Zprávy z tisku
Jakou energetickou kukuřici a v které době ji sklízet pro produkci bioplynu?
Při fermentaci devíti různých odrůd kukuřice, které se sklízely v roce 2004 ve čtyřech různých termínech, bylo možno v laboratorních pokusech zjistit pouze relativně malé rozdíly ve výtěžnosti bioplynu a metanu na kg organické sušiny. Výnosy sušiny na hektar se naopak výrazně liší. Proto jsou podle dnešních poznatků zvláště doporučitelné pro stanoviště vhodné odrůdy s vysokými výnosy sušiny.
Novelizace německého Zákona o obnovitelných druzích energie (EEG) v roce 2004 vyvolala prudký nárůst novostaveb zemědělských bioplynových stanic. Projektanti, podnikatelé ve stavebnictví a výrobci zařízení pracují na základě cenných zkušeností na technickém zdokonalování bioplynových stanic. Zemědělci mají pro zahájení a pro provoz zařízení na výrobu bioplynu k dispozici širokou nabídku informací o firmách, asociacích a různých organizacích. Ve výzkumu se zkouší různé metody a jejich schopnost fermentace obnovitelných druhů surovin. V rámci výzkumného projektu "Optimalizace zásobování biomasou pro inovativní formy energetického využívání" se zkoumá cesta obnovitelných druhů surovin od vypěstování až přes skladování a úpravu až po fermentaci biomasy. Za tímto účelem se na Univerzitě v Hohenheimu pěstují energetické odrůdy kukuřice a zkoumají se jejich specifické výtěžnosti bioplynu a metanu. Za energetickou kukuřici se označují odrůdy kukuřice, které jsou zvláště vhodné pro energetické využití na základě jejich vysokého výnosu biomasy a složení obsažených látek. Podle ukončeného bilancování na konci projektu se podle ekologických a ekonomických hledisek určují vhodné odrůdy.
Materiál a metody
Pokusné pole je ve výšce přibližně 400 m nad mořem. Dlouhodobá průměrná roční teplota je 8,8 ºC a dlouhodobé průměrné roční srážky jsou 698 mm. Zkoumalo se devět odrůd kukuřice s velkou šířkou pásma čísel zralosti. Měření výnosů se prováděla ve čtyřech různých termínech sklizně. Jako kritérium se přitom použilo stadium silážní zralosti odrůdy Gavott (nejranější odrůda) pro první termín sklizně. Další tři termíny sklizně následovaly v odstupech přibližně dvou týdnů, to znamená, že jednotlivé odrůdy byly v době sklizně v různých stádiích zralosti. Vzorky kukuřičné řezanky se konzervovaly sušením. Všechny vzorky devíti odrůd kukuřice se ve čtyřech termínech sklizně zkoumaly Hohenheimským testem výtěžnosti bioplynu (HBT) jako celé rostliny na jejich specifickou výtěžnost bioplynu anebo metanu. Jednalo se přitom o dávkovou metodu (Batch-Processing) v laboratorním měřítku, která byla vyvinuta týmem vědců Univerzity Hohenheim. Hohenheimský test výtěžnosti bioplynu (HBT) se provádí minifermentory v umělé líhni při 37 ºC po dobu 35 dnů. Minifermentory se plní již předfermetovanou kejdou skotu a vzorky kukuřice, přičemž každý vzorek se pro jistotu výsledku fermentuje současně ve třech minifermentorech. Tato metoda ovšem svými malými množstvími materiálu vzorků předpokládá velmi dobrou homogenizaci materiálu vzorků, která je zajišťována sušením při teplotě 60 ºC a jemným namletím na průchod sítem s otvory o průměru 1 mm.
