\input a5_11_cz.ltx \input mypdf.lt \newcommand{\ms}{\,m\ensuremath{^2}} \newcommand{\mc}{\,m\ensuremath{^3}} \newcommand{\pmc}{/m\ensuremath{^3}} \newcommand{\pms}{/m\ensuremath{^2}} \newcommand{\mgmc}{\,mg\pmc} \newcommand{\MJmc}{\,MJ\pmc} \input myhtml.lt \newcommand{\httpme}[1] {\www {astro.sci.muni.cz/pub/hollan/e\_papers/#1} {http://astro.sci.muni.cz/pub/hollan/e_papers/#1} } \begin{document} \title{Biomasa v~Rakousku} \author{\www{Veronica}{http://www.veronica.cz} / Jan Hollan } \maketitle \noindent Přehled byl zpracován pro obec Hostětín v~rámci \emph{Programu obnovy venkova} v~prosinci 2000. Vystavená verze \\ \centerline{\httpme{biomasa}} byla dále doplněna v~březnu 2001. Obsahuje zejména český výtah \\ \centerline{\http{energytech.at/biomasse/}} \tableofcontents \section{Úvod} Rakousko je zemí, která mezi vyspělými státy kryje největší část své potřeby energie trvale udržitelným způsobem, tedy z~tzv. obnovitelných zdrojů. Odtud, tedy vlastně využitím tak jako tak probíhajících toků energie v~přírodě, krylo v~roce 1998 skoro čtvrtinu své potřeby, přesněji 23\,\%. To se samozřejmě týká té účtované či měřené spotřeby, kde jsme zvyklí se vyjadřovat v~termínech energie. Skutečnost je u~všech zemí o~cosi vyšší, např. potraviny, které sníme, znamenají další tři procenta (u~nás jen dvě, protože potřeba energie na osobu je vyšší). Sluneční záření, přicházející v~chladných dnech (dvě třetiny roku) okny a~udržující teplotu v~domech o~kus vyšší než venku, i~když se netopí, přidá dalších několik procent, řekněme také alespoň tři. Tak je to pro celé Rakousko, ale například v~Korutanech kryjí obnovitelné zdroje přes polovinu, tedy většinu potřeby. Naopak ve Vídni je to zatím jen malá část, hlavně jde o~výtopnu spalující komunální odpad. U~takových spaloven je ve skutečnosti jen část energie skutečně z~obnovitelných zdrojů, tj. hlavně ze dřeva (celulózy), část tvoří ropné produkty (plasty). \subsection{Elektřina z~vody} Skoro polovinu z~energie, kterou poskytují obnovitelné zdroje, získávají Rakušané jako elektřinu z~vodních elektráren. To je samozřejmě něco, co je možné jen v~horských zemích s~velkými srážkami a~cena za to je dost vysoká -- zničení mnoha nádherných údolí. Vzpomeňme, že u~nás vlastně zůstaly jen dva kousky přírodních řek, které mají údolí s~úzkým hrdlem, dost vody a~nemalý spád: na Berounce na Křivoklátsku a~na Dyji v~dnešním Národním parku Podyjí (ještě že je v~tomto úseku Dyje hraniční řekou...). Všechny ostatní výhodné úseky řek byly z~valné části obětovány elektřině, hlavně Vltava. Někdy to vlastně nebylo ani tak elektřině, jako spíš budovatelskému nadšení, přinejmenším v~případě Novomlýnských nádrží na Dyji. V~Rakousku začátkem osmdesátých let prohráli budovatelé tvrdou bitvu o~přehradu na Dunaji nad soutokem s~Moravou (u~Hainburgu) a~tím tam snad všem dalším velkým vodním dílům odzvonilo. \subsection{Dřevo} Valnou většinu zbylé poloviny ale tvoří zdroj, který žádné trvalé ztráty nepřináší, totiž spalování biomasy. Pod tímto moderním názvem se skrývá v~naprosté většině dřevo a~produkty z~něj. Skutečné tajemství toho, že je v~Rakousku role obnovitelných zdrojů tak velká, je překvapivě jednoduché -- nikdy se tam nepřestalo topit dřívím! Ze všech využívaných biopaliv tvoří totiž většinu