ENERGIPRODUKTION FRÅN RÖRFLEN (Bild: SLU BTK) Handbok för el- och värmeproduktion Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) Enheten för biomassateknologi och kemi (BTK)
2
Energiproduktion från rörflen Handbok för el- och värmeproduktion Energy production from reed canary grass A handbook for electricity and heat production Redaktör Shaojun Xiong Timo Lötjönen Kirsi Knuuttila Umeå, Augusti 2008 ISBN 978-91-85911-67-7 Projekt nummer EIE/07/073/S12.567608 och STEM 30709-1 Finansieras av Kempestiftelserna 3
Denna handbok kan citeras förutsatt att källa anges: Xiong, S., Lötjönen, T., Knuuttila, K. 2008. Energiproduktion från rörflen: Handbok för eloch värmeproduktion. SLU Biomassateknologi och kemi, Umeå, Sverige. ISBN 978-91-85911-67-7. URL: http://www.btk.slu.se/ This handbook can be cited as a reference with a source below: Xiong, S., Lötjönen, T., Knuuttila, K. 2008. Energy production from reed canary grass: a handbook for electricity and heat production. SLU Biomass Technology and Chemistry, Umeå, Sweden. ISBN 978-91-85911-67-7. URL: http://www.btk.slu.se/ Tryck: VMC-KBC 4
Förord Inom projektet ENCROP Promoting the production and utilisation of energy crops at European level (Främjandet av produktion och användning av energigrödor på europeisk nivå), ingår som delprojekt att skriva nationella och internationella handböcker om odling, skörd, bränsleproduktion och energiproduktion av energigrödor, främst avsedda för biobränsleeldade värme- och kraftanläggningar. De svenska och finska versionerna om rörflen har producerats i samarbete och flera stycken i denna svenska version har översatts från finska och redigerats för att överensstämma med svenska förhållanden. De som bidragit är: Rolf Olsson, Senior consultant, som skrivit inledning och fackgranskat andra delar. Timo Lötjönen, MTT, har skrivit om produktionskedjor och skörd. Katri Pahkala, MTT, har skrivit om odling. Från Novox Oy har man bidragit med text om miljöverksamhet, lagring och långtransport, hantering av rörflen i pannanläggningar, förbränningsteknik och delar av texten om bränslekvalitet. Björn Hedman har bidragit med text om bränslekvalitet, energi och CO 2 - balans och ekonomi samt har redigerat de övriga texterna. Shaojun Xiong, SLU, har skrivit avsnitten om bränsleförädling och askanvändning samt står som huvudansvarig för denna Svenska handbok. Tack till Mickael Finell och Torbjörn Lestander, SLU BTK, för kommentarer. Umeå August 2008 Shaojun Xiong SLU BTK 5
6
Innehåll Förord... 5 Innehåll... 7 Inledning... 8 Rörflenens skördekedjor... 10 Odling av rörflen... 11 Skörd av rörflen... 13 Lagring och distanstransport av rörflen... 17 Bränsleförädling... 20 Pelletering... 20 Brikettering... 23 Bränslepulvertillverkning... 23 Hantering av rörflen i pannanläggningar... 24 Rörflen som bränsle... 27 Förbränningsteknik... 29 Askan efter förbränning... 31 Askanvändning... 31 Energi och CO 2 -balanser... 32 Ekonomi... 33 7
Inledning Perenna rhizomgräs har över hela världen identifierats som energigrödor med hög biomassaavkastning och som lämpar sig för fastbränsleproduktion. Många av dessa är dock C4 växter vilka kräver hög årlig värmesumma samt kort vinter för att vara konkurrenskraftiga. För nordliga områden av Europa så har detta inneburit många bakslag med t.ex. elefantgräs (Miscanthus spp). Det gräs som identifierats som lämpligt för nordliga områden är rörflen som är av s.k. C3-typ och lämplig för tempererade områden. Carl von Linné visade tidigt intresse för rörflen i Sverige och en första doktorsavhandling kom genom en av hans doktorander. Den centrala slutsatsen om gräset var att den stora biomassaproduktionen under svenska förhållanden som foderväxt kunde bidraga till att utrota hunger. Nytt intresse för rörflen som fodergröda kom i norra Sverige under 1960- och 1970-talen då grödan prövades som foderväxt för användning på organogena jordar där bärigheten var svag. Tvåskördesystem med ensilering gav då för de nordamerikanska fodersorter som användes, hög avkastning med goda energi- och proteinhalter. En nackdel var att bitterämnen, alkaloider, gav låg smaklighet. Rörflen identifierades i projekt Agrobioenergi tillsammans med Salix som den fleråriga energigröda som har högst avkastning under svenska förhållanden. Med konventionell sommarskördeteknik bedömdes dock c:a 10 % av skörden behöva artificiell torkning och lagring i lagerhus för att klara kvalitetskrav för stråbränslen. Då detta medförde alltför höga produktionskostnader, prioriterades istället utvecklingen av Salix i fortsatta åkerenergiprogram. Ett nytt produktionssystem för rörflen, det s.k. vårskördesystemet, presenterades 1990. Slutsatserna var då mycket svagt förankrade i experimentella data. I de åkerenergiprogram som följde koncentrerades insatserna till att bedöma de agronomiska förutsättningarna för vårskörd. Resultaten visade att metoden var tillämpbar i hela landet och den visade sig senare vara användbar i hela norra Europa. Metoden innebär att grödan som sås år 1 skördas första gången vintern/våren år 3 varefter skörd sker vid samma tidpunkt år efter år så länge som körskador inte ger alltför ojämna fält. Många analyser har sedan visat att vinter/vårskörd ger den billigaste och uthålligaste produktionen av rörflen. Den sena skörden påverkar också bränslekvaliteten positivt. Försök i såväl Sverige som Finland har också visat att produktionssystem som kombinerar fiberskörd för pappersproduktion och energiproduktion gynnas av vinter-vårskörd. De sorter som fortfarande används i produktionen är fodersorter. Växtförädling i begränsad skala bedrivs i Sverige och Finland och screeningförsök har visat på en stor potential till avkastningsökning. I dessa försök som genomförts i småruteskala har avkastningsökningar på upp till 30 % erhållits. En anledning till den stora förädlingspotentialen är urval mot linjer med högre stråandel vilket även gynnar den nya skördemetoden. Med de begränsade resurser som satsas idag kommer det troligen att ta lång tid innan bättre sorter finns på marknaden. Odling, skörd och hantering av den vårskördade grödan fungerar med vanlig vall- och halmskördeteknik. Stora skördeförluster genom spill samt låg densitet hos balar motiverar att ny skördeteknik utvecklas. 8
