Zināšanas par alternatīvo biomasu virzībā uz enerģētisko neatkarību un klimata mērķiem
Projekts ir saistīts ar komplekso izpēti un risinājumu izstrādi Latvijas energoapgādes drošuma stiprināšanai un enerģētikas sektora attīstībai. Pētījuma ietvaros tiks iegūtas zināšanas par alternatīvas biomasas izmantošanas potenciālu enerģijas iegūšanai, aizstājot fosilo dabasgāzi un mazinot pieprasījumu pēc kurināmās koksnes. Importētās dabasgāzes aizstāšana veicinās energoapgādes neatkarību, kā arī mazinās enerģētikas sektora ietekmi uz klimata pārmaiņām, pateicoties radīto CO2 emisiju mazināšanai. Biokurināmā diversifikācija un enerģētiskās koksnes patēriņa mazināšana sekmēs sociālekonomiskos ieguvumus nacionālajā līmenī. Tiks iegūtas zināšanas par dažādu lauksaimniecības, mežsaimniecības, kokapstrādes un citu nozaru biomasas atlikumu izmantošanu enerģētikā, nodrošinot bioatlikumu racionālu izmantošanu. Fundamentālās zināšanas par alternatīvas biomasas degšanas procesa norisi tiks iegūtas, pateicoties eksperimentālajai izpētei un termodinamisko procesu modelēšanai. Visas iegūtās zināšanas tiks apkopotas vienotā datubāzē, ko sauks “Bioenerģijas observatorija”.
PROJEKTU FINANSĒ:
Latvijas Zinātnes padomes Fundamentālo un lietišķo pētījumu projekts
Projekta Nr. lzp-2022/1-0414
PROJEKTA ĪSTENOŠANAS PERIODS:
2023. gada 1. janvāris – 2025. gada 31. decembris
PROJEKTA FINANSĒJUMS:
300 000,00 EUR
PROJEKTA ZINĀTNISKAIS VADĪTĀJS:
Vladimirs Kirsanovs
PUBLICĒTS:
21.02.2023.


Gala projekta atskaite. Izstrādāti zinātniskie raksti un patents. | 2026. gada janvāris
Projekta noslēgumā veikta iegūto eksperimentālo un modelēšanas rezultātu apkopošana un analīze. Projekta gaitā sagatavoti un publicēti divi zinātniskie raksti: “Comparative cradle-to-grave life cycle assessment of wood and alternative biomass pellet feedstocks for decentralized heating using experimental data“, and: “A Second Wind: The Impact of Secondary Air Supply on Emissions and Efficiency of Sunflower Husk Pellet Combustion“, kuros apkopoti projekta galvenie rezultāti par alternatīvās biomasas ilgtspēju un degšanas procesu optimizāciju.
Papildus tika izstrādāts patents sekundārā gaisa padeves risinājumam, kas vērts uz granulu degšana procesa optimizāciju, emisiju samazināšanu un efektivitātes paaugstināšanu. Šīs aktivitātes sekmīgi nodrošina projekta rezultātu praktiskas pielietošanas potenciālu.
Granulu apkures ABC Praktiskas atziņas un inovatīvi risinājumi | 2025. gada decembris
Projekta ietvaros īstenots Granulu apkures ABC seminārs, ar mērķi praktiski un saprotami izskaidrot granulu ražošanas, kvalitātes kontroles un sadedzināšanas pamatprincipus. Semināra apskatīs pilna cikla process, sākot ar dažādu biomasas veidu sagatavošanu un granulēšanu, līdz granulu raksturojošajiem parametriem, degšanas procesu un katla darbībai. Balstoties ar projekta laikā iegūto informāciju, tika analizēta aktuālā situācija granulu apkures jomā, uzsverot kvalitatīva kurināmā un piemērotu kalta darbības režīma iestatīšanu atkarībā no granulu veida.
Tika uzklausīti interesējošie jautājumu no semināra dalībniekiem un veidotas vērtīga diskusija.