Výsledky a diskuze
Hodnoty naměřených obsahů sušiny odrůd kukuřice v době sklizně ve čtyřech termínech sklizně se u odrůd na jedné straně zvyšují s časem a na druhé straně jsou u středně ranných odrůd vyšší než u později dozrávajících. Protože se měla srovnávat velká šíře pásma odrůd kukuřice v termínech sklizně týkající se specifického potenciálu výtěžnosti metanu, jsou ve výzkumu zahrnuty také kombinace termínů sklizně a odrůd, které lze pro použití v praxi méně doporučit. Obsahy sušiny pod 25 % vykazovaly ztráty silážní šťávou. Při obsazích sušiny nad 45 % je obtížně dusání materiálu při silážování a potom se zvyšuje nebezpečí dokvašování po otevření silážního žlabu. U všech odrůd a termínů sklizně byl zaznamenán rozdíl 27 % mezi odrůdou kukuřice Eminent (1. termín sklizně) s nejnižším výnosem sušiny 18,2 t.ha-1 a odrůdou Mikado (4. termín sklizně) s nejvyšším výnosem sušiny 24,9 t.ha-1 v roce 2004. Rozdíly ve výnosech sušiny u jednotlivých odrůd kukuřice ve čtyřech termínech sklizně byly u odrůdy Gavott nejmenší s hodnotou 20 t.ha-1 a nejvyšší s hodnotou 21,7 t.ha-1. Největší změny, ovlivněné termíny sklizně, byly pozorovány u odrůdy Doge s minimálními 18,8 t.ha-1 a maximálními 23,9 t.ha-1. To odpovídá změně minimálně 8 % (Gavott) a maximálně 21 % (Doge). U odrůdy Gavott s nejnižším číslem silážní zralosti výnosy sušiny od 1. termínu sklizně ke 4. termínu sklizně klesaly. Odrůdy PR39F58, Eminent, Pollen, PR37D25, Mahora a Doge dosahovaly nejvyšších výnosů ve 2. a 3. termínu sklizně, zatímco výnosy odrůd Meridienne a Mikado se zvyšovaly až do posledního termínu sklizně. Specifické výtěžnosti metanu různých substrátů se pohybovaly mezi 0,308 a 0,352 Nm3 metanu na kg organické sušiny a byly tím maximálně 12 %. V rozmezí jedné odrůdy se specifické výtěžnosti metanu lišily pouze o 3 až 9 %. Tendenčně mají odrůdy s nižším číslem silážní zralosti vyšší specifické výtěžnosti metanu než odrůdy s vyšším číslem zralosti. U většiny odrůd se specifická výtěžnost metanu s pozdější dobou slizně snížila, zatímco u extrémně pozdě dozrávajících odrůd bylo pozorováno zvýšení. To by se mohlo přičítat rozdílným vývojovým stádiím odrůd kukuřice a s nimi spojenými rozdílnými poměry obsažených látek. Vysoká specifická výtěžnost metanu není totožná s vysokou energetickou výtěžností na hektar, protože vysokým výnosem sušiny se poměrně nízká specifická výtěžnost metanu může překompenzovat. Hektarové výtěžnosti metanu byly u vybraných odrůd kukuřice na stanovišti Hohenheim v roce 2004 mezi 5 700 až 7 800 Nm3 metanu na hektar, přičemž všechny odrůdy dosáhly nebo překročily hranici 7 000 Nm3 v jednom až dvou termínech sklizně. Hohenheimský test výtěžnosti bioplynu je laboratorní metodou, která podává vysvětlení o za optimálních podmínek maximálně dosažitelném potenciálu výtěžnosti metanu určitých šarží biomasy. V bioplynových stanicích v praxi se při nepřetržitém provozu musí očekávat odchylky způsobené rozdíly v metodách.
Závěr a výhled
V roce 2004 se na stanovišti Hohenheim mohlo u všech devíti zkoumaných odrůd kukuřice dosáhnout hektarové výtěžnosti metanu nejméně 7 000 Nm3.ha-1. Mezi odrůdami byly rozdíly ve výnosech sušiny výrazně vyšší než mezi specifickými výtěžnostmi metanu a specifickými potenciály tvorby bioplynu. Pro zemědělský podnik se proto podle dosavadního stavu poznání doporučuje výběr pro stanoviště vhodné odrůdy kukuřice s vysokým výnosem sušiny. Optimální doby sklizně je potom dosaženo tehdy, když se dosáhlo vysokého výnosu sušiny při současné dobré vhodnosti k silážování.
Landtechnik, 2006, č. 2, s. 84
Agronavigátor.cz
Datum uveřejnění: 29.6.06
Poslední změna: 29.6.2006
Počet shlédnutí: 263
Jakou energetickou kukuřici a v které době ji sklízet pro produkci bioplynu?
