Combustível de madeira
Informações de fundo
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O combustível de madeira é madeira utilizada como combustível. O queima de madeira é atualmente o maior uso de energia derivada de uma combustível sólido biomassa. O combustível de madeira pode ser usado para e cozinhar aquecimento, e, ocasionalmente, para abastecer motores a vapor e vapor turbinas que gerar eletricidade. Combustível de madeira podem estar disponíveis como lenha (ex. Registros, parafusos, blocos), carvão vegetal, batatas fritas, lençóis, pelotas e serragem. A forma particular utilizada depende de factores tais como a fonte, a quantidade, qualidade e aplicação. Resíduos da serração e indústria da construção civil por-produtos também incluem várias formas de rejeitos de madeira.
A madeira pode ser queimado numa forno, fogão, lareira, ou numa fogueira, ou usado para uma fogueira. A madeira é a forma mais facilmente disponível do combustível, não exigindo ferramentas, no caso de pegar madeira morta, ou pequenas ferramentas, embora, como em qualquer setor, ferramentas especializadas, tais como skidders e divisores de madeira hidráulicos, evoluíram para mecanizar a produção.
A descoberta de como fazer fogo para efeitos de queima de madeira é considerado como um dos avanços mais importantes da humanidade.
Desenvolvimento histórico
O uso da madeira como fonte de combustível para o aquecimento é tão antiga quanto a própria civilização. Historicamente, foi limitado em uso apenas pela distribuição de tecnologia necessária para fazer uma faísca. Calor de madeira ainda é comum em grande parte do mundo.
Os primeiros exemplos incluem o uso de calor de madeira em tendas. Fogos foram construídos no chão, e um buraco de fumaça no topo da tenda permitiu a fumaça escapar por convecção.
Em estruturas permanentes e em cavernas, lareiras foram construídos ou superfícies-estabelecidos de pedra ou outro material não combustível em cima de que um incêndio poderia ser construído. Smoke escapou através de um buraco de fumaça no teto.
Madeira tem sido utilizado como combustível por milênios. Os gregos, romanos, celtas, britânicos e gauleses todos tiveram acesso às florestas adequados para a utilização como combustível. Duelos domésticos dos combustíveis navais e todos garantiram a eventual desmatamento da Europa Ocidental e do Oriente Médio. As florestas da Inglaterra durou até o fim da Idade Média, quando a corte sobre forçou a passagem para a queima de carvão de Newcastle. Grande parte do problema foi incêndios ineficientes.
O desenvolvimento do chaminé ea lareira permitido o esgotamento mais eficaz da fumaça. Aquecedores de alvenaria ou fogões foi um passo além, capturando grande parte do calor do fogo e de exaustão em uma grande massa térmica, tornando-se muito mais eficiente do que uma lareira sozinho.
O metal fogão era um concorrente desenvolvimento tecnológico, com a revolução industrial . Fogões foram fabricados ou peças de equipamento que continham o fogo de todos os lados e proporcionaram um meio para controlar o projecto-a quantidade de ar deixada atingir a fogo construído. Fogões têm sido feitas de uma variedade de materiais. Ferro fundido está entre as mais comuns. Soapstone ( talco ), telha, e aço foram todos utilizados. Fogões de metal são muitas vezes revestidos com materiais refractários, tais como tijolo refratário, uma vez que a parte mais quente de um fogo a lenha vai queimar aço ao longo de vários anos de uso.
O Fogão Franklin foi desenvolvido nos Estados Unidos por Benjamin Franklin . Mais uma lareira fabricado do que um fogão, que tinha uma frente aberta e um trocador de calor na parte de trás que foi desenhado para tirar do ar a partir do adega e aquecê-lo antes de liberá-lo para fora dos lados. O trocador de calor nunca foi um recurso popular e foi omitido em versões posteriores. Os chamados "Franklin" fogões hoje são feitos em uma grande variedade de estilos, embora nenhum se assemelha ao projeto original.
