Nedostatek biomasy

Úvod

Biomasa je fenomén, který se vyskytuje průběžně po celé období od začátku využívání obnovitelných zdrojů energie. Má různé formy, z nichž nejdůležitějších je biomasa tuhá či pevná, využívaná pro vytápění budov. Je důležitá zejména pro drobné spotřebitele a obecní biokotelny, protože může postupně nahrazovat stále se zdražující, a tím méně dostupnější, uhlí. V poslední době se ale biomasa stává čím dál více nedostatkovým zbožím, což směřuje k výraznému zvyšování nákladů na vytápění.

Jaké jsou zdroje biomasy?

1. Odpadní a vedlejší produkty

Biomasu pro energetické využití lze získávat především z odpadních materiálů či vedlejších produktů. Nejčastěji to jsou dřevní či lesní odpady ve formě dřevní štěpky, která se získává zpravidla drcením při těžbě dřeva. Vlastnosti dřevní hmoty jsou tradičně dobře známé, topení dřevem je jednoduché, každý tak umí topit. Rovněž moderní topné pelety jsou vyráběny také většinou z dřevní biomasy. Proto se většina podniků spalujících biomasu soustřeďuje právě na tuto formu biomasy, a tak se dokonce stává, že veřejnost považuje za biomasu často jen dřevní hmotu.

Z vedlejších produktů, zejména ze zemědělství, se nejčastěji jako biomasa pro energii používá sláma – především sláma obilovin, nebo také řepky apod. Ve velkých kotelnách se spalují zpravidla celé balíky slámy slisované přímo na poli po sklizni hlavní plodiny. V poslední době se již také začaly lisovat pelety ze slámy, někdy i brikety (hlavně ze slámy řepkové).

S postupující výstavbou kotelen na biomasu se soustavně zvyšují požadavky na zdroje biomasy. Protože je spalování dřevní biomasy nejsnazší, je vyžadována především dřevní štěpka. Zejména nové velké biokotelny spotřebují převážné množství štěpky a na menší provozy se pak nedostává. Zvyšuje se proto poptávka a úměrně tomu se zvyšuje i cena. V poslední době se štěpka prodává za cenu kolem 2.000 Kč/t, což je výrazný skok oproti dřívějším cenám. Konkrétní příklady některých středních městských výtopen spalujících štěpku svědčí o tom, že se náklady na vytápění zvýšily za poslední 3 roky až trojnásobně! V důsledku nedostatku dřevní štěpky se musí dovážet ze stále větších vzdáleností, což dále její výslednou cenu zvyšuje.

2. Cíleně pěstované „energetické“ rostliny

Z předběžných výpočtů a bilancí potřeby biomasy vyplývá, že je třeba zajistit biomasu téměř z 50 % cíleně pěstovanými rostlinami, abychom v ČR dosáhli stanoveného podílu energie z biomasy (podle ukazatelů daných z EU). Tyto plodiny, pěstované pro energii lze rozdělit na 2 skupiny: dřeviny a polní plodiny.

Veřejnost zná především tzv. rychle rostoucí dřeviny (RRD), protože se u nás dlouhodobě propagují a jsou rovněž všeobecně doporučovány ze západních států EU. Dobré výsledky s jejich pěstováním mají zejména ve Švédsku, kde pěstují nejen topoly, ale také různé druhy vrb. Podstata spočívá v založení plantáže, obvykle výsadbou řízků do volné půdy. Rostliny v průběhu (zpravidla) prvých 5 let od výsadby postupně zakořeňují, rozrůstají se a vytvářejí dřevní biomasu. První sklizeň se provádí obvykle po 5 letech vegetace (v případě vrb i dříve). Po sklizni je třeba nechat biomasu vyschnout, protože mívá při sklizni až 50 % vody. Po vyschnutí se pak drtí a vzniká tak rovněž dřevní štěpka. Její cena je ale vyšší, oproti štěpce z lesních odpadů, kde není třeba rostliny k tomu účelu záměrně pěstovat. I přes nevýhodu takto zvýšených nákladů se ale pěstování těchto dřevin doporučuje, právě proto, že je štěpky nedostatek. Avšak i přes poměrně značnou propagaci pěstování rychle rostoucích dřevin zaujímají jen omezené pěstitelské plochy. V r. 2010 bylo v celé ČR přibližně jen asi 300 ha. Z toho je zřejmé, že tato produkce nevyřeší obecný nedostatek biomasy a už vůbec ne rychle. I kdyby se najednou vysázelo např. 1.000 ha, musíme čekat nejméně 5 let na první sklizeň.

