De energie din lemn sau forestiere energia este unul din bioenergie rezultatul biomasei . Utilizat în principal ca combustibil primar, este transformat din ce în ce mai mult industrial într-un produs secundar combustibil (lichid, gazos sau solid). Este o energie considerată regenerabilă de către Ministerul francez al Mediului, Energiei și Mării , dar contribuția sa la poluarea aerului este „foarte mare, în comparație cu alți combustibili” . În special, arderea lemnului generează mai multe particule în suspensie decât alți combustibili precum gazul natural, păcura sau chiar cărbunele.
Apar îngrijorări și standarde de descărcare mai stricte, inclusiv în ceea ce privește emisiile de praf și monoxid de carbon .
„Lemnul de foc”, folosit anterior sub formă de bușteni și mănunchiuri , este utilizat din ce în ce mai mult în așchii de lemn , pelete (sau pelete ) și uneori în cărămizi reconstituite. A fost utilizat în gazificatoare , poate fi transformat în cărbune și combustibili mai sofisticați (de exemplu, alcool sau gaz natural sintetic (GNS),
Energia lemnului este principala sursă de energie regenerabilă din Franța: 10.200 ktep produs în 2012, contra 4.900 ktep pentru hidroenergie, 1.300 ktep eolian și 450 ktep solar (termic și fotovoltaic). În primul trimestru al XXI - lea secol, plachetele și sectoarele peletele sunt în creștere puternic între industriale (oferte de BCIAT și Comisia de Reglementare a Energiei ) și persoane fizice.
Din timpurile preistorice și până la începutul exploatării cărbunelui , lemnul este de departe cea mai importantă sursă de energie disponibilă pentru încălzirea și gătitul alimentelor.
În Evul Mediu și apoi în epoca modernă, utilizarea lemnului a permis dezvoltarea anumitor industrii consumatoare de energie, cum ar fi fierul și oțelul și fabricarea sticlei, care necesitau temperaturi ridicate. În acest scop, lemnul este transformat prin piroliză (prin carbonizare, carbonatare sau distilare conform surselor) în cărbune , de către meșteri specializați, cărbunii. Acest comerț aproape dispare al XIX - lea secol , ca urmare a răspândirii utilizării cocs produse de piroliză a cărbunelui . Utilizarea cărbunelui începe în Anglia pentru nevoile metalurgiei, în urma penuriei îngrijorătoare a cărbunelui.
Vechile șeminee din Evul Mediu , imense în înălțime și adâncime, au format, ca să spunem așa, în mijlocul camerelor vaste un mic dulap unde iarna se punea pe ambele părți sub mantia șemineului. Copacii întregi au fost apoi aruncați în șemineu, consumul de combustibil a fost excesiv, dar minim în comparație cu întinderile de pădure care acopereau cea mai mare parte a solului. Încetul cu încetul terenul este defrișat, pădurile mari dispar și pe măsură ce combustibilul scade în cantitate, în timp ce populația crește în progresie inversă, formele și amenajările camerelor și șemineelor vechi, dimensiunile lor, sunt revizuite la declin. Coșurile de fum sunt atunci și rămân un mijloc de încălzire a celor mai mediocri. Aerul încălzit este aspirat imediat prin coș. De aceea coșul de fum se încălzește numai prin radiații. Un șemineu obișnuit de apartament poate determina apoi prin curentul său o evacuare de 800 până la 1000 de metri cubi de aer pe oră și, din păcate, acesta este rolul principal al coșurilor de fum: ventilația .
Un indignat enciclopedică la XIX - lea din secolul că , dacă coșurile din Evul Mediu utilizat pentru a elimina 3 până la 4% din energia dezvoltată prin arderea lemnului, seminee în XIX - lea lea retrage al optulea sau al zecelea de energie termică produsă în șemineu , ceea ce nu este mult mai mult. Paris primește anual 500.000 de metri cubi de lemn pe an pentru necesități de încălzire.
Pe de altă parte aragazul ; care este atât de telefonie mobilă, XIX - lea secol utilizarea săraci, dobândește astfel perfecțiune care se spune că la momentul respectiv , toată căldura de combustibil care este ars rămâne în apartament, nu produsele gazoase de natură să scape condensează singur prin conducte cu care sunt montate.
Tot interesul este însă pentru încălzitoare , strămoșul încălzirii centrale , mult mai profitabil, care poate arde indiferent cărbunele, cărbunele de turbă, lemnul, antracitul sau lignitul. Vederea focului care trosnește în vatră și dorința de a nu fi lipsit de acesta este unul dintre marile obstacole care trebuie depășite înainte ca utilizarea încălzitoarelor să se răspândească oarecum.
Alte surse de energie, în special gazele naturale, precum și diferitele produse de rafinare a petrolului , apar ulterior, ceea ce va completa marginalizarea utilizării lemnului ca combustibil .
În Europa, lipsa de cărbune din cauza celui de-al doilea război mondial a dus la o creștere accentuată a consumului de lemn. În Elveția, în ultimii ani ai conflictului, consumul a fost de peste două ori mai mare decât al producției naturale.
Gaz din lemnÎntre 1785 și 1786 , inginerul francez Philippe Lebon a lucrat pentru a demonstra proprietățile gazelor de distilare a lemnului . În august 1800, a publicat un memoriu sub titlul următor, Thermolamps sau sobe care încălzesc, ușor cu economie și oferă, cu mai multe produse prețioase, o forță aplicabilă tuturor tipurilor de mașini . În primele sale dispozitive, Lebon distilează lemnul pentru a colecta gaze, petrol, gudron, acid pirolignos , dar memoriile sale anunță posibilitatea distilării tuturor substanțelor grase și a cărbunelui . El nu se limitează la anunțarea rezultatelor sale, ci le pune în practică: Thermolampe-ul său își găsește prima aplicație cu iluminarea orașului Paris . El a instalat acest sistem pentru prima dată în Hôtel de Seigneley din Paris la 11 octombrie 1801. Sistemul constă dintr-un cuptor mare pe lemne ale cărui gaze produse prin distilare sunt transportate în diferitele camere ale hotelului prin diferite conducte pentru a lumina. în timp ce hotelul este încălzit de căldura produsă de cuptor. Sistemul său și calitatea slabă a gazului său nu au întâmpinat succesul scontat. Philippe Lebon este considerat a fi inventatorul gazului de iluminat . Cu toate acestea, gazul de cărbune va fi produs industrial în scopul iluminării gazului și gazului urban , chiar și în anii 1960, când a fost înlocuit cu gaz natural . Gazul pe lemne a cunoscut o perioadă de interes deosebit în timpul celui de- al doilea război mondial , când a fost produs în gazificatoare , demne de termolampul Lebon, pentru alimentarea vehiculelor cu combustibil .
AziAstăzi, lemnul energetic stârnește un interes reînnoit datorită prețului ridicat al combustibililor fosili , disponibilității sale și naturii sale regenerabile.
Energia de azi provine din arderea lemnului în șeminee sau coșuri de fum deschise sau închise. În țările bogate, în special, sunt utilizate din ce în ce mai multe sobe pe lemne (bușteni, pelete, masă, bușteni hidraulici și sobă hidraulică), focare închise și inserții (bușteni sau pelete) și cazane individuale sau colective (bușteni, pelete, duale -energie sau napolitane ...). Sobe (sobe cu bușteni unici, sobe cu pelete simple, sobe cu bușteni și sobe cu pelete) ajută atât la încălzirea casei, cât și la gătit.
Aerul de ardere furnizează oxigenul necesar reacției de ardere. În șemineele moderne, aerul este furnizat în două locuri diferite pentru a amesteca în mod optim combustibilul și aerul (oxidant).
Aerul primar Primul aport de aer asigură fazele de uscare și gazificare a lemnului, precum și arderea reziduurilor carbonice; Aer secundar alimentarea cu aer după arderea primară asigură un aport suficient de oxigen pentru arderea completă a gazelor generate în timpul arderii primare.În cazanele automate , alimentarea cu aer primar se realizează în funcție de caracteristicile combustibilului, iar alimentarea cu aer secundar este reglată automat în funcție de cantitatea de oxigen conținută în gazele de ardere ( oximetru ).
Arderea primarăLa temperaturi ridicate, lemnul arde producând vapori compuși din vapori de apă, dioxid de carbon, compuși organici volatili (mai ales metan ) și multe alte componente în cantități mai mici. Cu cât era mai umed inițial, cu atât produce mai mult fum pe unitate de energie produsă și cu atât sunt mai grei compușii organici produși. Fără arderea secundară, o parte din fumul se condensează în coș, provocând depozite de funingine și creozot acolo care îl pot înfunda și / sau pot provoca incendii în coș; restul de fum intră în atmosferă ceea ce poate duce la poluare semnificativă cu consecințe asupra sănătății .
Arderea primară este observată în șemineele moderne deschise , vetrele închise (sobe, sobe, cazane etc.), inclusiv dispozitivele certificate (de exemplu tipul Green Flame în Franța sau EPA în Statele Unite ), utilizate la o rată departe de viteza nominală (de exemplu: „inactiv”, numit și „viteză redusă” sau „fum”), vetre vechi închise (sobe, sobe, cazane etc.), vatra generatorului de gaz , faza de aprindere a vetrei închisă cu combustie secundară. Eficiența sa este întotdeauna scăzută (mai mică sau chiar mult mai mică decât 50%).
Arderea secundarăDacă cantitatea de oxigen este suficientă, gazele emise de lemnul încălzit ard la o temperatură foarte ridicată cu o eficiență foarte apropiată de 100%, producând în esență vapori de apă și CO 2și o mică proporție de reziduuri minerale. Într-o sobă modernă („dublă combustie” sau „post-combustie”), după faza de aprindere, devine predominantă arderea secundară. La sobele cu peleți pe lemne , nu există combustie primară, încălzirea inițială a lemnului obținându-se printr-o rezistență electrică . În echipamentele de înaltă performanță, arderea secundară este adesea efectuată într-un compartiment separat.
Puterea caloricăPuterea calorifică a unui combustibil este cantitatea de energie conținută într-o unitate de masă a combustibilului. Această energie este eliberată sub formă de căldură în timpul arderii. În aplicații, este în general util pentru a se referi la o unitate de masă pentru solide și lichide de combustibili și la o unitate de volum pentru gazele .
Puterea calorică a lemnului de foc depinde mai ales de conținutul de umiditate al acestuia , speciile arborelui din care provine fiind mai puțin importante în acest sens. „Acestea sunt cele mai dense păduri, care produc cea mai mare căldură pentru o greutate egală” . Cea mai bună eficiență a combustibilului unei benzine se obține la un nivel de umiditate mai mic de 20%. Într-adevăr, 1 kg de lemn la 50% umiditate eliberează 2 kWh , la 20% 4 kWh .
Benzină | Valoare calorică ( kWh / kg ) |
Benzină | Valoare calorică ( kWh / kg ) |
---|---|---|---|
arțar | 4.1 | Pin | 4.4 |
mesteacăn | 4.3 | Larice | 4.4 |
Fag | 4.0 | Plop | 4.1 |
Stejar | 4.2 | Robinia | 4.1 |
Arin | 4.1 | Brad | 4.5 |
Frasin | 4.2 | Ulm | 4.1 |
Molid | 4.5 | Salcie | 4.1 |
Sursa: Emmanuel Carcano, #Bibliografie , p. 97
PCI ( kWh / kg ) | PCI ( G J / tonă ) | |
---|---|---|
Busteni uscați, despicați | 3.9 | 14.0 |
Brichete din lemn | 4.6 | 16.6 |
Pelete | 4.7 | 16.9 |
Așchii de pădure | 2,5 - 3,5 | 9.0-12.6 |
Potrivit lui Emmanuel Carcano, #Bibliografie , p. 44
PCI ( kWh / kg ) | PCI ( G J / tonă ) | |
---|---|---|
Păcură pentru uz casnic (FOD) | 11.7 | 42 |
Păcură grea | 11.1 | 40 |
Gaz natural | 13.7 | 49.6 |
Cărbune | 7.2 | 26 |
Valoarea calorică este definită în raport cu o unitate de masă. Densitatea lemnului fiind foarte variabilă, cantitatea de energie eliberată pe unitate de volum variază foarte mult, un aspect important având în vedere că lemnul este vândut în general în volum.
În practică, se pot găsi valori ale cantității de energie produsă referitoare la o unitate de volum (cantitatea de energie asimilată unui volum caloric ) de lemn de foc de natură și umiditate definite. Cateva exemple :
Esențe | Masa medie a stereului (25% umiditate) |
"PCI" ( kWh / metru cub ) (25% umiditate) |
---|---|---|
Farmec | 400 până la 500 kg | 1.520-1.900 |
Stejar | 380 - 480 kg | 1440-1 820 |
Fag | 350 - 450 kg | 1310-1 680 |
Pin | 300 - 400 kg | 1230-1 640 |
Brad | 250 - 350 kg | 1.035-1.450 |
Pentru a arde corect, lemnul trebuie să fie uscat, dar cantitatea de apă reziduală rămasă nu este niciodată zero. Umiditatea rămasă este fie sensibilă (menționată absorbită, este fracția de apă liberă ) având legături scăzute cu materialul lemnos (prin compoziția sevei, capilaritatea , efectul buretelui, tensiunea superficială ), fie legată de apă , prin legături moleculare medii numite umiditate nesensibilă, adsorbite . Această cantitate de umiditate atinge întotdeauna o parte din puterea calorică și standardul comercial de uscare definește cu precizie nivelurile de umiditate reziduală de vânzare care sunt foarte deseori departe de a fi bine respectate deoarece faza de depozitare a furnizorului reprezintă o sarcină foarte grea. Activ financiar . De asemenea, este obișnuit ca lemnul să nu fie vândut gata de ars. În timpul arderii, o parte din energie este dedicată vaporizării apei conținute în lemn, a cărei capacitate termică și căldură latentă sunt deosebit de mari. Lemnul verde conține mai mult de jumătate din greutatea sa în apă. Lemnul protejat de ploaie în echilibru cu aerul ambiant are un nivel mediu de umiditate de aproximativ 20%, dar această rată depinde foarte mult de condițiile de depozitare (mezoclimatice). În zonele împădurite puternic, cu producție mare de lemn de esență tare, condiții climatice deseori umede, nivelurile medii normale de umiditate relativă ating în mod obișnuit 60% (sau mai mult), o condiție care nu este foarte propice fazei de uscare protejată și în care expunerea la vânt și radiația solară directă joacă, de asemenea, roluri esențiale. Cele Peletele și cărămizi din lemn comprimat sunt vândute la un conținut de umiditate mai mic până la 10% , care, în ciuda gri de energie semnificativ mai mare, oferind un echilibru ecologic mai favorabil , cu condiția să fie depozitate într-o încăpere deosebit de uscată pentru a preveni orice absorbție a umidității .
Puterea calorică inferioară (PCI) a lemnului:
Această putere calorică depinde puțin de specia sau de partea de plantă considerată (scoarță, alburn etc. ).
„Trebuie să promovăm aparatele cu o bună eficiență a combustiei nu numai pentru a economisi resurse, ci și pentru a reduce riscurile pentru sănătate . "
„Acum este esențial [...] ca noi, indivizii, să învățăm să folosim corect aparatele performante, astfel încât această metodă de încălzire ecologică să nu devină o problemă de sănătate publică . "
Putem compara diferitele rezultate ale tipurilor de încălzire a lemnului (prin „modern” înțelegem un aparat secundar de ardere):
Seminee deschise Șemineu deschisRandamentul este mai mic de 10% (randamentul în timpul arderii. Peste un an, randamentul poate fi negativ, datorită pierderilor termice semnificative atunci când coșul de fum nu este utilizat). În plus, în timpul arderii, o cantitate mare de aer încălzit este aspirat de șemineu și expulzat din locuință (între 300 și 500 de metri cubi pe oră), ceea ce reduce și mai mult eficiența coșului de fum.
Numai arderea primară are loc într-un astfel de șemineu, iar gazele ne-arse ies în natură prin coș. O eficiență energetică de cel mult 10% înseamnă că 90% din energia care poate fi furnizată de combustibil crește literalmente în fum (produse de ardere incompletă ), ceea ce dăunează în mod deosebit calității aerului (în aer liber și în interior). Și reprezintă o adevărată risipă a resursei .
Datorită performanței sale slabe, un șemineu deschis nu este considerat un încălzitor. Multe state au interzis focurile acestor coșuri deschise.
Șemineu cu " inserție deschisă"Interzicerea utilizării vetrelor deschise, care a fost programată în anumite regiuni (în special Île-de-France și Rhône-Alpes ), va avea meritul de a stimula căutarea unei soluții la această problemă. Aceasta constă în realizarea unui șemineu deschis îmbunătățit și cu o poluare redusă. Se bazează pe principiul unei „inserții deschise” cu combustie dublă creată de compania din Grenoble FINOPTIM, al cărei concept se bazează pe tehnologia unică și brevetată DCMO (Combustie dublă în mediu deschis). Pentru a obține arderea dublă într-un mediu deschis, este necesar să puteți aduce aerul oxigenat la temperatură ridicată în contact cu gazele arderii primare . Produsul este introdus în vatră , fără lucrări suplimentare, și provoacă o dublă ardere datorită tuburilor care trec sub vatră, care încălzesc aerul, apoi îl eliberează chiar deasupra flăcărilor. Rezultatele au fost certificate de Centrul tehnic pentru industriile de turnătorie (CTIF).
