Produkce energetické biomasy v širších souvislostech

Transkript

1 Produkce energetické biomasy v širších souvislostech Ing.Vlasta Petříková, DrSc. CZ Biom České sdruţení pro biomasu, Praha Kontakty - vpetrikova@volny.cz, Tel ,

2 Význam biomasy Přímý : obnovitelný zdroj energie Zvláštní : přispívá k omezování nepříznivého vlivu skleníkových plynů, ke zvyšování teploty a k extrémním výkyvům počasí - Nepřímý : víceleté energetické plodiny přispívají k omezování vodní eroze a tím i k omezení škod po přívalových deštích

3 průměrná teplota v dekádách [ o C] Zvyšování průměrných teplot v ČR za 80 let : od r do r ,0 Průměrné roční teploty v ČR v jednotlivých desetiletích 10,0 9,0 8,0 7,0 6, roky

4 Obnovitelné zdroje energie (OZE) Biomasa je nejdůležitější, protože zaujímá % ze všech OZE Ostatní zdroje, jako je voda, vítr, slunce i geothermální energie se v rámci OZE uplatňují celkem asi z %.

5 Biomasa fytomasa má 3 základní formy Pevná - pro vytápění budov Plynná bioplyn, vznikající v bioplynových stanicích, zpravidla s následnou výrobou elektřiny Tekutá biolíh a bionafta využívaná jako biopaliva dopravní Odlišné formy biomasy či biopaliv je nezbytné důsledně rozlišovat!!!

6 Efekt vyuţívání biomasy Největší efekt má biomasa při vyuţívání přímo v místě svého vzniku bez náročného transportu, coţ lze zajistit zejména při vytápění budov a pro výrobu bioplynu Cílené pěstování plodin pro biomasu pevnou a plynnou vyţaduje proto zvýšenou podporu oproti biopalivům dopravním Veřejnost bohuţel často vnímá biomasu jen jako biopaliva dopravní, pak vznikají mylné obavy a námitky, ţe energetická biomasa konkuruje potravinám

7 Zdroje biomasy Zbytková a odpadní biomasa (sláma, dřevní a lesní odpady, apod.) Cíleně pěstované energetické plodiny jsou nezbytné: téměř z 50 % je dostatek biomasy třeba zajistit produkcí energetických plodin V ČR mají význam především plodiny bylinného charakteru : v r byly jejich osevní plochy více něž ha. Plantáže rychle rostoucích dřevin zaujímaly plochu pouze kolem 150 ha.

8 Podpora produkce energetických rostlin Do r.2007 byly energetické plodiny pro pevnou biomasu podporovány z národních fondů ČR, na základě seznamu vybraných druhů. Tím se významně zvětšily jejich osevní plochy téměř na ha Od r byly národní dotace zrušeny, následkem toho se osevní plochy energetických plodin výrazně snížily, o více než 50 %. Tím se zásadně sníţil zdroj kategorie biomasy tzv. S1 biomasa z cíleně pěstovaných plodin Dotace pouze z fondů EU, dle nařízení vlády č.80/2007 (tzv. uhlíkový kredit) nestačí, jsou velmi komplikované a pro pěstitele nevýznamné. Navíc od r.2010 není ani tato podpora Dotace z EU byly využívány především na velkoplošné pěstování plodin pro biopaliva dopravní (řepka pro bionaftu, obilí pro biolíh), pro biomasu pevnou, k vytápění se zpravidla nedostávalo Pro pěstování energetických plodin k vytápění je nezbytné najít účelnou podporu a zajistit tak dostatek biomasy kategorie S1!

9 Kvalita biomasy Kategorie S1 je biomasa nejvyšší kvality, je zpravidla čistá s vysokou výhřevností i vyšší teplotou tavitelnosti popelů Odpadní či vedlejší produkty ze zemědělství, především sláma, makovina, kukuřičná vřetena po sklizni na zrno apod., způsobují mnohdy problémy při spalování sklovatí a zalepují některé kotle, pokud nejsou na tento typ biomasy speciálně konstruované

10 Analýzy stanovil Ústav pro výzkum paliv Praha - Běchovice

11 Výběry energetických plodin Od začátku devadesátých let byly sledovány pokusně různé druhy rostlin bylinného charakteru i polních plodin Byly hodnoceny podle vlastností vhodných pro vytápění objektů a zejména podle výnosů suché hmoty Výsledky byly průběžně publikovány, včetně výnosů. Mnohdy nebylo důsledně uváděno, že jde o výnosy z pokusů, které jsou vždy podstatně vyšší, než výnosy z provozu. Tím došlo mnohdy k nedorozumění : vyšší výnosy z pokusů neodpovídaly niţším výnosům z provozu, takţe energetické plodiny tak ztrácely bohuţel na věrohodnosti výsledků a nebylo vţdy snadné omyly vysvětlovat

