Účelovo pestovaná biomasa ekologické a energetické problémy nevyrieši

V ostatnej dobe EÚ intenzívne podporuje výrobu energie z alternatívnych zdrojov ako prostriedok na zníženie nárastu skleníkového efektu. Medzi alternatívne zdroje energie sa zaraďuje vodná energia (v malom rozsahu ako miestne zdroje), veterná energia, slnečná energia, geotermálna energia, vodík (je novou energetickou technológiou) a biomasa. Hoci ide o rôznorodú skupinu, každému zdroju sa mlčky pripisuje obnoviteľnosť a ekologická nezávadnosť v rovnakej miere, teda aj biomase. Na Slovensku, podľa koncepcie rozvoja poľnohospodárstva do roku 2013, je možné vyčleniť pre produkciu biomasy na biopalivá 165 678 ha, avšak ako energetický potenciál obnoviteľných zdrojov energie (OZE) sa počíta účelovo pestovaná biomasa pre energetické účely až na 300 000 ha. Očakávané jednoznačné pozitíva, plynúce pri využití biomasy na produkciu biopalív z redukcie nárastu skleníkového efektu a z energetického zisku, mnohí spochybňujú, pričom poukazujú na negatívne nepriame účinky.

Potenciál redukcie nárastu skleníkového efektu

Na rozdiel od ostatných alternatívnych zdrojov, využitie biomasy na energetické účely je na jednej strane spojené s využitím oxidu uhličitého asimiláciou z atmosféry na tvorbu biomasy, ale na druhej strane tiež s jeho produkciou pri jej spaľovaní. Biomasa z jednoročných plodín je preto z hľadiska akumulácie uhlíka v atmosfére neutrálna. Pri jej využití na energetické účely sa uvoľnené množstvo oxidu uhličitého využije rastlinami na produkciu biomasy v nasledujúcom období.

Využívanie dreva z lesníctva, drevárskeho priemyslu a aj drevných štiepok, ktoré predstavuje najväčší zdroj biomasy do bioelektrární na výrobu tepla, neprispieva k boju proti globálnemu otepľovaniu, ako sa niekedy omylom uvádza (Úradný vestník EÚ, 17.3.2006). Využitím drevnej biomasy, napr. zo 100 ročného lesa v priebehu jedného roka, sa vyprodukuje množstvo oxidu uhličitého, ktoré využije les ďalšej generácie až za 100 rokov, a to za predpokladu, že plocha lesov bude zachovaná. Nižší podiel na akumulácii CO2 v atmosfére má využitie drevnej hmoty z rýchlorastúcich 3-5 ročných drevín.

Využitie biomasy na výrobu energií neznižuje akumuláciu oxidu uhličitého v atmosfére priamo, ale len nepriamo, v podiele, v akom sa nahradia fosílne palivá. Pre najbližšie roky je zníženie spotreby fosílnych palív málo pravdepodobné. Z dlhodobého hľadiska, reálny potenciál priamo redukovať obsah oxidu uhličitého v atmosfére majú len porasty drevín založené na doteraz voľnej ploche (projekty v USA a v Číne, Mexiko - tzv. uhlíkový kredit atď.), za predpokladu, že sa nevyužijú ako biopalivá, čo by bolo opäť spojené s uvoľnením oxidu uhličitého do atmosféry.

Obnoviteľnosť zdrojov verzus ekonomická efektívnosť a energetický zisk

Obnoviteľnosť alternatívnych zdrojov energie, a teda ich nevyčerpateľnosť, je prednosťou pred fosílnymi palivami. Na rozdiel od ostatných alternatívnych zdrojov biomasa nie je automaticky obnoviteľná tak, ako napríklad vodné toky, slnečná energia a iné. Na jej dopestovanie sú potrebné každoročne značné pracovné a materiálne náklady. Okrem toho, obnoviteľnosť pri jednoročných plodinách je jednoročná, avšak pri drevinách trvá 4 - 100 rokov, čo z hľadiska aktuálnych energetických potrieb nespĺňa kritérium obnoviteľnosti, a nakoniec, obnoviteľnosť biomasy nespĺňa ani ekologické kritérium, pretože pri jej využití ako biopaliva sa v rovnakej miere obnovuje produkcia oxidu uhličitého.

