Fatüzelés

A fa újratermelődő nyersanyag, ezért bizonyos mennyiségben mindig rendelkezésre fog állni. A legrégibb energiahordozó, melyet az emberiség használ, és ami ismét reneszánszát éli.

Egyre több híve akad hazánkban a fatüzelésnek, aminek több oka van. Fával nem csak egyszerűen lakást lehet fűteni, hanem különleges atmoszférát is teremthetünk egy hangulatos kandallóval, vagy éppen kerti kemencénket is fűthetjük vele. Egyre-másra lehet hallani azt a vádat, hogy ez a tüzelési forma nem felel meg a korszerű környezetvédelmi követelményeknek. Sokan szembe állítják a fatüzelésű kazánokat a gázüzeműekkel, abszolút győztesnek kiáltva ki a gázkazánokat a környezetvédelmi "versenyben". Tény, hogy a fa elégetésére használt kazánok nem tudnak olyan hatásfokkal égetni, mint a gázkazánok. Emellett viszont azt is érdemes tudni, hogy a fa élete során szén-dioxidot köt meg. Ha hagyjuk, hogy a fa természetes úton elkorhadjon, akkor ezt a szén-dioxidot a korhadás során visszaengedi a légkörbe. Mivel a korhadás egy lassú égés (oxidáció), ezért a kazánban való elégetés során is ugyanannyi szén-dioxiddal terheljük környezetünket, mintha hagytuk volna elkorhadni a fát.

Kijelenthetjük tehát, hogy a fa a legrosszabb esetben is szén-dioxid semleges. Ha mindehhez hozzávesszük, hogy Európában évtizedek óta nő az ún. energiaerdők mérete - vagyis több tüzelési célú fát ültetnek, mint amennyit kivágnak - jól látható, hogy korántsem terheljük annyira környezetünket a fatüzeléssel, mint a gáztüzeléssel. És még egy érdekes adat: bár a gáz kevesebb szén-dioxidot juttat a levegőbe égés során, viszont kén-dioxid és nehézfém kibocsátása sokkal magasabb a fáénál.

A fa nedvességtartalma és fűtőértéke

Korszerű változatban is kapható fatüzelésű kazánMinél nedvesebb a fa, annál kisebb a fűtőértéke. A fában található nedvességnek az elégés alatt el kell párolognia. Mivel a víz elpárologtatásához jelentős mennyiségű energia szükséges, ezért minél nagyobb a tűzifa víztartalma, annál több energia vész kárba a fűtés folyamán. A nedves fa 50%-os víztartalommal csak fele annyi fűtőértékkel rendelkezik, mint egy jól kiszárított 10%-os fa. Nedves fát eltüzelni nem csak gazdaságtalan, hanem környezetkárosító is. A nagy nedvességtartalom miatt az égési hőmérséklet kisebb, növekszik a korom és káros anyag kibocsátás, megnő a kémény eltömődésének a veszélye. Csak száraz, legfeljebb 20% nedvességtartalmú fával szabad fűteni. A fának időre van szüksége a száradáshoz, ami minimum 2 év.

A fatüzelés előnyei:

• A tűzifa megtermeléséhez és eltüzeléséhez nagyon kevés segédenergia kell. A kitermelés és szállítás során alig szabadulnak fel a környezetet terhelő anyagok (pl. illó szerves vegyületek, amilyen az éghajlatot befolyásoló metán). A szállítás csak jelentéktelen kockázattal jár, nem úgy, mint pl. tankhajók esetében.

• A tűzifa tárolása a víz vagy a levegő tisztaságát nem veszélyezteti.

• A fafűtés kén-dioxid és nehézfém kibocsátása viszont csekély. A tűzifa szén-dioxid-mérlege (CO2) majdnem semleges, bár nem teljesen, mivel előállításához némi segédenergiák kellenek.

