Současný stav a perspektivy rozvoje užití biomasy v zemích střední Evropy

Abstrakt

Článek se zabývá současným stavem a perspektivami rozvoje biomasy ve střední Evropě. Podíl biomasy na hrubé celkové spotřebě energie se pohybuje od 2,5 % v Itálii či na Slovensku až po 11,7 % v Rakousku (2006). V některých zemích došlo v posledních letech ke značnému nárůstu jak výroby a spotřeby biopaliv v dopravě (zejména v Rakousku a Německu), tak i výroby elektrické energie z biomasy (např. Německo, Maďarsko), a to zejména v souvislosti se snižováním emisí skleníkových plynů, zvyšováním podílu obnovitelných zdrojů energie, směrnicemi EU a následnými podpůrnými opatřeními. Stejně tak se v posledních letech zvyšuje i podíl přeshraničního obchodu s biomasou. Přesto ve střední Evropě stále existuje značný nevyužitý potenciál biomasy. Pokud se však podaří naplnit národní cíle i cíle na úrovni EU v oblasti OZE a skleníkových plynů, mohl by být potenciál biomasy ve střední Evropě do značné míry vyčerpán již okolo roku 2020. V článku je tedy dále analyzován dosažitelný potenciál biomasy a jsou v něm vyzdviženy rozdíly mezi jednotlivými zeměmi střední Evropy.

Tabulka č. 1: Struktura spotřeby PEZ v jednotlivých zemích ve střední Evropě v roce 2006

Úvod

Podpora obnovitelných zdrojů energie (OZE) hraje v energetické politice EU významnou roli. Ve střední Evropě je pak nejdůležitějším obnovitelným zdrojem biomasa. Biomasu je možné relativně snadno skladovat a je na rozdíl od větrné nebo solární energie také poměrně stálým zdrojem energie. Vzhledem k současným cílům EU v rozvoji OZE do roku 2020 (20 % podílu OZE na celkové spotřebě energetických zdrojů) můžeme v regionu střední Evropy v následujících letech a desetiletích očekávat rychlý růst užití biomasy pro energetické účely, včetně výroby kapalných biopaliv. Hlavním cílem článku je analýza vývoje využití biomasy, jeho současného stavu i očekávaného budoucího vývoje v regionu střední Evropy, který zde představuje Česká republika, Itálie, Maďarsko, Německo, Polsko, Rakousko, Slovensko a Slovinsko. První část článku se věnuje rozboru a srovnání současného stavu využití biomasy v těchto zemích. Zvláštní pozornost je věnována příčinám a důvodům případných rozdílů mezi sledovanými zeměmi a také přeshraničnímu obchodu s biomasou. V druhé části jsou podrobně analyzovány výsledky vybraných studií zabývajících se potenciálem biomasy. Ve třetí části je nastíněn možný budoucí rozvoj užití biomasy v regionu střední Evropy.

Vývoj a současný stav užití biomasy ve střední Evropě

Obrázek č. 1: Struktura spotřeby primárních energetických zdrojů v regionu střední Evropy v roce 2006 * Ostatní – zahrnuje elektrickou energii a průmyslový odpad

Přestože jsou si sledované země geograficky blízké, existují mezi nimi značné rozdíly ve struktuře spotřeby energie (viz obr. 1). Podíl fosilních paliv (ropa, zemní plyn a černé a hnědé uhlí) představuje v průměru 80 % spotřeby energie (nejmenší podíl fosilních paliv je ve Slovinsku: 70 %). Podíl pevných paliv (včetně černého a hnědého uhlí) se pohybuje od 10 % (Itálie) až po více než 50 % (Polsko) a podíl ropy od 20 % (Slovensko) až po 45 % (Itálie). Podíl zemního plynu na celkové spotřebě energie je nejvyšší v Maďarsku (41 %) a naopak relativně nízký například v Polsku či Slovinsku (asi 12 %). Na Slovensku se 25 % na celkové spotřebě podílí jaderná energie, naopak žádné jaderné elektrárny nejsou v provozu v Rakousku, Itálii nebo Polsku. Podíl obnovitelných zdrojů energie v zemích střední Evropy se pohybuje od 4,3 % v České republice až po 21,4 % v Rakousku (2006). Biomasa představuje v průměru 70 % spotřeby OZE (jak v zemích střední Evropy, tak v celé EU-27) (Eurostat, 2008), v České republice, Polsku a Maďarsku je to dokonce více než 90 % celkového podílu OZE na primárních energetických zdrojích (PEZ) - údaje roku 2006. Podíl biomasy na celkové spotřebě PEZ pro jednotlivé státy regionu je znázorněn na obrázku 2.

Největší podíl (téměř 12 %) má biomasa v Rakousku, následovaném Slovinskem (6,3 %). Jedním z důvodů vysokého užití biomasy v Rakousku je, že se jedná o vysoce zalesněnou krajinu. Téměř 50 % rozlohy státu tvoří lesy a lesní porosty, což je více než ve většině ostatních zemí sledovaného regionu (pouze ve Slovinsku je zalesnění vyšší, asi 60 %). Dalším důvodem je tradičně vysoké využití palivového dříví pro vytápění v domácnostech, což je částečně způsobeno i venkovským a zemědělským charakterem většiny rakouského území. V 80. letech (v důsledku ropného šoku) se pak ve větší míře začaly využívat kotle na dřevo, v poslední době jsou pak stále populárnější moderní kotle na biomasu. V současnosti více než 20 % spotřeby energie na vytápění v domácnostech představuje vytápění biomasou (Statistik Austria, 2008). Třetím důvodem vysokého podílu biomasy na spotřebě energie v Rakousku je relativně vyšší zastoupení dřevozpracujícího průmyslu. To je samozřejmě jednak způsobeno vysokým podílem zalesnění celého území, velkou část ale tvoří i dovozy dřeva pro papírenský a další dřevozpracující průmysl (štěpky, dřevovlákniny a jiných).

