Bioenergi fra skogen

Skogsbrensel er stammer, greiner, topper, bark og hele trær. Ved har tradisjonelt vært den viktigste brensla fra skogen. De senere årene er det bygd mange varmeanlegg i landet med skogsflis som energibærer. Forsyningskjeden fra skogen til varmeanlegget er blitt mekanisert. Kontinuerlig mating av flis fra flissilo til flisbrenner gir enkel drift. Varmen fra et varmeanlegg ledes videre med varmvatnet som varmes fra fliskjelen. Vannbårne varmesystem kan levere varme til forbruker både på korte og lengre avstander, og gir stor fleksibilitet i varmeformidlingen.

Klimanytte

Skog er en fornybar ressurs. Fotosyntesen i blader og nåler på treet fanger karbondioksid, CO₂, fra atmosfæren. Dette gjøres om til karbohydrater og videre til cellulose og lignin i treet. Dette utgjør trærnes røtter, stamme og greiner. En kubikkmeter (m³) tørr bjørk veier 500 kg, og har bundet ett tonn CO₂. Når trær dør og råtner, eller hvis virket forbrennes slippes CO₂ ut i atmosfæren igjen. Karbondioksid fanges på nytt fra atmosfæren når skogen vokser. Det er derfor vi sier at skog er en fornybar ressurs.

Det har vært vanlig å sette klimaeffekten til null når vi fyrer med biobrensel. Det kan likevel diskuteres om det er slik. Noe (fossilt) drivstoff går med til hugging og transport og dette er beregnet til 9 g CO₂ pr kWh for skogsflis og 3 g CO₂ pr kWh for returflis. (Miljødirektoratet) . En fliskjel skal også produseres og dette har et klimaavtrykk men dette har vi ikke så gode tall for. Forbrenningen av flis slipper ut CO₂ og vi kan tenke at dette går inn i kretsløpet og bindes når nye trær vokser opp. Men dette tar noe tid, hvis trærne fikk stå og vokse og ta opp enda mer CO₂ ville vi ha en positiv klimaeffekt på kort sikt av det, men i det lange løp jevner dette seg ut.

En annen måte å beregne klimanytten er å se på hvilken varmekilde som erstattes. Om det er propan med utslipp på 230 g CO₂ pr kWh det gi god klimanytte å bytte ut den med bioenergi uansett hvordan vi regner.

Skisse som viser hvordan varmen fra et flisanlegg distribueres fra varmekjelen og til ulike bygninger. Kjølig returvatn kommer tilbake til varmekjelen for ny oppvarming til ønsket temperatur (NIBIO).

Tørking og hogging av flis

Fuktigheten i ferskt trevirke er om lag 50%, og må tørkes ned mot 30% for at det skal fungere godt i et varmeanlegg. Ved lagring av virket på en luftig og solfylt plass i skogen, er det mulig å tørke det ned mot 30%. Mange benytter seg også av kunstig tørking av flis i et flislager etter at trevirket er flisa.

Til hogging av flis brukes kraftige flishoggere. De kan være frittstående eller monteres på traktor eller lastebil. De største har stor kapasitet, og f.eks. kan årsforbruket av flis for et gårdsbruk flises på kort tid. De fleste har overbygd flislager for oppbevaring av flisa. Kvaliteten på flisa og vanninnholdet har mye å si for virkningsgraden og driftssikkerheten til flisanlegget. Det er også med på å påvirke levetiden til fliskjelen.

Brennverdi

Brennverdi er den energien som frigis ved fullstendig forbrenning av trevirket. Brennverdi for tørr flis er oppgitt til 5,3 kWh/kg. Dette gjelder både for bartrær og løvtrær. Fuktig flis gir lågere brennverdi. Større flisanlegg kan ta flis med høyere fuktighet enn mindre anlegg. I små anlegg bør fuktigheten ligger under 30-35 %. Fuktig flis kan også gi problemer med at den fryser til klumper om vinteren og gir driftsproblemer i anlegget.

Varmeenergi fra et biovarmeanlegg

Et moderne biovarmeanlegg har en virkningsgrad på 85-90 %. Gamle vedovner har en virkningsgrad på 40-50 %, mens nyere ovner har virkningsgrad opptil 75 %.

Forbrenningen i et flisanlegg skjer inne i fliskjelen. Effekten på fliskjelen oppgis i kW (1000 Watt). Effekt er definert som arbeid utført pr. tidsenhet. Varmeenergi som produseres i et visst tidsrom (effekt x tid) sier noe om anleggets fysiske størrelse og kapasitet. Eks. et anlegg med effekt på 50 kW, og som yter full effekt i 150 timer, gir en energimengde på 7500 kWh (kilowattimer). For et vanlig flisanlegg er det er vanlig med en gjennomsnittlig brukstid på om lag 2000 timer i året. Med høye strømpriser blir bruk av bioenergi mer lønnsomt.

Oppgave:

En gårdbruker investerer i et slikt (50kW) anlegg, og anlegget skal i løpet av et år gi 100 000 kWh. Hvor mange timer må anlegget gå for å gi denne energimengden (forutsatt at anlegget går for fullt)? Enn hvis anlegget kjøres på 75 % ytelse?

Mengde skogsflis oppgis gjerne som antall løskubikkmeter (lm³). Flisa som skal brukes i anlegget gir om lag 700 kWh/lm³ flis. Hvor mange lm³ med flis går med til å dekke årlig varmebehov på gården?

I forhold til fast masse er flisvolumet 3 ganger større. Hvor mange m³ med skog må til for å dekke varmebehovet?