12 Ukázka některých energetických plodin

13 Miscanthus Německo, r. 2004

14 Muţák prorostlý

15 Jestřabina východní

16 Křídlatka Bohemica

17 Sléz vytrvalý - Sida

18 Šťovík krmný Rumex OK 2 v prvních pokusech

19 Uplatnění energetických plodin Pro praktické využití je nutné vybrané energetické plodiny ověřit v provoze a vypracovat jejich agrotechniku Oficiální ověřování s podporou MZe začalo v r Dosud byly ověřeny tyto druhy : Amarantus (laskavec), saflor (světlice barvířská), hořčice sareptská, saflor a vybrané druhy vysokých trav : psineček veliký, ovsík vyvýšený, sveřep bezbranný a lesknice (chrastice) rákosovitá. Nově je ověřován sléz vytrvalý Sida Od r bylo v rámci úspor ověřování en. plodin přerušeno Nejdelší dobu, od r.2000 je ověřován krmný šťovík Rumex OK 2. V r je tento porost jiţ jedenáctiletý. Potvrdila se tak proklamace šlechtitelů z Ukrajiny o jeho dlouhodobé vytrvalosti

20 Amarantus - laskavec

21 Vysoká vlhkost Amarantu vyţaduje dosoušení, nebo vymrznutí

22 Saflor světlice barvířská lze pěstovat na semeno a slámu využít k vytápění

23 Hořčice sarpetská, není náročná, má význam též pro rozšíření pěstovaných zemědělských plodin a tím i biodiversity

24 Psineček veliký, ovsík vyvýšený jsou vhodné pro semenářské kultury slámu k vytápění jako fytopalivo

25 Sveřep bezbranný

26 Lesknice (chrastice) rákosovitá

27 Krmný šťovík Rumex OK 2 má z energetických plodin největší význam Výhody : je vytrvalý, každoročně brzy na jaře obrůstá, zabraňuje erozi půdy a má vhodné vlastnosti pro vytápění. V poslední době se začíná využívat též jako kvalitní zelené krmení (nebo senáž), tedy k účelu, ke kterému byl původně vyšlechtěn, případně i jako přídavek do fermentoru, při výrobě bioplynu.

28 Krmný šťovík : desátý rok vegetace

29 Výhody víceletých a vytrvalých energetických plodin Časné jarní obrůstání pozemku zapojeným porostem plně ochrání půdu před smyvem, tím zabrání vodní erozi a zmírní škody po povodních Tyto plodiny nabývají velkého významu zvl.pro svažité pozemky,aktuálně po schválení novely zemědělského zákona : nyní je přípustné širokořádkové plodiny pěstovat na svazích o sklonu pouze do 7 stupňů (dříve do 13 st.). Je to logické opatření, reakce na povodně 2009

30 Porost kukuřice po přívalovém dešti

31 Krmný šťovík pro vytápění - sklizeň v plné zralosti, do 10.7.

32 Příklad vzorně ošetřovaného porostu krmného šťovíku. Výnosy suché biomasy : 9 10 t/ha

33 Kaţdoroční provzdušnění půdy zaručí úspěšné pěstování krmného šťovíku

34 Náklady na pěstování Rumexu OK 2 a na produkci biomasy lokalita náklady - Kč/ha na výnos náklady ošetřování celkem t/ha Kč/t , , , ,

35 Zpracování biomasy na palivo. Balíky přímé spalování ve velkých kotelnách Řezanka přikládání obdobné jako štěpka Rostlinné brikety - místo dřevěných polen Pelety pro automatické přikládání ve speciálních kamnech (i velkých kotelnách)

36 Stoh balíků z krmného šťovíku

37 Řezanka připravená pro přikládání šnekovým dopravníkem

38 Lisování rostlinných briket

39 Lisování šťovíkových briket pro zámek Jemniště

40 Nová koncepce vytápění zámku Jemniště rostlinnými briketami

41 Topné pelety pro automatické přikládání

42 Bioplynové stanice BPS zemědělského typu - zkušenosti Výstavba BPS na bázi kukuřice se rychle rozšířila, hlavně v zahraničí. Technologie je dokonale propracovaná, proto se zkušenosti úspěšně využívají již také v ČR V posledním roce ale začínají být problémy : kukuřice je náročná plodina, pěstování je drahé Problémy nastanou i v důsledku omezení porostů na svazích viz novela zem. zákona

43 Plodiny pro zemědělské BPS Běţná travní hmota a další zeleň, včetně odpadní, vznikající při údrţbě parků, sadů apod. Kukuřice nejvíce vyuţívaná plodina, ale pro náročnost jejího pěstování lze doporučit hledání jiných druhů, alespoň jako doplněk Předpokladem vhodné plodiny pro vznik bioplynu můţe být krmný šťovík Rumex OK 2, původně vyšlechtěn jako kvalitní krmná plodina

44 litry na 1 kg sušiny Vývin bioplynu kumulativní produkce s přídavkem kukuřice Kumulativní produkce bioplynu drcená kukuřice 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0, den 100% kejda 100% digestát 20% kejda + 20% digestát+ 60% kukuřice 15% kejda + 15% digestát + 70% kukuřice 10% kejda + 10% digestát + 80% kukuřice

45 litry na 1 kg sušiny Vývin bioplynu kumulativní produkce s přídavkem šťovíku Kumulativní produkce bioplynu drcený šťovík 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0, den 100% kejda 100% digestát 20% kejda + 20% digestát + 60% šťovík 15% kejda + 15% digestát + 70% šťovík 10% kejda + 10% digestát + 80% šťovík

