Využití biomasy pro energetické účely v ČR

The biomass utilization for energetic purposes in CR

D. Kocourková, J. Mrkvička, J. Urbanec

Katedra pícninářství, Agronomická fakulta ČZU v Praze, Praha 6-Suchdol

Abstract: Biomass energy systems produce no net emissions of carbon dioxide because they recycle carbon. The trade of biofuels for energy increases rapidly and must increase even more rapidly in order to fulfil the targets in the EC ”White Paper for Renewable Sources of Energy”. After the year 2000 the potential of bio-fuels represents 10 mil. tons of plant biomass in Czech Republic. Biomass is organic material that comes from fast growing plants, such as trees, grass, straw and many other natural materials that are tested to determine whether they are suitable energy sources.

Keywords: biomass, energy sources, biofuels

V posledních letech se ČR potýká s problémem využití zemědělského půdního fondu zejména ve ztížených výrobních podmínkách. Tyto plochy jsou ekonomickým a ekologickým břemenem. Podle prognóz by v roce 2005 měla nevyužitá orná půda zaujímat 400-600 tis. ha. Také výměra nevyužívaných trvalých travních porostů by měla dosáhnout 500-600 tis. ha. Stojíme tedy před otázkou, jak naložit s 1 mil. ha tak, abychom nezatížili životní prostředí a současně využili tyto plochy co nejoptimálněji z ekonomického hlediska.

Evropská komise v roce 1997 přijala dokument s názvem White paper, v němž je stanoven cíl, podle kterého by mělo do roku 2010 dojít k zdvojnásobení podílu obnovitelných zdrojů na produkci energie EU, tj. ze 6 na 12%. Země usilující o vstup do Evropské unie musí navrhnout vlastní postupy, kterými se chtějí přiblížit stanovenému cíli. Obsah dokumentu White paper je součástí jednání mezi EU a kandidátskými zeměmi.

Zemědělství v ČR by mělo splňovat dvě základní funkce:

1) Produkční, tedy zabezpečení základní výživy obyvatel a výrobu potřebných nepotravinářských surovin, kam lze zařadit i produkci biomasy pro energetické využití, a to jak cílenou, tak i produkci biomasy jako vedlejšího produktu.

2) Mimoprodukční, což jsou cíleně vykonávané zásahy přispívající k ochraně složek životního prostředí a ekologické efekty, které představují původní produkt vlastní produkční činnosti (např. údržba půdního fondu v kulturním stavu, ochrana kvality vod před produkty neodstraněné zetlívající biomasy).

Produkce biomasy pro energetické využití splňuje jak hlediska produkční,

tak i hlediska mimoprodukční sledovaná zákonem o zemědělství.

Ve prospěch použití biomasy jako náhrady fosilních paliv hovoří několik faktů:

· biomasa je obnovitelný zdroj energie

· není vázána jen na určitou lokalitu, což znamená úsporu finančních prostředků a energie za dopravu

· vytváří nové pracovní příležitosti pro obyvatele, zejména na venkově

· omezuje těžbu fosilních paliv

· snižuje objem dovážených paliv a energie, a tím dochází ke snížení schodku zahraniční platební bilance státu

· pěstováním energetických plodin je možné využívat přebytečnou zemědělskou půdu

· zbytek po zpracování lze využít jako hnojiva

· energetické využití biomasy má menší negativní dopady na životní prostředí než použití fosilních paliv.

Spalováním rostlinných paliv nenarůstají emise oxidu uhličitého. Stejné množství CO2 uvolněného spálením se spotřebovává při fotosyntetických procesech tvorby rostlinné biomasy. Biomasa obsahuje pouze zanedbatelné množství síry, nevzniká tedy oxid siřičitý. Hodnoty emisí oxidů dusíku jsou závislé na množství dusíkatých látek v biopalivu. Neměla by se spalovat biomasa s obsahem dusíku vyšším než 1,5 %. Hodnoty oxidů dusíku závisí také na teplotě spalování. Při teplotě vyšší než 1 200 oC v topeništi dochází k jejich uvolňování. Pokud dojde ke spalování za teploty nižší než 500 °C, uvolňují se nespálené dehtové plyny. Polétavý popel z komína může obsahovat částice těžkých kovů. Tomu lze poměrně snadno zabránit instalací dodatečného lapače jisker na komín. Nevýhody využití biomasy závisí na jejím typu:

· větší obsah vody, a tudíž nižší výhřevnost (dřevní hmota)

· větší objem paliva, vyšší nároky na skladovací prostory

· nutnost úpravy paliva (sušení, tvarování, atd.)

· poměrně vysoké investiční náklady na technická zařízení - cena paliva

· složitější manipulace s palivem ve srovnání s plynem, elektřinou, LTO

· lokální využití paliva.

Je nutné minimalizovat přímé i nepřímé vklady energií do systému přípravy fytopaliv. Toto je možno dosáhnout efektivním energetickým využíváním rostlinných zbytků o maximální sušině pro přímé spalování nebo zplynování. Pěstování vytrvalých energetických rostlin minimalizuje energeticky náročné zpracování půdy nutné při pěstování jednoletých energetických rostlin. Ekologický efekt vzrůstá při vysokých výnosech sušiny biomasy.

Na katedře pícninářství bude založen pokus, jehož smyslem je ověřit vhodnost některých pícních travních druhů pro případné energetické využití. Na stanovištích trvalých travních porostů budou vybrány určité porostové typy, u kterých bude zjišťována možnost energetického využití nadzemní biomasy. Současně bude sledována vhodnost nadzemní biomasy jednotlivých druhů trav pro přímé spalování. Bude stanovena optimální doba sklizně a způsob využívání sledovaných porostových typů a druhů trav pro jejich využití jako zdroje energie.

Práce je řešena v rámci výzkumného záměru MSM 41210-0004.