obyčejné kusové palivové dříví. Na venkově je to naprosto převažující zdroj tepla. Nejde většinou o~žádnou ,,high tech``. Jde o~to, že společnost v~Rakousku prostě zůstala normální. Takový stav, kdy lidé za základní palivo považují dřevo, je samozřejmě výhodný pro sympatie k~moderním způsobům jeho užívání, které znamenají podobné pohodlí a~samočinnost jako použití zemního plynu. \section{Dnešní stav} Přestože se dřívím na rakouském venkově topilo stále jako hlavním palivem, během dvacátého století využívání dřeva jako paliva po většinu doby ustupovalo, hlavně v~průmyslu. Obrat přinesl až vzrůst cen ropy začátkem sedmdesátých let, pokles ceny dříví v~důsledku modernizace technologií lesního hospodářství a~využívání odpadů na pilách, v~papírnách a~celulózkách. V~roce 1995 bylo dřívím vytápěno 20\,\% rakouských domácností. Většinou šlo o~malé kotle s~výkonem do 100\,kW (v~takových zařízeních se spálily tři pětiny biomasy využívané v~Rakousku na ohřev). Situace ale není zdaleka skvělá. Doposud totiž trvá proces, kdy domácností vytápěných dřevem již deset let ubývá. Na vině je rostoucí blahobyt, příklon k~méně pracnému žití a~hlavně reálně klesající ceny fosilních paliv. Tradiční topení kusovým dřívím příliš rychle odumírá. Čelit tomu mají nové technologie, jejichž výzkum a~vývoj byl podporován už v~osmdesátých letech, a~teď jde o~jejich co nejrychlejší expanzi na trhu. Jde o~nové, účinnější kotle (částečně nebo plně automatické), nová paliva (pelety) a~nové strategie zásobování (smlouvy na dodávky tepla pro skupinu domů nebo i~jednotlivé budovy s~využitím štěpek z~lesa). Aby se prosadily i~ve světě, kde lidé chtějí žít bez starostí a~v~pohodlí, k~tomu existují různé finanční podpory. Ty se týkají také trhu s~dřevěnými palivy. Nejpohodlnější formou topení dřevem jsou biomasové výtopny. Za posledních 20 let jich v~Rakousku vzniklo přes 400. Po dřevu, určeném rovnou ke spalování, je nejvýznamnější používání odpadů v~papírnách (kůra) a~celulózkách (tam i~výluhy obsahující zbylou složku dřeva, lignin). Často jde o~teplárny, podniky si tak vyrábějí potřebnou elektřinu i~teplo pro technologické procesy. Třetí hlavní oblastí jsou pily a~průmysl dřevěných výrobků. Kromě vlastního využití pro sušení dřeva takové podniky zásobují svými odpady mnohé štěpkové výtopny a~majitele menších kotlů na štěpky. \section{Způsoby vytápění dřevem} Dřevo je nejen v~Rakousku, ale v~celé Evropské unii daleko nejrozšířenějším palivem z~kategorie označované jako biomasa. Je také palivem, u~jehož využívání došlo k~ohromnému zlepšení technologií. Emise kotlů na kusové dřevo a~štěpky se z~asi 20\,g\pmc{} oxidu uhelnatého ve spalinách snížily i~pod 100\,mg CO na metr krychlový spalin, přičemž účinnosti kotlů se zvýšily z~55\,\% na 90\,\%. Dnes je topení dřevem účinné a~konkurenceschopné. Je to díky tomu, že cenová hladina jiných způsobů vytápění domů je poměrně vysoká, na rozdíl od ceny paliv pro výrobu elektřiny. Pro vytápění domů je k~dispozici řada systémů: vylepšená kachlová kamna, zplynovací kotle na kusové dříví, kotle na štěpky, kotle na pelety a~kamna na pelety. Zlepšení izolace budov vede k~podstatnému úbytku spotřeby paliva. To pak snižuje nároky na prostor pro skladování paliva, které byly dříve podstatnou nevýhodou při topení