ZEM ĚDĚLSKÁ TECHNIKA A BIOMASA 2006

4 2006 ZEM ĚDĚLSKÁ TECHNIKA A BIOMASA 2006

Výzkumný ústav zemědělské techniky, Praha Zemědělská technika a biomasa 2006 (Sborník přednášek) Listopad 2006

Záměr semináře Příspěvky jsou zaměřeny na současný stav i perspektivy využití záměrně pěstované, zbytkové i odpadní biomasy, na technologické systémy a ekonomiku pěstování a využití biomasy pro energetické a průmyslové účely a na význam podpor a dotací pro další rozvoj této oblasti. Odborný garant: Ing. David Andert, CSc. Výzkumný ústav zemědělské techniky Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Tel. 233022225, 731784516 Fax: 233 312 507 e-mail: andert@vuzt.cz Organizační garant: Ing. Zdeněk Abrham, CSc. Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Ruzyně Tel. 233022399, 731615041 Fax: 233 312 507 e-mail: zdenek.abrham@vuzt.cz Seminář byl uspořádán s finanční podporou MZe ČR na základě pokynu MZe č.j. 47468/2005-13020 k realizaci projektu Odborné semináře v roce 2006. Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha 2006 ISBN 80-86884-15-5

OBSAH Úvodní slovo k semináři Zemědělství jako významný producent obnovitelných zdrojů energie...7 Ing. Marek Světlík Ministerstvo zemědělství, ČR ZEMĚDĚLSKÁ TECHNIKA A RACIONÁLNÍ VYUŽITÍ BIOMASY...9 Z.Pastorek Výzkumný ústav zemědělské techniky, Praha TUHÁ BIOPALIVA - EKONOMIKA A KONKURENCESCHOPNOST...11 Z.Abrham, M. Kovářová Výzkumný ústav zemědělské techniky, Praha SPALOVÁNÍ TRAVIN...15 D.Andert 1), D. Juchelková 2), J. Frydrych 3) 1) Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha 2) VŠB TU Ostrava 3) OSEVA PRO, Výzkumná stanice travinářská, Zubří OŠETŘOVÁNÍ TRVALÝCH TRAVNÍCH POROSTŮ V HORSKÝCH A PODHORSKÝCH OBLASTECH MULČOVÁNÍM...20 D.Andert, V. Mayer Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha ODPADNÍ DŘEVO ZE SADŮ A VINIC JAKO SUROVINA PRO VÝROBU BIOENERGETICKÝCH PRODUKTŮ...23 P. Burg Ústav zahradnické techniky MZLU v Brně VYUŽITÍ MULČOVAČŮ PŘI ÚDRŽBĚ TRAVNÍCH POROSTŮ NA ZEMĚDĚLSKY NEVYUŽÍVANÝCH PLOCHÁCH...27 P. Burg, P. Zemánek Ústav zahradnické techniky MZLU v Brně VÝVOJ KOTLE NA OBILNOU SLÁMU O VÝKONU 1000 KW...30 B. Čech 1), S. Kraml 2), J. Matoušek 1) 1) VŠB TU Ostrava 2) TENZA a.s. Brno VÝZKUM ENERGETICKÝCH TRAV...33 J. Frydrych 1), D. Andert 2), D. Juchelková 3) 1) OSEVA PRO, Výzkumná stanice travinářská, Zubří 2) Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha 3) VŠB TU Ostrava TRAVNÍ SMĚSI A BIOPLYN...36 I.Gerndtová, D.Andert Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha STROJNÍ VYBAVENÍ PRO VÝROBU ŠTĚPKY A ZPRACOVÁNÍ DŘEVNÍHO ODPADU...41 T. Hamšík Codet s.r.o., Brno EKONOMIKA VÝMLADKOVÝCH PLANTÁŽÍ A CENA BIOMASY...45 K. Havlíčková 1), J.Knápek, J. Vašíček 2) 1) Výzkumný ústav Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví, 2) České vysoké učení technické v Praze, FEL, NORMOVÁNÍ A POSTUPY K ZAJIŠTĚNÍ JAKOSTI TUHÝCH PALIV NA BÁZI BIOMASY...50 P. Jevič, Z. Šedivá, P. Hutla Výzkumný ústav zemědělské techniky, Praha

ENERGETICKÉ OBILÍ - MOŽNOSTI A PŘEDPOKLADY UPLATNĚNÍ JAKO TUHÉ PALIVO...58 P. Jevič 1), Dubrovin, V. O. 2), Malaťák, J. 3) 1) Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha 2) NAUU (National Agricultural University of Ukraine), Kyjev, Ukrajina 3) ČZU, Technická fakulta, Praha VÝSLEDKY ČERPÁNÍ PODPOR V ZEMĚDĚLSTVÍ ČR ZA ROK 2005... 65 A. Juřica Výzkumný ústav zemědělské ekonomiky Praha ANAEROBNÍ FERMENTACE SMĚSNÝCH MATERIÁLŮ...69 J. Kára, Z. Pastorek, I. Hanzlíková Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha LABORATORNÍ MĚŘENÍ VÝNOSU PÍCNIN KAPACITNÍ METODOU...76 J. Kmoch, F. Kumhála, Z. Kvíz, V. Prošek Česká zemědělská univerzita v Praze, Technická fakulta ZAKLÁDÁNÍ, PRŮBĚH A ŘÍZENÍ KOMPOSTOVACÍHO PROCESU PROBÍHAJÍCÍHO NA VOLNÉ PLOŠE...79 M. Kollárová, P. Plíva Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha HODNOCENÍ POVRCHOVÉHO ODTOKU VODY NA TRAVNÍCH POROSTECH...84 P. Kovaříček, D. Andert, R. Šindelář 1), J. Frydrych 2) 1) Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha 2) OSEVA PRO, Zubří; MOŽNOSTI VYUŽITÍ DŘEVNÍ ŠTĚPKY V PROCESU KOMPOSTOVÁNÍ...88 P, Kulík, P. Burg Ústav zahradnické techniky MZLU v Brně TRVALÉ TRÁVNE PORASTY AKO MULTIFUNKČNÝ ZDROJ ROZVOJA HORSKÝCH REGIÓNOV...92 M. Kunský (1), Ľ. Gonda (1), J. Gaduš (2) (1) Výskumný ústav trávnych porastov a horského poľnohospodárstva - B. Bystrica (2) Slovenská poľnohospodárska univerzita Nitra PRAKTICKÉ ZKUŠENOSTI SE SPALOVÁNÍM ALTERNATIVNÍCH PELET...97 Z. Lyčka LING Krnov s.r.o. KOMPOSTOVÁNÍ VINNÉHO RÉVÍ S TRAVNÍ HMOTOU...100 O. Mužík, V. Scheufler, P. Plíva, A. Roy Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha VYUŽITIE POĽNOHOSPODÁRSKEJ BIOMASY NA ENERGETICKÉ ÚČELY A MOŽNOSTI JEJ NÁHRADY...103 Š. Pepich Technický a skúšobný ústav pôdohospodársky, Rovinka, Slovensko ENERGETICKÉ ROSTLINY VÝZNAMNÝ ZDROJ ENERGIE... 108 V. Petříková CZ Biom ZKUŠENOSTI S VÝSTAVBOU A PROVOZEM BIOPLYNOVÝCH STANIC...114 R. Řeháček Tomášek SERVIS s.r.o.