Komercializācijas stratēģijas izveidošana | 2025. gada novembris
Alternatīvās biomasas granulu komercializācijas process balstās uz lokāli pieejamu izejvielu izmantošanu, tehnoloģiski vienkāršu ražošanas ķēdi. Latvijā alus darītavas ik gadu saražo vairāku simtu tūkstošu tonnu mitru alus darbiņu, kas šobrīd galvenokārt izmantotas lopkopībai un neliela daļa biogāzes ražošanai, bet daļa resursa paliek neizmantota augstā mitruma un ierobežotas uzglabāšanas dēļ. Komercializācijas soļi ietver izejvielas savākšanu, žāvēšanu (ilgtermiņa biomasas uzglabāšanai ~8-12%), proporciju veidošanu jaucot ar koksnes skaidām (70% drabiņas/ 30% koksne un 80% drabiņas un 20% koksne) un granulēšanas procesa skaidrojumu.
Veikti noslēdzošie granulu veidošanas un testēšanas procesi | 2025. gada septembris
Projekta ietvaros tika sagranulēti un notestēti 18 dažādi granulu veidi, tostarp niedru, lauksaimniecības atlieku un dažādu biomasu maisījumi ar koksnes piedevu. Visi paraugi teštēti granulu katlā nosakot emisijas (CO, NOx,PM, CO2 katla lietderību un pelnu veidošanās raksturojumu. Augstākā katla efektivitāte (līdz ~84%) tika sasniegta biomasas maisījumos ar koksnes piedevu, kuros degšanas process bija vienmērīgs un stabils visā testēšanas periodā. Optimāli izvēlēti biomasas maisījumu ļauj saglabāt augstu kalta darbības efektivitāti alternatīvo izejvielu izmantošanā.
Aizstāvētie noslēguma darbi | 2025. gada jūlijs
Projekta ietvaros sekmīgi aizstāvēti divi noslēguma darbi, kas tieši saistīti ar alternatīvās biomasas izmantošanu siltumapgādē. Maģistra darbā Haralds Siktārs “Improvement of Domestic Pellet Boiler for Low-Quality Biomass Pellets” tika analizēti un izstrādāti risinājumi mājsaimniecības tipa granulu katla darbības uzlabošanai , kur tiek izmantota zemākas kvalitātes biomasas granulas, akcentējot degšanas procesa stabilitāti un tehniskos pielāgojumus. Bakalaura darbā Līva Gurtiņa “Dažādas kvalitātes granulu ekonomiskais novērtējums individuālai siltumapgādei” veikta dažādu granulu kvalitātes scenāriju ekonomiskais salīdzinājums individuālās siltumapgādes kontekstā.
Noslēguma darbu izstrāde nodrošina studentu iesaisti, zināšanu pārnesi un jauno speciālistu sagatavošanu.
Dalība konferencē Conect 2025 | 2025. gada maijs
Projekta ietvaros tika nodrošināta dalība internacionālā vides zinātnes un klimata tehnoloģiju konferencē CONECT 2025, kur tika prezentēts: “ Biomass for district heating: the tango between sustainable biomass criteria and heat production vitality “(V.Kirsanovs). Konferences laikā tika diskutēti jautājumi par ilgtspējīgas biomasas kritēriju piemērošanu centralizētajā siltumapgādē , kā arī par kompromisiem starp vides prasībām un praktisko siltumenerģijas ražošanu.
Dalība konferencē nodrošināja aktīvu tīklošanos ar citiem pētniekiem, nozares ekspertiem un projektu pārstāvjiem, veicinot vērtīgu pieredzes apmaiņu.
ANSYS modelēšana | 2025. gada marts
Modelēšanas laikā novērojām, ka sekundārā gaisa padeves plūsmas iegriešana būtiski maina gāzu plūsmas struktūru, palielinot gāzu uzturēšanās laiku degkamerā un uzlabojot labāku gāzu sajaukšanos. Simulācijas rezultāti liecina, ka pelnu daļiņu uzvedība galvenokārt nosaka plūsmas trajektorija, nevis daļiņu izmērs. Sekundāra gaisa klātbūtne veicina pelnu uzkrāšanos degkameras apakšējajā daļā, samazinot to iznesi uz siltummaini. Modelējot Computational Fluid Dynamics (CFD) ir efektīvs rīks degšanas procesu optimizācijai un emisiju risinājumu izvērtēšanai mazjauda biomasas katlos.