Při fermentaci devíti různých odrůd kukuřice, které se sklízely v roce 2004 ve čtyřech různých termínech, bylo možno v laboratorních pokusech zjistit pouze relativně malé rozdíly ve výtěžnosti bioplynu a metanu na kg organické sušiny. Výnosy sušiny na hektar se naopak výrazně liší. Proto jsou podle dnešních poznatků zvláště doporučitelné pro stanoviště vhodné odrůdy s vysokými výnosy sušiny.
Novelizace německého Zákona o obnovitelných druzích energie (EEG) v roce 2004 vyvolala prudký nárůst novostaveb zemědělských bioplynových stanic. Projektanti, podnikatelé ve stavebnictví a výrobci zařízení pracují na základě cenných zkušeností na technickém zdokonalování bioplynových stanic. Zemědělci mají pro zahájení a pro provoz zařízení na výrobu bioplynu k dispozici širokou nabídku informací o firmách, asociacích a různých organizacích. Ve výzkumu se zkouší různé metody a jejich schopnost fermentace obnovitelných druhů surovin. V rámci výzkumného projektu "Optimalizace zásobování biomasou pro inovativní formy energetického využívání" se zkoumá cesta obnovitelných druhů surovin od vypěstování až přes skladování a úpravu až po fermentaci biomasy. Za tímto účelem se na Univerzitě v Hohenheimu pěstují energetické odrůdy kukuřice a zkoumají se jejich specifické výtěžnosti bioplynu a metanu. Za energetickou kukuřici se označují odrůdy kukuřice, které jsou zvláště vhodné pro energetické využití na základě jejich vysokého výnosu biomasy a složení obsažených látek. Podle ukončeného bilancování na konci projektu se podle ekologických a ekonomických hledisek určují vhodné odrůdy.
Materiál a metody
Pokusné pole je ve výšce přibližně 400 m nad mořem. Dlouhodobá průměrná roční teplota je 8,8 ºC a dlouhodobé průměrné roční srážky jsou 698 mm. Zkoumalo se devět odrůd kukuřice s velkou šířkou pásma čísel zralosti. Měření výnosů se prováděla ve čtyřech různých termínech sklizně. Jako kritérium se přitom použilo stadium silážní zralosti odrůdy Gavott (nejranější odrůda) pro první termín sklizně. Další tři termíny sklizně následovaly v odstupech přibližně dvou týdnů, to znamená, že jednotlivé odrůdy byly v době sklizně v různých stádiích zralosti. Vzorky kukuřičné řezanky se konzervovaly sušením. Všechny vzorky devíti odrůd kukuřice se ve čtyřech termínech sklizně zkoumaly Hohenheimským testem výtěžnosti bioplynu (HBT) jako celé rostliny na jejich specifickou výtěžnost bioplynu anebo metanu. Jednalo se přitom o dávkovou metodu (Batch-Processing) v laboratorním měřítku, která byla vyvinuta týmem vědců Univerzity Hohenheim. Hohenheimský test výtěžnosti bioplynu (HBT) se provádí minifermentory v umělé líhni při 37 ºC po dobu 35 dnů. Minifermentory se plní již předfermetovanou kejdou skotu a vzorky kukuřice, přičemž každý vzorek se pro jistotu výsledku fermentuje současně ve třech minifermentorech. Tato metoda ovšem svými malými množstvími materiálu vzorků předpokládá velmi dobrou homogenizaci materiálu vzorků, která je zajišťována sušením při teplotě 60 ºC a jemným namletím na průchod sítem s otvory o průměru 1 mm.
