Studie nakládání s biologicky rozložitelným odpadem v Olomouckém kraji Březen 2009

Transkript

1 Studie nakládání s biologicky rozložitelným odpadem v Olomouckém kraji Březen 2009 Zpracovatel: FITEa.s.

2 OBSAH: 1 Úvod Stanovené cíle při nakládání s BRO Obecné předpoklady Povinnosti stanovené POH OK Obecné cíle a opatření Konkrétní opatření pro splnění obecných cílů Charakteristika současného stavu nakládání s bioodpady v OK Vývoj produkce bioodpadů v OK Průmyslové a zemědělské BRO Odpady skupiny 02 odpady ze zemědělství, zahradnictví, myslivosti, rybářství Odpady skupiny 03 odpady ze zpracování dřeva a výroby desek, nábytku, celulózy, papíru a lepenky Odpady skupiny Obaly Odpady skupiny Biologicky rozložitelný komunální odpad Separovaně sbírané BRKO SKO a objemný odpad Analýza potenciálu biomasy v OK Zemědělská biomasa Rostlinná biomasa Biomasa z živočišné výroby Souhrn potenciálu odpadní biomasy ze zemědělství Lesnická biomasa a její potenciál Ceny biopaliv Biopaliva ze zemědělství Biopaliva z lesnictví Možnosti uplatnění odpadní biomasy dle jednotlivých druhů v kombinaci se stávajícími systémy využívání biomasy a bioodpadů v energetice popř. jiné Sláma, seno Zelená píce, siláže Možnosti navýšení současné produkce biomasy její cílenou produkcí Návrh integrovaného systému nakládání s odpadní biomasou a bioodpady v Olomouckém kraji Návrh sítě technologií využívající BRKO a biomasu Bioplynové stanice Kompostárny Metoda intenzivní aerobní fermentace s výrobou paliva Aerobní fermentor EWA Přednosti fermentoru EWA při zpracování BRO Princip zpracování BRO v aerobním fermentoru EWA Přímé energetické využívání Biomasa společně s některými druhy bioodpadů Doporučení pro způsoby nakládání některých vybraných bioodpadů SKO Separované BRKO z obcí a od občanů Papír

3 5.4.4 Odpad z jídelen a stravoven Kaly z ČOV Lihovarské výpalky Suroviny nevhodné ke spotřebě (nebalené, balené potraviny nevhodné ke spotřebě z obchodů) Souhrn doporučení pro OK Doporučení pro odpady ze zemědělství, skupina Doporučení pro odpady z lesnictví a dřevozpracujícího průmyslu - skupiny Doporučení pro skupinu Doporučení pro nakládání s KO Závěr Seznam zkratek Plán odpadového hospodářství Plán odpadového hospodářství Olomouckého kraje Olomoucký kraj Plán odpadového hospodářství České republiky Evropská unie Směsný komunální odpad Komunální odpad Biologicky rozložitelný odpad Biologicky rozložitelný komunální odpad Mechanicko-biologická úprava Výzkum a vývoj Ministerstvo životního prostředí Čistírna odpadních vod Krajský úřad Centrální zásobování teplem Bioplynová stanice Trvalý travní porost Méně příznivé oblasti Rychle rostoucí dřeviny Pozemky určené k plnění funkcí lesa Zlínský kraj Moravskoslezský kraj skupina 02 (sk. 19, sk. 20) kat.č. (kat.číslo, kód odpadu) POH POH OK OK POH ČR EU SKO KO BRO BRKO MBÚ VaV MŽP ČOV KÚ CZT BPS TTP LFA RRD PUPFL ZLK MSK skupina odpadů dle přílohy č.1 vyhlášky č. 381/2001 Sb. katalogové číslo odpadu dle přílohy č.1 vyhlášky č. 381/2001 Sb. 3

4 1 Úvod Studie nakládání s biologicky rozložitelným odpadem je realizována na základě potřeby, která vyplynula z rozboru plnění POH OK v oblasti plnění povinností BRKO. Studie má za úkol zmapovat současnou situaci v nakládání s bioodpady v OK a stav plnění povinností POH v dané oblasti. Při hledání východisek, návrhů a doplnění systémů nakládání s BRKO budou hledány možné synergické efekty pro zpracování a využívání odpadní zemědělské a lesnické biomasy a vytříděné složky BRKO z obcí. Závazná část POH OK obsahuje řadu konkrétních opatření pro splnění obecných cílů POH, přičemž některé se přímo nebo nepřímo dotýkají problematiky cílů spojených s BRKO. Základem pro řešení využívání BRKO v závazné části POH OK je opatření č.5 Nakládání se separovaným biologicky rozložitelným komunálním odpadem. Impulsem pro řešení problematiky využívání bioodpadů jsou nově stanovené povinnosti dané POH kraje vycházející z legislativy EU, které podstatně zpřísňují povinnosti při nakládání s BRO. Již při zpracování POH OK bylo patrné, že obě skupiny, tj. některé druhy bioodpadů a některé druhy biomasy, budou využívány společně v nově navrhovaných technologiích na jejich využívání, především v energetickém sektoru. Současný stav využívání bioodpadů a biomasy v ČR je charakterizován neujasněnou koncepcí, která je navíc prohlubována mnohdy značně problematickým stavem legislativy. Biomasa obecně je v ČR deklarována jako hlavní prostředek pro rozšiřování obnovitelné energie, která má být jedním z nástrojů pro snižování emisí oxidu uhličitého a tím i prostředkem pro sporný boj s tzv. antropogenním vlivem na změny klimatu. Proto došlo v poslední době ke značnému posunu v ekonomice jednotlivých komodit biomasy především v důsledku nárůstu poptávky po produktech zemědělství a lesnictví pro výrobu biopaliv, energeticky využitelných zbytků apod. Vzhledem k absenci moderních zařízení na využívání bioodpadů není tento trend zatím u této části biomasy patrný. Prakticky je studie rozdělena na část analytickou (charakteristika současného stavu) a návrhovou (Návrh integrovaného sytému nakládání s bioodpady a biomasou). Studie by měla odpovědět na otázky, zda je možno počítat s potenciálem biomasy jako náhrady současných energetických zdrojů v kraji a jak je možno do tohoto systému zapojit BRO odpady a především BRKO, pro které jsou stanoveny závazné limity pro snižování ukládání na skládky. 4

5 2 Stanovené cíle při nakládání s BRO 2.1 Obecné předpoklady Nový přístup k nakládání s komunálním bioodpadem respektive souhrnně s biologicky rozložitelnými komunálními odpady vyplývá ze Směrnice Rady 1999/31/ES z 26. dubna 1999 o skládkách odpadů. Ve směrnici jsou obsažena opatření k postupnému snižování BRKO ukládaných na skládky. Nakládání s biologickým odpadem v Evropské unii dále řeší Zelená kniha z Směrnice o odpadech ES 98/2008 z stanoví opatření na ochranu životního prostředí a lidského zdraví předcházením nepříznivým vlivům vzniku odpadů a nakládání s nimi nebo jejich omezováním a omezováním celkových dopadů využívání zdrojů a zlepšováním účinnosti tohoto využívání. Účelem směrnice ES 8/2004 z je zvýšit energetickou účinnost a zlepšit bezpečnost zásobování vytvořením rámce pro podporu a rozvoj vysoce účinné kombinované výroby tepla a elektřiny na základě poptávky po užitečném teple a úspor primární energie na vnitřním trhu s energií s přihlédnutím ke konkrétním okolnostem dané země a zvláště ke klimatickým a hospodářským podmínkám. Hlavním důvodem sledování BRO je snižování ukládání BRO na skládky z důvodů zabránění emisím metanu ze skládek, který je skleníkovým plynem. Skládky TKO jsou povinně vybavovány odplyňovacími systémy a následnou konverzí metanu na oxid uhličitý s využitím nebo bez využití energie. Opatření k postupnému snižování množství BRKO ukládaných na skládky v ČR jsou zakotvena v 21 odst. 5 písm. a) zákona č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů, ve znění pozdějších předpisů (dále jen zákon o odpadech ). Seznamy odpadů, které je zakázáno ukládat na skládku, a které lze ukládat na skládku pouze za určitých podmínek, jsou součástí příloh č. 4 a 5 vyhlášky MŽP č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady, ve znění pozdějších předpisů (dále jen vyhláška č. 294/2005 Sb. ). V bodě 8 písm. d) přílohy č. 4 vyhlášky č. 294/2005 Sb. se stanoví: Biologicky rozložitelný podíl komunálního odpadu ukládaný na skládky musí být postupně omezován v souladu s harmonogramem stanoveným v Plánu odpadového hospodářství ČR a krajů (tj. snížit tento podíl do roku 2010 na 75 %, do r na 50 % a do r na 35 % celkového množství (hmotnosti) biologicky rozložitelného komunálního odpadu vzniklého v roce 1995). Rozhodujícím nástrojem pro naplnění strategických cílů ve snižování množství BRKO ukládaných na skládky k roku 2010 a zejména 2013 jsou plány odpadového hospodářství ČR a krajů. Opatření v nich obsažená mají směřovat k vytvoření regionálních sítí účelných zařízení pro využívání BRKO respektive úpravu a využívání komunálních a jim podobných odpadů a ke zdokonalení nástrojů pro 5

