Obnovitelné zdroje energie Biomasa Ing.Vlasta Petříková, DrSc. CZ Biom České sdružení pro biomasu, Praha Kontakty - vpetrikova@volny.cz, Tel. 233 356 940, 736 171 353
Význam obnovitelných zdrojů šetří fosilní zdroje energie - OZE omezují vznik skleníkových plynů přispívají k omezování globálních změn klimatu a oteplování Země
průměrná teplota v dekádách [ o C] Zvyšování průměrných teplot v ČR za 80 let : od r. 1920 do r. 2000 Průměrné roční teploty v ČR v jednotlivých desetiletích 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 1921-30 1931-40 1941-50 1951-60 1961-70 1971-80 1981-90 1991-2000 roky
Cíle pro využívání obnovitelných zdrojů energie Podíl OZE do r. 2010 2020 EU 12 % 20 % ČR 8 % 13 % Podíl na kapalných biopalivech - EU 5,75 % 10 %?
Formy obnovitelných zdrojů energie 2 hlavní skupiny : 1. Zdroje zajišťované technickým zařízením větrné a vodní elektrárny, fotovoltaika, sluneční kolektory, tepelná čerpadla apod. 2. Biomasa a biologické procesy
Význam OZE podle formy vzniku 1. OZE vznikající technickým zařízením mají význam převážně jako přímý zdroj energie elektrické, tepelné 2. Biomasa je rovněž přímým zdrojem energie, ale současně má řadu dalších přínosů pro přírodu a zemědělství
Význam biomasy pro energii Biomasa má největší podíl na všech forem OZE, tj. 70 80 %. Na technické OZE tak připadá jen cca 20 30 %. Přesto se daří získávat energii technickým zařízením rychleji, protože je to způsob podstatně snazší, než zajišťování biomasy a následně i její zpracování procesy biotechnologickými
Podpora OZE Jednotlivé formy OZE by měly být podporovány rovnoměrně a přiměřeně svému významu Snazší technické formy jsou však někdy podporovány a tím i realizovány více, než složitější procesy při využívání biomasy Příkladem z poslední doby je nebývalý rozmach fotovoltaických elektráren.
Regulace podpory OZE Příklad nevhodné regulace : nebývalý rozmach fotovoltaických elektráren vyvolal řadu nežádoucích problémů : -obtížná regulace v rozvodné síti -omezení vstupu elektřiny z ostatních forem do rozvodné sítě, např. z bioplynových stanic -nutnost změny zákona pro možnost regulace cen Energetickým regulačním úřadem. Novela zákona byla přijata 17.3.2010, v zájmu rovnoměrnějšího rozvoje OZE i z ostatních forem -významná ztráta zemědělské půdy, často úrodné ornice, což je vždy nežádoucí!!!
Fotovoltaická elektrárna
Význam biomasy- obecně Přímý : obnovitelný zdroj energie Nepřímý : biomasa je součástí zeleně v krajině. Přispívá tak k omezování koncentrace skleníkových plynů v ovzduší, ke zvyšování teploty, k extrémním výkyvům počasí i ke globálním změnám podnebí na Zemi
Zdroje biomasy Dřevní a lesní odpady Vedlejší produkty ze zemědělství, např. sláma obilovin, olejnin aj. plodin Cíleně pěstované energetické rostliny, tradiční i méně známé: - polní plodiny, v r. 2007-1.800 ha - rychle rostoucí dřeviny (RRD)- 200 ha
Lesní štěpka
Balíky slámy
Význam energetických rostlin pro různá odvětví Pro energii : přímý zdroj energie Pro zemědělství : doplněk tradiční potravinářské produkce, které je nadbytek Pro krajinu : víceleté a vytrvalé energetické plodiny přispívají k omezování vodní eroze a tím i k omezení škod po přívalových deštích plně tak nahradí trvalé travní porosty Pro ekologii : méně známé druhy rostlin rozšiřují biodiversitu, což přispívá k žádoucí přirozené stabilitě ekosystémů
Velké plochy obilí
Porost kukuřice po přívalovém dešti - 9.6.2009
Mladý porost krmného šťovíku chutná lesní zvěři i hospodářským zvířatům Srnky na pastvě 20.dubna
Hořčice sarpetská, není náročná, má význam též pro rozšíření pěstovaných zemědělských plodin a tím i biodiversity
Saflor světlice barvířská lze pěstovat na semeno a slámu využít k vytápění
Mužák prorostlý
Sléz vytrvalý - Sida
Jestřabina východní
Psineček veliký, ovsík vyvýšený jsou vhodné pro semenářské kultury slámu k vytápění jako fytopalivo
Sveřep bezbranný
Lesknice (chrastice) rákosovitá
Krmný šťovík pro vytápění sklizeň v plné zralosti -10.7.
Příklad vzorně ošetřovaného porostu krmného šťovíku. Výnosy suché biomasy : 9 10 t/ha
Rychle rostoucí dřeviny Rozšířené převážně v zahraničí vhodné podmínky, hlavně mechanizovaná sklizeň V ČR je nyní jen asi 300 ha, protože je pěstování náročné, zakládání porostů nákladné, zatím není v ČR vhodná mechanizace a rozšiřování výměry RRD je proto velmi pomalé
Porost rychle rostoucích dřevin
Biomasa fytomasa má 3 základní formy Pevná - pro vytápění budov Plynná bioplyn, vznikající v bioplynových stanicích, obvykle s následnou výrobou elektřiny Kapalná biolíh a bionafta využívaná jako biopaliva dopravní Odlišné formy biomasy či biopaliv je nezbytné důsledně rozlišovat!!!
