Artykuł charakteryzuje rynek kotłów stałopalnych w Polsce, wykorzystywanych do zasilania w energię cieplną gospodarstw domowych, oraz wskazuje możliwe kierunki jego rozwoju w najbliższych latach. Za punkt wyjścia posłużyły dane statystyczne z badania dotyczącego ogólnego zużycia energii w gospodarstwach domowych [1], obejmujące 2009 r. oraz porównanie zmian w tym zakresie od 2002 do 2009 r.*

Wspomniane badania [1] pokazują istotną rolę, jaką odgrywają w produkcji energii cieplnej na potrzeby gospodarstw domowych w naszym kraju urządzenia do spalania paliw stałych. Oszacowano, że w 2009 r. było w Polsce ok. 13,3 mln gospodarstw domowych i miały one 20% udział w krajowym zużyciu energii. Przeciętnie zużycie to wyniosło ok. 21 GJ energii na 1 mieszkańca, co plasowało Polskę poniżej średniego poziomu europejskiego wynoszącego 25 GJ/mieszkańca. W strukturze zużycia energii w gospodarstwach domowych w Polsce największy udział miały paliwa stałe, głównie węgiel kamienny (42,74%), co jest wyjątkiem w UE, oraz drewno opałowe (42,49%). Paliwa te wykorzystywano przeważnie do ogrzewania pomieszczeń. Drewno opałowe to jedyny odnawialny nośnik energii masowo wykorzystywany w gospodarstwach domowych – stosowano je w ponad 40% gospodarstw. Pozostałe paliwa stałe, m.in. węgiel brunatny, koks oraz biopaliwa, są znacznie mniej popularne. W ogólnym bilansie energii wytworzonej na potrzeby gospodarstw domowych 29,6% pochodziło z węgla kamiennego, 13% zaś z drewna opałowego. Natomiast w krajowym bilansie energii na gospodarstwa domowe przypadało 12,2% energii wytworzonej z węgla kamiennego i aż 61,3% energii wytworzonej z drewna opałowego.

1. Ogrzewanie pomieszczeń według technik ogrzewania [1]

2. Ogrzewanie wody według technik ogrzewania [1]

Wykorzystanie urządzeń stałopalnych

Badania pokazały, że urządzenia na paliwa stałe wytwarzają ciepło na potrzeby aż 51,1% gospodarstw domowych w Polsce [1] (tab. 5). Najczęściej są to kotły stałopalne dwufunkcyjne, głównie węglowe, oraz kotły stałopalne jednofunkcyjne. Mniej popularne są piece kaflowe, kominki, piece kuchenne, przy czym ich rola – poza kominkami – będzie zapewne malała w czasie. Rys. 1 pokazuje udział poszczególnych źródeł ciepła w zasilaniu instalacji c.o. gospodarstw domowych.

Udział urządzeń na paliwa stałe w przygotowaniu c.w.u. jest znacznie mniejszy i wynosi zaledwie 18%, co widać na rysunku 2. Wynika to z faktu, iż z grupy urządzeń stałopalnych do celów przygotowania c.w.u. można wykorzystać przede wszystkim kotły węglowe dwufunkcyjne. Potwierdzeniem tego wniosku może być podobny procentowo udział kotłów dwufunkcyjnych w ogólnej strukturze źródeł ciepła na cele grzewcze, który wynosi 20%. Teoretycznie, do przygotowania c.w.u. można także wykorzystać kominki z płaszczem wodnym, pracujące w rozbudowanych systemach z zasobnikami c.w.u. i/lub buforami ciepła oraz trzony kuchenne w kuchennych piecach węglowych. Wyniki badań nie obejmują tak szczegółowych analiz, ale z dużą dozą prawdopodobieństwa można stwierdzić, że są to rozwiązania niszowe.

Kotły wielopaliwowe na węgiel i drewno

Powszechnym zjawiskiem w Polsce jest spalanie paliw stałych w urządzeniach wielopaliwowych. Węgiel kamienny i drewno są spalane jednocześnie lub zamiennie. Spalanie wyłącznie węgla wykazało zaledwie 6,1% gospodarstw, a wyłącznie drewna opałowego – 4,8% [1].

Podstawowym kryterium wykorzystania jednego z paliw przy spalaniu dwupaliwowym są względy ekonomiczne i dostępność. Drugim kryterium może być pora roku. W środku sezonu grzewczego, gdy jest relatywnie wysokie zapotrzebowanie na ciepło, wygodniej jest spalać węgiel jako bardziej kaloryczny oraz dłużej zapewniający ciepło, eliminując ręczne dostarczanie paliwa do paleniska lub kosza załadunkowego. W okresach przejściowych oraz na końcu i na początku sezonu grzewczego korzystnie jest natomiast przepalać drewnem, aby szybko ogrzać pomieszczenia.

W przypadku najprostszych kotłów rusztowych i pieców spalanie obu paliw często odbywa się jednocześnie. Po okresie postoju, gdy kocioł jest zimny, rozpala się w nim drewnem, jako łatwiejszym do zainicjowania spalania. Gdy komora spalania oraz komin osiągną pożądaną temperaturę i pojawi się właściwy ciąg kominowy, wówczas często przechodzi się na węgiel, aż do całkowitego jego wypalenia i cykl się powtarza.

Wymienione tu zostały tylko dwa paliwa wykorzystywane jednocześnie lub zamiennie. Warto jednak pozostać przy nazwie kotły wielopaliwowe, ze względu na możliwość stosowania biopaliw w postaci brykietów drzewnych, polan i innych substancji palnych.

Grzegorz Ojczyk

O aspektach ekonomicznego stosowania kotłów wielopaliwowych, wymaganiach technicznych i mocy kotłów do przeczytania w PI 1/2014.

*Artykuł stanowi kontynuację tematu poświęconego rynkowi kotłów stałopalnych w Polsce. W numerze grudniowym PI zostały przedstawione nowe wymagania dla tych urządzeń w zakresie oznakowania energetycznego oraz ecodesign, które będą sprecyzowane w LOT 15.