BIOBUTANOL - ALKOHOL NAHRAŽUJÍCÍ BENZIN... 118 V. Sladký Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha VLASTNOSTI TOPNÝCH BRIKET Z BIOMASY TRAVNÍCH POROSTŮ... 123 J. Slavík 1), P. Hutla 2), M. Pastorek 2) 1) Česká zemědělská univerzita v Praze 2) Výzkumný ústav zemědělské techniky MANIPULACE A MÍSTNÍ DOPRAVA BALÍKOVANÉ SLÁMY II HRANOLOVITÉ BALÍKY...128 Jiří Souček Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha PĚSTOVÁNÍ A MOŽNOSTI ENERGETICKÉHO A DALŠÍHO VYUŽITÍ LESKNICE RÁKOSOVITÉ (PHALARIS ARUNDINACEA L.)...132 Z. Strašil 1), P. Hutla 2) 1) Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha 2) Výzkumný ústav zemědělské techniky, Praha PŘÍPRAVA BIO MATERIÁLŮ S ŘÍZENOU PÓROVITOSTÍ...141 J. Trávníčková-Andertová, I. Zedníková, J. Havrda Vysoká škola chemicko-technologická Praha TYPOLOGIE STANOVIŠŤ A RAJONIZACE KLONŮ RYCHLE ROSTOUCÍCH DŘEVIN K ENERGETICKÉMU VYUŽITÍ PRO EFEKTIVNÍ PĚSTOVÁNÍ VÝMLADKOVÝCH PLANTÁŽÍ...144 J. Weger VÚKOZ Průhonice odd. fytoenergetiky VÝVOJ OBNOVY POĽNOHOSPODÁRSKEJ TECHNIKY V SLOVENSKEJ REPUBLIKE ZA POSLEDNÝCH 12 ROKOV...149 F. Zacharda Technický a skúšobný ústav pôdohospodársky, Rovinka BILANCE BDO Z VINOHRADNICKÉ PRODUKCE VE VELKOPAVLOVICKÉ VINOHRADNICKÉ PODOBLASTI...155 P. Zemánek, P. Burg Ústav zahradnické techniky MZLU v Brně

Zemědělství jako významný producent obnovitelných zdrojů energie Celosvětový rozvoj obnovitelných energií poskytuje důležitý příspěvek k zajištění zásobování energiemi, hospodářské stabilitě a růstu a rovněž trvalé udržitelnosti. U fosilních a nukleárních zdrojů stojí proti sobě snižující se zásoby, zaměření na politicky nestabilní regiony a celosvětově stoupající poptávka. Jelikož jsou zásoby fosilních paliv vyčerpatelné a nároky na potřebu energie se budou i nadále zvyšovat dá se očekávat, že ceny těchto surovin budou již jen stoupat. Stále větší význam proto bude mít v budoucnu energetická biomasa. Důraz na využívání biomasy jako zdroje energie klade i Evropská komise ve svém sdělení nazvaném Akční plán pro biomasu. Jak EK uvádí v současnosti pokrývá EU 4 % svých energetických potřeb z biomasy. Pokud by plně zužitkovala svůj potenciál, mohla by do roku 2010 zdvojnásobit využití biomasy, přičemž by zásadně neovlivnila domácí produkci potravin. Reforma Společné zemědělské politiky znamená, že podpora příjmů pro zemědělce již nesouvisí s vyprodukovanými plodinami a v důsledku toho mohou zemědělci reagovat na rostoucí poptávku po energetických plodinách. V rámci restrukturalizace zemědělství v ČR se předpokládá postupný přechod od potravinářské produkce k produkci určené k energetickým účelům jednak z důvodu vytváření nadprodukce potravinářských komodit, ale také z toho důvodu, že značná část zemědělsky obdělávané půdy v ČR se nachází v méně příznivých oblastech a intenzivní zemědělská výroba v těchto podmínkách dosahuje nízké ekonomické efektivnosti pokud je zaměřena pouze na potravinářské komodity. Sektor zemědělství má potenciál stát se významným producentem důležitého obnovitelného zdroje energie biomasy. Obecně lze biomasu využívat jako pevné palivo pro přímé spalování, tekuté biopalivo nebo ve formě bioplynu. Pěstování biomasy přispívá k omezení skleníkového efektu, umožňuje efektivní využití půdy v méně příznivých oblastech, na půdách náchylných k erozi snižuje toto riziko, podílí se na rázu krajiny a v neposlední řadě má i významné sociální aspekty, neboť přispívá k vytvoření nových pracovních příležitostí. Biomasa ke spalování Země EU věnují využití fytomasy k energetickým účelům zvýšenou pozornost. Zemědělství a lesnictví produkuje značné množství spalitelných odpadů a vedlejších výrobků, jako jsou řepková sláma, část slámy obilovin, přestárlé travní porosty, dřevní odpady nebo různé posklizňové zbytky, které se spalují buď samostatně, nebo se mísí s uhlím. Pro získání energie spalováním rostlinné biomasy lze využívat také běžně pěstované plodiny, jako např. pšenice ozimá, žito ozimé a triticale, rychle rostoucí dřeviny a některé trávy odpadní či cíleně pěstované. Biomasa se může spalovat samostatně, nebo např. ve formě pelet ve směsi s aditivem (např. hnědé uhlí - max. 20%), čímž se zvyšují užitné vlastnosti paliva. Využití biomasy jako obnovitelného zdroje energie je možné v elektrárnách, ale důležité je i pro řešení energetické koncepce jednotlivých obcí využití menších tepláren. Přímo u producenta biomasy může být teplo využito například k ohřevu užitkové vody a k vytápění objektů. V elektrárnách na hnědé uhlí probíhají zkoušky, které mají ukázat, v jakém množství v nich lze spalovat biomasu. K uhlí je přidávána nejrůznější biomasa např. energetické byliny sláma, celé rostliny obilí nebo z trávy. V zemědělských podnicích s přebytkem slámy je využití její energetické hodnoty cestou k ekonomicky výhodnému využití této hmoty. V České republice by se mělo biopaliv - dřeva a slámy - využívat především na venkově a nahradit tak ekologicky nevhodné hnědé uhlí. V zahraničí se biopaliva uplatňují dokonce i v plynofikovaných obcích jako hlavní zdroj pro vytápění a plyn je používán jen pro vaření a jako špičková záloha (např. Švédsko). Uplatnění biopaliv v dopravě Evropská unie nechce dále pokračovat v trendu růstu spotřeby fosilních paliv a motivuje k přechodu na jiná alternativní pohonná média. Jak uvádí Evropská komise ve svém sdělení Strategie Evropské unie pro biopaliva způsobuje doprava v EU přibližně 21 % emisí skleníkových plynů a tento podíl stále roste. V roce 2007 má být vytvořen strategický technologický plán pro využití energií v dopravě. O dva roky později by měl odstartovat program týkající se ekologicky poháněných dopravních prostředků. Podle Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2003/ 30/EC z roku 2003 o podpoře používání biopaliv nebo jiných obnovitelných paliv v dopravě má ke konci roku 2010 energetický podíl biopaliv pro dopravu v každém z členských států Evropské unie činit 5,75 % z energie dodané pro dopravu v benzínu a naftě. Výroba syntetických paliv z biomasy Vedle výroby nejvíce rozšířených biopaliv jako je bioetanol a bionafta se v současnosti zkouší i pokročilejší technologie. Výroba syntetických pohonných hmot a chemikálií z biomasy by mohla být další variantou jejího zhodnocení. Je považována za perspektivní a v posledních letech je předmětem intenzivní výzkumné činnosti. Lze ji realizovat různými termo chemickými procesy a to buď přímo nebo nepřímo. Mezi přímé postupy patří tzv. mžiková pyrolýza biomasy poskytující bio-olej, který je možné následně postoupit pro energetické využití, ale mohl by být i zdrojem některých cenných chemických surovin. Druhým postupem přímé výroby syntetických paliv je proces označovaný jako HTU (Hydro Thermal Upgrading), jehož hlavním produktem je multikomponentní uhlovodíková směs podobná ropě, označovaná jako bio-ropa (bio-crude), kterou lze dále zpracovat na různé produkty. 7

