Lietuva neturtinga tradicinių iškastinio kuro išteklių, galinčių patenkinti šalies energijos poreikius, todėl esame priversti juos importuoti. Siekiant didesnės energetinės nepriklausomybės, svarbu efektyviau išnaudoti vietinius ir atsinaujinančius energijos išteklius – biomasę, taip pat vėjo bei geoterminę energiją, komunalines atliekas. Šiaudų briketų gamyba yra remiama pagal Lietuvos kaimo plėtros 2007–2013 m. programos III krypties 1 ir 2 priemones „Perėjimas prie ne žemės ūkio veiklos“ ir ,,Parama verslo kūrimui ir plėtrai“.

Žemės ūkyje ir žemės ūkio produktų perdirbamojoje pramonėje kasmet sukaupiama daug augalinės kilmės atliekų, kurios sėkmingai gali būti deginamos ir naudojamos elektrai ir šilumai gaminti.

Šiauduose glūdintys energijos klodai

Šiaudai sudaro vieną iš didžiausių augalinės kilmės atliekų potencialų. Nors Lietuvoje nėra fiksuojami statistikos duomenys apie šiaudų derlingumą, tačiau jį galima apskaičiuoti pagal grūdinių ir aliejinių kultūrų pasėlių plotus, derlingumą bei atskirų augalų grūdų ir šiaudų santykį.

Įvairių šalių ekspertai teigia, kad šiaudų ir grūdų derlingumo santykis gali kisti nuo 0,6 iki 1,2 proc., priklausomai nuo augalų rūšies ir veislės. Remiantis Nacionalinės mokėjimo agentūros (NMA) pasėlių deklaravimo duomenimis, Lietuvoje 2007 m. grūdinėmis ir aliejinėmis kultūromis buvo užsėta apie 1,1 mln., 2008 m. – 1,15 mln., 2009 m. – apie 1,2 mln. ha plotas. Žinant, kad statistinis derlingumas Lietuvoje yra apie 3–4 t/ha, galima teigti, kad susidaręs šiaudų kiekis kiekvienais metais Lietuvoje yra apie 4 mln. t per metus. Tačiau ne visą šiaudų kiekį galima panaudoti. Dalį šiaudų ūkininkai susmulkina ir įterpia atgal į dirvą, dalį naudoja gyvulių kraikui.

Biokurui galima būtų panaudoti iki 15 proc. viso šiaudų kiekio, t. y. apie 500–600 tūkst. t šiaudų. Kad ne visi šiaudai išnaudojami, galima įsitikinti važiuojant per Lietuvą. Žiemą laukuose dažnai matyti supresuoti šiaudų ritiniai ar šiaudai pradalgėse, kurie yra palikti likimo valiai. Taip pat nedžiugina vaizdai rudenį, kai deginami laukuose palikti šiaudai, kurie galėtų būti panaudoti energijai gauti arba gyvenamiesiems bei gamybiniams pastatams apšildyti. Ūkininkams tai būtų papildomas pajamų šaltinis arba būdas išlaidoms sumažinti.

Lietuvos žemės ūkio universiteto (LŽŪU) Šilumos ir biotechnologijų inžinerijos katedroje atlikus tyrimus, ­nustatyta, kad šiaudų aukštutinė degimo šiluma, priklausomai nuo jų rūšies, yra 16,8–18,3, o medienos – 20,5–23,1 MJ/kg. Vokietijos agentūros „Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe“ pateiktais duomenimis, vidutinis 15 proc. drėgnio augalinės biomasės – eraičinų, grūdų, drambliažolių, tarp jų ir šiaudų, šilumingumas svyruoja nuo 13,6 iki 14,6 MJ/kg, o tokio pat drėgnio medžių vidutinis šilumingumas yra 15,6 MJ/kg.

Šiaudų kūrenimo būdai

Deginami gali būti įvairiais būdais paruošti šiaudai: šiaudų ryšuliai ir ritiniai bei šiaudų briketai ir granulės. Skiriasi tik krosnių konstrukcija, matmenys ir deginimo proceso valdymo galimybės. Supresuoti į ritinius arba ryšulius šiaudai tiesiogiai deginami specialiai tam pritaikytose pakurose, juos nesmulkinant arba susmulkinant. Pirmuoju atveju šiaudų ryšulių ir ritinių matmenys nulemia didelius krosnių matmenis, apsunkina biokuro tiekimo į krosnį automatizavimą. Dažniausiai tai periodinio veikimo mažos ir vidutinės (30–120 kW) galios krosnys arba visiškai automatizuotos didelės galios katilinės, skirtos nedidelėms gyvenvietėms. Šiaudų ritinių ir ryšulių susmulkinimas prieš deginimą leidžia sumažinti katilų matmenis ir lengviau automatizuoti biokuro tiekimą į pakurą, bet neišvengiama skrajų degių dalelių – žiežirbų. Tai būtina įvertinti projektuojant katilus ir kaminus.