Dovoz v současnosti představuje více než třetinu celkových dodávek dřeva pro zpracování, stejnou část pak tvoří vývozy produkce z tohoto odvětví. Na jednu stranu tak dřevozpracující průmysl produkuje značné množství dřevního odpadu, který lze využít pro energetické účely, na druhou stranu zároveň kryje značnou část svých energetických potřeb právě pomocí biomasy. Proto je také v Rakousku podíl biomasy na spotřebě energie v průmyslu tak vysoký.

Obrázek č. 2: Podíl biomasy na PEZ v roce 2006

Struktura užití biomasy ve střední Evropě

V této kapitole rozebereme a srovnáme strukturu využití biomasy z hlediska různých zdrojů a konečných užití (teplo, elektrická energie a doprava) v zemích střední Evropy. Bioplyn a biopaliva jsou do statistik zahrnuty dle jejich výhřevnosti podle definice Eurostatu. Vzhledem k účinnosti transformace (70 % bioplyn, 55 % bioetanol a 57 % biodiesel a rostlinný olej) je vlastní primární energetická spotřeba biomasy pro výrobu biopaliv a bioplynu vyšší. To je potřeba si uvědomit zejména v případě Německa, které má vysoký podíl bioplynu a biopaliv. Pokud uvažujeme výše zmíněné účinnosti transformace, dosahuje faktická energetická spotřeba biomasy v Německu asi 840 PJ/rok, což je asi o 25 % více než hodnota výroby udávané podle definice Eurostatu. V ostatních zemích není vzhledem k nižšímu zastoupení biopaliv a bioplynu tento rozdíl tak významný (méně než 10 %).

Obrázek 3 zobrazuje spotřebu biomasy pro výrobu tepla, elektrické energie (včetně kogenerace) a pro výrobu pohonných hmot (se zahrnutím výše zmíněné účinnosti transformace = tzv. spotřeba primární biomasy, resp. faktická spotřeba).

Obrázek č. 3: Srovnání struktury faktické spotřeby biomasy pro výrobu tepla, elektrické energie (a kombinovanou výrobu tepla a elektřiny) a pro výrobu pohonných hmot ve střední Evropě v roce 2006

Obrázek č. 4: Historický vývoj faktické spotřeby biomasy pro energetické účely ve střední Evropě

Obrázek 4 znázorňuje vývoj spotřeby biomasy pro energetické účely mezi lety 1996 a 2006. Z uvedených grafů je vidět, že v regionu střední Evropy došlo v posledních letech k významnému nárůstu využití biomasy. Tento nárůst se týká zejména využití v dopravě a k výrobě elektřiny (případně kombinované výrobě elektřiny a tepla – KVET). Spotřeba biomasy ve sledovaných zemích vzrostla z cca 580 PJ/rok v roce 1996 na téměř 1600 PJ/rok v roce 2006. Největší podíl na tomto nárůstu má Německo (více než 60 %). Ve srovnání s rozvojem v Německu (způsobeným zejména, ale nikoliv pouze, růstem spotřeby biopaliv) je nárůst v ostatních zemích spíše omezený. Samozřejmě je třeba si uvědomit, že velkou roli hrají rozdíly v rozloze jednotlivých zemí a také rozdílná výchozí situace v roce 1996 (podíl biomasy v Německu byl v té době velmi nízký). Přesto je pozoruhodné, že největší podíl na růstu spotřeby biomasy ve střední Evropě je způsoben samotným rozvojem biopaliv v Německu.

Výroba elektrické energie z biomasy

Výroba elektrické energie a kombinovaná výroba elektřiny a tepla z biomasy zaznamenala ve sledovaném regionu v posledních letech značný nárůst, a to zejména jako důsledek směrnice 2001/77/ES o podpoře elektřiny z obnovitelných zdrojů. I tak však stále představuje v průměru jen 2,3 % celkové výroby elektřiny (2006). Ve srovnání s celkovou spotřebou biomasy je pak zejména podíl komunálního odpadu na výrobě elektřiny nepoměrně vysoký – ve sledovaném regionu i v celé EU-27 představuje 32 % celkové výroby elektřiny z biomasy a odpadů. Dřevní biomasa a odpady pak přispívají asi 45 % a bioplyn asi 23 %. Relativně vysoký podíl bioplynu je však způsoben zejména velkým počtem bioplynových stanic v Německu. Asi 60 % celkové produkce elektřiny z biomasy a odpadů ve sledovaném regionu střední Evropy a 80 % elektřiny z bioplynu je vyrobeno v Německu. V tabulce 2 je uveden přehled výroby elektřiny z biomasy a odpadů pro rok 2006.