6 množství (t) kg/obyv/rok množství (t) kg/obyv/rok množství (t) kg/obyv/rok Studie nakládání s biologicky rozložitelným odpadem v Olomouckém kraji naplnění jejich kapacit a využití výsledných produktů. Cílem strategie je předcházet vzniku biologicky rozložitelných odpadů (dále jen BRO), omezování ukládání BRO na skládky, přednostní využívání BRO před jejich odstraněním, především skládkováním. Cílem promítnutým do POH obcí je odklon složek BRO ze skládek na materiálové nebo energetické využití v souladu s rozvojem zařízení na využití BRO v kraji. V současné době je v ČR v platnosti vyhláška č. 341/2008 Sb., o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady a o změně vyhlášky č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a o jejich využívání na povrchu terénu a o změně vyhlášky č. 383/2008 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady (vyhláška o podrobnostech nakládání s biologicky rozložitelnými odpady). MŽP po dohodě s Mze a MZ, vydalo, na základě zmocnění v zákoně o odpadech, prováděcí právní předpis, který stanoví seznam BRO, technické požadavky na provoz zařízení biologického zpracování BRO, technologické požadavky na úpravu BRO, obsah provozního řádu zařízení, požadavky na kvalitu odpadů vstupujících do kompostáren, limitní koncentrace cizorodých látek a indikátorových organismů při výstupu ze zařízení, četnost a metody vzorkování. V souladu s Nařízením Evropského Parlamentu a Rady ES č. 1774/2002, pokud bude v těchto zařízeních nakládáno i s vedlejšími živočišnými produkty, musí být rovněž v provozním řádu zařízení obsaženy podmínky pro jejich odstraňování nebo využívání. Zde je nutno připomenout, že zpracování BRO s obsahem kuchyňských odpadů musí být prováděno za specifických technologických podmínek. 2.2 Povinnosti stanovené POH OK POH Olomouckého kraje kvantifikovalo jednotlivé povinnosti dané závaznými požadavky POH ČR a souvisejících zákonů jako např. obalový zákon. Na základě této kvantifikace je možno rozhodovat o prioritách při realizaci investic, je tím dána i spodní hranice recyklačních kvót na jednotlivé komodity, skupiny odpadů. V tabulce č. 1 jsou uvedeny jednotlivé separační kvóty, které jsou vypočítány dle povinností obalového zákona. Tabulka č.4 dokladuje vývoj separace po schválení POH, potažmo jak jsou tyto povinnosti aktuálně plněny. Tabulka č.1: Směrné hodnoty separace dle POH Olomouckého kraje rok počet obyvatel separovaný odpad papír a lepenka , , ,5 Zdroj: POH OK sep. BRO , , ,8 6

7 2.2.1 Obecné cíle a opatření Snižování množství biologicky rozložitelných odpadů ukládaných na skládky Cíle Snížit maximální množství biologicky rozložitelných komunálních odpadů ukládaných na skládky tak, aby podíl této složky činil: a) v roce 2010 nejvíce 75 % hmotnostních z celkového množství biologicky rozložitelného komunálního odpadu vzniklého v roce 1995, b) v roce 2013 nejvíce 50 % hmotnostních z celkového množství biologicky rozložitelného komunálního odpadu vzniklého v roce 1995, c) výhledově v roce 2020 nejvíce 35 % hmotnostních z celkového množství biologicky rozložitelného komunálního odpadu vzniklého v roce Obecná opatření Obecná opatření na úrovni kraje a) Řešení připravit tak, aby v přípravě budování infrastruktury byly zohledněny parametry roku b) Vytvářet podmínky pro oddělené shromažďování biologicky rozložitelných odpadů z domácností (z údržby zeleně), z živností, průmyslu, úřadů, z údržby měst a obcí tak, aby tento odpad nebyl součástí směsného zbytkového komunálního odpadu. c) Vytvářet podmínky pro omezování znečištění odděleně sbíraného biologicky rozložitelného odpadu jinými odpady, zejména odpady nebezpečnými, které znehodnocují následné produkty vyrobené z biologicky rozložitelných odpadů. d) V maximální míře požadovat zajištění materiálového využívání papíru a lepenky. e) Při návrhu integrovaného systému nakládání s komunálními odpady v OK se při řešení poklesu biologicky rozložitelného komunálního odpadu ukládaného na skládky zaměřit v souladu s Plánem odpadového hospodářství České republiky na výstavbu kompostáren, zařízení na anaerobní rozklad a na mechanicko biologickou úpravu těchto odpadů, upřednostňovat: separovaný sběr papíru a lepenky, jeho recyklace, kompostování a anaerobní rozklad, upravovaní odpadů s energetickým obsahem na palivo (alternativní palivo), odpady využívat energeticky. 7

8 f) Důsledně dodržovat zákaz ukládání na skládky odděleně vytříděných biologicky rozložitelných odpadů s výjimkou řešení krizových situací způsobených živelnými pohromami a jinými mimořádnými událostmi. g) Každoročně vyhodnocovat množství a úroveň snižování podílu biologicky rozložitelného komunálního odpadu ukládaného na skládky a stanovit případné opatření pro dosažení požadovaných změn Konkrétní opatření pro splnění obecných cílů A) Opatření č.3 Rozvoj separace materiálově využitelných složek a nebezpečných složek komunálních odpadů Popis problematiky Prioritním strategickým cílem Plánu odpadového hospodářství České republiky je materiálové využívání odpadů, především jeho klasických využitelných složek jako je papír a lepenka, sklo, plasty, kovy a bioodpady. Důležitým úkolem je separace nebezpečných složek a separace biologicky rozložitelných odpadů, zejména z údržby zeleně. Celková míra separace je vypočtena z citovaných požadavků a ze známé skladby komunálních odpadů a separovaných složek, tj. podílu obalových odpadů a ostatních odpadů v dané složce. Požadovaná množství v jednotlivých letech jsou přepočtena na jednoho obyvatele, což umožní v jednotlivých obcích snadno vypočítat celkové požadované množství vyseparovaných využitelných složek (komunálních odpadů a odpadů jim podobným). Cíle opatření Docílit v daném čase množství separovaně sbíraných a materiálově využívaných vybraných složek komunálních odpadů (papír a lepenka, sklo, kovy, plasty, bioodpady a nebezpečné složky) uvedených v tabulce B) Opatření č.5 Nakládání se separovaným biologicky rozložitelným komunálním odpadem Popis problematiky Velká část problematiky snižování skládkování biologicky rozložitelných komunálních odpadů bude řešena jeho separací a následným využíváním. V tabulce č.1 je prognózován nárůst separovaně sbíraných biologicky rozložitelných komunálních odpadů, které tvoří především odpady z údržby veřejné a soukromé zeleně. V tabulce jsou uvedeny hodnoty absolutní produkce a je zde také směrné číslo produkce na obyvatele, které bude sloužit jako vodítko pro původce (obce) při zpracovávání vlastních Plánů odpadového hospodářství. Dle této prognózy bude v klíčovém roce 2010 v kraji k dispozici t separovaně sbíraných 8

9 biologicky rozložitelných komunálních odpadů a v roce t. Pro tyto odpady je nutno najít smysluplné využití, neboť v současnosti většina separovaně sbíraných biologicky rozložitelných komunálních odpadů je využívána na kompostárnách, které jsou vybudovány při skládkách, kde nacházejí uplatnění i konečné produkty-komposty, jakožto materiály pro překryv a rekultivaci, neboť klasické uplatnění kompostů v zemědělství nebo při údržbě zelených ploch je v současnosti velmi omezené. V horizontech roku 2010 a 2013 bude postupně omezováno skládkování a navíc bude k dispozici materiál-rekultivační substrát vzniklý jako jeden z produktů MBT metody, jehož uplatnění jinde než na tyto účely je z hlediska jeho kvality téměř vyloučeno. Cíl opatření Proto navrhujeme v OK pilotní projekty uplatnění separovaně sbíraných biologicky rozložitelných komunálních odpadů především v energetice i v návaznosti na celkový pohled na nakládání s biomasou a dalšími odpady především ze zemědělství. 1. Projekt výstavby a provozování fermentační linky na výrobu alternativního paliva a v případě poptávky také klasického kompostu, spojený s výstavbou energetického zařízení schopného spoluspalovat produkty vzniklé fermentací separovaně sbíraného biologicky rozložitelného komunálního odpadu z údržby zeleně a kalů z čistíren odpadních vod, popř. dalších odpadů například ze zemědělství. 2. Projekt výstavby a provozování bioplynové stanice primárně sloužící k využívání odpadů ze zemědělství, především ze živočišné výroby a kde bude pilotně vyzkoušeno a v případě příznivých výsledků standardně prováděno spoluzplyňování odpadů z údržby zeleně. V rámci Plánů odpadového hospodářství obcí doporučujeme z úrovně kraje aktivně podporovat dostupnými prostředky domácí a komunitní kompostování. C) Opatření č.6: Doporučení ověření Mechanicko biologického zpracování směsných zbytkových komunálních odpadů v praxi Plán odpadového hospodářství České republiky upřednostňuje mechanicko biologické zpracování zbytkových směsných komunálních odpadů (MBT). Zjednodušená modifikace této metody tvoří část technologie Krajského integrovaného centra využívání komunálních odpadů. Pro plnění některých povinností POH, především cíl na 50% materiálové využívání KO v roce 2010 a navazující cíle související s využíváním směsných komunálních odpadů, je zásadní možnost uplatnění metody mechanickobiologického zpracování směsných komunálních odpadů. Metoda mechanicko-biologické úpravy je technologický soubor operací ke zpracování směsných KO a některých dalších odpadů. V zásadě jsou dneska k dispozici dva technologické koncepty. 9

