Chrastice rákosovitá pro energetické využití – pěstování a sklizeň

Postoj části odborné i laické veřejnosti k využívání zemědělských plodin k energetickým účelům je u nás rozporný. Proto je důležité zkoušení nových metod, materiálů a postupů. V článku jsou stručně shrnuty hlavní výsledky pokusu s pěstováním a sklizní chrastice rákosovité, který se uskutečnil v letech 2007 až 2008 v rámci činnosti Výzkumného ústavu zemědělské techniky v Praze-Ruzyni.

Obr. 1: Porost chrastice před prvním mulčováním: Pokusný pozemek o výměře 1,2 ha je situován u lesa v blízkosti komunikace

V roce 2007 byl v lokalitě Lukavec u Pacova na ploše 1,2 ha založen pokusný porost chrastice rákosovité. V následujícím roce byl využit pro ověřovací pokusy technologických postupů sklizně biomasy spojené s měřením energetických a exploatačních parametrů technologických operací.

Založení porostu a pěstování

Stanoviště je v poměrně vysoké nadmořské výšce 620 m n.m., která je, v porovnání s úrodnějšími oblastmi, méně vhodná pro produkci potravinářských komodit (tab. 1). Při zakládání a údržbě porostu chrastice byla mechanizace volena tak, aby v maximální míře odpovídala podmínkám a možnostem v běžné praxi.

Tab. 1 – Stanovištní podmínky vybrané lokality

Po předchozí přípravě půdy byla chrastice vyseta v prvním dubnovém týdnu. Setí bylo provedeno secí kombinací Amazone s vibračními branami, kovovým pěchem a secím strojem s radličkovými botkami s prutovými zavlačovači. V průběhu vzcházení několikrát v lokalitě pršelo, takže fáze vzcházení proběhla bez větších problémů.

Obr. 2: Sklizeň žacím strojem ŽTR 165 v kombinaci s traktorem Zetor 5211

Po vzejití byl porost ošetřen směsným herbicidním přípravkem Granstar 75WG 20 gr. + Dicopur 750 M v dávce 1 l ve 300 litrech vody na hektar. Pak již porost nebyl ošetřen žádným mechanickým ani chemickým způsobem, ani nebyl hnojen.

V průběhu vegetační doby byly provedeny dva kontrolní odběry vzorků (18.6. a 2.11.) a stanoven výnos a obsah vody. První seč porostu vykázala výnos hmoty 6,32 t/ha při obsahu vody 66,4 % (tj. 2,12 t/ha sušiny). Druhá seč vykázala výnos hmoty 5 t/ha při obsahu vody 58,4 % tj. 2,08 t/ha sušiny).

Mezi oběma sečemi bylo provedeno mulčování porostu soupravou traktor Z 6245 + mulčovač Agrimaster RMU. Na začátku prosince byl porost opět mulčován. V roce 2008 byla v letním období na části pokusného porostu provedena sklizeň porostu se sledováním exploatačních a energetických parametrů pracovních operací (viz tab. 2). Celkový výnos hmoty byl 14,38 t/ha při obsahu sušiny 44,49 %.

Tab. 2 – Realizované zásahy v porostu chrastice rákosovité od jeho založení

Sklizeň a uskladnění hmoty

Termín sklizně byl stanoven na období po hlavním náporu žňových prací. V tomto období má porost chrastice rákosovité vyšší obsah sušiny. Mechanizace a lidské zdroje již zároveň nejsou plně fixovány na žňových pracích. V momentě sklizně byl obsah sušiny v chrastici 44,5 %. Ověřovány byly metody sklizně s lisováním do malých hranolových a standardních válcových balíků.

Obr. 3: Shrnování řádků shrnovačem Rozmital SB – 3621 v soupravě s traktorem Zetor 5211

Sklizeň byla provedena rotačním žacím strojem ŽTR 165 v kombinaci s traktorem Zetor 5211 (obr. 2). Pokosený porost byl ponechán v řádcích na pozemku. Po zavadnutí byly každé tři řádky shrnuty na jeden. Takto upravený pokos byl ponechán na pozemku k usušení. V průběhu sušení byly řádky v odpoledních hodinách obráceny za účelem načechrání a provzdušnění materiálu. Shrnování a obracení bylo realizováno shrnovačem Rozmital SB – 3621 v soupravě s traktorem Zetor 5211 (obr. 3).

Usušená chrastice (obsah 85 % sušiny) byla lisována do dvou forem balíků. Část materiálu byla slisována do malých hranolových balíků pomocí lisu Claas Markant 50 v soupravě s traktorem Zetor 5211 (obr. 4). Nevýhodou této metody je nízká výkonnost a vysoký podíl ruční manipulace. Výhodou pro menší podniky ale může být, že není bezpodmínečně nutné používat při manipulaci s balíky mechanizaci.