Lagringsperioden från skörd till användning är ofta lång och kan vid olämplig lagringsteknik påverka bränslekvaliteten negativt. Lagring i form av balar kan med korrekt utformning av lagringsplatsen fungera bra, men ger stora hanteringskostnader från fält till avnämare. Ny teknik där grödan sönderdelas redan vid skörd kan kombinerat med ny komprimeringsteknik vid transport och lagring sänka produktionskostnaderna väsentligt. Vårskördad rörflen har vid förädling till briketter och pellets stora fördelar gentemot andra bioråvaror då det kostnadskrävande torkningssteget inte behövs. Ny teknik visar här lovande resultat. Rörflen kan i framtiden också bli intressant för massa och pappersproduktion fram till högkvalitativt tryckpapper. Det är då strådelarna som har intressanta fiberegenskaper och kan ersätta andra kortfibrer från t.ex. björk och eukalyptus. Blad och bladslidor avskiljs då och kan användas för energiproduktion. De kraftigt höjda råvarupriserna på kortfiberråvara som björk kan öka industrins intresse för rörflen. Ökad konkurrens om spånråvara har också aktualiserat sökande efter nya råvaror till spånskiveindustrin. Rörflen är här intressant då sönderdelning förbrukar mindre energi än vid användande av träråvara samtidigt som torksteget bortfaller. Den låga extraktivämneshalten är här ytterligare en fördel liksom minskat behov av tillförsel av limämnen. På kort sikt kommer dock rörflen huvudsakligen att användas till energiproduktion. Den goda energibalansen i produktionskedjan i jämförelse med ettårsgrödor är här en viktig faktor. Den höga askhalten och låga volymvikten på ren rörflensaska gör att rörflen enklast kan användas som inblanding tillsammans med andra bränslen. Om rörflen ska eldas i ren form så krävs annan dimensionering av pannan än för t.ex flis. Med de storskaliga försök som nu är under inledning i Sverige så kan vardagsrationaliseringar av teknik och logistik börja utvecklas. Ny teknik från halmsidan liksom övrig biomassaproduktion bör också utvärderas och anpassas till de krav som vårskörd av rörflen ställer. En uppskalad odling av rörflen kan förväntas ge också nya problem. Tidiga indikationer finns att då odlingen ökar så kan angrepp av nya skadegörare uppkomma. En ny upptäckt art av gallmygga kan t.ex förstöra vallar av rörflen då artens livscykel gynnas av det nya vårskördesystemet. Skillnader i känslighet för gallmyggan har dock observerats i olika växtförädlingslinjer vilket inger goda förhoppningar om att eventuella problem kan lösas genom ökade växtförädlingssatsningar. Westermark.S. 1987. Energigrödor-Bränslen från Jordbruksgrödor. Resultat och bedömningar från det statliga Energiforskningsprogrammet. Statens Energiverk 1987-12 09 Olsson.R 1990. Rörflen: Energigröda för energi- och massaproduktion. Scandinavian Energy and Environmental Conference,Stockholm 21-23 november 1990 Olsson.R et al. 2004. The Reed Canary Grass Project. BTK Rapport 2004: 7 9
Rörflenens skördekedjor Energiproduktion med rörflen är en ung bransch. Vid skörd och transport av rörflen används teknik och kunskap avsedda för jordbruk, träenergi och torvproduktion. Några typiska produktionskedjor som de kan se ut idag visas i Figur 1. Målet är dock att nya tekniker för rörflenets produktionskedja ska utvecklas. Dessutom önskas att de som jobbar med rörflen ska ha kunskaper gällande denna gröda. Figur 1. Typiska produktionskedjor. 10
Odling av rörflen Rörflen är en mångårig gräsväxt som är tålig mot köld och ger en rik skörd. I Sverige och Finland har de äldsta provodlingarna för energi- och fiberproduktion producerat rörflen i över Bild 1. Skördemaskin i arbete. Snön har tryckt ner växten mot marken. Slåttermaskinen bör justeras så att den klipper nära marken. (Foto: Timo Lötjönen, MTT) 15 år. Rötterna bör växa till sig i två somrar för att den tredje sommaren ge den största skörden. Den första skörden görs på våren två år efter sådd. Rörflen klarar sig i nästan alla jordmåner och den odlas både på åkrar och gamla uttjänta torvtäktsområden. I nysådda åkrar på lerjordar kan det dock uppstå luckor vid torrt vårväder och på packade jordar kan rörflen bli lågväxt. Åkrarna bör vara jämna och stenfria för att det ska växa bra. Kvickrot, flyghavre och mångårigt gräs bör tas bort från en planerad rörflensåker året innan sådd. Grundbearbetning och gödsling I grundstadiet av odlingen skiljer sig inte rörflen mycket från foderodlingar. Det viktigaste är att åkern är jämn samt att bearbetningen och sådden är grund. Etablering har lyckats bäst utan skyddsgrödor Sådden bör vara 1-2 cm djup. Rörflenens plantering och grodd är långsam i början. Det första året ger skörden endast ca hälften av vad som fås senare år, vilket betyder att det inte är meningsfullt att skörda detta år. Ett typiskt gödselbehov för rörflen vid sådden är 40-60 kg N/ha. Följande år uppgår gödselbehovet till 60-90 kg N/ha beroende av jordtyp. Mängden kalium och fosfor som behöver tillsättas baseras på en jordanalys. Under skördeåren gödslas rörflen på våren efter skörden. Faktorer som inverkar på skördemängden Eftersom skörden görs på våren är föregående växtsäsongs väder avgörande för mängden torrsubstans (ts) som skördas. Efter en torr sommar kan skörden vara 20-30 % lägre än under en regnig sommar. Mängden ts som erhålls per säsong, efter de två första åren, kan under en 11
