Biomasa je součástí energetického mixu

V současné době probíhá intenzivní diskuze v Evropské unii a dalších zemích světa o budoucím vývoji energetiky. Intenzita těchto diskuzí ještě zesílila v reakci na nehody jaderných elektráren v Japonsku a vývoj v oblasti podpor obnovitelných zdrojů energie. Rozhodnutí o dalším vývoji ve výrobě energie se připravuje i v České republice.

Obr. 1: Biomasa bude v nejbližším období nejdůležitějším obnovitelným zdrojem v České republice

V době, kdy některé hospodářsky významné státy EU deklarovaly odklon o výroby energie z jádra, se také v ČR připravuje zásadní politické rozhodnutí o směřování sektoru výroby energie na dalších 40-50 let. Vážnost tohoto rozhodnutí je ilustrována zřízením Rady vlády pro energetickou a surovinovou strategii, která má za úkol připravit návrh aktualizace Státní energetické koncepce ČR do roku 2060. Vláda si stanovila úkol schválit aktualizovanou koncepci do konce roku 2011.

Celosvětovým trendem v energetice je výrazné snižování emisí skleníkových plynů a zvyšování energetické efektivnosti. Na úrovni orgánů Evropské unie se uvažuje o možném razantním snižování emisí skleníkových plynů v období do roku 2050, a to až o 85 – 90 % proti současnému stavu. Tuto snahu také dokládá schválená Strategie pro Evropu do roku 2020, která mimo jiné zavedla závazné podíly výroby energie z obnovitelných zdrojů. Tento vývoj si postupně vyžádá také v ČR změny směrem k vyváženému energetickému mixu, který by měl preferovat maximálně efektivní využívání tuzemských zdrojů, včetně obnovitelných. Důležitou roli bude hrát v ČR významný obnovitelný energetický zdroj - biomasa.

Obr. 2: Nedílnou součástí energetického potenciálu biomasy je lesní dendromasa

Akční plán pro biomasu

V souvislosti se záměrem vlády připravit aktualizovanou Státní energetickou koncepci přijalo začátkem roku 2011 ministerstvo zemědělství rozhodnutí o nutnosti aktualizace Akčního plánu biomasy (APB) na období 2012 až 2020. Hlavním cílem stanovilo propojit strategickou prioritu využití zemědělské půdy pro zajištění potravinové bezpečnosti země s možností efektivního využití zbývajícího potenciálu zemědělské půdy a lesních pozemků pro energetické využití. Při stanovení energetického potenciálu biomasy byla mimo zmíněnou potravinovou produkci zohledněna i další role biomasy tj. suroviny pro průmyslové využití. Jedním z hlavních výstupů APB je upřesnit odhad potenciálního přínosu biomasy pro energetickou bilanci ČR za předpokladu maximálně efektivního využití zemědělské půdy a lesů. Při určování potenciálu byl brán zřetel na všechny hlavní oblasti energetického využití biomasy, tzn. výrobu bioplynu, využití pevné biomasy pro přímé spalování a výrobu pohonných hmot pro využití v dopravě.

Obr. 3: V České republice stoupá podíl motorových paliv s vysokým podílem biologické složky

Stanovení potenciálu zemědělské půdy vychází z principu udržitelnosti využití zemědělské půdy, zohledňuje potravinovou soběstačnost ČR a bere v úvahu požadavky na ochranu proti erozi, hledisko environmentální, vlivy klimatické a úrodnost půdy podle její bonity. Erozně ohroženou plochu předpokládá APB pouze pro pěstování energetických plodin, které mají protierozní účinky. Postup určení ploch pro možné energetické využití vychází z celkového zemědělského půdního fondu ČR. Ze zohlednění potřeby půdního fondu pro zabezpečení potravinové bezpečnosti země pak vyplynula zbývající disponibilní zemědělská plocha včetně trvalých travních porostů. Její energetické využití vymezuje půdní potřebu pro zajištění 10% podílu biopaliv v pohonných hmotách a k efektivní výrobě kombinace různých druhů biomasy pro výrobu bioplynu a přímého spalování.

