Kvalita a certifikace dřevních pelet a štěpky

4.9.2018

RNDr. Alice Kotlánová, TÜV NORD Czech

V dnešní době jsou tuhá biopaliva jako dřevní pelety a dřevní štěpka jedny z nejpoužívanějších paliv jak v domácnostech, tak průmyslových zařízeních. Stejně jako u ostatních výrobků se i u biopaliv vyžaduje co nejvyšší kvalita. Důvodem je, aby nepoškodila spalovací zařízení, dobře se skladovala a dobře se s nimi manipulovalo a samozřejmě, aby jejich výhřevnost splnila naše očekávání. Pečetě kvality podložené certifikací paliv potom označují udržitelnost třídy kvality těchto výrobků.

Certifikace

Kvalitu paliv a zejména pelet nejlépe prokazuje certifikát kvality. Certifikace pelet se řídí postupy, které vycházejí z evropských a mezinárodních norem a lze ji rozdělit na certifikaci výrobku, například pelet a certifikaci výroby a výrobku, to znamená celého procesu výroby a finálního výrobku – pelet. Zda se jedná o certifikovaný výrobek, se pozná tak, že na obalu výrobku je uvedena pečeť kvality, která určuje certifikační systém i třídu kvality výrobku, která vychází z kvalitativních požadavků dané normy. Certifikace výroby a výrobku tedy postihuje kontrolu procesu od příjmu suroviny, přes výrobu, testování výrobku v provozovně a skladování. Z toho je zřejmé, že tato certifikace na rozdíl od certifikace pouhého výrobku, zastřešuje a udržuje kvalitu celého procesu, tak aby byl vyráběn výrobek udržitelné kvality. Tato certifikace sestává z kontrolní inspekce výroby, odebrání vzorku přímo z výroby a provedení celkového rozboru tohoto vzorku. Pokud jsou všechny parametry vzorku a všechny požadavky na výrobu v pořádku, získá výrobní společnost certifikát na dané biopalivo.

Nemusí být certifikován jenom výrobce. Může být certifikován také prodejce, který se musí podrobit také inspekci a následné certifikaci.

Certifikační společnosti, které výrobce certifikují, jsou akreditované společnosti, což zaručuje jejich profesionální přístup a nezávislost při certifikacích. Tyto certifikační systémy lze použít pro všechna biopaliva – dřevní pelety, nedřevní pelet, dřevní brikety, nedřevní brikety, štěpku a podobně. Firmy, které projdou certifikací biopaliva a výroby, tak získají akreditovaný certifikát, kterým se potom prokazují na trhu s biopalivy, a který si při nákupu může zákazník kdykoliv vyžádat. Zde nalezne v přiloženém protokolu o zkoušce i naměřené parametry biopaliva. Parametry biopaliva jsou podle mezinárodních norem uváděny pro stav paliva, který má při dodání spotřebiteli, tzn. v původním stavu. Nejedná se o vysušené palivo. Proto je nutno při porovnávání například jednotlivých hodnot výhřevnosti, znát i stav paliva, při kterém byla výhřevnost stanovena. Obecně platí, že výhřevnost pro stav při dodání (původní) spotřebiteli je nižší, než výhřevnost vysušeného (dry) paliva.

Další dokumenty, které mohou být předloženy, jsou různé atesty, osvědčení o kvalitě paliva a podobně. Důležité je na těchto dokumentech zjistit, zda byl vzorek odebrán z výroby zkušební laboratoří či zákazníkem, který si zkoušky zadal. Pouze u vzorku odebraného přímo z linky je jistota, že naměřené výsledky odpovídají deklarovanému výrobku.

Pelety

Pelety jsou vyráběny z různých biopaliv. Obecně se na trhu nejvíce objevují dřevní pelety a nedřevní pelety z různého rostlinného materiálu. Podle kvality se dřevní pelety od nejkvalitnějších po méně kvalitní dělí na třídy A1, A2 a B (resp. nedřevní pelety na A a B nebo podle druhu suroviny). Jedním z rozhodujících parametrů pro jednotlivé třídy je obsah popela a mechanická odolnost (mechanická odolnost zejména u certifikovaných pelet ENplus^®).

Dřevní pelety jsou biopalivo, u kterého nalezneme nejvíce certifikovaných výrobců. Je to dáno tím, že v posledních letech byla celoevropsky a nyní i celosvětově zavedena certifikace ENplus^®, která zajišťuje udržitelnou kvalitu pelet v průběhu celého řetězce činností od nákupu suroviny, přes výrobu až po prodej. A to prodej jak v sáčcích (většinou 15 kg), tak i volně ložených pelet (například dodávaných cisternami). Dřevní pelety certifikované podle systému ENplus^® lze poznat podle pečeti kvality ENplus^® a označení nejvíce prodávané třídy A1. V České republice certifikaci ENplus^® zajišťuje po technické stránce společnost TÜV NORD Czech a na systém certifikace dohlíží národní asociace Klastr Česká peleta.