Eksperimentālā izpēte | 2025. gada februāris
Ādažu katlu mājā veikta eksperimentāla dažādu biomasas kurināmo degšanas izpēte reālas ekspluatācijas apstākļos. Veikti 9 degšanas testi, kuros tika analizēti:
- 3 dažādi kvalitātes koksnes šķeldas paraugi
- 2 koksnes atlikumu paraugi
- 4 biomasu maisījumi
- 2 niedru un šķeldas maisījumi ar dažādam materiāla proporcijām
- 1 mizas, saulespuķu granulu un šķeldas maisījums
- 1 mizas, koksnes skaidu un šķeldas maisījums
Testu ietvaros tika veikta savākto biomasas paraugu degšanas testēšana, emisiju mērījumu un katla efektivitātes noteikšana pie dažādiem kurināmā sastāviem un darbības režīmiem. Rezultāta iegūti vērtīgi dati, attēlojot kurināmā kvalitātes ietekmi uz degšanas procesa stabilitāti, pelnu veidošanos un katla darbības rādījumiem.
Augstākas kvalitātes šķelda nodrošināja vienmērīgāku degšanas procesu, savukārt alternatīvas biomasas maisījums ļauj elastīgāk pielāgot kurināmā īpašības kaltu mājas ekspluatācijas prasībām.
Alternatīvo granulu pelnu daudzums un sakušņu veidošanās | 2024. gada novembris
Degšanas testu laikā novērota būtiska atšķirība pelnu daudzumā un sakušņu veidošanās pazīmes atkarībā no biomasas veida. Drabiņu granulas degšanas laikā sakušņu veidošanās netika konstatēta, tomēr tika novērots paaugstināts pelnu saturs (~4%) un daļēji neizdegusi kurināmā frakcija. Savukārt salmu, nieres, zāles un saulespuķu granulām veidojās izteikta sakušņu kārta (2-10cm), kas negatīvi ietekmēja degšanas stabilitāti. Rezultātu apkopojums pievērš uzmanību apgūt tehnoloģijas, lai samazinātu pelnu sakušņu veidošanos.
Alternatīvo biomasu proporciju veidošana un testēšana | 2024. gada septembris
Projekta ietvaros veikta alternatīvo biomasas granulu veidošana un degšanas testi, analizējot emisijas, degšanas stabilitāti un pelnu veidošanos. Vislabilākie rezultāti alternatīvo izejvielu grupā uzrādīja graudu atlieku granulas ar 50% koksnes skaidu piejaukumu, kur vidējais cieto daļiņu (PM) koncentrācijā dūmgāzēs bija 37 mg/Nm3, kas ir krietni zemāka nekā, piemēram, salmu granulām (176 mg/Nm3). Līdzīgi zemas PM emisijas tika novērotas ābolu izspaidu (66mg/Nm3) un griķu (58mg/Nm3) granulām ar koksnes piedevu. Rezultātā iespējams secināt ka alternatīvas biomasas jaukšana ar koksni būtiski uzlabo degšanas kvalitāti un samazina PM emisijas, palielinot šo granulu komercializācijas potenciālu.