Uvedené vlastnosti biomasy znižujú ekonomickú efektívnosť a energetický zisk, ktorý je prvoradým cieľom pri pestovaní energetických plodín. V opačnom prípade, všetky ostatné dôvody, ktoré slúžia pre ich propagáciu, strácajú zmysel. Ekonomické kritériá nie sú nedôležité, ale skôr vyhovujú pre krátkodobé zámery, pretože podliehajú kolísavým tendenciám trhu a sú deformované masívnymi dotáciami.

Energetický zisk sa môže zvýšiť, po prvé, v etape pestovania biomasy, po druhé, v etape jej technologického spracovania a po tretie, spôsobom jej využitia. Aplikácia zásad presného poľnohospodárstva, pestovanie genotypov efektívnejšie využívajúcich živiny, najmä dusík, ktorého produkcia sama osebe je energeticky náročná, prispeje k energetickej efektívnosti v prvej etape produkcie biopalív. V druhej etape, technológia výroby biopalív druhej generácie, ktorá využije nielen škrob a cukor, ale aj lignocelulózu, teda v podstate celú biomasu - zvýši ekonomickú aj energetickú efektívnosť výroby biopalív. Na tejto technológii sa vo svete intenzívne pracuje. Významný projekt sa v tomto smere rozvíja na Slovensku v Leopoldove. Z hľadiska spôsobu využitia biomasy je energeticky neefektívne priame spaľovanie zrna, ale aj ostatnej biomasy, pretože z produktu, na syntézu ktorého rastlina venovala nemálo energie, sa nezíska nič, len teplo, nevyužije sa energia, ktorú rastlina vynaložila na tvorbu cenného uhlíkatého skeletu a ešte cennejšieho a energeticky náročnejšieho bielkovinového komplexu. Pri využití biomasy na bioetanol sa získajú tiež kvalitné výpalky, ktoré sa môžu využiť ako krmivo, ak zrno bolo zdravotne nezávadné, ale aj ďalšie produkty podľa technológie, napr. lepok, rastlinné steroly, ktoré znižujú cholesterol a ďalšie produkty, ktoré môžu byť viac cenené ako bioetanol.

Ekonomická efektívnosť a energetická náročnosť závisia od potenciálnej produkcie biomasy, čo je podmienené ekologickými podmienkami a plodinou. A preto i pri tých istých energetických vstupoch sa nie v každej krajine pri doterajšej technológii pestovania odrôd získa pestovaním energetických plodín aj energetický zisk. Preto napríklad Brazília, ktorá má dobré podmienky pre získanie vysokej úrody cukrovej trstiny, produkuje biopalivá lacnejšie ako je cena nafty a je exportérom biopalív. Komplexné štúdie, ale aj priame experimenty zamerané na objektívne posúdenie energetického zisku, nie sú časté a na Slovensku celkom chýbajú. Sú určite potrebné, pretože vzhľadom na ekologickú podmienenosť energetického zisku i pri tých istých vstupoch závery z iných krajín nemusia byť relevantné.

Biopalivá verzus potraviny

Na rozdiel od ostatných alternatívnych zdrojov výroba energie z biomasy konkuruje, alebo je v rozpore s pôvodným poslaním producentov zabezpečovať výživu obyvateľstva. V súčasnej dobe na svete hladuje 800 mil. ľudí a 10 mil. ročne od hladu zomiera. V najbližšej budúcnosti sa počet obyvateľov na zemeguli zdvojnásobí na 10-12 miliárd. To znamená, že ak by sa produkcia potravín len zdvojnásobnila, aj tak by sa zdvojnásobnil počet hladujúcich a zomierajúcich od hladu. Plocha ornej pôdy vo svete ubúda, zdroje jej rozšírenia sú obmedzené, rezerva je len vo zvýšení úrod. V EÚ sú opačné tendencie. Je podporovaná produkcia organických potravín, ktoré vyžadujú viac pôdy než konvenčné hospodárenie s vyššou intenzitou a tiež, najmä v ostatnej dobe, produkcia rastlín pre energetické účely, ktorá priamo obmedzuje plochu plodín pestovaných pre výrobu potravín a krmív. Pretože pôda je limitovaná, je potrebné voliť kompromis medzi nimi. Týka sa to aj Európy.