1800 tornou-se o ponto alto do fogão de ferro fundido. Cada fundição locais faria seu próprio projeto, e fogões foram construídos para miríades de efeitos - fogões de sala, fogões de caixa, fogões de acampamento, fogões estrada de ferro, fogões portáteis, fogões de cozinha e assim por diante. Níquel elaborado e modelos cromados gumes tomou projetos para a borda, com ornamentos elenco, pés e portas. Madeira ou carvão pode ser queimado nos fornos e, assim, eles eram populares há mais de cem anos. A acção do fogo, combinado com o causticidade das cinzas, assegurado que o fogão eventualmente desintegrar-se ou quebrar ao longo do tempo. Assim, foi necessário um fornecimento estável de fogões. A manutenção de fogões, precisando ser enegrecido, a sua smokiness, ea necessidade de dividir madeira significava que o petróleo ou o calor elétrico achado graça.
O fogão hermético, originalmente feita de aço, permitiu maior controle da combustão, sendo mais bem equipada do que outros fogões do dia. Fogões herméticos tornaram-se comuns no século 19 .
A utilização do calor madeira caiu em popularidade com a crescente disponibilidade de outros combustíveis menos intensivos em trabalho. Calor Madeira foi gradualmente substituído por carvão e mais tarde por óleo combustível, gás natural e propano aquecimento, excepto nas zonas rurais, com florestas disponíveis.
Após 1967 Embargo de petróleo, muitos no Estados Unidos usaram a madeira pela primeira vez. A EPA forneceu informações sobre fogões limpos, que queimaram muito mais eficiente.
Lenha
Alguns lenha é colhida no " woodlots "gestão para o efeito, mas em áreas densamente arborizadas é mais colhida geralmente como um subproduto da naturais florestas . Deadfall que ainda não começou a apodrecer é preferida, uma vez que já está parcialmente experiente. Madeira em pé morto é considerado melhor ainda, já que é ao mesmo tempo experiente, e tem menos podridão. Colhendo esta forma de madeira reduz a velocidade ea intensidade de incêndios florestais. Extração de madeira para lenha é normalmente realizado à mão com motosserras. Assim, partes mais longas - que requerem menos trabalho manual e menos combustível motosserra - são menos caros e só limitado pelo tamanho de sua fornalha. Os preços também variam consideravelmente com a distância a partir de lotes de madeira, e a qualidade da madeira.
Lenha geralmente refere-se a madeira ou árvores impróprias para construção ou construção. A lenha é um recurso renovável desde que a taxa de consumo é controlada para níveis sustentáveis. A escassez de lenha adequado em alguns lugares tem visto as populações locais danificar grandes extensões de mata, assim, levando a uma maior desertificação.
Conteúdo energético
A madeira de lei comum, carvalho vermelho, pesa £ 3.757 por cabo, com um teor de energia de 24 milhões BTU por cabo, e 16,8 milhões de BTU recuperáveis se queimaram com eficiência de 70%.
Medição de lenha
No sistema métrico, a lenha é normalmente vendido pela stere (1 m³ = ~ 0,276 cordas).
No Estados Unidos , a lenha é geralmente vendido pela cabo, 128 ft³ (3,62 m³), correspondendo a uma pilha de lenha 8 pés de largura x 4 pés elevados de toras quatro pés de comprimento. O cabo é legalmente definido por lei na maioria dos estados. Um "fio jogado" é lenha que não tenha sido empilhados e é definido como 4 pés x 4 pés de largura x 10 pés de altura longa. O volume adicional é o de torná-lo equivalente a um cordão padrão empilhadas, onde há menos espaço vazio. É também comum ver madeira vendido pela "cabo de face", que geralmente não é legalmente definido, e varia de uma área para outra. Por exemplo, em um estado de uma pilha de madeira 8 pés de largura x 4 pés elevados de 16 "logs -Long, muitas vezes, ser vendido como um" cabo de face ", embora o seu volume é de apenas um terço de um cabo. Em outro estado, ou mesmo outra área do mesmo estado, o volume de um cabo de rosto pode ser consideravelmente diferente. Por isso, é arriscado comprar madeira vendidos desta forma, que a transação não se baseia em uma unidade de medida legalmente aplicável.
Na Austrália , é normalmente vendido pela tonelada.
Subprodutos da combustão
Tal como acontece com qualquer fogo , queimando combustível de madeira cria numerosos subprodutos, alguns dos quais podem ser úteis (calor e de vapor), e outros que são indesejáveis, irritante ou perigosa.