10 1. Klasická metoda MBÚ, která je založena na primárním roztřídění SKO na sítě a jeho rozdělení na podsítnou a nadsítnou frakci. Obě frakce jsou následně upraveny a určeny pro využívání nebo odstraňování. Podsítná frakce je většinou po stabilizaci uložena na skládku a nadsítná frakce, která je energeticky značně bohatá je určena k energetickému využívání. 2. Metoda biologického sušení - v této technologii je maximalizováno množství energeticky využitelné frakce. Primárně je SKO podrceno a následně projde celé množství procesem aerobní fermentace, která odstraní z odpadu část vlhkosti. Z takto předupraveného odpadu je odstraněna část balastních látek. Pro ověření předpokladů použitelnosti dané metody v podmínkách ČR byl zpracován tříletý projekt vědy a výzkumu. Úkol VaV č.sl Ověření použitelnosti metody mechanicko-biologické úpravy KO a stanovení omezujících podmínek z hlediska dopadů na životní prostředí. Na základě výsledků tříletého VaV úkolu je zpracována závěrečná zpráva, která shrnuje veškeré získané informace a poznatky z daného úkolu. ( VaV úkol byl pojat komplexně a zahrnoval jak praktickou část, kde byla simulována technologie MBÚ v podmínkách ČR, tak práce rešeršního a analytického charakteru zaměřeného především na analýzu zahraničních zkušeností. 3 Charakteristika současného stavu nakládání s bioodpady v OK Analýza procesu nakládání s BRO odpady je rozdělena do dvou samostatných částí. Je to část BRO odpadů z průmyslu, zemědělství, lesnictví a živností a část komunální odpady skupiny 20. Komunální odpady jsou výjimečné především povahou jejich vlastníka, kterým jsou především obce. V návrhové části bude samozřejmě snaha o integraci obou skupin bioodpadů společně s vhodnými druhy biomasy. 3.1 Vývoj produkce bioodpadů v OK Základním ukazatelem, který je nutno znát pro správnou analýzu dané problematiky je množství a kvalita daných odpadů. Tabulky vycházejí z dat poskytnutých zadavatelem studie. Celková produkce bioodpadů v OK je uvedena v následující tabulce. Do evidence byly zařazeny odpady s výrazným podílem BRO složky a především ty, které mohou vstupovat do integrovaných systémů nakládání s BRO odpady a biomasou. 10

11 Tabulka č.2: Produkce bioodpadu v OK v létech po katalogových číslech Zdroj: KÚ OK Kod Množství (t) Název odpadu odpadu Kaly z praní a z čištění 4,39 1,45 3,56 1, Odpad živočišných tkání 484,58 639,72 244,95 285,40 228, Odpad rostlinných pletiv , , , , , Zvířecí trus, moč a hnůj (včetně znečištěné slámy), kapalné odpady, soustřeďované odděleně a zpracovávané mimo místo vzniku , , , , , Odpady z lesnictví 0,00 12,35 6,00 6, Kaly z praní a z čištění 430,02 39,04 75,00 21, Odpad živočišných tkání 1 519,72 406, ,38 327,72 267, Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování 98,05 444,31 50,59 170,49 162, Kaly z čištění odpadních vod v místě jejich vzniku 762,14 619, , ,81 498, Kaly z praní, čištění, loupání, odstřeďování a separace 2 427, ,16 699,26 141,32 135, Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování 1 321, , , , , Kaly z čištění odpadních vod v místě jejich vzniku 157,46 149,39 85, Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování 81,57 177,86 393,32 405,82 178, Kaly z čištění odpadních vod v místě jejich vzniku 26,44 1,09 40,02 51,16 65, Suroviny nevhodné ke spotřebě nebo zpracování 124,66 118,62 472,23 411,43 679, Kaly z čištění odpadních vod v místě jejich vzniku 1,15 3, Odpady z praní, čištění a mechanického zpracování surovin 5 819, , , , , Odpady z destilace lihovin 1 945, , , , , Kaly z čištění odpadních vod v místě jejich vzniku 58,31 51,81 96,07 71,49 1,20 Celkem sk , , , , , Odpadní kůra a korek 1 826, ,79 110,56 248,41 435, Piliny, hobliny, odřezky, dřevo, dřevotřískové desky a dýhy, neuvedené pod číslem , , , , , Odpadní kůra a dřevo 11,90 11,70 144,40 146,50 112, Mechanicky oddělený výmět z rozvlákňování odpadního papíru a lepenky 628, , ,80 810,39 555, Odpady ze třídění papíru a lepenky určené k recyklaci 46,76 705,68 842, , , Výmětová vlákna, kaly z mechanického oddělování obsahující vlákna, 3 591, , , , , Kaly z čištění odpadních vod v místě jejich vzniku neuvedené pod číslem ,55 150,00 952,00 Celkem sk , , , , , Kaly z čištění odpadních vod v místě jejich vzniku obsahující nebezpečné látky 517,36 1, Odpady z nezpracovaných textilních vláken 246,80 242,40 384,22 245,16 268, Odpady ze zpracovaných textilních vláken 297,90 547,95 688,47 476,95 402,05 Celkem sk ,70 790, ,05 722,11 673, Papírové a lepenkové obaly 9 687, , , , , Dřevěné obaly 368,82 505, , ,79 856,10 Celkem sk , , , , , Dřevo 1 725,82 726, , , ,32 Celkem sk ,82 726, , , , Stabilizovaný odpad neuvedený pod číslem ,30 63,31 788, Kompost nevyhovující jakosti 244, Extrakty z anaerobního zpracování odpadů živočišného a rostlinného původu 214, Kaly z čištění komunálních odpadních vod , , , , , Kaly z biologického čištění průmyslových odpadních vod neuvedené pod číslem , ,49 707, ,59 260, Kaly z jiných způsobů čištění průmyslových odpadních vod neuvedené pod číslem ,00 242,89 109,75 91, Pevné odpady z primárního čištění (z česlí a filtrů) 19,24 87,74 9,54 0, Papír a lepenka 29,93 17,27 105,27 185,73 171, Dřevo neuvedené pod číslem ,37 6,10 41,28 Celkem sk , , , , , Papír a lepenka , , , , , Biologicky rozložitelný odpad z kuchyní a stravoven 180,88 360,30 240,91 211,29 313, Oděvy 5,29 1,11 62,18 1,28 12, Textilní materiály 535,22 681,63 605,30 98,39 108, Jedlý olej a tuk 54,85 66,15 122,95 92,82 86, Dřevo neuvedené pod číslem ,16 110,18 39,01 224,31 438, Biologicky rozložitelný odpad 3 986, , , , , Směsný komunální odpad , , , , , Odpad z tržišť 1 323, , ,41 965,29 497, Uliční smetky 3 046, , , , , Odpad z čištění kanalizace 1 603, , , , , Objemný odpad 6 246, , , , ,40 Celkem sk , , , , ,43 Celkový součet , , , , ,94 11

12 Tabulka č.3 uvádí seznam objemově nejvýznamnějších odpadů. Tabulka č.3: Produkce bioodpadu nad 2000 t v OK v roce 2007 Kod odpadu Název odpadu Množství (t) Zvířecí trus, moč a hnůj (včetně znečištěné slámy), kapalné odpady, soustřeďované odděleně a zpracovávané mimo místo vzniku , Papírové a lepenkové obaly , Papír a lepenka , Objemný odpad , Kaly z čištění komunálních odpadních vod , Piliny, hobliny, odřezky, dřevo, dřevotřískové desky a dýhy, neuvedené pod číslem , Dřevo 8 184, Biologicky rozložitelný odpad 6 638, Odpady z praní, čištění a mechanického zpracování surovin 6 340, Výmětová vlákna, kaly z mechanického oddělování obsahující vlákna, výplně a povrchové vrstvy z mechanického třídění 4 987, Odpady z destilace lihovin 4 378, Odpad rostlinných pletiv 3 370, Odpady ze třídění papíru a lepenky určené k recyklaci 3 171, Uliční smetky 2 907, Odpad z čištění kanalizace 2 014,48 Zdroj: KÚ OK 3.2 Průmyslové a zemědělské BRO Z evidence vyplývá, že produkce této skupiny odpadů je objemově výrazně vyšší než BRKO skupiny 20. Produkce má ovšem značně kolísavou tendenci, což je způsobeno několika faktory Odpady skupiny 02 odpady ze zemědělství, zahradnictví, myslivosti, rybářství Odpady skupiny 02 tvoří největší podíl za skupiny BRO odpadů. Z této skupina pochází také objemově nejvýznamnější odpad ze skupiny BRO odpad kat.č zvířecí trus moč hnůj. Základním faktorem, který ovlivňuje množství produkovaného odpadu kat.č zvířecí trus moč hnůj je pohled na to, zda vůbec tato komodita patří do evidence odpadů nebo je součástí zemědělského cyklu jako přirozená, neustále v koloběhu se pohybující biomasa. Z vývoje produkce je patrný stálý a poměrně razantní pokles produkce odpadu, způsobený právě přechodem tohoto odpadu zpět do režimu zemědělského cyklu. 12

