Nasze badania
Badania zanieczyszczeń w paliwach do grillowania na bazie węgla drzewnego rozpoczął w 2016 roku dr Zbigniew Jelonek z Uniwersytetu Śląskiego. Ostatecznie badania rozszerzono na pelety drzewne i inne rodzaje paliw z biomasy, takie jak pelety z trawy lub łuski słonecznika.
Obawy o zmiany klimatyczne, bezpieczeństwo energetyczne i dywersyfikację dostaw energii sprawiają, że biomasa staje się coraz bardziej atrakcyjnym i niezbędnym źródłem energii. Paliwa z biomasy odnotowały szybki wzrost, zwłaszcza w Unii Europejskiej, USA i Chinach. Ta ekspansja powinna być kontynuowana na całym świecie w dającej się przewidzieć przyszłości. Lepsze zrozumienie jakości paliw z biomasy oraz skutków dla zdrowia ludzkiego i środowiska wynikających z ich spalania jest zatem pilnym i bardzo aktualnym kierunkiem badań.
W ciągu ostatnich kilku lat przeanalizowaliśmy ponad 200 próbek na bazie węgla drzewnego i ponad 700 próbek pelletu drzewnego z 9 różnych krajów. Niektóre z tych paliw zawierały różnorodne zanieczyszczenia, wykazując w niektórych skrajnych przypadkach aż 26 obj. % zanieczyszczeń. Nasz zespół zdefiniował, opisał i udokumentował te zanieczyszczenia oraz stworzył klasyfikacje pozwalające na łatwiejszą i bardziej precyzyjną ich identyfikację.
Chociaż większość zanieczyszczeń można rozpoznać tylko pod mikroskopem, niektóre z tych paliw zawierały zanieczyszczenia widoczne nawet gołym okiem. Niektóre zanieczyszczenia pochodzą ze struktury drewna, metody zbioru i transportu. Inne, takie jak metal, rdza, olej i smar, mogą zostać wprowadzone podczas produkcji. Takie zanieczyszczenia są dopuszczalne na niskich poziomach.
Dodatkowe zanieczyszczenia mogą wynikać z wadliwego działania maszyn lub niewłaściwego materiału źródłowego (np. stare meble lub materiały budowlane zawierające kleje, żywice lub farby). W niektórych przypadkach ich obecność wynika z braku uwagi (np. plastikowe torby) lub mogą być one celowo dodane (np. plastik i guma z opon) w celu ułatwienia zapłonu i zwiększenia wydzielania ciepła. Ponieważ te zanieczyszczenia mogą prowadzić do emisji związków rakotwórczych i szkodliwych cząstek stałych, testowanie paliw z biomasy stałej ma kluczowe znaczenie.
Szeroki zakres udokumentowanych przez nas zanieczyszczeń jednoznacznie pokazuje, że obecnie stosowane analizy fizykochemiczne nie wystarczają do zagwarantowania wysokiej jakości paliwa.
Szybkim i niezawodnym rozwiązaniem do identyfikacji i oceny ilościowej zanieczyszczeń jest mikroskopia w świetle odbitym. Chociaż metoda ta jest dobrze znaną i szeroko stosowaną techniką analityczną dla węgla, skał macierzystych, metali, ceramiki i polimerów, jest nowatorską metodą w przypadku paliw z biomasy stałej.
Ta metodologia, opracowana przez nasz zespół badawczy, jest doskonałym narzędziem do badania jakości biomasy stałej mogącym pomóc w zapewnieniu produkcji paliw o najwyższej jakości.
fot. Henry Philips
Nasze badania skupiają się również na ocenie jakości uwalnianych spalin oraz ilości emitowanego pyłu podczas spalania i zgazowania biomasy.
Ponieważ właściwości paliw wpływają na charakterystykę emisji, ocena paliw stałych z biomasy powinna mieć kluczowe znaczenie. Jest to szczególnie istotne w przypadku paliw do grillowania, gdyż dym z ich spalania ma bezpośredni kontakt z żywnością, wpływa na bezpieczeństwo ludzi i zanieczyszcza atmosferę.
W niektórych przypadkach wyniki petrograficzne mogą być skorelowane z emisją, co oznacza, że istnieje możliwość prognozowania szkodliwych zanieczyszczeń powietrza ze składu biomasy.
Od 2022 roku Centrum znacząco poszerzyło swoją działalność o badania nad właściwościami biocharu i popiołów z utylizacji biomasy oraz opracowanie autorskiego programu certyfikacji, służącego ocenie jakości paliw stałych produkowanych z biomasy drzewnej i niedrzewnej w Polsce. Działalność Centrum została dodatkowo wzbogacona przez udział w wielu wydarzeniach edukacyjnych oraz kilku międzynarodowych projektach badawczych, które zjednoczyły naukowców z 15 krajów, sprzyjając wymianie wiedzy i doświadczeń.