Nepřímý postup výroby kapalných paliv a chemikálií z biomasy zahrnuje v prvním kroku výrobu syntézního plynu a jeho čištění. Vyčištěný plyn lze pak následně použít pro výrobu motorových paliv, resp. syntetické ropy Fischer - Tropschovu (FT) syntézou a dále i pro výrobu metanolu, čpavku, případně dalších důležitých petrochemikálií, tj. chemických látek, které jsou zatím vyráběny na bázi ropy a případně i zemního plynu. Zplyněním biomasy lze vyrobit také vodík a vyrobený syntézní plyn je možné konvertovat na metan (SNG). Podpora pěstování energetických bylin v zemědělském sektoru V rámci podpor obnovitelných zdrojů energie poskytuje Ministerstvo zemědělství dotační titul 1. U. Podpora pěstování bylin pro energetické využití. Cílem tohoto programu je podpora založení a údržby porostů bylin pro energetické využití ve výši 2000 Kč/ha. Je dán seznam bylin, na které lze podporu žádat a byliny musí být na orné půdě cíleně pěstovány pro energetické využití. Tento seznam je průběžně aktualizován a jsou do něj zařazovány nové druhy rostlin na základě poznatků z výzkumu. Na základě předložených žádostí lze předpokládat, že v roce 2006 je energetickými bylinami oseto cca 1033 ha a že bude vyplaceno cca 2 066 tis. Kč. Nejvíce pěstovanou plodinou je v současnosti šťovík krmný a dále pak světlice barvířská, hořčice sarepská a laskavec. Zakládání porostů rychle rostoucích dřevin (RRD) pro energetické účely je součástí Horizontálního plánu rozvoje venkova a řídí se nařízením vlády č. 308/2004 Sb., o stanovení některých podmínek pro poskytování dotací na zalesňování zemědělské půdy a založení porostů rychle rostoucích dřevin na zemědělské půdě určených pro energetické využití. Podpora se poskytuje na hektar založeného produkčního porostu RRD a na založení reprodukčního porostu RRD (matečnice). Nejmenší výměra je 0,5 ha, jde-li o pozemek, na který je žádána podpora na založení produkčního porostu RRD a 0,25 ha, jde-li o podporu na reprodukční porost RRD. Dále poskytuje Ministerstvo zemědělství investiční podpory na využívání obnovitelných zdrojů v rámci Operačního programu Rozvoj venkova a multifunkční zemědělství, jež jsou kofinancovány z prostředků evropských strukturálních fondů.v rámci opatření Prohloubení diverzifikace zemědělských činností je podporována výroba a zpracování biomasy pocházející z vlastní zemědělské činnosti, a její uvádění na trh. Platnost OP Rozvoj venkova a multifunkční zemědělství končí v roce 2006 a pro nové plánovací období 2007 2013 budou podpory poskytovány podle Programu rozvoje venkova, který bude využívat finanční prostředky z nově vzniklého Evropského zemědělského fondu pro rozvoj venkova (EAFRD). Ve starých členských státech EU je zavedena podpora energetických plodin ve výši 45 EUR/ha a je zahrnuta v systému podpor pro energetické plodiny podle NR č. 1782/2003. Čerpání této podpory v ČR zatím nedovoluje evropská legislativa. Evropská komise vydala v září letošního roku Zprávu s vyhodnocením energetických podpor a vyslovila se pro rozšíření této podpory i na nové členské státy. Příslušná legislativa EU nebyla dosud vydána. Kontaktní Adresa: Ing. Marek Světlík Ministerstvo zemědělství Těšnov 17, 117 05 Praha 1 e-mail: marek.svetlik@mze.cz 8

ZEMĚDĚLSKÁ TECHNIKA A RACIONÁLNÍ VYUŽITÍ BIOMASY Z.Pastorek Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha Anotace Biomasa je definována jako substance biologického původu, která zahrnuje rostlinnou biomasu získávanou na půdě nebo hydroponicky, dále živočišnou biomasu, vedlejší organické produkty a organické odpady. Z této definice vyplývá rozdělení biomasy na dvě velké části, a to biomasu záměrně pěstovanou a získávanou a biomasu odpadní. Zemědělská technika vždy měla těsnou vazbu na biomasu, její přeměnu, produkci, uchovávání a využití. Biomasa má velký energetický a materiálový potenciál především z hlediska setrvalého hospodaření v krajině a produkce ekologických potravin. Klíčová slova: biomasa, definice biomasy, hospodaření v krajině Title Agricultural engineering and biomass rational utilization Abstract Biomass is defined as substance of biological origin containing crop biomass obtained from soil or hydro phonically, further animal biomass, organic by-products and waste. That definition determines biomass dividing into two large parts, i.e. purposefully grown and waste. Agricultural engineering always had a tight binding to biomass, its conversion, production, maintenance and utilization. Biomass has a great energy and material potential in particular as sustainable farming in landscape and ecological food production regards. Keywords: biomass, biomass definition, landscape farming Z obecného hlediska má biomasa nezastupitelnou úlohu při vytváření dynamické rovnováhy v biosféře. Biochemické reakce zabezpečují trvalý oběh biogenních prvků a transformují sluneční energii na chemickou energii, která se využívá jako energetický zdroj pro všechny biochemické procesy. Hlavní úlohu v tomto systému hraje fotosyntéza, při které se vytváří organické substance z oxidu uhličitého a vody spolupůsobením enzymů, světelné energie a chlorofylu. To vedlo k definici biomasy v užším pojetí jako organické hmoty rostlinného původu získané na bázi fotosyntetické konverze sluneční energie (fytomasa). Biomasa se však v koloběhu látek v biosféře vyskytuje až do okamžiku, kdy dochází ke změně formy substance z organické na anorganickou. Proto se jeví jako vhodnější definovat biomasu jako substanci biologického původu, která zahrnuje rostlinnou biomasu získávanou na půdě nebo hydroponicky, dále živočišnou biomasu, vedlejší organické produkty a organické odpady. Biomasa je buď záměrně získávána jako hlavní produkt případně vedlejší produkt, nebo se jedná o biomasu odpadní, zbytkovou. Zemědělská technika měla od pradávna přímý vztah k produkci zpracování a využití biomasy k energetickým nebo materiálovým účelům. Technický a technologický pokrok v zemědělské výrobě a vývoj surovinové základny na Zemi vytváří stále větší prostor pro nepotravinářské využití biomasy zvláště k energetickým účelům, které má nesporné výhody: zdroj energie má obnovitelný charakter, jsou menší negativní dopady na životní prostředí ve srovnání s využíváním primárních zdrojů nerostných surovin, jde o tuzemský zdroj energie a surovin, zdroje biomasy nejsou lokálně omezeny, řízená produkce biomasy přispívá k vytváření krajiny a péči o ni. Čím je tedy limitováno širší využití biomasy k energetickým i materiálovým účelům: produkce biomasy k energetickým a materiálovým účelům konkuruje dalším způsobům využití biomasy (především výrobě potravin a krmiv), širší využití biomasy je podmíněno dalšími investicemi do výroby, získávání energie z biomasy obtížně v současných ekonomických podmínkách konkuruje využívání klasických energetických zdrojů, některé technické aspekty využití biomasy především k energetickým účelům nejsou dořešeny. 9