13 Původci někdy z neznalosti definice zákona odpadech zařazují tyto hmoty do evidence odpadů, a proto může v jednotlivých letech docházet k takovým rozdílům. Vzhledem k těmto charakteristickým vlastnostem jsou tyto suroviny na pomezí odpadového zákona komentovány také v kapitole 4 o biomase. Tento odpad surovina může hrát zásadní roli v technologickém procesu anerobní digesce. Více je o této problematice pojednáno v kapitolách věnující se možnému uplatnění bioplynových stanic v navrhovaném systému bioplynových stanic v OK. Kat.č odpad z praní čistění a mechanického zpracování surovin Jedná se o odpad vznikající při výrobě piva. Rozhodujícím producentem je Pivovar Zubr, a. s., v Přerově. Tento odpad je svým charakterem opět na pomezí odpadového zákona a druhotné suroviny. Využívání tohoto odpadu-suroviny je zajištěno bezproblémově jako přísada do krmných směsí pro dobytek. Nepředpokládá se změna způsobů odbytu daného odpadu. Kat.č odpad z destilace lihovin Jedná se o skupinu odpadů produkovanou velkými producenty lihu a také velkým množstvím menších pěstitelských palíren. Lihovarské výpalky z produkce malých pěstitelských pálenic se do evidence většinou nedostanou a jsou vyváženy na pole nebo využívány jako krmivo. Stejným způsobem jsou využívány také výpalky od větších producentů. Byl proveden telefonický průzkum stávajícího způsobu nakládání lihovarskými výpalky. Bylo osloveno 10 provozovatelů pěstitelských pálenic, z jejichž odpovědí vyplývá, jakým způsobem je dnes nakládáno s lihovarskými výpalky. Lihovarské výpalky jsou převážně využívány v zemědělství jako krmivo pro dobytek popř. jako hnojivo. Část je také odvážena na ČOV Odpady skupiny 03 odpady ze zpracování dřeva a výroby desek, nábytku, celulózy, papíru a lepenky Produkcí se jedná o třetí nejvýznamnější skupinu odpadů. Nejvýznamnějším odpadem z této skupiny je odpad kat.č piliny hobliny, odřezky, dřevotřískové desky a dýhy, který stojí opět na pomezí odpadů a přímo využitelné biomasy. Vývoj produkce v letech dokladuje razantní pokles způsobený právě nezařazováním této komodity do odpadů u producentů. Daný trend je způsoben také zvýšenou poptávkou ze strany spotřebitelů těchto surovin a snahou producentů o vlastní využívání např. v energetice. Další významné odpady z této skupiny jsou odpady kat.čísel odpady z třídění papíru a kat. čísla výmětová vlákna, kaly z mechanického oddělování obsahující vlákna. Producenty těchto odpadů jsou papírny a firmy zajišťující separaci sběrového papíru viz příloha č.3. Všechny výše uvedené odpady mohou vstupovat s výhodou do navrhovaných technologických řešení, především do technologie intenzivního aerobní fermentace s produkcí kompostu pro energetické využití. 13

14 3.2.3 Odpady skupiny Obaly Produkcí nejvýznamnějším BRO odpadem z této skupiny je odpad kat.č papírové a lepenkové obaly. Papír v této skupině je produkován především firmami a živnostníky a progresivní nárůst produkce, který je uveden v tabulce č.2, je dán neustále se zlepšující organizací systému EKOKOM. Doposud byl tento využíván pro materiálovou recyklaci. Problém nastává při cyklických výkyvech na trhu, protože trh s touto komoditou v ČR je značně závislý na exportu. Problém by mohl být zmírněn výstavbou nového zařízení na recyklaci sběrového papíru v lokalitě Zábřeh na Moravě nebo diverzifikací odbytu této komodity např. vstupem do jiných technologií než je opětovná recyklace na vlákno pro výrobu papíru. Komodita může být výhodnou vstupní surovinou technologie intenzivní aerobní fermentace s výrobou kompostu pro energetické využití, viz kapitola Odpady skupiny 19 Zdaleka nejvýznamnějším odpadem této skupiny je odpad kat.č kaly z čistění komunálních odpadních vod. Klesající produkce tohoto odpadu dle tabulky č.2 je dána především zpřesněním evidence u producentů. Rozhodující producenti tohoto odpadu jsou uvedení v příloze č.3. Z tabulky je zřejmé, že rozhodujícími producenty odpadů jsou především dvě společnosti, Moravská vodárenská (Veolia a.s.) a Vodovody a kanalizace Přerov. Současná situace u producentů je charakterizovaná odpadu oprávněným osobám. předáváním tohoto Největším zpracovatel tohoto druhu odpadu je společnost SPRESO s.r.o.. Další kompostárnou využívající kaly z ČOV je kompostárna Romza Nedvězí provozovatele Brepa. Společnost zpracovává kaly z ČOV Olomouc (3500 t) a z malých ČOV Lutín, Olšany (500 t). Společnost aktuálně připravuje projekt na přímé zapracování kalů z ČOV na zemědělskou půdu. Provozovatel Veolia, který obhospodařuje Středomoravskou vodárenskou společnost s ČOV v Olomouci a Prostějově realizuje v současnosti pilotní projekt v severních Čechách na využívání kalů na výrobu biopaliva. Pokud bude uvedený projekt úspěšný, je zde reálná šance na jeho aplikaci právě v Olomouckém kraji. 3.3 Biologicky rozložitelný komunální odpad Stanovené cíle POH jsou stanoveny právě především na biologicky rozložitelný komunální odpad BRKO. 14

15 množství (t) kg/obyv/rok množství (t) kg/obyv/rok množství (t) kg/obyv/rok množství (t) kg/obyv/rok množství (t) kg/obyv/rok Studie nakládání s biologicky rozložitelným odpadem v Olomouckém kraji Celkově stanovené cíle je možno rozdělit do dvou základních skupin odpadů. Je to skupina separovaných odpadů s biologicky rozložitelnou složkou a směsný komunální odpad společně s objemným odpadem. Tabulka č.4 ukazuje vývoj v produkci těchto odpadů v letech Tabulka č.4: Vývoj produkce separovaně sbíraných odpadů v Olomouckém kraji rok počet obyvatel separovaný odpad papír a lepenka , , , , ,6 sep. BRO , , , , ,6 Celkem , , , , ,3 SKO , , , , ,5 Objemný odpad , , , , ,5 Celkem , , , , ,0 Zdroj:KÚ OK Separovaně sbírané BRKO V tabulce č.2 je uveden veškerý produkovaný odpad s podílem BRO složky ve skupině 20. Mezi významné separované komodity ve skupině 20 patří především papír a lepenka kat.č a BRO z údržby zeleně kat.č Tyto odpady lze úspěšně využívat ve stávajících a připravovaných technologických systémech. Mezi další potencionální BRKO, které mohou být zařazeny do stávajících nebo připravovaných technologických procesů patří také odpad kat.č BRO z kuchyní a stravoven a kat.č dřevo. Další odpady jsou objemově málo významné nebo je není možno pro jejich nehomogenitu a složení dále využívat (např. kat.č odpad z tržišť, kat.č odpad z čistění kanalizace). A) Papír a lepenka Jedná se o klasický BRO odpad, který je využíván k opětovné recyklaci na papírové vlákno. Separace tohoto odpadu má jednoznačně vzrůstající tendenci a separace v roce 2007 již přesahuje cílové směrné hodnoty pro rok 2010 a Nakládání s vyseparovaným papírem je do značné míry závislé na konjukturálních výkyvech na trhu a v současné době je v souvislosti s ekonomickou recesí cena za odběr na dlouhodobých minimech a směsný sběrový papír není možno prodat. V kraji se v současnosti připravuje zásadní investice, která má absorbovat 275 kt sběrového papíru. Nová papírna bude vyrábět lepenku v množství 250 kt. 15

16 Investice se připravuje ve městě Zábřeh na Moravě a svým významem přesahuje hranice Olomouckého kraje. Investice má široký význam z hlediska bilancí biomasy, neboť energetická jednotka bude využívat právě biomasu, viz. kapitola 5. B) Odpady z údržby zeleně POH OK Stanovuje směrné hodnoty separace BRKO pro jednotlivé klíčové roky z hlediska plnění stanovených hodnot. Pro rok 2010 je stanovena směrná hodnota separace t pro celý kraj, pro rok 2013 je to t. Z tabulky č. 4 je vidět pozitivní vývoj nárůstu separace BRKO. Vývoj separace není ovšem zcela lineární, neboť např. v roce 2004 bylo dosaženo vyšší hodnoty než v letech 2005 a Z hlediska složení separovaného BRKO se jedná především o odpad katalogového čísla Biologicky rozložitelný odpad. Tento odpad vzniká při údržbě zejména veřejné zeleně, přičemž separace tohoto odpadu od občanů se rozbíhá teprve v posledních 2 letech, a proto se ještě neodrazila v evidenci roku Podrobná analýza a východiska pro odpad z údržby soukromé zeleně je uveden v návrhové části. C) BRO z kuchyní a stravoven Zásadním problémem této skupiny odpadů je vedení evidence. Odpady, které mají být vedeny pod kat.č biologicky rozložitelný odpad z kuchyní a stravoven nejsou často uvedeny v evidenci odpadů a je s nimi nakládáno tzv. tradičními způsoby tj. jsou zkrmovány domácím zvířectvem popř. jsou po průchody kuchyňskými drtiči součástí odpadních vod a následně kalů z čistíren odpadních vod. Aktuální produkce kolísá mezi t za rok. Analýzou producentů tohoto odpadu dle vykazované produkce, kterým jsou v převážné míře veřejné subjekty zajišťující stravovací služby, je možno konstatovat, že skutečné množství produkovaných odpadů je výrazně větší, neboť v evidenci jsou minimálně zastoupeni soukromí provozovatelé stravovacích zřízení jako jsou restaurace, hotely apod. Významní producenti tohoto odpadu viz příloha č.3 řeší situaci předáním těchto odpadů oprávněné osobě. Velkou část z produkovaného odpadu obhospodařuje firma SITA CZ, a.s., která ho využívá v souladu se zákonem na kompostárně v Rapotíně a část je předávána dále ke kompostování oprávněné osobě (Spreso, s. r.o.) SKO a objemný odpad SKO a objemný odpad nejsou čistými biologicky-rozložitelnými odpady, ale svým objemem patří k nejvýznamnějším. Obsah biologicko-rozložitelné složky v těchto odpadech kolísá mezi 40-50%. Z hlediska plnění povinností daných POH je 16