Um subproduto da queima de madeira é cinza de madeira, que em quantidades moderadas é um fertilizante (principalmente potassa), contribuindo minerais, mas é fortemente alcalino, uma vez que contém hidróxido de potássio (soda cáustica). As cinzas de madeira também podem ser utilizadas para fabricar sabão.
Fumo, contendo vapor de água , dióxido de carbono e outros produtos químicos e as partículas de aerossol, pode ser um irritante (e potencialmente perigosa) subproduto de combustível de madeira parcialmente queimado. Uma componente importante da fumaça de lenha é partículas finas que podem ser responsáveis por uma grande parte da poluição do ar por partículas em algumas regiões. Durante os meses mais frios, calefação a lenha é responsável por até 60% das partículas finas em Melbourne , Austrália .
Fogões de combustão lenta aumentar a eficiência dos aquecedores de madeira logs de queima, mas também aumentar a produção de partículas. Baixa poluição / fogões de combustão lenta são uma área actual da investigação. Uma abordagem alternativa é usar pirólise para produzir vários derivados bioquímicas úteis, e carvão de queima limpa, ou para queimar combustível muito rapidamente dentro de uma grande massa térmica, tal como um aquecedor de alvenaria. Isto tem o efeito de permitir que o combustível a queimar completamente sem produzir partículas enquanto se mantém a eficiência do sistema.
Em alguns dos queimadores mais eficientes, a temperatura dos fumos é elevada a uma temperatura muito mais elevada, onde o fumo irá queimar-se (por exemplo, 1200 graus para inflamar o gás monóxido de carbono). Isso pode resultar em redução significativa dos riscos do fumo ao mesmo tempo proporcionar calor adicional do processo. Ao utilizar um catalisador, a temperatura do líquido de limpeza para a obtenção de fumo pode ser reduzida. Algumas jurisdições dos EUA proíbem a venda ou instalação de fogões que não incorporam conversores catalíticos.
Combustão de subprodutos efeitos na saúde humana
Dependendo da densidade populacional, topografia, condições climáticas e equipamentos de combustão utilizado, calefação a lenha podem contribuir substancialmente para a poluição do ar, particularmente particulados. Produtos de combustão de madeira podem incluir substâncias tóxicas e cancerígenas. As condições em que a madeira é queimado vai influenciar grandemente o conteúdo da emissão.
A poluição do ar por partículas podem contribuir para problemas de saúde humana e aumento das hospitalizações por doenças cardíacas e asma.
A técnica de compressão em pastilhas de polpa de madeira ou troncos artificiais pode reduzir as emissões. A combustão é mais limpo, e o aumento da densidade da madeira e reduzido conteúdo de água pode eliminar 30 a 70% do volume de transporte. Assim, a energia fóssil consumida no sector dos transportes é reduzida (e de fato representa uma pequena fração do combustível fóssil consumida na produção e distribuição de óleo de aquecimento ou gás).
Impacto Ambiental
Operações de abate
Combustível de madeira vem de muito nativas florestas ao redor do mundo. Madeira Plantation é raramente usado para lenha, como é mais valioso como de madeira ou de polpa de madeira. A coleta ou colheita desta madeira pode ter sérias implicações ambientais para a área de coleta. Os interesses são muitas vezes específicas para a área em particular, mas pode incluir todos os problemas que regulares logging criar. Remoção de madeira proveniente de florestas pode causar destruição do habitat.
Gases de efeito estufa
Queima de madeira não libera mais dióxido de carbono do que o seu biodegradação ( apodrecendo). Queima de madeira pode, portanto, ser chamado de "carbono neutro". Claro, as operações de colheita e de transporte podem produzir quantidades significativas de gases de efeito estufa poluição.
Os combustíveis de madeira em todo o mundo
Uso de combustível de madeira Europeia
Alguns países produzem uma fração significativa de suas necessidades a partir de resíduos de madeira ou de madeira. Suécia , por exemplo, produz 1490 megawatts de eletricidade dessa maneira e Áustria produz 747 megawatts. A figura sueco corresponde cerca de 4,5% da capacidade da nação total instalada de produção (33 400 MW em 2003). Na Finlândia , há um interesse crescente no uso de resíduos de madeira como combustível para sua casa ou aquecimento industrial, sob a forma de comprimido pelotas.
