Viimeaikoina keskustelu tuoreen puun polttamisen ympärillä on kiihtynyt sellaisen havainnon seurauksena, että suurissa lämpölaitoksissa joissa otetaan myös savukaasujen lämpö mahdollisimman hyvin talteen, on tuoreen puun poltolla saatu enemmän lämpöä yksikköä kohti kun kuivan puun polttamisella.
Tuoreen puun polttamisen on tätä kautta ajateltu olevan kustannustehokasta, ja on jopa keksitty säästää sillä, että metsästä kaadetut puut laitetaan suoraan takkaan palamaan.
On kuitenkin huomioitava, että kodeissa olevissa tulisisjoissa ei ole lämmön talteenottoa, savukaasupesureita, eikä muita energiatehokkuutta lisääviä uusia innovaatioita. Tulisijojen palamislämpötilat ovat myös kodeissa ja monissa pienissä lämpökeskuksissa matalia, jonka vuoksi kostea ja tuore puu näissä tapauksissa saastuttaa enemmän kuin kuiva.
Olen henkilökohtaisesti huomannut vaikutuksen sekä piipun päässä tulevan savun tai höyryn määrässä, että puiden tuomassa energiamäärässä kun olen joskus laiskuuttani laittanut liian kosteaa tai tuoretta puuta lämmityskattilaan. Tuoretta puuta poltettaessa näkyvän savun / höyryn määrä on huomattavasti suurempi, ja myös tuoksu joka pihamaalle kantautuu, kertoo epäpuhtaasta palamisesta.
Tuoreen pun polttamisella saavutetaan siis hyötyä suurissa lämpökeskuksissa, mutta onko tuore puu sama asia kun kostea tai märkä puu?
Tuoreen puun kosteus verrattuna märkään puuhun.
Tuore puu on kosteaa, ja kun puu kuivuu, poistuu siitä kosteuden mukana lämpöarvoltaan hyviä aineita. Erilaisia öljyjä ja mahdollisesti kuumana ja hyvin palavia kaasuja. Tämän ei kuitenkaan voi ajatella ratkaisevasti vaikuttavan kotioloissa puun lämpöarvoon.
Märkä puu sen sijaan on märkää. Se on usein sellaista puuta, joka on jo jonkin verran kuivunut ja uudelleen kostunut. Märässä puussa ei ole samalla tavalla jäljellä edes näitä palamisen kannalta hyödyllisiä yhdisteitä. Siinä oleva vesi on vain ja ainoastaan haitaksi polttamisen kannalta. Loogisesti voidaan ajatella, että puu ei tuota lämpöä paremmin mikäli sen kastelee ennen kuin lykkää takkaan.
Tuoreen puun polttamisen hyöty tuleekin esille sitä kautta, että puuta ei tarvitse lämpövoimalakäytössä kuivata, vaan se saadaan nopeammin ja vähemmillä prosesseilla tuottamaan lämpöä. Kun myös puun sisältämän kosteuden höyrystämiseen käytetty energia saadaan talteen lämmönvaihtimella, saavutetaan säästöä.
Märän puun lämpöavo
Kun aikani olin pohdiskellut märän puun polttamisen lämpöarvoa, tulin siihen tulokseen, että jotain laskelmaa asiasta lienee viisasta tehdä, jotta asia aukenee sekä numeroiden että kaavion muodossa.
Aloitetaan kuivan puun lämpöarvosta. Puu luokitellaan kuivaksi kun siinä oleva kosteuden eli veden määrä on 20 prosenttia. Tällaisen puun lämpöavo on hieman päälle 4kwh/kg puulajista riippuen. Käytän selkeyen vuoksi 20 prosenttisen puun lämpöarvona 4kwh/kg joka energialaskuissa usein käytettävinä jouleina on 14 400. 20 prosenttisen kuivassa puussa on siis energiaa 14 400 Joulea per kilo.
Tämän jälkeen selvitetään vesi. Sen lämmitys, höyrystäminen ja höyryn lämmitys vie energiaa.Höyryn lämmittämisen vaikutus on tosin niin pieni, että jätän sen lopullisesta laskelmasta pois.
Yhden vesikilon lämmittäminen yhden asteen verran vie energiaa 4,19 kJ
Yhden vesikilon höyrystäminen, eli olomuodon muutos vedestä höyryksi, vie energiaa 2260 kJ
Lähden laskussa siitä oletuksesta, että kostean puun lämpötila on 10 astetta, jolloin puussa oleva vesi on lämmitettävä 10 asteesta 100 asteeseen ja tämän jälkeen höyrystettävä.
Tarvittava energiamäärä on siis(4,19kJ*90°C*1Kg) + 2260kJ = 2637 kJ
Tämä 2637 kJ ei kuulosta paljolta puukilon sisältämään 14 400 kJ veratuna. Pitää kuitenkin huomioida, että samalla kun puussa olevan veden määrä kasvaa, puun paino suhteessa sen sisältämään vesimäärään pienenee. Kun kilossa puuta on 50 prosenttia vettä, on siinä siis enää 50 prosenttia puuta. Ja tästä 0,5 kilosta puuta saadaan energiaa 14 400 kJ / 2 = 7200 kJ.
Kun 7200 kiloJoulesta käytetään veden lämmittämiseen vielä 1318 kJ, jää kilosta saatavaksi energiaksi enää 5881 kJ. Aika paljon vähemmän kuin alkuperäinen 14 400 kJ.
50 prosenttisen kosteaa puuta joutuu kantamaan pesään siis yli tuplasti verrattuna 20 kosteusprosenttiseen puuhun mikäli hyödyksi on saatava sama lämpömäärä.
Kostean puun polttaminen saastuttaa
Kostean ja tuoreen puun polttamiseen liittyy myös toinen hyvin huomionarvoinen seikka. Kaikki veden lämmittämiseen ja höyrystämiseen käytettävä energia on itse asiassa pois puun palamislämpötilan nostamiseen käytettävästä energiasta. Mitä viileämmällä liekillä puu palaa, sen epäpuhtaampaa palaminen on. Lisäksi viileän liekin antama lämpöarvo on pienempi kuin kuuman liekin, koska lämpötilaero liekin ja lämmitettävän aineen välillä on pienempi. Mitä suurempi tämä ero on, sitä enemmän lämpöä siirtyy.