17 způsob nakládání a využívání směsného KO katalogového čísla rozhodující. Vzhledem k podstatnému nárůstu produkce objemného odpadu kat.č , který je svým charakterem velmi podobný SKO, budou tyto odpady řešeny společně. Obě skupiny tvoří 52% ze všech vznikajících BRO odpadů v OK. Pokud by z evidence vypadly odpady na pomezí odpadového zákona viz kap.3.2 byl by podíl těchto dvou odpadů podstatně vyšší. Dle POH OK je nutno využít jinak než skládkováním v roce kt a v roce kt SKO. V případě, že bude OK plnit v roce 2010 pouze směrnici na pokles skládkování BRKO stačí využít energeticky pouze 26 kt. Veškerá produkce SKO je v současnosti skládkována!! Obdobná situace je u objemného odpadu. Ke splnění požadavku daného POH je nutno část SKO popř. objemného odpadu začít využívat energeticky nebo jinou dostupnou technologií zpracování SKO. Základní technologií, která měla být dle POH ČR prostředkem pro využívání SKO je technologie mechanicko-biologické úpravy viz opatření č.6 v kapitole Pro plnění některých povinností POH, především cíl na 50% materiálové využívání KO v roce 2010 a navazující cíle související s využíváním směsných komunálních odpadů je zásadní možnost uplatnění metody mechanickobiologického zpracování směsných komunálních odpadů. Závěry a doporučení z řešení úkolu VaV k MBÚ 1. Metoda MBÚ, v kterékoli variaci uváděné v kapitolách dokumentujících zahraniční zkušenosti, není metoda zajišťující konečné využívání nebo odstranění odpadů. 2. Metoda MBÚ může smysluplně fungovat pouze v komplexu dalších navazujících technologií, které jsou schopny využívat popř. odstraňovat výstupní produkty vzniklé metodou MBÚ. Jedná se především o tyto základní technologie: - Energetická zařízení využívající produkty kalorické frakce. - Aerobní nebo anaerobní technologie schopné zpracovat popř. stabilizovat podsítnou frakci s obsahem BRO. - Skládky schopné přijímat nevyužitelné produkty MBÚ. 3. Metoda MBÚ neslouží dle zahraničních zkušeností primárně pro materiálové využívání složek směsných KO. Provedená provozní zkouška v podmínkách ČR a její uvedené výsledky to potvrzují. Klasicky materiálově jsou využívány pouze vytříděné železné a neželezné kovy. 4. Produkty podsítné frakce po biologickém zpracování mají v zahraničí pouze velmi omezené praktické využití. V zemích s podobným složením KO a porovnatelnými přírodními poměry (Německo, Rakousko) jsou po úpravě a stabilizaci ukládány na skládku. 17

18 Ke stejným závěrům dochází i průběžné hodnocení výsledků zpracování podsítné frakce v rámci provozní zkoušky jak při aerobním zpracování, tak při použití anaerobní technologie. Zásadní omezení pro nakládání s podsítnou frakcí: Podsítná frakce i po úpravě je dle názoru MŽP odpadem sk.19 a musí být hodnocena zkouškou vyluhovatelnosti Dle rozborů vyluhovatelnosti je hlavním problematickým ukazatelem kategorie DOC a některé další Většina rozborů jak surové, tak zpracované podsítné frakce vykazovala pozitivní test ekotoxicity (aerobní i anaerobní zpracování) Za těchto podmínek je nutno legislativně umožnit praktické nakládání s produkty biologické úpravy podsítné frakce např. zavedením speciální kategorie, jak je tomu v případě ukládání směsného KO na skládky nebo v případě praxe v SRN, kde byly pro upravenou podsítnou frakci zavedena speciální kategorie skládek, která zohlednila výše uvedené skutečnosti. 5. Metoda MBÚ může být úspěšně aplikována v podmínkách ČR jen pokud se najde ekonomicky a legislativně schůdné energetické využití nadsítné kalorické frakce. Pro toto využití je nutno vytvořit odpovídající legislativní rámec (odpady, ovzduší-vyhláška o palivech), popř. zajistit vhodnou formu podpory. Zásadní problémy využívání kalorické frakce - je považována za odpad a je proto využitelná pouze v omezeném množství ve spalovnách (sk.19), - připravovaná vyhláška o palivech tento stav potvrzuje, - spalovny nejsou schopny tuto frakci ve větší míře využívat(vysoká výhřevnost), - nejsou zde další zdroje schopné toto palivo využívat. Zpracovaná VaV poskytuje komplexní obraz současných možností metody MBÚ v nejširším slova smyslu tj. jejich hlavních aplikací a kombinací. Metoda MBÚ stojí dnes v centru pozornosti jako technologie zpracování směsných KO s ohledem na nutnost řešení cílů a povinností daných přijatými POH ČR a následně krajů a původců. Metoda MBÚ je ve světle výše uvedených skutečností jednou z mála alternativ, která může naplnit většinu cílů POH ( s výjimkou problematického požadavku na 50% materiálové využívání KO do roku 2010) V závislosti na místních podmínkách může být alternativou porovnatelnou s možností přímého energetického využívání směsných komunálních odpadů. Závěrečná zpráva VaV úkolu prezentuje závěry, které jsou založeny na nezávislém posouzení a interpretaci výsledků praktických simulací metody v podmínkách ČR a na velmi široké analýze zahraničních zkušenosti s provozováním dané metody. 18

19 Poměrně jasně formulované závěry jsou založeny na velmi rozsáhlém souboru dat, které je možno nalézt v dokumentech zpracovaných v průběhu celého tříletého období zpracování VaV a které jsou většinou zařazeny jako příloha Závěrečné zprávy. Potvrzení závěrů provozních zkoušek bylo provedeno porovnáním s jednotlivými zahraničními analýzami a také v konfrontací na sérii seminářů se špičkovými odborníky na danou metodu z Německa. Tyto závěry možného využívání technologie MBÚ byly komentovány postupně v jednotlivých ročnících vyhodnocení POH OK. Možnost nasazení technologického komplexu založeného na metodě MBÚ je ve světle výše uvedených skutečností v současné době velmi omezená a ekonomicky a legislativně téměř vyloučená. Proto bude v návrhové části věnována pozornost pouze metodě přímého energetického využívání SKO. 4 Analýza potenciálu biomasy v OK 4.1 Zemědělská biomasa Rostlinná biomasa A) Charakteristika využití půdního fondu v Olomouckém kraji V roce 2007 se nacházelo dle evidence v katastru nemovitostí v Olomouckém kraji ha zemědělské půdy. Největší část z toho představuje orná půda s ha (74,5 %). Dále následují TTP s ha (19,9 %). Lesní pozemky zaujímaly v roce 2007 výměru ha, což představuje 34,8 % z celkové rozlohy kraje. Tabulka č.5: Základní údaje o Olomouckém kraji 19

20 Olomoucký kraj Podíl Ol. kraje v rámci ČR [%] Celková výměra kraje 5 266,78 km 2 6,7 Počet obyvatel osob 6,2 Hustota zalidnění 121,5 osob/m 2 93 Počet obcí 398 Počet obcí se statutem města 30 Podíl obyvatelstva žijícího ve městech 57,5 Podíl kraje na HDP v ČR 4,7 Tržby z průmyslové činnosti 4,1 Výměra půdy celkem ha 6,6 - z toho: zemědělská půda ha nezemědělská půda ha Zdroj: ČSÚ, statistická ročenka rok 2007 Podíl zemědělské a nezemědělské půdy nezemědělská půda 46% zemědělská půda 54% Tabulka č.6: Bilance zemědělské půdy v Olomouckém kraji 20

21 Podíl na celkové výměře kraje [ha] Podíl zemědělské půdy 53,50% Struktura zemědělské půdy - orná půda z toho zahrady ovocné sady trvale trávní porosty chmelnice vinice 16 Zdroj:ČSÚ Struktura zemědělské půdy ovocné sady 1,0% trvale trávní porosty 19,9% chmelnice 0,4% vinice 0,0% zahrady 4,3% orná půda 74,5% Tabulka č.7: Bilance nezemědělské půdy v Olomouckém kraji Podíl na celkové výměře kraje [ha] Podíl nezemědělské půdy 46,50% Struktura nezemědělské půdy - z toho lesy vodní plochy zastavěné plochy ostatní plochy

