Kompostováním proti klimatickým změnám, aneb sequestrace a obchod s emisemi skleníkových plynů

Většina vědeckých pracovníků i široká veřejnost se přiklání k názoru, že současné často až extrémní výkyvy počasí jsou způsobeny klimatickými změnami, které jsou důsledkem zvýšeného skleníkového efektu naší atmosféry. Ten je způsoben především emisemi plynů CO₂, CH₄, N₂O a dalších. Největší vliv má právě oxid uhličitý, který se do atmosféry dostává především spalováním fosilních paliv (ropy, uhlí a zemního plynu) (Fott a kol, 1999).

Abychom zajistili udržitelný život na této planetě je nutné emise skleníkových plynů snižovat. Jedním ze způsobů jak snížit množství skleníkových plynů, které unikají do atmosféry je kompostování bioodpadů, respektive aplikace organické hmoty do půdy s cílem zvýšit obsah půdní organické hmoty (Favoino, Hogg, 2002). Odhaduje se, že většina organického uhlíku Země (30x10¹¹ tun) je vázána právě v půdní organické hmotě, zatímco v atmosféře je uhlíku ve formě CO₂ "pouze" (7x10¹¹ tun)(Kozák, 2003). Také kompost je tvořen z velké části z uhlíku (tvoří až 40% sušiny). Kdybychom materiál, který kompostujeme spálili ve spalovně, tento uhlík shoří a unikne do atmosféry ve formě oxidu uhličitého. Když bychom naopak bioodpady uložili na skládku zvýšíme tím produkci methanu, který také přispívá k nárůstu skleníkového efektu.

Pokud bioodpad kvalitně zkompostujeme zůstane velká část uhlíku ve výsledném kompostu, například ve formě humusových látek a organominerálních komplexů. Takto vázaný uhlík zapravíme do půdy, kde jej uskladníme na dobu pohybující se v rozmezí desítek až stovek let. Tímto mechanizmem lze výrazně snížit produkci skleníkových plynů do atmosféry, a také snížit hrozbu klimatických změn. Celý mechanismus "uskladňování uhlíku do půdy" neboli sequestrace je znázorněn v grafu 2, zatímco graf 1 zobrazuje současnou běžnou praxi

Nesmíme také zapomenout, že tímto mechanismem nejenže snižujeme skleníkový efekt, ale také zlepšujeme kvalitu orné půdy, protože právě organická hmota (především humusové látky) má velký vliv na půdní úrodnost. Půda s dostatkem humusu nám poskytuje vyšší úrodu, lépe se obdělává, což má značný vliv na snížení spotřeby pohonných hmot pro zemědělské stroje, organická hmota v půdě dokáže zadržovat vodu, což může snížit intenzitu povodní a půdní erozi.

Již několik desetiletí je péče o půdu zanedbávána. Organická hmota není dostatečně doplňována a pomalu podléhá mikrobiální mineralizaci. Mikroby ji laicky řečeno "sní". Uhlík z mineralizované organické hmoty se neuvolní nikam jinam než do atmosféry právě ve formě oxidu uhličitého - tedy skleníkového plynu. Lze docela jednoduše spočítat, kolik oxidu uhličitého bylo do atmosféry emitováno pozvolnou a dlouhodobou mineralizací půdní organické hmoty při poklesu o 1% _{(z celkové hmotnosti orné půdy)} na celém území ČR (ve skutečnosti dochází lokálně i k vyšším úbytkům). Toto číslo činí 236 mil tun CO₂, což je bezmála tolik, co Česká republika vyprodukovala za poslední dva roky¹.

Naopak pokud změníme současné praktiky "průmyslového zemědělství" a začneme se více starat o půdu, můžeme tím emise výrazně snížit. Dle zjednodušených výpočtů bychom zvýšením organické hmoty v orné půdě České republiky o 0,52% _{(z celkové hmotnosti orné půdy)} zachytili do půdy stejné množství uhlíku jako je roční produkce ČR do atmosféry².

Organická hmota v půdě je součástí koloběhu živin v přírodě. Jednak je mineralizována "pojídána" půdními mikroorganismy, na druhou stranu se obsah organické hmoty doplňuje např. tím, že na poli necháváme posklizňové zbytky (kořeny, slámu,...). Modelovat tyto procesy je velice složité mimo jiné proto, že je ovlivňují také jiné faktory, např. způsob hospodaření na půdě, lokální podnebí, složení půdy apod. Jeden z modelů představuje graf 3, kde je patrno postupné snižování obsahu organické hmoty v případě, že ji do půdy nevracíme. K udržení 2% obsahu organické hmoty v půdě je dle modelu potřeba dávka o něco menší než 5 t kompostu na hektar a k trvalému zvyšování obsahu organické hmoty v půdě (tedy k sequestraci) dochází při dávkách zhruba 5 t/ha a více.