dřevem. Už záměna starých kotlů na pevná paliva za moderní kotle na kusové dřevo představovala ohromný skok v~komfortu a~účinnosti. Dalším vývojem od kusového dříví přes štěpky k~peletám se mimo jiné dosáhlo toho, že je k~dispozici palivo, které se při dopravě chová jako kapalina. To znamená, že se rozváží ve formě pelet cisternovými vozy a~hadicemi se pumpuje do skladu. Peletové (často i~štěpkové) kotle jsou vybaveny automatickým zapalováním a~stávají se tak plně automatickými. Tím se dřevo stalo pro topení stejně pohodlné jako topný olej a~až na potřebu skladu i~jako zemní plyn. Jediný rozdíl je v~nutnosti občas vynést popel. \subsection{Kachlová kamna} byla nejúčinnějším tradičním způsobem vytápění. Moderní vývoj vedl ke zlepšení designu kachlových kamen, což znamenalo velké snížení emisí jedovatých látek z~nich a~také další zvýšení jejich účinnosti. Kamna bývají vybavena elektrickým zapalováním a~další automatikou. Jsou nejpopulárnějším přídavným topením v~Rakousku. V~lepších nízkoenergetických domech jsou skvělým řešením pro vytápění a~ohřev vody v~celém zimním období. Jednoduché verze kachlových kamen mohou být levnější než kotle na kusové dřevo. \subsection{Peletové kotle a~kamna} Pelety jsou homogenním palivem s~vysokou výhřevností, což umožňuje konstrukci jednoduchých a~levných kotlů. Je pro ně potřeba jen málo skladovacího prostoru a~poskytují dokonalý komfort. Mezi všemi způsoby topení biomasou se proto rozšiřují daleko nejrychleji. Lze je používat i~v~krbových kamnech a~tak jsou často (v~neizolovaných domech) používány jako výhodné přitápění k~dosavadnímu elektrickému nebo fosilnímu systému. Ceny peletových kotlů jsou dnes kolem sta tisíc šilinku, u~krbových kamen ale jen kolem 35 tisíc. Kamna jsou levnější hlavně proto, že místo šnekové dopravy ze sila mají zásobník, do kterého se příjemné čisté palivo nasype jednou za jeden až čtyři dny. Výkon mají do 10\,kW a~mohou ohřívat i~užitkovou vodu. Cena paliva je asi čtyři sta šilinků za MWh (tedy koruna za kilowatthodinu, při účinnosti 90\,\% to je asi tři sta korun za gigajoule; v~Česku jsou ale ceny pelet nižší). Existují i~kotle, v~nichž lze topit kromě pelet i~kusovým dřevem, což je výhodné pro ty, kteří mají vlastní zdroj dříví. V~Česku vyráběný kotel tohoto typu s~plně automatickým provozem při topení peletami stojí jen sto tisíc korun \cite{Verner}, \cite{Atmos}. \subsection{Kotle na kusové dříví} zvané též zplynovací kotle jsou konstrukčně složitější. Peletové mají prostě hořák, do něhož jsou pelety podle potřebného výkonu posunovány šnekem. Kotle na kusové dřevo mají naproti tomu velký zásobník, do něhož se dřevo občas naskládá. Jenom v~dolní části zásobníku, na roštu, je horké, pomalu odhořívá při malém přísunu vzduchu při teplotě, při níž se jeho většina jen rozkládá (zplynuje). Horký plyn odchází spodem do prostoru, kde se teprve s~příměsí dalšího (sekundárního) vzduchu hoří při teplotě kolem tisíce stupňů. Tak vysoká teplota (900 až 1100 stupňů) je nutná, aby spalování bylo dokonalé, tj. vše se proměnilo na oxid uhličitý a~vodní páru. Pro dokonalé spálení je nutné, aby ve spalinách zůstalo ještě nějaké množství kyslíku -- jeho koncentrace se v~lepších kotlech měří tzv. lambda sondou a~množství sekundárního vzduchu řídí pohyblivé