A fatüzelés hátránya:

• Több előkészítést igényel, mint más tüzelőanyagok

• Nehezen automatizálható az adagolása

• Sok bosszúságot okozhat a tüzelőberendezések helytelen üzemeltetése, ez a környezeti mérleget is rontja. Előfordulhat az is, hogy maga a tüzelőberendezés fűtésre technikailag alkalmatlan, ilyenben a fa rosszul ég el. Ezáltal kellemetlen, az egészségre ártalmas szerves vegyületek távoznak a kéményen át a levegőbe.

• Elégés tekintetében a fafűtés a korszerű gáz- vagy olajtüzeléssel összehasonlítva több szempontból hátrányos, mivel viszonylag sok nitrogén-oxidot, szén-monoxidot, port és hamut bocsát ki.

Az égés folyamata

Az első, száradási szakaszban a légszáraz fában visszamaradt nedvesség még mindig a tömeg 15-20%-a. Ez a nedvesség csak 100 °C körüli hőmérsékleten távozik a fából. Ebben a szakaszban a fa összezsugorodik, repedések keletkeznek, ami meggyorsítja a száradási folyamatot. A következő, nyugalmi fázisban a fa összetevői nagyjából egy időben kezdenek folyékonnyá válni; molekuláik hasadni és párologni kezdenek. 100-200 °C -on a képződő gázok a fát még nagyon lassan hagyják el. A legkorábban képződő fagázok a gyújtópapír lángjától gyulladnak meg, de ha a gyújtólángot elvennénk, maguktól már nem égnének tovább. 350-470 °C között a távozó gázok már külső láng nélkül is meggyulladnak: ez a gyulladási pont. Bár a fa szilárd tüzelőanyag, meggyújtva mégis túlnyomórészt fagázként ég el. Éghető összetevőinek tömeg szerint kereken 83%-a ég el gázalakban. A fűtőanyagok közül a fa ezért a szalma mellett a gázokban leggazdagabb tüzelőanyagnak számít. Ez a gázalakban elégő 83% adja a fa fűtőértékének 70%-át. A száradás után tehát megindul a fa elgázosodása. A faanyagból energiadús, különböző összetételű éghető gázok (szénhidrogének) szabadulnak fel. Ezen anyagok égése (mely a faanyag 80%-át teszi ki) hosszú sárga lángok formájában figyelhető meg. A fában lévő fűtőenergiát csak akkor hasznosíthatjuk maradéktalanul, ha a fagáz oxigénnel keveredve magas hőmérsékleten éghet el. Csak ekkor nem szállnak tökéletlenül hasadt szénhidrogén-(oxid-)vegyületek a kéményen át a légkörbe. A fagázok tökéletes elégésekor széndioxid (CO2) és víz (H2O) keletkezik, mindkettő természetes, a környezetet nem szennyező anyag. Végül, a kiégési fázis során keletkezik a faszén. A faszénparázs 500-800 °C között elgázosodik, és korom nélkül elizzik. A tiszta faszén jóformán láng nélkül ég el, ezért kandallóba nem való.

Faelgázosítás

A faelgázosító kazánok működésének lényege, hogy - ellentétben a hagyományos kazánokkal - itt teljesen szabályozott körülmények közötti égésről beszélünk, ami egy kerámiatérben zajlódik le. Az égéskor keletkező fagáz illetve a füstgáz hosszabb idő alatt és egyenletesebben szabadul fel. Ebből adódik a kazánok 89%-os hatásfoka, valamint ennek köszönhetően maradhat alacsony a környezetszennyezés mértéke, ami nem éri el az EU-ban megengedett mérték 10%-át sem! A szabályozott égésnek köszönhetően a faelgázosító kazán tűzterébe berakott 1 adag száraz fa égési ideje 4-5 óra, ellentétben a hagyományos kazánokkal, melyekben egy tűztérnyi fa égési ideje kb. 1 óra.

Néhány tájékoztató adat:

Különböző faféleségek	Testsűrűség	Fűtőérték
Tölgyfa	1040	16,5
Akácfa	1040	14,9
Bükkfa	1080	14,8
Nyírfa	800	14,2
Égerfa	960	14,1
Lucfenyő	800	13,8
Nyárfa	740	13,4