Degšanas procesa modelēšana | 2024. gada jūnijs
Izpētīta iespēja matemātisko modelēšanu integrēt ZKB kurināmo granulu paraugu degšanas procesa eksperimentālajā pētījumā. Zinot parametrus, kas būtu jānoskaidro ZKB kurināmo granulu sadedzināšanas procesa izpētes laikā (termodinamika, gāzveida emisijas, PM emisijas, pelni un sakūšņi), tika precizēta šo parametru matemātiskai modelēšanai piemērotā programmatūra. Lai identificētu programmatūru, tika izvēlēta bibliometriskās analīzes metode. Bibliometriskā analīze tika veikta SCOPUS datubāzē. Rezultātā tika identificētas divas programmatūras: ANSYS Fluent programmatūra ir piemērota termodinamisko procesu un gāzveida emisiju plūsmu modelēšanai, vienlaikus XDEM programmatūra ir ideāli piemērota daļiņu plūsmu modelēšanai un pelnu/sakūšņu akumulācijas ģenerēšanai. Plānots izmatot šīs programmas tālākajā darbā. Uzsākti pasākumi, kuru mērķis ir apmācīties lietot minētās programmatūras (piem., pareizā modeļa izveide un iestatīšana, teorētiskais pamatojums, rezultātu interpretēšana utt.).
Dalība starptautiskā zinātniskā konferencē CONECT | 2024. gada maijs
Projekta dalībnieki aktīvi piedalījās starptautiskā zinātniskā konferencē CONECT 2024, kas norisinājās no 15 līdz 17 maijam Rīgā, Latvijā. Konferencē tika organizēta atsevišķa sesijas par bioresursu ilgtspējīgu izmantošanu un alternatīvas biomasas izmantošanas potenciālu enerģētika. Kopumā notika divas uzstāšanas ar prezentācijām:
- V. Kirsanovs “Biomass diversification for heat production: from theory to practice”;
- M. Dzikēvičs “Overview of low-quality biomass pellet combustion process mathematical modelling”
Un divas uzstāšanas ar posteri:
- O. Švedovs “Bibliometric Analysis of the Modelling of Low Quality Biomass Pellets Combustion”
- V. Priedniece “Search for alternative raw materials for pellet production – a preliminary study”
Tika nodibināti kontakti ar vairākiem ārzemju zinātniekiem un tika vienots par sadarbības veicināšanu alternatīvas biomasas izpētē.
Sakušņu veidošanās problēma | 2024. gada maijs
Biomasas sadedzināšanas procesā veidojas pelni. Atkarībā no biomasas veida pelnu daudzums var variēt no mazāk kā 1% līdz aptuveni 13%. Atkarībā no biomasas veida mainās gan ķīmiskais sastāvs, gan fiziskās īpašības kā blīvums. Šīs biomasas īpašības ietekmē gan degšanas procesu, gan kā uzvedās biomasas pelni, kas palikuši no degšanas procesa. Ja pelniem ir zema kušanas temperatūra, tad tiem ir lielāka iespēja izkust, salipt kopā ar citām daļiņām vai pielipt pie katla iekšējām virsām, un radīt problēmas katla darbībā vai ilgizturībā. Tāpēc vēlama biomasas īpašība ir augsta pelnu kušanas temperatūra. Pelnu kušanas temperatūru ietekmē tādi aspekti kā silikātu un fosfora daudzums (jo vairāk, jo zemāka kušanas temperatūra) vai kalcija un magnija daudzums (jo vairāk, jo augstāka kušanas temperatūra). Tā kā katla dizains būtiski ietekmē degšanas procesu, tad jaunas degvielas izstrādei ir nepieciešamas noteikt iespējamās kušanas temperatūras un izvērtēt iespējamās izmaiņas katla dizainā vai darbībā, lai mazinātu sakušņu veidošanos.
Biomasas resursu novērtēšanas rīka izstrāde | 2024. gada aprīlis
Tika uzsākts darbs pie kompleksa biomasas resursu novērtēšanas rīka izstrādes. Rīka izstrāde notika balstoties uz veikto izpēti par alternatīvas biomasas izmantošanu granulu ražošanā un to sadedzināšanas procesa raksturojumu. Pašreiz indekss iekļauj tehnoloģisko un vides dimensijas un ietver tādus indikatorus kā granulu sadegšanas siltums, pelnu saturs, tilpuma blīvums, mehānisko izturība, pelnu kušanas temperatūru, degšanas procesa radītas emisijas (CO, NOx, PM), katla efektivitāti un citus.