BIOMASA ze zemědělské výroby a venkovských sídel Biomasa získávaná záměrně jako výsledek zemědělské výrobní činnosti Biomasa odpadní k potravinářským účelům na krmivo pro zvířata průmyslové suroviny k energetickým účelům odpad ze zemědělské výroby odpad z potravinářských provozů odpadní biomasa při péči o krajinu odpad z lesní činnosti organický odpad z průmyslových podniků organické odpady z venkovských sídel Obr. 1: Rozdělení druhů biomasy Přesto přesevšechno je do využití biomasy v budoucnu ukládána velká naděje pokud se týká zajištění nízkopotenciálních zdrojů energie a některých surovin. Z futurologického hlediska bude živá hmota prostředkem dalšího pokroku při získávání energie, netradičních surovin, ale i v oblasti přenosu informací, řízení technických systémů s vysokým stupněm inteligence. Proto je třeba podporovat výzkumné a inovační aktivity směřující k novým efektivnějším a racionálnějším způsobům nakládání s biomasou a odstraňovat bariéry, které vytvářejí lobbystické zájmy všeho druhu a na všech úrovních. Literatura: 1. Uniform Terminology for Rural Waste Management, ASAE S292.5 OCT 94. ASAE Standards 1997, str. 624 (USA) 2. CENEK M. a kol., Obnovitelné zdroje energie, Nakladatelství FCC Public Praha, 2. vydání, 2001, ISBN 80-901985- 8-9 3. PASTOREK Z., KÁRA J., JEVIČ P., Biomasa obnovitelný zdroj energie, Nakladatelství FCC Public Praha, 2004, ISBN 80-86534-06-5. Příspěvek vznikl s využitím analýz a výsledků řešení výzkumného záměru MZE0002703101 a výzkumného projektu QF 3160 podporovaných MZe NAZV. Kontaktní adresa: Ing. Zdeněk Pastorek, CSc. Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Ruzyně tel.: 233 022 307 fax: 233 312 507 e-mail: zdenek.pastorek@vuzt.cz 10

TUHÁ BIOPALIVA - EKONOMIKA A KONKURENCESCHOPNOST Z.Abrham, M. Kovářová Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha Anotace Příspěvek se zabývá ekonomikou a konkurenceschopností tuhých biopaliv z trvalých travních porostů, jednoletých a víceletých energetických plodin a trav pěstovaných pro energetické účely. Předmětem ekonomických úvah jsou náklady na produkci a výrobu tuhých biopaliv včetně vlivu dotací. Výsledné náklady na výrobu tuhých biopaliv jsou porovnávány s hlavními konkurenty na trhu paliv. Klíčová slova: trvalé travní porosty, energetické plodiny, technologie a ekonomika Title Economy and competitive level of solid biofuels Abstract Paper deals with economy and competitive level of solid biofuels from perennial grass stands, annual and multiannual energy plants and grass grown for energy purposes. Object of economic calculations are costs on production solid biofuels including influence of dotations. Resulting costs of solid biofuels production are comparing along main competitors in the fuel market-place. Keywords: perennial grass stands, energy plants, technology and economy Úvod Česká republika by měla v souladu se svými mezinárodními závazky výrazněji zvýšit podíl obnovitelných zdrojů energie na celkovém trhu s energií. Jednou z forem je využití tuhých biopaliv rostlinného původu. Významným zdrojem biomasy pro tato pevná biopaliva jsou trvalé travní porosty. Výrazný pokles objemu živočišné výroby a omezené možnosti využití trvalých travních porostů pro krmení činí z této produkce postupně zbytkovou a odpadní biomasu. Dalším významným zdrojem obdobné biomasy je produkce z narůstající plochy travních porostů na orné půdě, které vznikají v rámci agroenvironmentálních opatření podporovaných dotacemi v rámci Horizontálního plánu rozvoje venkova (zpomalení odtoku vody zatravněním orné půdy, tvorba travnatých pásů na svažitých půdách, biopásy apod.). V poslední době rovněž narůstá množství zbytkové a odpadní biomasy z údržby krajiny a veřejné zeleně v obcích a městech. Dalším významným zdrojem mohou být záměrně pěstované energetické plodiny. Pěstování a produkce energetických plodin je reálnou alternativou pro postupné nahrazování části rostlinné výroby věnované dosud převážně potravinářské produkci. Využití produkce energetických plodin pro výrobu pevných biopaliv se rozvíjí zatím jen pomalu. Příčin je celá řada včetně technických, organizačních a legislativních. Z hlediska zemědělců je jedním z hlavních důvodů pomalého rozvoje energetického využití biomasy nepříznivá ekonomika a tvrdá konkurence ostatních fosilních zdrojů energie. Příspěvek je zaměřen na zhodnocení ekonomiky a konkurenceschopnosti těchto pevných biopaliv na celkovém trhu paliv. Materiál a metody Technologie a ekonomika pěstování a sklizně produkce z trvalých travních porostů byla zpracována s využitím databázového modelovacího programu AGROTEKIS (VÚZT Praha). Variabilní náklady jsou dány součtem nákladů na jednotlivé operace (materiálové vstupy, provoz a obsluha strojů). Fixní náklady (daně, poplatky, úvěrové zatížení, výrobní a správní režie apod.) jsou na základě dostupných podkladů stanoveny odborným odhadem ve výši 2500 Kč/ha. Pro pěstování travních porostů a vybraných energetických plodin lze pro rok 2006 využít následující dotace: - jednotná platba na plochu (SAPS) zemědělské půdy (pro rok 2006 předpoklad 2430 Kč/ha zemědělské půdy) - doplňková platba (TOP UP) pro vyjmenované plodiny stanovena formou sazby na 1 ha (z hodnocených plodin se týká pouze triticale), sazba bude stanovena až v závěru roku, pro ekonomické hodnocení se uvažuje se sazbou roku 2005 tj. 2314 Kč na 1 ha plodiny) - podpora LFA vyrovnávací příspěvek na hospodaření v méně příznivých oblastech, poskytuje se pouze na kulturu travní porost (louky, pastviny i ostatní travní porosty) v méně příznivých oblastech, sazby pro rok 11