Systém produkcie energie z biomasy tak limituje organické poľnohospodárstvo a naopak. Existuje aj ďalšie riziko z rozšírenia pestovania biopalív. Podľa OECD podpora k produkcii biomasy na energetické účely bude viesť k prudkému rastu cien potravín a je podozrenie, že podpora biopalív je skrytá forma podpory vplyvných domácich poľnohospodárov.

Oprávnená je aj obava z ohrozenia biodiverzity a zníženia úrodnosti pôdy v dôsledku monokultúrneho pestovania plodín. Už v súčasnej dobe sa pestujú obilniny na viac ako 50 % ornej pôdy, bez plochy repky a slnečnice. Ak by sa doterajšia pestovateľská plocha obilnín mala zvýšiť o plochu pre ich pestovanie na energetické účely, potom na 2/3 až 70 % ornej pôdy by sa pestovali obilniny a repka. To by neprospelo ani biodiverzite, ani trvalej udržateľnosti úrodnosti pôdy. Ak sa doterajšia pestovateľská plocha o plochu na produkciu biopalív rozšíri, ubudne plocha obilnín pre využitie ako potraviny a krmivá, ktoré sa doteraz vždy spotrebovali na domácom trhu, alebo vyviezli.

Oxid dusný nie je argument proti energetickým plodinám

Okrem oxidu uhličitého sa na raste skleníkového efektu podieľa tiež oxid dusný, ktorého koncentrácia síce nie je vysoká, ale má až 300 násobne vyšší skleníkový efekt než oxid uhličitý. Podľa názoru nositeľa Nobelovej ceny Paul Crutzen, pestovanie plodín pre energetické účely bude vyžadovať vysokú intenzitu ich pestovania, čo je spojené s vyššou spotrebou minerálnych hnojív, najmä dusíka, ktorý produkuje oxid dusný, a preto jedine cukrová trstina má, ako biomasa pre produkciu bioetanolu, pozitívny efekt na znižovanie nárastu skleníkového efektu. Hoci je tento výpočet správny, nemôže mať vplyv na rozhodnutie, či pestovať alebo nepestovať plodiny pre energetické účely. Problém nie je v tom pre aký účel sa rastliny pestujú, ale v tom, že sa vôbec pestujú a hnoja dusíkatými hnojivami. Rastliny pre výrobu potravín, krmív a iné účely sa pestovať bez dusíka nedajú, a preto, žiaľ, s produkciou oxidu dusného treba kalkulovať a vhodnými opatreniami jeho produkciu redukovať. Alternatíva - poľnohospodárstvo bez dusíkatého hnojenia neexistuje. Skutočnosť, že až 48 % oxidu dusného sa produkuje z hnojenia rastlín, je naliehavou výzvou na precizovanie hnojenia dusíkatými hnojivami.

Najefektívnejší spôsob znižovania emisie oxidu dusného je tvorba genotypov s efektívnejším príjmom a utilizáciou dusíka. Vo svete sú šľachtiteľské programy zamerané na šľachtenie odrôd s vysokým obsahom škrobu a nízkym obsahom bielkovín.

Záver

Biomasa ekologické a energetické problémy nevyrieši. Ekologické problémy treba riešiť tam kde vznikajú a energetický zisk zabezpečovať účinnejšími zdrojmi. Účelovo pestovaná biomasa pre energetické účely na ornej pôde má odôvodnenie len za predpokladu, že neobmedzuje produkciu potravín a krmív. Na zabezpečenie jej ekonomickej a energetickej efektívnosti je potrebné vyvinúť nové genotypy vrátané GMO, realizovať systém precízneho hospodárenia a komplexne využiť vyprodukovanú biomasu, nielen na bioetanol, ale aj na ďalšie biologické aktívne látky. Biologický odpad je rozumné využiť na produkciu energie. Potrebné je však definovať čo je odpad. Slama môže byť definovaná ako „odpad“ len v niektorých oblastiach s vysokým obsahom humusu. Inde má ísť znova do pôdy.

Recenzoval: S. Kubinec

Snímka: archív redakcie