TUHÁ BIOPALIVA Z TRAVNÍCH POROSTŮ SOLID BIOFUEL FROM GRASSLAND BIOMASS Z. Abrham, M.Kovářová Výzkumný ústav zemědělské techniky, v.v.i. Praha Abstract The recent years are characterized by reduction of agricultural land acreage utilized for food production and in contrary the grassland area is being extended. Regarding the considerable cattle herd decreasing and limited possibilities of grassland (GL) production usage for feeding there are verified options and conditions how to use that production for energy purposes. As one of the promising variants considered is the hay utilization as a solid biofuel. This contribution concerns technology and economy of permanent grassland growing and hay utilization for energy purposes. A significant effect on the hay energy utilization economy have the financial support in form of subsides. The costs per 1 ton of hay without subsidy are over 2000 CZK and its energy utilization is therefore unreal. By using subsidies the final costs per unit of production could be reduced considerably, particularly favourable these costs are in regions with the LFA subsidies. Keywords: grassland, energy hay, technology and economy Úvod Travní porosty (TP - louky a pastviny) představují významný stabilizační a krajinotvorný prvek v soustavě hospodaření a v péči o venkovský prostor. Produkce z TP se však v podmínkách ČR stává stále více odpadní biomasou a vyvolává potřebu racionálního řešení jejího využití. Výměra TP v České republice se od roku 1990 neustále zvyšuje. V současné době to již představuje téměř jeden milion hektarů, tj. cca 23 % zemědělské půdy. Zároveň však je toto období charakteristické významným poklesem stavu skotu a to cca o 60 %. Výměra TP na jednotku stavu skotu se tím zvýšila na trojnásobek stavu v roce 1990. Podrobnější údaje o tomto vývoji jsou uvedeny v tabulce 1. Zároveň s poklesem stavu skotu došlo k výraznému nárůstu užitkovosti skotu a v současných krmných dávkách se tedy snižuje možnost pícninářského využití produkce z TP. EU, která vydává obrovské částky na programy, které zajišťují údržbu kulturní krajiny v zemích západní Evropy. Odhaduje se, že z celkové produkce TP lze minimálně 1 mil. tun využít pro energetické nebo surovinové účely. Dalším významným zdrojem obdobné biomasy je produkce z narůstající plochy travních porostů na orné půdě, které vznikají v rámci agroenvironmentálních opatření podporovaných dotacemi (Horizontálního plánu rozvoje venkova, Program 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. Jedním z perspektivních řešení je využití rostlinné biomasy jako obnovitelného energetického zdroje. Využití fytomasy je možné suchou cestou (spalování a zplynování rostlinné hmoty o sušině cca 80 %) nebo mokrou cestou (anaerobní fermentaci mokré hmoty o sušině do 35 %). Tab. 1: Vývoj výměry TP a stavů skotu Rok Výměra TP (tis. ha) Stavy skotu (tis. ks) Výměra TP na 100 ks skotu (ha) 1990 833 3506 23,8 1995 902 2030 44,4 2000 961 1574 61,1 2005 974 1397 69,7 Zpracováno ze zdrojů ČSÚ Praha Průměrný hektarový výnos TP byl v roce 2006 3,14 t sena na 1 ha a celková produkce tedy představuje více jak 3 mil. tun. Pokud mají TP plnit mimoprodukční ekologické funkce v tvorbě a ochraně krajiny a životního prostředí, musí být zajištěno jejich pravidelné sečení. Je to i jedna z podmínek Materiál a metody Náklady na pěstování a sklizeň TP Z výše uvedených podmínek je zřejmé, že hlavním smyslem pěstování TP je zajištění jejich mimoprodukční funkce a nikoli množství získané fytomasy. Cílem tedy není hledání podmínek maximalizace výnosu TP jako perspektivního obnovitelného zdroje energie, ale hledání racionálních a ekonomicky efektivních možností energetického využití produkce, která na těchto plochách roste a má z hlediska zemědělského hospodaření charakter odpadní biomasy. Technologie a ekonomika pěstování a sklizně produkce z TP a byla zpracována s využitím modelovacího databázového programu AGROTEKIS (VÚZT Praha). 1