2006 jsou stanoveny: a. horská oblast - H A 4680 Kč/ha, H B 4014 Kč/ha b. ostatní méně příznivé oblasti O A 3490 Kč/ha, O B 2820 Kč/ha c. specifické omezení S 3420 Kč/ha, d. s ekologickými omezeními - E 2800 Kč/ha (území NATURA 2000) - podpora pěstování bylin pro energetické využití (dotace dle zákona o zemědělství č. 252/1997 Sb. platí jenpro vybrané druhy energetických bylin a trav, sazba 2000 Kč na 1 ha orné půdy využívané pro pěstování těchto plodin Pro posouzení ekonomiky energetické produkce byly vybrány následující technologie: - trvalé travní porosty - vybrána technologie bez hnojení, která vychází ekonomicky nejpříznivěji - energetické plodiny víceleté energetický šťovík (nově vyšlechtěná odrůda pro energetické účely), křídlatka Bohemica, - energetické plodiny jednoleté konopí seté, triticale ozimé (využití celé produkce pro energetické účely) - energetické trávy - chrastice rákosovitá, ozdobnice čínská (sloní tráva). Výsledky a diskuze Struktura jednotlivých položek nákladů, dotace, produkce a měrné náklady na jednotku produkce energetického biopaliva jsou pro vybrané plodiny uvedeny souhrnně v tabulce 1. Tab. 1: Náklady a ekonomika vybraných druhů energetických plodin a travních porostů Trvalé travní porosty Energetické trávy Jednoleté plodiny Víceleté plodiny Ukazatel Mimo LFA LFA LFA horské ostatní chrastice ozdobnice rákosovitá čínská konopí seté triticale ozimé energetický šťovík křídlatka Bohemica Měrná jednotka Variabilní náklady Kč.ha-1 3685 3685 3685 6500 16400 14800 12570 6840 11250 Fixni náklady Kč.ha-1 2500 2500 2500 3000 3000 3000 3000 3000 3000 Výnos energetického produktu t.ha-1 3,0 3,0 3,0 8,0 13,5 10,5 10,0 8,5 18,0 Náklady celkem (bez dotací) Kč.ha-1 6185 6185 6185 9500 19400 17800 15570 9840 14250 Kč.t-1 2062 2062 2062 1188 1437 1695 1557 1158 792 Dotace SAPS Kč.ha-1 2430 2430 2430 2430 2430 2430 2430 2430 2430 Dotace TOP - UP Kč.ha-1 2314 Dotace LFA (horské oblasti) Kč.ha-1 3320 4460 Dotace (zákon č. 252/1997 Sb) Kč.ha-1 2000 2000 2000 2000 Náklady celkem (po odpočtu dotací) Kč.ha-1 3755 435-705 5070 14970 13370 10826 5410 11820 Kč.t-1 1252 145-235 634 1109 1273 1083 636 657 a) tuhá biopaliva ve formě válcových nebo hranolovitých balíků Výsledkem pěstování a zpracování travních porostů a vybraných energetických plodin je suchá hmota lisovaná do formy válcových nebo hranolovitých balíků. Produkce v této formě je vhodná jako palivo do velkých kotelen a zdrojů energie. Hlavním konkurentem pro tuto oblast využití jsou nejlevnější varianty hnědého uhlí. Při srovnání se vycházelo z ceny netříděného hnědého uhlí (hruboprachy), které má přibližně shodnou výhřevnost a jeho cena (cena u výrobce, bez dopravného a bez DPH) se pohybuje podle výrobce a sezony zpravidla od 800 do 850 Kč.t -1 ). Výsledné náklady na biopaliva z travních porostů a vybraných energetických plodin jsou uvedeny na obr. 1. 2500 2000 Bez dotací S dotací SAPS S využitím dalších dotací (LFA ost.) LFA horské 1500 Cena hnědého uhlí u výrobce Měrné náklady (Kč/t -1 ) 1000 500 0 Trvalé travní porosty chrastice rákosovitá ozdobnice čínská konopí seté triticale ozimé energetický šťovík křídlatka Bohemica -500 Obr. 1. Náklady na 1 t energetické produkce (bez dotací) 12

Pro plodiny pěstované bez dotací se náklady na 1 tunu biopaliva pohybují od 1158 Kč.t -1 do 2062 Kč.t -1. Určitou výjimkou jsou příznivé ekonomické výsledky křídlatky Bohemica s náklady 792 Kč.t -1, která však zatím není schválená a spíše se vedou diskuse, zda se jedná o perspektivní energetickou plodinu nebo invazivní plevel. Pěstitelé ve všech výrobních podmínkách mohou využít dotaci SAPS. S využitím dotací SAPS se sníží tyto náklady a pohybují se v rozmezí od 872 Kč.t -1 do 1464 Kč.t -1 (resp. 657 Kč.t -1 u křídlatky). Náklady na tato biopaliva jsou stále dosti vysoké a jen některé z nich mohou být konkurenceschopné (chrastice, šťovík, křídlatka). Ostatní jsou v podstatě na trhu neprodejná. Při pěstování travních porostů a energetických plodin mají pěstitelé možnosti využít i další formy dotací (TOP- UP, LFA, podpora energetických plodin specifikace je uvedena v tab. 1). Výsledné náklady na 1 tunu biopaliva jsou rovněž uvedeny v tab. 1 a na obr.1. Pokud má pěstitel možnost využít i tyto další formy dotací sníží se výrazně náklady na jednotku energetického biopaliva a většina těchto biopaliv je již ekonomicky příznivá a konkurenceschopná. Z výsledků vyplývá: - biopaliva z travních porostů v podmínkách LFA ostatní dosahují hodnoty 145 Kč.t -1 - travní porosty v podmínkách LFA horské mohou dokonce v současné době získat větší dotace než jsou náklady na pěstování a sklizeň - z energetických trav vychází ekonomicky příznivěji chrastice rákosovitá (634 Kč.t -1 ), méně příznivé se jeví pěstování ozdobnice čínské (1273 Kč.t -1 ) - víceleté energetické plodiny - náklady na jednotku produkce biopaliva jsou příznivé (energetický šťovík 636 Kč.t -1, křídlatka Bohemica 657 Kč.t -1 ) - jednoleté energetické plodiny - náklady na jednotku produkce biopaliva nejsou příznivé, s využitím všech dotací se pohybují nad 1000 Kč.t -1 (konopí seté 1273 Kč.t -1, triticale ozimé 1083 Kč.t -1 ). Výhodou jednoletých energetických plodiny je však pro praxi dobře známá a rutinní technologie výroby, flexibilita změny druhu plodiny a výměry a rovněž možnost uplatnění části produkce za tržní ceny potravinářské nebo krmné. U konopí se jeví ekonomicky vhodnější pěstování konopí na vlákno (využití např. v průmyslu a ve stavebnictví) a energeticky využívat pouze odpadní pazdeří. U obilovin pěstovaných pro energetické účely je výhodou možnost uplatnění části produkce za tržní ceny potravinářské nebo krmné. Dále lze uvažovat, že přibližně 50 % produkce tvoří zrno, které samo má charakter pelety, není ho tedy nutno pro spalování již upravovat a lze tím tedy snížit celkové náklady na úpravu biopaliva. a) tuhá biopaliva ve formì briket a pelet Pro využití produkce z travních porostů nebo energetických plodin jako paliva pro rodinné domky a malé farmy je nutno zpracovat produkci do formy briket nebo pelet. Náklady na výrobu briket (pelet) se pohybují podle velikosti zařízení kolem 700 Kč na 1 tunu. Ekonomicky výhodné je využití této formy biopaliva lokálně bez významných nákladů na dopravu a distribuci ke spotřebiteli. Při této formě využití biopaliva je již hlavním konkurentem cena hnědého uhlí u prodejců paliva v maloobchodní síti (podle místa a sezony se pohybuje kolem 1600 Kč.t -1 ). Výsledné náklady na 1 tunu briket/pelet z produkce energetických plodin jsou na obr. 2 porovnány s průměrnou cenou hnědého uhlí u prodejců. Struktura výsledných nákladů je obdobná jako v části a) a vyplývá z nich, že ekonomicky příznivě vychází: - biopalivo z travních porostů pěstovaných v oblasti LFA - z energetických trav chrastice rákosovitá - z víceletých energetických plodin šťovík i křídlatka 3000 Bez dotací S dotací SAPS S využitím všech dotací LFA horské 2500 Cena hnědého uhlí u prodejců Měrné náklady (Kč.t -1 ) 2000 1500 1000 500 0 Trvalé travní porosty chrastice rákosovitá ozdobnice čínská konopí seté triticale ozimé energetický šťovík křídlatka Bohemica Obr 2. Náklady na 1 t biopaliva ve formě briket/pelet 13

