Wartość opałowa węgla — jak się ją określa i od czego zależy?

Wartość opałowa to jedno z kluczowych pojęć, jeśli chodzi o ocenę jakości paliw stałych, takich jak węgiel. Od tego parametru zależy, ile energii uzyskamy podczas spalania danego surowca, co bezpośrednio przekłada się na jego efektywność w kotłowniach i domowych systemach grzewczych. W poniższym artykule dowiesz się, czym jest wartość opałowa węgla, jak się ją mierzy, jakie czynniki na nią wpływają oraz jak wilgotność i jakość węgla kształtują jego wartość energetyczną.

Czym jest wartość opałowa węgla?

Wartość opałowa węgla to ilość energii, jaką można uzyskać podczas całkowitego spalania jednostki masy tego paliwa. Jest wyrażana najczęściej w megadżulach na kilogram (MJ/kg) lub w kilokaloriach (kcal). Im wyższa wartość opałowa węgla, tym więcej energii jesteśmy w stanie uzyskać, co oznacza większą wydajność energetyczną i opłacalność używania tego paliwa. Węgiel kamienny, ze względu na wysoką zawartość węgla oraz niską wilgotność, charakteryzuje się wyższą wartością opałową w porównaniu do węgla brunatnego, który jest bardziej niskokalorycznym surowcem.

Metody pomiaru wartości opałowej

Aby określić wartość opałową węgla, stosuje się specjalistyczne urządzenia zwane bombami kalorymetrycznymi. Proces ten polega na spaleniu próbki węgla w atmosferze tlenu, a następnie pomiarze ilości ciepła wydzielonego w wyniku spalania. Wyniki tego pomiaru podawane są w MJ/kg. To precyzyjna metoda, która pozwala ocenić efektywność energetyczną różnych odmian węgla, takich jak miał węglowy czy węgiel kamienny.

Czynniki wpływające na wartość opałową

Wartość opałowa węgla zależy od wielu czynników, w tym:

• Zawartość węgla – Im wyższy procent czystego węgla w surowcu, tym wyższa jego wartość opałowa.
• Wilgotność – Wysoka zawartość wody obniża wartość energetyczną węgla, gdyż część energii zużywana jest na odparowanie wilgoci.
• Zawartość popiołu – Węgiel o wysokiej zawartości popiołu ma niższą wartość opałową, ponieważ w trakcie spalania powstaje więcej niepalnych pozostałości.
• Zawartość siarki i innych substancji – Zanieczyszczenia w postaci siarki czy azotu mogą negatywnie wpływać na proces spalania i obniżać efektywność energetyczną.

Te czynniki sprawiają, że różne odmiany węgla mają zróżnicowane wartości opałowe, co wpływa na wybór surowca do konkretnych zastosowań.

Wpływ wilgotności na wartość opałową

Wilgotność to jeden z kluczowych czynników wpływających na wartość opałową paliw stałych. Wysoka zawartość wody w węglu obniża ilość energii dostępnej podczas spalania, gdyż część energii zużywana jest na odparowanie wilgoci, a nie na produkcję ciepła. Dlatego węgiel o niższej wilgotności, na przykład węgiel kamienny o zawartości wody poniżej 10%, ma znacznie wyższą wartość opałową niż węgiel brunatny, który może zawierać nawet 50% wilgoci.

Węgiel brunatny, ze względu na wysoką wilgotność, ma znacznie niższą wartość opałową, co sprawia, że jest mniej wydajny energetycznie w porównaniu do węgla kamiennego. Dlatego warto zwrócić uwagę na parametry wilgotności, szczególnie jeśli paliwo ma być wykorzystywane w domowych kotłowniach.

Wartość opałowa a jakość węgla

Wartość opałowa jest jednym z głównych wskaźników jakości węgla. Węgiel wysokiej jakości, taki jak węgiel kamienny o wysokiej zawartości węgla i niskiej wilgotności, ma wartość opałową na poziomie 23–30 MJ/kg, co czyni go bardzo wydajnym paliwem. Z kolei miał węglowy, który jest produktem o niższej jakości, charakteryzuje się niższą wartością opałową, często w granicach 18–22 MJ/kg.

Wybierając węgiel, warto zwrócić uwagę na jego wartość opałową, gdyż bezpośrednio przekłada się ona na efektywność spalania i koszty ogrzewania. Węgiel o wyższej wartości opałowej jest co prawda droższy, ale w dłuższej perspektywie jest bardziej opłacalny, ponieważ wymaga mniejszych ilości do uzyskania tej samej ilości ciepła.

Czy warto więc zwracać uwagę na wartość opałową węgla?

Wartość opałowa węgla to kluczowy wskaźnik jakości paliwa, który wpływa na jego efektywność energetyczną. Węgiel kamienny, ze względu na wysoką wartość opałową, jest jednym z najbardziej wydajnych paliw stałych, podczas gdy węgiel brunatny, z racji swojej niższej wartości energetycznej, jest mniej opłacalny w użytkowaniu. Zrozumienie czynników wpływających na wartość opałową, takich jak wilgotność, zawartość popiołu czy zanieczyszczenia, jest kluczowe przy wyborze odpowiedniego paliwa do kotłowni lub systemu grzewczego.

Marek Ostry

Doradca ds. ogrzewania

Od lat zajmuję się tematyką związaną z doborem odpowiedniego opału do posiadanego przez klientów kotła CO w domach prywatnych, budynkach użytkowych oraz firmach. Interesuję się zarówno tematyką klasycznych opałów jak węgiel oraz drewno jak i zyskującego nieustannie popularność ekologicznego pelletu.