Technologický postup a náklady na pěstování a sklizeň sena z travních porostů jsou tedy zpracovány ve 2 variantách: - varianta 1 (bez hnojení) - výnos sena 3 t/ha - varianta 2 (přihnojování kejdou)- výnos sena 3,6 t/ha Variabilní náklady na pěstování a sklizeň travních porostů na seno jsou: - ve variantě 1-3645 Kč. ha -1 - ve variantě 2-4990 Kč. ha -1 Technologický postup a podrobnější struktura variabilních nákladů jsou uvedeny pro jednotlivé varianty v tab. 2 a v tab. 3. Nejvýraznější složkou variabilních nákladů jsou náklady na mechanizované práce, které u varianty 1 činí 91 %, u varianty 2 jsou ve výši 87 %. Fixní náklady (daně, pronájem půdy, úvěrové služby, výrobní a správní režie) jsou pro všechny varianty uvažovány ve stejné výši stanovené (podle dostupných informací VÚZE, MZe, ČSÚ) odborným odhadem ve výši 2500 Kč/ha. Celkové náklady na pěstování a sklizeň sena z travních porostů jsou: - ve variantě 1 (bez hnojení) - 6145 Kč. ha -1, tj. 2048 Kč. t -1 - ve variantě 2 (přihnojování kejdou) - 7490 Kč. ha -1, tj. 2081 Kč. t -1 Dotace pro pěstování travních porostů Významným faktorem pro hodnocení ekonomiky produkce TP jsou dotace a podpory z EU a z národních zdrojů. Pro pěstování a sklizeň TP lze získat následující hlavní formy dotace: a) Jednotná platba na plochu (SAPS) stanovena formou sazby na 1 ha zemědělské půdy (v roce 2008 byla stanovena ve výši 3072,70 Kč na 1 ha z.p.) b) Národní doplňková platba (TOP UP) pro rok 2008 stanovena rovněž formou sazby na 1 ha zemědělské půdy (sazba v roce 2008 byla stanovena ve výši 1341,40 Kč na 1 ha z.p.) c) 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 2006 jsou stanoveny: horská oblast - HA = 157 EUR na 1 ha travních porostů HB = 134 EUR na 1 ha travních porostů ostatní méně příznivé oblasti - OA = 117 EUR na 1 ha travních porostů OB = 94 EUR na 1 ha travních porostù oblasti se specifickým omezením S = 114 EUR na 1 ha travních porostů SX = 91 EUR na 1 ha travních porostù d) Dotace na podporu agroenvironmentálních opatření (AEO) obsahují m.j. podopatření ošetřování travních porostů (louky, pastviny, ptačí lokality, stepní trávníky a vřesoviště). Vzhledem ke specifickým podmínkám opatření, předepsané intenzitě chovu hospodářských zvířat a zaměření na údržbu pastvou hospodářských zvířat nejsou tyto dotace do ekonomického hodnocení energetického využití TP Výsledky a diskuse a) biopalivo (energetické seno) ve formě lisovaných válcových balíků Nižší náklady na 1 tunu produkce jsou při pěstování TP bez hnojení a činí 2048 Kč.t -1. Přihnojování kejdou má sice pozitivní vliv na výnos produkce, znamená však i zvýšení nákladů, náklady na 1 tunu produkce se tím zvýší na 2081 Kč.t -1. Další zvyšování hnojení (s využitím tuhých minerálních hnojiv) zvyšuje dále náklady na 1 ha i výnos TP a to tak, že výsledné náklady na 1 t produkce stoupají. Proto pro energetické účely se jeví jako nejvýhodnější jen výše uvedené varianty tj. bez hnojení a s hnojením kejdou (zde se uvažuje cena kejdy 30 Kč/t, v některých oblastech však může být cena nižší nebo dokonce i nulová). Biomasa