Biomasa v dopravě

V květnu 2003 schválila Rada a Evropský parlament směrnici pro podporu využití biopaliv nebo dalších obnovitelných pohonných látek v dopravě. Na základě této směrnice musí členské státy stanovit národní cíle týkající se minimálního podílu biopaliv v dopravě. Pro tyto účely byly stanoveny postupné indikativní cíle, a to 2 % do roku 2005 a 5,75 % do konce roku 2010 (počítané na základě energetického obsahu).

Obrázek č. 5: Výroba biopaliv v zemích střední Evropy (hodnoty v tunách a čisté výhřevnosti vyrobených paliv)

Na obrázku 5 je znázorněn vývoj produkce biodieselu a bioetanolu ve střední Evropě. Jak již bylo zmíněno výše, Německo je mezi sledovanými zeměmi největším producentem biodieselu i bioetanu. V roce 2006 a 2007 bylo více než 50 % celkového produkce biodieselu EU vyrobeno v Německu. I přes značný nárůst výroby biopaliv v některých evropských zemích během posledních let je jejich podíl stále nízký (jen 1,1 % v roce 2005)( Resch et al., 2008a). Postupný cíl 2 % do roku 2005 tedy nebyl splněn, i když v Rakousku a Německu byl naopak podíl biopaliv v roce 2005 vyšší než 2 % (3,8 % v Německu a 3,2 % v Rakousku). V roce 2006 pak byl podíl biopaliv v Německu již 6,3 % a v Rakousku 3,54 %. V ostatních zemích sledovaného regionu je nárůst podstatně pomalejší. Podle národních zpráv o implementaci směrnice 2003/30/ES byl podíl biopaliv v roce 2006 0,5 % v České republice, 0,46 % v Itálii, 0,92 % v Polsku, 0,275 % ve Slovinsku, 0,69 % na Slovensku a méně než 0,3 % v Maďarsku. Zdá se, že vzhledem k cílům, které si jednotlivé státy vytkly, i vzhledem k úrovni rozvoje výstavby nových výrobních kapacit v roce 2006, můžeme v následujících letech očekávat prudký rozvoj výroby biopaliv.

Tabulka č. 2: Celková výroba elektřiny z biomasy a odpadů ve střední Evropě v roce 2006

Od roku 2006 do poloviny roku 2008 představoval nárůst výroby biopaliv ve sledovaných státech 160 % (3,25 mil. tun v roce 2006 a 8,5 mil. tun ve druhé polovině roku 2008). Stejně tak rostl poměrně rychlým tempem i objem výrobních kapacit bioetanolu: v polovině roku 2008 to bylo již 1,5 mil. tun oproti 570 000 tun v roce 2006. Pokud by tyto kapacity byly využity, mohla by výroba v regionu střední Evropy dosáhnout až 5,5 % celkové spotřeby pohonných hmot pro silniční provoz. Z tohoto pohledu by měl být indikativní cíl 5,75 % v roce 2010 v daném regionu dosažen. To však zejména díky ambiciózním cílům a vysokým tempům růstu v Německu. Podle (Resch et al., 2008a) naopak v celé EU-27 nebude s největší pravděpodobností indikativní cíl splněn. Podíl biopaliv na spotřebě pohonných hmot ve střední Evropě je tedy stále relativně nízký: v roce 2006 to bylo (bez Rakouska a Německa) méně než 1 %. Pokud však vezmeme v úvahu nově budované kapacity v roce 2008, můžeme očekávat významný nárůst celkové produkce biopaliv.

Výroba tepla z biomasy

Jak uvádí (Resch et al., 2008b), vzrostla výroba tepla z biomasy ve sledovaném regionu z 525 PJ/r v roce 1997 na 695 PJ/r v roce 2005. Ve sledovaném období také výrazně vzrostlo užití pelet pro vytápění v domácnostech, i z celoevropského hlediska byl tento nárůst nejvíce patrný v Německu, Rakousku a Itálii. Užití pelet je však i v těchto zemích stále na poměrně nízké úrovni. V roce 2005 představovalo využití pelet pro vytápění v Rakousku 3,1 % celkové energetické spotřeby biomasy, přičemž podíl kulatiny byl asi 40 %.

Obrázek č. 6: Přeshraniční obchod s palivovým dřevem ve střední Evropě (v TJ/rok, toky menší než 10 TJ nejsou zachyceny)

Přeshraniční obchod s biomasou

V posledních letech se ve střední Evropě stále více rozvíjí přeshraniční obchod s biomasou, a to zejména díky zvyšujícímu se podílu biomasy na spotřebě energie. Vývoj a současný stav přeshraničního obchodu ve sledovaném regionu je podrobně analyzován v této kapitole. Jako hlavní zdroj dat byla použita databáze UN Comtrade, 2008. Obrázek 6 znázorňuje přeshraniční obchod palivovým dřevem za rok 2006 mezi zeměmi střední Evropy. Toky nižší než 10 TJ/rok nejsou na obrázku zachyceny.

Z obrázku je vidět, že největším dovozcem v tomto regionu je Itálie, následovaná Rakouskem. V případě Rakouska však čistý dovoz představoval v daném roce jen 5 % celkové spotřeby palivového dřeva. Více než 90 % těchto dovozů pocházelo z České republiky, Slovenska a Maďarska. V Itálii představuje podíl dováženého palivového dřeva na jeho celkové spotřebě cca 20 % (a asi 10 % celkové spotřeby dřeva a dřevních odpadů v roce 2006). Asi polovina těchto dovozů pocházela ze zemí střední Evropy, druhá polovina jsou dovozy zejména z Chorvatska a Bosny a Hercegoviny. Ve sledovaném regionu také v posledním desetiletí značně vzrostla úroveň přeshraničního obchodu s palivovým dřevem.