bra säsong vara 6-8 ton/ha. På mullrika jordar är oftast skörden större än på lerjordar men det har även visat sig att sandjordar ger bra skördar. Den första skörden är vanligtvis 20-40 % lägre än följande år. Lerjordarna påverkas mest av extra gödsling. Gamla torvtäkter kan lämpa sig bra för rörflensodlingar i fall de kalkas och gödslas väl. Mängden torrsubstans som produceras varierar inte så mycket beroende rörflenssort utan de viktigaste faktorerna är val av odlingsplats, odlingsteknik och år. Tillsvidare odlas rörflenens fodersorter (Palaton, Chiefton, Venture, Marathon m.m.) men de växtförädlingslinjer som är avsedda för energiproduktion har visat sig vara bättre än fodersorterna. En första energisort, Bamse, är under introduktion i Sverige. Faktorer som inverkar på skördekvaliteten Rörflenen skördas på våren eftersom den låga fukthalten möjliggör lagring. Andelen kalium, klor, kväve och fosfor i rörflenen är även lägre på våren, vilket medför en lägre askhalt. Askhalten beror förstås på jordtypen och gödslingen men vanligtvis ligger askhalten för vårskörden på 2-10%. Då gödsel tillsätts minskar askhalten eftersom kiselhalten sjunker. På lerjordar är askhalterna och därmed också mineralhalterna något högre än på sand- och mulljordar. Av växtdelarna är det strået som innehåller mest cellulosa och lägst askhalt. På våren uppgår stråets viktsandel av hela växten till 70 %. Den första skörden innehåller vanligtvis mer blad än följande skördar och detta medför att askhalten och mineralhalten är högre på yngre växter än på äldre växter. Skördeförlusterna p.g.a. bladen är även högre på unga växter. Avslutande av odling Då en rörflensvall avslutas bör rörflenen med tillhörande rötter tas bort försiktigt. Frön som fallit till marken från energiodlingar ligger kvar i många år efter avslutad odling. Borttagningen av rörflen brukar dock fungera relativt bra med glyfosfat och med den nya konkurrerande växten. Odlingens miljökonsekvenser Rörflenens odlingsmarker hålls under många år och är täckta av gräsväxtlighet vilket medför att urlakningen av fosfor till sjöar och vattendrag minskar. Om rörflenens påverkan på CO 2 - balansen beskrivs närmare i avsnittet Energi och CO 2 -balanser. För dig som vill läsa mera: Pahkala, K. 2005. Ruokohelven satoon vaikuttavat tekijät Suomessa. Productivity of reed canary grass in Finland. In-ternational seminar on Agroenergy for the Future. Joensuun yliopisto 15.3.2005. Pahkala, K., Isolahti, M., Partala, A., Suokannas, A., Kirkkari, A-M., Peltonen, M., Sahramaa, M., Lindh, T., Paappanen, T., Kallio, E., Flyktman, M. 2005. Ruokohelven viljely ja korjuu energian tuotantoa varten. Maa- ja elintarviketalous nro 1. 2. korjattu painos. 31 s. http://www.mtt.fi/met/pdf/met1b.pdf Pahkala, K., Pentti, S., Aalto, M., Sahramaa, M., Poikola, J., Enroth, A. 2006. Ruokohelpi. In: toim. Hanna Luoma, Sari Peltonen, Jukka Helin ja Hanne Teräväinen. Maatilayrityksen bioenergian tuotanto. ProAgria Maaseutukeskusten Liiton julkaisuja 1027: Tieto tuottamaan 115: p. 35-47 Peltonen, S (toim.). 2008. Peltokasvien kasvinsuojelu 2008. ProAgria Maaseutukeskusten liiton julkaisuja, no. 1048. 64 s. Salo, R.(toim.) 2000. Biomassan tuottaminen kuidun ja energian raaka-aineeksi. Tutkimuksen loppuraportti, osa I. Ruokohelven jalostus ja viljely. Maatalouden tutkimuskeskuksen julkaisuja. Sarja A 84. 86 s. 12
Skörd av rörflen Rörflen som används inom energiproduktion skördas på våren efter att snön har smält. Den har vid denna tidpunkt vanligtvis låg fukthalt och bra bränslekvalitet. Under vintern kan snön ha tryckt ihop rörflenet till ett ca 20 cm tjockt lager vilket försvårar skörden. Skörden underlättas om åkern är jämn och stenar borttagits vid grundbearbetningen. Under skörden bör undvika nya spår göras eftersom de nya spåren försvårar skörden följande år. Den första skörden erhålls två år efter sådd. Efter det skördas åkern årligen i maj-juni. Om det finns tjäle kvar i marken kan åkern skördas direkt efter snösmältning. Om det inte finns tjäle kvar i marken eller om den smälter samtidigt som snön så måste man vänta tills marken är så torr så att den bär maskinerna. Rörflenen måste skördas senast då de nya skotten är mindre än 10-15 cm. Bränslekvaliteten försämras med inblandning av nya skott och dessutom försämras nästa säsongs skörd när dessa klipps av. Skörden görs oftast av professionell entreprenör eftersom skördemaskinerna är dyra. I fall odlaren har lämpliga utrustningen kan han förstås även skörda rörflenen själv. Fukthalten vid skörden är 10-15 %. Slåtter och ihopsamling Vid slåtter av rörflen lämpar sig tallrikslåttermaskiner och tallrikslåtterkrossare. Tallrikslåttermaskinens (Bild 2) fördelar är att den är lätt, har bra justeringsmöjligheter för kapning samt att den har låga skördeförluster. De låga skördeförlusterna beror på att den inte har någon krossenhet. Tallriksslåtterkrossaren har däremot fördelen att inga uppsamlingsmaskiner behövs eftersom den själv gör färdiga ihopsamlade strängar. Vid slåtter bör krossarens varvtal sänkas och krossarens tänder bör lossas så mycket som möjligt. På vissa modeller kan krossardelen lossas helt och hållet för slåtter av rörflen. Med rätt inställda slåtterkrossar kan skördeförlusterna minskas till nivå med tallrikslåttermaskin. Bild 2. Skörd med tallrikslåttermaskin. (Foto: Timo Lötjönen, MTT) Gräset som slagits med tallriksslåttermaskinen bör samlas ihop innan den skördas. För ihopsamlingen används samma sorts rotoruppsamlare som vid foderskörd. Dessa har inte visats orsaka stora förluster om inställningarna är korrekta. Väsentligt är att de ihopsamlade strängarna är i lämplig storlek för skördemaskinen. Framför allt bör stora högar inte lämnas i 13
regnet eftersom mitten på högarna torkar långsamt. En ny ihopsamling kan också orsaka stora förluster. Skörd i balform Fördelen med balning är att densiteten är högre men nackdelen är att de måste krossas innan vidare förbränning i kraftverk Den vanligaste baltypen för rörflen är rundbalen (Bild 3). De är billigare och lättare än fyrkantbalar. Bild 3. Rörflensskörd med rundbalar. (Foto: SLU BTK) Fördelen med fyrkantbal (Bild 4) gentemot rundbal är högre transportkapacitet, tack vare högre densitet och att formen gör att balarna kan packas tätare. På grund av detta växer fyrkantbalen i popularitet. Bild 4. Fördelen med fyrkantbalar är balarna får högre densitet och får en mer hanterbar form. (Bild: Timo Lötjönen, MTT) Målen med balarna är att de ska vara täta och bra formade så att de passar bra i en vanlig lastbil. Densiteten på balen varierar mycket beroende på vem som gjort balen trots att samma 14