Rata de monoxid de carbon eliberată este de cinci ori mai mică decât pentru un șemineu deschis și emisiile de particule de zece ori mai mici, dar eficiența energetică medie (45%) a coșului de fum este mai mică decât cea a instalațiilor închise (cel puțin 70%).
Alte dispozitiveÎn general, cazanele au o eficiență semnificativ mai mică decât aragazele cu aceeași tehnologie datorită prezenței în șemineu sau în imediata apropiere a șemineului, a unui cazan a cărui temperatură este din motive de siguranță între 50 ° C și 80 ° C în operatie normala. Temperatura șemineului în sine este scăzută de această sursă rece, care scade eficiența arderii secundare.
Randamente % |
CO g / GJ |
PAH g / GJ |
Praf ( TSP ) g / GJ |
|
---|---|---|---|---|
Deschideți șemineele | 10 | 70.000 | 2,84 | 7.500 |
Vatra și inserții vechi | 10 | 15.000 | 0,56 | 775 |
Aragazuri și aragazuri antice | 40 | 17.500 | 1.5 | 775 |
Cazane vechi | 50 | 14.000 | 0,11 | 500 |
Vatre închise și inserții moderne | 70 | 5.700 | 0,14 | 243 |
Aragazuri moderne și sobe | 70 | 5.700 | 0,14 | 243 |
Cazane moderne de clasa 3 | 75 | 1.300 | 0,05 | 27 |
Randament % | Potențial maxim de căldură util% |
Praful fin ( PM10 ) g / GJ |
|
---|---|---|---|
Cazane mici pentru bușteni | 75 | 75 | 50 |
Cazane mici pentru aschii de lemn | 80 | 80 | 90 |
Cazane cu pelete mici (pelete) | 85 | 85 | 30 |
Cazan automat cu filtru | 80 | 80 | 5 |
Autonomia unui aparat este perioada în care acesta poate funcționa fără alimentare cu combustibil nouă , fără intervenție externă.
Tip | Autonomie |
---|---|
Vatră deschisă | cateva ore |
Insert, vatră închisă | cateva ore |
Soba cu lemne | cateva ore |
Soba clasica cu peleti | 12 până la 72 de ore |
Soba de masa | 12 - 24 de ore |
Tip | Autonomie |
---|---|
creșterea arderii | mai mult de 4 ore |
ardere orizontală | mai mult de 4 ore |
arderea inversă | mai mult de 6 ore |
turbo | mai mult de 6 ore |
cu hidroacumulare | conform dimensionarii |
Tip | Autonomie |
---|---|
Boilere cazane trombocite și granule | în funcție de capacitatea de stocare (în general pe tot parcursul sezonului de încălzire) |
Sursa: Agenția Franceză pentru Managementul Mediului și Energiei (ADEME), p. 4, 9, 12
Element chimic | Procent (%) |
---|---|
Carbon (C) | 49,8 |
Oxigen (O) | 43.1 |
Hidrogen (H) | 6.2 |
Azot (N) | 0,2 |
Elemente minerale ( Ca , K , Mg ) | 0,7 |
Indiferent de specie , compoziția elementară medie a lemnului este următoarea:
Elementele minerale clor și sulf nu sunt în general prezente în lemnul natural (netratat).
Speciile de lemn sunt clasificate în două familii principale în funcție de densitatea lor:
Încălzirea locuințelor având adesea un aspect important al spectacolului de flacără și majoritatea instalațiilor care încă nu au un sistem de stocare a căldurii ( hidroacumulare , sobe de masă ), lemnele tari sunt în mod tradițional cele mai populare pentru această utilizare, cu excepția castanului care necesită utilizarea unui paravan de protecție pe măsură ce explodează și scânteie atunci când este ars.
Lemnii tari și rasinoase ard mai repede. Dacă sunt stocate necorespunzător, acestea se degradează rapid. Acestea sunt totuși apreciate pentru temperatura lor ridicată de ardere care îmbunătățește eficiența dispozitivelor și permite o creștere rapidă a temperaturii:
Puterea calorifică este indicată pentru un volum egal și pentru același grad de umiditate, pe baza puterii calorice a fagului (fixată în mod arbitrar la valoarea 100).
Benzină | Puterea calorică |
---|---|
Farmec | 110 |
Fag | 100 |
Frasin | 97 |
Robinia | 97 |
Stejar | 96 |
Ulm | 96 |
mesteacăn | 93 |
castan | 89 |
Arțar sicomor | 84 |
Larice | 84 |
Pin silvestru | 78 |
Lămâi | 76 |
Arin negru | 71 |
Molid | 68 |
Brad alb | 64 |
Weymouth Pine | 60 |
Plop euramerican | 60 |
Plop Aspen | 60 |
Notă: Citim adesea, mai ales pe internet, nu este recomandat să folosiți stocuri de viță de vie pentru încălzire, deoarece ar produce prea multă căldură.
De fapt, deși nu se recomandă utilizarea viței de vie pentru încălzire, nu pentru puterea lor calorică prea mare (destul de standard cu 3 kWh / kg ), ci pentru conținutul lor chimic ridicat (în special arsenic ) datorită numeroaselor tratamente aplicate viței de vie. Din aceleași motive, nu recomandăm grătarul pe lăstari de viță de vie.
Aceasta este utilizarea tradițională, utilizată în aproape toate aparatele de uz casnic vechi cu lemne. Pentru aparatele moderne, utilizarea lemnului de bușteni are adesea performanțe mai mici decât aparatele cu așchii sau pelete. În plus, este posibil să se utilizeze combustibil uscat insuficient (acest lucru este valabil și pentru așchii sau pelete) sau pentru a regla manual orificiile de admisie a aerului, ceea ce are drept consecință provocarea poluării atmosferice ( praf , HAP) , etc. ). Cu toate acestea, acest combustibil necesită o prelucrare mai redusă. În Franța, potrivit Ademe (2019), jurnalul este încă utilizat pentru aproape 90% din lemn de foc, cu mult înaintea peletelor (9%) și a brichetelor și așchiilor reconstituite (1%).
Pentru a limita emisiile de poluanți în timpul arderii buștenilor, Oficiul Federal pentru Mediu din Elveția și Agenția pentru Mediu și Gestionarea Energiei Franceze recomandă întoarcerea atenției de sus. Focul arde apoi ca o lumânare . Comparativ cu focul de fund, această ardere are loc mai încet, cu mai puțini fum și poate fi mai bine controlată pe tot parcursul procesului. Gazele reziduale se găsesc în flacăra incandescentă și sunt aproape complet arse. Această metodă este adecvată pentru bușteni Încălzitoare cu evacuarea gazului rezidual din partea superioară ( coșuri de fum , sobe de lemne , sobe plite , sobe de acumulare ).
Aprinderea prin odihnă scăzută recomandată pentru încălzirea lemnului pentru a reduce arderea cu ieșire de gaz rezidual din partea de jos ( bușteni de cazan , încălzire centrală aragaz , aragaz faianță ).
Pentru eficacitatea optimă a acestor metode, trebuie respectate alte recomandări, inclusiv:
Alte recomandări sunt specifice fiecărui sistem de încălzire:
Încălzitoare superioare pe lemne, aragaz central și sobe de teracotă :
Cazane pentru bușteni :
Acesta este lemn tăiat în așchii de aproximativ 3 × 2 × 1 cm. Acest lucru are avantajul de a fi utilizat în cazane automate și, prin urmare, elimină constrângerea încărcării manuale la fiecare focar. În plus, cerințele pentru aceste așchii înseamnă că lemnul trebuie să fie uscat (umiditate <20%), ceea ce îmbunătățește eficiența arderii. Distingem:
Cele peletele , numite uneori „ pelete “ conform cuvântului englezesc, sunt cilindri mici de câteva mm , obținut prin presarea rumegușului după reducerea acesteia la pulbere. Acest proces necesită o instalație de tip industrial, dar asigură un combustibil foarte uscat (umiditate de ordinul a 5%) având, prin urmare, o putere calorică ridicată (PCI de 4,5 kWh / kg ). Performanța sa îl face un combustibil mai potrivit pentru instalațiile domestice mici, datorită unui volum de depozitare redus în comparație cu trombocitele. În plus, această formă specială a combustibilului îi conferă o fluiditate mare, permițând alimentarea cazanelor automate cu peleți folosind două procese diferite: un sistem de extracție a viermilor sau un sistem de aspirație. Sistemul de aspirație este mai flexibil decât sistemul de extracție cu șurub. Combustibilul mai puțin fluid al cazanelor automate cu napolitane admite doar sistemul de extracție cu șurub. Aceste pelete pot fi utilizate și în sobe specifice cu performanțe excelente.
Se poate observa că există brichete, numite și bușteni din lemn densificat sau bușteni compacti (E. Carcano, #Bibliografie , p. 44 ) fabricate cu un proces similar, care pot fi utilizate în sobele convenționale.
De Granulele pot fi , de asemenea , produse la nivel local , în întreprinderile mici (dulgheri, constructori de case din lemn, etc.) care doresc să consolideze deșeurile lor pentru clienții locali. Un nou proces dezvoltat de Oliotechnology face posibilă producerea granulelor prin ciocănire (brevetul de invenție nr. 09 51338). În timpul fabricației, urmează o vaporizare a apei din biomasă. Prin urmare, se produce o granulă deshidratată, făcând economii semnificative de energie în timpul fazei de uscare. Rumegușul verde poate fi uscat la 25% umiditate, mai degrabă decât la 10-12%, ca într-un „peletizator” standard. Producția locală face posibilă eliminarea poluării cauzate de transportul de materii prime și granule , pe sute de kilometri, către consumator.
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că granulele sunt mai susceptibile la umiditate, că absorb mult mai ușor decât așchii și, a fortiori , buștenii. În plus, umezeala le degradează rapid, ceea ce nu este cazul buștenilor sau trombocitelor (acestea din urmă se usucă mai încet decât buștenii, dar nu își pierd integritatea, așa cum o fac peletele). Prin urmare, acestea trebuie depozitate într-o cameră foarte uscată.
Alte formePutem vorbi aici despre toate respingerile: scoarță, paleți vechi etc. cu condiția ca lemnul să fie sănătos. Acest lucru se referă, în general, la camere de cazane mai mari.
Așchiile și bucățile, rumegușul și așchii, granulele, sunt lemn fragmentat.
Dimensiunea particulelor lemnului fragmentat are o influență asupra arderii. Particulele prea fine vor zbura în aer și vor curge fluxuri fără a fi avut timp să ardă complet.
Praful de lemn este clasificat în grupul anumitor agenți cancerigeni pentru oameni de către IARC .
„Nivelul amenzilor” (particule de lemn mai mici de 1 mm ) din combustibil trebuie să tindă spre zero și nu trebuie să depășească niciodată:
și pentru peletă
Oficiul Federal pentru Mediu (Elveția) se referă la „dificultatea de a transforma solide combustibililor în căldură fără a produce praf “.
Problema lemnului de bușteni este descrisă în acești termeni de un om de știință din LGGE (Franța), un contribuitor la programul european Carbosol :
„Cu cât moleculele sunt mai mari, cu atât acestea poluează mai mult; în aceste condiții, lemnul (sub formă de bușteni ) este, prin urmare, cel mai prost combustibil, deoarece focul provoacă o ardere incompletă, pirolitică mai ales la nivelul inimii, care eliberează molecule mari. Prin comparație, arderea a 1 kg de lemn de foc poluează la fel de mult ca arderea unei tone de motorină pentru mașini ”. Factori agravanți: lemnul de calitate slabă (în special lemnul verde sau insuficient de uscat sau lemnul „murdar”), eliberează substanțe și mai poluante; vezi și secțiunea Aplicații .Acesta este cazul focurilor de coș (într-o vatră deschisă) . În Île-de-France , de exemplu, încălzirea lemnului contribuie cu 23% la totalul emisiilor de PM 10 , „adică la fel ca evacuarea vehiculelor rutiere” . Focarele deschise „constituie mai mult de jumătate din aceste emisii datorate încălzirii lemnului” și, în plus, „Focarele deschise sunt responsabile pentru o creștere a poluării aerului în interiorul locuinței în care este ars lemnul” .
„Atâta timp cât ele [aceste șeminee] sunt folosite ca rezervă, o seară din când în când trece, dar când acestea funcționează continuu, crește echilibrul ecologic al încălzirii lemnului în ceea ce privește emisiile de PM și altele. din (slabă) ardere a lemnului ”(E. Carcano, #Bibliografie , p. 26 ).
Probleme cu performanța și utilizarea aparatelor de ardere a lemnuluiUn șemineu deschis nu poate fi considerat un mijloc adecvat de încălzire, având în vedere eficiența scăzută și consecințele sale asupra calității aerului.
Încălzitoarele de lemn prea vechi sau prost folosite pot, de asemenea, să polueze enorm. După cum se indică în secțiunea Aplicații , un studiu CSTB arată că o inserție care funcționează la o rată redusă (atunci rămâne doar arderea primară ) poate multiplica emisiile poluante cu șase sau șapte în comparație cu rata nominală, adică poluează aproape la fel de mult ca un vatră.
ÎmbunătăţireProblema lemnului, un combustibil solid, poate fi rezolvată în mare măsură în două moduri diferite:
O combustie incompletă generează arsuri implicate în poluarea aerului .
Produsele formate prin arderea incompletă a lemnului sunt în principal:
Arderea incompletă produce și oxizi de azot (NO x ). Detalii sunt disponibile în secțiunea „ Relația dintre emisiile de oxid de azot și emisiile arse ”.
Cu excepția CO 2, alte două gaze cu efect de seră , metanul (COV) și oxidul de azot (N 2 O, familia de NO x ), se formează, de asemenea.
Corelația dintre monoxidul de carbon și particulele carboniceMonitorizarea emisiilor de CO face posibilă calificarea calității arderii și estimarea cantităților totale de materiale solide nearse (PM) dintr-o formulă de corelație.
CO - formula de corelare a prafului: PM = emisii de particule în mg / Nm 3 la 13% O 2 CO = emisii de CO (% din volumul de fum la 13% O 2) Reducerea incendiului Factori care influențează emisiile ne-arse - regula 4 TÎn general, emisiile ne-arse sunt reduse atunci când condițiile din cuptor sunt favorabile reacțiilor de oxidare .
Un aparat cu o eficiență bună a arderii reduce emisiile ne-arse, cu condiția ca acesta să fie utilizat corespunzător (a se vedea de exemplu cazul unui aparat etichetat Green Flame și cel al unei sobe certificate EPA în secțiunea „ Arderea primară ” ).
Optimizarea arderii are ca rezultat un consum mai mic de combustibil și, pe lângă o poluare mai mică , economisește resursele disponibile (a se vedea de exemplu acest studiu CSTB , cum ar fi utilizarea corectă a sobe îmbunătățite în țările în curs de dezvoltare).
Dispozitive de alimentare manualăProblema riscului de ardere incompletă apare mai presus de toate cu dispozitivele de alimentare manuală ( dispozitive cu jurnal ).
Performanța publicitară și performanța în rândul utilizatorilorAceste echipamente de ardere a lemnului, inclusiv cele mai eficiente, nu sunt imune la riscul de ardere incompletă; performanțele dispozitivelor sunt stabilite în condiții foarte precise, adesea nu foarte reprezentative pentru condițiile reale pentru majoritatea utilizatorilor.
„Testele de ardere pentru certificarea EPA se fac cu scânduri de pin Douglas de 2 ″ x 4 ″ cu spațiu de aer de 1,5 ″ în jurul fiecărei bucăți de lemn, în condiții de tiraj bine definite (de exemplu, un coș de fum înalt de 15 picioare ). În general, producătorii se organizează pentru a se asigura că produsele lor oferă cea mai bună performanță posibilă în condițiile de utilizare stabilite de EPA . Aceste condiții nu sunt reprezentative pentru cele ale majorității utilizatorilor. "Serviciile federale elvețiene sunt, de asemenea, foarte rezervate în ceea ce privește performanța reală a dispozitivelor atunci când sunt utilizate de persoane fizice.
Trebuie făcută o distincție între dispozitivele independente utilizate în mod obișnuit (dispozitive de jurnal: aragaz clasic, vatră închisă, insert , aragaz ), pentru care protocolul de testare este același (E. Carcano, #Bibliography , p. 89, 90 ) și un anumit tip de sobă de bușteni, sobă de stocare ( energie termică ) sau sobă de masă (unele modele pot funcționa și cu pelete de lemn ).