Závěry Využití produkce travních porostů a energetických plodin jako paliva je v současné době bez dotací ekonomicky nereálné. Využití dostupných dotací výrazně zlepší ekonomiku výsledné produkce a konkurenceschopnost těchto biopaliv na trhu ostatních paliv. Ekonomicky méně příznivé výsledky vykazují zatím travní porosty pěstované mimo oblasti LFA a rovněž jednoleté energetické plodiny. Podpory v dalších letech jsou zatím předmětem jednání v rámci EU. Při přípravě a realizaci podnikatelského záměru na delší časové období zůstává tedy určitým problémem jistota a výše dotačních podpor. Literatura: ABRHAM Z.: Ekonomika pěstování a využití biomasy z energetických plodin a trvalých travních porostů, In: Sborník přednášek z mezinárodního odborného semináře Produkcia a možnosti využitia polnohospodárskej biomasy, Nitra, 23 júna 2004, Definitivní údaje o sklizni zemědělských plodin za rok 2005, ČSÚ Praha Nařízení vlády o stanovení některých podmínek poskytování jednotné platby na plochu zemědělské půdy pro kalendářní roky 2005 a 2006, č. 144/2005 Sb. Podpora zemědělství v rozšířené Evropě, MZe ČR, Praha, 2003, ISBN: 80-7084-293-8 Zásady, kterými se stanovují podmínky pro poskytování dotací pro rok 2005 na základě 2 a 2d zákona č. 252/ 1997 Sb., o zemědělství, č.j.: 1820/2005-11000 www.mze.cz www.szif.cz www.mus.cz www.suas.cz www.czso.cz Příspěvek byl zpracován na základě výsledků řešení výzkumného záměru MZE 0002703101 Výzkum nových poznatků vědního oboru zemědělské technologie a technika a aplikace inovací oboru do zemědělství České republiky Kontaktní adresa: Ing. Zdeněk Abrham, CSc., Ing. Marie Kovářová Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Ruzyně tel.: 233 022 399 fax: 233 312 507 e-mail: zdenek.abrham@vuzt.cz 14

SPALOVÁNÍ TRAVIN D.Andert 1), D. Juchelková 2), J. Frydrych 3) 1 )Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha 2 )VŠB TU Ostrava 3 )OSEVA PRO, Výzkumná stanice travinářská, Zubří Anotace Se zvyšující se úrovní a produktivitou zemědělské výroby se zvyšuje plocha půdy, která nemá využití pro produkci potravin. Využít tyto plochy lze k pěstování energetických plodin, mezi které se řadí i trávy. V případech, kdy je půda uvedena do klidu zatravněním, nebo není využit potenciál trvalých travních porostů, z důvodu snižujících se stavů skotu, narůstá množství trávy, kterou lze energeticky využít. Vlhká travní hmota je vhodná pro zpracování pomocí anaerobní fermentace na bioplyn. Přezrálá a suchá hmota jde využít při spalování. Zkoušky proběhly na velkém kotli o výkonu 1,8 MW a malém kotli 25 kw. Klíčová slova: obnovitelná energie, trávy, biomasa, Title Grass combustion Abstract With increasing level and productivity of agricultural production also increases land area not utilized for food production. This area can be used for energy crops growing including the grasses. In the case when the land is introduced in the set-aside condition by grassing or there is not utilized potential of perennial grasses due to reduced cattle herd, there also increases amount of grass which can not be utilized for energy purposes. Wet grass matter is suitable for processing by anaerobic fermentationto biogas. Over-natured and dry matter can be used for inceneration. The tests were carriedout in large boiler of 1,8 MW heat power in small boiler of 25 kw heat power. Keywords: renewable energy, grass, biomass, burning Úvod Hledání alternativních zdrojů energie se stává celosvětovou záležitostí. V souvislosti se stoupající úrovní a produktivitou zemědělství se zvyšuje plocha půdy, která nemá využití pro produkci potravin. Vedle produkce píce plní travní porosty oproti ostatním porostům nezastupitelné mimoprodukční funkce. Mezi významné patří: vodohospodářská zadržování dešťové vody; protierozní ochrana půdy před vodní a větrnou erozí; ochranná ve vztahu k hydrosféře kořenový systém omezuje znečištění podzemních vod; estetická travní porost jako krajinný prvek udržuje vzhled krajiny; hospodářská a sociální vytvoření pracovních příležitostí pro obyvatele marginálních oblastí. V případě uvedení orné půdy do klidu, kdy je vhodné zatravnění, potřebují i tyto plochy obhospodařovat sečením. Zvýšený ekonomický tlak na rentabilitu zemědělské produkce je dalším důvodem, proč klesá obhospodařovaná plocha, zvláště v marginálních oblastech. Lze předpokládat, že podobně jako v Německu či Rakousku, bude vzrůstat společenský tlak na majitele pozemků zvláště v turistických oblastech, aby prováděli pravidelnou údržbu veškerých travních ploch. Možnosti energetického využití travní biomasy jsou dvě. U suché hmoty je to spalování a u vlhké je vhodné zpracování těchto organických materiálů anaerobní fermentací s následným energetickým využitím bioplynu. Využívání tvarově upravených paliv v energetických zařízeních lze rozdělit dle tepelných výkonů. U zařízení do 50 kw je využívání těchto paliv ve formě např. peletek u automatických topidel či briket u topidel s ručním přikládáním již téměř standardem. Jedná se však zejména o paliva především na bázi dřeva, dřevní kůry a minimálně jsou využívaná další směsná fytopaliva. U velkých zařízení je snaha používat palivo s co nejmenšími nároky na úpravu. Jedná se zejména o rozdruženou slámu či dřevní štěpku a minimálně je využívána např. štěpka ze šťovíku či rozdružené seno. Tyto paliva se často používají ve směsích. Materiál a metodika Spalovací zkoušky Ve druhém roce řešeni projektu byly provedeny spalovací zkoušky na zařízení pro lokální vytápění o výkonu 25 kw a pro centrální vytápění o výkonu 1800 kw. K dispozici jsme měli dostatečné množství psinečku z produkční plochy o dvou různých stupních zralosti. Zkoušky s velkým kotlem proběhli na obecní výtopně v Bouzově na kotli K2 o výkonu 1800 kw, který je určený pro kombinované spalování různých druhů čisté biomasy. Pro zkoušky na malém kotli byl vybrán kotel VERNER V 25. Tento kotel je určen pro spalování kusového dřeva. Zkoušky proběhly u výrobce Fy Verner v Červeném Kostelci s briketami o průměru 15