Výsledky a diskuze
Hodnoty naměřených obsahů sušiny odrůd kukuřice v době sklizně ve čtyřech termínech sklizně se u odrůd na jedné straně zvyšují s časem a na druhé straně jsou u středně ranných odrůd vyšší než u později dozrávajících. Protože se měla srovnávat velká šíře pásma odrůd kukuřice v termínech sklizně týkající se specifického potenciálu výtěžnosti metanu, jsou ve výzkumu zahrnuty také kombinace termínů sklizně a odrůd, které lze pro použití v praxi méně doporučit. Obsahy sušiny pod 25 % vykazovaly ztráty silážní šťávou. Při obsazích sušiny nad 45 % je obtížně dusání materiálu při silážování a potom se zvyšuje nebezpečí dokvašování po otevření silážního žlabu. U všech odrůd a termínů sklizně byl zaznamenán rozdíl 27 % mezi odrůdou kukuřice Eminent (1. termín sklizně) s nejnižším výnosem sušiny 18,2 t.ha-1 a odrůdou Mikado (4. termín sklizně) s nejvyšším výnosem sušiny 24,9 t.ha-1 v roce 2004. Rozdíly ve výnosech sušiny u jednotlivých odrůd kukuřice ve čtyřech termínech sklizně byly u odrůdy Gavott nejmenší s hodnotou 20 t.ha-1 a nejvyšší s hodnotou 21,7 t.ha-1. Největší změny, ovlivněné termíny sklizně, byly pozorovány u odrůdy Doge s minimálními 18,8 t.ha-1 a maximálními 23,9 t.ha-1. To odpovídá změně minimálně 8 % (Gavott) a maximálně 21 % (Doge). U odrůdy Gavott s nejnižším číslem silážní zralosti výnosy sušiny od 1. termínu sklizně ke 4. termínu sklizně klesaly. Odrůdy PR39F58, Eminent, Pollen, PR37D25, Mahora a Doge dosahovaly nejvyšších výnosů ve 2. a 3. termínu sklizně, zatímco výnosy odrůd Meridienne a Mikado se zvyšovaly až do posledního termínu sklizně. Specifické výtěžnosti metanu různých substrátů se pohybovaly mezi 0,308 a 0,352 Nm3 metanu na kg organické sušiny a byly tím maximálně 12 %. V rozmezí jedné odrůdy se specifické výtěžnosti metanu lišily pouze o 3 až 9 %. Tendenčně mají odrůdy s nižším číslem silážní zralosti vyšší specifické výtěžnosti metanu než odrůdy s vyšším číslem zralosti. U většiny odrůd se specifická výtěžnost metanu s pozdější dobou slizně snížila, zatímco u extrémně pozdě dozrávajících odrůd bylo pozorováno zvýšení. To by se mohlo přičítat rozdílným vývojovým stádiím odrůd kukuřice a s nimi spojenými rozdílnými poměry obsažených látek. Vysoká specifická výtěžnost metanu není totožná s vysokou energetickou výtěžností na hektar, protože vysokým výnosem sušiny se poměrně nízká specifická výtěžnost metanu může překompenzovat. Hektarové výtěžnosti metanu byly u vybraných odrůd kukuřice na stanovišti Hohenheim v roce 2004 mezi 5 700 až 7 800 Nm3 metanu na hektar, přičemž všechny odrůdy dosáhly nebo překročily hranici 7 000 Nm3 v jednom až dvou termínech sklizně. Hohenheimský test výtěžnosti bioplynu je laboratorní metodou, která podává vysvětlení o za optimálních podmínek maximálně dosažitelném potenciálu výtěžnosti metanu určitých šarží biomasy. V bioplynových stanicích v praxi se při nepřetržitém provozu musí očekávat odchylky způsobené rozdíly v metodách.
Závěr a výhled
V roce 2004 se na stanovišti Hohenheim mohlo u všech devíti zkoumaných odrůd kukuřice dosáhnout hektarové výtěžnosti metanu nejméně 7 000 Nm3.ha-1. Mezi odrůdami byly rozdíly ve výnosech sušiny výrazně vyšší než mezi specifickými výtěžnostmi metanu a specifickými potenciály tvorby bioplynu. Pro zemědělský podnik se proto podle dosavadního stavu poznání doporučuje výběr pro stanoviště vhodné odrůdy kukuřice s vysokým výnosem sušiny. Optimální doby sklizně je potom dosaženo tehdy, když se dosáhlo vysokého výnosu sušiny při současné dobré vhodnosti k silážování.
Landtechnik, 2006, č. 2, s. 84
Agronavigátor.cz
Datum uveřejnění: 29.6.06
Poslední změna: 29.6.2006
Počet shlédnutí: 263