V roce 1996 dosahoval dovoz palivového dřeva do Itálie asi 2 400 TJ, a tedy nárůst od 1996 do 2006 je o téměř 400 %. V Rakousku vzrostl dovoz ve stejném období asi o 70 %. Navíc je třeba si uvědomit, že v oblasti obchodu s kulatinou existuje nezanedbatelná část přeshraničního obchodu, která není zachycena v oficiálních statistikách.

Obrázek č. 7: Přeshraniční obchod se štěpkou, pilinami, peletami atd. ve střední Evropě v roce 2006 (v PJ/rok; toky menší než 0,5 PJ/rok nejsou zachyceny)

Obrázek 7 zachycuje celkový přeshraniční obchod se štěpkou, pilinami, peletami, atd. (v následujícím textu je používán souhrnný termín “dřevní odpad”). V porovnání s výše uvedeným obchodem s palivovým dřevem dosahuje obchod s dřevním odpadem mnohem vyšších hodnot. Část z tohoto objemu je však využita i k neenergetickým účelům, jako je papírenský a celulózový průmysl. Obrázek 7 také zachycuje jen toky vyšší než 0,5 PJ. Mezi sledovanými zeměmi je největším dovozcem Rakousko. Důvodem je zejména vysoká poptávka papírenského průmyslu a také štěpkového a dřevotřískového průmyslu (tomu pak také odpovídá příslušný objem vývozu produkce dřevozpracujícího průmyslu). Vzhledem ke zvyšující se poptávce po méně kvalitní dřevní hmotě jak pro energetické účely, tak jako výrobního materiálu, musí tato odvětví dovážet stále více dřevního odpadu.

Mezi lety 1996 a 2006 se v Rakousku celkový přeshraniční obchod s dřevním odpadem zvýšil z 850 000 tun na 1,8 mil. tun. Tento trend je způsoben jak zvyšující se produkcí dřevozpracujícího průmyslu, tak nepochybně i vyšším využitím biomasy pro energetické účely. Čisté dovozy v Rakousku dosahovaly v roce 2006 asi 0,76 mil. tun, tedy asi 5 % celkové spotřeby dřevních odpadů pro energetické i materiálové využití. Pokud přidáme ještě průmyslové zbytky z dovezené kulatiny, dosahuje podíl dovozů již 20 %. Z celkové spotřeby dřevních zbytků (včetně štěpky, pilin a dalších průmyslových zbytků) je v Rakousku více než 50 % znovu využito pro energetické účely. Všeobecný nárůst přeshraničního obchodu v posledních letech byl ve sledovaném regionu zaznamenán i u olejnatých semen. V roce 1996 byly čistými exportéry řepky (včetně neenergetického užití) Česká republika (140 000 tun), Maďarsko (118 000 tun), Slovensko (50 000 tun), Rakousko (30 000 tun) a Itálie (1 000 tun). Největším importérem (s čistými dovozy ve výši 700 000 tun) bylo Německo (a jeho největším obchodním partnerem Francie) a dále pak Polsko (čistý dovoz 285 000 tun hlavně z Německa a Francie).

Celkem tvořil ve střední Evropě čistý dovoz 600 000 tun (UN Comtrade, 2008). V roce 2006 už byl čistý dovoz v tomto regionu téměř dvojnásobný (1,14 mil. tun, tedy asi 30 PJ). A zatímco Rakousko, Česká republika i Itálie se staly čistými dovozci (190 000, 62 000, respektive 18 000 tun), Polsko naopak bylo čistým vývozcem (145 000 tun). Dovoz do Německa se více než zdvojnásobil (na 1,47 mil. tun) a čistý export Maďarska a Slovenska vzrostl mezi lety 1996 a 2006 o více než 100 % (na 350 000 tun, respektive 110 000 tun). Rakousko je také hlavním dovozcem biopaliv. Čistý dovoz biopaliv dosáhl v roce 2005 1,17 PJ a v roce 2006 2,6 PJ (Eurostat, 2008), tedy více než 70 % celkové spotřeby biopaliv v těchto letech. Největším vývozcem biodieselu je Česká republika, čisté vývozy v roce 2006 dosáhly asi 3,3 PJ. Od dubna 2008 však v ČR platí povinné kvóty pro biopaliva, takže je možné v následujících letech očekávat významný pokles vývozů. Pro Německo nejsou data o dovozech biopaliv k dispozici. Podle dostupných dat dosahoval v roce 2006 přeshraniční obchod s bioetanolem jen minimální úrovně. Navíc statistiky nerozlišují mezi obchodem s plodinami pro energetické a krmné nebo potravinářské účely.

Potenciál biomasy

Způsoby stanovení potenciálu biomasy se často velmi různí a stejně tak se často značně odlišují i dosažené výsledky. Použití různých metodik pak do velké míry znemožňuje srovnání mezi jednotlivými zeměmi. Studie „Kolik bioenergie může Evropa vyrobit, aniž by škodila životnímu prostředí?“ vydaná Evropskou agenturou pro životní prostředí (EEA, 2006) používá k odhadu potenciálu biomasy v Evropě jasný a konzistentní metodologický přístup. To už se však nedá říct o množství ostatních studií, které se zabývají potenciálem vybraných regionů nebo vybraných segmentů biomasy. Proto podle autorů článku představuje studie EEA nejspolehlivější zdroj pro účely tohoto článku.