Dispozitiv clasic independent Aprinderea și adăugarea de lemn provoacă în general emisii mari, aceste etape ale procesului de ardere nu sunt luate în considerare în protocoalele de testare de laborator pentru a determina performanța dispozitivului. Emisiile pot fi calculate în momentul arderii maxime. În practică, utilizatorul tinde aproape să oprească alimentarea cu aer, pentru a reduce pierderile de căldură prin coș, rezultând poluare ridicată. De asemenea, acest mod de procedare nu este luat în considerare în laborator și rezultatele obținute „nu răspund deloc la utilizarea efectivă” . Soba de masa Protocolul de testare este mult mai strict. Se testează întregul proces de ardere, inclusiv aprinderea. În plus, cu o sobă de depozitare, este aproape inutilă reducerea alimentării cu aer. „Rezultatul va fi foarte comparabil cu (oamenii) care pot ajunge acasă . ”Vezi și secțiunile Aplicații și Cazul sobelor de masă .
Aparatele alimentate automat ( cazane automate și sobe cu peleți ) sunt cele mai fiabile, în special aparatele cu peleți (cu condiția să se utilizeze numai granule certificate de calitate ( peleți ) și să se evite orice captare a umezelii. Combustibil):
Surse: Agenția pentru Managementul Mediului și Energiei (ADEME) și Bois Énergie 66 . Un cazan furnizează încălzire centrală și radiatoare , eventual un rezervor de apă caldă menajeră sau o altă rețea hidraulică de retur ( încălzire prin pardoseală, de exemplu).
Tiraj natural și tiraj forțatCazanele cu bușteni sunt cea mai veche versiune a cazanelor pe lemn. Acestea se caracterizează prin modul lor de ardere și modul în care aerul este admis în șemineu: tirajul. Poate fi natural sau forțat folosind un ventilator. „Proiectul natural” este implementat folosind trei tehnici:
Cazanele cu ardere inversă cu tiraj forțat sunt mai eficiente, deoarece sunt mai puțin predispuse la probleme de tirare a coșului de fum. Aceste cazane, numite "turbo", sunt echipate cu un ventilator de tip turbină care introduce aerul de ardere sau un extractor care aspiră fumul.
→ [Reprezentarea proiectului forțat]
Cazanul este asociat cu un rezervor mare de apă care stochează excesul de căldură furnizat de cazan. Rezervorul de hidroacumulare sau rezervorul tampon permite cazanului să funcționeze la putere maximă fără a se supraîncălzi în casă.
Fără rezervor de stocare Arderea, reglementată în funcție de necesitățile de căldură, este neregulată și este însoțită de o poluare atmosferică semnificativă . Autonomia este limitată, performanța mediocră și încărcarea, întreținerea și curățarea sunt mai frecvente. Cu rezervor de stocare Căldura acumulată în rezervor este returnată la nevoie. În funcție de puterea cazanului, de dimensiunea rezervorului și de temperatura exterioară, autonomia poate varia de la 12 ore la 48 de ore. Funcționarea cu putere maximă a cazanului crește longevitatea și îmbunătățește eficiența acestuia. Hidroacumularea este adecvată în special pentru încălzirea la temperaturi scăzute , de exemplu prin pardoseală încălzită .Surse: Emmanuel Carcano ( #Bibliografie ) și Biomasse Normandie. Recuperarea combustibililor precum așchii sau pelete face posibilă rezolvarea problemelor asociate cu utilizarea lemnului de bușteni - cu condiția ca peletele să fie depozitate permanent uscate deoarece umiditatea le degradează. Acești noi combustibili au o „fluiditate” bună, ceea ce face posibilă automatizarea funcționării cazanelor și obținerea unui confort de utilizare comparabil cu cel obținut cu cazanele care ard combustibili fosili. Organizarea cazanului și a accesoriilor sale este foarte asemănătoare cu cea a unei camere de cazane colective pe lemne .
Peleți și cazane pe pelețiPrincipiul de funcționare :
Avantajul acestor cazane este capacitatea lor de a fi hrănite cu tot felul de combustibili din biomasă : așchii, pelete, așchii de lemn, sâmburi de cireșe sau caise, miscanthus etc. Acest lucru face posibilă, în zonele rurale , gestionarea aprovizionării acestora în funcție de disponibilitatea resursei.
Inserțiile, vetrele închise, sobele (cu bușteni sau pelete ) și sobele (de asemenea, cu buștenii sau peletele - cf. ADEME , p. 10, 12 -) numite „hidraulice” sau „ cazane ” pot, la fel ca cazanele, să furnizeze o încălzire centrală rețea . Acest echipament are un interes reînnoit față de noile standarde de construcție, în special în clădirile cu consum redus (BBC) în care consumul de energie pentru încălzire este foarte mic. Sisteme precum aragazul și plăcile pentru cazane sunt perfect potrivite pentru alimentarea cu încălzire sau chiar cu apă caldă menajeră a întregii locuințe.
Căldura furnizată de o centrală termică pe lemne poate fi utilizată în locuințe colective , sectorul terțiar și rețelele de încălzire în zonele urbane sau rurale . Ca și în cazul încălzitoarelor individuale, alegerea combustibilului este importantă. Cazanele colective acceptă toate tipurile de lemn, dar nivelul de umiditate este întotdeauna prescris de producător și trebuie respectat. Cazanele pe lemne sunt complet automatizate și funcționează similar cu alte energii. Însă înființarea unei centrale termice pe lemne este mai complexă, este necesar să se lanseze un studiu de fezabilitate . Mai multe țări europene (Germania, Austria, Danemarca, Finlanda, Franța, Suedia, Elveția) au creat deja multe cazane pe lemne care deservesc clădiri colective sau rețele de încălzire.
Resurse de biomasă care pot fi utilizate în camera cazanuluiMarea majoritate a lemnului de foc este încă consumat sub formă de bușteni, dar lemnul de lemn necesită o manipulare semnificativă și este expus în special riscului unei combustii incomplete care generează poluanți . Dincolo de buștenii de lemn pentru uz casnic, energia lemnului se prezintă în forme foarte diverse, care au în comun dificultatea lor de a găsi ieșiri: resturi de bocaj și silvicultură, rumeguș, scoarță, lemn „la sfârșitul vieții sale”, numit și „resturi de lemn” ( paleți, lăzi și lăzi uzate, mobilier vechi etc.). Aceste deșeuri lemnoase pot fi recuperate arzându-le în cazanele automate în loc să le elimine în condiții dăunătoare mediului (abandon în pădure, ars deschis , depozit de deșeuri ). În cenușa de lemn ars în cazane pot fi reciclate în agricultură .
Resursele de biomasă care pot fi utilizate în camerele cazanelor vin astfel în mai multe forme:
Camerele moderne de cazan colectiv, monitorizate și întreținute, au multe avantaje față de încălzirea individuală: punerea în comun a resurselor și a combustibilului; costul instalării este amortizat mai ușor atunci când există mai mulți utilizatori; tehnicile (automatizarea, utilizarea filtrelor pentru a fuma ) permit un control mai bun al anumitor parametri, cum ar fi emisiile de poluanți .
Astfel, Oficiul Federal Elvețian pentru Mediu (FOEN) comentează utilitatea încăperilor de cazane pentru păstrarea calității aerului. „În loc să funcționeze multe instalații mici de încălzire fără un sistem de filtrare , ar trebui încurajată construcția centralelor pe lemne care au sisteme de curățare a gazelor arse foarte eficiente și sunt eficiente și funcționează profesional. ". Un comentariu similar poate fi găsit la pagina 3 a unei note de sinteză disponibile pe site-ul Ministerului Ecologiei (Franța): „[...] pentru a limita emisiile de poluanți ca urmare a utilizării biomasei , utilizarea energiei lemnului ar trebui să fie încurajate în instalațiile în“ colectiv „sau“ industriale " sectoare cu o mai mare putere termică de 2 M W . Într-adevăr, datorită dimensiunii lor, aceste instalații au avantajul, pe de o parte, de a permite, din punct de vedere economic, implementarea unor dispozitive eficiente de control al poluării , cum ar fi filtrele electrostatice sau filtrele pentru saci și, pe de altă parte, să au o putere mai mare decât cea a unităților mici. De asemenea, trebuie remarcat faptul că aceste instalații se încadrează în domeniul de aplicare al reglementărilor privind instalațiile clasificate și că vor fi supuse verificărilor periodice de către organisme independente, care vor face posibilă asigurarea respectării performanței lor de mediu ”. Prioritizarea dezvoltării energiei lemnului în zonele „colective” și „industriale” a fost sugerată în martie 2006 în concluzia unui raport din același minister, ca în raportul „Aerul și atmosfera” Chantier nr . 33 din Grenelle Environment în Martie 2008. Exemple de realizări Franţa Din 2012, orașul Orléans are două cazane pe biomasă, dintre care una, situată la nordul orașului, are o putere de 37 M W cuplată la o rețea de încălzire de 18 km care alimentează 12.000 de locuințe cu încălzire. Fișele tehnice în format [PDF] pentru cazanele pe biomasă pot fi descărcate de pe site-ul „ Energie pentru biomasă Île-de-France ”. La mijlocul anului 2017, centrala de cazane cu biomasă de 26,5 MW din Saint-Denis (Sena-Saint-Denis) a anunțat că va satisface nevoile de încălzire și apă caldă a aproximativ 40.000 de case și birouri din oraș și din municipalitățile învecinate. elvețian Trei exemple de „rețele de încălzire centralizată” ( CAD ): o rețea cu trei cazane pe așchii , o centrală electrică constând dintr-o cameră de cazane pe lemne și un cazan pe gaz în plus și o a treia instalație CAD în cazan dublu pe lemne (combustibil: lemn vechi, lemn de pădure, lemn rezidual) cu un cazan pe bază de petrol în plus. Austria Orașul Güssing are una dintre cele mai mari rețele de încălzire care funcționează pe biomasă . Energia este asigurata de doua cazane pe bază de biomasă , cu o capacitate de 3 și 5 M W . Sistemul de termoficare cuprinde două circuite cu o lungime totală de 14 kilometri De la o temperatură de 90 la acompaniat de la 110 ° C . Peste 300 de familii beneficiază de această rețea de încălzire, precum și de toate comunitățile orașului - școli, creșe, spitale - și anumite industrii (instalații de uscare a lemnului, de exemplu). Odată cu intrarea în funcțiune a sistemului de termoficare, calitatea aerului în oraș s-a îmbunătățit semnificativ.Tipul emisiunii | Înainte de inaugurarea termoficarei la biomasă |
După intrarea în funcțiune a biomasei de
termoficare |
Reducerea procentuală
a emisiilor |
---|---|---|---|
Dioxid de carbon CO 2 | 6.650.000 kg / an | 250.000 kg / an | NS. 96% |
Dioxid de sulf | 6.980 kg / an | 280 kg / an | NS. 96% |
Monoxid de carbon (CO) | 16.900 kg / an | 2.870 kg / an | NS. 83% |
Hidrocarburi (C x H y ) | 1.530 kg / an | 610 kg / an | NS. 60% |
Pentru a optimiza utilizarea energiei lemnului și impactul acesteia asupra mediului, vechiul principiu al gazificatorilor (conversia lemnului în gaz de sinteză) face obiectul unor lucrări de îmbunătățire.
Combinați avantajele energiei lemnului și cele ale gazului natural, fără dezavantajele acestora„În prezent, încălzirea către lemn este - de departe - cea mai importantă tehnologie pentru utilizarea lemnului. Cu toate acestea, contribuția sa la poluare este foarte mare, în comparație cu alți combustibili (în special în ceea ce privește particulele fine ). Având în vedere această observație, se pune problema dezvoltării de noi tehnologii care să poată utiliza în mod optim resursa pe care o reprezintă lemnul. Prin „optim” înțelegem că lemnul trebuie să aibă cea mai mare eficiență posibilă, având în același timp emisii poluante reduse , atunci când este utilizat ca energie primară pentru formele finale de energie necesare în viitor. Gazeificare a lemnului și prepararea gazului rezultat - de o calitate similară cu cea a gazelor naturale - face posibilă respectarea criteriilor menționate mai sus: de fapt, conversia face posibilă obținerea unui randament ridicat, în timp ce utilizarea de gaz poate fi efectuat într-o manieră descentralizată , respingând în același timp puține emisii poluante (de exemplu, având în vedere întregul lanț de operațiuni, emisia de particule fine este redusă cu un factor de 50 până la 100). În plus, această tehnologie permite și utilizarea finală în domeniile transportului (vehicule cu gaze naturale ) și producția de energie electrică . "
[GNS din lemn - Institutul Paul-Scherrer - Text informativ pentru mass-media, p. 1 ].
Principiile conversiei Materiale utilizabileAcest lucru se referă în principal la lemn de pădure ieftin și de calitate scăzută, deșeuri de lemn din industria prelucrării lemnului, deșeuri de lemn urban netratate disponibile în centrele de reciclare , deșeuri de lemn de uz casnic sau municipal (tăiere etc.) etc.
Pregătirea materiei primeEste necesar, dacă este necesar, eliminarea substanțelor străine (metale, pietre ...). Astfel, materia primă suferă diverse tratamente preliminare: sortare, măcinare, separare magnetică ... apoi uscare înainte de depozitare.
GazificareLemnul este gazificat la temperaturi ridicate (800 - 900 ° C ) cu vapori de apă. Rezultatul este un amestec ( gaz lemnos ) care conține în principal dihidrogen (H 2), monoxid de carbon (CO), dioxid de carbon (CO 2) și metan (CH 4).
Purificarea gazelorGazul obținut conține impurități care trebuie îndepărtate.
MetanareaSe compune din catalitica conversie a dihidrogenfosfat (H 2) și monoxid de carbon (CO) în metan (CH 4). Procesul se bazează pe reacția ecuație-echilibru :
(în prezența unui catalizator de nichel ) Curățarea amestecului de gazeEste necesar să se elimine CO și H 2reziduuri și separă cea mai mare parte a CO 2prezent în amestec. Rezultatul este un „gaz natural sintetic” (GNS) care îndeplinește standardele necesare pentru injectarea acestuia în rețeaua de gaze naturale. Documentele referitoare la transformarea lemnului în metan sunt disponibile pe două situri elvețiene.
Avantajele energetice și de mediuAcest GNS organic (termenul „bio”, precum prefixul „bio” din biocombustibil, de exemplu, indică faptul că GNS provine din biomasă ) poate fi înlocuit sau amestecat cu gaz natural fosil. Poate fi folosit atât pentru încălzire , cât și ca combustibil sau ca sursă de energie electrică . La fel ca lemnul , este o energie locală, regenerabilă, cu un bilanț neutru pentru emisiile de CO 2 .și contribuie la independența energetică. La fel ca gazele naturale , arderea acestui GNS nu este foarte poluantă. Problema emisiilor poluante din combustibilul pentru lemn este astfel rezolvată în mod optim, fără filtre scumpe. Producția profitabilă a acestui GNS necesită cantități mari de lemn ieftin. Europa de Est are un potențial foarte interesant în acest domeniu.
Protagoniștii principaliÎn Elveția: Institutul Paul-Scherrer (PSI), care a dezvoltat principiul acestei producții. În Austria: Universitatea Tehnică din Viena . În districtul austriac Güssing , un consorțiu elvețian-austriac testează o instalație demonstrativă pentru producția acestui GNS. Gazul obținut este format din 98% metan.
Un model care este imitatLa sfârșitul lunii iunie 2009, municipalitatea Güssing a inaugurat prima fabrică de producție a gazelor naturale sintetice din lemn. Această soluție inovatoare suscită interesul giganților energetici europeni (o centrală electrică de 20 până la 25 de ori mai mare decât cea a Güssing este planificată în Suedia ). Evenimentul a fost raportat în mass-media. Proiecte noi apar și în alte părți, în special în Germania și Franța . Acesta este cazul, de exemplu, al proiectului GAYA
În prezent, CIRC clasifică sursa internă de emisii datorată arderii rezidențiale a biomasei (în principal lemn) în grupul cancerigen probabil la om (grupa 2A).
Arderea la domiciliu include încălzirea și gătirea alimentelor .
S-a stabilit o singură certitudine: arderea internă a combustibilului din biomasă (în principal lemn ) provoacă cancer pulmonar în interiorul caselor.
Geneza acestei clasificări este expusă în „Volumul 95” publicat în 2010 de IARC.
Aceasta privește combustibilii solizi folosiți pentru gătit sau încălzire ( cărbune și biomasă ), în special în spații slab ventilate.
În afară de riscul de cancer pulmonar, fumul din lemn ( fum de lemn în engleză), agent asociat cu aceste emisii, are o serie de riscuri grave dacă nu sunt dovedite efecte asupra nivelului celulei .
Datele care au condus la clasificarea emisiilor din surse interioare provenite din arderea biomasei menajere în grupul 2A includ: (I) prezența hidrocarburilor aromatice policiclice și a altor compuși cancerigeni în fumul de lemn; (II) dovada naturii mutagene a fumului de lemn; și (III) studiile multiple care arată leziuni citogenetice la oameni care sunt expuși fumului de lemn ( p. 307 ).
Fumul gospodăriei prezintă un risc grav pentru sănătate pentru aproximativ 3 miliarde de oameni care își gătesc mâncarea și își încălzesc casele folosind biomasă și combustibili de cărbune .