22 Zdroj:ČSÚ Struktura nezemědělské půdy zastavěné plochy 3% ostatní plochy 20% vodní plochy 2% lesy 75% B) Produkce rostlinné biomasy v kraji a) Charakteristika rostlinné produkce v kraji Nejvýznamnější skupinu plodin představují obilniny. Obiloviny v kraji se pěstují zhruba na 53 % orné půdy. Zhruba na polovině se pěstuje pšenice. Významnou plodinou je řepka, která se pěstuje na výměře téměř 20 tis. Ha. V roce

23 Tabulka č.8: Osevní plochy a výnosy zemědělských plodin v Olomouckém kraji Plodina Osevní plochy zemědělských plodin (stav k ) v ha Zdroj: Statistická ročenka Olomouckého kraje 2008 Sklizeň zemědělských plodin Hektarové výnosy zemědělských plodin Obiloviny celkem ,10 4,54 4,77 Pšenice ,39 4,88 5,23 Žito ,13 3,20 4,86 Ječmen ,61 4,01 3,88 Oves ,92 2,74 2,58 Triticale ,05 3,19 3,91 Kukuřice na zrno ,43 7,33 7,72 Luskoviny celkem ,78 2,45 2,13 Hrách setý ,16 2,97 2,48 Okopaniny celkem x x x Brambory celkem ,00 22,25 24,95 z toho rané ,90 18,66 17,23 Cukrovka technická ,02 52,25 54,93 Technické plodiny celkem x x x Řepka ,01 3,18 3,14 Slunečnice na semeno ,36 2,15 2,28 Soja ,02 2,01 1,74 Mák ,90 0,60 0,57 Hořčice na semeno ,03 0,81 0,56 Len setý olejný ,26 1,08 0,71 Len setý přadný ,83 3,15 2,85 Kořeninové rostliny ,78 0,98 0,91 Léčivé rostliny ,22 0,97 0,78 Pícniny na orné půdě celkem ,72 6,41 6,62 Kukuřice na zeleno a na siláž ,72 33,36 34,95 Ostatní jednoleté pícniny ,69 13,80 13,24 Jetel červený ,51 6,76 7,61 Vojtěška ,06 8,87 8,61 Ostatní víceleté pícniny ,14 3,95 4,02 Zelenina konzumní celkem x x x Zelí ,98 35,92 42,11 Cibule ,51 17,56 16,16 Hrách dřeňový ,33 4,88 3,83 v t v t 23

24 Tabulka č.9: Bilance zrna a slámy v letech Sklizeň zemědělských plodin v tunách Plodina Pšenice Žito Ječmen Oves Kukuřice na zrno Řepka Poměr zrna a slámy Plodina Poměr zrno:sláma Pšenice 1:0,80 Žito 1:1,20 Ječmen 1:0,70 Oves 1:1,05 Kukuřice na zrno 1:1,20 Řepka olejná 1:0,80 Bilance slámy v tunách Plodina Pšenice Žito Ječmen Oves Kukuřice na zrno Produkce celkem Spotřeba slámy pro ŽV Obilná sláma pro energetické využití Řepka Zdroj: ČSÚ b) Hektarové výnosy Výnosy hlavních plodin jsou v kraji ve srovnání s ČR nadprůměrné u pšenice a kukuřice na zeleno a na siláž. Výnosy řepky a ječmene se pohybují na úrovni ČR. c) Energeticky využitelné plodiny Energetický potenciál biomasy ze zemědělských zdrojů představují vedle záměrně pěstovaných plodin zejména vedlejší produkty při sklizni běžně pěstovaných plodin. Nejvýznamnější potenciál představuje pro přímé spalování sláma obilovin a řepky, případně sláma z trav na semeno či seno. Možné je cílené pěstování vybraných druhů, jako je například krmný šťovík. Ve výrobě bioplynu lze využít i biomasu z luk, pastvin a dalších pícnin. 24

25 Obiloviny Obiloviny představují nejrozšířenější skupinu plodin na orné půdě, kde dlouhodobě zaujímají podíl nad 50 %. Z hlediska energetického lze využít pro přímé spalování jak slámu, tak i zrno. Největší potenciál představuje sláma, která vzniká jako vedlejší produkt při pěstování na zrno. Využití zrna je závislé především na cenách obilovin a také na odbourání určitých etických problémů. Slámu nevyužitou pro potřeby chovu zvířat na stlaní lze využít pro přímé spalování zejména ve větších kotelnách. S ohledem na udržení půdní úrodnosti a obsahu humusu v půdě lze využít asi 40 % pro potřeby chovu zvířat nevyužité drcené slámy. Pro spalování se v některých zemích využívá slisovaných balíků celých rostlin. Udává se, že přímé spalování slámy je efektivní při spalování v kotlích o výkonu nejméně 500 Kw či lépe více než 1 MW. Výnosy se pohybují u zrna v rozmezí 2 6 t/ha a slámy 2-5 t/ha v závislosti na druhu, odrůdě a technologii pěstování. Obecně výnosy slámy rostou spolu s výnosy zrna. V současnosti zemědělci často přecházejí na pěstování krátkostébelných odrůd a produkce slámy se tak spíše snižuje. V případě sucha je dokonce sklizeň slámy např. u jarního ječmene minimální a i technicky jen obtížná. Řepka olejka Řepka je nejpěstovanější olejninou v Česku, kdy zujímá podíl asi 10 % na orné půdě. V Olomouckém kraji je zastoupení řepky podobné. Pro energetické využití se využívá semeno a také sláma. Rozšířené je požívání řepkového oleje pro produkci metylesteru (bionafty), ale možné je i přímé použití oleje pro pohon vznětových motorů. Řepková sláma se nevyužívá pro stlaní a tak lze plně využít pro alternativní účely. Omezení stejně jako u slámy obilovin představuje nutnost dodání organické hmoty zpět do půdy pro udržení půdní úrodnosti. Oproti slámě obilovin obsahuje řepková sláma větší množství živin, což znamená při současných rostoucích cenách hnojiv i jejich větší export z pozemku a vyšší náklady na jejich nahrazení. Výnosy řepkového semene dosahují 1,5-4 t/ha a u slámy 3-5 t/ha. Podobně jako u obilovin se i u řepky začínají pěstovat odrůdy a hybridy nižšího vzrůstu, jejichž rozšíření s sebou přinese i menší produkci slámy. Trávy na semeno Při pěstování na semeno vzniká současně značné množství slámy, kterou nelze na rozdíl od slámy obilovin a řepky rozdrtit a zaorat, ale musí být z pozemku odstraněna vzhledem k víceletému charakteru pěstování semenářských kultur u trav. Toto neplatí pro některé jednoleté druhy. Možnost energetického využití se nabízí u více druhů, ale některé v ČR pěstované druhy ovsík vyvýšený, kostřava rákosovitá, psineček veliký, sveřep bezbranný a horský náleží mezi podporované energetické rostliny v rámci národních podpor. Podporovány jsou také lesknice rákosovitá, která u nás nemá povolenou žádnou odrůdu a běžně se nepěstuje a ozdobnice čínská (Miscanthus sinensis), která se v ČR pouze zkouší. Ve větší míře se pěstuje v teplejších oblastech s mírnějším klimatem, než je tomu u nás. Technologie pěstování trav na energetické účely (seno pro spalování) se v zásadě neliší od technologie pěstování na semeno. Vzhledem k rozdělení nákladů a zvýšení efektivity produkce pěstovat trávy pro sklizeň na semeno a dodatečně využít slámu pro energetické účely. 25

26 Vzhledem k tomu, že se statisticky neeviduje plocha trav pěstovaných na semeno v jednotlivých krajích, není možné přesněji určit jejich plochu v rámci Olomouckého kraje. Rovněž rozsah pěstování trav se značně liší i mezi podniky, protože se jedná o speciální kulturu, která vyžaduje určitý zvláštní přístup a ničhow. Produkce slámy trav se pohybuje okolo 3 t/ha s velkou variabilitou v závislosti na druhu a ročníku. Trvalé travní porosty Trvalé travní porosty představují významného producenta biomasy. Jejich podíl na zemědělské půdě v rámci kraje představuje 20 % z užívané zemědělské půdy a koncentrují se zejména v méně příznivých oblastech (LFA). V horských a podhorských oblastech, jako jsou Jeseníky dosahuje jejich zastoupení mnohem vyšších hodnot, často až 100 %. Využití sena pro přímé spalovaní je poměrně obtížné. Větší uplatnění může vyprodukovaná biomasa najít jako koferment při anaerobní digesci a výrobě bioplynu, ať už ve formě zelené píce, senáže a popřípadě také sena. Výtěžnost plynu z travní hmoty se pohybuje v rozmezí l/kg sušiny. Vyšší výtěžnosti se dosahuje u píce z kvalitních časně sečených porostů a z porostů intenzivně obhospodařovaných. Výnosy nehnojených TTP dosahují 2 3 t sušiny/ha. Při intenzivním hnojení se zvyšuje až 10 t/ha. Velká většina travních porostů však není hnojena a tudíž jejich výnosy dosahují spíše nižší úrovně. Problematické u trvalých travních porostů je i značná závislost výnosu na průběhu počasí a zejména na množství srážek a dále pak na malé výměře jednotlivých ploch a vzdálenosti od potencionálního zpracovatele. Krmný šťovík Šťovík Uteuša představuje v současnosti nejvýznamnější plodinu pěstovanou pro energetické využití. V současné době je plocha energetického šťovíku v celé ČR více než 1300 ha. Výhodou krmného šťovíku je jeho bezproblémové spalování díky vysoké teplotě spékání popela na rozdíl od jiných potencionálně využitelných druhů a slámy obilovin. Výnosy šťovíku se v běžných podmínkách pohybují v rozpětí 3-10 t suché hmoty/ha. Velký vliv na výši výnosů má správná technologie pěstování, která však v současné době není plně prozkoumána a zejména není uplatňována v praxi. Běžně se tak výnosy šťovíku pohybují na úrovni 3 5 t/ha. Kukuřice Ve světě se mezi nejčastěji využívané energetické plodiny současnosti řadí kukuřice. V roce 2007 se například v sousedním Německu pěstovalo 239 tis. Ha kukuřice pro energetické účely. Její využití je všestranné, když je možné využít celé rostliny či pouze její část. Největší potenciál se v současné době přisuzuje jejímu pěstování jako suroviny pro výrobu bioplynu. Zde se prosazuje vysokým výnosovým potenciálem přes 15 t sušiny/ha a oproti alternativním energetickým plodinám zvládnutou technologií pěstovaní a snadnou konzervací silážováním pro zemědělské účely. 26