Pastaruoju metu užsienyje bei Lietuvoje sparčiai populiarėja biokuro, taip pat šiaudų, briketų ir granulių panaudojimas šilumai. Jų gamyba reikalauja papildomų investicijų ir didesnių išlaidų, bet tinkamai deginti paruoštas biokuras yra geresnių savybių ir universalesnis. Šiaudų briketai savo savybėmis yra panašūs į malkų kurą ir sėkmingai gali būti deginami tradiciniuose apatinio arba viršutinio degimo kietojo kuro katiluose ir taip apšildyti gyvenamuosius namus.

Granulių gamyba yra dar tobulesnis šiaudų paruošimo deginti būdas. Jos yra biresnės, transportabilesnės ir mažai higroskopiškos. Priešingai negu naudojant briketus, šiaudų granulių tiekimas į nedidelės galios katilų pakuras gali būti visiškai automatizuotas. Taigi, kietojo kuro katilo darbą galima automatizuoti iki dujinio arba skystojo kuro katilų lygio. Tiesa, tai brangiausias biokuro paruošimo būdas, be to, granulės greitai sudega, per trumpą laiką išskirdamos daug šilumos ir labiau tinka nuolatiniam bei stabiliam šilumos srautui gaminti.

Šiaudų sutankinimas taip pat pakeičia paties biokuro savybes: pirmiausia, tankį, birumą, higroskopiškumą, degimo greitį, biologinį aktyvumą ir kitas. Prasčiausių technologinių savybių yra palaidi šiaudai. Susmulkintų šiaudų vidutinis tankis – tik apie 50 kg/m3. Jie mažai birūs, higroskopiški, jiems būdingas savaiminis kaitimas, o susidarius palankioms sąlygoms, jie gali tapti taršos mikotoksinais, kenkėjais ir graužikais šaltiniu. Formuojant šiaudų ritinius ir ryšulius, šiaudai sutankinami iki 110–150 kg/m3. Tuomet reikalingi mažesni sandėliavimo plotai, efektyvesnė logistikos sistema, bet išlieka kiti palaidiems šiaudams būdingi trūkumai. Be to, būtini papildomi specialūs įrengimai pakrovimo, iškrovimo ir pervežimo darbams.

Biokuro savybės

Šiaudų granulių tankis 4–5 kartus didesnis negu šiaudų ritinių bei ryšulių ir siekia apie 450–850 kg/m3. Jos yra birios, nelinkusios susigulėti, vienalytės ir sterilios, taip pat joms yra svetimas savaiminio kaitimo reiškinys. Taigi, supaprastėja sandėliavimo, pakrovimo, iškrovimo, transportavimo, dozavimo ir degimo proceso valdymo darbai.

Šiaudų granulės tankiu, šiluminėmis ir kitomis savybėmis yra artimos briketams, kurių kaina rinkoje mažesnė. Viena tona šiaudų granulių kainuoja apie 400 Lt, o 1 t šiaudų briketų – 350 Lt. Mažesnę šiaudų briketų kainą lemia paprastesnė gamybos technologija ir mažesnės gamybos sąnaudos: naudojami šiaudai gali būti 1,5–3 kartus drėgnesni negu presuojant granules. Be to, išvengiama papildomo šiaudų smulkinimo malūnu operacijos.

Briketus patariama gaminti iš 10–15 proc. (kai kuriais atvejais iki 30 proc.) drėgnio ir į 2–5 cm ilgio susmulkintos žaliavos. Esant didesniam žaliavos drėgniui, presavimo metu išsiskiria daug garų, pagaminti briketai būna mažesnio tankio ir silpnesni. Mechaninis briketų atsparumas ypač aktualus, kai juos reikia pervežti dideliais atstumais. Mažesnio tankio ir silpnesni briketai taip pat gaunami tuomet, kai tankinant naudojama pernelyg vienalytės frakcinės sudėties žaliava. Rekomenduojama, kad 20–30 proc. sutankinamos žaliavos masės sudarytų smulki (iki 2 cm ilgio) frakcija. Ji užpildo tarpus tarp stambesnių dalelių ir taip padidina briketų tankį bei mechaninį atsparumą.

Kita svarbi biokuro iš šiaudų savybė – mažas peleningumas, kuris tesiekia apie 5 proc. Jų sudėtyje yra daug vertingų medžiagų, pirmiausia kalio, magnio, fosforo ir kalcio, kurios gali būti panaudotos kaip trąšos žemės ūkyje. Nors įvairių šalių mokslininkai vis dar nesutaria, ar šiaudų pelenai yra tinkami laukams tręšti. Šiuo metu intensyviai vykdoma daug bandymų tam išsiaiškinti.