Efekt využívání biomasy Největší efekt má biomasa při využívání přímo v místě svého vzniku bez náročného transportu, což lze zajistit zejména při vytápění budov a pro výrobu bioplynu Cílené pěstování plodin pro biomasu pevnou a plynnou vyžaduje proto zvýšenou podporu oproti biopalivům dopravním Veřejnost bohužel často vnímá biomasu jen jako biopaliva dopravní, pak vznikají mylné obavy a námitky, že energetická biomasa konkuruje potravinám
Zpracování biomasy pro vytápění budov. 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)
Stoh balíků z krmného šťovíku
Řezanka připravená pro přikládání šnekovým dopravníkem
Topné pelety pro automatické přikládání
Lisování rostlinných briket
Lisování šťovíkových briket pro zámek Jemniště
Nová koncepce vytápění zámku Jemniště rostlinnými briketami
Forma plynné biomasy bioplynové stanice (BPS) V návaznosti na čistírny odpadních vod mají BPS především sanační funkci Bioplynové stanice zemědělského typu záměrná výroba bioplynu a následně elektřiny z pěstovaných plodin v kombinaci s organickým hnojivem (hnojem, kejdou)
Plodiny pro zemědělské BPS Běžná travní hmota a další zeleň, včetně odpadní, vznikající při údržbě parků, sadů apod. Kukuřice nejvíce využívaná plodina, ale pro náročnost jejího pěstování lze doporučit i jiné druhy, alespoň jako doplněk Předpokladem vhodné plodiny pro vznik bioplynu může být krmný šťovík původně vyšlechtěn jako kvalitní krmná plodina
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 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 den 100% kejda 100% digestát 20% kejda + 20% digestát+ 60% kukuřice 15% kejda + 15% digestát + 70% kukuřice 10% kejda + 10% digestát + 80% kukuřice
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 0,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 den 100% kejda 100% digestát 20% kejda + 20% digestát + 60% šťovík 15% kejda + 15% digestát + 70% šťovík 10% kejda + 10% digestát + 80% šťovík
Bioplynová stanice v podhůří Krkonoš, v sousedství golf. hřiště
Senážování krmného šťovíku pro bioplynovou stanici - Prosečné
BPS - 6.1.2009, 10. den v provozu + vak se šťovíkovou senáží
Kogenerační jednotka Schell
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. až 8. den 110 52 50-54 9-9. až 10. 150 69.5 69-70 9 3 11. až 23. 200 94 80-105 11,03 3,5 24. až 28. 250 118 108-136 12 1,8
Jarní odběry zelené hmoty šťovíku z devítiletého porostu pro stanovení krmných hodnot v týdenních intervalech 24.4.08 23.5.08
Krmná hodnota šťovíku stanovil VÚŽV Praha Uhříněves 2008 Datum odběru 12.5. 20.5. senáž 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 umožňuje silážování bez konzervantů!!!
Vysoká kvalita zelené hmoty a senáže krmného šťovíku Analýzy svědčí o jeho úspěšném využívání : - ke krmení hospodářských zvířat - 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 4 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
Pastevní porost v říjnu 2008 osmý rok po zasetí krmného šťovíku Javornice v podhůří Orlických hor
Pastva na porostu krmného šťovíku po letní sklizni
Krmení ovcí šťovíkovou senáží z podzimního porostu
Krmný šťovík s příměsí jílku jednoletého na Chrudimsku, sklízený na zeleno 4x za rok
Senáž v balíkách pro krmení dojnic Dobrohošť u Dačic
Biopaliva kapalná bionafta, biolíh Zdrojem bionafty jsou olejniny, převážně řepka olejka Pro výrobu biolíhu má největší efekt cukrová třtina, respektive její odpad při výrobě cukru, proto je nejrozšířenější např. v Brazilii již od 70.tých let V ČR je zdrojem pro biolíh hlavně obilí a cukrovka
Řepkové pole
Výhody nevýhody biopaliv pro dopravu Biopaliva pohonné hmoty jsou nejznámější formou využívání biomasy V EU má být do r.2020 zajištěn 10 % podíl biomasy na spotřebě benzínu a nafty Využívání biopaliv musí ale být udržitelné, proto se nyní zvažuje i nižší podíl biomasy na jejich výrobě Náročná technologie vyžaduje koncentrovanou výrobu, což vyžaduje dovoz biomasy i ze vzdálených lokalit, tím se spotřebuje velký podíl vstupní energie na transport
Souhrn a obecné závěry Biomasa je nejvýznamnější obnovitelný zdroj energie Největší efekt má biomasa využívaná v místě své produkce, bez nákladného transportu, tj. pevná pro vytápění budov a pro výrobu bioplynu Méně efektivní využití biomasy je při výrobě biopaliv kapalných bionafta, biolíh
Děkuji za pozornost Ing.Vlasta Petříková, DrSc. CZ Biom České sdružení pro biomasu Kontakt : vpetrikova@volny.cz Tel. : 233 356 940, mobil : 736 171 353