60 mm. Brikety byly vyrobeny ve VÚZT na hydraulickém lisu Briklis. Výsledky a diskuse Vyhodnocení zkoušek na velkém kotli V souladu s programem zkoušek byly na kotli 1800 kw v kotelně Bouzov provedeny spalovací zkoušky s dřevní štěpkou, psinečkem ve dvou stupních zralosti a šťovíkem Uteuša. Palivo pro zkoušky bylo dodáno v proschlém stavu při volném skladování v přístřešku. Kotel Verner o výkonu 1800 kw je v kotelně Bouzov používán především pro spalování dřevní štěpky. Na toto palivo je kotel seřízen a vykazuje nejlepší výsledky při spalování tohoto paliva. Spalování dřevní štěpky Emise CO se při spalování dřevní štěpky pohybovaly kolem 50 mg.m -3 při 11% O ve spalinách. Tato hodnota je N 2 velmi příznivá a svědčí o velmi dobře seřízeném spalovacím režimu. Obr.1: Měřený kotel Verner 1 800 kw Obr. 2: Pohled na rozdružovadlo balíků Obr. 3: Průběh koncentrací O 2, CO, NO x a SO 2 při spalování dřevní štěpky Tuhé emise při spalování dřeva byly 142 mg.m -3 při 11% N O 2 ve spalinách. Tato hodnota je ovlivněna použitým typem odlučovače a nevypovídá příliš o spalovacím procesu. Z hlediska spalování je proschlá dřevní hmota pro kotle tohoto typu ideálním palivem. Emise NO x byly 168 mg.m -3 N při 11% O 2 ve spalinách. Tato hodnota je příznivě nízká a svědčí o seřízeném spalovacím procesu s nízkým přebytkem vzduchu. Doprava paliva do kotle probíhala bez problémů šneková doprava je schopna tento materiál zpracovat bez poruch a výpadků. Problémy dělají pouze cizí předměty typu kov a kamení, které se vlivem technologické nekázně v palivu občas vyskytují. V těchto případech dochází k výpadkům dopravy a nutnosti dopravní cesty rozebrat a vyčistit. Spalování psinečku Pro dopravu psinečku do kotle byla použita druhá část 16

dopravy na stébelniny a vlákniny. Při této zkoušce se zároveň projevil vliv výrazně menší objemové hustoty paliva při dopravě i při spalování ve spalovací komoře kotle. Spalovací komora byla výrazně více zaplněna načechraným palivem (v různém stupni vyhoření) než při spalování dřevní štěpky. Spalovací komora z keramických materiálů byla podstatně studenější, což v konečném důsledku ovlivnilo tvorbu emisí CO a následně i emise tuhých částic. Vyhoření paliva na roštu bylo poměrně dobré a nedopaly v popelu na roštu se pohybovaly kolem 12% což je hodnota velmi dobrá. Emise CO se při spalování psinečku pohybovaly kolem 596 mg.m -3 při 11% O ve spalinách. Tato hodnota je N 2 výrazně vyšší než při spalování dřevní štěpky. Spalování probíhalo při nižším výkonu kotle s výrazně vyšším přebytkem vzduchu, který následně ovlivnil výsledné emise přepočtené na referenční stav. Tuhé emise při spalování psinečku byly 514 mg.m -3 při 11% O ve spalinách, obsah N 2 spalitelných látek v popílku byl cca 13%. S ohledem na typ odlučovače se převážně jednalo o saze s jemným popílkem. Emise NO x byly 308 mg.m -3 při 11% O ve spalinách. Neprojevil se vliv různého času sklizně N 2 psinečku. Obr. 4: Průběh koncentrací O 2, CO, NO x a SO 2 při spalování psinečku Obr. 5: Průběh koncentrací TOC při spalování psinečku Z hlediska dosažených výsledků se jeví spalování stébelnin v porovnání se dřevní hmotou jako horší. Je však nutno poznamenat, že každý kotel je konstruován přednostně na určitý typ paliva. Kotel Verner 1800 kw je konstruován na dřevní hmotu a je schopen spalovat i jiná biopaliva. Pokud bude kotel konstruován na stébelniny typu sláma a podobně, a navíc bude vybaven účinnějším odlučovacím zařízením, lze očekávat, že výsledky naměřených 17

emisí budou podobné jako při spalování dřevní hmoty Spalovacími zkouškami bylo prokázáno, že v kotli Verner 1800 kw lze spalovat různé typy biomasy, dřevní štěpky a stébelnin. Biomasa je vyhláškou 352/2002 Sb. definována jako rostlinný materiál, který lze použít jako biopalivo, pokud pochází ze zemědělství, lesnictví, nebo potravinářského průmyslu, z výroby buničiny a z výroby papíru z buničiny, ze zpracování korku, ze zpracování dřeva s výjimkou dřevního odpadu obsahující halogenové sloučeniny nebo těžké kovy. Čistá průmyslovým zpracováním neznečištěná biomasa je považována z hlediska termického využití za účelem výroby tepla a elektrické energie za produkt rovnocenný palivu a není považována za odpad. Dosavadní pokusy se spalováním čistých energetických plodin a čistých biopaliv ve stávajících energetických spalovacích zařízeních potvrdily možnost spalování tohoto paliva bez nutnosti výraznějších úprav a investic. Celkově lze spalovací zkoušky s biopalivy v kotelně Bouzov hodnotit jako úspěšné. Měření na malém kotli Kotel VERNER U 25 je založen na principu dvoustupňového spalování, při kterém dochází k zplyňování paliva s následným hořením vznikajících plynů. Kotel je konstruován jako skříňový s žárotrubným spalinovým výměníkem o světlosti trubek 50 mm. K vysoušení a zplyňování paliva dochází v horní plnící komoře za přístupu primárního vzduchu. Vzniklý plyn prochází keramickou tryskou, kde se mísí se sekundárním spalovacím vzduchem do spodní komory. Ve spodní komoře, která je na bočních stěnách opatřena vodním pláštěm, plyn na stabilizační ploše vyhořívá. Z tohoto prostoru pokračují spaliny přes trubkový výměník do odtahu spalin. Obr. 7: Brikety vyrobené z psinečku velikého (síto 10mm) Obr. 6: Kotel Verner25 kw při zkouškách V následující části jsou v grafické podobě uvedeny výsledky měření jako závislosti emisních a výkonových parametrů paliva na typu spalovaného materiálu. Výsledné hodnoty jsou vypočteny jako aritmetický průměr následujících měření po 10s za 5 minut. Obr. 8: Brikety vyrobené z psinečku velikého (síto 20mm) Závěr Provedené spalné zkoušky prokázali, že traviny lze na vybraných spalovacích zařízeních spalovat při dodržení emisních limitů. Prokázalo se, že vhodným palivem je psineček a kostřava. Pro účely spalování je vhodné provádět sklizeň co nejpozději po technické zralosti na semeno a ne před. Vliv velikosti ok při šrotování psinečku před lisováním briket nemá vliv na emise, ale pouze na kvalitu briket. Jako méně vhodné palivo se ukazuje Ovsík. V průběhu dalšího řešení budou odzkoušeny směsy, sveřep a chrastice. S palování travin naráží ještě na legislativní problém a to, že kotel smí spalovat pouze to palivo na které je odzkoušen a schválen. Zatím jsou však velké kotle schváleny pouze na spalování dřeva a slámy a mále kotle pouze dřevo. Výjimkou je pouze automatický kotel A25 na spalování pelet, který je schválen i na obilní peletky a zde se bude soustředit naše pozornost v dalším období. Poděkování Tyto výsledky jsou součástí řešení grantového projektu č.qf4179 Využití trav pro energetické účely podporovaného NAZV ČR. 18