27 V Olomouckém kraji zaujímá kukuřice plochu kolem 11 tis. Ha. Pro energetické účely jako substrát v bioplynových stanicích se zatím využívá minimálně, protože většina zemědělských BPS je ve výstavbě nebo plánována. Další energetické plodiny Pro energetické účely lze s podporou Ministerstva zemědělství pěstovat i další druhy rostlin. Většina z nich se hodí zejména pro teplé oblasti kukuřičné a případně řepařské výrobní oblasti. Ne všechny druhy byly také doposud ověřeny v provozu a nejsou tak dosud k dispozici pěstitelské technologie. Určitý přehled o možných energetických plodinách dává představu, které druhy byly podporované do roku 2006 jako energetické plodiny podle dotačního titulu označeného 1.U ( Zásady, kterými se stanovují podmínky pro poskytování dotací pro rok 2006 na základě 2 a 2d, zákona č.252/1997 Sb. O zemědělství ). 1. Jednoleté až dvouleté: a) laskavec Amaranthus b) konopí seté Cannabis sativa c) světlice barvířská saflor Carthamus tinctorius d) sléz přeslenitý (krmný) Malva verticillata e) komonice bílá (jednoletá a dvouletá) Melilotus alba f) pupalka dvouletá Oenothera biennis g) hořčice sarepská Brassica juncea 2. Víceleté a vytrvalé (dvouděložné) h) mužák prorostlý Silphium perfoliatum i) jestřabina východní Galega orientalis j) čičorka pestrá Coronilla varia k) šťovík krmný Rumex tianshanicus x Rumex patientia l) sléz vytrvalý Kitaibelia m) oman pravý Inula ničiv v n) bělotrn kulatohlavý Echinops sphaerocephalus 3. Energetické trávy o) sveřep bezbranný Bromus inermis p) sveřep horský (samužníkovitý) Bromus cartharticus q) psineček veliký Agrostis gigantea r) lesknice (chrastice) rákosovitá Phalaris arundinacea s) kostřava rákosovitá Festuca arundinacea t) ovsík vyvýšený Arrehenatherum elatius u) ozdobnice čínská (sloní tráva) Miscanthus sinensis Sója Sója je nově se šířící plodinou na území ČR s plochou přes 10 tis. ha v roce V Olomouckém kraji se sója pěstuje na cca 500 ha. Podle zkoušek provedených firmou Hammont je možno bezproblémově spalovat slámu sóji. Výnos slámy sóji je však velmi nízký (asi 1 t/ha) a sklízet by se dala jen obtížně. Vzhledem k tomu, že se jedná o slámu luskovin s vyšším obsahem N, existuje riziko vyšších emisí NO x. 27

28 C) Potenciál rostlinné odpadní biomasy Z plodin pěstovaných na orné půdě lze využít pro energetické účely zejména slámu obilovin, řepky a trav na semeno. Pro další využití je možné, při zohlednění nutnosti udržení půdní úrodnosti (zejména obsahu organické hmoty), využít asi 40 % zaorávaného množství slámy obilovin a řepky a až 100 % slámy trav na semeno. Z jednotlivých pěstovaných plodin má potenciálně nejvyšší možnost využití v energetice řepka a ozimá pšenice. Další druhy obilovin mají menší význam, protože jejich zastoupení na orné půdě nedosahuje takové rozlohy. Naše druhá nejpěstovanější obilovina ječmen jarní je z hlediska energetického využití značně znevýhodněna menší produkcí slámy. Tabulka č.10: Potenciál biomasy z orné půdy v roce 2007 Potenciál pro energetické využití Plodina Celkem ha Maximální Využitelný % z plochy ha % z plochy ha Obiloviny Řepka Celkem Zdroj :Využití potenciálu OZE v obcích venkovského mikroregionu Moravice, EKOTOXA Opava, 2006, Dopočet FITE a.s. Využitelný potenciál slámy v Olomouckém kraji představuje především slámařepky s takřka 20 tis. t a obilovin s produkci 40 tis. t ročně. V následující tabulce je převeden potenciál produkce biomasy na produkci energie při přímém spalování. V Olomouckém kraji představuje potenciál využitelné energie ze slámy obilovin a řepky 872 tis. GJ. Toto množství by například pokrylo roční spotřebu energie na vytápění cca 10 tis. rodinných domů při spotřebě tepla 80 GJ/dům/rok. Tabulka č.11: Potenciální produkce energie biomasy z orné půdy Produkce Druh Maximální Využitelný Slámy (t) Energie (GJ) Slámy (t) Energie (GJ) Obiloviny Řepka Celkem a) Energetický potenciál trvalých travních porostů Trvalé travní porosty představují v regionu s rozlohou takřka 56 tis ha. Vzhledem k současné zemědělské politice lze předpokládat další nárůst ploch TTP v oblastech LFA při nezvyšování a částečně také snižování stavů přežvýkavců. Pro stanovení produkce je využit odhad výnosu nehnojených TTP z literatury 2,0 t sušiny /ha. 28

29 Tabulka č.12: Potenciál produkce biomasy z TTP TTP ha Nevyužité TTP Produkce sušiny celkem % ha t/ha Celkem t V Olomouckém kraji by bylo možné využít pro energetické účely přibližně 22 tis. t suché hmoty z trvalých travních porostů. Produkce zelené píce, sena a senáže z trvalých travních porostů lze pro energetické účely využít jak při přímém spalování suché hmoty, tak i ve výrobě bioplynu. Při spalování sena lze počítat s výhřevností 15 GJ/t. Při anaerobní fermentaci s produkcí bioplynu na úrovni 400 l/kg suš. A produkcí 0,65 kwh el. energie. /m 3 bioplynu. Na 1 kwh el připadá přibližně 1,27 kwh tepla. Při přímém spalování by odpovídala produkce biomasy z TTP cca. 336 tis. GJ energie. Další možností jak využít biomasu z TTP je její využití a zhodnocení v bioplynových stanicích s produkcí elektrické energie a tepla. Z množství nevyužité biomasy z TTP by bylo možno vyrobit 14 MWh elektrické energie a odpovídající množství tepla. Vzhledem k alokaci TTP do oblastí řídce osídlených s rozptýlenou zástavbou, by bylo zřejmě problematické využití potenciálu tepla z bioplynových stanic zaměřených na využití travní biomasy. Tabulka č.13: Potenciální produkce energie biomasy z TTP Produkce t Spalování Výroba bioplynu suš. GJ tis. m3 MWhel. MWht b) Cílené pěstování biomasy V rámci cíleného pěstování biomasy pro energetické účely se v současné době pěstují rychle rostoucí dřeviny (RRD) a některé energetické byliny (šťovík). V evidenci půdy v roce 2007 bylo evidováno v Olomouckém kraji 1,67 ha plantáží RRD. Celkově je cílené pěstování biomasy pro spalování na ústupu. Pro energetické účely se v ČR pěstuje i cukrová řepa pro výrobu bioetanolu na cca 7 tis. ha. 29