Izmantojot novērtēšanas rīku tika aprēķināts 8 dažādu biomasas granulu ilgtspējas indekss. Visaugstāko rezultātu ieguva koksnes granulām, tiem seko alus drabiņu, koku lapu un kaņepju granulas. Tiks turpināts darbs pie biomasas resursu novērtēšanas rīka pilnveidošanas, paplašinot indeksu ar citiem indikatoriem.
Granulu dzīves cikla novērtējums | 2024. gada aprīlis
Dzīves cikla analīze veikta granulām ar visaugstāko potenciālu – koksnes, alus drabiņu, lapu un kaņepju. Dzīves cikla analīzes mērķis bija noteikt ietekmi uz vidi, ko rada granulas, iekļaujot audzēšanas, ražošanas un sadedzināšanas posmu. Audzēšanas posms tika iekļauts koksnes, lapu un kaņepju granulu gadījumā. Analīzē izmantoti dati no literatūras. Alus drabiņu granulu gadījumā pieņemts, ka granulu ražošanā izmantots materiāls, kas paliek kā blakusprodukts pēc alus ražošanas. Granulu ražošanas un sadedzināšanas posmā lielākā daļa no izmantotajiem datiem iegūti eksperimenta laikā. Granulu ražošanas posms iekļauj izmantoto elektroenerģijas patēriņu biomasas apstrādē un granulu presēšanā, bet sadedzināšanas posmā – emisiju apjoms, kas rodas sadedzināšanas laikā (CO, NOx, PM), kā arī elektroenerģijas patēriņu katla darbināšanai. Par funkcionālo vienību pieņemta 1 MWh siltumenerģija. Līdz šim analizēti bāzes un alternatīvie scenāriji. Alternatīvo scenāriju mērķis ir apzināt tos procesus vai darbības, kurus iekļaujot tiktu panākts ietekmes samazinājums, piemēram, elektroenerģijas izmantošana no AER, dūmgāzu attīrīšanas iekārtas izmantošana, biomasas un granulu transportam izmantota kravas automašīna, kas rada mazāk emisiju, kā arī apskatīts scenārijs, kas neiekļauj biomasas audzēšanas posmu.
PM risku novērtējums | 2024. gada marts
Veikta literatūras analīze par cietajām daļiņām (particulate matter – PM), kas veidojas biomasas degšanas procesā. Raksturota PM veidošanās dabiskos un mākslīgos procesos, to iedalījums pēc izmēriem un īpašībām. Aplūkota PM radītā ietekme uz vidi, īpaši augu attīstību un ietekme uz cilvēkiem.
Analizēts PM sastāvs dažāda veida koksnes, biomasas un fosilas izcelsmes materiāliem, lai identificētu visbiežāk sastopamos ķīmiskos elementus un potenciālās problēmas no materiāla ķīmiskā sastāva.
Veikta izpēte par analīzes metodēm un tehnoloģijām, kas tiek izmantotas PM un biomasas materiālu ķīmiskā sastāva noteikšanai.
Identificēti ķīmiskie elementi, kas vistiešāk ietekmē pelnu kušanas temperatūras izmaiņam.
Sadarbībā ar RTU “Materiālu un virsmu tehnoloģijas institūtu” veiktas pirmās ķīmiskās analīzes zeltslotiņas un kaņepju pelniem, izmantojot EDX un XRD metodes. Rezultāti iekļauti publikācijā. Paralēli norit darbs pie ICP-OES testēšanas pilnveides alternatīvas biomasas pelnu ķīmisko analīžu veikšanai.