Disponibilní plocha pro produkci biomasy při zachování soběstačnosti v oblasti potravinářské a krmivářské produkce se může měnit jak rostoucím tak i klesajícím směrem. Dlouhodobě převládají ve vývoji zemědělství spíše pozitivní trendy (intenzifikace, zvyšování výnosů apod.), proto lze uvedené disponibilní plochy půdy považovat za reálné. Ve střednědobém horizontu po roce 2020 může těmito intenzifikačními vlivy dojít při zachování stejné míry potravinové soběstačnosti k případnému uvolnění ploch pro biomasu o 10 – 15 %.

Součástí stanovení potenciálu jsou také vedlejší produkty zemědělské prvovýroby, především exkrementy hospodářských zvířat, sláma obilovin a řepky, vedlejší produkty ze zpracování zemědělských komodit (např. z výroby biopaliv, produkty z čištění obilí apod.). Nedílnou součástí celkového energetického potenciálu biomasy je vedle potenciálu zemědělské biomasy i potenciál lesní dendromasy. Do lesní dendromasy jsou zahrnuty lesní těžební zbytky s využitím ve formě štepky převážně pro teplárenství a elektroenergetiku a zbytky ze dřevozpracujícího průmyslu s částečným využitím pro vlastní potřebu.

Celkový odhad energetického potenciálu biomasy byl v APB stanoven na 168 – 226 PJ, bez započtení palivového dřeva spotřebovaného v domácnostech (odhaduje se na 17 PJ). Tomu odpovídá zemědělská plocha celkem 680 tis. ha orné půdy a 440 tis. ha trvalých travních porostů. Energetický potenciál biomasy je uváděn v rozptylu hodnot, který reflektuje budoucí nejistoty v oblastech produkce biomasy, nových technologií využití biomasy a možných změn klimatu. Přesto naznačený rozptyl potenciálu umožňuje rámcově definovat postavení biomasy jako významné energetické suroviny se střednědobě mírně vrůstajícím rozvojovým potenciálem do roku 2020. Celkový produkční potenciál ČR není dosud plně využit, přesto je nutné v nejbližší budoucnosti využití biomasy zefektivnit pomocí řady agrotechnických, technologických a organizačních opatření v úrovních produkce a logistiky biomasy, výroby a spotřeby energie. Současně musí být využívání biomasy pro energetické účely udržitelné a stabilní i v kontextu s platnými požadavky ČR a EU.

Obr. 4: Významná část zemědělské biomasy je využita v bioplynových stanicích

Pohled k sousedům

Z pohledu možného vlivu na český trh je nejvýznamnější sousední zemí Německo. Využití energie z obnovitelných zdrojů energie je v Německu přikládán větší význam než v České republice. V rámci společného cíle EU do roku 2020 se Německo zavázalo využívat 18 % energie z OZE na celkové konečné spotřebě energie, přičemž v roce 2050 by mělo být plných 60 % spotřebované energie vyrobeno z OZE. S tím úzce souvisí předpoklad snižování spotřeby energie a emisí skleníkových plynů. Cílem Německa je snížení emisí skleníkových plynů do roku 2050 o 80 % oproti stavu z roku 1990, konečná spotřeba energie by se měla snížit ze současných 8984 PJ na hodnotu 6950 PJ v roce 2050 (zdroj: bmelv.de). Těchto úspor má být dosaženo především zvyšováním účinnosti výroby energie, zvyšováním produktivity průmyslu, zlepšování tepelně izolačních vlastností budov a snižováním spotřeby v dopravě. Stanovení cílů je doprovázeno realizací konkrétních kroků v průmyslu, což dokazuje např. skutečnost, že obor obnovitelných zdrojů energie je v Německu druhým největším odběratelem oceli hned po automobilovém průmyslu.