Obrázek č. 8: Potenciál biomasy ve střední Evropě

Obrázek 8 znázorňuje agregované potenciály v regionu střední Evropy tak, jak je odhaduje EEA, 2006. Zemědělský potenciál zde zahrnuje záměrně pěstované energetické plodiny a travní porosty. Zemědělské zbytky a hnojivo je zahrnuto v odpadech, stejně jako pevný komunální odpad, zbytky z dřevozpracujícího a potravinářského průmyslu, odpadní dřevo a černý louh. Je zřejmé, že struktura potenciálu biomasy se v rámci jednotlivých zemí liší. V Rakousku a Slovinsku leží největší potenciál v dřevní biomase a i v kategorii „odpady“ jsou nejvíce zastoupeny zbytky z dřevozpracujícího průmyslu (tedy zpracovaná forma dřevní biomasy). Rakousko a Slovinsko se také řadí k zemím s nejvyšší podílem biomasy na celkové spotřebě energie. Odhad potenciálu zemědělské biomasy pro rok 2010 je relativně nízký, ale podle EEA také dosahuje nejvyššího nárůstu mezi roky 2010 a 2030. Z dlouhodobého hlediska by se mohla zemědělská biomasa dokonce stát nejdůležitějším druhem biomasy ve střední Evropě. Tyto domněnky vycházejí z předpokladu, že bude docházet k dalším reformám společné zemědělské politiky, úplné liberalizaci trhu s živočišnou produkcí do roku 2025 a dalšímu nárůstu hektarových výnosů biomasy. Podle EEA, 2006 bude ve sledovaném regionu tvořit celková orná půda dostupná pro bioenergetickou produkci 6,9 mil. ha v roce 2010 (11,1 mil. ha v roce 2030), což je asi 17 % (resp. 27 % v roce 2030) celkové výměry zemědělské půdy, s nejvyšším příspěvkem Polska (55 % v roce 2010 a 40 % v roce 2030). Podle Thrän et al., 2004 je podíl orné půdy, která může být využita pro pěstování biomasy, dokonce vyšší v České republice, Maďarsku, Slovensku a Německu.

Naopak jiné studie odhadují potenciál nižší nebo blízký odhadům v EEA, 2006. V následující části jsou podrobněji analyzovány výsledky vybraných studií zabývajících se potenciálem bioenergie ve sledovaném regionu. Podle údajů uvedených v Haas et al., 2008 se odhaduje celkový potenciál primární bioenergie v Rakousku na cca 303 až 413 PJ/rok v roce 2030, v závislosti na vývoji dřevozpracujícího průmyslu v Rakousku. Publikace Aretz et al. 2007 srovnává různé odhady potenciálu biomasy v Německu. Podle analyzovaných studií se potenciál biomasy pohybuje mezi 965 a 1232 PJ/rok, tedy hodnoty srovnatelné s EEA, 2006. Staiß (2007) odhaduje potenciál v Německu mezi 1060 a 1200 PJ/rok, z toho jen 200 PJ/rok ze záměrně pěstované biomasy. Sarlej (2005) udává potenciál lesní biomasy, průmyslových zbytků a dalších dřevních odpadů v České republice kolem 175 PJ/rok, což je mnohem více, než podle EEA, 2006, protože tato studie nezahrnuje energetické plodiny. Habart et al, 2005 odhaduje dosažitelný potenciál ve výši 200 PJ/rok a Váňa et al, 2003 udává 100 PJ/rok v roce 2010 a 160 PJ/rok v roce 2020. Celkový potenciál v Maďarsku je podle Vityi, 2005 135,5 až 179 PJ/rok. Výsledky odhadů potenciálu v Polsku se pohybují mezi 570 a 750 PJ/rok (Scholwin, 2005, Rogulska, 2005 a Jaworsky, 2006), a tedy jsou nižší než odhady EEA, 2006. Technický potenciál na Slovensku byl pro rok 2020 odhadnut na 90 PJ/rok (Ilias, 2005). Pro Slovinsko a Itálii nejsou autorům známy žádné srovnatelné studie zabývající se potenciálem biomasy. I když tedy existují nesrovnalosti v odhadech potenciálů mezi různými studiemi/zeměmi, zdají se výsledky EEA, 2006 obecně konzistentní s ostatními publikovanými studiemi. Odhady dostupnosti orné půdy pro bioenergetické účely se naopak značně odlišují. Nicméně lze konstatovat, že zásadní vliv na potenciál biomasy ve střední Evropě bude mít rozvoj zemědělské politiky (a s tím spojené strukturální změny v zemědělství).

