Утицај еколошких и енергетских фактора на коришћење чврстих дрвних горива у Србији

Abstract

Предмет истраживања ове дисертације су еколошки и енергетски фактори који утичу на производњу и боље коришћење чврстих дрвних горива у Србији. Анализирани су потрошња и структура енергије и емисија гасова са ефектом стаклене баште у свим фазама животног циклуса чврстих дрвних горива, односно њихова производња и коришћење за добијање топлотне и електричне енергије. Циљ истраживања је био формирање јединственог модела који обухвата све битне факторе који утичу на потрошњу енергије и емисију гасова са ефектом стаклене баште при производњи чврстих дрвних горива и ефекте њиховог сагоревања. Обухваћени су следећи фактори који утичу на потрошњу енергије и емисију СО2е: почетна влажност дрвних горива, влажност дрвних горива (природно и вештачко сушење), транспорт и карактеристике котлова и пећи у којима се користе дрвна горива. Модел је искоришћен за оцену производње конкретних чврстих дрвних горива (огревно дрво, дрвна сечка и дрвни пелет) и њиховог коришћења (сагоревања) са еколошког и енергетског становишта. Урађени модел је верификован кроз примере производње дрвних пелета у Србији. На основу свих претпоставки и израчунатих фактора коришћењем одговарајућих подмодела, може се донети закључак да огревно дрво има најмању потрошњу енергије и емисију СО2е, али да има велику потрошњу сировине по јединици произведене топлотне енергије. Производња дрвне сечке има нешто већу потрошњу енергије и емисију са ефектом гасова стаклене баште од огревног дрвета и најмању потрошњу сировине по јединици произведене топлотне енергије. Пелет има највећу потрошњу енергије и емисију СО2е од посматраних чврстих дрвних горива, али је могуће смањити потрошњу топлотне енергије природним сушењем сировине, а емисију гасова са ефектом стаклене баште смањити укључивањем когенерације (СНР) у процес производње. Дрвни пелет има мању потрошњу сировине по јединици произведене топлотне енергије у односу на огревно дрво, што му даје предност у коришћењу у кућним пећима и котловима. У закључку су на крају дати предлози за боље коришћење чврстих дрвних горива у Србији.

The subject matter of research in this dissertation are ecological and energy factors affecting the production and more efficient use of solid wood fuels in Serbia. The analysis has been done with regard to consumption and energy structure, as well as greenhouse gases (GHG) emission in all phases of the lifespan of solid wood fuels, that is, their production and use for generating thermal and electric energy. The purpose of this research was to create a model, which encompasses all important factors affecting energy consumption and GHG emission during the production of solid wood fuels, and effects of combustion have been included. The following factors affecting energy consumption and СО2e emission: initial wood fuel moisture, wood fuel moisture (natural and artificial drying), transport and specifications of boilers and furnaces using wood fuels. This model has been used for assessing the production of particular solid wood fuels (firewood, wood chips and wood pellets) and their use (combustion) based on ecological and energy point of view. The rendered model has been verified through examples of production of wood pellets in Serbia. Based on all assumptions and calculated factors, using appropriate sub-models, it may be concluded that firewood has the lowest energy consumption and CO2e emission, however, it has a high raw material consumption per unit of produced thermal energy. A production of wood chips has a bit higher energy consumption and GHG emission effect than firewood, and the lowest raw material consumption per unit of produced thermal energy. Pellet has the highest energy consumption and CO2e emission among the respective solid wood fuels, however, it is possible to reduce the consumption of thermal energy by natural drying of raw material, and to reduce GHG emission effect by deploying the process of cogeneration (CHP) in production process. Wood pellet has a lower consumption of raw material per unit of produced thermal energy compared to firewood, which makes it more preferable for use in household furnaces and boilers. A conclusion at the end of this paper provides suggestions for more efficient use of solid wood fuels in Serbia.