30 D) Technologie sklizně a zpracování odpadní zemědělské biomasy a) Pelety Surovinovým základem peletek je organický odpad vznikající při průmyslovém čistění a sušení zemědělských plodin. Ve smyslu ustanovení 14 odst. 1 zákona o odpadu a dle vyhlášky MŽP ČR č. 381/2001 sbírky je odpad zařazen dle katalogového čísla mezi odpady rostlinných pletiv. Jedná se zejména o odpad, který vzniká při čistění obilovin, luštěnin, olejnin a končil by na skládkách. K hnojení polí je naprosto nevhodný, neboť obsahuje i semena plevelů a docházelo by tak k nežádoucímu zaplevelování polí a následně k nadměrnému používání chemických prostředků na jejich likvidaci. Materiál pro výrobu topiva je navíc suchý, neboť obilí se většinou nejdřív suší a pak čistí, takže se ani nespotřebovává energie na sušení, jak tomu je u pilin. Peletky jsou granule kruhového průřezu s průměrem 6-8 mm a délkou mm. Jsou vyráběny bez použití chemických přísad lisováním za vysokého tlaku, čímž se dosahuje vysoké hustoty a minimálního objemu. Granule mohou vznikat dvěma způsoby. Klasická cesta je podmíněna sušením a drcením vstupního materiálu, což je energeticky náročné, neekonomické a zdražující cenu vlastního topiva. Nová technologie lisování odpadního materiálu vznikajícího při čistění a sušení zemědělských plodin je však energeticky nenáročná a proto velmi ekonomická. Tabulka č.14: Porovnání peletek systému Ekover s hnědým uhlím ( Vlastnost EKOVER Hnědé uhlí Obsah síry 0,12 % 2-3 % Výhřevnost 15,7 MJ/kg MJ/kg Měrná hmotnost 700 kg/m kg/m 3 Obsah popela 3-7 % % b) Sláma, seno Pro sklizeň stébelnin (seno, sláma) jsou nejčastěji využívané lisy na kulaté a nebo hranaté balíky. Využití sběracích vozů a sklízecích řezaček s odvozem se omezuje jen na dopravu na kratší vzdálenosti vzhledem k ekonomice dopravy (malá měrná hmotnost materiálu). Lisy mohou být na válcové a nebo hranaté balíky. Na lis je možno zařadit linku s automatickým sběrem a stohováním sklizených balíků. Všechny typy lisů je možné vybavit řezacím ústrojím, které zvýší slisovanost balíku o asi 5 %. Lisy na válcové balíky V současné době se využívají dva typy lisů na válcové balíky. Lisy s variabilní komorou lisují hmotu stejnoměrně v celém profilu balíku. Měnitelné rozměry lisovací komory umožňují vytvářet balíky o průměru 1,2 1,8 m. Lisy s pevnou komorou mají méně slisované jádro, bez možnosti měnit průměr balíku. Lisy na válcové balíky se vyznačují nižší pořizovací cenou, ale nižší výkonností než na hranaté balíky. 30

31 Lisy na hranaté balíky Lisy na hranaté balíky tvoří balíky s rozměry cca 0,8 1,2 x 0,7 m a délkou 0,9 až 3,00 m. Balíky se vyznačují vyšší slisovaností a vzhledem k rozměrům se lépe využívá skladovacích prostorů. Tabulka č.15: Porovnání parametrů lisů (Pastorek a kol.2004) Hranaté balíky Válcové balíky Hustota balíku, sláma (kg/m 3 ) Hmotnost balíku (kg) až 500 Výkonnost (t/hod) Potřebný výkon (Kw) c) Anaerobní fermentace Jedem z možných způsobů využití zemědělských produktů pro energetické účely představuje anaerobní fermentace s výrobou a využitím bioplynu. Pro tyto účely je možno využít vyprodukovaná statková hnojiva (hnůj, kejda), cíleně pěstovanou biomasu ve formě zelené píce, siláže a sena a biologicky rozložitelné odpady z průmyslu, veřejné zeleně a podobně. Výroba bioplynu obvykle probíhá za zvýšené teploty za nepřístupu vzduchu v uzavřených velkoobjemových nádobách reaktorech. Zde specifické skupiny rozkládají organickou hmotu za současné produkce methanu. V podstatě se jedná o intenzifikaci přírodních procesů probíhajících např. na dně jezer nebo v bažinách. Vznikající bioplyn je jímán a využit, výstupní stabilizovaný materiál je vhodný jako hnojivo a při správně pracujícím procesu nevykazuje známky zápachu. Technologií využívajících anaerobní proces je celá řada, lze je v zásadě rozlišit na tzv. suché procesy pracující s materiálem o sušině cca % a tzv. mokrou cestu pracující s kapalným materiálem. V ČR je zatím několik aplikací mokré anaerobní fermentace v zemědělství a větší množství aplikací pro stabilizaci kalů na ČOV. Suchá fermentace je provozována pro zpracování hnoje tzv. zvonovým způsobem. V bioplynové stanici je možno s výhodou zpracovat široké spektrum kompostovatelných odpadních bioodpadů z potravinářského a zpracovatelského průmyslu. Hlavní výhodou průmyslových odpadů je jejich relativně stálá kvalita, nulový obsah příměsí i stálý přísun. Proti tomu zpracování komunálních bioodpadů, odpadů ze supermarketů a dalších je komplikováno obsahem obalů, nežádoucích příměsí (např. tříděný bioodpad z domácností obsahuje cca 1 3 % nečistot) a kolísavým přísunem. Linku bioplynové stanice je nutno kromě hygienizačního stupně vybavit náročnou drtící a třídící technikou a zajistit maximální možnou separaci nežádoucích příměsí. Ty mohou (např. těžké kovy z baterií) ve velmi malém množství znehodnotit velký objem výstupního materiálu, nebo minimálně zhoršit jeho kvalitu. V grafu je uvedena přibližná produkce metanu z různých substrátů. Ve vyprodukovaném bioplynu tvoří metan % v závislosti na teplotě kvašení, substrátu apod. Významným produktem při anaerobní fermentaci je i vzniklý digestát. 31

32 kejda skotu kejda prasat hnůj skotu drůbeží podestýlka sůdánská tráva řepné skrojky travní seno GPS žito kukřičná siláž tráva - zelená hmota travní siláž cukrovka zrno obilovin vinné výlisky jablečné výlisky melasa výpalky obilní mláto výpalky bramborové řepkové výlisky intenzivní trávníky extenzivní trávníky BRKO Studie nakládání s biologicky rozložitelným odpadem v Olomouckém kraji Produkce metanu z různých substrátů ) produkce metanu l/kg org. hmoty 1 Eder B., Eder J., Gronauer A., Kaiser F. und Papst C. (2004): Mehr Gas als aus der Gülle. Bayerischen Landwirtschaftlichen Wochenblatt 47. S

33 4.1.2 Biomasa z živočišné výroby A) Stavy zvířat K bylo v kraji ks skotu (6,9 % z celkového počtu v ČR). Vyšší zastoupení má v kraji kategorie krav ks (7,2 % z počtu v ČR). Skot se zásadním podílem podílel na údržbě krajiny, a to především v podhorských a horských oblastech. V roce 2008 bylo v kraji ks prasat 7,7 % z celkového počtu v ČR. V roce 2008 je v kraji evidováno ks ovcí, což je 4,1 % z ČR. Početní nárůst je koncepčním záměrem zvyšovat stavy ovcí zejména v horských a podhorských oblastech. Chov ovcí je zaměřen na plemena s masnou a kombinovanou užitkovostí a na plodná plemena. V roce 2008 má kraj ks drůbeže, z toho slepic. Počet drůbeže v kraji představuje 1,6 % z ČR. Tabulka č.16: Stavy hospodářských zvířat v ks dle jednotlivých krajů stavy k Území, kraj Skot z toho krávy Prasata z toho prasnice Ovce Drůbež z toho slepice Praha + Středočeský Jihočeský Plzeňský Karlovarský Ústecký Liberecký Královéhradecký Pardubický Vysočina Jihomoravský Olomoucký Zlínský Moravskoslezský Česká republika Zdroj: ČSÚ 33

34 Tabulka č.17: Intenzita chovu hospodářských zvířat podle krajů v roce 2007 Zdroj: ČSÚ Olomoucký kraj je v intenzitě chovu koní podprůměrným krajem, intenzitou chovu skotu se přibližuje republikovému průměru, stejně jako počtem krav. Intenzita chovu ovcí a drůbeže je podprůměrná, intenzita chovu prasat nadprůměrná. Tabulka č.18: Vývoj počtu chovaných hospodářských zvířat od roku 1993 do roku 2007 Zdroj: ČSÚ B) Technologie chovu zvířat Významným faktorem ovlivňujícím potenciálně využitelnou biomasu z vedlejších produktů živočišné výroby představují použité technologie ustájení. 34

35 Tabulka č.19: Stav hospodářských zvířat v Olomouckém kraji v kusech Koně Skot Ovce a berani Zdroj: ČSÚ Tabulka č.20: Spotřeba slámy pro jednotlivá hospodářská zvířata kg/ks/den Koně 2 Skot 2,5 (1,5 kg podestýlka + 1 kg krmení) Ovce a berani 2 (1 kg podestýlka + 1 kg krmení) Zdroj: ČSÚ Tabulka č.21: Spotřeba slámy na živočišnou výrobu v kraji v tunách Koně Skot Ovce a berani Zdroj: ČSÚ C) Potenciál využitelné odpadní biomasy z živočišné výroby Pro energetické účely lze z vedlejších produktů živočišné výroby využívat hnůj či kejdu pro anaerobní fermentaci v bioplynových stanicích. Z hlediska energetického potenciálu mají největší význam skot, prasata a drůbež. U skotu je třeba ještě odečíst jistou část produkce výkalů a moči při pastvě. Skutečně potenciálně využitelné množství tak bude nižší. Stavy dalších zvířat mají jen malý význam. V následující tabulce je přepočteno množství vyprodukovaných statkových hnojiv v chovu skotu, prasat a drůbeže na možnou produkci bioplynu a následně i elektrické energie a tepla. Celkový potenciál výroby elektřiny ze statkových hnojiv představuje na území Olomouckého kraje přibližně 677 MWh. Teplo, které vzniká jako určitý vedlejší produkt výroby elektřiny představuje potenciál 861 MWh. Tabulka č.22: Potenciální produkce bioplynu a výroba elektrické energie ze statkových hnojiv 35