klapky podle ní. V~kotlech se často topí jen na plný výkon a~zahřívá se jimi velký vodní zásobník, ze kterého se pak teplo odebírá podle potřeby. Stejný zásobník může být v~létě vyhříván slunečními kolektory. To je velmi vhodný (a~nejlevnější) způsob krytí celoroční potřeby tepla z~obnovitelných zdrojů. Moderní kotle ale často umí topit i~s~výkonem jen 30\%{}, aniž by emise jedovatých látek výrazně stouply -- takové lze provozovat i~bez vyrovnávacího vodního zásobníku. Průměrná cena kotle na kusové dřevo včetně vodního zásobníku pro jeden rodinný dům je asi osmdesát tisíc šilinků. Dříví stojí na trhu asi 350 šilinků za MWh (skutečně získané teplo tak vyjde na 250\,Kč/GJ). Výhodou je možnost skladovat dříví (na rozdíl od štěpků a~pelet) i~venku. Některé domácnosti samozřejmě mohou čerstvé dříví získat mnohem levněji. Oproti klasickým kotlům není nutné dříví štípat, do kotle se naskládají kusy velkého průměru a~délky až jeden metr. Přesto ruční přikládání je pro někoho problémem. Nejlepší možností, jak omezit práci a~čas, který je na to potřeba, je radikálně snížit tepelné ztráty domu nepřerušovanou tlustou vnější izolací a~mnohem lepšími okny. Pro takto výborně opravené domy je kusové dříví podobně perspektivní, jako automatické topení peletami. \subsection{Další možnosti pro nízkoenergetické domy} \begin{itemize} \item \textbf{Kachlová kamna s~ohřevem užitkové vody} \item \textbf{Kachlový sporák} -- pro vaření, topení (i~přilehlých prostor), ohřev užitkové vody \item \textbf{Hypokaustické vytápění} -- kamna ohřívají vzduch, který proudí dutinami ve zdech domu \item \textbf{Teplovzdušná kamna} -- kanály v~kamnech ohřívají rovnou vzduch v~místnosti \item \textbf{Uzavřený krb} (otevřeným proudí příliš mnoho vzduchu, takže topný účinek je velmi malý) s~teplovzdušnými kanály \item \textbf{Krbová kamna} -- moderní verze klasických litinových kamen \end{itemize} \subsection{Obecní výtopny} Zavedení nevelkých biomasových výtopen je jedním z~největších úspěchů ve využívání obnovitelných zdrojů energie v~Rakousku. Tento proces se týká hlavně venkova. Ročně se staví třicet až padesát nových výtopen. Zásluhu na tom má rozhodná politická podpora, aktivní účast regionálních energetických agentur a~agrárních komor a~také značné subvence (30\,\% až 50\,\% celkových investičních nákladů). Obecní výtopny jsou zásobovány dřevěnými odpady z~průmyslu i~lesními štěpkami. Většina výtopen je provozována družstvy sedláků, kteří jsou často také majitelé lesů a~hledají odbyt pro dříví z~probírek. Pro úspěch výtopen byl podstatný soustředěný výzkum a~vývoj, který vedl ke zlepšení veškeré používané technologie. Současný výzkum se orientuje ne různé způsoby redukce nežádoucích emisí. Byly vyvinuty výhodné postupy zachycení nejjemnějšího popílku, pro jeden z~nich (kondenzace spalin) se hledá optimální energetické využití. \subsection{Mikrovýtopny} V~oblastech s~řídkým osídlením se rozvody z~centrální výtopny nevyplácejí. Alternativou jsou výtopny jen pro skupinu domů. Majitel výtopny (opět zpravidla skupina sedláků) si pronajme sklep jednoho z~odběratelů. Ti se o~stavbu a~provoz zařízení vůbec nestarají, platí jen jednorázový poplatek za připojení a~pak za odebrané teplo. Odběratelé mohou být připojeni přímo, jako by šlo o~jejich