Fa

A fa, mint tüzelőanyag hagyományokkal rendelkező, az emberiség történetében legrégebben használt energiahordozó egyike. Elengedhetetlen róla beszélni, mert a megfelelő tüzelőanyag kiválasztása az első és legfontosabb lépése a „tiszta” és hatékony tüzelésnek.

A keményebb típusú fafajták alkalmasak inkább tüzelésre, ilyen a bükk, a tölgy, az akác és a gyertyán. Ezeket a fajtákat akkor használjuk, ha csak fával szeretnénk fűteni. Ha vegyes tüzelést (szén és fa) alkalmazunk, megfelelő lehet nyár, éger és a kőris is. A puhafák nem alkalmasak tüzelésre, így például a fenyőfajták a magas gyantatartalmuk miatt, vagy a gyümölcsfák, melyeknek alacsony a fűtőértékük, ezen kívül károsítják a tüzelőberendezésünket, illetve a kéményt.

Tűzifa használata esetén talán a legfontosabb, hogy odafigyeljünk a nedvességtartalomra. Az ideális, légszáraz tűzifa nedvességtartalma 20% alatt van. Javasolt a hasított állapotban történő szárítás, ugyanis minél nagyobb felületen érintkezik levegővel a fa, annál gyorsabban megy végbe a száradási folyamat. A fát ideális esetben jól szellőző és esőtől védett helyen érdemes tárolni. Semmiképpen ne fóliázzuk le teljesen (az oldalakat hagyjuk szabadon), mert befülled, és korhadni kezd. 

Tűzifa vásárlása estén érdemes megmérnünk a tüzelőberendezésünk belső méretét, főleg a tűztér mélységét, hogy megfelelő méretre hasított fa kerüljön bele, vagy ölfa esetén ideális hosszúságúra történjen a darabolása.

Tüzelésre az alábbi fafajták ajánlottak:

• BÜKK: magas a fűtőértéke. Fontos a felhasogatás, mert fülledésre érzékeny. Kicsi a kéregszázaléka, viszont égetése során viszonylag több hamu keletkezik.
• TÖLGY: magas fűtőértékkel rendelkezik. CSERTÖLGY: magas fűtőértékkel rendelkezik.GYERTYÁN: magas fűtőértékű, viszont fülledésre érzékeny, ezért fontos felhasogatni, ami ennél a fafajnál nem túl könnyű! Kicsi a kéregszázaléka, közkedvelt tüzelő.AKÁC: magas fűtőértékű fafaj, de fülledésre nem érzékeny. Általában könnyű hasogatni, nagy a kéregszázaléka.EGYÉB KEMÉNY FAFAJTÁK: ezek például a kőrisek, juharok, szilek, vadgyümölcsfák stb.

 

Az alábbi fa-tüzelőanyag típusok fordulnak elő leggyakrabban.

Fabrikett

A fabrikett környezetbarát, természetes alapanyagból (faporok, faforgács, faapríték, erdőgazdasági melléktermék, fűrészpor) - magas nyomáson, préseléssel készült tüzelőanyag. Kötőanyagot egyáltalán nem tartalmaz, ezért kémiai összetétele a természetes fáéval azonos. Nedvességtartalma alacsony (kb. 4 - 10 %), ezért sokkal jobb hatásfokkal rendelkezik, mint a tűzifa. Kandallóban, cserépkályhában is használható, mivel nem kormoz. Vásárlása után nincs szükség feldolgozásra, mivel egységes darabokból áll, így könnyen és kényelmesen tárolható. Alkalmazható falegázosító, vagy vegyes tüzelésű tüzelőberendezésben egyaránt.

A nyomás és préselés hatására tömör szerkezetű, nem tartalmaz levegőt és felesleges nedvességet. Kimagasló fűtőértékkel rendelkezik (16-19 MJ/ kg), ami megközelítőleg kétszerese a frissen vágott fa (7 MJ/kg) fűtőértékének. Hamutartalma alacsony (max.1%), és környezetbarát, így természetes növényi tápanyagként kiskertekben műtrágya helyettesítésére kiválóan alkalmas.

Olyan fabrikettet vásároljunk, ami natúr fából, hozzáadott kötőanyag nélküli, vagy természetes kötőanyaggal készült (például: enyv). Ha a megfelelő szabványminősítéssel ellátott brikettet vásárolunk az garanciát szolgáltat az áru fűtőértékére, hamutartamára és tisztaságára is.

Pellet

A pellet, a fabrikett alternatív megoldását jelentheti olyan otthonokban, ahol automatizált fűtési rendszert szeretnének üzemeltetni. Alapanyagául a fafeldolgozó iparban keletkező forgács és fűrészpor vagy tüzelőanyag céljából termesztett növényi anyag, illetve mezőgazdasági melléktermékek (szalma, különféle energianövények) szolgálnak. A hasznosítható alapanyagokat ledarálják, majd nagy nyomáson préselik, ezáltal egy magas fűtőértékű tömörített homogén fűtőanyag keletkezik. 1 kg pelletből kb. 4,7-5,0 kWh energia szabadul föl, mely nagyjából 0,5 m³ földgáz kiváltására alkalmas.

Vásárlás esetén hasonló kritériumokat kell figyelembe venni, mint a fabrikettnél. A különböző minőségi szabványok (DIN Plus, ENplus-A1, ÖNORM) segítenek az ideális minőségű pellet beszerzésében. Illetve vásárlás előtt győződjünk meg róla, hogy a tüzelőberendezésünk bírni fogja-e a magas hőterhelést! Ma már kaphatóak kifejezetten pellet tüzelésre optimalizált kazánok és kandallók is.

