Využití rostlinné biomasy v energetice ČR

Podle indikačního cíle Evropské komise by se měla v roce 2010 podílet rostlinná biomasa na spotřebě energie v ČR osmi procenty. Díky dlouholetému výzkumu je možné kvantifikovat objemy energetické rostlinné biomasy, pocházející ze zemědělské výroby.

Potenciál rostlinné biomasy ze zemědělské výroby pro využití v energetice spočívá v těchto zdrojích: a) spalování rostlinné biomasy, b) využití rostlinné biomasy pro kapalné zdroje energie a c) využití rostlinné biomasy pro plynné zdroje energie.

V první části článku v minulém čísle jsme se zabývali zdroji pro spalování, ve druhé části se zabýváme kapalnými a plynnými zdroji a celkovým zhodnocením využití zemědělské biomasy v energetice.

Využití rostlinné biomasy pro kapalné zdroje energie

Bionafta

Z hlediska využití rostlinné biomasy jde o výrobu metylesteru z řepkového oleje (MEŘO), který je součástí směsného paliva – bionafty (ČSN 656511), tj. motorové nafty s obsahem do 31 % MEŘO. Tato směs se obecně chová jako klasická motorová nafta.

V posledních letech je osevní plocha řepky olejky asi 300 tis. ha s průměrným výnosem semene 3 t/ha (v roce 2007 činila osevní plocha řepky olejky asi 315 tis. ha). Pro zpracování tzv. energetické řepky je možné zvýšit osevní plochy až na 390 tis. ha tj. zhruba o 90 až 100 tis. ha, při zachování maximální koncentrace 15 % na orné půdě. Při zpracování řepkového semene na MEŘO se z jedné tuny získá asi 300 kg MEŘO a 700 kg pokrutin.

Svaz pěstitelů a zpracovatelů olejnin uvádí, že pokud v ČR nedojde k urychlenému vyřešení programu biopaliv, bude zpracování semene řepky na MEŘO výrazně ovlivňovat celkovou bilanci pěstování řepky olejky (osevní plochy, odbyt semene aj.). Do budoucna půjde především o to, aby nárůst produkce semen řepky olejky byl zpracován na MEŘO.

Bioetanol

Nejdůležitějšími plodinami pro výrobu etanolu jsou pšenice ozimé, kukuřice, sója, cukrovka, brambory. Technologie výroby potravinářského a farmaceutického lihu a bioetanolu se liší tím, že při procesu destilace, rafinace, dehydratace se neodstraňují některé skupiny látek.

MZE ČR ve spolupráci s dalšími ministerstvy vypracovalo bioetanolový program pro zemědělství, lihovary a tetrachemii. V roce 2006 byl uveden do provozu lihovar v Dobrovicích a lihovar ve Vrdech. V současné době činí celková výrobní kapacita asi 1,6 mil. hl/rok a ve výstavbě či přípravě výstavby jsou další kapacity přibližně 4 mil. hl/rok. Budoucí výrobní kapacita asi 5,6 mil. hl/rok je postačující pro nahrazení asi 15 % předpokládaného prodeje motorového benzinu v roce 2010 (zdroj: MZe – finanční a výhledová zpráva, obilniny, prosinec 2007).

Zavedení výroby biopaliv znamená pro zemědělské podniky stabilní odbyt produkce, stabilizaci celého trhu a mírnění cenových výkyvů na trhu zemědělských komodit. V tabulce je uveden odhad potřebné produkce surovin na výrobu bioetanolu a osevní plochy pšenice ozimé a cukrovky pro léta 2008 – 2010.

Od roku 2009 se počítá se zahájením uplatňování vysokoprocentních směsí biopaliv a čistých biopaliv, mezi které patří bioetanol a palivo E 85 (směs 85 % etanolu a 15 % benzinu). Ministerstvo zemědělství ve spolupráci s ostatními resorty připravuje víceletý program uplatnění těchto biopaliv. V souvislosti se zavedením podpory na palivo E 85 může v roce 2010 dojít k výraznějšímu nárůstu spotřeby etanolu a tím i obilnin a cukrovky k jeho výrobě.

Využití rostlinné biomasy pro výrobu plynných zdrojů energie

V ČR je nyní v zemědělských provozech postaveno asi 11 velkokapacitních bioplynových stanic. V současné době zpracovávají především exkrementy z velkochovů hospodářských zvířat (chlévská mrva, kejda skotu a prasat).

