świata rozmawiali w Warszawie o czystym spalaniu biomasy i węgla… w “trzecim świecie”. Polska – kraj duszący się w syfie, który sam sobie produkuje przez zacofanie w spalaniu tych paliw, nie jest zainteresowany rozwojem technologii, bo łudzi się, że już-zaraz od węgla w domach całkiem odejdzie. Gdy my potrafimy głównie wieszać czujniki i pisać apki, w “trzecim świecie” powstają proste i tanie piece, które emisją biją na głowę naszą 5. klasę.

Przekleństwo aspirujących do pierwszego świata

W Polsce czujemy się w wielu względach już-prawie pierwszym światem. Węgiel i drewno są skazą na tym wyobrażeniu, jakby gdzieś wybiło XIX-wieczne szambo. Każdy normalny człowiek, co sam nie musiał się w tym nigdy taplać, chciałby się tego smrodu pozbyć czym prędzej. Ponieważ w powszechnym przekonaniu smród = węgiel a węgiel = smród, dla pozbycia się smrodu trzeba pozbyć się węgla. Do tego dochodzi mainstreamowa zielona narracja jaki to węgiel jest zły i już tuż-tuż jego kres (a w każdym razie trzeba ku temu działać). To zbiera swoje żniwo nawet wśród tzw. węglowej nauki (tu mamy profesora, który 10 lat temu szefował IChPW a dziś bardziej skręca ku gazowi).

Kto by chciał rozwijać cokolwiek w tym – jak się zewsząd słyszy – dogorywającym światku? Kiedyś się dziwiłem, jak to możliwe, że w tzw. trzecim świecie jest postęp w spalaniu węgla i drewna, a u nas – nic.

Odpowiedź wydaje się prosta: trzeci świat jest świadom, że od paliw stałych długo nie ucieknie choćby chciał. Tam widzą, że warto i trzeba poprawiać technologię ich spalania. Piece muszą być proste i tanie, bo inaczej nie będzie komu ich kupować a państwa nie stać na sprawianie wszystkim drogich prezentów.
My też długo od węgla nie uciekniemy. Różnica jest taka, że oszukujemy się i łudzimy, że wcale tak nie jest. Dlatego nie rozwijamy technologii jego spalania a jednocześnie nie nadchodzi upragnione zniknięcie węgla. Stoimy w miejscu.

Gdyby 20 lat temu prócz kotłów podajnikowych wrzucono na rynek także tanie i czyste kotły zasypowe, dziś nie byłoby wielkiego śmierdzącego problemu. Czasu nie cofniemy, ale możemy ruszyć temat dziś. Niestety z odpowiedzi na moją petycję sprzed trzech miesięcy w tej sprawie (a raczej ich niemalże braku) wynika, że państwo polskie nie jest zainteresowane zapewnieniem swoim obywatelom taniego i czystego ciepła z węgla i drewna. Dlaczego? Można odgadnąć z cytowanej poniżej wypowiedzi ministra środowiska: po co rozwiązywać problem u podstaw, kiedy na odpędzenie widma kar z Brukseli wystarczyło przygasić największe pożary (i to głównie na papierze póki co).

Warsaw Stove Summit 2017

Rok temu w Warszawie odbyła się Warsaw Stove Summit – międzynarodowa konferencja na temat rozwoju czystych i tanich pieców na biomasę i węgiel. Dlaczego piszę rok po fakcie? Bo dowiedziałem się o tym kilka dni temu, zupełnym przypadkiem. Wydarzenie nie było nijak nagłośnione w Polsce choć gościło je Ministerstwo Środowiska. Polskich prelegentów było mniej niż rodzynek w serniku, bo u nas nikt nie zajmuje się rozwojem tanich i czystych pieców. Byli za to ciekawi i konkretni ludzie ze świata, którzy nad tym pracują, co w efekcie pozwoli porównać polskie i “trzecioświatowe” podejście do rozwoju w dziedzinie spalania węgla i drewna.

W konferencji palce maczały nie tylko organizacje od lat związane z rozwojem pieców, szczególnie tych do gotowania, ale także ludzie zajmujący się… ochroną lodowców, czy szerzej: sprawami klimatu. Że niby piec na węgiel nie ma wiele z tym wspólnego? Bynajmniej. Ok. 3 miliardy ludzi na świecie na co dzień gotuje i ogrzewa się biomasą lub węglem. Zanieczyszczenia przy tym powstające to nie tylko choroby bezpośrednich użytkowników pieców – to też nadmierne nagrzewanie atmosfery, bowiem cząstki sadzy w niej zawieszone świetnie chłoną promieniowanie słoneczne. O tym się rzadziej mówi niż o CO2, bo to wymaga wiedzy technicznej a najgłośniejsi zawsze są ekolodzy “romantyczni”, którzy zamiast wiedzy mają w głowach ślepą ideologię.