teknik använts. Storleken på balen bestäms då köpare och säljare gör upp kontraktet. En rundbal har vanligtvis en diameter på mindre än 130 cm och bredden är 120 cm. Storfyrkantbalen har de rekommenderade måtten 120 cm x 70 cm x 240 cm (bredd x höjd x längd). Med en rörlig kammarbalningsmaskin får man oftast rörflensbalar med lite högre densitet och skördeförlusterna kan vara lite mindre än vid fasta kammarbalningsmaskiner. Ny forskning har dock visat att även med rätt inställd fast kammarbalningsmaskin kan lika täta balar fås. Maskinerna får inte köras för hårt/fort så att balen hinner fyllas ordentligt. Rundbalarna bör, för bäst resultat, knytas med fyra nätlager. Storfyrkantbalarnas densitet är vanligtvis högre och formen är, med avseende på transport och lagring, bättre än för rundbalar. Vid transport erhålls 30-50 % tyngre laster med fyrkantbalar. Detta är definitivt en orsak till deras popularitet. Fyrkantbalningsmaskiner är dock dyra och det finns inte lika många som det finns av rundbalningsmaskiner. Fyrkantbalningsmaskinerna är även tunga, vilket kan vara problem om marken ej är tillräckligt torrt vid skörd. Rundbalarna kan knytas med nät eller snöre medan fyrkantbalarna endast knyts med snöre. Plastsnöret har bättre hållbarhet och används därför oftare än fibersnöre. Skörd med löshack Fördelen med löshack är att rörflenen kan hackas på åkern till lämplig storlek för pannanläggningarnas transportörer. Därmed går det att undvika ytterligare krossning och malning efter skörden på åkern. Denna typ av skörd är ekonomisk lönsam i fall odlingen befinner sig mindre än ett par mil från en bränsleterminal. Proceduren sköts med en exakthack eller hackvagn, som kopplas till en traktor (Bild 5). Det skördade hacket flyttas åt sidan och lagras i stackar. Stacken packas ihop med traktor och därefter omsluts den packade stacken med plast. Rörflenen blandas därefter med torv och träflis vid transport och således behövs ingen hantering av rörflen separat på pannanläggningens gårdsplan. Rörflenshacket bör vara av jämn kvalitet och längden på de hackade materialet ska vara under 50 mm för att det ska blandas väl med huvudbränslena och även för att bränslematningen vid pannan inte ska krångla. Med exakthacken är det lätt att få till den rätta längden på hacket. Bild 5. Rörflen skördas med en exakthackarvagn. (Foto: Timo Lötjönen, MTT) 15
Transport till lagringsplats Rörflensbalarna bör transporteras från åkern till ett mellanlager som antingen är ute vid vägen där långtradarna för bränsletransport kan passera eller så skickas de direkt till köparens bränsleterminal. Om åkern är belägen nära pannanläggningen kan förstås också transporten ske direkt till anläggningen. Närtransporterna sköts bl.a. med skogsvagn, lastbil för virke, balvagn och frontlastare med balpiggar eller balklämmare. I fall lång räckvidd är viktigt kan en liten kranbil användas i stället för frontlastare. Bild 6. Fyrkantbalarna flyttas till transportvagn med balhållare. (Foto: Timo Lötjönen, MTT) Löshacket transporteras till stackarna med fodervagn. Oberoende av transportprocedur får inte balarna förlora formen eller förstöras i närtransporten. En deformerad bal ryms inte lika bra i distanstransporten och de orsakar även problem i följande behandlingar. Närtransporterna bör därmed skötas med hög noggrannhet. Om balarna inte hålls ihop kan det bero på för dåligt spända snören. Transporten fram till mellanlagringen är oftast odlarens ansvar. För dig som vill läsa mera: Lötjönen, T. 2008. Korjuutappiot ja paalintiheys ruokohelven kevätkorjuussa. Julkaisussa: Maataloustieteen Päivät 2008 [verkkojulkaisu]. Suomen Maataloustieteellisen Seuran tiedotteita no 23. Toim. Anneli Hopponen. 6 s. http://www.smts.fi Pahkala, K., Isolahti, M., Partala, A., Suokannas, A., Kirkkari, A-M., Peltonen, M., Sahramaa, M., Lindh, T., Paappanen, T., Kallio, E. & Flyktman, M. 2005. Ruokohelven viljely ja korjuu energian tuotantoa varten. Maaja elintarviketalous nro 1. 2. korjattu painos. 31 s. http://www.mtt.fi/met/pdf/met1b.pdf Vapo 2008. Ruokohelpi Viljely-, korjuu- ja varastointiohjeet. Vapo paikalliset polttoaineet. 12 s. http://www.vapo.fi/filebank/3589-ruokohelpi_viljelyesite_www08.pdf 16
Bild 7. Rundbalarna transporteras från åkern till ett mellanlager. (Foto: SLU BTK) Lagring och distanstransport av rörflen Lagring Mellanlagringen är oftast odlarens ansvar. Det skördade materialet lagras på ett torrt område i skydd från regn. I utomhusplatser för mellanlagret väljs en torr lagringsplats med en hållbar och stabil botten. Bottnen bör vara tillräckligt jämn så att balarna hålls stadigt och säkert på plats. Mellan marken och balarna läggs någon typ av skydd, vilket t.ex. kan vara lastpallar eller träflis. Därefter radas balarna ovanpå varandra så att högen smalnar av uppåt. Mellan balarna behövs inget vindutrymme. Över balhögen läggs en bred skyddsplast som vattenskydd. Högarna bör heller inte vara för höga så att den blir besvärligt att täcka den med plastskyddet Detsamma gäller stackarna som hacket mellanlagras i. Skyddsplasten bör fästas bra eftersom vinden lätt kan få tag i plasten och riva sönder den. Kanterna på plasten bör slutligen täckas med ordentliga jordhögar. Det är även viktigt att se till så att ingen kryper in under plasten då den är på plats. Det kan nämligen bildas kvävande gaser under plastskyddet. Utomhuslagret bör placeras nära en väg som är duglig för bränsletransporten. Vägen bör hålla för en långtradare och dessutom bör det finnas en vändplats som är tillräcklig för långtradaren. Lagringsplatsen får heller inte vara i en backe så att långtradaren får svårt att komma iväg. Lagret bör också vara inom räckhåll för långtradarens kran, vilket betyder ett avstånd på ca 8 meter. Om den mottagande bränsleterminalen är tillräckligt nära bör direkttransport övervägas, vilket eventuellt kan göras med traktorer. Med bränsleterminal avses ett område för flisbehandling eller torvlastningsområde. Med direkttransport kan arbetet och kostnaderna med mellanlagringen undvikas. Ansvaret för rörflenen tas över av mottagaren vid leveranstillfället. Vid bränsleterminalen sköts rörflenslagringen på samma sätt som vid mellanlagringen, d.v.s. på en torr plats skyddat från väder och vind. I praktiken kan balhögarna göras högre eftersom markens bärighet oftast är bättre på ett för ändamålet designat område och dessutom finns oftast även bättre maskiner med längre räckvidd till hands. De understa balarna får dock inte 17