Poluarea aerului în aer liberIARC a anunțat joi 17 octombrie 2013, că a clasificat poluarea aerului în aer liber ca fiind un anumit cancerigen (grupa 1) pentru oameni, indiferent de regiunea lumii în care se află. Potrivit IARC, există „suficiente dovezi” că expunerea la poluarea aerului în aer liber „provoacă cancer pulmonar” . Printre principalele surse care contribuie la caracterul cancerigen al acestei poluări, IARC menționează încălzirea și gătitul rezidențial . „Materia sub formă de particule“ ( particule în suspensie , pulberi în suspensie - PM în limba engleză ), „o componentă majoră a poluării aerului în afara“ au fost evaluate separat și au fost , de asemenea , clasificate ca fiind cancerigene pentru om (Grupa 1).
Arderea deșeurilor lemnoaseDeșeurile lemnoase murdare (vopsite, impregnate etc.) contaminate cu produse poluante sau tratate cu biocide și / sau produse ignifuge precum sărurile de bor (lemnul clasificat B sau C în Franța) pot fi utilizate în cimentării sau în câteva camere de cazane specializate dotate cu filtrare adecvată, ca în Franța din 2014 în primul cazan mare pentru deșeuri de lemn, construit pe „platforma chimică Roussillon”; acesta este un cazan Leroux & Lotz de 21 MW care produce 200.000 de tone / an de abur și acceptă 60.000 de tone / an de deșeuri din lemn de toate clasele - precum și deșeuri din pulverizatoare de hârtie - pentru o rată de acoperire a biomasei de 15%. Investiția a fost de 20 de milioane de euro.
Pentru a face calculele de ardere , se utilizează următoarea compoziție:
50% carbon , 44% oxigen și 6% hidrogen (vezi # Compoziția elementară medie a lemnului ).În aceste condiții simplificate, produsele de ardere completă a lemnului sunt doar dioxid de carbon (CO 2) Și apă (H 2 O).
Alte produse prezente în fumCu toate acestea, în timpul arderii complete, alți compuși se găsesc în vapori:
Sursa de combustibil de oxizi de azot provenite din oxidarea azotului conținut în lemnul sub formă de amine și proteine , compuși cu azot necesar pentru creșterea copacului.
În general, încălzitoarele pe lemne generează mai multe emisii de oxizi de azot (NO x ) pe unitate de energie produsă decât instalațiile de ardere care funcționează cu combustibili fosili . A se vedea, de asemenea, tabelul intitulat „Compararea factorilor de emisie pentru încălzirea lemnului cu cei pentru încălzirea cu păcură, gaz natural și cărbune” din secțiunea Franța metropolitană .
Degradarea substanțelor azotate în lemn în șemineu produce NH 3 moleculeși HCN (vezi arderea completă ) numite „ precursori de azot”. Apoi, pot fi observate două tipuri de evoluție:
De exemplu, în cazul NH 3, cele două ecuații de echilibru concurente din focus sunt:
(1) (2)Orice factor care tinde să favorizeze reacția (1) va duce la o creștere a emisiilor de „NO combustibil”.
În schimb, orice factor care favorizează reacția (2) va face posibilă limitarea acestor emisii.
Factori care influențează emisiile de NOx Conținutul de azot al combustibiluluiFactorul cu cea mai mare influență asupra emisiilor de NO x de la cazanele pe biomasă este conținutul de azot din combustibil.
Tipul combustibilului | Conținutul de masă al azotului peste anhidru |
Tipul combustibilului | Conținutul de masă de azot peste anhidru |
---|---|---|---|
Placă de fag | 0,3 | rasinoase cip | 0,3 |
Napolitane de stejar | 0,3 | Miscanthus | 0,3 |
Paie de grâu | 0,3 | Coaja de stejar | 0,5 |
Lemn clasa A | 0,5 | Știuleți de porumb | 0,6 |
Brichete de cânepă | 1.0 | Picătură cu rotație scurtă | 1.3 |
Reziduuri de la distilerie | 1.6 | Pelete de malț | 2.1 |
Cu cât este mai mare aerul în exces, cu atât reacțiile de oxidare ale precursorilor de azot (vezi Mecanismul de formare ) în NO sunt favorizate. In schimb, pentru mici de aer în exces, reacțiile de reducere a acestor precursori pentru N 2 , pe specii de hidrocarburi sau de către NO, sunt preferate.
Orice măsură care favorizează reacțiile de oxidare face posibilă limitarea formării NO x .
Stadiul de ardereArderea ideală din punctul de vedere al emisiilor de NO x ar trebui să aibă loc:
În practică, sub termenul oxizi de azot (NO x ), monoxid ( NO ), dioxid ( NO 2) Și protoxidului ( N 2 O) azot. Protoxidul de azot se formează în casele care funcționează la temperaturi sub 950 ° C .
Ca arsură completă , arderea incompletă a lemnului emite NO x, dar în proporții care scad când crește concentrația ne-arsă.
„Cu cele mai multe echipamente de ardere, există o relație între NO x concentrația în gazele de ardere și concentrația nears (CO, funingine, etc. ). Aceste două cantități evoluează în direcții opuse ”( p. 17 ).Potrivit Oficiilor Federale Elvețiene pentru Mediu și Energie ( FOEN și SFOE), încălzitoarele automate în stare perfectă de funcționare, în care arderea este aproape completă , emit doar puțin funingine , dar acestea sunt, pe de altă parte, la originea „relativ dens emisii "de particule minerale fine . Aceste particule pătrund în plămâni și, prin urmare, nu sunt lipsite de riscuri, dar sunt totuși considerate a fi mai puțin dăunătoare sănătății decât funinginea.
Servicii cantonal de energie elvețian și stresul de mediu care cazan pe lemne autoloading (cazan granule sau cazan trombocite ) transmite „mult mai mult“ de particule fine în suspensie PM 10 și oxizi de azot NO x decât un ulei- cazan : „Filtru de fum puternic recomandat, și chiar obligatorie în funcție asupra puterii instalației și a districtului " .
Emisiile semnificative de particule în timpul arderii peletelor de lemn sunt, de asemenea, evidențiate în Quebec de ALAP .
Renovarea unei flote de electrocasniceÎn Franța, renovarea flotei de electrocasnice, care are ca rezultat emisii mai mici, arse , duce la o reducere a emisiilor de particule și la emisii mai mari de oxid de azot în comparație cu situația existentă.
Sobe cataliticePentru a obține arderea completă, trebuie îndeplinite trei condiții: temperatură ridicată, oxigen suficient (din aer) și timp pentru ca gazele de ardere să ardă înainte de răcire.
Sobe catalitice exploatează fenomenul natural de scădere a temperaturii de aprindere a subproduselor volatile atunci când sunt puse în prezența anumitor substanțe care promovează oxidarea, cum ar fi paladiu sau platină (acest principiu este utilizat în convertoarele catalitice în ghivece ). Pentru a crește suprafețele de contact dintre gazele de ardere și materialul catalizator , gazele ne-arse din arderea primară sunt forțate să treacă printr-o structură „ fagure de miere ” acoperită cu ceramică unde sunt „reburnate”. Ceramica permite să absoarbă mai mult energia termică produsă de buștenii de ardere situați dedesubt. Temperatura de aprindere a volatilelor este redus de la 475 ° C până la aproximativ 260 ° C , o temperatură care sobe de lemne sunt capabile să mențină mai mult timp decât cele aproape de 500 ° C .
Dispozitivul oferă dispozitivelor catalitice o combustie mai completă în timp ce funcționează la un regim de ardere lent . Cataliza reduce amenzile , dar nu HAP . Eficiența catalizatorului se degradează în timp (în special datorită murdăririi progresive a celulelor fagurelui), ceea ce duce la o creștere a emisiilor. Mizeria este cu atât mai rapidă cu cât este ars combustibilul mai inadecvat sau de calitate slabă (murdar sau prea umed). O diferență mare de temperatură (foc foarte fierbinte urmat de un incendiu mult mai rece) poate sparge ceramica sau reduce acoperirea metalică a acesteia, ceea ce duce la pierderea eficienței catalizatorului. Prin urmare, trebuie înlocuit după un anumit timp. În plus, sobele catalitice emit mai multe particule decât o sobă convențională la începutul și la sfârșitul arderii, catalizatorul atunci nefiind suficient de fierbinte.
Caz de sobe de masăSobe de masă jurnal lemn (unele modele de asemenea cu pelete) sunt de asemenea numite „sobe inerție “ sau „încălzitoare de stocare“ (de energie termică ).
Din refractarelor în jurul casei, ceea ce determină o creștere a temperaturii de ardere medie , care a crescut de la 600 ° C până la 900 ° C . Cu cât temperatura este mai mare, cu atât arderea este mai completă. Acesta este cazul în special pentru acest tip de cuptoare cu lemne: temperatura poate urca până la peste 1000 ° C . Cu toate acestea, există limite care nu trebuie depășite: o temperatură prea ridicată favorizează producția de oxizi de azot de origine termică .
Combustibil | lemn de bustean | pelete din lemn |
---|---|---|
Randament | 70-90% | 80-93% |
Pe baza unui protocol de testare foarte strict, randamentele atribuite sobelor de masă sunt reprezentative pentru performanța reală obținută de utilizator. Detalii sunt disponibile în secțiunea Distincția între aparatele independente convenționale și sobele de masă .
Un studiu CSTB efectuat pe o sobă de steatită în masă , constată că „acumularea de căldură în masa de piatră de săpun [...] face posibilă separarea producției de căldură (dificil de controlat cu o sobă cu bușteni) de restituirea acesteia. Prin urmare, face posibilă eliminarea ralantiului sistemului în timpul fazei de ardere. Testele de laborator au arătat că sistemul funcționează la putere nominală în timpul fazelor de ardere, ceea ce reduce semnificativ emisiile de poluanți în comparație cu aparatele convenționale de ardere a lemnului ”.
Pentru a limita poluarea cu echipamentele de ardere a lemnului, se dezvoltă filtre de particule (sau filtre de fum) pentru camere mari de cazane, dar și acum pentru dispozitive individuale și trei modele sunt disponibile în prezent în Elveția , cu toate acestea, eficiența acestora din urmă trebuie îmbunătățită în continuare ( vezi „ Campania de măsurare PSI ”) și costul suplimentar al acestora limitează dezvoltarea acestora.
Principiul unui precipitator electrostatic pentru aparatele de uz casnicDeși s-au înregistrat progrese tehnice semnificative în ultimii ani, natura recentă a unei instalații nu poate garanta emisii scăzute. „Sistemele de separare a prafului” (filtre de particule) dezvoltate până în prezent pentru încălzitoarele mici cu lemne aproape toate funcționează utilizând procesul de precipitare electrostatică . Cu încălzitoare utilizate în mod corespunzător și cu o combustie aproape completă , aceste sisteme pot reduce în continuare emisiile de praf rămase. (Sursa: Oficiul Federal Elvețian pentru Mediu )
Principiul unui filtru electrostatic de particule (numit și „precipitator electrostatic”) pentru aparatele de uz casnic este prezentat pe site-ul web „Énergie-bois Suisse”. Acest tip de filtru permite o reducere de 60 până la 95% a particulelor PM 10 .
BeneficiiFiltrul electrostatic are avantaje semnificative față de alte sisteme de filtrare, cum ar fi colectoarele de praf umed sau filtrele mecanice, inclusiv:
Un videoclip prezintă un precipitator electrostatic elvețian cu principiul său de funcționare simplificat.
Alte filtreFiltru catalitic . Noul filtru de particule, câștigător în 2011 al 12- lea „Wood Living Energy” (Franța), ar reduce cu 80% emisiile provenite de la arderea lemnului în case, în special aprinderea și reîncărcarea șemineelor. Funcționează fără electricitate.
De remarcat existența „colectoarelor de praf umede”: „precipitatorii electrostatici umezi”, „condensatoare”, care permit, de asemenea, recuperarea energiei după răcirea vaporilor prin pulverizarea apei, precum și „spălători de fum” ”.
În cazul particular al cazanului cu peleți cu condensare, schimbătorul de condensator joacă, de asemenea, rolul „filtrului de particule” original.
NevoiePrincipiul filtrului de particule este cu atât mai necesar cu cât, în afară de produsele ne- arse produse în timpul arderii incomplete, arderea completă a lemnului este însoțită în continuare de emisii notabile de particule de origine minerală (mai puțin dăunătoare decât funinginea). , Dar nu complet inofensiv) și întrucât aceste emisii sunt inevitabile, filtrul de particule este singura soluție posibilă pentru a preveni eliberarea lor în atmosferă; detalii în secțiunea Combustie completă .
Necesitatea echipării dispozitivelor actuale cu un filtru de particule este menționată într-un document de la Oficiul Federal Elvețian pentru Mediu intitulat: „Sisteme de încălzire - Lemn bine, dar niciodată fără filtru”, precum și într-un document. Raport de la un televizor știri din France 2 (caz prezentat: cel al unui cazan pe pelete).
Pentru a îndeplini standardele de descărcare din ce în ce mai exigente, principiul filtrului de particule se dovedește din ce în ce mai esențial.
„Standardele în ceea ce privește emisiile de particule sunt din ce în ce mai exigente [...] Problema emisiilor de particule nu se limitează la cazanele industriale . Într-adevăr, cazanele de uz casnic sunt din ce în ce mai în atenția autorităților de supraveghere. Vorbim despre mii, zeci de mii de cazane care, în viitorul apropiat, vor trebui să fie echipate cu sisteme de filtrare . Această cerință este deja în vigoare în unele țări din Europa, cum ar fi Elveția sau Germania . ".Natura prafului emis de arderea lemnului:
Reducerea emisiilor necesită o combinație de aparate și combustibili de calitate și bune practici.
Reducerea emisiilor de praf face posibilă și reducerea simultană a emisiilor altor poluanți ( metale grele , dioxine , COV , HAP, etc.) prezenți sub formă de particule.
Studiul ANTEA realizat de ADEME arată că calitatea combustibilului (în principal nivelul de umiditate), buna funcționare a instalațiilor și dimensionarea acestora (bine adaptate) sunt preponderente. „Un cazan supradimensionat funcționează la sarcină redusă, cu temperaturi de ardere mai scăzute și emisii mai mari de poluanți (în special CO ).”.
Există două posibilități pentru reducerea acestor emisii:
Categorie | Condițiile „Dacă și numai dacă” | |
---|---|---|
Deschideți șemineele | ||
Sobe vechi mici de convecție | ||
Inserții și seminee închise pentru vatră |
|
|
Sobe pe lemne |
|
|
Cazane de bușteni |
|
|
Sobe de bușteni post-combustie |
|
|
Sobe pe pelete |
|
|
Cazane industriale |
|
|
Cazane de trombocite |
|
|
Cazane pe pelete |
Sursa: Institutul de Bioenergie (ITEBE) 2008
Cum se controlează emisiile?Sursa: Institutul de Bioenergie (ITEBE) 2008
Soluții preventive: reducere la sursăÎn sectorul intern
Ciclonul
aerul încărcat , aerul purificat și particule
Multiciclon.
Principiul unui precipitator electrostatic.
Precipitator electrostatic al unei centrale de încălzire cu biomasă
Filtru sac.
Sursa: X-Environment 2004
Diferitele presiuni ( defrișări , supraexploatare ) care se exercită asupra resurselor forestiere ale țărilor din sud și provoacă îngrijorarea opiniilor publice ale țărilor dezvoltate, precum și în marea majoritate a marilor organisme internaționale (Organizația Națiunilor Unite, Banca Mondială) , ar trebui să mențină și să amplifice pe tot parcursul XXI - lea secol .
„Criza lemnului de foc”, anunțată la Conferința Organizației Națiunilor Unite privind sursele de energie noi și regenerabile (Nairobi, 1981) și care prevede lipsuri sau probleme grave de aprovizionare, nu s-a întâmplat niciodată. De fapt, dincolo de lemnul obținut din probele prelevate direct din pădure, marea diversitate a originilor combustibililor lemnoși (lemn mort, ramuri de coroane , tăieturi , copaci din parcurile agroforestiere , împădurirea satelor, resturi de tăiere și prelucrare, subproduse de activități de conversie a terenurilor) explică probabil această situație.
În prezent, 80% din energia consumată în lume provine din combustibili fosili , contra puțin mai mult de 10% din biomasă, iar ponderea petrolului ar trebui să scadă foarte semnificativ până în 2050.
Populațiile rurale din țările tropicale încă nu au acces suficient la electricitate sau forță motrice în dezvoltarea activităților lor, o mare parte din energia pe care o folosesc, în esență lemn de foc, fiind destinată utilizărilor casnice și în special pentru gătitul alimentelor .
În prezent, combustibilii din biomasă , inclusiv lemnul de cărbune și cărbunele , reprezintă până la 90% din necesarul de energie pentru gospodării în Africa subsahariană , 70% în China rurală și între 30 și 90% din aceste necesități în America Latină .
Sursa: X-Environment 2004
La nivel global, puțin peste jumătate din producția de lemn este utilizată pentru energie, diferența fiind în primul rând pentru utilizarea cherestelei și a celulozei .
Cu excepția Africii de Sud , marea majoritate a țărilor africane se caracterizează prin predominarea utilizării lemnului în scopuri energetice. Același lucru este valabil și pentru continentul asiatic , cu excepția Japoniei și, într-o măsură mai mică, a Chinei , pe de o parte, și a Americii Centrale , pe de altă parte. Sud - american oscilează la rândul său , între un model de „țări dezvoltate“ , în imaginea de Chile , și un model de „ țările în curs de dezvoltare “ , în imaginea Bolivia și Peru , The Brazilia , o cu multiple fațete țară-continent, combinarea acestor modele diferite.