Dostępne są prezentacje z konferencji (wszystko po angielsku). Ja skupię się na dwóch z nich.

Polski dogmat: drogo, drożej, kosmos

Jedyny poważny polski akcent na konferencji stanowili prof. Szlęk i dr Robert Kubica. Cóż tam mogli zaprezentować? Drogie kotły na drogie paliwa. I elektroflitry. Słowem: ma być czysto – musi być drogo.

Jako przykład najczystszego kotła przytoczony został niemiecki Windhager PuroWIN. To w pełni zautomatyzowany kocioł na zrębkę drzewną, który emituje poniżej 1mg/m³ pyłu. Czyli 40 razy mniej niż wymaga 5. klasa. Jak się przyjrzeć zasadzie jego działania, to jest ona taka, jak w kotle górnego spalania rozpalonym od dołu – z tą różnicą, że górniak przerabia paliwo na gaz i wypluwa ten gaz kominem nie spaliwszy go. Tutaj z początku jest tak samo, ale potem inaczej: nad paliwem znajduje się palnik, w którym gaz drzewny jest spalany a automatyki podtrzymuje tam płomień, tak że nie ma mowy o dymieniu.

Jest ultraczysto – jest też ultradrogo. Jest to wyrób zachodni na rynki zachodnie, dlatego w mocy 24kW kosztuje w Polsce (trzymajcie mnie) 81 tysięcy złotych!

Prelegenci konkludują: nie sztuka spalać czysto – sztuka zbudować kocioł czysty a odpowiednio tani. No i oczywiście paliwo certyfikowane wysokiej jakości musi być.

Dawno się o tym przekonałem, że polska “nauka węglowa” odfrunęła w okolice Jowisza. Jedyną możliwą i słuszną drogę widzą w automatyce, elektronice i najlepszej jakości najdroższych paliwach. To jest bardzo pragmatyczne podejście z ich punktu widzenia, bo bez automatyki, elektroniki i na normalnych paliwach trudniej jest osiągnąć najczystsze spalanie. Można by nawet pomyśleć, że się nie da. W końcu naukowcy z wieloletnim doświadczeniem mieliby się mylić?

Tak się składa, że na tej samej konferencji pojawił się jaskrawy przykład podważający tę narrację. Więcej: ja, wobec tego przykładu, na miejscu polskiej “nauki węglowej” zapadłbym się dawno pod ziemię.

To, czego nam trzeba, dzieje się w Kirgistanie

Kiedyś pisałem o czystych piecach kuchennych dla “trzeciego świata”. Był tam rodzynek: mongolski piec na węgiel (wszystko inne jest na drewno/biomasę). Jego autorem jest Crispin Pemberton-Pigott z RPA, który pracuje przy szeregu przedsięwzięć związanych z czystym spalaniem węgla w domowych piecach w wielu krajach. Jako jeden z niewielu naukowców na tym poletku rozwija tanie i proste urządzenia do spalania węgla i ma odwagę mówić prawdę o tym paliwie ludziom od dziecka nauczonym doświadczeniem, że węgiel to dym i smród. Poniżej jego prezentacja z konferencji w Warszawie.

Początek prezentacji wyjaśnia, skąd się bierze dym przy spalaniu węgla i że wcale go być nie musi. Autor argumentuje, że obecnie błędnie stosuje się pojęcia “jakości” paliwa albo pieca. Zamiast tego należałoby patrzeć na końcowy efekt w postaci emisji, a na to wpływ ma zestaw: paliwo + piec + palacz:

• kiepskie paliwo w dobrym piecu z dobrym palaczem – da dobry efekt,

• świetne paliwo w kiepskim piecu z kiepskim palaczem – to będzie dramat.

Potem opisana jest budowa i działanie nowoczesnego pieca węglowego.

Budowa takiego pieca jest zaskakująco prosta. Tu nie ma wielkich nowości, ale rzetelne trzymanie się praw fizyki i chemii:

• paliwo pali się w niewielkiej porcji, dzięki czemu mamy kontrolowane spalanie, a nie pożar,

• moc generuje głównie porcja żaru (4), który zawsze pali się czysto,

• smoły węglowe ze stref (2) i (3) są uwalniane pomału i muszą przejść przez to żarowe inferno, gdzie zostają elegancko dopalone,

• komora dopalania (5) jest izolowana, jest tam czas, miejsce i warunki (gorąco), by przereagowało wszystko, co jeszcze nie jest dopalone w strumieniu gazów.