Druhou skupinou cíleně pěstované biomasy jsou polní energetické plodiny (PEP) bylinného charakteru, nejsou to tedy dřeviny. Jedná se o různé druhy jednoletých, víceletých i vytrvalých rostlin. Zakládání porostů většiny těchto polních plodin spočívá v jednoduchém zasetí na volnou půdu za použití běžného secího stroje a také k další kultivaci včetně sklizně, se používá tradiční technika, která je v každém zemědělském podniku k dispozici. Pro energetické účely mají největší význam rostliny vytrvalé, které vydrží na stanovišti dlouhodobě, zpravidla více něž 10 let. Jejich pěstováním se získá biomasa pro energii již od druhého roku vegetace a pak opakovaně každoroční sklizní. Další výhodou polních energetických plodin je poměrně vysoká sušina a to již při jejich sklizni, takže je jejich případné dosoušení snadné i rychlé. Některé druhy se v případě obvyklého letního slunného počasí nemusí vůbec dosoušet.

Přesto jsou tyto plodiny v současné době pěstovány jen v malém rozsahu, neboť tato produkce pro energii nemá nyní cílenou podporu. V době podpory této produkce (do r. 2007 při 2 - 3.000 Kč/ha) se ale podařilo během krátké doby (cca 5 let) i přes minimální propagaci, pěstovat tyto plodiny na více než 2.000 ha (kdežto plantáží RRD bylo v té době v ČR jen asi 100 ha). Nyní lze podporu pro PEP získat jen tzv. plošnou (na zemědělskou a ornou půdu), ve stejné výši jako např. na pšenici či další běžné plodiny. Pěstovat pšenici umí každý a některé roky je i dobře zaplacena, kdežto netradiční energetické plodiny jsou nové, ne příliš známé, takže o ně zemědělci nemají zájem, zvl. po r. 2008, kdy byla speciální podpora na tyto plodiny zrušena. K velké škodě bylo potom zlikvidováno více než 1.500 ha víceletých a vytrvalých energetických plodin a zemědělci se vrátili opět k pěstování pšenice. Zrušením této podpory se narušil i celý slibně se rozvíjející program, což přispívá rovněž k současnému všeobecnému nedostatku biomasy.

Polní energetické plodiny (PEP) se poměrně snadno pěstují a mohou poskytnout biomasu mnohem rychleji, než např. RRD. V případě jednoletých plodin se biomasa získá hned v roce zasetí, víceleté a vytrvalé PEP poskytují biomasu zpravidla od druhého roku vegetace. Záměrné pěstování PEP může tedy zajistit v poměrně krátkém časovém období významný podíl energetické biomasy a přispět tak reálně k řešení současné svízelné situace s nedostatkem biomasy. Je pouze třeba vytvořit alespoň trochu přijatelné podmínky pro zemědělce, aby byli ochotni tyto plodiny pěstovat.

Současná situace - cílené pěstování energetických rostlin Jak bylo už i v praxi prokázáno, biomasa odpadní či z vedlejších produktů nestačí a je nutné se zaměřit na cílenou produkci biomasy. Zpravidla se nejčastěji cituje pěstování již zmíněných rychle rostoucích dřevin.

V poslední době se začíná doporučovat i pěstování tzv. sloní trávy – Miscanthu. Je to statná, vysoká a vytrvalá tráva (údajně až 15-20 let), která má poskytovat vysoké výnosy biomasy. Už před více než 20 lety byla doporučována zejména v Německu. Naše prvé zkušenosti – od v r. 1990 nebyly ale příznivé, proto jsme se jí dále nevěnovali. Miscanthus trpí v prvém roce vymrzáním a v průběhu vegetace jsou třeba pravidelné vydatnější srážky, aby byl získám dostatečně vysoký výnos. V současné době je snaha tuto plodinu u nás přece jenom rozšířit a to i přesto, že je její předpokládaný úspěch založen zatím jen na výsledcích z pokusných ploch a na provozních plochách jsou zkušenosti jen z krátkodobého pěstování. V některých lokalitách ale může být pěstování Miskanthu úspěšné, proto není na závadu, když se začne pěstovat ve větším rozsahu. Je to ale hlavně pro solventní firmy, protože je potřeba upozornit na to, že na založení této kultury je třeba poměrně velká investice. Zakládá se totiž výsadbou z oddénků, cena se pohybuje od 4 až do 10 Kč/kus, což při potřebě cca 10 tis.kusů na 1 ha vychází až na 100 tis. Kč/ha. Náklady na sadbu Miscanthu na 1 ha jsou v podstatě obdobné, jako při zakládání plantáže rychle rostoucích dřevin.