 

Miért karbon-semleges megújuló energiaforrás a fa?

A fás növényi szervezetek életük során a légkörből szén-dioxidot kötnek meg, melyet fotokémiai úton (fotoszintézis) hasznosítanak saját energatermelésükhöz és ennek végeredményeként oxigént bocsátanak ki. A folyamat során megkötött szenet a növény tárolja magában hosszú szénláncú vegyületek formájában (pl.: cellulóz, lignin).

A fa elégetése során a fotokémiai úton megkötött és elraktározott szénvegyületek szabadulnak fel, és széndioxid formájában újra a légkörbe kerül. Jelen esetben a széndioxid útja egy körforgásos rendszerbe kerül, mert az égetéssel keletkezett szén-dioxidot a fák újra képesek megkötni. Az égés során pontosan annyi szén-dioxid kerül a légkörbe, amennyit a fa élete során abból felvett. Abban az esetben, ha évente nem tüzelünk el több fát, mint amennyi fa abban az évben képződik, akkor többlet szén-dioxid terhelés sem terheli a légkört.

Ugyanakkor, ha nem tüzeljük el a fát, a korhadás során (amely tulajdonképpen lassú égés) ugyanannyi szén-dioxid kerül a légkörbe, mint tudatos eltüzeléskor, tehát a szénkörforgás így, vagy úgy de bezárul.

 

Az égéskor keletkező égéstermékek

A tökéletlen égés, illetve a nem megfelelő tüzelőanyag használatának következményei a magas kisméretű részecske (Particulate Matter: PM₁₀, PM_2,5,, ), valamint károsanyag-kibocsátás (szén-monoxid, nitrogén-oxid, nitrogén-dioxid, egyéb, az egészségre veszélyes anyagok). Ennek okai a következők lehetnek:

• nem megfelelő minőségű tüzelőanyag: nedves fa, különböző anyagokkal kezelt, például lakozott, vagy préselt faanyag
• megfelelő mennyiségű oxigén (levegő) hiánya;elégtelen füstelvezetés, a kémény valamilyen hibája, dugulása;elöregedett, karbantartás nélkül üzemelő készülékek

Milyen szerepe van a fa nedvességtartalmának?

A tűzifa használatakor a fa nedvességtartalmának rendkívüli jelentősége van. A fa kivágásakor 45-50%-os nedvességtartalmú, ami a nyári időszak során 18-25%-ig szárad és körülbelül 1 évnyi megfelelő tárolás esetén csökkenhet le 10-20%-os nedvességtartalomra, ez fafajtától is függ. A tűzifa 10%-os nedvességtartalom csökkenésével a fűtőértéke körülbelül 2MJ/kg-mal növekszik. 

A nedves fát eltüzelni gazdaságtalan és környezetkárosító. A száraz fa fűtőértéke 15 MJ/kg, a frissen vágotté 7 MJ/kg körüli, mivel a fában rejlő energia jelentős része ilyenkor a víz elpárologtatására fordítódik. A fele annyi hőt termelő nedves tűzifa égetése pazarló, és légszennyezése is jóval nagyobb.

A nagy nedvességtartalom miatt az égési hőmérséklet alacsonyabb, emiatt növekszik a korom és más káros anyagok kibocsátása.

ábra: fűtőérték változása a nedvességtartalom növekedésével

Tűzifa alatt csak a 1,5 – 2 éve kitermelt és száradó fát értjük, ami felhasználásakor már 20 %-nál kevesebb nedvességet tartalmaz. Ezzel tudjuk gazdaságosan és környezetkímélő módon üzemeltetni berendezésünket.

Esettanulmány a tüzelőanyag nedvességtartalmának harásáról

A környezetkímélő üzemeltetés egyik fontos feltétele a megfelelő minőségű tüzelőanyag. A tüzelőanyag jellemző tulajdonságait az MSZ EN ISO 17225-5:2014 jelzetű szabvány tartalmazza. A tűzifát a szabvány osztályokba sorolja és ezekre az osztályokra megadja többek között az előírt nedvességtartalmat, amely fontos tényezője a tüzelőanyag károsanyag-kibocsátásának. A kérdés azért is igényel fokozott figyelmet, mert a nem megfelelő minőségű és kiemelten az előírtnál nagyobb nedvességtartalmú tüzelőanyag elégetése szokásos jelenség. A tűzifa nedvességtartalmának hatását a CO-kibocsátásra Magyarországi Cserépkályhások, Kandallóépítők és -gyártók Országos Ipartestülete egy demonstrációs célú vizsgálattal szemléltette.A vizsgálat során egy M-boksz AERO 20 típusú, légfűtéses, 20 kW névleges teljesítményű kandallóbetétben, amelynek akkreditált vizsgálati eredménye szerint a hatásfoka 83,86%, kétféle nedvességtartalmú akác keményfa egy órás anyagmennyiséget égettek el. Az egyik minta nedvességtartalma 20-25% tömeg%, a másik minta nedvességtartalma 40-50 tömeg% volt. A két érték közel megfelel a frissen vágott és az egy évig száradó tűzifa tulajdonságainak.

A vizsgálat eredményeit az alábbi grafikonok mutatják:

A mérés kiértékelése után az 1 órás ciklusra közelítő számítással 40-50% nedvességtartalomnál 430 000 mg CO kibocsátást kaptak, a korom 26 500 mg, 20-25% nedvességtartalomnál a szén-monoxid kibocsátás ennek mintegy fele, 215 000 mg, a korom kibocsátás 12 500 mg értékre adódott az 1 óra alatt. Az eredmények mutatják az előírtnál nagyobb nedvességtartalom kedvezőtlen hatását.