ústřední topení, nebo přes výměník teplot jako u~dálkového vytápění. Odběratelé mohou být vlastníci několika rodinných domů, nájemníci bytového domu, může to být ale i~pouhá jedna komunální budova nebo podnik. Tento způsob smluvního tepelného zásobování se rozvíjí od konce roku 1995 a~je čím dál oblíbenější. Obvyklý výkon výtopny bývá při něm jen kolem 100\,kW. Pro financování takového projektu stačí, aby provozovatel (družstvo sedláků) vložilo 10 až 15 procent prostředků. Zbytek pokryjí poplatky za připojení a~subvence (ty činily v~roce 1999 30\,\% až 40\,\%). Za palivo si může provozovatel účtovat až 250 šilinků za krychlový metr měkké štěpky a~100 šilinků za hodinu údržby. Pro odběratele z~toho vyplývá cena 0,75 až 0,85 šilinků za kilowatthodinu (550 Kč/GJ) bez daně. Pro nízkoenergetické domy s~velmi malou spotřebou je to o~10\,\% více. Za připojení se platí asi 3 tisíce šilinků za kilowatt příkonu. \section{Přehled paliv} Kromě kusového dříví různých velikostí jde hlavně o~štěpky a~pelety. Štěpky jsou prostě kousky dřeva o~rozměrech 1\,mm až 100\,mm. V~malých kotlích se používají jen jemné štěpky (do 30\,mm), v~některých i~středně hrubé štěpky (do 50\,mm). Štěpky s~rozměry až do 10\,cm jsou trochu levnější, hlavní vliv na cenu má ale vlhkost paliva. Ta určuje jeho výhřevnost a~také skladovatelnost. V~následující tabulce jsou relativní ceny vztažené k~případu omezeně skladovatelné štěpky s~vlhkostí mezi 30 a~35 procenty. Vlhkostí se přitom rozumí hmotnostní podíl odpařitelné vody v~palivu. \begin{center} \begin{tabular}{|l|c|c|} \hline \multicolumn{3}{|c|}{Poměrné ceny štěpek} \\\hline kategorie & vlhkost & cena \\\hline\hline suchá & $< 20 \%$ & 120 \% \\ skladovatelná & $< 30 \%$ & 110 \% \\ omezeně skladovatelná & $< 35 \%$ & 100 \% \\ vlhká & $< 40 \%$ & 85 \% \\ čerstvá & $< 50 \%$ & 65 \% \\ \hline \end{tabular} \end{center} Z~tabulky vyplývá, že při snížení hmotnosti paliva o~třicet procent vysušením na úroveň suchého palivového dříví vzroste cena za kilogram ne o~polovinu, ale skoro dvakrát. To je více, než činí vzrůst výhřevnosti. Pelety jsou na rozdíl od štěpek dokonale suché, odpařit z~nich lze jen 8\,\% hmotnosti. Takto extrémně suché dokonce zůstanou, pokud jsou vystaveny jen vzdušné vlhkosti. Je to dáno tím, že jsou vysokým tlakem slisované, takže bez ohledu na původní materiál (hobliny, piliny nebo prach z~jakéhokoliv dřeva) mají vyšší hustotu než voda, 1,2$\pm$0,1\,Mg\pmc. Pojivem jen jen lignin (druhá hlavní součást dřeva po celulóze), který se za vysokého tlaku stává plastickým tmelem (podobně se dnes zcela bez přísad vyrábějí i~kvalitní lisované desky). Pelety se podobají tvarem ,,křupkám``, jen jsou o~něco menší: průměr mají 6\,mm (někdy 8\,mm) a~délku 5\,mm až 30\,mm. Výhřevnost pelet je až 5\,kWh/kg (18\,MJ/kg), což je jen 2,5$\times$ méně než má nafta. Na rozdíl od topného oleje nemusejí být ale pelety jako neškodný a~příjemný materiál skladovány v~zabezpečených tancích a~tak prostor určený v~domě původně pro topnou naftu poskytuje dost místa pro pelety. Jediným nárokem navíc je, aby se pelety nedotýkaly vlhkých povrchů. Výhodou pelet je, že jsou čistě z~domácích zdrojů (z~odpadů, které jinak nejsou dokonale využity) a~že tak představují zcela bezpečné zásobování pro budoucnost, na