Energia lemnului reprezintă încă aproape trei sferturi din consumul total de lemn în țările în curs de dezvoltare , ceea ce este o caracteristică majoră a multor țări tropicale .
Producția durabilă de lemn ca sursă de energie regenerabilă are un potențial considerabil în Africa. Reîmpădurirea terenurilor erodate, dezvoltarea plantațiilor forestiere și întreținerea durabilă a pădurilor naturale pot contribui la creșterea securității energetice, la îmbunătățirea accesului la energie și la reducerea dependenței de combustibilii fosili .
„Lemnul este la modă în țările bogate ca combustibil alternativ la combustibilii fosili . De asemenea, este reabilitat în țările din sud și în special în Africa. De zeci de ani, combustibilul pentru lemn a avut o reputație proastă pe acest continent. Era energia celor săraci. Utilizarea sa a fost considerată o frână pentru dezvoltare, deoarece a monopolizat timpul disponibil al populației și în special al femeilor. Colecția sa ar duce în cele din urmă la dispariția pădurilor din zona saheliană [...]
Paradoxal, atunci când statele au interzis colectarea de cherestea verde, în Republica Democrată Congo sau Kenya , pădurea a scăzut cel mai mult. Nu se mai întreține, a suferit tăieri clare pentru culturile efemere de sorg sau porumb , care au cedat, definitiv, deșertului laterit .
În Burkina Faso , gestionarea pădurilor pentru a produce lemne a permis comunităților care nu trăiau din cerealele lor să scape de sărăcie. Astăzi, suntem interesati de lemn, lemn de deșeuri și, în general , în biomasă , care include , de asemenea , alte deșeuri vegetale cum ar fi paie de cereale sau de orez pielițe, pentru producerea de energie electrică în plante. Rurale comunități . Madagascar are patru proiecte de gazeificare a biomasei pentru a genera căldură și energie .
În Maghreb , cetățenii trec gaz petrolier lichefiat , dar în subsaharianul urban , cărbunele care înlocuiește focul de lemn al comunităților rurale. Pentru a oferi orașelor o demografie galopantă precum Bamako , Ouagadougou , ca să nu mai vorbim de Lagos sau Kinshasa , Africa nu va putea, potrivit acestor cercetători, să se descurce fără plantații forestiere artificiale, precum cele de eucalipt , mai productive decât pădurile naturale, pentru a aduce resurse mai apropiate de marile zone de consum. Ca și în Europa, va fi, de asemenea, necesar să se organizeze transportul de așchii sau cărbune . ".
Ministerul Mediului, Energiei și Marea energia lemnului clasifică în rândul energiilor regenerabile. Este chiar principala sursă de energie regenerabilă din Franța: această sursă reprezintă aproape 40% din energia primară regenerabilă produsă în Franța în 2016, ceea ce reprezintă el însuși 9,4% din producția totală de energie primară.
Potrivit France Nature Environnement , „energia lemnului nu este o energie regenerabilă precum energia solară sau eoliană. Reconstituirea ecosistemului forestier poate fi numărată în decenii: de aceea este necesar să-l păstrăm și să-l favorizăm mai degrabă pentru construcție decât pentru energie ” .
În 2019, sunt luate măsuri legale pentru a preveni includerea biomasei forestiere în directiva europeană privind energia regenerabilă . Este introdus de ENGO-uri din Estonia, Franța, Irlanda, România, Slovacia, Suedia și Statele Unite.
O scrisoare deschisă a mai mult de 500 de oameni de știință din februarie 2021 a cerut guvernelor să elimine orice stimulent care ar încuraja lemnul de foc, indiferent dacă provine sau nu din propriile resurse forestiere. Într-adevăr, atunci când industria lemnului și hârtiei își folosește deșeurile de producție pentru a produce electricitate și căldură, această utilizare a subproduselor nu necesită îndepărtarea suplimentară a lemnului. Mai recent, însă, a existat o practică de tăiere a copacilor sau mobilizarea unor fracțiuni mari de culturi lemnoase pentru a produce energie. Rezultatul acestei taxe suplimentare induce o creștere semnificativă a emisiilor de carbon. Studiile au arătat că arderea lemnului poate crește încălzirea timp de decenii, dacă nu chiar secole.
Combustibil | CO 2( kg / G J ) |
---|---|
Lemn și deșeuri similare | 92 |
Păcură pentru uz casnic (FOD) | 75 |
Păcură grea | 78 |
Gaz natural | 57 |
Cărbune | 95 |
Arderea lemnului ca sursă de energie are un echilibru neutru din punctul de vedere al emisiilor atmosferice de CO 2numai în măsura în care lemnul este exploatat ca energie regenerabilă și că tehnicile de exploatare nu utilizează energie fosilă. În acest caz, cantitatea de CO 2eliberat prin arderea lemnului este compensat prin captarea aceleiași cantități de CO 2pentru creșterea copacilor. Acest lucru este adevărat atâta timp cât exploatarea forestieră duce la o cantitate de lemn creată cel puțin echivalentă cu cea consumată.
Sursa: MEDD , chestionar anual privind declarația privind emisiile de poluanți pentru 2005 din instalații clasificate supuse autorizării . În inventarul UNFCCC , contorizăm mai întâi stocul de carbon constituit de creșterea biomasei în cursul anului în cauză și apoi scădem cantitatea de carbon aferentă emisiilor de CO 2 .datorită arderii biomasei. În Franța și în Europa , pădurea fiind gestionată în mod durabil, aceasta crește și, prin urmare, joacă rolul de scufundare a carbonului : fixarea CO 2prin fotosinteză (creșterea biologică a pădurii + plantații artificiale) este mai mare decât emisiile datorate descompunerii și arderiiAcest echilibru nu ia în considerare energia întruchipată care constă aici în special din energia necesară pentru exploatarea și întreținerea pădurilor, tăierea copacilor și transportul lemnului către locurile de ardere.
Contribuția etapei de ardere la efectul de seră este legată de emisiile de metan (CH 4) și oxid de azot (N 2 O). Metanul are un potențial de încălzire globală (GWP) egal cu 25 de ori mai mare decât cel al CO 2pe o perioadă de 100 de ani (durata de viață a dioxidului de carbon în atmosferă este estimată la aproximativ 100 de ani ). GWP protoxidului de azot este de 298 de ori mai mare decât CO 2pe o perioadă de aceeași durată. Această contribuție reprezintă o parte semnificativă a efectului de seră al energiei lemnului.
Suma, în echivalent CO 2, dintre aceste contribuții diferite constituie amprenta de carbon a energiei lemnului . Acest echilibru are un avantaj clar față de cele ale energiilor convenționale.
Ca agent energetic, lemnul produce 42 g echiv. CO 2pe kWh util (produs de utilizator), față de peste 400 pentru păcură și 6 pentru nuclear în Franța. În plus, sectorul lemnului are încă o marjă semnificativă de îmbunătățire (performanța tehnicilor de tăiere și derapare, reducerea utilizării ambalajelor din plastic sau chiar livrarea în vrac, pentru pelete și lemn densificat).
În ceea ce privește prezența carbonului organic în soluri, situația este mai complexă: descompunerea naturală a lemnului este un proces care alimentează o biomasă mare de detritivori și saprofite și are ca rezultat în final crearea humusului care înlocuiește solul spălat de eroziune . Arderea, pe de altă parte , produce doar o cantitate mică de cenușă, care este în esență săruri minerale anorganice. Pe de altă parte, tăierea copacilor creează o cantitate mare de diverse deșeuri lemnoase (ramuri, rumeguș, așchii, scoarță etc.), ceea ce ajută la hrănirea acestei biomase acolo unde nu sunt utilizate sub formă de așchii de pădure .
Datoria de carbonAmprenta de carbon a energiei lemnului oferă o indicație pe termen lung. Pe termen scurt, soldul este mai mare: pe de o parte, carbonul eliberat prin ardere nu este încă recucerit de creșterea copacilor. Aceasta constituie o „datorie de carbon”, care este amortizată după un „timp de recuperare a carbonului”, odată ce biomasa a crescut înapoi și a sechestrat carbonul legat de procesele de transformare. Dincolo de acest timp de întoarcere, rezultatele sunt pozitive. Această perioadă poate varia de la zece la cincizeci de ani, în special în funcție de metodele de gestionare și prelucrare a pădurilor.
Pe de altă parte, o creștere a recoltării lemnului poate reduce rata de sechestrare a carbonului în ecosisteme, prelungind astfel timpul de revenire a carbonului.
Lemnul este o sursă de energie care poate fi regenerabilă și poate avea un impact mai mic asupra climei decât combustibilii fosili. Dar, în comparație cu instalațiile de ardere alimentate cu petrol sau gaz , aparatele pe lemne emit mult mai mulți poluanți ai aerului , în special particule fine cancerigene . Emisiile de particule fine de la toate încălzitoarele pe lemne sunt de câteva ori mai mari decât emisiile provenite de la încălzitoarele de petrol și gaze, deși contribuția lemnului la producția de căldură este mult mai mică. Încălzitoarele pe lemne sunt de departe cea mai mare sursă de emisii de particule fine asociate arderii . Pentru alte gaze de ardere, cum ar fi oxizii de azot (NOx), monoxidul de carbon (CO) și compușii organici volatili (COV), încălzitoarele pe lemne generează mai multe emisii pe unitate de energie produsă decât încălzitoarele pe lemne. Centrale de ardere care funcționează cu combustibili fosili . În ceea ce privește poluarea cu particule fine, COV-urile pun în special o problemă deoarece conțin compuși foarte toxici și parțial se condensează în aer, formând particule fine suplimentare .
Potrivit unui studiu realizat în 2006 de Institutul Francez al Petrolului , privind optimizarea arderii lemnului de foc:
„Utilizarea lemnului ca sursă de energie poate fi considerată regenerabilă și, astfel, participă pe deplin la dezvoltarea durabilă , dacă emisiile emise sunt scăzute și controlate. În prezent, toate instalațiile îndeplinesc standardele de descărcare în vigoare, dar acum este necesar să mergem mai departe și să obținem performanțe termice și de mediu apropiate de cele obținute cu combustibili fosili ”[Din documentul „ Surse de poluanți atmosferici: încălzitoare pentru lemne ” al Oficiului Federal Elvețian pentru Mediu ].
Riscurile de poluare asociate cu utilizarea combustibilului pentru lemn sunt legate în primul rând de caracterul său de combustibil solid , de asemenea, de origine vegetală . Aceste riscuri sunt mult crescute dacă combustibilul este utilizat în mod necorespunzător.
Arderea lemnului în condiții precare poate fi o sursă majoră de poluare a aerului. Insuficient lemn uscat, cu ardere lentă, utilizarea lemnului murdărită (tratate împotriva insectelor sau ciupercilor, vopsite, etc. ) produc fum constând din funingine particule , diverși compuși organici volatili , hidrocarburi aromatice policiclice , dioxine , furani , monoxidul de carbon , acidul cianhidric , metale grele etc. toate acestea pun probleme semnificative de sănătate publică.
Impactul asupra calității aerului Efecte semnificative la distanță scurtă și lungăProblemele apar mai întâi în zone apropiate de domiciliu, poluarea generată având un impact negativ asupra calității aerului, în special în imediata apropiere a sursei de emisie.
Énergie-bois Suisse a efectuat o simulare pentru a vizualiza diferența de impact dintre dispozitivele vechi și / sau slab performante și materialele performante. „Trei scenarii sunt ilustrate prin utilizarea podelei de poluare a diferitelor dispozitive pentru particulele de diluant până la valoarea limită de 50 μ g / m 3 pe un strat de aer de 500 de metri înălțime. Știind că PM 10 rămâne în suspensie în medie timp de 10 zile, calculul se efectuează cu 10 zile de emisii. În cazul unui incendiu în pădure 500 kg lemne umede în aer liber, o emisie de 5000 m 3 la o concentrație de 5000 m g / m 3 și poluează 100 ha . În cazul a 5 încălzitoare de uz casnic slab performante, emisiile sunt de 135 g / h și poluează 27 ha pe aparat. În cele din urmă, în cazul a cinci tigăi în granule cu emisii de 0,67 g / h , suprafața poluată este de 135 m 2 pe unitate " .
Dacă problema se află în principal în vecinătatea surselor, „ vântul poate transporta o parte din substanțele precursoare și particulele emise pe câteva sute de kilometri ” . La scara Europei celor Cincisprezece , principalul emițător de particule fine PM 2.5 până în 2020 va fi arderea lemnului în aparate electrocasnice mici, conform OMS (a se vedea secțiunea „ Poluarea transfrontalieră a aerului la distanță mare ”).
Impactul urbanPentru OMS , particulele datorate arderii sunt cele mai periculoase pentru sănătate. În zonele urbanizate, emisiile vehiculelor diesel și încălzirea ( combustibili solizi ) sunt preocupate.
Un studiu realizat de INERIS , în parteneriat cu asociații aprobate pentru monitorizarea calității aerului ( AASQA ), a fost realizat în patru orașe franceze din noiembrie 2006 până în aprilie 2007. Rezultatele obținute „ demonstrează că arderea lemnului joacă un rol important în compoziția materiei organice în aerosolul atmosferic și în poluarea cu particule în zonele urbane ”.
Încălzitoarele pe lemne emit mai mult praf fin și anumiți alți poluanți decât traficul rutier.
În Elveția , potrivit Institutului Paul-Scherrer , arderea lemnului contribuie considerabil în timpul iernii la poluarea cu praf fin în zonele urbane (cf. campania de măsurare PSI ).
Aceste descoperiri sunt confirmate de un contribuitor științific la proiectul Carbosol , pentru care „ chiar și în orașele mari, lemnul este sursa de poluare n o 1 ”.
Pentru a ajuta la reducerea poluării în aglomerare, orașul Lausanne încurajează locuitorii care încălzesc cu lemne să-și echipeze coșurile cu un filtru de particule .
Impactul ruralÎn zonele rurale , arderea lemnului poate duce la niveluri ridicate de particule PM 10 și benzo [a] piren (sau B [a] P, un HAP foarte cancerigen ) în aerul exterior.
Efectele sanatatii Riscuri mai mari pentru sănătate decât în cazul altor combustibiliStudii epidemiologice recente au subliniat similaritatea efectelor asupra sănătății printre fumul de ardere a biomasei ( încălzire la lemne , plante de foc) și produse petroliere ( diesel ), atât în natură cât și în frecvența de tulburări generate (respiratorii afecțiune, cancer pulmonar . ..). Un studiu științific în limba engleză analizează efectele asupra sănătății ale lemnului de fum .
Din punct de vedere al curățeniei emisiilor sale, lemnul este o formă de energie dezavantajată în comparație cu alți combustibili, în special în ceea ce privește emisiile de particule , iar riscurile pentru sănătate rezultate sunt mai mari. Lemnul ars emite în principal particule foarte fine, cu un diametru mai mic de 1 micrometru ( PM 1 ). Riscurile pentru sănătate sunt legate de dimensiunea și compoziția chimică a particulelor.
„ Arderea lemnului emite în principal particule foarte fine de PM 1 . PM 1 particule sunt atât de mici încât acestea să poată pătrunde departe în sistemul respirator și de a genera astm sau bronșită cronică, sau chiar intră în sânge și pot contamina - l . PM 10 și PM 2.5 conțin metale grele și hidrocarburi cancerigene fenomen comparabil cu fumatul pasiv . "
În ceea ce privește aspectul „fumatul pasiv”, Association of ' otorhinolaryngologie et deirurgie cervico-faciale du Québec declară:
„ Un sistem de încălzire a lemnului este similar cu casa fumătorilor [...] acest tip de încălzire nu este recomandat (nici măcar ca rezervă) . "
Tratarea particulelor este un subiect care mobilizează în prezent întregul sector energetic al lemnului. Un site prezintă tehnicile de îndepărtare a prafului prezentate la expozițiile „Bois Énergie”.
Soluția „ filtre de particule ”Consultați secțiunea Filtre pentru particule - Obligatoriu .
„ Deși așa-numitele energii verzi sunt o soluție excelentă, deoarece sunt neutre în ciclul carbonului , biomasa generează probleme cu emisiile de particule [...] Aceste emisii trebuie controlate în aval de combustie, în spatele cazanului sau gazificatorului, care captează aceste particule [...] Și îngrijorarea cu problemele particulelor în suspensie crește. Adevărata problemă vine din cele mai fine particule, uneori nanometrice . Mărimea lor este mai mică de o miime de milimetru [particule PM1 ]. Acestea sunt foarte periculoase pentru sănătatea umană. Sunt capabili să pătrundă adânc în plămâni. Și acum se arată că prezența lor este asociată cu multe tipuri de cancer . Așadar, avem de-a face cu o problemă majoră de sănătate publică . Prin urmare, trebuie să ne ocupăm de el. ".Potrivit Fundației pentru Sănătate Respiratorie din Quebec (FQSR):
„ Este, desigur, extrem de important să folosiți lemn curat și uscat în orice moment și să controlați corect arderea. Cu toate acestea, arderea lemnului va duce în continuare la emisiile de poluanți, cum ar fi particulele fine, care sunt practic invizibile, dar care pot pătrunde foarte adânc în sistemul respirator. ".Principiul filtrului de particule răspunde comentariului FQSR, așa cum se explică într-un videoclip elvețian. După amintirea avantajelor energiei lemnului, acesta evocă problema particulelor fine periculoase pentru sănătate emise de arderea sa, apoi soluții la această problemă pentru instalațiile domestice:
În diferite țări, dezvoltarea energiei lemnului, în cadrul promovării energiilor regenerabile , ridică temerile legate de agravarea poluării atmosferice, în special de particulele fine ; problemele poluării atmosferice generate de lemnul de foc se referă mai ales la încălzirea rezidențială a lemnului .