Část materiálu byla slisována do válcových balíků pomocí svinovacího lisu Krone Vario Pack multi-cut 1500 v soupravě s traktorem Case IH JX 1100 U. Balíky byly baleny do sítě, hotový balík byl po otevření lisovací komory vyložen na strniště. Slisované balíky byly následně dopraveny na okraj pozemku pomocí nosiče balíků integrovaným s traktorem Zetor 5211 pomocí tříbodového závěsu. Metoda svinování do válcových balíků se jeví jako efektivní z hlediska výkonnosti.

Obr. 4: Lisování chrastice rákosovité do malých hranolových balíků lisem Claas Markant 50 v soupravě s traktorem Zetor 5211

Dobře utužené balíky při venkovním skladování navlhly pouze na povrchu. Při ověřovacích měřeních byla maximální tloušťka navlhlé vrstvy (obsah vody vyšší než 20 %) 7 až 10 cm.

Závěr a diskuse

V roce 2007 i 2008 byl porost chrastice rákosovité pěstován v alternativě bez hnojení. Tomu odpovídá i poměrně nízký výnos hmoty. Pro porovnání jsou v tab. 3 uvedeny výsledky dlouhodobých srovnávacích pokusů VÚRV Praha-Ruzyně v lokalitě Lukavec pro nehnojenou alternativu pěstování chrastice rákosovité a hnojenou alternativu s dávkou 60 kg/ha (resp. 80 kg/ha): Při hnojené alternativě se výnos chrastice rákosovité zvýší v průměru asi o 55 %.

Tab. 3 – Výnosy fytomasy chrastice rákosovité přepočtené na sušinu při podzimním termínu sklizně na stanovišti v Lukavci (Zdroj: VÚRV Praha-Ruzyně)

Žádný z ověřovaných postupů sklizně nevykazoval technické nedostatky. Chrastici zpracovanou do formy balíků je možné využít pro přímé spálení, nebo jako výchozí surovinu pro další zpracování do formy briket nebo pelet. Výhřevnost chrastice rákosovité je 13,7 MJ/kg (při obsahu vody 15 %). Pro srovnání výhřevnost hnědého uhlí (podle katalogu mosteckého uhlí) se pohybuje na úrovni 11 - 20 MJ/kg. Při vyjádření přímé spotřebované energie přepočtem ze spotřebované nafty (opět při předpokladu pěstování porostu pět let), získáme hodnotu 0,201 MJ/kg, to znamená 1,47 % získané energie.

Podle údajů z roku 2006 představují jednotkové náklady (při době pěstování čtyři roky) celkem 7 824 Kč/ha (Strašil, 2006). Podle Fridricha a kol. (2001) se jednotkové náklady přepočtené na jednu tunu sušiny travní hmoty jako paliva lisované do balíků pohybují od 1 400 Kč/t v prvním a druhém užitkovém roce do 1 265 Kč/t ve třetím a čtvrtém užitkovém roce. Kavka a kol. (2003) uvádí pro lesknici rákosovitou podle náročnosti pěstební technologie celkové variabilní náklady na pěstování od 3820 Kč/ha do 5888 Kč/ha. Z parametrů získaných provedeným měřením se při uvažování stabilního výnosu 6,9 t sušiny pro nehnojenou alternativu výše jednotkových nákladů na tunu slisované chrastice (předpokládaná doba pěstování porostu pět let) pohybuje na úrovni 1450 Kč/t sušiny v alternativě lisování do válcových balíků a na úrovni 1530 Kč/t při lisování do malých hranolových balíků. K uvedeným hodnotám je v praxi nutné přičíst náklady spojené s dopravou, skladováním, případně další mi operacemi (rozdružení, manipulace, ztráty, logistické řízení atd.), které mohou činit významný podíl celkových nákladů. Při volbě hnojené alternativy pěstování lze předpokládat snížení jednotkových nákladů s tím, že je nutné kalkulovat s mírným snížením výkonnosti celé linky (při přepočtu na 1 ha) a náklady spojenými s pořízením a aplikací hnojiv.

Údaje publikované v tomto příspěvku byly získány Výzkumným ústavem zemědělské techniky, v.v.i. v rámci řešení projektu NAZV QG60083, Konkurenceschopnost bioenergetických produktů. Technické zabezpečení experimentů zajistil Václav Veleta, pokusná stanice Lukavec. Článek lektoroval Doc. ing Adolf Rybka, CSc., TF, ČZU v Praze

Literatura

• Frydrych J. a kol.: Energetické využití některých travních druhů. Zemědělské informace ÚZPI, 23/2001,34 s., ÚZPI, Praha, 2001
• Kavka M. a kol.: Normativy zemědělských výrobních technologií. Výrobní technologie v RV. 360 s., ÚZPI Praha, 2003
• Souček, J., Burg, P., Kroulík, M.: Knkurenceschopnost bioenergetických produktů : redakčně upravená zpráva za rok 2008 o průběhu prací na projektu QG60083. Praha : VÚZT, Z-2505, 2009
• Strašil Z., Hutla P.: Pěstování a možnosti energetického a dalšího využití lesknice rákosovité (Phalaris arundinacea L.) , In: Sborník přednášek "Zemědělská technika a biomasa", listopad 2006, VÚZT Praha-Ruzyně, pp. 132-140, 2006

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