gå sönder eller deformeras p.g.a. för hög belastning. På bränsleterminalen kan rörflenen hackas och blandas med andra bränslen. Det är vanligtvis även lättare att utföra detta arbete på en bränsleterminal än på många pannanläggningar eftersom utrymmet oftast är väl tilltaget. Pannanläggningarna har vanligtvis inte utrymme för långtidslagring av rörflen och därför transporteras rörflen till dessa efter behov. Rörflensbalar lagras endast för kortare tider, vilket kan variera från endast några timmar till några dagar. Balarna förvaras helst i skydd från regn men de korta lagringstiderna innebär att detta inte är av högsta betydelse. Bild 8. Rundbalar i terränglager innan högen täcks med skyddsplast. (Foto: SLU BTK) Distanstransport av hackad rörflen är dyrt och därför skördas rörflen endast som hack då mottagaren eller bränsleterminalen finns nära odlingsplatsen. Det hackade materialet lagras i stackar på torra och hårda ytor i en procedur som liknar den för foderstackar och det behövs ingen skyddsplast under stackarna. Stackarna trycks ihop och packas med traktor och täcks slutligen med skyddsplast som noga förankras i marken. Pannanläggningarna lagrar vanligtvis inte hackat rörflen. Torrt rörflenshack blåser lätt iväg. Rörflensdamm är brandfarligt och kan även orsaka problem med arbetsmiljön. Bränsleblandningarna tillverkas nästan alltid strax innan användning och lagras därmed inte någon längre tid. Orsaken till detta är att bränsleegenskaperna lätt kan förändras. Om t.ex. huvudbränslet är blött kan de andra bränsletyperna även ta åt sig fukt och då förändras de kända bränsleegenskapen. Eftersom rörflen är ett lättantändligt bränsle är all eldhantering på bränsleterminalerna förbjuden. Varma arbetsmaskiner och bilar kan också antända rörflensdammet och man bör undvika att köra bil på lagringsområdet. Värt att komma ihåg är att bilarnas katalysatorer är mycket varma efter körning De som arbetar på lagringsområdet bör kontrollera möjliga brandorsaker och det bör även finnas vatten nära till hands för släckning. Distanstransport Rörflen är ett bränsle med låg densitet och därför transporteras det korta sträckor förutom då det är balat. Lastvikten blir alltid under långtradarnas kapaciteter och därför är lönsamma transporter relativt korta. Som löshack är densiteten som bäst 70 kg/m 3 och en last på 150 m 3 väger därmed endast ca 10 ton. Löshack kan som längst transporteras 30-50 km med bibehållen lönsamhet. 18
Balarnas densitet är vanligtvis 140-180 kg/m 3 och som mest ca 200 kg/m 3. En full last med storfyrkantbalar kan komma upp i 20-25 ton medan en rundbalslast kan väga 15-18 ton. En ballast kan transporteras upp till 70-80 km. Avstånden är kraftigt beroende av utbudet på konkurrerande bränsletyper och kvaliteten på balarna. Dåligt packade balar är svårare att packa än fint formade balar. Tabell 1 visar verkliga volymer och vikter vid långtradartransporter. Tabell 1 Rörflenslaster i långtradare (Teuvo Paappanen ym., Maataloustieteen päivät 2008) Rörflenslast Verklig volym, m 3 Massa, ton Löshack 150 10,5 Rundbal 81,4-110,3 14,7-18,3 Storfyrkantbal 114-133,1 20,5-28,5 Balningsmaskinerna som används gör vanligtvis rundbalar med diametern 1,2 m och 1,5 m. Fyrkantbalarna har måtten 1,2 x 0,7 x 2,4 m eller 1,2 x 0,9 x 2,4 m. Stora fyrkantbalar är förmånligare att transportera eftersom de är lättare att packa än rundbalar. Balarna måste ha exakta mått så att hela bredden på lastbilen kan utnyttjas. Balarna måste därtill även vara hållbara. Söndriga och dåligt utformade balar försämrar transporterna märkbart. Rörflensbalar transporteras till kraftverket med bl.a. virkeslångtradare. Dessa fordon har verktyg för lastning, vilket underlättar arbetet. Lastbilar för långa transporter kan även vara utrustade med analysverktyg så att balarnas fukthalt kan mätas automatiskt i samband med transporten. Bild 9. Storfyrkantbal. (Foto: Timo Lötjönen, MTT) Rörflen kan även förädlas till pellets eller briketter, vilket beskrivs mer ingående följande kapitel. Dessa bränsletyper är lätta att transportera och hantera med traditionella maskiner för träflis. 19
Bränsleförädling Rörflensbiomassa kan komprimeras till briketter, pelletter (eller pellets) eller malas till pulver (Bild 10) Bild 10. Längst bort briketter och pellets av rörflen. Närmast t.v. rive rörflen och t.h. rörflenspulver. (Foto: Björn Hedman, SLU) Briketter är vanligen cylinderformade med en diameter på minst 25 mm (SIS-CEN/TS 14961:2005). En pellet är en liten cylinder av komprimerad biomassa med en maximal diameter på 25 mm (SIS-CEN/TS 14961:2005). På den svenska marknaden varierar diametern på briketter mellan 70 och 90mm medan pelletter varierar mellan 6 och 15 mm. Bränslepulver är torrt finmalt material med en normal partikelstorlek på under 1 mm (SIS- CEN/TS 14961:2005). Till skillnad från oförädlad biomassa så är pellets och briketter komprimerat material med en bulkdensitet på 550-700 kg/m 3, vilket minskar kostnaden för transport och lagring. På marknaden förekommande komprimerade bränslen kan användas i automatiska styrda bränsleutrustningar (för hushåll eller i industriell skala) med förbättrade förbränningsförhållanden. Dessutom kan de användas som energibärare för långdistansleveranser vilket möjliggör användning som bränsle i storskaliga centraliserade värme- och kraftanläggningar eller för tillverkning av flytande bränslen. I Sverige är det huvudsakligen tre grupper av energiproducenter som använder förädlat biobränsle: Storskaliga kommersiella värmeanläggningar (> 2MW), medelstora pannor, oftast i blockcentraler, och marknaden riktad mot hushåll. I dag går ungefär 20 % av pelletsproduktionen till hushållsbruk. Pelletering Förädling av biomassa till pellets som i sin tur används som fast bränsle för att producera värme och elektricitet har visat sig vara ett av de bästa sätten att använda bioenergi i industrialiserade länder. Till exempel så har marknaden för pellets i Sverige ökat från 20
omkring 240 000 ton år 1995 till 1 500 000 ton år 2007. De pellets som förekommer på marknaden har oftast tillverkats av trä. Experiment och småskaliga industriförsök har gjorts för att producera pellets från rörflen. Figur 2 visar en förenklad processlayout över en produktionslinje för tillverkning av pellets från rörflen. Likande produktionslinjer finns även för pellets från trä och andra biobränslen. Beroende på tillgänglighet av bränsleråvara så kan blandaren bytas ut mot en enkel silo. Figur 2. En förenklad layout över en produktionslinje för pelletstillverkning (Håkan Örberg). Några viktiga saker att ta hänsyn till före pelletstillverkning. Råvara: Balar eller lös biomassa med fukthalt 16% (vikt). I norra Sverige klarar vårskördad rörflen dessa fukthaltskrav. Rivning: Partikelstorlek bör efter rivning vara 15 mm. På grund av att råvaran är torr och lätt fattar eld vid hög maskinhastighet är det viktigt att välja maskinutrustning med brandsäkerhetsarrangemang. Avskiljning: Föroreningar (jord, sten, metall, etc.) är mycket vanliga närhelst agrobiomassa används. En luftströmsseparator rekommenderas starkt. Nedan ges en beskrivning på processen de huvudsakliga stegen vid pelletstillverkning. De illustreras även i Figur 3. Detaljerna i processen kan förstås variera. Figur 3. Huvudsteg vid pelletstillverkning 21