Obr. 9: Půlhodinové průměry emisí CO a NO x pro různá paliva u kotle V25 Kontaktní adresa: Ing. David Andert, CSc. Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Tel: 233 022 225 Fax: 233 312 507 e-mail: andert@vuzt.cz, Doc. Ing. Dagmar Juchelková, Ph.D. VŠB TU Ostrava, katedra energetiky 17. listopadu 15, 708 33 Ostrava Tel:597 325 175, FAX: 597 325 177 e-mail: dagmar.juchelkova@vsb.cz Ing. Jan Frydrych OSEVA PRO, Výzkumná stanice travináøská Hamerská 698, 756 54 Zubøí Tel: 571 658 195, FAX: 571 658 197 e-mail: fridrich@quick.cz 19

OŠETŘOVÁNÍ TRVALÝCH TRAVNÍCH POROSTŮ V HORSKÝCH A PODHORSKÝCH OBLASTECH MULČOVÁNÍM D.Andert, V. Mayer Výzkumný ústav zemědělské techniky Praha Anotace Pro ošetřování trvalých travních porostů při hospodaření na půdě v horských a podhorských oblastech je výhodný pracovní postup mulčování tj. rozdrcení rostlinné hmoty s jejím rozprostřením a ponecháním drtě na povrchu půdy, popřípadě v kombinaci se sečením nebo spásáním. Je výhodný jak z hlediska ekonomického, tak i energetické náročnosti. Postup však má také některé dosud nevyřešené ekologické a další rizika z hlediska ochrany životního prostředí. Mulčovací stroje mohou být využívány také pro drcení posklizňových rostlinných zbytků před jejich následným zapravením do půdy technikou pro zpracování půdy i na plochách intenzivně zemědělsky obhospodařovaných. Převážně jsou však mulčovače používány pro posečení a rozdrcení zelených rostlinných zbytků, na trvalých travních porostech a pro ošetřování úhorových ploch. Další možnosti jejich uplatnění jsou i při likvidaci odpadní rostlinné hmoty v ovocnářství, na vinicích, jahodových a dalších kulturách v zelinářství a také v komunální oblasti při úpravách parkových a jiných ploch. Přímé náklady na postup mulčování se potom pohybují v rozmezí 1000-3000 Kč/ha při zásahu na jedné ošetřované ploše Klíčová slova: trvalý travní porost, mulčování Title Treatment of permanent grassland by mulching in mountain and foothill areas Abstract Mulching is suitable working process for treatment of permanent grassland in mountain and foothill areas. Mulching is a process when crop matter is crushed and spread on the soil surface or in combination with mowing or grazing. It is suitable from both economical and energy consumption points of view. So far this procedure has also some problems from ecological aspect and other risks regarding environment protection. Mulching machines can be used also for crushing of after-harvest crop remainders before their consequent incorporation into soil by mechanization for soil cultivation or on surface with intensive agricultural farming. Mulching machines are predominantly utilized for mowing and crushing of green crop remainders on permanent grassland and for treatment of fallow areas. Other possibility of their application is within liquidation of waste crop matter in fruit farming, vineyards, strawberry and other cultures in vegetable farming and also in municipal area for adaptation of parks and other surfaces. Direct costs for mulching range from 1000 to 3000 CZK/ha at application on one surface. Keywords: permanent grassland, mulching Úvod Vzhledem k rozšiřování ploch ponechaných ladem zvláště v horských a podhorských oblastech lze očekávat také rozšíření dalších postupů mechanického ošetření a likvidace nežádoucích porostů kombinacemi postupů sečení nebo mulčování se spásáním popř. i kompostováním. Předpokládá se proto, že dojde v brzké době k většímu nárůstu požadavků na stroje pro sečení a mulčování v těchto výrobních oblastech. Pro tyto horské oblasti se zejména předpokládá rozšíření specielních strojů o menších pracovních záběrech do 3 m. Metody Vzhledem k pracovním podmínkám jsou na tyto stroje kladeny značné požadavky. Kolísání množství zpracovávaného porostu a také jeho vlastností je velmi vysoké, množství dosahuje 1 až 30 t/ha rostlinné hmoty. Omezení zemědělské péče na těchto půdách má za následek, že se na často svažitých a zamokřených plochách nacházejí četné překážky, které vedou k poškození a prostojům strojů. Také z ekologického hlediska jsou na mulčovače kladeny vysoké požadavky na minimální poškozování mikroflóry i stávající vegetace a v neposlední řadě i na ochranu zvěře. Popsané podmínky proto vyžadují různá konstrukční řešení pracovních orgánů strojů a jejich použití. Mulčovače proto mají pracovní ústrojí různého typu a konstrukčního provedení např.je to skupina srpových, krouživých či talířových mulčovačů s vertikální osou otáčení pracovních nožů, skupina cepových nebo kladívkových mulčovačů a skupina šnekových mulčovačů s horizontální osou otáčení pracovního ústrojí. Srpové, krouživé mulčovače v důsledku horizontálního řezu jsou vhodné u stonkových porostů. Mají však tendenci k vytváření řádků takže je často nutné zařadit další operaci rovnoměrného rozmetání rozdrcené hmoty. Toto odpadá při použití cepových a kladívkových mulčovačů s vertikálně pracujícími pracovními orgány. 20

Výsledky a diskuze Příklady provedení mulčovačů různých výrobců jsou na obrázcích Obr. 1 až Obr. 5. Agrostroj Pelhřimov vyrábí mulčovače kladívkového typu o pracovním záběru 2 m až 3,6 m. Na obr. 2 je detail pracovního ústrojí cepového, kladívkového typu mulčovače firmy Perfect Van Wamel v čelním zavěšení na traktoru. Na obr. 3 je vidět rovněž detail a provedení srpového, krouživého mulčovače téže firmy o pracovním záběru 1,8 až 3,6 m s možností čelního i bočního zavěšení za traktor. Firma Votex představila v loňském roce nový širokozáběrový mulčovač cepového typu. Stroj je vhodný pro údržbu a ošetření velkých travních ploch např. na letištích a v komunální oblasti, obtížně je stroj použitelný pouze při vysokém výskytu zetlelých slamnatých zbytků. Mulčovače firmy Schulte jsou krouživého srpového nebo talířového typu pracovního ústrojí se záběrem 3,2; 4,5 a 8 m. Jsou vysoce výkonné a mají výkyvné připojení za traktorem i stranových křídel stroje, což umožňuje velmi dobré kopírování a otáčení stroje v terénu. Na obrázcích obr. 4 a obr. 5 jsou cepové a kladívkové mulčovače firmy Humus menších pracovních záběrů (1,55-2 m) určené zejména pro práci na svažitých terénech v horských oblastech a pro komunální účely. Obr. 3: Krouživý mulčovač s detailem provedenpracovního ústrojí od firmy Perfect van Wamel dosahuje vysoké pracovní rychlosti až 10 km/h Obr. 1: Mulčovače typu MU s kladívkovým pracovním ústrojím z Agrostroje Pelhřimov Obr. 4: Čelní zavěšení cepového mulčovače menšího záběru firmy Humus je výhodné zvláště na svažitých plochách v horských oblastech Obr. 2: Detail pracovního válce kladívkového mulčovače v čelním zavěšení na traktoru firmy Perfect van Wamel Obr. 5: Model kladívkového mulčovače záběru 1-2 m firmy Humus pro zadní i čelní zavěšení za traktorem s kopírováním plochy půdním válcem 21