Nos países escandinavos os custos do trabalho manual para processar lenha é muito alto. Por isso, é comum a lenha importar de países com mão de obra barata e recursos naturais. Os principais exportadores para a Escandinávia são os países bálticos (Estónia, Lituânia, Letónia).
Uso japonês histórico de combustível de madeira
Wood, durante o Período Edo, foi usado para muitas finalidades, e o consumo de madeira levou o Japão a desenvolver um A política de gestão florestal durante essa época. A demanda por recursos de madeira estava em ascensão, não só para o combustível, mas também para a construção de navios e edifícios, e, consequentemente, o desmatamento foi generalizada. Como resultado, os incêndios florestais ocorridos, juntamente com as inundações e erosão do solo. Por volta de 1666, o shogun tornou uma política para reduzir o log e aumentar o plantio de árvores. Esta política decretou que apenas o shogun, e / ou uma daimyo, poderia autorizar o uso da madeira. Por volta do século 18, o Japão tinha desenvolvido o conhecimento científico detalhadas sobre silvicultura e plantação florestal .
A lenha utilizada na Austrália
Cerca de 1,5 milhões de famílias na Austrália usam lenha como a principal forma de aquecimento doméstico. A partir de 1995, cerca de 1,85 milhão de metros cúbicos de lenha (1m³ equivale a aproximadamente um carro carga de reboque) foi utilizado em Victoria anualmente, sendo metade consumida em Melbourne . Este montante é comparável à da madeira consumida por todas as operações de tora e pulplog florestais de Victoria (1,9 milhões de m³).
Espécies utilizadas como fontes de lenha incluem:
- Gum Vermelho, a partir de florestas ao longo do rio Murray (Murray Mid-Floresta Área de Gestão de, incluindo as florestas Barmah e Gunbower, fornece cerca de 80% da madeira goma vermelha de Victoria).
- Box e Messmate Stringybark, no sul da Austrália.
- Goma de açúcar, uma madeira com alta eficiência térmica que geralmente vem de pequenas plantações.
As preocupações ambientais
Em Victoria, goma vermelha é a lenha mais popular e comumente usado. Embora alguns considerem que as florestas de eucaliptos de Victoria estão sendo esgotados atacado como um resultado direto da coleta de lenha, a maior parte do desmatamento ocorreu décadas atrás, quando a madeira foi usada em projetos de infra-estrutura de grande escala, como a construção da ferrovia.
Remanescentes florestas de eucaliptos de Victoria e NSW, incluindo o Murray River de Barmah-Millewa floresta, estão cada vez mais sendo clear-derrubadas usando colheitadeiras mecânicas, destruindo ecologicamente significativa e já ameaçada habitat. MacNally estima que aproximadamente 81% de madeira caiu tenha sido removido a partir do sul Bacia Murray-Darling.
Há preocupações com a medida em que a colheita lenha em florestas de eucaliptos esgota o habitat de várias espécies animais que de outra forma residem nas cavidades que formam em madeira caída (estima-se que 37% dos mamíferos e 39% das espécies de aves da floresta em Victoria residir em tais cavidades). Em áreas onde há extensa coleta de lenha (ex. Barmah), há preocupações de que muitas espécies podem estar em risco. A floresta de Barmah contém 51% do espécies ameaçadas encontradas no leste norte Victoria. Pelo menos 37 plantas ameaçadas são encontradas em Barmah-Millewa, quatro dos quais são encontrados em nenhum outro lugar em Victoria. A floresta inclui os únicos remanescentes criadouros do Victorian do Soberbo papagaio, um pássaro que está listada como ameaçada de extinção naquele estado, e como vulnerável no Lista Vermelha da IUCN. Mamíferos listado como ameaçado em ambos Victoria e New South Wales residem na floresta, incluindo a esquilo planador, o escova atado phascogale, eo myotis grande surpresa.