SO 2 k t |
NOx kt |
CO kt |
NMVOC kt |
PAH * t |
Dioxine g (ITEQ **) |
PM 10 kt |
PM 2,5 kt |
|
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Sectorul intern ( rezidențial individual ) % din totalul lemnului |
6.4 82 |
19.2 69 |
1 704,4 98 |
303,9 99 |
19,1 98 |
21,9 91 |
131,3 97 |
128,6 97 |
Sectoare colective, industriale și agricole % din totalul lemnului |
1.4 18 |
8.7 31 |
35,3 2 |
2,9 1 |
0,3 2 |
2.1 9 |
4.1 3 |
3.5 3 |
% din totalul național | 2 | 2 | 31 | 22 | 77 | 11 | 27 | 40 |
* Suma a 4 HAP definite de UNECE : benzo (a) piren , benzo (b) fluoranten , benzo (k) fluoranten și indeno (1,2,3-cd) piren. Aceste 4 HAP sunt cancerigene . Vezi toxicitatea lor
* ITEQ = Cantitate echivalentă toxică internațională
Sursa : Jean-Pierre Sawerysyn, #Bibliografie , p. 14 ( pag. 8 din fișier)
Particule și monoxid de carbonArderea lemnului emite particule minerale (formate din mineralele conținute inițial în lemn) atunci când arderea este completă și particule carbonice atunci când arderea este incompletă .
Emisiile de particule carbonice și monoxid de carbon (CO) sunt legate (a se vedea Corelația dintre monoxidul de carbon și particulele carbonice ).
„ Emisia de praf fin de PM 10 produs prin arderea lemnului în sobe și șeminee este una dintre cele mai sensibile probleme în Italia și în țările europene , în special în țările vorbitoare de limbă germană . Germania , Elveția și Austria se deplasează în această direcție cu instalarea de aparate de înaltă eficiență și emisii reduse de CO și pulberi totale și cu aplicarea întreținerii corespunzătoare a dispozitivelor existente. ".În Franța, Airparif , de exemplu, consideră că este necesar să se țină seama foarte serios de poluarea cu particule generate de încălzirea lemnului:
„ Întrucât încălzirea lemnului este recomandată în lupta împotriva schimbărilor climatice , este esențial să se țină seama de această sursă de particule, astfel încât dezvoltarea sa să nu sfârșească prin a compromite eforturile de reducere a poluării atmosferice întreprinse în altă parte . ".Tehnologiile evoluează și dispozitivele emit din ce în ce mai puțini poluanți. De exemplu, în Franța, un dispozitiv Flamme Verte de 5 stele , instalat „în conformitate cu regulile din domeniu” și utilizat corespunzător , este garantat să emită mai puțin de 80 m g / Nm 3 de praf total ( TSP ). Progresul este încă posibil. „ Anumite modele, încă în curs de dezvoltare, nu vor depăși 20 mg / m 3 ” . Acesta este cazul, de exemplu, al unei cazane automate austriece prezentate în avanpremiere la târgul comercial Bois Énergie 2014 (Franța) și care „ îndeplinește deja cele mai stricte reglementări și standarde viitoare ” , în special în ceea ce privește emisiile de praf și monoxidul de carbon . Emisiile sale de praf sunt mai mici de 20 mg / Nm 3 (la 11% O 2) la putere nominală . Acest nou standard este în vigoare de la 1 st ianuarie 2015 în Germania și la Paris .
Oxizi de azotÎncălzitoarele pe lemne generează mai multe emisii de oxizi de azot (NO x ) pe unitate de energie produsă decât instalațiile de ardere care funcționează cu combustibili fosili . În ceea ce privește dezvoltarea energiilor regenerabile , cea a energiei din biomasă „ joacă un rol preponderent în comparație cu alte energii în evoluția emisiilor de NO x ”.
Emisii în Franța continentalăAici , din nou, sectorul rezidențial este, deși într - o măsură mai mică, emițătorul principal de NO x din arderea biomasei (tabelul de mai sus ).
Combustibil | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Energia lemnului % din totalul național |
27 1.9 |
28 2.1 |
28 2.2 |
31 2.6 |
34 3.0 |
37 3.4 |
32 3.1 |
35 3.5 |
39 4.0 |
Cărbune * % din totalul național |
83 5.8 |
71 5.2 |
75 5.8 |
51 4.2 |
48 4.3 |
45 4.1 |
30 2.9 |
41 4.1 |
42 4.3 |
Păcură grea % din totalul național |
50 3.5 |
46 3.4 |
35 2.7 |
31 2.6 |
29 2.6 |
27 2.5 |
20 1.9 |
20 2.0 |
17 1.7 |
Ulei de încălzire ** % din totalul național |
268 19 |
243 18 |
214 17 |
206 17 |
194 17 |
178 16 |
135 13 |
53 5.3 |
55 5.6 |
Gaz natural și GNC % din totalul național |
96 6.7 |
91 6.7 |
88 6.8 |
90 7.6 |
85 7.6 |
90 8.2 |
78 7.5 |
80 8,0 |
81 8.2 |
Sursa: CITEPA , actualizareaprilie 2015. Inventarul emisiilor de poluanți atmosferici și gaze cu efect de seră în Franța - format SECTEN , p. 207 ( p. 211 din dosar) |
De cand 1 st luna mai 2011 de, utilajele mobile non-rutiere, ambarcațiunile de agrement și navele de navigație interioară nu mai puteau folosi păcură internă. Pentru tractoarele agricole sau forestiere, această obligație a fost aplicată de atunci1 st luna noiembrie 2011 de. Acest lucru explică scăderea consumului acestui combustibil înregistrat din 2012.
Între 2005 și 2013, contribuția lemnului de foc la emisiile de NO x aproape sa dublat.
Scăderea emisiilor raportate în 2011 în sectorul rezidențial / terțiar de către inventarul Citepa se explică printr-un climat blând în acel an. Acest lucru subliniază sensibilitatea emisiilor la pericolele climatice ( p. 27 , p. 31 din fișierul SECTEN) .
În 2012, contribuția încălzirii individuale a lemnului la emisiile de NO x a fost de 1,9%. Prin urmare, sectorul individual (intern) a contribuit (a se vedea tabelul) la 1,9 / 3,5 = 54% din „totalul național” pentru lemn de foc, mai mic decât 69% în 2005 înregistrat în primul tabel de mai sus . Prin urmare, contribuția la emisiile de NO x de la cazanele pe biomasă a crescut.
Tehnici de reducere a emisiilorPentru a reduce emisiile cazanelor cu bușteni de NO x , sunt necesare metode precum adăugarea de aer în trepte și alimentarea cu combustibil în trepte .
Sunt luate în considerare alte metode de reducere a emisiilor de NO x de la cazanele pe biomasă , în special tehnologiile SCR ( Reducere catalitică selectivă ) și SNCR ( Reducere selectivă necatalitică ) pentru cazanele de mare capacitate.
Un alt dosar dedicat aceluiași subiect este intitulat „Bune practici scăzute de NO x pentru cazanele cu biomasă” (Tehnici de reducere a emisiilor de NO x : p. 16, 19-24 .
Acest program științific a reunit cercetători de diferite naționalități și a vizat în special să definească cotele respective de combustibili fosili ( transport , industrie , încălzirea petrolului și gazelor ) și a biomasei (încălzirea lemnului , incendiile plantelor) la poluare. Prin particule carbonice recunoscute ca cel mai periculos pentru sănătate. Rezultatele studiului au fost publicate la jumătatea lunii decembrie 2007: arderea biomasei ( focuri de coș , incendii agricole și incendii de grădină ) este responsabilă de 50 până la 70% din poluarea cu carbon a iernii în Europa.
„ Cum să lupți eficient împotriva poluării cu particule carbonice? - În cazul în care au fost făcute numeroase și costisitoare eforturile și continuă să limiteze poluarea cu particule pe bază de carbon, aceste noi studii sugereaza ca cel mai eficient mod de a limita această poluare la scară continentală, mai ales în timpul iernii, ar consta în atacarea în principal , la arderea de biomasa , prin dezvoltări tehnologice și reglementări stricte care îi limitează modurile de utilizare [...] Multe state au interzis, de asemenea, de mult timp focurile deschise de șemineu [șeminee deschise ] , focurile agricole și cele din grădini. " Poluarea atmosferică transfrontalieră pe distanțe lungi Transportul particulelorPotrivit OMS , transportul particulelor pe distanțe mari contribuie semnificativ la expunerea populațiilor și la efectele asupra sănătății. În Europa de cincisprezece ani, arderea de lemn în aparate de uz casnic mici, sobe, mașini de gătit, etc. („ Arderea lemnului în sobele casnice ”), ar deveni, până în 2020, principala sursă de particule fine PM 2.5 .
Impactul asupra mediului al emisiilor de carbon negruNegru de fum ( (in) BC carbon negru) (sau calaminei ) este legat de arderea incompletă a combustibililor fosili și biomasă , reprezintă o parte din funingine , amestecuri complexe de particule compuse în principal din funingine de carbon și carbon organic . Carbonul cu funingine are puterea de a încălzi atmosfera, deoarece absoarbe radiația solară (efectul corpului negru ). Dimpotrivă, carbonul organic tinde să răcească atmosfera. Carbonul negru provoacă o încălzire mult mai mare pe tonă decât răcirea cauzată de carbonul organic ( p. 5 ).
„Carbonul negru” este unul dintre principalii poluanți climatici de scurtă durată din atmosferă (de la câteva zile la câteva decenii, în funcție de poluant). Acești poluanți influențează puternic încălzirea climei , sunt cei mai importanți factori care contribuie la efectul de seră de origine umană după CO 2. De asemenea, sunt poluanți atmosferici periculoși, care au multe efecte negative asupra sănătății umane , agriculturii și ecosistemelor .
Aragaz cu peleți.
Cazan pe pelete.
În ceea ce privește arderea biomasei nerecuperate pentru energie, o interdicție eficientă a arderii în aer liber ar putea reprezenta aproximativ 10% din potențialul total de reducere a emisiilor de carbon negru. În plus, arsurile sunt adesea cauza incendiilor forestiere care sunt la rândul lor o sursă majoră de emisii (a se vedea § 48 paginile 13 și 14).
Tehnologia filtrelor de particule este dezvoltată în special în această țară, cu aplicații la toate tipurile de echipamente (vehicule rutiere, mașini de construcții, instalații de încălzire etc.) și la toate puterile . Elveția a fost prima țară să introducă limite de emisie de praf pentru noile echipamente de incalzire din lemn introduse pe piață. Astăzi, există standarde și norme tehnice și mai stricte în Germania ( DIN + ), ceea ce sugerează că Elveția își va consolida și mai mult reglementările. |
O serie de documente de la Oficiile Federale pentru Mediu ( OAMEN ) și Energie (UFE) exprimă îngrijorarea Confederației.
InventarÎn 2006, un document de la OFEN și OFEV a prezentat un inventar complet al încălzirii pe lemne și a dedicat o pagină Avantajelor energiei lemnului și practic cinci pagini Dezavantajelor și modurilor de utilizare a acestuia remediu pentru a asigura dezvoltarea durabilă a acestui combustibil.
În ceea ce privește partea de ardere a biomasei în emisiile de particule fine în Elveția:
„ Încălzitoarele pe lemn reprezintă 18% din particulele emise de combustie, iar combustia în aer liber 16%. Încălzitoarele pe lemne și combustia deschisă contribuie în total aproape la fel de mult la emisia de praf fin ca motoarele diesel , care sunt responsabile pentru 39% din particulele de ardere . "( P. 2 )În rezumatul de la pagina 6, putem nota:
Un alt document FOEN precizează că măsurile care vizează combaterea efectului de seră , dar și protejarea aerului , nu pot include „ înlocuirea combustibilului cu lemne atâta timp cât emisiile poluante provenite de la încălzitoarele pe lemne nu vor fi reduse la nivelul celor din încălzitoare pe bază de petrol ”.
OPair modificăriÎn 2006, Elveția și-a modificat ordonanța privind poluarea aerului (OPair) pentru a implementa mai multe măsuri ale planului de acțiune care „urmărește reducerea emisiilor de praf, praf fin și carbon la fiecare sursă. Motorină și funingine din lemn ”. Aceste măsuri vizează, printre altele, încălzitoarele pe lemne cu o putere mai mare de 70 kW , majoritatea cu încărcare automată, care „chiar și atunci când sunt acționate corespunzător [...] emit cel puțin 300 de ori mai mult praf fin decât un încălzitor similar alimentat cu petrol sau gaz. "
Campanie de măsurare PSIConcentrațiile dăunătoare de praf în zonele construite sunt măsurate în mod regulat, în special iarna .
" Toate particulele de praf sunt, de asemenea, periculoase: particulele de funingine emise de motoarele diesel și cazanele în lemn nu afectează numai plămânii, ci sunt, de asemenea, cancerigene și trebuie eliminate cât mai mult posibil ".Măsurătorile au fost efectuate de Institutul Paul-Scherrer (PSI), folosind în special spectrometria de masă și carbon-14, ceea ce face posibilă identificarea surselor de carbon fosil și non-fosil în praful fin . Combinația acestor două metode permite o caracterizare completă a particulelor cu un diametru mai mic de 1 micrometru ( PM 1 ).
Rezultatele, combinate cu datele privind emisiile comunicate de Foen , face posibil să se estimeze contribuția fiecărei surse la sarcina totală de praf fin: a arderii de lemn ( lemn de incalzire si șeminee ) contribuie „ considerabil .“ Emisiilor fine particule.
Soluțiile existente sau planificate pentru reducerea emisiilor de la încălzitoarele pe lemne sunt:
Agenția Federală de Mediu, observând că emisiile de particule fine de la instalațiile de ardere a lemnului au crescut constant din 1995, a publicat în 2007 un ghid pentru utilizatorii de încălzire a lemnului. Comunicatul de presă care însoțește acest ghid reamintește că lemnul este un combustibil neutru față de climă, dar că arderea acestuia în condiții neoptimale sau utilizarea combustibililor necorespunzători poate duce la poluarea aerului, în special prin particule și hidrocarburi policiclice aromatice . Principalele recomandări sunt următoarele:
- scapă de șemineele vechi; - alegeți un combustibil adecvat de bună calitate (curat și uscat); - asigurați-vă că funcționarea dispozitivelor de încălzire este optimă, în special urmând sfatul instalatorului; - efectuați întreținerea regulată a instalației sale, cel puțin înainte de fiecare perioadă de încălzire. Limite de emisii din ce în ce mai strictePrincipala măsură care reglementează emisiile de dispozitive termice în atmosferă este BImSchV (de) : legislația germană, ale cărei ultime modificări au intrat în vigoare la 22 martie 2010 și care guvernează performanța și emisiile în atmosferă ale dispozitivelor. încălzitoare cu combustibil solid mici și mijlocii. Această lege contribuie considerabil la reducerea emisiilor de particule: oferă indicații pentru construcția de aparate noi și reglementează reabilitarea șemineelor existente.
Principala noutate, introdusă de modificarea recentă a BImSchV, se referă la dispozitive cu putere nominală redusă mediu. Introducerea acestei noi prevederi va avea loc în două etape:
1 st FAZA De la 03/22/2010 la 12/31/2014 |
Unitate de măsură | Putere nominală de căldură ≥ 4 ≤ 500 kW |
Putere nominală de căldură > 500 kW |
---|---|---|---|
Praful total ( TSP) Lemn, așchii de pădure , ramuri, conuri de pin |
mg / Nm 3 mg / Nm 3 |
100 60 |
100 60 |
Monoxid de carbon ( CO ) Lemn, așchii de pădure , ramuri, conuri de pin |
mg / Nm 3 mg / Nm 3 |
000 1 800 |
500 500 |
2 nd FAZA 01.01.2015 |
Unitate de măsură | Puterea termică nominală
≥ 4 kW |
---|---|---|
Praful total ( TSP) | mg / Nm 3 | 20 |
Monoxid de carbon ( CO ) | mg / Nm 3 | 400 |
Limitele de emisie pentru aparatele cu o putere termică nominală mai mică de 4 kW rămân cele stabilite înainte de modificarea recentă a BImSchV.