Kvalitativní požadavky na dřevní pelety certifikované ENplus^® jsou přísnější, než na klasické dřevní pelety odpovídající normě ČSN EN 17225-2. To se projevuje jak při spalování, ale i také při skladování odběratelem.

Testování certifikovaných dřevních pelet se provádí v celkovém rozsahu požadovaném základní normou na dřevní pelety EN 17 225-2. Toto testování zahrnuje nejenom fyzikální vlastnosti, ale i chemické vlastnosti.

Z fyzikálních vlastností se zjišťují rozměry pelet, které mohou ovlivnit manipulaci s peletami při jejich dodávání do spalovacího zařízení. Příliš dlouhé pelety (nad 40 mm) se mohou v nevhodném místě vzpříčit a tak zablokovat přístup do spalovacího zařízení.

Dále mají dřevěné pelety stanovené rozmezí sypné hmotnosti a to je 600 až 750 kg/m³. Zde dochází oproti evropské normě ke zpřísnění, protože tato norma určuje pouze, že sypná hmotnost musí být větší než 600 kg/m³. Tento parametr určuje určitý komfort při skladování a přepravě.

Velmi důležitým fyzikálním parametrem je mechanická odolnost pelet neboli odrol. Tento parametr hodnotí, jak jsou pelety slisované a jestli se nebudou při manipulace a skladování rozpadat. Proto se při zkoušení na pelety působí jak odstředivou silou, tak i rázem na přepážku a zjišťuje se jejich soudržnost po slisování. Odrol se pak stanovuje zjištěním množství odrolených částic v procentech. A opět v tomto parametru je požadavek na dřevní pelety ENplus^® A1 přísnější, než na běžné pelety třídy A1 a to tak, že mechanická odolnost dřevních pelet ENplus^® A1 musí být minimálně 98,0 %, namísto 97,5 % pro standardní dřevní pelety. Při měření dřevních pelet ENplus^® se u některých výrobců lze dostat až na hodnoty na 99 %, což se pozitivně projeví jak při transportu, tak při manipulaci a skladování. Při foukání volně ložených pelet z cisteren nedochází k rozbití pelet a při nákupu pelet v sáčcích zákazník nenachází ve spodní části sáčku velké množství dřevěné drti namísto celých pelet.

Jemné částice, které se neodstraní při výrobě pelet a zůstanou nalepené na peletách, se stanoví přesátím přes síto 3,15 mm. I zde se projevilo zpřísnění požadavků na kvalitu pelet ENplus^® a v sáčcích může být maximálně 0,5 % jemných částic oproti standardním peletám, které i v sáčcích mohou obsahovat 1 % jemných částic.

Jako poslední zvýšení požadavků na ENplus^® pelety je zpřísnění požadavků na vstupní surovinu tím směrem, aby teplota deformace při stanovení teplot tavitelnosti popela byla vyšší než 1200 °C, oproti nenormalizované hodnotě teploty tavitelnosti popela pro standardní pelety. Tento požadavek se pozitivně projeví na tom, že se netvoří ve spalovacích zařízení různé krusty ze zbytků popela.

Požadavky na ostatní parametry (výhřevnost, popel, dusík, síra, chlor, arsen, kadmium, chrom, měď, olovo, rtuť, nikl a zinek) jsou stejné jako u standardních pelet.

Certifikát a právo používat pečeť kvality ENplus^® získají pouze výrobci, případně obchodníci, splňující všechny požadavky na výrobu, testování při výrobě a kvalitu vyráběných pelet. Současně získávají jedinečné identifikační číslo, které uvádí na všech svých obalech. Toto číslo pro české výrobce a obchodníky začíná označením CZ a podle toho, zda je výrobce, tak první číslo za mezerou je 0 (CZ 0XX) a nebo je obchodník, tak první číslo za mezerou je 3 (CZ 3XX) a potom následuje pořadové číslo výrobce nebo obchodníka.

Vizuální posouzení pelet

Kromě označení kvality pelet pečetí kvality nebo předložení certifikátu či osvědčení (atestu) o kvalitě lze posoudit kvalitu pelet i vizuálně a to zejména v sáčcích, případně ve vlastním sklepě. Pokud sáčky na dně obsahují velké množství odrolu, tak se lze domnívat, že pelety nejsou dobře slisované a při další manipulaci může docházet ke zvyšování množství odrolu. Někdy lze nalézt po celé straně sáčku nalepené jemné částice, které i přesto, že pokrývají větší část obalu z důvodu působení statické elektřiny, nemusí překročit 0,5 % daných normou. Skladované pelety se nemají při vhodném skladování nebo při navážení rozpadat (pokud v cestě foukání pelet nestojí nějaká překážka).

Pokud jsou pelety deklarovány jako pelety A1, neobsahují kůru, nebo pouze v minimálním množství, protože obsah kůry zvyšuje popel. Pelety mají světlou barvu až světle hnědou barvu. S příměsí kůry se v peletách vyskytují hnědé nitky. Pokud pelety A1 ve spalovacím zařízení zanechají krustu, nejedná se o pelety kvality A1. V tomto případě je vhodné stanovit obsah popela, případně udělat zkoušku tavitelnosti popela. Reklamovat pelety lze také, když se vyskytují pelety delší než 45 mm. (Pelet dlouhých 40-45 mm může být jen 1 %).