Biomasas diversifikācija lielas jaudas biomasas katlos | 2024. gada marts
Balstoties uz veikto literatūras un statistisko datu analīzi aktivitātē 2.4. “Centralizētas siltumapgādes tehnoloģiju novērtējums” tika secināts par potenciāliem risinājumiem biomasas diversifikācijai lielas jaudas biomasas katlos. Aktivitātes 4.2. “Alternatīva biokurināma izmantošana centralizētā siltumapgādē” ietvaros tika veikta eksperimentāla izpēte šķeldu katlā ar nominālo jaudu 2 MW. Tika izvērtētas iespējas aizstāt šķeldu ar zemākas kvalitātes kurināmo – koksnes mizu. Papildus tika aplūkots degšanas procesa uzlabošanas iespējas pievienojot biomasu ar augstāko kvalitāti – koksnes skaidas un saulespuķu granulas. Eksperimentālas izpētes rezultāti liecina par to ka pastāv iespējas veikt biokurināmā diversifikāciju esošos energoavotos, vienlaikus: 1) zemākas kvalitātes biomasas (miza) izmantošana pazemina degšanas procesa efektivitāti un palielina gāzveida emisijas; 2) sausas biomasas (granulas un skaidas) pievienošana pie zemākas kvalitātes biomasas uzlabo energoefektivitāti un emisiju radītājus. Eksperimentāla izpēte turpināsies meklējot labākus pieejamus risinājumus biomasas diversifikācijai.
Granulu degšanas procesa optimizācija | 2024. gada februāris
Maisījuma lapu un koksnes granulām tika veikts degšanas procesa optimizācijas eksperiments, kurā tikai mainīts skābekļa koncentrācijas daudzums dūmgāzēs. No iegūtiem datiem var secināt, ka gaisa padošanas biežums ietekmē granulu degšanas procesu, līdz ar to arī emisiju daudzumus dūmgāzēs un katla efektivitāti. Pārāk daudz gaisa palielinās emisiju rādītājus un samazinās katla efektivitāti, bet arī pārāk maz gaisa uzrādīs tādu pašu tendenci, tāpēc katram biomasas veidam ir nepieciešams veikt optimizācijas testus, lai noteiktu efektīvāko gaisa padošanas biežumu, kad ir vismazāk emisiju un augstākā katla efektivitāte. Granulu katlā ir iespējams mainīt arī granulu padošanas biežumu, tāpēc ir svarīgi atrast līdzsvaru starp gaisa un granulu padošanas biežumu, lai degšanas procesam pietiktu granulu un sadegot tās uzrādītu zemus emisiju rādītājus un augstu katla efektivitāti.
Kokvilnas atkritumu enerģijas reģenerēšana | 2024. gada janvāris
Ceļā uz klimatneitrālu un t.s. “zero-waste” ekonomiku tika izpētīts gadījums koksnes izejvielas daļas aizstāšanai kurināmās granulās ar kokvilnu, atgūtu no sašķirotā nolietotā apģērba un citiem tekstilizstrādājumiem. Gadījuma izpētes laikā tika izveidoti koksnes kurināmo granulu paraugi ar 10%, 20%, 30% un 40% atgūtas kokvilnas īpatsvaru. Tika noteiktas izveidoto paraugu kurināmajam raksturīgo īpašību vērtības – sadegšanas siltums, mitruma saturs, pelnu saturs un ķīmiskais sastāvs. Paraugu degšanas process tika izpētīts mazas jaudas cietā kurināmā granulu katlā un iegūti rezultāti par saražoto siltumu, kā arī par dūmgāzu konsistenci, tai skaitā PM koncentrācija. Rezultāti liecina, ka šāds kokvilnas utilizēšanas veids, kas pēc būtības nozīmē kokvilnas tekstilizstrādājumu atkritumos uzkrātās enerģijas reģenerāciju, ir zinātniski pamatojams, kamēr nav sasniegta pilnīga atkritumu recirkulācija.