Eficiência e sustentabilidade
Com aquecedores a lenha modernos apropriadamente certificados e operados, o uso de combustível de boa madeira de qualidade é uma das formas mais eficientes e mais baratas de aquecimento na Austrália. A substituição das necessidades internas nacionais existentes de aquecimento fornecidos pela madeira, com gás e electricidade, resultaria em um aumento líquido significativo nas emissões de dióxido de carbono, enquanto a aplicação ea execução das normas nacionais para aquecedores de madeira e lenha iria reduzir substancialmente as emissões de partículas. O corpo da indústria de pico, o australiano aquecimento Home Association Inc é um importante financiador de Landcare Austrália, patrocinando o plantio de mais de 40.000 árvores por ano. Grupos landcare plantaram milhões de árvores em programas de revegetação para substituir os cerca de 20 bilhões de árvores removidas desde a colonização européia, colocou milhares de quilômetros de cercas de proteção, introduziu técnicas agrícolas sustentáveis, removeu centenas de milhares de toneladas de ervas daninhas, e ofereceu inúmeras horas à ética de cuidado da terra.
Lenha plantações também oferecem oportunidades financeiras alternativas para os agricultores e governo local, com o combustível sendo um dos multi-usos de plantações de árvores.
1973 crise de energia
Uma breve ressurgimento da popularidade ocorreu durante e após a crise de energia 1973 , quando alguns acreditavam que os combustíveis fósseis se tornaria tão caro como para impedir o seu uso. Um período de inovação seguiu, com muitos pequenos fabricantes produzindo fogões baseado em modelos antigos e novos. Inovações notáveis daquela época incluem o Aquecedor de Ashley, um fogão controlado por termóstato com um invólucro de aço perfurada opcional que impedia o contato acidental com superfícies quentes.
Um número de fornos bicombustíveis e caldeiras foram feitas, que utilizou tubagens e condutas para fornecer calor ao longo de uma casa ou outro edifício.
O crescimento da popularidade de calor de madeira também levou ao desenvolvimento e comercialização de uma variedade maior de equipamentos para cortar e rachar madeira. Hidráulica grau do Consumidor divisores de log foram desenvolvidos para ser alimentado por energia elétrica, gasolina, ou PTO de tractores agrícolas.
A revista "Lenha Quarterly" foi publicado por vários anos antes de mudar seu nome para "Home Energy Digest" e, posteriormente, desaparecendo.
Hoje
A fogão da pelota é um aparelho que queima comprimido madeira ou biomassa peletes.
O calor de madeira continua a ser usado em áreas onde a lenha é abundante. Para sérias tentativas de aquecimento, em vez de mera ambiente (lareiras), fogões, lareira inserções, e fornos são mais comumente usados hoje. Na zona rural, partes florestadas de os EUA, autônomo caldeiras são cada vez mais comuns. Eles são instalados ao ar livre, a alguma distância da casa, e conectado a um trocador de calor na casa usando tubulação subterrânea. A confusão de madeira, casca, fumaça e cinzas é mantido fora e o risco de incêndio é reduzido. As caldeiras são grandes o suficiente para conter um incêndio durante toda a noite, e pode queimar os pedaços maiores de madeira, de modo que é necessário menos de corte e divisão. Não há necessidade de equipar uma chaminé na casa. No entanto, caldeiras de madeira ao ar livre emitem mais fumo de madeira e poluentes associados do que outros aparelhos de queima de madeira. Isto é devido ao conceber características, tais como o revestimento cheio de água que rodeiam a fornalha, que actua para arrefecer o fogo e leva a uma combustão incompleta. Caldeiras de madeira ao ar livre também normalmente têm alturas short stack em comparação a outros aparelhos de queima de madeira, contribuindo para níveis ambientais de partículas ao nível do solo. Uma alternativa que está crescendo em popularidade são caldeiras de gaseificação de madeira, que queimam madeira com eficiências muito elevadas (85-91%) e podem ser colocados dentro de casa ou em um anexo.
Madeira é usado ainda hoje para cozinhar em muitos lugares, seja em um fogão ou uma lareira. É também usado como combustível em muitos processos industriais, incluindo a carne de fumar e fazendo xarope de bordo.
Como uma fonte de energia sustentável, combustível de madeira também permanece viável para a geração de eletricidade em áreas com fácil acesso aos produtos florestais e subprodutos.