46 Bioplynová stanice v podhůří Krkonoš, v sousedství golf. hřiště

47 Senáţování krmného šťovíku pro bioplynovou stanici - Prosečné

48 BPS , 10. den v provozu + vak se šťovíkovou senáží

49 Kogenerační jednotka Schell

50 Souhrnné výsledky fermentace v BPS Prosečné doba výkon vývin bioplynu v m3 / h dávka substrátu v průměru fermentace kwh t/den průměr rozsah od - do celkem z toho šťovík 7. aţ 8. den aţ aţ ,03 3,5 24. aţ ,8

51 Jarní odběry zelené hmoty šťovíku z devítiletého porostu pro stanovení krmných hodnot v týdenních intervalech

52 Krmná hodnota šťovíku stanovil VÚŢV Praha Uhříněves 2008 Datum odběru senáţ standard hodnoty ve šťovík šťovík pro srovnání 100 % sušině krmný + jílek vojtěška jílek sušina 11,29 12,41 29,33 20,0 22,0 NL 19,82 11,99 23,20 12,7 14,0 vláknina 17,90 26,72 17,88 23,0 28,5 cukry redukované 11,41 11,21-5,4 7,7 Vysoký obsah cukrů umoţňuje siláţování bez konzervantů!!!

53 Siláţní rozbor šťovík + jílek stanovil VÚŢV 2008 ph.4,20 kyselina mléčná (%) 2,60 Kyselina octová...0,41 Kyselina propionová..0,12 kyselina máselná.....0,00

54 Vysoká kvalita zelené hmoty a senáţe krmného šťovíku Analýzy svědčí o jeho úspěšném využívání : - ke krmení hospodářských zvířat - i oprávněný předpoklad využití při výrobě bioplynu. Zásadní podmínkou je jeho včasná sklizeň, optimálně již koncem dubna, aby dále spolehlivě obrůstal. Pak se může sklízet až 5 x do roka.termín sklizně je ještě nutné spolehlivě vyzkoušet a dlohoudoběji ověřit - nejnovější zkušenost : mírný přísev jednoletého jílku zajistí rychlejší zapojení porostu, omezení plevelů a dřívější využití sklizené zelené hmoty

55 Porost krmného šťovíku s příměsí jílku má i víceúčelové vyuţití : -sklizeň na zeleno - kvalitní píce - letní sklizeň suché hmoty jako pevné fytopalivo - podzimní sklizeň ke krmení, po letním obrůstání

56 Mladý porost šťovíku chutná lesní zvěři i hospodářským zvířatům Srnky na pastvě

57 Pastevní porost v říjnu 2008 osmý rok po zasetí krmného šťovíku Javornice v podhůří Orlických hor

58 Krmný šťovík s příměsí jílku jednoletého Proseč u Chrudimi, sklízený na zeleno 5x za rok

59 Pastva na podzimním porostu krmného šťovíku

60 Krmení ovcí šťovíkovou senáží z podzimního porostu

61 Senáž v balíkách pro krmení dojnic Dobrohošť u Dačic

62 Hodnocení kvality krmného šťovíku pro BPS zemědělského typu i pro krmení Výsledky modelových testů svědčí o úspěšné moţnosti vyuţití krmného šťovíku Rumex OK 2 pro vývin bioplynu Nové výsledky přímo z provozu BPS tyto předběţné výsledky potvrzují, i kdyţ je lze zatím hodnotit jako dílčí a je třeba je dále ověřovat Moţnost úspěšného uplatnění krmného šťovíku je dána jeho vysokou krmnou hodnotou, která byla potvrzena analýzami krmných hodnot ze vzorků zelené hmoty i šťovíkové senáţe Výborné krmné hodnoty šťovíku Rumex OK 2 jej klasifikují jako kvalitní pícninu. Proto se v poslední době začíná pěstovat uţ i u nás ke krmení, k čemuţ byl původně vyšlechtěn. Při jeho zkrmování byla zjištěna zvýšená uţitkovost dobytka

63 Souhrn a závěr Netradiční energetické plodiny vyuţívané pro vytápění budov mají zásadní důleţitost, proto je třeba hodnotit jejich význam komplexně : 1.jsou přímým zdrojem obnovitelné energie 2.víceleté a vytrvalé plodiny chrání půdu proti erozi a omezují škody po povodních 3.rozšiřují sortiment pěstovaných plodin, tím posilují druhovou biodiversitu a přispívvají tak ke zlepšení ekologie krajiny Biomasa z energetických plodin S1 je kvalitnější, než biomasa z odpadních a vedlejších produktů Cílené pěstování energetických plodin proto vyţaduje zvýšenou pozornost a náleţitou podporu v zájmu zajištění dostatku kvalitní energetické biomasy i zlepšení ekologie

64 Děkuji za pozornost Ing.Vlasta Petříková, DrSc. CZ Biom České sdruţení pro biomasu Kontakt : vpetrikova@volny.cz Tel. : , mobil :