Dřevní štěpka

Dřevní štěpka je biopalivem běžně používaným k topení ve větších budovách, rodinných domech a průmyslových objektech. Toto biopalivo se vyznačuje dobrou cenou i výhřevností podobnou hnědému uhlí. Přitom se jedná o čisté biopalivo, dobře dostupné, bez náročné úpravy. Získává se naštěpkováním dřevní hmoty, sušením na vzduchu, případně dosušováním v dobře větraných skladech.

Na základě normy ČSN EN ISO 17225-4 se podle kvality, tj. podle obsahu popela, vody a původu suroviny tříděná štěpka zatřiďuje do následujících tříd (kvalita se snižuje sestupně): A1 a A2 a B1 a B2. V případě kdy obsah popela přesáhne 3 % (hmotnostní) nejedná se již o tříděnou štěpku a je nutno ji zařadit jako netříděnou štěpku (ČSN EN ISO 17 225-1).

Tabulka vybraných parametrů dřevní štěpky podle ČSN EN ISO 17225-4

Klasicky se dřevní štěpka dělí na zelenou, hnědou a bílou dřevní štěpku a dále na štěpku z dřevozpracujícího průmyslu. Přičemž nejvyšší kvalitu má dřevní štěpka bílá (A1), která se získává z již odkorněného dřeva a vykazuje nejnižší popel, případně i štěpka ze zbytků ze dřevozpracujícího průmyslu, pokud tyto zbytky nebyly chemicky ošetřeny.

Hnědá štěpka získaná z neodkorněného dřeva na rozdíl od bílé štěpky obsahuje větší množství kůry. Zelená štěpka se získává z prořezů lesa a při lesní těžbě, obsahuje také kůru a navíc i listí. Z výše uvedeného vyplývá, že nejvyšší obsah popela bude mít zelená a hnědá štěpky a podle normy na klasifikaci štěpky budou převážně spadat do třídy B nebo dokonce nebudou moci být označeny jako tříděná štěpka, pokud parametry nevyhoví výše uvedeným požadavkům. Jako další lze získat štěpku ze zbytků z dřevozpracujícího průmyslu, např. při zpracování dřeva na pilách, výrobě nábytku, podlah, hranolů apod., jak již bylo zmíněno výše.

Kromě obsahu popela je nutno znát obsah vody, který má velký vliv na výhřevnost štěpky. U jednotlivých tříd je obsah vody limitován a měl by být při prodeji deklarován. Se zvyšujícím se obsahem vody se snižuje výhřevnost paliva. To znamená, že musí být vždy deklarována výhřevnost štěpky v dodaném stavu, tzn. původní výhřevnost, která je vždy nižší než výhřevnost ve vysušeném stavu. Rozdíly mezi oběma hodnotami jsou velké. Například pokud se stanoví výhřevnost původní 16,6 MJ/kg, pak ve vysušeném stavu je 18,2 MJ/kg. Je nutno si uvědomit, že se spaluje štěpka v původním stavu a ne upravená vysušením, naopak při spalování mokré štěpky se energie spotřebovává na vysušení mokré štěpky.

Štěpka se třídí také podle velikosti jednotlivých štěpek. V současné době je tříděná štěpka začleněna do 3 tříd: P16S, P31S a P45S, kde číslo uvádí velikost hlavního podílu štěpky, tj. 16 mm, 31,5 mm a 45 mm. Dřevní štěpka kromě této hlavní složky může obsahovat tzv. hrubý podíl do 6 % u P16S a P31S a do 10 % u P45S a jemný podíl, přičemž pro P16S je to do 15 % a pro P31S a P45S je to do 10 % hmotnostních, Dále jsou pro jednotlivé třídy omezeny délkou štěpek na 45 mm, 150 mm a 200 mm.

Problémy s kvalitou bývají při zvýšení obsahu vody, kdy se u štěpky sníží její výhřevnost. Vliv na výhřevnost mají také různé další přísady, např. písek, hlína, kamínky, které se naberou při nakládání. Vysoký obsah kůry ovlivní následný obsah popela, proto je při výběru štěpky nutno vzít v úvahu používané spalovací zařízení. Navíc některé rychle rostoucí dřeviny mohou být pěstovány na půdě obsahující zvýšený obsah kovů, které do sebe natáhnout a tím se zvýší jejich přítomnost v popelu, případně ve spalinách. Z tohoto důvodu se štěpka zatříděná jako B1 nebo B2 testuje na přítomnost 8 hlavních těžkých kovů (včetně dusíku, síry a chloru). Některá štěpka může obsahovat zvýšený obsah dusíku, který se tam dostane buď z chemických postřiků proti plísni, nebo lepidel ze zpracování.

V případě pochybností o kvalitě lze provést v odborných laboratořích buď celkový, nebo částečný rozbor parametrů, o které je zájem, a výsledky porovnat s jednotlivými normami.