V souvislosti s poklesem stavu skotu se nabízí k výrobě bioplynu biomasa travních porostů a dalších plodin spolu s exkrementy hospodářských zvířat. Při kombinované technologii např. prasečí kejda + travní biomasa, lze dosáhnout produkci bioplynu asi 185 m³ na tunu fermentovaného materiálu, přičemž jen z travní biomasy činí produkce bioplynu kolem 150 m³/t a z prasečí kejdy asi 35 m³. Touto kombinací se zužitkovává jak travní biomasa ze zatravněných neobdělávaných ploch, tak biomasa energetických trav nebo rostlin. Vysokou produkci bioplynu vykazuje také kukuřice, pěstovaná na zeleno i na siláž. Vhodné jsou také čiroky a další rostliny.

Vyšší produkce bioplynu s kejdou se dosahuje přídavkem aditiv, tj. Ca (OH)₂ + recyklovaný substrát. Současně získáváme kvalitní organické hnojivo a zlepšujeme životní prostředí v objektech živočišné výroby i jejich okolí.

Rozsah využití bioplynu v budoucnu závisí především na výstavbě nových bioplynových stanic. Investiční náklady jsou zhruba od 40 do 50 mil. Kč (podle objemu reaktoru). Podporu pro financování výstavby reaktorů lze získat na základě žádosti z programů MZe, MŽP, MPO, ČEZ a Evropské unie.

Podmínky pro uplatnění biomasy

V rámci energetické koncepce ČR, která zahrnuje i obnovitelné zdroje energie, bude mít důležitou úlohu i uplatnění rostlinné biomasy. Aby se tato úloha naplnila, je třeba:

Okamžitě začít využívat stávající produkci rostlinné biomasy v zemědělství.

Neodkladně zahájit zakládání porostů vytrvalých energetických rostlin a rychle rostoucích dřevin (RRD), s plánovaným využitím jejich biomasy po roce 2010.

V první etapě jde o uplatnění nadbytečné (nepotřebné) slámy obilnin, olejnin, případně dalších plodin, kterou zemědělské podniky nespotřebovávají (při hospodaření bez chovu skotu aj.) Dále je možné v podhorských oblastech bezodkladně využívat nadzemní biomasu energetických trav a podle situace (i odbytu) celou nadzemní biomasu ozimých obilnin.

Pro použití perspektivních víceletých energetických rostlin (zejména šťovíku, ozdobnice čínské apod.) a RRD je nutno urychleně vyřešit finanční podporu (dotace) na založení porostu těchto rostlin. Každá prodleva způsobuje odklad jejich maximálních využití (u ozdobnice čínské podle stanoviště po 4 letech, u RRD 2. obmýtí po 6 – 9 letech).

V rámci územních energetických koncepcí bude třeba počítat, podle ekonomické situace a dalších podmínek (např. cílené pěstování energetických rostlin apod.), s nutnými změnami ve struktuře rostlinné výroby zemědělských podniků. V rámci těchto změn dojde k realizaci rostlinné výroby s variantním zastoupením energetických rostlin na zemědělské půdě.

Plodina

Množství produkce (tis. t)	Rok
2008	2009	2010
Pšenice ozimá	90,98	162,37	164,86
Cukrovka	324,82	579,67	588,56
Plodina	Osevní plocha (tis. ha)
Pšenice ozimá při výnosu 5 t/ha	18200	32470	32970
Cukrovka při výnosu 50 t/ha	6500	11590	11770

Uplatnění je nedostatečné

Dosavadní naše poznatky s pěstováním a využíváním rostlinné biomasy v různých stanovištních podmínkách ČR bohužel nasvědčují tomu, že její uplatnění v energetice je zatím nedostatečné. Proto je třeba na všech úrovních (od zemědělských podniků až po ministerstva, ale také například v České energetické agentuře a v úřadech Evropské unie) zvýšit odpovědnost a pracovní úsilí. Cílem je, aby se rostlinná biomasa podílela na využívání obnovitelných zdrojů energie v národním hospodářství nejméně ze dvou třetin.

Tento příspěvek byl realizován za finanční podpory MZe ČR (projekt reg. č. 000270061). Uvedené citace autorů v příspěvku jsou k dispozici u autorů. V dalších článcích se autoři budou věnovat způsobu pěstování jednotlivých druhů energetických plodin.

Tweet

Novinky z Prodevalu: zkapalňování CO2, Valopur DFM a nová výrobní linka na jihu Francie

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?