Granulu degšanas process | 2023. gada decembris
Nekoksnes biomasas degšanas procesa izpēte notika Rīgas Tehniskās universitātes Vides aizsardzības un siltuma sistēmu institūta Vides monitoringa laboratorijā, kur atbilstoši LVS EN 303-5 standartam ir izveidots eksperimentālais stends. Degšanas procesa izpēte katram kurināmajam notika 3 stundas. Tika mērīts dūmgāžu ķīmiskais sastāvs, cieto daļiņu daudzums un aprēķināta katla efektivitāte. Nekoksnes biomasas veidi salīdzināti savā starpā un ar Ekodizaina direktīvu, Ekomarķējumu un LVS EN 303-5 standarta 3. klasi. Pirmajā kārtā tika notestēti 13 dažādu biomasas granulu veidi.
Granulu testēšana | 2023. gada novembris
Lai novērtētu saražoto granulu kvalitāti, tika veikta to testēšana Rīgas Tehniskās Universitātes Vides aizsardzības un siltuma sistēmas institūta Vides monitoringa laboratorijā. Vides monitoringa laboratorija ir ieguvusi akreditāciju cietā energoresursa (ieskaitot biokurināmo) testēšanas pakalpojumiem. Noteikti sekojošie granulu parametri, balstoties uz ISO cietā kurināmā testēšanas standartiem: mitruma saturs (%), mehāniskā ilgizturība (%), tilpuma blīvums (kg/m3), augstākais un zemākais sadegšanas siltums (MJ/kg), pelnu kušanas temperatūra (⁰C).
Granulu presēšana | 2023. gada oktobris
Biomasas piemērotība izmantošanai kā kurināmais, tiek pārbaudīta granulu katlos, kas paliek aizvien populārāk. Laboratorijas līmeņa granulu ražošana notiek mazos apmēros (aptuveni 20 kg porcijas) un ar nelielas jaudas iekārtu. Iekārta teorētiski sastāv no divām daļām, kas ir piespiestas viena otrai ar nelielu spēku. Apakšējā daļa ir apaļš disks ar konus-veida caurumiem (matrica), kur tiek sapresēta biomasa. Apakšējā daļa ir pievienota elektromotoram, kas to griež. Augšējā daļa sastāv no ruļļiem (piespiedējruļļi), kas griežas dēļ tā, ka ir piespiesti matricai. Biomasa piespiešanas vietā tiek izspiesta matricā un tiek izveidotas granulas. Procesā ir ievērojama berze, tāpēc tiek sasniegta līdz 90 oC grādu temperatūra, kas aktivizē lignīnu biomasā un uzlabo granulu izturību. Taču pirms ražošanas biomasu vajag sagatavot – sasmalcināt (3 – 5 mm) un sasniegt atbilstošo mitruma līmeni (12 – 18 %). Ja tiek veidotas granulas no dažādām biomasām, tās nepieciešams vienmērīgi sajaukt.
Biomasas testēšana | 2023. gada septembris
Balstoties uz Latvijā pieejamās biomasas inventarizāciju, tika savākta un uz laboratoriju nogādāta dažāda veida biomasa. Uzreiz pēc biomasas nogādāšanas laboratorijā, tika paņemta reprezentatīva masa mitruma noteikšanai. No mitruma testa iegūtā biomasa tika sasmalcinātā pulverveida formā (daļiņu izmērs < 1 mm), kas izmantots sekojošajiem testiem: analizējamā parauga mitruma saturs (%), pelnu saturs (%), siltumspēja (MJ/kg), pelnu izkausējamība (C°). Gandrīz visi testētie biomasas veidi uzrādīja pelnu saturu > 2 %, kas nozīmē, ka lielākā daļa alternatīvu biomasas veidu radīs papildus apkopi sadegšanas katlos, ja tās tiks izmantotas atsevišķi. Siltumspēja lielākajai daļai no testētajiem biomasas veidiem ir > 16,5 MJ/kg, kas norāda uz potenciālu izmantot šo biomasu granulu ražošanai un siltumenerģijas iegūšanai. Lielākā daļa no testētajiem paraugiem uzrādīja pelnu kušanas temperatūru zemāku par 1100 C°, norādot uz potenciālu pelnu izkušņu veidošanās risku.