Poniżej przykładowe wykonanie tego rodzaju pieca, który w Kirgistanie kosztuje w przeliczeniu ok. 600zł.

Najciekawsze rzeczy zaczynają się gdy mowa o emisjach. Na tym wykresie dotyczącym powyższego pieca chwilowa emisja pyłów jest trudna do zauważenia, bo kładzie się na osi X. Widać zaznaczone pojedyncze wartości: ułamki miligrama. Łącznie w ciągu 6 godzin testu piec wyemitował 100mg pyłu ze spalenia 7,2kg węgla. Dla porównania kocioł 3. klasy mógł emitować 150mg pyłu tylko w 1m³ spalin! W kotle 5. klasy tyle pyłu będzie w 2,5m³ spalin podczas gdy spalenie takiej ilości paliwa wytwarza w sumie dziesiątki metrów sześciennych spalin.

Na podstawie wykresu można przyjąć, że średnio piec emitował (zaokrąglając z zapasem w górę) jakieś 0,2mg/m³ pyłu. Co to oznacza?

Ten piecyk węglowy z Kirgistanu, bez automatyki, podajnika, grama prądu, elektroniki czy filtra, za ~600zł, spala czyściej niż nasze kotły na najdroższy węgiel, kosztujące pod 10000zł. Mało tego: on nie spala porównywalnie czysto – on jest DWIEŚCIE RAZY CZYSTSZY niż wymaga 5. klasa! Bije nawet wspomnianego Windhagera za 80 tysięcy zł.
No dobra, ale porównajmy się do podobnego pieca. W w/w prezentacji jako punkt odniesienia użyty został tradycyjny kopcący piec mongolski, który w badaniach wyemitował 13,3g pyłu na 1 godzinę pracy. Z kolei ten piec wyemitował 0,016g na godzinę. Różnica niemal TYSIĄCKROTNA.

To wygląda nieprawdopodobnie, jakby wóz drabiniasty wygrywał z bolidem Formuły 1. Ale to tylko złudzenie – bolidem F1 jest właśnie ten piec. Nakładziono nam do głów, że automatyka, elektronika i najlepsze paliwa to Jedyna Słuszna Droga Postępu. Bynajmniej. To jest droga łatwiejsza, ale niejedyna możliwa.

Liczby liczbami, ale niech przemówi obraz. Poniższa grafika prezentuje różnicę w emisji pyłów ze spalania węgla kamiennego zależnie od jakości spalania. Proszę nie regulować monitorów – musiała być tak wielka dla przedstawienia proporcji.

Crispin Pemberton-Pigott jako jeden z niewielu na świecie pokazuje, że domowe spalanie węgla może być nie tylko nieuciążliwe, ale niemal bezemisyjne (bo jak nazwać redukcję emisji o ponad 99%?!) a nie potrzeba do tego technologii z NASA – potrzebna jest za to wiedza i doświadczenie w budowie prostych i tanich urządzeń, o co wbrew pozorom trudniej.

Na swojej stronie autor publikuje cały zestaw pieców opracowanych dla różnych krajów i do różnych zastosowań wraz ze szczegółowymi projektami, które każdy może wykorzystać.

Tani piec. Na co to komu?

Nieraz już pisałem, co myślę o kierunku, w którym podąża ogrzewanie węglowe między Odrą a Bugiem. Teraz mam dowód na to, że to nie było tylko moje jałowe biadolenie, ale da się do tematu podejść inaczej i to z nie gorszymi a dużo lepszymi efektami. Trzeba by tylko chcieć a najwidoczniej u nas nikt nie ma w interesie naprawiać świata, tylko robić hajs tu i teraz.

Wiadomo, że łatwiej jest wszystko zautomatyzować i wrzucić najlepszy możliwy opał. I odpowiednio skasować delikwenta. Drepczący tą ścieżką mają teraz złote żniwa, w dużej części z publicznych pieniędzy. Nie potrafią dostrzec, że jednocześnie wczytują protokół samozagłady, bo ceny ich wybajerowanych cacek rosną szybciej niż zarobki potencjalnych nabywców a jednocześnie użyteczność maleje – zawęża się zakres możliwych do zastosowania paliw, rosną ich ceny.

Z drugiej strony wiem, że łatwo mi się wymądrzać stojąc z boku. Inaczej bym pewnie śpiewał gdybym musiał zbudować na szybko produkt, który zarobi na chleb i na jacht. Ale jednak jestem ciekaw, co się będzie działo jesienią, gdy ludzie masowo ruszą kupować kotły i odkryją, co się stało z ich cenami.