Tip de dispozitiv | CO (mg / m 3 ) | Praful (mg / m 3 ) |
---|---|---|
Soba pe peleti cu rezervor de apa | 400 | 30 |
Soba pe peleți fără rezervor de apă | 400 | 50 |
Sobe de acumulare - Inserturi | 2.000 | 75 |
Sobe cu încălzire plană | 2.000 | 75 |
Sobe cu încălzire de umplere | 2.500 | 75 |
Sobe de uz casnic cu combustibil solid | 3000 | 75 |
Sobe de uz casnic pentru încălzire centrală | 3.500 | 75 |
Tip de dispozitiv | CO (mg / m 3 ) | Praful (mg / m 3 ) |
---|---|---|
Soba pe peleti cu rezervor de apa | 250 | 20 |
Soba pe peleți fără rezervor de apă | 250 | 30 |
Alte sobe - Inserturi | 1250 | 40 |
Aragazuri casnice | 1.500 | 40 |
Amendamentul BImSchV prevede, de asemenea, că încălzitoarele pentru lemn mai mici de 70 kW care nu respectă valorile limită pentru emisiile de praf trebuie să fie echipate cu „separatoare de praf” ( filtre de particule ) sau înlocuite.
O legislație mai severă va fi pusă în aplicare în 2015, mișcarea „ interzicerea arderii lemnului ” este adoptată de tot mai multe regiuni.
De câțiva ani, au fost lansate campanii de informare de către autoritățile guvernamentale pentru a înlocui aparatele cu aparate mai eficiente (certificate EPA ), încurajarea de a nu utiliza această metodă de încălzire ca metodă principală de încălzire sau în caz de episoade de poluare. Campaniile de eșantionare desfășurate în Montreal din 1999 au arătat într-adevăr influența încălzirii lemnului asupra nivelurilor de particule , hidrocarburi aromatice policiclice (HAP) și compuși organici volatili (COV), în special seara și la sfârșit de săptămână.
QuebecDin 29 aprilie 2009, cu unele excepții, orașul Montreal a interzis instalarea de noi aparate sau șeminee cu combustibil solid ; este autorizată doar instalarea aparatelor de pelete aprobate.
OntarioProvincia Ontario a produs și a distribuit o broșură prin care solicita indivizilor să nu se echipeze cu un cazan pe lemne sau, dacă aveau, să controleze bine combustia.
Punctul de vedere al GreenpeacePotrivit Greenpeace Canada , arderea copacilor pentru energie amenință clima, pădurile și oamenii.
Afirmațiile false privind neutralitatea emisiilor de carbon ascund impacturi majore asupra climei Pe lângă problemele de defrișare care rezultă din utilizarea industrială a pădurilor naturale pentru producerea de energie, arderea copacilor (fie pentru electricitate, încălzire sau biocombustibili) nu este neutră în carbon . „ Cele mai recente științe arată că arderea copacilor contribuie la schimbările climatice timp de decenii, dacă nu chiar secole, până când copacii regeneranți au ajuns la maturitate ” . Comparativ cu centralele pe cărbune , „pentru a produce aceeași cantitate de energie, centralele electrice cu biomasă forestieră din America de Nord emit cu până la 150% mai mult CO 2., Cu 400% mai mult monoxid de carbon care irită plămânii și cu 200% mai multe particule fine care provoacă astm ” .„Arderea biomasei din pădurea boreală este mai gravă pentru climă din cauza încetinirii regenerării pădurilor și a fragilității rezervoarelor de carbon existente. "
„ American Lung Association solicită ca legislația să nu promoveze arderea biomasei. Arderea biomasei ar putea provoca creșteri semnificative ale oxizilor de azot , a particulelor fine și a dioxidului de sulf și ar avea efecte grave asupra sănătății copiilor, adulților în vârstă și persoanelor cu boli pulmonare. "
În ceea ce privește încălzirea în special, ONG-ul propune următoarea soluție: „ Asigurați-vă că numai deșeurile industriale de pelete de lemn sunt utilizate pentru încălzire și respectați standardul Washington Fireplace Standard pentru toate instalațiile de încălzire rezidențiale. Acest standard, care este mai sever decât standardele EPA , limitează emisiile de particule fine ” . Sursa: De la biomasă ... la biomascaradăÎn 2017, încălzirea pe lemn vine chiar în spatele gazului și a electricității. Este principalul mijloc de încălzire în 48% din gospodării (35% din proprietarii de aparate de ardere a lemnului îl folosesc și „ca rezervă” și 17% „pentru plăcere”). Vatrele închise / inserțiile sau sobele și cazanele cu bușteni sau pelete domină acum în mare măsură piața (în 2017 doar 12% din dispozitivele de ardere a lemnului sunt șeminee tradiționale deschise .
Energia lemnului a scăzut ușor între 2012 și 2017, dar rămâne esențială: reprezintă „40% din energiile regenerabile produse în Franța, cu mult înaintea celorlalte surse regenerabile”. Log oferă aproape 70% din consumul de lemne de foc al țării, utilizat de 6,8 milioane de utilizatori de aparate de ardere din lemn. Produce aproape 90% din lemn energetic, cu mult înaintea peletelor (9%) și a brichetelor și așchiilor reconstituite (1%). Programul multianual pentru energie (PPE) dorește să încurajeze căldura regenerabilă (obiectiv: + 40% până în 2028 față de 2012), cu condiția ca 9,5 milioane de case din Franța să fie încălzite în curând cu lemn „cu un dispozitiv etichetat” (performanță energetică îmbunătățită și reducere emisiile de combustie) înainte de 2023. Potrivit Ademe (2019), 37% din dispozitivele utilizate sunt recente (<5 ani). Peletele sunt în creștere (80% din stocul datează după 2012). În timp ce șemineele deschise reprezentau încă 29% din cazuri (încălzirea lemnului menajer) în 2012, această proporție scăzuse la 12% în 2017; prin urmare, reînnoirea dispozitivelor ar trebui încurajată în favoarea unor sisteme mai eficiente și mai puțin poluante (etichetată cu Flacăra Verde) .
În 2017, încălzirea pe gaz sau electric a costat în Franța de la 84 la 154 € / MWh ”, față de 48 până la 78 € / MWh pentru un sistem de bușteni (aragaz, insert sau cazan) și de la 73 la 103 € / MWh pentru un sistem. . Potrivit lui Ademe, înlocuirea unui cazan pe ulei cu un cazan pe peleți economisește 1.300 EUR / an , știind că încălzirea reprezintă 67% din consumul de energie al unei gospodării medii franceze. Cei 15.000 până la 20.000 € necesari unui cazan pe peleți pot fi suportați printr-un credit fiscal pentru tranziția energetică, sistemul CEE etc. Ademe recomandă apelarea unui consilier din rețeaua „FAIRE”.
Un vast complex industrial pentru tăierea și producerea de energie regenerabilă este planificat în Morvan, în orașul Sardy-lès-Epiry . Centrala termică din Provence, cunoscută sub numele de centrală Gardanne, folosește așa-numita tehnologie cu pat fluidizat circulant .
ControverseModul în care este produs lemnul de foc ridică probleme de mediu: prin împingerea pentru industrializarea silviculturii , cu plantații intensive de monocultură bazate pe arbori de conifere , tăierea clară a pădurilor de foioase mai bogate în biodiversitate, prin tehnici de mecanizare (recoltatoare, tractoare cu skidder) care afectează solul. Pe de altă parte, schimbările climatice fiind la locul de muncă, pădurile industriale astfel impuse sunt foarte fragile și deosebit de sensibile la pierderile masive , ca în toamna anului 2019. Un studiu publicat în revista Science în 2016, afirmă că industrializarea silviculturii a transformat în lignicultură degradează amprenta de carbon. Cărțile recente detaliază aceste riscuri cu precizie și propun soluții alternative: Pădurile noastre în pericol de Alain-Claude Rameau și Main basse sur nos forest de Gaspard d'Allens.
PoluareÎn Franța, arderea lemnului emite mai multe particule fine (în special PM 1.0 , mai mic de 1 micrometru ) și anumiți alți poluanți, decât toate vehiculele diesel. Reducerea acestor emisii este o problemă de sănătate publică, confirmată de următoarele date:
Participarea la consumul final de energie |
SO 2 | NU x | CO | PM 2.5 | PM 1.0 | PAH | PCDD / F | NMVOC | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Lemn energetic | 5,9% | 1,68 | 3,68 | 38.3 | 45.2 | 60,8 | 73.1 | 19,8 | 21 * |
Ulei încins | nu este disponibil | 9,90 | 4.90 | 0,56 | 1,65 | 2.28 | 0,56 | 0,25 | nu este disponibil |
Cărbune | 3,4% | 37.4 | 4.09 | 2,78 | 2.26 | 2.20 | 0,00 | 2,84 | nu este disponibil |
Gaz natural și GNC | 21% | 1,46 | 8.38 | 1.22 | 0,72 | 0,99 | 0,02 | 0,86 | nu este disponibil |
Transport cu camion | 26% | 0,34 | 53,5 | 12.9 | 17.1 | 16.8 | 17.0 | 1,48 | 10.0 |
Alte transporturi | 5,9% | 3.19 | 4,78 | 5,38 | 2.43 | 2.37 | 0,55 | 0,49 | 4,92 |
" HAP sunt formate în proporții relativ mari în timpul arderii și în special a biomasei care are loc adesea în condiții mai puțin bine controlate (de exemplu într-o vatră deschisă) în sectorul rezidențial "
(Format SECTEN, p. 75 )
„ Principalul sector emitent de benzen este sectorul rezidențial / terțiar, cu mai mult de jumătate din totalul emisiilor în Franța în 2012 (53,2%), în special datorită arderii lemnului, urmat de transportul rutier cu 14,9% . "
(cf. p. 252 , în secțiunea „Speciația NMVOC (inclusiv benzen)” din formatul SECTEN).La fel ca în Elveția , există o disproporție puternică între importanța relativ secundară a combustibilului pentru lemne pe piața energiei (reprezintă aproximativ 6% din consumul final de energie în Franța metropolitană) și contribuția sa semnificativă la emisiile anumitor poluanți majori; această disproporție, inerentă combustibililor solizi , se datorează în primul rând încălzirii lemnului în sectorul intern; în 2012, acesta reprezenta 72% din consumul de energie din lemn și, în plus, era singurul sector necontrolat.
Contribuția la consumul de energie în acest sector |
PM 2.5 | |
---|---|---|
Băutură | 5% | 84% |
Păcură | 13% | 13% |
Gaz natural | 80% | <3% |
Sursa: Airparif (2011)
Din 1990, s-a înregistrat o îmbunătățire semnificativă în general, dar încă insuficientă. Reînnoirea aparatelor este încă relativ lentă, aparatele vechi cu eficiență redusă și poluare ridicată ( șeminee deschise , fie că sunt vechi sau cu design modern în altă parte, dar și șeminee închise, inserții vechi și sobe) sunt încă prezente; aceste dispozitive învechite influențează puternic rezultatele tabelului.
În plus, există anumite practici nefavorabile unei bune arderi (în special utilizarea lemnului prea verde sau prea umed și practicarea focului continuu cu o rată redusă); emisiile poluante ale unui dispozitiv performant în sine pot fi excesive dacă nu sunt utilizate „în conformitate cu regulile din domeniu”.
O altă problemă este că 85% din camerele industriale pentru cazanele pe lemn, cu o putere termică mai mică de 2 M W , scapă de reglementările privind instalațiile clasificate (detalii în secțiunea cazanelor colective și industriale ).
Randament | SO 2 | NOx | NMVOC | CO | PM 10 | PM 2.5 | PM 1.0 | PAH | Dioxină | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Băutură | 48% | 42 | 126 | 1996 | 11190 | 863 | 844 | 836 | 125 mg / GJ | 144 ng / GJ (ITEQ) |
Ulei încins | 83% | 114 | 60 | 3.6 | 48 | 18 | 18 | 15 | 841 pg / GJ | 0 |
Gaz natural | 86% | 0,6 | 58 | 2.9 | 29 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Cărbune | 69% | 876 | 72 | 22 | 721 | 216 | 214 | 212 | 2,3 pg / GJ | 555 ng / GJ (ITEQ) |
Spre deosebire de tabelul precedent, care compară emisiile aparatelor de încălzire cu cele ale întregii flote de aparate cu lemne (vechi și actuale), următorul tabel prezintă o comparație a emisiilor aparatelor de încălzire.
Randament (%) | PM10 (g / GJ) | HAP (mg / GJ) | NMVOC (g / GJ) | Benzen (g / GJ) | |
---|---|---|---|---|---|
Lemn (aragaz curent) | 60 | 411.7 | 1003.3 | 666,7 | 100,00 |
Lemn (cazan curent) | 70 | 135,7 | 78,6 | 428.6 | 64.3 |
FOD (cazan) | 83 | 14.6 | 1.2 | 3.6 | 0,2 |
Gaz (cazan) | 86 | 0,0 | 0,0 | 2.9 | 0,3 |
Cărbune (cazan) | 70 | 101.4 | 0,0 | 21.4 | 0,9 |
Extras din documentul Impactul asupra calității aerului a emisiilor generate de arderea lemnului ( MEDD , 2006).
Planul de particule Obiective în sectorul internÎn sectorul intern, o reducere mai semnificativă a emisiilor poluante cauzate de încălzirea lemnului necesită o accelerare a reînnoirii flotei și îmbunătățirea continuă a aparatelor.
Aceste obiective sunt incluse în Planul de Particule (care este integrat în al doilea National de Sanatate si Planul de Mediu ) și sunt în curs de desfășurare: un credit fiscal care oferă o rată preferențială pentru reînnoirea vechilor dispozitive a fost pus în aplicare în 2010. și evoluția Eticheta Green Flame către o reducere a emisiilor de praf va fi eficientă1 st luna ianuarie 2011 de(cf. linkuri externe: comunicat de presă ADEME ). În 2006, „insuficiența” acțiunilor „flacără verde, credit fiscal” a fost evidențiată în concluzia unui raport al Ministerului Ecologiei, Dezvoltării Durabile și Energiei .
Sunt menționate și alte măsuri, inclusiv dezvoltarea tehnologiilor de filtrare a emisiilor ( precipitatoare electrostatice ), tehnologii „de altfel deja utilizate în alte țări din Europa ” (pagina 11 a planului).
Pentru a fi pe deplin eficiente, aceste măsuri trebuie să fie însoțite de informații care afectează întreaga populație:
„ The Particulele emise de sectorul intern provin în principal din lemn de ardere echipamente . [...] Încălzirea lemnului, deoarece se apropie de o practică „naturală și antică”, poartă o imagine a propriei practici , care este justificată pentru echilibrul CO 2, dar nu pentru particule sau compuși organici volatili (COV) sau hidrocarburi aromatice policiclice (HAP). O mai completă de comunicare , prin urmare , va trebui să fie dezvoltate cu obiectivul tuturor cetățenilor , deoarece emisiile din sectorul intern sunt majore. ”(Pagina 9 a planului).Recomandarea anterioară reiese din acest avertisment al președintelui Consiliului Național al Aerului într-un raport trimis prim-ministrului în 2007 : „Dar arderea lemnului poluează [...] Această realitate este astăzi necunoscută sau chiar ascunsă. În Franța”.
O secțiune este dedicată arderii în aer liber .
Implementarea locală a planului de particuleProiectul „Implementarea locală a planului de particule” al Ministerului Ecologiei prevede diverse acțiuni la nivel local în sectorul intern. De exemplu, în zonele „sensibile” pentru calitatea aerului și / sau în zonele acoperite de un plan de protecție a atmosferei , luați în considerare un regulament sau chiar o interdicție de încălzire a lemnului, o interdicție de instalare (sau de reînnoire) a focarelor deschise în instalații noi sau chiar revânzările imobiliare și interzicerea utilizării acestora în cele existente, chiar și în scopuri de aprobare, obligația de a instala un precipitator electrostatic în construcții noi dotate cu „un aparat de lemne, ca în clădirile existente, asigurând sprijin financiar local, dacă necesar.
În clădiri, ar trebui acordată preferință rețelelor de încălzire sau instalațiilor colective de ardere a lemnului .
În ceea ce privește comunicarea privind riscurile legate de arderea slabă a biomasei , proiectul propune o modificare a documentului furnizat de ADEME : „Din documentul privind arderea lemnului de la ADEME: faceți un document mai scurt și mai concentrat pe calitatea aerului . ".
ConcluzieMăsurile care vizează reducerea emisiilor poluante din lemnul de foc în toate sectoarele care îl utilizează (rezidențial individual, rezidențial colectiv și terțiar, industrie) sunt necesare pentru a asigura dezvoltarea durabilă a acestui combustibil. A se vedea în special § 4 pagina 15.
Iată un extras din concluzia unui studiu CSTB privind sectorul energiei lemnului: „Importanța anumitor aspecte precum calitatea aerului sau riscurile pentru sănătate nu trebuie subestimată, altfel binele va fi compromis. Dezvoltarea sectorului ”.
Evoluția etichetei Green FlameDe la 1 st ianuarie 2011, Flacăra eticheta verde performanța de mediu de încălzire individuale interne de lemn , ia în considerare emisiile de praf ( TSP ). Acest criteriu include acum clasa de 5 stele.
De cand 1 st luna ianuarie 2012, numai dispozitivele cu 4 sau 5 stele vor fi etichetate Green Flame. De cand1 st luna ianuarie în anul 2015, eticheta Flamme Verte va fi acordată numai dispozitivelor cu 5 stele.