s těmito výrobními náklady (náklady bez uvažování dotací) nemůže ekonomicky konkurovat současným zdrojům energie a je na trhu paliv v podstatě neprodejná. Vliv dotací na cenu výsledného produktu je u TP velmi významný. Při současných podmínkách nastavení dotací lze dotace SAPS i TOP UP využívat pro TP ve všech oblastech, dotace LFA lze využívat jen v oblastech splňujících dané podmínky. Vzhledem k tomu, že uvedené formy dotací jsou stanoveny sazbou na 1 ha, je vliv dotací v přepočtu na 1 tunu produkce nepřímo úměrný výnosu, tedy čím nižší výnos, tím vyšší vycházejí dotace na 1 tunu produktu. Výsledné náklady na 1 ha TP a na jednotku produkce při využití variant dostupných dotací jsou souhrnně uvedeny v tabulce 4. Výsledkem pěstování a sklizně TP je suchá hmota lisovaná do formy válcových nebo hranolovitých balíků. Produkce v této formě je vhodná jako palivo do větších kotelen a tepláren. Hlavním konkurentem pro tuto oblast využití jsou nejlevnější varianty hnědého uhlí (energetické uhlí, prachové uhlí). Cena tohoto energetického uhlí s výhřevností srovnatelnou s tuhými biopalivy se pohybuje mezi 1000 až 1100 Kč.t -1 včetně ekologické daně (cena u výrobce, bez DPH a bez dopravy). Porovnání výsledných nákladů jednotlivých variant s cenou konkurenčního uhlí je uvedeno na obr. 1. Z uvedených výsledků vyplývá: při využití dotace SAPS a TOP UP jsou náklady na 1 tunu energetického sena ve variantě I na hodnotě 577 Kč.t -1, ve variantě II na hodnotě 854 Kč.t -1, biomasa s těmito výrobními náklady je na trhu paliv již realizovatelná 2
Tab. 3: Technologie a náklady na TP varianta 2 přihnojování kejdou 3
4
P o z n. : - sazba dotace v rámci opatření SAPS stanovena pro rok 2008 ve výši 3072,70 Kč na 1 ha zemědělské půdy - sazba národní doplňkové platby Top-Up stanovena pro rok 2008 ve výši 1341,40 Kč na 1 ha zemědělské půdy - p r o o b l a s t L FA ( o s t a t n í ) s e u v a ž u j e p r ů m ě r n á d o t a c e v e v ý š i 2 7 0 0 K č n a 1 h a t r a v n í c h p o r o s t ů - p r o o b l a s t L FA ( h o r s k é ) s e u v a ž u j e p r ů m ě r n á d o t a c e v e v ý š i 3 8 0 0 K č n a 1 h a t r a v n í c h p o r o s t ů 5
ve výrobních oblastech, kde lze využít dotaci LFA (pro ostatní méně příznivé oblasti) je využívání produkce z TP ekonomicky výrazně příznivější, ve variantě s hnojením jsou výsledné náklady na úrovni 104 Kč.t -1, ve variantě bez hnojení jsou dokonce dotace vyšší než celkové náklady na pěstování a sklizeň TP a to o 323 Kč.t -1 ve výrobních oblastech, kde lze využít dotaci LFA pro horské oblasti je využívání produkce z TP ekonomicky ještě příznivější, dotace v obou sledovaných variantách jsou vyšší než celkové náklady na pěstování a sklizeň TP a ve variantě s hnojením o 201 Kč.t -1, ve variantě bez hnojení dokonce o 690 Kč.t -1 b) biopalivo ve formě briket/pelet Pro využití produkce z travních porostů 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 N á k l a d y ( K č / t ) 1200 1000 800 600 400 200 0 577 854 tunu. Konkurenčním palivem je zde uvažováno tříděné hnědé uhlí, cena tohoto uhlí se srovnatelnou výhřevností se pohybuje mezi 1700 až 1800 Kč.t -1 včetně ekologické daně (cena u výrobce, bez DPH a bez dopravy). Porovnání nákladů na výrobu briket resp. pelet z energetického sena ve srovnání s cenou konkurenčních paliv je uvedeno v grafu na obr. 2. Z uvedených výsledků vyplývá: brikety/pelety z TP jsou ve všech oblastech ekonomicky příznivější než srovnatelné konkurenční uhlí náklady na 1 tunu briket/pelet z TP jsou