 |
| Kuva: CC BY-SA Flickr Mr. Thomas |
Suomessa on vahva käsitys, että puuta on kuivattava 2-3 vuotta ennen kuin sen voi polttaa. Pikainen laskelma osoittaa kuitenkin, että energiantuotantomielessä säästö on pieni (noin 7%) ja tästäkin melkein kaikki saataisiin takaisin kondenssikattiloilla. Kuiva puu toki palaa paremmin kuin märkä. Ainakin takassa.
Tuoreesta puusta noin puolet on vettä. Pinoon laitettaessa puun kosteusprosentti on neljänkymmenen tienoilla ja poltettaessa mielellään alle 15%.
Onko kosteusprosentilla energiantuoton kannalta olennaista eroa?
Puun kuiva-aineen lämpöarvo on 18,3 – 20 MJ/kg (1). Käytämme tässä arvoa 20 MJ/kg, joka vastaa esim. hieskoivun latvusta. Kymmenessä kilossa 50% kosteuksista tuoretta puuta on viisi kiloa kuiva-ainetta jonka polttoarvo on 100 MJ (eli 27,8 kWh, noin kolmella eurolla sähköä). Tuosta polttoarvosta pitää kuitenkin vähentää energia, joka tarvitaan viiden vesikilon höyryttämiseen.
Viiden vesikilon lämmittäminen kahdestakymmenestä asteesta sata-asteiseksi ja edelleen muuttaminen höyryksi vie energiaa:
1 kg lämmitys 80 astetta: 80 *4,2 kJ = 336 kJ
1 kg höyrystäminen: 2260 kJ
5 kg yhteensä: 5 * (336 + 2260) kJ = 13 MJ
Sadan megajoulen energiasta häviää veden höyrystämiseen 13 megajoulea eli 13% energiasta.
Mikäli tuo samainen puuerä kuivuu kosteusprosenttiin 40, paino putoaa kymmenestä kilosta 8,3 kiloon. Vettä on jäljellä 3,3 kiloa eli energiaa hukkuu enää:
3,3 * (336 + 2260) kJ = 8,6 MJ
Energiahukka on pudonnut 13%:sta alle yhdeksään prosenttiin.
Ideaalitapauksessa 10% kosteus pudottaa puuerän painon 5,56:een kiloon ja energiahukan:
0,56 * (336 + 2260) kJ = 1,5 MJ
eli puoleentoista prosenttiin.
Jos kuivaamisen aikana kosteus putoaa neljästäkymmenestä kymmeneen prosenttiin, erän lämpöarvo nousee 8,6 MJ – 1,5 MJ = 7,1 MJ.
Kuivaamalla puuta 2-3 vuotta, pilkkomalla sen pieneksi ja tekemällä huolellista pinoamistyötä saamme puustamme 7 % enemmän energiaa. Kuiva puu palaa paremmin, mutta kannattaako tämä työ todella?
Kondenssikattilalla saisimme talteen höyrystymislämmön 2,3 MJ / kg eli jos poltamme kymmenen kiloa aivan tuoretta puuta (50% kosteus), saamme takaisin sadan megajoulen energiasta:
5 * 2,3 MJ = 11,5 MJ
Höyrystymiseen haaskaantuneesta 13%:sta energiaa saamme kondenssikattilassa takaisin 11,5%-yksikköä.
Jos kulutat vuodessa 300 euroa tuoreiden leivinuunikokoisten 40% kosteiden puiden ostamiseen, voit pilkkoa, pinota, varastoida ja kuivata niitä monta vuotta aina 10% kosteuteen asti. Ansaitset siinä noin 7% lämmitysarvon nousun eli 21 euroa. Tai sitten voit laittaa puut suoraan märkinä leivinuuniin. (En vastaa pilalle menneistä leivinuuneistanne tai savupiipuistanne.)
Suunnilleen kaikki tietämisen arvoinen suomalaisista polttoaineista:
(1) http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2000/T2045.pdf
PS. Et erityisemmin säästä energiaa tuomalla puut sisään kuivumaan. Kosteuden höyrystyminen vie sisälämmöstä täsmälleen saman energian kuin poltettaessa, ja vesihöyry katoaa ilmastoinnissa ulos vieden energian mukanaan. Pientä säästöä on se, että vettä ei tarvitse lämmittää sata-asteiseksi, mutta tämä on vain 10-20% höyrystymisen vaatimasta energiasta.
PPS. Energiansäästöoppaissa tämä sama laskelma esitetään yleensä muodossa: ”kosteamman 10
kg:n puuerän energiasisältö on 31 kWh, kun taas kuivemmassa on energiaa 41 kWh”. Kotitehtävä: miten kuivaus on saatu kuulostamaan paljon hyödyllisemmältä kuin tässä laskettu 7%?