Založení polních energetických plodin je podstatně levnější, přesto je o jejich pěstování u nás jen malý zájem, což je způsobeno tím, že jejich produkce není nijak stimulována (jak bylo již uvedeno). Naopak, v př. RRD je nyní snaha prosadit podporu alespoň na založení porostu. Každá podpora produkce energetické biomasy je sice vítaná, ale proč je zaměřována právě jen na ty nejnákladnější a nesložitěji pěstované druhy ? Je dost těžko pochopitelné, že se pro cílené pěstování propagují právě tyto druhy a to v době, kdy chybí peníze a musíme na všech úsecích úzkostlivě šetřit.

Vedle vysokých nákladů má pěstování těchto „drahých“ energetických rostlin i další nevýhody :

1. mají oproti zmíněným PEP opožděnou produkci, v případě RRD přibližně po 5 letech od založení kultury (a po této sklizni je nutné zase čekat dalších 5 let na druhou sklizeň), Miscanthus poskytuje plnou produkci nejdříve od 3. roku vegetace.
2. RRD i Miscanthus se zakládají vysazováním, což bývá obvykle řádově nákladnější, než jednoduché setí polních plodin.

Názorný rozdíl v nákladech na pěstování některých zmíněných energetických rostlin lze zjednodušeně vyjádřit např. v nákladech na osivo/sadbu, jak je zřejmé z připojeného přehledu:

Cena osiva / sadby na založení porostů energetických rostlin a termín první produkce
rostliny	osivo Kč/kg	sadba Kč/kus	potřeba/ha	celkem Kč/ha	první sklizeň
setí
lesknice rákosovitá	150	-	20-25 kg	3.000 - 3.750	od (1.) 2. roku
sveřep bezbranný	30 - 35	-	40-50 kg	1.200 - 1.750	od 2. roku
Rumex OK 2	400-500	-	10 kg	4.000 - 5.000	od 2. roku
výsadba
Miscanthus	-	4 -10	10 tis.kusů	40 – 100 tis.	od (2.)3. roku
RRD (dřeviny)	-	cca 5 -10	10 tis.kusů	50 – 100 tis.	od (3.)5. roku

Z údajů je na první pohled zřejmý zásadní rozdíl v nákladech na osivo/sadbu jednotlivých porostů. Další náklady na vlastní výsadbu či setí a následné ošetřování porostů nejsou u všech druhů zatím spolehlivě vyčísleny, ale uvedené náklady na osiva/sadbu jsou již dostatečně výmluvné. Vysoké náklady na založení RRD a Miscanthu se ještě dále zvyšují tím, že se zakládají výsadbou, což je řádově dražší, než na ty, které se sejí. Pro RRD je navíc pro jejich založení, kultivaci a hlavně sklizeň potřebná speciální technika, která není zatím u nás běžně k dispozici, což jejich pěstování rovněž do značné míry komplikuje. Výhodou polních energetických plodin je dále rychlejší tvorba produkce, a to v případě zmíněných víceletých či vytrvalých druhů je to hned od druhého roku vegetace, což tedy může reálně přispět k zajištění významného podílu současného nedostatku energetické biomasy.

Souhrn a závěry

Problémy stále se prohlubujícího nedostatku biomasy pro vytápění je nezbytné urychleně řešit. Vedlejší a odpadní produkty nestačí, proto je nutné soustředit se na cílené pěstování energetických plodin. Významným zdrojem biomasy jsou polní energetické plodiny, které mohou v poměrně krátké době zajistit stěžejní podíl nedostatkové biomasy. Navíc jsou podstatně levnější při zakládání porostů a současně vyžadují snazší kultivaci, než je tomu v případě rychle rostoucích dřevin či Miscanthu. V zájmu potřebné pestrosti pěstovaných plodin i různých zdrojů biomasy je třeba obecně podporovat všechny formy produkce biomasy, ale přitom nezapomínat právě na ty, která jsou nejlevnější. Pro rychlé a významné zajištění biomasy je proto potřeba vytvořit patřičný stimul pro pěstitele polních energetických plodin.

Tweet

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?

Jak získat udržitelnou biomasu