Perspektivy

Srovnání současného stavu a odhadovaných potenciálů biomasy umožňuje lépe pochopit, které druhy biomasy jsou již z větší části vyčerpány a kde ještě existuje určitý potenciál. Jak již bylo zmíněno výše, v současné době je nejvíce využívaným druhem biomasy v regionu střední Evropy lesní dendromasa a její části (včetně zbytků dřevozpracujícího průmyslu, obalové techniky, asanací a dalších dřevných odpadů). Přesto i lesní dendromasa stále představuje nevyužitý potenciál. Ne ve všech zemích jsou dostupná podrobná data o současném využití zbytků dřevozpracujícího průmyslu tak, aby bylo možné provést podrobnou analýzu nevyužitého potenciálu. Podle údajů, které jsou k dispozici, je však možné usuzovat, že tento nevyužitý potenciál je spíše nízký. Jeho zvýšení do budoucna je závislé na vývoji (zvýšení) produkce řeziva či dalším rozvoji dřevozpracujícího průmyslu. Proto se ani v budoucnu neočekává přílišný nárůst tohoto potenciálu. Největší podíl na nevyužitém potenciálu biomasy ve sledovaném regionu představuje bezesporu záměrně pěstovaná (energetická) biomasa. Tato situace se však poměrně rychle mění s tím, jak se zvyšujícím se tempem roste poptávka po energetických plodinách pro biopaliva.

Obrázek č. 9: Potenciální podíl biomasy na spotřebě PEZ v roce 2030

V Německu, které již disponuje relativně vysokým využitím biopaliv, bylo v roce 2006 využito asi 85 % potenciálu pro rok 2010 (podle EEA, 2006). S ohledem na nové výrobní kapacity, instalované v letech 2007 a 2008 (EBB, 2008; EBIO, 2008) zejména v Německu a Rakousku, je zřejmé, že bude potřeba dodávat značné množství energetických plodin. V Německu a zejména v Rakousku bude tato poptávka muset být kryta hlavně z dovozů. Vzhledem ke zvýšené poptávce v celém regionu (střední) Evropy se budou velmi pravděpodobně také zvyšovat dovozní vzdálenosti. Jediné Polsko jako exportní země ve sledovaném regionu má potenciál tuto zvýšenou poptávku uspokojit. Vzhledem ke zvyšující se poptávce po biopalivech dané kvótami a cíli EU je možné do roku 2010 očekávat značné posuny a rostoucí objemy přeshraničního obchodu. Pokud by měla výroba surovin pro biodiesel pokrýt poptávku způsobenou výstavbou nových kapacit (jak tomu bylo v polovině roku 2008) (podle EBB, 2008), musela by se na 90 % (6,2 mil. ha) orné půdy, vyhrazené pro energetické plodiny (v roce 2010, EEA 2006), pěstovat olejnatá semena pro biodiesel. Dalších asi 500 000 ha orné půdy bude potřeba pro obiloviny, kukuřici a cukrovou řepu, které budou užity pro pokrytí poptávky po bioetanolu. Pokud tedy nepředpokládáme další dovoz biomasy z ostatních evropských či mimoevropských zemí, bude téměř 100 % orné půdy využitelné pro biomasu použito na pokrytí poptávky po biopalivech. Výsledky EEA, 2006 však také naznačují (viz obrázek 9), že potenciál biomasy by se mohl významně zvýšit díky změnám v zemědělské politice EU, vyšším výnosům a přechodu od klasických plodin k vysoko výnosovým energetickým plodinám. Mezi obecně málo využitý potenciál se řadí zbytky ze zemědělské produkce (včetně hnoje, slámy a dalších rostlinných a organických odpadů), které mohou být využity pomocí anaerobní fermentace. V tomto ohledu by se zejména pevný zemědělský odpad mohl stát významným zdrojem biomasy. Podle EEA, 2006 představuje tento druh biomasy až 10 % celkového potenciálu biomasy ve střední Evropě v roce 2030. Přesto jsou snahy tento potenciál využít zatím spíše zanedbatelné.

Obrázek č. 9 znázorňuje teoreticky dostupný potenciál biomasy na spotřebě PEZ v regionu střední Evropy v roce 2030. Výpočet vychází z potenciálů uvedených v EEA, 2006 a vývoji spotřeby energie podle Capros et al., 2008. Podle těchto odhadů by z domácích zdrojů biomasy mohlo být pokryto více než 20 % spotřeby v Rakousku, Slovinsku a Maďarsku a více než 30 % v Polsku. Je třeba však brát v úvahu bariéry a nedostatky spojené s tímto scénářem. V první řadě použitý scénář vývoje spotřeby předpokládá výrazný pokles hrubé domácí spotřeby energie v roce 2030 ve většině sledovaných zemí (např. v Rakousku a České republice o 10 % v porovnání s rokem 2006, v Německu až o 26 %). Takový vývoj lze dosáhnout jen pokud dojde k významnému posunu v oblasti energetických úspor a zvyšování účinnosti, tedy pokud budou uskutečněny ambiciózní politická opatření v oblasti energetické účinnosti a/nebo se významně zvýší ceny energie. Za druhé i vyšší využití biomasy je spojeno s různými ekonomickými i neekonomickými překážkami. Autoři se domnívají, že využití (i neúplné) potenciálu biomasy podle EEA, 2006 si vyžádá značné úsilí v oblasti nových podpůrných politik. Za třetí pak existují různé překážky využití biomasy pro výrobu elektrické energie, tepla i v dopravě.