rozdíl od ropných produktů a~zemního plynu. Pelety přivezené cisternou stojí obvykle dva šilinky za kilogram, ale tam, kde už se trh rozvinul, klesly ceny na pouhý jeden šilink -- při tepelné účinnosti 90\,\% je pak palivová složka výsledné ceny tepla jen 150\,Kč/GJ! Kromě tržních dřevěných paliv se jako biomasa pro spalování užívá také \bi \item sláma \item bioplyn a~čistírenský plyn \item zbytky z~ovocnářství (pecky aj.) \item odpady z~opracovávání dřeva (piliny, prach) \item zbytky z~jiného průmyslu (např. z~celulózek) \item biogenní paliva, jako methylester kyseliny řepkové, methanol z~obilí, v~budoucnu též produkt acetonově-butanolového kvašení škrobu \ei Těchto forem biomasy využívají hlavně sami jejich producenti ve svých podnicích. \section{Kombinace se sluncem} V~biomase (přesněji, v~chemické soustavě biomasa--vzdušný kyslík) je uskladněna energie přinesená slunečním zářením. Zimní spalování biomasy je proto zcela adekvátní reakcí na krátké dny, kdy přímého slunce je pomálu. V~letním půlroce je tomu ale jinak -- když netopíme, bývá potřeba tepla tak malá, že provozování kotle na biomasu je nevhodné, z~důvodů ekologických i~ekonomických. Vhodnější je ohřívat rovnou slunečním zářením. Zatímco do biomasy se uskladňuje s~účinností jednoho procenta, solární systém může využít třetinu až polovinu záření, které dopadne na sluneční kolektory. Solární systém musí nutně zahrnovat velký vodní zásobník, který umožní překlenout několik zatažených dní. O~takovém byla už zmínka výše v~případě obvyklých kotlů na kusové dříví. Pro rodinný dům může být tehdy vhodná velikost (na místě důkladně zaizolovaného) zásobníku dva až tři krychlové metry. Kombinace solárního systému a~kotle na dříví umožní pohodlné celoroční zásobení teplem z~obnovitelných zdrojů ze sta procent. V~případě obecních výtopen ale většinou některé domácnosti podmiňují své připojení tím, že teplo budou dostávat i~v~létě. Velmi výhodné řešení je pak solární střecha výtopny a~přilehlé haly, kde se skladují štěpky. Kromě velkoplošného kolektoru je potřeba i~veliký vodní zásobník, který pak v~zimě umožní provoz kotle v~optimálním režimu (kryje špičky odběru, umožní odstavování kotle při v~teplejších dnech). Doplňující solární systémy bývají dimenzované tak, aby pokryly přes devadesát procent odběru ve třech nejteplejších měsících, jen když je více dní zataženo, zatopí se pod kotlem. Přebytek příkonu za slunného počasí využívá k~sušení štěpek, což je vlastně také uskladňování energie na zimu. V~roce 1999 bylo v~Rakousku už šestnáct obecních a~místních výtopen opatřeno takovým solárním doplňkem. Největší rakouský solární systém vůbec je na výtopně Eibiswald, kde má střecha skladovací haly 1250\mc{} kolektorové plochy a~vodní tepelný zásobník 100\mc. Solární výtěžek je půl miliónu kilowatthodin ročně, což je skvělých 0,4\,MWh\pms{} kolektoru. Kolektorů je 99 (tedy plocha jednoho je přes 12,5\ms) a~na střechu byly naskládány a~připojeny během tří dní. Celkové měrné náklady na solární systém vyšly na pouhé tři tisíce šilinků na čtvereční metr kolektorové plochy, což je pouhá třetina oproti měrným nákladům na solární systém na rodinném domě. Jsou to stejně nízké investiční náklady (vztažené na ročně uplatněné teplo), jako má extrémně levný svépomocný