Obchod s emisemi

Již dnes se obchoduje s emisemi skleníkových plynů. V následujících letech může činit objem takovýchto obchodů 10 milionů až 200 miliard € (Schafhausen, 2003). Princip je asi následující:

Některý stát nebo spíše podnik bude produkovat množství emisí skleníkových plynů výrazně převyšující limity stanovené dle Kjótského protokolu, nebo jiných dohod. Bude tedy mít zájem koupit "ušetřené emise" od jiného státu. Tím může být například Česká republika. Dnes se emise prodávají zhruba za 1 - 10 € / t CO₂ , v průměru za 4,75 € (Schafhausen, 2003).

Uvažovat o tom, že bychom byli schopni zvýšit obsah organické hmoty na celé rozloze orné půdy (o.p.) je nereálné, ale můžeme uvažovat, že se nám to podaří na 10% o.p. a na zbývajícím území již nebude docházet k jejímu poklesu. Na těchto 10% území budeme ročně aplikovat 15 tun kompostu (nebo jiného organického hnojiva ekvivalentní dávky). Tím se bude postupně zvyšovat obsah organické hmoty v půdě a za 26 let se zvýší o 2% (viz graf 3). Tím se do půdy uskladní značné množství uhlíku, které odpovídá ekvivalentu 47,19 mil tun CO₂. V brzké budoucnosti lze očekávat cenu za tunu CO₂ mezi 5 - 15 € / t CO₂ (Delke, 2003). Průměrná cena tedy může být 10 €, takže by se námi ušetřené emise daly prodat za cca 471,9 mil €. Pokud se tato částka zpětně rozdělí zemědělcům vychází na jeden hektar 1531 €. Za rok by mohl zisk z jednoho hektaru činit 58,9 €, což je 1878,4 Kč³. Zjednodušeně řečeno by tedy mohli zemědělci dostávat za každých 15 tun kompostu nebo jiného organického hnojiva (např. hnoje) aplikovaného na půdu 1878,4 Kč.

Částka získaná z prodeje emisí nenahradí všechny náklady na nákup kompostu, jeho dopravu a aplikaci na pole, náklady na administraci, apod. Například dle Kovaříčka (2001) se pohybují náklady pouze na aplikaci 30 tun hnoje v rozmezí 2500 - 6500 Kč. Uvážíme-li však, že organickým hnojením dodáváme také živiny, tak tato částka může být zajímavým příspěvkem do ekonomiky zemědělství. Aplikace organické hmoty je také nezbytná pro trvale udržitelné hospodaření na zemědělské půdě. Proto je podpora zvyšování (nebo alespoň udržování) obsahu organické hmoty v půdě plně odůvodnitelná a naši zákonodárci by měli učinit kroky vedoucí k napravení současného stavu.

Stručné závěry tohoto článku budou prezentovány na semináři - Nevyhadzujme suroviny a peniaze na skládku - kompostujme!, který se bude konat 28.-29.ledna v Žilině.

Poznámky:

1. ČR má 11 097 mil tun orné půdy, pokles organické hmoty v půdě 1% hm, množství uhlíku v organické hmotě 58% => ztráty uhlíku 64,4 mil tun což se rovná 236 mil tun CO₂ (C tvoří 12/44 hmotnosti CO₂)
2. 0,52% půdní organické hmoty je 57 mil tun z celkové rozlohy orné půdy České republiky. Ta obsahuje 33 mil. tun C, který by tvořil 123 mil tun CO₂ (roční emise ČR jsou 123 mil tun, zdroj: Inventarizace emisí skleníkových plynů v České republice v roce 1999, ČHMÚ)
3. Při kurzu 31,9 Kč za 1 €

Literatura

1. DELKA J., in AEBIOM, Jean-Marc Jossart, Manfred Vohrer: Kjótské pružné mechanismy: Vyhlídky pro financování energetických investic. Biom.cz, 6.8.2003, https://biom.cz/index.shtml?x=142993
2. FAVOINO E.: HOGG D.: Composting and Climate Change: a preliminary assessment” Proc. EC (European Commission) Conference “Biological Treatment of Biodegradable Waste: Technical Aspects” Brussels . April 2002
3. FOTT P.: a kol,.Inventarizace emisí skleníkových plynů v roce 2000, ČHMÚ, zpracováno dle rámcové úmluvy OSN o změnách klimatu.
4. KOVAŘÍČEK P.: Technologické postupy hnojení, 2002, http://www.vuzt.cz/poraden/doporuc/r_vyr/kovarice/tph/tph.htm
5. KOZÁK J.: Přednáška: úpravy půdních režimů, ČZU, 10.4.2003
6. SCHAFHAUSEN F. in AEBIOM, Jean-Marc Jossart, Manfred Vohrer: Kjótské pružné mechanismy: Vyhlídky pro financování energetických investic. Biom.cz, 6.8.2003, https://biom.cz/index.shtml?x=142993

Graf 2: Zastoupení organického uhlíku na Zemi a znázornění toku uhlíku při sequestraci.
Graf 3: Předpokládané změny množství organické hmoty v půdě při různé intenzitě hnojení kompostem. (Favoino, Hogg, 2003)

Tweet

Odpadové hospodářství: Pozitivní trendy a výzvy do budoucna

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