Biomasas vākšana | 2023. gada augusts
Projekta ietvaros uzsvars tiek likts uz jaunu nekoksnes biomasas granulu ražošanu, testēšanu un novērtēšanu. Eksperimentu veikšanai bija nepieciešams ievākt apmēram 50 kg dažādas biomasas, lai varētu tās notestēt. Kopumā tika ievākta zāle, lapas, niedres, zeltslotiņas, alus drabiņas, salmi, griķi, kokvilna un kaņepes. Laboratorijas apstākļos biomasa tika arī kaltēta, lai to varētu izmantot tālāk granulu ražošanai.
Dalība starptautiskā zinātniskā konferencē CONECT 2023 | 2023. gada maijs
Notika uzstāšanas ar projekta rezultātiem starptautiskā zinātniskā konferencē CONECT 2023, kas norisinājās no 10 līdz 12 maijam Rīgā, Latvijā. V. Kirsanovs prezentēja pirmos rezultātus no projekta par ilgtspējīgu biomasas izmantošanu un nepieciešamību virzīties uz alternatīvas biomasas izmantošanu siltumapgādē. Savukārt O. Švedovs uzstājas ar posteri “Bibliometric Analysis of the Alternative Biomass Types and Biomass Combustion Technologies”. Konferences laikā notika tīklošanas pasākumi ar dažādu valstu zinātniekiem un notika diskusijas par biomasas lomu enerģētikā nākotnē.
Biomasas inventerizācija | 2023. gada marts
Šobrīd galvenā enerģijas iegūšanai izmantotā biomasa ir koksne, kas kopā patēriņā veido 64 PJ Latvijā. Lai šo enerģijas daudzumu aizvietotu ar zemākas kvalitātes jeb alternatīvu biomasu tika veikts materiālu plūsmu izvērtējums. Lai vizualizētu materiālu plūsmas tiek izmantota Sankey diagrammu pieeja. Šajās diagrammās ir redzams, kādi ir pieejamie resursu apjomi un kādi daudzumi tiek izmantoti. Ir veikta biomasu kā koksnes, salmu, lapu, drabiņu un niedru inventerizācija un plūsmu izveide. Lielai daļai izejvielu nav pieejami dati par to apjomiem, tāpēc būtiska nozīme ir pieņēmumiem. Attiecīgie pieņēmumi, kur iespējams, ir balstīti uz zinātnisko literatūru, saistītiem statistikas datiem un citu valstu datiem.
Zinātniskie raksti:
- Kramens, J., Valtere, M., Krīgers, G., Kirsanovs, V., Blumberga, D. Ranking of Independent Small-Scale Electricity Generation Systems. Clean Technologies, 2024, Vol. 6, No. 1, pp.140-151. e-ISSN 2571-8797. Available from: doi:10.3390/cleantechnol6010009
- Svedovs O., Dzikrvics, M., Kirsanovs, V..Bibliometric Analysis of the Alternative Biomass Types and Biomass Combustion Technologies. Environmental and Climate Technologies, 2023, Vol. 27, No. 1, pp.559-569. doi:10.2478/rtuect-2023-0041
- Kramens J., Svedovs O., Sturmane A., Vīgants E., Kirsanovs V., Blumberga D. Exploring Energy Security and Independence for Small Energy Users: A Latvian Case Study on Unleashing Stirling Engine Potential. Sustainability 2024:16(3). doi: 10.3390/su16031224
- Kramens J., Feofilovs M., Vigants E. Environmental Impact Analysis of Residential Energy Solutions in Latvian Single-Family House: A Life Cycle Perspective. Smart Cities 2023:6(6):3319–3336. doi: 10.3390/smartcities6060147
Dalība zinātniskās konferencēs:
- presentation by M. Dzikēvičs “Overview of low-quality biomass pellet combustion process mathematical modelling”
- presentation by V. Kirsanovs “Biomass diversification for heat production: from theory to practice”
- poster by O. Švedovs “Bibliometric Analysis of the Modelling of Low Quality Biomass Pellets Combustion”
- poster by V. Priedniece “Search for alternative raw materials for pellet production – a preliminary study”