Evoluția limitelor emisiilor de prafTip de echipament | Volumul emisiilor de particule în mg / Nm 3 (intervale) |
---|---|
Șemineu deschis | 1.500-5.000 |
Veche vatră închisă (fabricată înainte de anul 2000) |
500 |
Green Flame Appliance 4 stele | 80-125 |
Green Flame Appliance 5 stele | 40-80 |
Clase noi, 6 și 7 stele, vor fi dezvoltate ulterior.
În ceea ce privește arderea individuală a lemnului în zone „sensibile” la calitatea aerului , definite de SRCAE și / sau PPA ( planuri de protecție a atmosferei ), proiectul „ Implementarea locală a particulelor planului ” menționat mai sus, prevede „ Pentru instalații noi, sau chiar revânzări imobiliare”, obligația „de a avea eticheta Green Flame de 5 stele sau chiar de a fi echipat cu un precipitator electrostatic . ".
Valori limită chiar mai mici la Paris1 st luna ianuarie în anul 2015, utilizarea biomasei ca combustibil în dispozitivele de ardere este interzisă la Paris :
Această interdicție a fost ridicată în toamna anului 2016 pentru încălzitoarele auxiliare.
Planul de protecție a atmosfereiPrin decretul inter-prefectural adoptat în martie 2013 ca parte a unui plan de protecție a atmosferei , arderea lemnului este complet interzisă în municipiul Paris, iar arderea focarelor interzise în municipalitățile dintr-o zonă declarată. „Sensibilă” în Île- regiunea de-France , din1 st ianuarie 2015. Interdicția a fost ridicată în toamna următoare pentru încălzitoarele auxiliare.
Măsuri de interzicere sunt, de asemenea, planificate în regiunea Rhône-Alpes .
Detalii despre Île-de-France
În orașele mari, focurile de lemn pot contribui rapid la depășirea anumitor limite de reglementare pentru poluarea aerului, inclusiv microparticule , HAP și funingine . Potrivit Direcției Regionale și Interdepartamentale pentru Mediu și Energie din Île-de-France (DRIEE IF), acestea reprezintă 23% din emisiile acestor particule în Île-de-France, adică la fel ca evacuarea drumului vehicule. Se consideră că microparticulele sunt responsabile pentru o scădere de 6 luni a speranței de viață.
În 2014, focul de „aprobare” rămâne autorizat (în insert, aragaz sau șemineu) și în anumite condiții (articolul 31), dar va fi interzis să se facă focuri de lemne la Paris din 2015 prin decret prefectural, cu excepția anumitor brutari sau pizzerii. în dispozitivele care emit foarte puțin praf. Același lucru este valabil și pentru casele deschise în interiorul „zonei sensibile pentru calitatea aerului” în afara Parisului pentru 435 dintre municipalitățile din Île-de-France . Încălzirea lemnului în cazanele aprobate va rămâne autorizată, precum și prin sobe sau focare închise (tip de inserție ale cărui randamente pot ajunge la 75%, dar care trebuie să fie bine întreținute, inclusiv prin măturare anuală). Începând cu 2015, „Orice nou aparat individual pentru lemne instalat trebuie să fie eficient” .
Legislația definește „zonele de control al fumului” care restricționează tipurile de combustibili autorizați să lupte împotriva poluării, în special în zonele rezidențiale. De exemplu, în districtul regal Kensington și Chelsea de lângă Londra, focurile de lemn sunt interzise.
În familiile sărace din țările în curs de dezvoltare, lemnul , cărbunele și alți combustibili solizi ( în principal reziduuri agricole și cărbune ) sunt adesea arși în focuri deschise sau în sobe ineficiente. Ca rezultat al arderii incomplete , particulele mici și alte elemente despre care se știe că sunt dăunătoare sănătății umane sunt eliberate în mediul casnic.
Poluant | Emisie (mg / m 3 ) |
Standard admis (mg / m 3 ) |
---|---|---|
Monoxid de carbon | 150 | 10 |
Particule | 3.3 | 0,1 |
Benzen | 0,8 | 0,002 |
1,3-Butadienă | 0,15 | 0,000 3 |
Formaldehida | 0,7 | 0,1 |
Deoarece este de așteptat ca utilizarea combustibilului solid să rămână la niveluri ridicate în gospodării, eforturile de îmbunătățire a calității aerului din acesta din urmă se concentrează pe două axe:
Multe familii din țările în curs de dezvoltare folosesc sobe cu lemne fără coșuri de fum sau hote eficiente pentru a epuiza fumul . Cu toate acestea, chiar și sobele cu coșuri de fum eficiente nu elimină complet poluarea interioară , din cauza scurgerilor mari care apar adesea, determinând revenirea unei părți din fumul de evacuare în casă . Expunerea este cea mai ridicată în rândul femeilor sărace și al copiilor mici din țările în curs de dezvoltare, atât rurale , cât și urbane , deoarece aceste grupuri sunt prezente cel mai adesea în timpul gătitului .
Au fost observate în mod repetat mai multe efecte asupra sănătății în gospodăriile care utilizează biocombustibili , care în majoritatea cazurilor constau din lemn sau sunt în întregime din lemn . Următoarele efecte pot fi observate în special:
Utilizarea combustibililor solizi ar putea fi cauza a 800.000 până la 2.4 milioane de decese premature în fiecare an.
În 2006, Agenția Internațională pentru Cercetarea Cancerului (IARC) a analizat dovezile la nivel global și a clasificat fumul din biocombustibilii menajeri ca fiind probabil cancerigen pentru om , în timp ce fumul din cărbune a fost listat ca fiind cancerigen pentru om .
Pe baza a ceea ce au arătat studiile privind poluarea aerului în aer liber și fumatul activ și pasiv, se poate aștepta ca bolile de inimă să fie cauzate și de fumul din biomasa ars în casă, dar nu pare să fi fost efectuate studii asupra gospodăriilor din țările în curs de dezvoltare. . În mod similar, s-ar putea aștepta și la cazuri de astm , o posibilitate în prezent examinată.
Sobe îmbunătățiteSursa: FAO
Combustibilii alternativi, precum gazul petrolier lichefiat (GPL), sunt mai ușor de utilizat, produc mai puține emisii și provoacă o expunere mai mică la poluanți. Cu toate acestea, acestea sunt scumpe, nu sunt accesibile peste tot și sunt necunoscute în unele culturi; pot fi, de asemenea, inaplicabile în țările în curs de dezvoltare, în special în zonele rurale sărace.
Utilizarea internă a lemnului în dispozitivele care nu ard complet combustibilul este incompatibilă cu o strategie pe termen lung de dezvoltare durabilă . Metodele de gătit și încălzire sunt, de asemenea, importante în utilizarea corectă a combustibililor și a sobelor, care vizează reducerea energiei utilizate și a combustibilului consumat.
Lemnul tăiat și condimentat corespunzător și sobele îmbunătățite cu coșuri și hote bine proiectate, bine construite și bine utilizate reduc semnificativ poluarea în bucătării. Cu toate acestea, nu este ușor să distribuiți sobe eficiente și durabile pe scară largă. În unele zone, constrângerile culturale pentru adoptarea sobelor îmbunătățite au creat obstacole. Cu toate acestea, faptul că aceste sobe ar putea avea, de asemenea, beneficii sociale (economie de timp), ecologice (conservarea copacilor) și economice (mai puțin combustibil) încurajează eforturile de a găsi modalități de distribuire mai largă a acestora.
O nouă generație de sobe, și anume „ gazificatoare ” de biocombustibili, sunt acum în vânzare în China . Aceste sobe, care pot fi utilizate pentru arderea lemnului și a altor tipuri de biocombustibili , promovează arderea secundară internă a fumului parțial ars și sunt, de asemenea, echipate cu coșuri de fum ; scopul lor este de a produce emisii extrem de scăzute. Testele de laborator indică faptul că atunci când aceste sobe funcționează corect, nivelurile lor de emisie rivalizează cu cele ale GPL . Provocarea este de a le proiecta astfel încât să fie fiabile și ieftine.
Utilizarea altor surse de energieSursa: declarație comună OMS / PNUD 2004
Potrivit OMS și PNUD, remediul pentru poluarea internă implică înlocuirea combustibililor solizi (lemn, balegă de vacă , reziduuri agricole sau cărbune ) cu soluții mai curate , în acest caz gaz , combustibili lichizi și electricitate . Deși astăzi aceste surse de energie provin în general din combustibili fosili , „ acest lucru nu va fi neapărat cazul în viitor, când energiile regenerabile facilitează protejarea ecosistemului natural”. În plus, guvernele, comunitatea organizațiilor de ajutorare, societatea civilă și alți parteneri cheie pot recunoaște că fumul din interior afectează grav sănătatea femeilor din mediul rural și a copiilor lor și acționează în consecință . "
Lemnul ca sursă de energie aduce o contribuție pozitivă la mediul economic: pe de o parte, are un impact foarte puternic asupra planificării utilizării terenurilor prin gestionarea pădurilor pe care le generează; pe de altă parte, dezvoltă economia locală prin locurile de muncă pe care le generează de-a lungul lanțului ( exploatare forestieră , producție, recoltare, logistică).
Exploatarea tradițională a pădurilor pentru producția de lemne de foc a condus la o tehnică de tăiere, arborele Pollard și într - o formă de silviculture , crâng , care a făcut posibilă producerea în lemn cantitate de diametru mic (două variante extrem, industrial recoltat sunt crânguri scurte de rotație (TCR) și crâng foarte scurt (TTCR), bazat pe recolta de salcie clone dens plantate în rânduri).
Cu toate acestea, plantația de tratare care produce cherestea permite o producție de încălzire mică a lemnului de la primele subțiri. În plus, transformarea buștenilor în cherestea are doar un randament de 40% (pentru lemn de esență tare) la 80% (pentru conifere), restul putând fi folosit în pelete sau altele.
Mărunțirea reziduurilor de tăiere (ramuri și păduri mici), care până atunci nu fuseseră evaluate, sub formă de așchii de pădure este o tehnică promițătoare pentru aprovizionare, dar care poate pune probleme ecologice (dispariția speciilor saproxilofage care depind în mod specific, epuizarea și degradare a solurilor ). Conform datelor suplimentare colectate de Ademe (2007) după publicarea unui ghid „ Managementul raționat al slash-ului ”, slash-ul trebuie să fie bine uscat în câmp, înainte de măcinare, deoarece „frunzele reprezintă mai puțin de 5% din biomasă. o treime din mineralomă ” . Nu trebuie tăiat nici în timpul sevei în creștere.
Producerea de lemnului de foc indirect stimulează managementul pădurilor și lemnului recoltat prin realizarea primei subțierea profitabile . Creșterea puterii lemnului de foc pune totuși problema concurenței cu lanțurile de aprovizionare pentru celuloză și, uneori, chiar și cherestea (de exemplu în Grecia, unde prețul ridicat al păcurii a crescut în timpul iernii din 2012). I-a încurajat pe atenieni să se încălzească cu tot felul de lemn).
În 2009 , un plan de acțiune încurajează energiile regenerabile
Programul energetic multianual stabilește obiective ambițioase pentru încălzirea lemnului: creșterea de la 7 la 9,3 milioane de locuințe echipate cu un sistem de încălzire a lemnului până în 2028. Vânzările de aparate pe lemne au crescut de la 530.000 de unități în 2012 la 345.000 de unități în 2017, dar Firma Xerfi estimează că piața ar putea crește până la 422.000 de unități până în 2021.
Franța își datorează locul său ca principal producător european de energie lemnoasă (9,18 milioane tone echivalent petrol în 2004) în principal încălzirii casnice (în jur de 7,4 Mtep ). În locuințele individuale, peste 5 milioane de gospodării sunt echipate cu încălzire pe lemne (45% dintre inserții și vetre închise, 27% din vetre deschise, 13% sobe, 9% sobe și 6% cazane individuale). Eficiența energetică a acestor dispozitive rămâne scăzută (40-50%) în comparație cu produsele noi de pe piață și a căror eficiență depășește 65%. Una dintre provocările majore ale „planului energiei lemnului 2000-2006” și ale legii fiscale privind aparatele care utilizează energie regenerabilă (50% credit fiscal în 2006) este accelerarea reînnoirii către aparatele de ardere a lemnului cu energie ridicată. pentru a mări dimensiunea parcului instalat.
Planul energetic pentru lemn include, de asemenea, o componentă importantă pentru dezvoltarea energiei lemnului în sectoarele industrial , colectiv și terțiar . Obiectivul pentru 2006 este punerea în funcțiune a 1.000 de camere de încălzire suplimentare (600 colective și 400 industriale) pentru o putere de 1.000 megawatt (350 MW pentru colectiv și 650 MW pentru industrie), adică producție suplimentară de lemn. Energie de 0,3 Mtoe ( 0,12 Mtoe pentru colectiv și 0,18 Mtoe pentru industrie). Obiectivele acestui plan au fost deja atinse în termeni de cantitate cu 1.090 camere de cazane. În ceea ce privește energia produsă, după cinci ani, suntem la 73% din obiectiv. Mai sunt 80.000 de degeti de salvat pentru anii 2005 și 2006.
La sfârșitul anului 2004, Agenția pentru Managementul Mediului și Energiei a estimat că flota de sisteme colective de încălzire a lemnului în funcțiune cuprinde 641 instalații, adică 430 MW de putere termică instalată (+ 13% pe an). În medie din 2000). Flota de camere de încălzire industriale (cu o putere mai mare de 1 MW ) este estimată la 1.000 de unități pentru o putere de 2.500 MW . Acest parc este caracterizat de câteva unități de mare putere din industria de zdrobire care funcționează în cogenerare. În ceea ce privește producția de energie electrică, guvernul a comunicat la 11 ianuarie 2007, rezultatele cererii de oferte pentru biomasă-biogaz pentru instalații mai mari sau egale cu 12 MW . Ministrul a ales 14 proiecte de biomasă (216 MWe ) și 1 proiect de biogaz (16 MWe ) care ar trebui să permită o producție suplimentară de energie electrică de 1,8 TWh . Prețul mediu de cumpărare solicitat de promotori este de 86 € / MWh, în timp ce prețul de pe piața angro este de aproximativ 35 € / MWh . Prețul de achiziție pentru energia electrică produsă din arderea biomasei pentru puteri sub 12 MW este de 49 € / MWh , plus o primă de eficiență energetică cuprinsă între 0 și 12 € / MWh . Potențialul rămâne semnificativ în Franța. Un studiu comandat de Ademe a identificat un depozit fizic național suplimentar și anual situat între 7 și 12 Mtoe de așchii de pădure (în funcție de nivelurile de rămășițe și exploatare forestieră), adică la fel ca ceea ce este operat în prezent.
În ceea ce privește actualizarea planurilor energetice-climatice pentru Franța până în 2020, directorul general pentru energie și climă, Ministerul Ecologiei , oferă următoarele detalii:
„ Biomasa va reprezenta o parte semnificativă a evoluțiilor anticipate în producția de căldură (9 din cele 20 Mtoe planificate pentru 2020). Va fi necesar să ne asigurăm că resursa nu duce la conflicte de utilizare și să controlăm problemele poluării atmosferice . Dacă aceste probleme nu sunt soluționate în mod corespunzător, proiectele pot avea un accident. Dezvoltarea utilizării biomasei trece parțial prin cereri de oferte , un mecanism care asigură compatibilitatea planului de aprovizionare cu alte utilizări ale lemnului. ".Cu o contribuție de 3% la consumul total de energie francez , energia lemnului reprezenta deja 25% din producția de lemn a țării. Prin urmare, nu va putea rezolva singură provocările energetice care apar.
M toe | 1990 | 2000 | 2005 | 2010 | 2011 |
---|---|---|---|---|---|
Consum energetic de lemn | 10.26 | 8,83 | 8.52 | 9.55 | 9,86 |
Consumul total de energie | 228.3 | 267,0 | 275.2 | 263,5 | 265,5 |
Mtep | 1990 | 2000 | 2005 | 2010 | 2011 |
---|---|---|---|---|---|
Consum energetic de lemn | 10.13 | 8,67 | 8.32 | 8,94 | 9.23 |
Consumul total de energie | 140,7 | 157.3 | 160,3 | 154,9 | 155.2 |
În 2009, consumul de energie din lemn a fost estimat la 3,5 milioane m 3 , din care 40% din bușteni, 53% din așchii de lemn și 7% pentru pelete. Încălzirea pe lemne reprezintă, potrivit Énergie Bois Suisse, 7% din piața căldurii și 3,9% din energia consumată în Elveția. În 2009, lemnul a fost al doilea agent regenerabil din țară în spatele hidroenergiei . Pădurea elvețiană este alcătuită din 420 milioane m 3 de lemn, răspândit pe 1,27 milioane hectare, sau 31% din suprafața Elveției (12 746 km 2 ). Densitatea pădurilor este de 350 m 3 la hectar. Pădurea produce 7 până la 7,5 milioane m 3 de lemn utilizabil pe an, din care 5 milioane sunt deja exploatate, pentru un consum total de 6,5 milioane m 3 .