Například pro výrobu elektrické energie může být biomasa efektivně využita jen tehdy, pokud je elektrická energie vyrobena pomocí kombinované výroby tepla a elektřiny, tedy s využitím odpadního tepla (stejně to platí pro spoluspalování biomasy). Využití biomasy pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny by tedy mělo být podporováno jen tehdy, pokud se jedná o vhodný způsob řešení pro daný účel. Stejně tak je potřeba vzít v úvahu nejrůznější logistické překážky využití biomasy pro výrobu tepla a elektrické energie. V neposlední řadě je výstavba nových zařízení časově náročný proces a výrobní kapacity pro kotle na biomasu, výrobní provozy apod. jsou také omezené. Výše uvedené překážky dále zpomalují strukturální změny v (bio)energetickém sektoru.

Shrnutí a závěry

Podíl biomasy na celkové spotřebě energie v zemích střední Evropy (Česká republika, Itálie, Maďarsko, Polsko, Německo, Rakousko, Slovensko a Slovinsko) se značně liší. V Rakousku tvoří biomasa 12 % celkové spotřeby PEZ, ve Slovinsku je to 6,3 %, v Itálii, České republice, Slovensku či Maďarsku méně než 5 %. Díky podpoře OZE ze strany EU v posledních letech dochází k výrazným změnám jejich užití. Evropské směrnice 2003/30/ES a 2001/77/ES se zaměřují na zvýšení spotřeby biopaliv v dopravě a růst výroby elektřiny z OZE. V oblasti výroby tepla (kde je navíc využití biomasy nejvíce konkurenceschopné) zatím podobná evropská legislativa neexistuje. V návrhu nové směrnice týkající se OZE z poloviny roku 2008 jsou obsaženy celoevropské cíle v podílu OZE (včetně výroby tepla). Pokud bude návrh směrnice přijat, je tedy možné očekávat zvýšenou podporu výroby tepla z OZE.

Největší nárůst spotřeby biomasy v posledních letech zaznamenalo Německo, a to zejména co se týká biopaliv a bioplynu. V roce 2007 byl podíl biopaliv 7,6 %, tedy více než je cíl stanovený směrnicí EU2003/30/ES pro rok 2010 (5,75 %). V Rakousku byl naopak v posledních letech růst využití biomasy spíše nízký, což je však způsobeno tím, že podíl biomasy byl již v minulosti relativně vysoký. Největší nárůst byl zaznamenán ve výrobě a užití biopaliv a kombinované výrobě tepla a elektřiny. Zdroje pro výrobu biopaliv Rakousko dováží od svých severních a východních sousedů. V ostatních zemích sledovaného regionu byl naopak podíl biopaliv v roce 2006 menší než 1 %. Důvodem byla zejména nízká podpora biopaliv do roku 2006. Pro období 2006 – 2010 se však již i v těchto zemích očekává strmý nárůst užití biopaliv, jako přímý důsledek implementace směrnice 2003/30/ES a nových výrobních kapacit, instalovaných mezi roky 2006 a 2008. Průměrný podíl biomasy (včetně pevného komunálního odpadu) na výrobě elektrické energie ve střední Evropě byl v roce 2006 2,3 %. Pokud se podíváme na jednotlivé země, největší podíl byl v Rakousku (4,9 %), Maďarsku (3,8 %), Německu (3,1 %) a Itálii (2,1 %). Důvodem vysokého užití biomasy pro výrobu elektřiny v Rakousku je zejména velký počet zařízení na kombinovanou výrobu tepla a elektřiny, která jsou využívána v papírenském a dřevozpracujícím průmyslu, a také – do jisté míry – úspěšné zavedení podpůrných opatření v roce 2002 (i když změna tohoto systému schválená v roce 2006 znamenala téměř úplné zastavení dalšího rozvoje). Růst výroby elektřiny z biomasy v Maďarsku v letech 2003 až 2005 byl způsoben zejména rozvojem spoluspalování. V Německu a Itálii mělo hlavní podíl na rozvoji biomasy užití pevného komunálního odpadu (36 %, respektive 44 %) a v Německu má také v porovnání s ostatními zeměmi regionu mnohem vyšší podíl na spotřebě biomasy výroba bioplynu (30 % výroby elektrické energie z biomasy a odpadů). Naopak v České republice, Polsku a Slovensku tvořila v roce 2006 biomasa méně než 1 % domácí výroby elektrické energie. Tradičně vysoké je využití biomasy pro výrobu tepla v Rakousku, následované Slovinskem a Polskem. Významný nárůst byl zaznamenán i v České republice a na Slovensku.

Obecně je podpora biomasy pro výrobu tepla ale spíše nízká. Největší objem přeshraničního obchodu s palivovým dřevem a dřevními zbytky ve střední Evropě tvoří dovozy do Rakouska a Itálie. Rostoucí produkce biodieselu také zvyšuje objem přeshraničního obchodu s olejnatými semeny. Největšími dovozci jsou Rakousko a Německo. Naopak čistými vývozci jsou Maďarsko, Slovensko a Polsko. Kromě výše uvedených dvou komodit je ostatní přeshraniční obchod s biomasou pro energetické účely zanedbatelný. Článek dokazuje, že ve střední Evropě stále existuje značný nevyužitý potenciál biomasy. Tento potenciál zahrnuje zejména energetické plodiny a zemědělské zbytky, ale také nezanedbatelné množství lesní biomasy. Roste také poptávka po energetických plodinách pro biopaliva. Pokud by byly využity všechny výrobní kapacity na biopaliva v provozu v polovině roku 2008, znamenalo by to podle EEA, 2006 použít téměř 100 % orné půdy vyčleněné pro bioenergetické účely jen na výrobu těchto biopaliv. Pokud k tomu ještě přidáme biomasu potřebnou pro výrobu bioplynu, může poptávka po energetických plodinách při respektování přípustné environmentální zátěže v roce 2010 relativně snadno přesáhnout dostupný potenciál ve střední Evropě. Proto autoři očekávají zásadní změny ve struktuře a tocích přeshraničního obchodu s biomasou a také výrazné zvýšení přepravních vzdáleností.