Malning: Efter att föroreningar avskiljts genom en separator så placeras mals råvaran, oftast i en hammarkvarn. Partikelstorleken bör kontrolleras så att den understiger 6 mm efter malning. De flesta leverantörer av pelletproduktionslinjer inkluderar en hammarkvarn i sitt sortiment. Ångkonditionering: Denna är viktig för att mjukgöra lignin och hemicellulosa och öka kapaciteten. Ångkonditioneringsutrustningen är av standardtyp, bestående av en motordriven axel med blandarpaddlar placerade i en horisontell cylinder. Överhettad ånga injiceras in och blandas med hjälp av paddlarna i det material som flödar genom cylindern. Det nödvändiga ångtrycket varierar mellan tillverkare (t.ex 6 bar för maskin från Bühler till 10 bar för Sprout). Ångförbrukningen specificerad av försäljarna är upp till 300 kg/tim för en produktionslinje med en kapacitet på 10-12 ton/timme. Men denna siffra beror på temperaturen på materialet som matas in i konditioneraren, Pelletering: Det finns två typer av pelleteringstekniker att välja mellan på marknaden. De flesta tillverkare (förutom KAHL) föreslår en vertikal roterande ringmatrispress (Figur 4a) vilket också idag är den vanligast förekommande för pelletering av träråvara. Den variant KAHL föreslår har en horisontell plan matris och en roterande rullenhet (Figur 4b) Figur 4. (a) Roterande ringmatrispress, (b) Planmatrispress (Sten Dahlqvist) Bindemedel är oftast inte nödvändiga för att göra pellets av rörflen när man har processparametrar och råvara är väl under kontroll. Kylning: Kylningsprocessen är viktig för att erhålla formstabila pellets av god kvalitet. Under pelleteringsprocessen bildas värme genom friktion. Den relativt lilla mängden vatten i råmaterialet utövar då ett ångtryck när det omvandlas från vätske- till gasfas. För att förhindra detta tryck att bryta upp de nybildade pelletterna, eller för att förhindra att bränslet svettas, är det ofta nödvändigt att kyla ner pelletterna omedelbart efter kompression. Användare kan välja en bandkylare eller en motströmskylare. Leverantören kan lämna bra förslag om detta. Sållning: Ett oscillerande såll kan användas för att separera pellets från finmaterial som härrör antingen från läckande råmaterial eller från defekta pelletter. Denna process är i många fall nödvändig för att den ökar kvaliteten på handelsvaran. När pellets levereras till småskalig hushållsanvändning så är separationsprocessen speciellt viktig eftersom damm och finpartiklar kan orsaka problem i eldningsutrustningen (brännare, kaminer och pannor). Dessutom kan dammspridning medföra hälsoproblem för människor. 22
Brikettering Briketteringen är en enklare process än pelleteringen. Efter att råvaran rivits (Figur 2) kan biomassan briketteras direkt; finmalning och ångkonditionering är inte nödvändiga. Även större partiklar upp till 30 mm kan briketteras. Det är heller inte nödvändigt med kylning av den färdiga produkten, briketter kan kylas medan de exponeras för luft under transport på en skena (upp till 30 m lång) vilket medför en lägre kostnad än pelletstillverkning. Tabell 2. En jämförelse mellan pellets och briketter Pelletering Brikettering Fukthalt i råvara, % 10-15 10-15 Råvarans storlek Finmald < 6 mm Riven < 20-30 mm Produktens storlek (på Ø 6 12 mm, L < 40 mm Ø 25 100 mm, L < 40 marknaden) Produktens bulkdensitet 550-650 kg/m 3 600 700 kg/m 3 Energiförbrukning MJ/ton 220-290 140-180 Förbränningsteknik Brännare med automatisk matning Brännare med automatisk eller manuell matning Brikettering kan utföras genom direktkompaktering genom kolv- eller skruvpressteknologi (Figur 5). I Sverige används ofta mekaniskt eller hydrauliskt drivna kolvar. Feedstock Loose biomass Briquette Coolant Nozzle Piston Hydraulic or mechanical piston drive Flail Figur 5. Briketteringstekniker: Kolvpress (vänster) och skruvpress (höger) (Bhattacharya et al. 1989). Bränslepulvertillverkning Pulvriseringsprocessen liknar den som föregår pelleteringen förutom att råvaran istället för att komprimeras till pellets mals ned ytterligare. Pulverförbränning kräver mindre partiklar än pelletering. Vissa Svenska pulvereldade förbränningsanläggningar kräver en partikelstorleksfördelning där 90% (vikt) av materialet är mindre än 1 mm och 50% mindre än 0,5 mm. Oftast krävs mindre partikelstorlek under den varmare delen av året (lågeffektfas). Oftast används en hammarkvarn för pulvriseringen. Vårskördat rörflen med låg fukthalt är ganska sprött och lättmalt. Tillexempel så kan en hammarkvarn med 2 mm såll producera 99% partiklar mindre än 0,5 mm av rörflen jämfört med 90% för träråvara. Pulvret kan levereras direkt till slutanvändare för förbränning i pulverbrännare. Pulvret har emellertid låg densitet och är därför oekonomiskt att transportera och vanskligt att lagra. Ofta transporteras och lagras pulvret som pellets som i sin tur mals till pulver före förbränning i anläggning. Vissa pulvereldade anläggningar använder också bränsle som levererats som briketter. För dig som vill läsa mera: 23