Taigi, šiaudų briketai yra universalus kuras. Jie gali būti kūrenami ir tradiciniuose šildymo katiluose bei židiniuose su natūraliu ar priverstiniu oro tiekimu, ir katiluose su retoriniu degikliu. Vidutiniam 200 m2 senos statybos namui apšildyti ir buitiniam šiltam vandeniui paruošti per metus reikia 6–7 tonų šiaudų briketų. Šį briketų kiekį galima pasigaminti iš 3 ha pasėlių ploto. Pagal šiuo metu esančias rinkos kainas tokio namo išlaikymas vieną šildymo sezoną, jeigu būtų kūrenama šiaudų briketais, sudarytų apie 2 600 Lt, gamtinėmis dujomis tokio pat namo šildymo ir vandens šildymo sąnaudos būtų apie 4 300 Lt, o perkant skaldytas malkas – 3 100–4 400 litų.

Perdirbimo sąnaudos

Briketų gamybai iš šiaudų pradėti reikalingos didelės investicijos ir dideli žaliavos kiekiai. Minimalus perdirbamos žaliavos kiekis turėtų būti ne mažesnis kaip 3 000 t per metus. Tokiam žaliavos kiekiui išgauti reikėtų apie 850 ha pasėlių ploto. Todėl, prieš pradedant biokuro iš šiaudų gamybą, būtina įvertinti vietovės šiaudų potencialą. Priešingu atveju padidėja žaliavos surinkimo ir transportavimo išlaidos. Didžiausias šiaudų potencialas Lietuvoje yra Šiaulių, Panevėžio ir Kauno, o mažiausias Alytaus ir Utenos apskrityse.

Žaliavos transportavimo problemos galima išvengti įsigijus mobilią briketavimo technologinę liniją. Pavyzdžiui, pervežamuose konteineriuose sumontuotas kompanijų „Bauer Power“ (Vokietija), „C. F. Nielsen“ (Danija), ant ratinės priekabos įrengtas firmos „Asket“ (Lenkija) briketų gamybos technologines linijas, galinčias dirbti autonomiškai, kai elektros energija tiekiama iš dyzelinio variklio sukamo generatoriaus, arba prisijungus prie elektros tinklo.

Vertėtų paminėti, kad šiaudų briketų gamyba yra remiama pagal Lietuvos kaimo plėtros 2007–2013 m. programos III krypties 1 ir 2 priemones „Perėjimas prie ne žemės ūkio veiklos“ ir ,,Parama verslo kūrimui ir plėtrai“. Žinoma, kaip ir kiek­viename versle yra dalis rizikos. Dėl nepalankių meteorologinių sąlygų gali nepavykti surinkti ir sukaupti pakankamai šiaudų biokurui gaminti. Be to, šiaudų briketų ir granulių gamyba yra sezoninė. Sudėtinga efektyviai išnaudoti įsigytą įrangą ar technologinę liniją. Kai kurie gamintojai siūlo presus ir granuliatorius, tinkamus ne tik šiaudams, bet ir kitai augalinei biomasei: eraičinams, drambliažolėms, grikių lukštams, grūdų išvaloms ir t. t. Galimybė briketuoti skirtingą augalų biomasę padeda išvengti žaliavos sezoniškumo. Žolę iš pievų galima pradėti briketuoti liepos mėnesį, grūdinių augalų šiaudus – rugpjūčio, grūdų išvalas – rugsėjo, drambliažoles – lapkričio ar kovo mėnesiais.

Nors Lietuvoje šiaudai kaip kuras pradėtas naudoti nuo 1996 m., bet tolesnė jų panaudojimo šilumai ir energijai gaminti plėtra tebėra lėtoka. Šiuo metu Lietuvoje yra pastatytos tik 9 šiaudais kūrenamos katilinės. Bendra šių katilinių instaliuota galia 13 MW. Nuo praėjusių metų pradėjo veikti 3 granulių gamyklos, kurių pajėgumai sudaro apie 24  tūkst. t granulių per metus. Įvertinus katilinių ir veikiančių granulių gamyklų pajėgumus (jei gamyklos dirbtų projektiniais pajėgumais) bendras sunaudojamas šiaudų kiekis siektų tik apie 8 proc. šiaudų kuro potencialo arba 1 proc. viso šiaudų kiekio. Taigi, šiaudų, kaip alternatyvaus kuro, potencialas Lietuvoje yra mažai išnaudojamas ir, sukūrus jų surinkimo ir logistikos sistemas bei plačiau panaudojus šiaudų perdirbimo technologijas, galėtų labai išaugti.