systém používaný v~programu Slunce pro Bílé Karpaty, jenže dosažené v~Rakousku! \section{Další výzkum a~vývoj} se orientuje na biogenní tepelné zásobování domů s~velmi malou spotřebou (nízkoenergetických a~pasivních, viz \http{passiv.at}), kombinaci biomasového a~solárního ohřevu a~další vývoj peletových kotlů. V~netechnické oblasti jde o~vypracování strategií pro tržní prosazení bioenergie. Samostatnou kapitolou jsou účinné tepelné mikrosítě, tedy výtopny pro malá sídliště. S~ohledem na velký podíl emisí methanu na zesilování skleníkového jevu bude výzkum také mnohem více zaměřen na rozšíření využívání bioplynu. Významné je také již zmíněné další snižování jedovatých emisí z~velkých biomasových výtopen. Jde například o~těžké kovy. V~případě jedné pětimegawattové výtopny se podařilo technickými opatřeními dosáhnout, že čtyři pětiny kadmia jsou obsaženy v~nejjemnějším popílku, který představuje jen pět procent zbylého popela. Jen tato dvacetina se pak ukládá jako odpad, kdežto valná většina se stává zemědělským hnojivem. Je snaha dále zvýšit podíl těžkých kovů připadající na jemný popílek, aby většinu popela, která se využívá, připadlo méně než deset procent původního obsahu těžkých kovů ve dřevě. Nejjemnější složka popílku se nedá od spalin oddělit v~běžném multicyklónu. Lze k~tomu použít elektrofiltr, mnohem levnější a~podobně účinný je ale nově vyvinutý rotující odlučovač. Lze jím koncentraci popílku ve emitovaných spalinách snížit i~pod limit, který platí pro výtopny s~výkonem nad 2\,MW od ledna 1998, totiž 50\mgmc{} (za multicyklónem je ještě třikrát až šestkrát vyšší). V~získaném jemném popílku je tak velká koncentrace těžkých kovů, že je možné je odsud získávat. Dokonalým řízením spalování lze snížit i~podíl oxidů dusíku ve spalinách na hodnoty poloviční oproti současným. Některá paliva, hlavně kůra a~piliny z~pil, jsou hodně vlhká, s~obsahem vody 35\,\% až 50\,\%. Při jejich spalování připadá dost energie jenom na vypaření vody v~nich obsažené. Přídavný kotel, ve kterém se spaliny ochlazují až pod teplotu kondenzace, může část této energie využít. Řada rakouských biomasových výtopen takový kondenzační poslední člen využívá, ale teplota vratné vody nebývá tak nízká, aby se spaliny ochladily důkladně a~využilo se všechno skupenské teplo vodní páry. Možností, jak je ochladit úplně a~využít všechnu energii obsaženou v~palivu, je použít tepelné čerpadlo. To může získat až desetkrát více energie, než je potřeba na jeho provoz. Pak by mohl výkon takového kondenzačního stupně být i~více než poloviční oproti výkonu základního kotle. Uspořilo by se tím palivo i~investice na kotel, který by mohl být menší. Kompresor tepelného čerpadla by přitom mohl být poháněn Stirlingovým motorem, tedy spalovanou biomasou. Další oblastí je spalování slámy, které je obtížné vinou nízkého bodu tání popela. V~Rakousku je vyvíjen kotel, který má bezporuchové spalování v~malých výtopnách zajistit při extrémně nízkých emisích CO (20\,mg\pmc). Problémem bývá také doprava štěpek ke kotli. Jako nejlepší řešení se ukazuje ,,chodící podlaha``, která umožňuje vyprázdnit celou halu bez použití jeřábu nebo nakladače. \section{Elektřina z~biomasy} V~současné době se elektřina vyrábí z~biomasy jen v~celulózkách a~papírnách a~na