Paulrud, S. 2004. Upgraded Biofuels effects of quality and processing, handling characteristics, combustion and ash melting. Acta Universitas Agriculturae Sueciae Agraria 449. Swedish University of Agricultural Sciences. Swedish Standards Institute. 2005. SIS-CEN/TS 14961:2005. Fasta biobränslen Specifikationer och klassificering. Bhattacharya, S.C., Sett, S. & Shrestha, R.M. 1989. State of the Art for Biomass Densification. Energy Sources 11, 161-182. Taylor & Francis. Hantering av rörflen i pannanläggningar Allmänt Rörflenen anländer till pannanläggningarna som balar, löshack eller färdig bränslemix. Den kan även användas i förädlad form som briketter, pellets och pulver (se föregående avsnitt), men följande avsnitt behandlar främst hanteringen av oförädlat bränsle i storskaliga anläggningar. I dagens pannor används rörflen som bibränsle, oftast tillsammans med träflis och torv. För att kunna blandas och transporteras i bränsletransportören bör rörflenen vara hackad eller krossad. Helst bör längden på rörflenskrosset vara under 50 mm. Långa rörflensbitar har risk att fastna i olika trasportanordningar. Dagens pannanläggningar är oftast designade för träbränslen och torv. Rörflenens bränsleegenskaper skiljer sig dock ganska mycket från dessa, vilket medför att rörflen i en bränslemix endast kan stå för 10-20 % av energin. I en mix med frästorv och rörflen står då rörflen för 20-40 % av volymen. I pannor som är designade för halmbränslen går det att förbränna rörflen utan att blanda med andra bränslen, men erfarenheterna på detta område är än så länge begränsade. Senare i denna handbok presenteras rörflenens bränsletekniska egenskaper. Bild 11. En träkrossare används vid framställning av rörflen-torv blandning vid en pannanläggning. (Bild Timo Lötjönen, MTT) 24
Rörflensbalar krossas nu med maskiner som är konstruerade för främst trä- och returbränslen. De första maskinerna för bearbetning och matning konstruerade speciellt för rörflen blir klara någon gång under 2008. Dessa grundar sig på danska varianter av halmmaskiner. Krossning av rörflensbalar Många varianter av krossmaskiner har provats. De balrivare som används inom jordbruket har oftast för låg kapacitet för en pannanläggning och dessutom är de inte tillräckligt hållbara. Krossarna som används till trä- och returbränslen har en tillräcklig kapacitet men nackdelarna med dessa är en hög dammbildning, högt ljud och i vissa fall har de visat sig bli överbelastade. Många anläggningar och bränsleterminaler använder sig av flyttbara krossar eftersom krossning av rörflen är en säsongssysselsättning. Långsamma maskiner av rivtyp har visat sig vara bästa typen för krossning av rörflensbalar. Fördelarna med långsamma krossare är: Mindre dammbildning Lägre ljudnivå Lägre risk för gnistbildning Lägre risk för överhettning och brand Lägre energiförbrukning Förmågan att kapa och krossa snören och nät som omgärdar balarna I nästan alla krossmaskiner fastnar balsnörena kring axlar och maskinen måste stannas för att rensa bort de inlindade balsnörena. Om snörena och näten, som håller ihop balen, kapas i små 5 cm bitar ställer de inte till med några problem i bränslematningen. I själva pannan orsakar inte snörena och näten någon skada eftersom de är gjorda av brännbart material, t.ex. av plastfiber eller naturfiber. I förbränningen får band eller trådar av metall inte användas. Det finns också s.k. hackade balar. Hacket är dock inte tillräckligt kort för pannanläggningen. Eftersom balarna ändå måste rivas vid anläggningen finns det inga direkta fördelar med detta system. Vid införskaffande av ett nytt krossystem för rörflen verkar det bästa alternativet vara långsamt rivande krossar avsedda för stora halmbalar. Till krossen bör också en matningstransportör skaffas. Investeringen blir rimlig eftersom kapaciteten kan vara ganska liten med tanke på att endast 10 % av energiandelen kommer från rörflen. Till balmatningstransportören är det värt att skaffa en klippare som avlägsnar snörena och näten från balarna. Hela kombinationens funktion bör säkerställas så att alla delar i kedjan klarar av de tänkta baltyperna. Dagens packningsystem för rörflensbalar är kända från jordbruket. Storfyrkantbalarna är tätare packade och till måtten mer exakta än rundbalarna. Av denna anledning är det lättare att hantera storfyrkantbalarna i krossen än rundbalarna. Storfyrkantbalarnas klara fördelar framkommer också vid transport och lagring. Packningssystemet för storfyrkantbalar är dock dyr och då det idag finns många fler system för rundbalar kommer dessa två system att användas sida vid sida ett bra tag till. Krossmaskinerna som används vid pannanläggningarna bör placeras inomhus så att de är skyddade från regn och snö. Vid införskaffande av ett krossystem är det även värt att bygga ett halvöppet rörflenslager. 25
Blandning och matning av rörflen till pannan Blandning med frontlastare Blandning av rörflen med huvudbränsle görs genom att breda ut huvudbränslet på marken vid terminalen eller vid anläggningen och därefter strö ett lager med rörflen. Detta görs flera gånger så att det bildas ett flervåningslager. Flervåningslagret kan därefter skickas iväg med långtradare eller direkt till pannan. Proceduren som beskrevs fungerar men är tidskrävande och kräver stor noggrannhet. Dessutom bör vädret vara lugnt och torrt så att inte bränslet flyger iväg eller blöts ner. Bild 12. Exempel på en långsamt rivande balkrossarkedja. I förgrunden syns balarnas matningssystem, vilken matar fram balar till krossen (Foto:Timo Lötjönen, MTT). Blandning med bandtransportör Krossat rörflen kan också strös på liknande sätt i bandtransportören. Rörflenshackaret blandas då med huvudbränslet då transportören från lagret skickar det till huvudtransportören. Detta arbete är mindre känsligt för vädret eftersom det kan göras i skydd från väder och vind. Krossning tillsammans med huvudbränslet Rörflen blandas effektivt med träflis om de krossas tillsammans i en fliskross som klarar av grot. Denna krosstyp fungerar även för rörflen. Blandning i matningsficka Om det finns en skild mottaggningsplats för rörflen med egen behandlingskedja kan rörflen materialet skickas med en egen transportör till pannans matningsficka. På detta sätt blandas rörflen med huvudbränslet då det faller ner på huvudtransportörens band. Mängden rörflen kan då justeras genom att ändra hastigheten på rörflenstransportören. Rörflenen är lätt och tar snabbt upp utrymme på transportbandet. Ett transportsystem som är designat för torv och träflis har då ett maxvärde på hur mycket rörflen som kan inblandas eftersom transportbandet blir fullt. 26