Pokud mají být splněny cíle v oblasti OZE a skleníkových plynů, které si stanovily státy Evropské unie, bude potřeba výrazně zvýšit podíl biomasy na budoucí spotřebě energie. Jednou z největších výzev v tomto ohledu je nutnost mobilizovat stávající dosažitelný potenciál biomasy (který však bude respektovat požadavky na ochranu životního prostředí). Důležitou roli bude hrát efektivní podpora využití biomasy pro výrobu tepla, protože tento způsob energetického užití biomasy je v současné době nejvíce ekonomicky efektivní. V roce 2030 by domácí výroba biomasy ve střední Evropě mohla dosáhnout až 20 % celkové spotřebyenergie. Tento podíl (při respektování požadavků na ochranu životního prostředí) je nejvyšší v Polsku (až 35 %) a Rakousku (téměř 30 %). Toto jsou však jen teoretické scénáře, které nebude možné uskutečnit bez zásadních opatření nejen na straně podpory výroby a užití bioenergie, ale i zlepšení energetické účinnosti.

Výběr z použité literatury

• Aretz A., 2007, Hirschl B., Biomassepotenziale in Deutschland – Übersicht maßgeblicher Studienergebnisse und Gegenüberstellung der Methoden, Dendrom-Diskussionspapier Nr. 1, Fachhochschule Eberswalde 2007
• Capros P., Mantzos L., Papandreou V., Tasios N., 2008, European Energy and Transport – Trends to 2030 – Update 2007, European Commission, Directorate-General for Energy and Transport, Institute of Communication and Computer Systems of the National Technical University of Athens, 2008
• DG TREN, 2008, Directorate-General for Energy and Transport, EU Energy in Figures 2007/08, Update EEA June 2008
• EBB, 2008, http://www.ebb-eu.org/stats.php
• EBIO, 2008, http://www.ebio.org/statistics.php?id=5
• EEA, 2006, Wiesenthal T., Mourelatou A., Peterson J.-E., European Environment Agency, Taylor P., AEA Technology, How much bioenergy can Europe produce without harming the environment?, EEA Report No 7/2006; Kopenhagen 2006
• EurObserv‘ER, 2008, http://www.eurobserv- er.org/
• Eurostat, 2008, http:/ec.europa.eu/ eurostat/
• Haas R., 2008, Kranzl L., Kalt G. et al., Strategien zur optimalen Erschließung der Biomassepotenziale in Österreich bis zum Jahr 2050 mit dem Ziel einer maximalen Reduktion an Treibhausgasemissionen, Energy Economics Group, Vienna University of Technology, Vienna 2008
• Habart J., 2008, Užití biomasy v ČR a současné legislativní podmínky
• Ilias I., 2005, Country report of Slovakia, Eubionet II, Energy Centre Bratislava, Bratislava 2005
• Jaworsky P., 2006, Country report of Poland, EC BREC, Eubionet II, WP1; 2006,
• Resch G., 2008a, Faber T., Panzer C., Haas R., Energy Economics Group, Ragwitz M., Held A., Fraunhofer Institute Systems and Innovation Research, Futures-E, 20 % RES by 2020 – A balanced scenario to meet Europe’s renewable energy target, Intelligent Energy for Europe - Programme, Vienna 2008
• Resch et al., 2008b, Energy Economics Group, Coenraads et al., Ecofys, Ragwitz et al., Fraunhofer ISI, Konstantinaviciute, Lithuanian Energy Institute, Chadim, Seven, Renewable Energy Country Profiles, TREN/D1/42-2005/S07.56988, Utrecht 2008
• Rogulska M., 2005, Potential and trading opportunities for biomass in Poland, EC BREC, Central European Biomass Conference; Graz 2005
• Sarlej M., 2005, Country report of the Czech Republic, Eubionet II, Brno University of Technology
• Scholwin F., 2005, Options for biomass use in district heating networks in Poland, Institute for Energy and Environment, Central European Biomass Conference; Graz 2005
• Staiß F., Jahrbuch Erneuerbare Energien 2007, Stiftung Energieforschung Baden-Württemberg, Bieberstein Verlag, Radebeul 2007
• Statistik Austria, 2008, http://www.statistik.at/
• Thrän D. et al., 2004, Nachhaltige Biomassenutzungsstrategien im europäischen Kontext – Analyse im Spannungsfeld nationaler Vorgaben und der Konkurrenz zwischen festen, flüssigen und gasförmigen Bioenergieträgern, Institut für Energetik und Umwelt, Universität Hohenheim, Bundesforschungsanstalt für Forstund Holzwirtschaft, Öko-Institut e.V., Im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Leipzig 2004
• UN Comtrade, 2008, http://comtrade.un.org/db/
• Váňa J., 2008, Ustak S., Prezentace CZ Biom – České sdružení pro biomasu u příležitosti expertní mise k Mezinárodní energetické chartě

Tento článek byl publikován v rámci spolupráce s magazínem PRO-ENERGY.

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?