opět příznivější pro variantu bez hnojení, v oblastech mimo LFA dosahují hodnoty 1277 Kč.t -1, v oblastech LFA ostatní 377 Kč.t -1 a v oblastech LFA (horské) dokonce jen 10 Kč.t -1 pro variantu hnojení kejdou jsou náklady na 1 tunu briket/pelet z TP poněkud vyšší. v oblastech mimo LFA dosahují hodnoty 1554 Kč.t -1, v oblastech LFA ostatní 804 Kč.t -1 a v oblastech LFA (horské) jen 499 Kč.t -1 Varianta I - bez hnojení Varianta II - hnojení kejdou 104 Hnědé uhlí energetické -200-201 -400-323 -600-800 Mimo LFA LFA (ostatní) LFA (horské) -690 Obr. 1: Porovnání nákladů na 1 tunu tuhých biopaliv (energetické seno ve formě lisovaných balíků) s cenou konkurenčního paliva (hnědé uhlí energetické 6
1800 Hnědé uhlí tříděné 1600 1400 1277 1554 Varianta I - bez hnojení Varianta II - hnojení kejdou 1200 Náklady (Kč/t) 1000 800 804 600 499 400 377 200 0 Mimo LFA LFA (ostatní) LFA (horské) 10 Obr. 2: Porovnání nákladů na 1 tunu briket/pelet (z energetického sena) s cenou konkurenčního paliva (hnědé uhlí tříděné Závěry Bez dotací je využití sena z TP jako biopaliva v současné době ekonomicky nereálné, biopalivo nemůže ekonomicky konkurovat současným zdrojům energie a je na trhu paliv v podstatě nerealizovatelné. Při využití současných dotací je již toto biopalivo ekonomicky příznivé ve všech výrobních oblastech, zvláště příznivé je v oblastech LFA. Při přípravě a realizaci podnikatelského záměru na delší časové období zůstává určitým problémem jistota a výše dotačních podpor. Kromě tohoto úzkého pohledu na ekonomiku TP je však třeba konstatovat, že jejich přínos a význam je i v dalších oblastech, např.: využití produkce, která nemá uplatnění v krmivové základně využití odpadní produkce z údržby a obnovy krajiny příznivý vliv na tvorbu krajiny a na životní prostředí vytvoření nových pracovních příležitostí zvýšení ekonomické stability zemědělských podniků Literatura: ABRHAM, Z., KOVÁŘOVÁ, M.: Ekonomika energetického využití sena z travních porostů. [Economy of biomass from grass stands]. In: Trávne porasty súčasť horského polnohospodárstva a krajiny, Sborník přednášek z mezinárodní vědecké konference, Banská Bystrica, VÚT- PHP, 2006, s. 115-122, ISBN: 80-88872-56-1 ABRHAM, Z., ANDERT, D., SLADKÝ, V.: Energetické využití pevné biomasy. Praha : VÚZT, 2006, č. 7, s. 59, ISBN 80-86884-19-8 www.biom.cz www.czso.cz www.mze.cz www.mus.cz www.suas.cz www.szif.cz 7
Abstrakt: V posledním letech dochází ke snižování plochy zemědělské půdy využívané pro produkci potravin a zvyšují se plochy trvalých travních porostů. Vzhledem k výraznému snížení stavů skotu a omezené možnosti využití produkce z travních porostů na krmení se ověřují možnosti a podmínky využití této produkce pro energetické účely. Jako jedna z perspektivních variant se jeví energetické využití sena jako tuhého biopaliva. Příspěvek se zabývá technologií a ekonomikou pěstování trvalých travních porostů a využitím sena pro energetické účely. Významný vliv na ekonomiku energetického využití sena mají dotace. Bez dotací se náklady na 1 t sena pohybují přes 2000 Kč/t a jeho energetické využití je tedy nereálné. S využitím dotací lze významně snížit výsledné náklady na jednotku produkce, zvláště příznivé jsou v oblastech s možností dotace LFA. Klíčová slova: trvalé travní porosty, energetické seno, technologie a ekonomika Kontaktní adresa Ing. Zdeněk Abrham, CSc. Ing.Marie Kovářová Výzkumný ústav zemědělské technika, v.v.i., Drnovská 507, 16101 PRAHA 6 tel.: 233022399, 233022313 e-mail zdenek.abrham@vuzt.cz 8