Nejvýznamnějším obnovitelným zdrojem v současné době je v Německu biomasa, která tvoří 8 % v Německu vyrobené energie (energie z OZE celkem 11 %). Německo přijalo v roce 2010 svůj Akční plán pro biomasu, který navazuje na předchozí úspěšné období ve využívání biomasy a uvádí opatření k dalšímu rozvoji ve využívání tohoto obnovitelného zdroje. Dá se předpokládat, že podíl biomasy ve skupině obnovitelných zdrojů se bude snižovat ve prospěch rostoucích podílů energie z větru a slunce. Přesto však zůstane biomasa důležitým zdrojem energie i v dalším období, kdy se přepokládá minimálně poloviční podíl biomasy na výrobě energie z obnovitelných zdrojů. Využití biomasy je v Německu vnímáno jako ekonomická příležitost pro venkovské oblasti a výrobce technologií s potenciálem růstu v dalším období. Podle údajů Spolkového ministerstva výživy, zemědělství a ochrany spotřebitelů tvoří z celkové rozlohy SRN ve výši 35,7 mil. ha asi 29 % lesy a 53 % zemědělská půda.

Obr. 5: Vývoz biomasy do Německa může významně ovlivnit tuzemský trh

Předpokládá se s využití 2,5 – 4 mil. ha orné půdy a 1 mil ha travních porostů k produkci biomasy pro energetické účely. Při započtení energie dendromasy z lesů, zbytkové biomasy ze zemědělství a vedlejších produktů ze zpracovatelských provozů je celkový potenciál biomasy v Německu k roku 2020 stanoven v rozmezí 1210 – 1700 PJ. Z opatření podporujících využívání biomasy je jako velmi důležitý považován vývoj nových postupů a výzkum nových efektivnějších technologií a jejich rychlý přenos do praxe. Snaha o splnění těchto předpokladů se projevila zvýšeným úsilím v oblasti výzkumu a vývoje, které podporuje spolková vláda, což dokládá např. založení Německého výzkumného centra pro biomasu v roce 2008, které vniklo sloučením s bývalým Ústavem pro energetiku a životní prostředí a je podřízeno spolkovému ministerstvu výživy, zemědělství a ochrany spotřebitele.

Podle předpokladů Akčního plánu se Německo nevyhne při zvyšujícím se podílu bioenergií dovozu biomasy ze zahraničí, což je považováno v rámci liberalizace obchodu za příležitost pro některé státy produkující dostatek biomasy. Nutnost importu biomasy do Německa může značně ovlivnit trh s biomasou v ČR. To je velmi důležitý aspekt pro ČR, který musí být zohledněn při tvorbě politiky a nastavení podmínek pro využívání biomasy v ČR.

Co říci závěrem

Biomasu lze považovat za univerzální nosič energie se schopností skladovat akumulovanou energii slunečního záření, kterou lze technicky využívat různými způsoby – pevnou biomasu na výrobu tepla, bioplyn pro kombinovanou výrobu tepla a elektrické energie a kapalná biopaliva pro pohon spalovacích motorů.

Určitý přebytek potravin a nedostatek biomasy jako zdroje energie umožňují dlouhodobě a systémově řešit propojení zemědělství a energetiky, obdobně jako tomu bývalo při využívání části zemědělské produkce jako energie pro tažná zvířata. Biomasa je a bude v nejbližším období nejdůležitějším obnovitelným zdrojem v České republice.

Při tvorbě nové energetické politiky by měla ČR mít na zřeteli, mimo mezinárodních trendů a závazků, také skutečnost, že rozvoj oboru obnovitelných zdrojů je dobrou příležitostí pro český průmysl v oblasti dodávek technologií a pro výzkumné instituce, které se mohou podílet na mezinárodních projektech v oblasti hight-tech s možností bonusu v podobě profitu z mnoha grantů poskytovaných v rámci mezinárodních struktur.

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