několika velkých pilách. Užívá se přitom kotlů s~vířivým ložem a~obvyklých parních turbín. Do roku 2005 ale musejí všichni rakouští distributoři elektřiny mít alespoň tři procenta dodávaného výkonu z~nových obnovitelných zdrojů (ne z~vodních nebo z~celulózek). To povede k~velkému úsilí o~použití biomasy k~mechanickému pohonu. Nejjednodušší možností je spalovat biomasu v~konvenčních elektrárnách či teplárnách. To se už děje ve dvou z~nich. Elektrárna St. Andrä byla opatřena biomasovým roštem v~rámci existujícího uhelného kotle, což umožňuje tepelný výkon z~biomasy 10\,MW. Více se bohužel tímto způsobem nedá přidat vinou nedostatku místa. V~další elektrárně v~Zeltwegu takové omezení není, protože biomasa se zplynuje v~předřadném zařízení s~vířivým ložem. Výhodou je, že zplynování nemusí být dokonalé, protože zbývající tuhé částice v~uhelném kotli snadno shoří. Dřevoplyn z~tohoto zařízení se dá přidávat jako redukční plyn do dohořívací zóny a~snižovat tak koncentraci oxidů dusíku. Tímto způsobem lze využívat dostupnou biomasu ve všech elektrárnách a~teplárnách. Potřebné investice jsou nevelké a~účinnost využití biomasy (jde-li o~teplárny) vysoká. Další možností je spalovat dřevoplyn rovnou v~motoru. K~takovému účelu ale smí obsahovat jen velmi málo dehtu. Pokusné zařízení, kde se plyn produkuje ve zplynovači s~pevným ložem a~filtruje se přes piliny, běží od roku 1997 v~jednom zemědělském podniku ve Štýrsku. Místo, aby se dřevoplyn vytvářel v~pomalu hořícím vířivém či pevném loži (tehdy má výhřevnost jen kolem 5\MJmc{} a~vysoký obsah dusíku), je možné jej generovat ve vířivém loži pomocí horké páry. Tím lze docílit výhřevností až 15\MJmc{} a~obsahu dusíku pod 3\,\% (dehtu pod 0,8\,g\pmc). V~roce 2000 byla instalována dvě taková demonstrační zařízení s~plynovými motory ve výtopnách v~Güssingu a~Víd. Novém Městě. V~jednom mezinárodním projektu má být za použití katalyzátorů zvýšen podíl vodíku v~dřevoplynu na 55\,\%, což umožní produkci elektřiny pomocí palivových článků. Vývoj probíhá i~u~plynových motorů. Tam je podstatné spalování plynů s~velmi různými výhřevnostmi. Firma Jenbacher Energiesysteme nabízí jednotky, které s~elektrickou účinností až 40\,\% mohou spalovat plyn s výhřevností v rozmezí 1,8\MJmc{} až 120\MJmc{}, přičemž oxidů dusíku ve spalinách je pod 250\mgmc{} a~oxidu uhelnatého pod 300\mgmc{}. Celková účinnost je až 88\,\% (tj. spaliny se zatím neochlazují pod kondenzační teplotu). Pro malé výkony je nejslibnější možností Stirlingův motor. Ten pro pohon potřebuje jen ohřívání jedné své části a~ochlazování jiné. Zařízení, kde se horké spaliny vedou křížem přes svazek leštěných trubic, v~nichž se ohřívá pracovní plyn motoru, vyvinuli a~nyní zvětšují pro sériovou produkci motorů s~výkony 30\,kW až 100\,kW v~Joanneum Research. \begin{thebibliography}{9} \bibitem{Verner} Firma Verner v Červeném Kostelci, \http{www.verner.cz} již několik let vyrábí i kotel používající alternativně kusové dříví (s výkonem až 25\,kW) a pelety (s výkonem do 18\,kW). \bibitem{Atmos} Firma Atmos v Bělé pod Bezdězem, \http{www.atmos.cz} vyrábí už také (viděli jsme jej na EnergieSparMesse ve Welsu v březnu 2001) kotel na kusové dříví s doplněným hořákem pro automatické spalování pelet. \end{thebibliography} \end{document}