Skilda bränslematningssystem är definitivt att föredra med hänsyn till hantering. Med två system minskas risken för felblandning i silon samt problem med varierande ytnivåer i lagringssilona. Ett extra system ökar förstås kostnaderna och dessutom kan det vara svårt att få plats med ytterligare ett bränslematningssystem i en färdig anläggning. Pneumatisk matningslinje Ett pneumatiskt system för fluidbäddar befinner sig på utvecklingsstadiet. I detta fall har rörflen en egen matningslinje. Det är viktigt att designa denna på rätt sätt så att rörflenen blandas väl i bädden och så att rörflenens snabba förbränning i matningshålet och ovanför detta kan undvikas. Tillsammans med rörflenen tillkommer även en del extra luft och detta bör tas i beaktande för att kunna uppnå optimal förbränning. Extraluften snabbar upp en redan snabb förbränningsprocess. Det kan p.g.a. detta finnas risk för heta platser i pannan, vilket kan orsaka sintring. Ovanför matningsschaktet kan det finnas risk för slaggning på pannväggarna. Om en pneumatisk matningsanordning byggs bör dimensionerna vara väl tilltagna så att inte rörflenen förorsakar stopp i systemet. Vida öppningar kommer i sin tur att orsaka problem med att ännu mer luft kommer in till pannan. Lufttrycket som krävs uppnås bäst med en kompressor. Anordningen bör förstås konstrueras så att den klarar av kompressorns maxtryck. Linjen förses även med tryckmätare så att man lätt kan se var eventuella stopp uppkommer. För att underlätta underhållet bör luckor monteras längs den pneumatiska linjen. I fall man inte vill mata in rörflen pneumatiskt i pannan men ändå behöver pneumatiken för att transportera rörflenen från lager till pannan, kan en cyklon användas för att separera luften från bränslet. Efter cyklonen kan då rörflenen matas med vanligt transportband in till pannan. Rörflen är ett lättantändligt bränsle och därför bör transportlinjerna utrustas med brandsläckningsutrustning. Rörflen som bränsle Den viktigaste egenskapen för ett bränsle är förstås dess energiinnehåll. Men egenskaper som påverkar energiutnyttjandet och hanterandet före, under och efter förbränning är också betydelsefulla. Vid bränsleinmatningen så är egenskaper som t.ex. hållfasthet för briketter och pellets samt andel finpartiklar viktiga. Under förbränning är sådana egenskaper som fukthalt, askhalt och värmevärde viktiga för förbränningsförlopp men även askans innehåll av eventuellt processtörande ämnen är nödvändiga att känna till. Slutligen bör det beaktas de ämnen som eventuellt kan orsaka miljö- och hälsofarliga utsläpp samt vilka ämnen som kan finnas kvar i askan efter förbränning. Generellt är rörflen som skördats rätt på våren, lagrats och hanterats rätt med hänsyn till värmevärdet ett bra bränsle som brinner bra och fullständigt. Det ger pellets och briketter med hög hållfasthet som orsakar få problem vid bränsleinmatning, förbränning och övrig hantering Faktorer som påverkar bränslekvaliteten för rörflen. Bränslekvaliteten för ett askrikt bränsle som rörflen är till stor del beroende på mängd och sammansättning av askan i bränslet. Detta beror i sin tur på när och var gräset är skördat. Den största betydelsen för rörflenets bränsleegenskaper har skördetidpunkten. Plantor som lämnas kvar efter växtsäsongen torkar ut och näringsämnen transporteras ner till rötterna och 27
lakas ur med snösmältning eller regn. Rörflen som skördas på våren har mycket hög torrhalt och låga halter av lättrörliga joner som kalium (K), Natrium (Na) och klor (Cl). Detta är positivt ur bränslesynpunkt eftersom det höjer askmältpunkten och därmed minskar risken för sintring och påslag av askan. Minskning av klor och svavel ger dessutom en minskad benägenhet för korrosion. Tidig vårskörd höjer därför kvaliteten betydligt jämfört med höstskörd, men även tidpunkten på våren är kritisk eftersom även små mängder färska skott sänker asksmältpunkten. Rörflenens askhalt beror till stor del på den jordart den vuxit i. Generellt ger lerjordar de högsta askhalterna medan mullrika jordar ger de lägsta. Jordart och gödsling påverkar även askans sammansättning och genom att bland annat andel blad, som brukar ha högre askhalt och andel alkali, kan variera mellan växtsorter (genotyper) kan även detta påverka både mängd och sammansättning av askan. Bränslekvalitet jämfört med andra bränslen Generellt har rörflen liknade kvaliteter som andra stråbränslen, i Tabell 3 och Tabell 5 exemplifierade med vetehalm. Genom att vårskördat rörflen normalt har låg fukthalt så är värmevärdet vid ankomst till anläggning fördelaktigt jämfört med många andra oförädlade bränslen, som t.ex. torv, flis och bark. Svavel- och kvävehalter är högre för vårskördat rörflen än för träbränslen men lägre än för torv. Askhalten är jämförelsevis högre än för träbränslen, vilket ställer speciella krav på förbränningsutrustningen. Halten av silikat i askan är markant högre än för de flesta andra biobränslen men typisk för stråbränslen. Den sammanlagda mängden av ämnen som sänker smältpunkten (t.ex. K, Ca, Na) är relativt låg, vilket bidrar till rörflenens höga asksmälttemperaturer. Laboratorieförsök har visat att rörflen som eldas ensamt inte är ett bränsle med hög sintringsrisk, men risken är större än med t.ex. bark och flis. Vårskördad rörflen innehåller oftast högre halter av klor än trä- och torvbränslen, men lägre halter än vetehalm. Oftast ligger klorhalten under 0,1 viktsprocent av bränslets torrsubstans (ts). Klor medför problem av flera slag. Det bildar kloridsalter som sänker askans smältpunkt. Tabell 3. Bränsleegenskaper för rörflen och andra biobränslen för jämförelse. Siffrorna är ungefärliga värden och i verkligheten kan halterna variera en del. (ts=torrsubstans) Egenskap Rörflen Vetehalm Flis Bark Torv Värmevärde vid ankomst, MJ/kg 13-17 12-17 5-17 6-12 6-17 Värmevärde MJ/kg ts 16-19 15-19 17-21 19-22 19-26 Fukthalt % 10-20 12-24 8-60 40-60 30-60 Askhalt % 3-8 3-15 0,1-2 1-4 3,0-8,0 Kol, C % av ts 43-48 44-50 47-52 48-54 50-55 Väte, H % av ts 5,3-6,0 4-6 5-7 5-7 3-6 Svavel, S % av ts 0,05-0,2 0,03-0,4 0,01-0,3 0,02-0,1 0,1-0,4 Kväve, N % av ts 0,2-1,5 0,3-0,7 0,01-0,2 0,02-0,5 0,9-4 Klor, Cl % av ts 0,01-1 15-19 0,001-0,3 0,01-0,2 0,01-0,1 Natrium, Na % av ts < 0,03 0,1 0,01 0,01 0,007 Kalium, K % av ts 0,4 0,8 0,2 0,3 0,02 Kalcium, Ca % av ts 0,2 0,4 0,3 0,85 0,5 Kisel, Si % av ts 1,8 1,8 0,4 0,2 0,8 Askans mjukningstemperatur, ST C 1 125 1 050 1 180 1 240 1 140 Askans smälttemperatur, FT C 1 590 1 400 1 250 1 400 1 310 28