S energií do budoucnosti - od výroby potravin k výrobě energie

Český zemědělec je v evropské Unii vystaven neustálému tlaku na ekonomiku svojí produkce. Jsou mu sice poskytovány subvence na pěstování tržních komodit, ale nedosahují výše subvencí v původních členských státech, a proto je obtížné udržet jejich prodej za konkurenceschopné ceny.

Řešením této situace může být tak jako v sousedním Německu přechod od produkce potravin k produkci energetických a surovinových komodit. Od roku 1993 do současnosti vzrostla plocha pro pěstování surovinových nebo energetických rostlin z 300 tisíc hektarů na výměru přesahující 1 milion hektarů. Nepotravinářské komodity pěstované nejen na výměře útlumových ploch, ale i na plochách produkčních jsou tvořeny ze dvou třetin řepkou určenou k výrobě methylesteru řepkového oleje (bionafta). Přesto je v Německu ze zemědělských surovin produkováno jedno procento paliv, jedno procento elektrické energie a skoro 4 % energie tepelné, což tvoří podle údajů z roku 2003 takřka 60 % všech energií produkovaných v Německu z obnovitelných zdrojů.

Energie z obnovitelných zdrojů přispívá nejen k ochraně klimatu a životního prostředí, ale také poskytuje možnosti setrvalého rozvoje zemědělství. Naše vláda se podpisem Kjótského protokolu zavázala splnit indikativní cíle snížení emisí CO₂ a dalších skleníkových plynů, což bez využití energií z obnovitelných zdrojů nebude možné. Očekává se dokonce, že na evropské úrovni dojde v roce 2050 ke zvýšení podílu energií z obnovitelných energetických zdrojů až na 50 %.

Zemědělci by měli s produkcí obnovitelných energetických a surovinových zdrojů počítat jako s alternativním zdrojem příjmů, který posiluje venkovské prostředí. Obnovitelné energetické zdroje ze zemědělské prvovýroby je možné využívat různě:

• produkce surovin pro výrobu pohonných hmot,
• využití vedlejších produktů k výrobě tepla a elektřiny v bioplynových stanicích,
• využití cíleně pěstovaných plodin k výrobě tepla.

Přestože je možné k výše uvedenému využití použít ověřené pěstitelské metody a postupy je vždy nutné rozhodnout, jaký způsob produkce obnovitelných energetických zdrojů na orné půdě je pro kterou oblast nejvhodnější. To je předpoklad k tomu, aby byl v optimálních podmínkách dosažen z těchto komodit zisk. Jedná se tedy především o intenzivní zemědělskou výrobu s použitím všech dostupných intenzifikačních opatření. Ta může být v některých případech doplněna produkcí extenzivní údržby luk a pastvin (využití pro spalování nebo produkci bioplynu). Rovněž lze díky vysokému rozvojovému potenciálu obnovitelných energetických zdrojů uplatnit i výzkum a vývoj v této oblasti a nové způsoby využití těchto komodit.

Výroba vedlejších surovin a cílených produktů k výrobě bioplynu nebo přímému spalování

Ve světě je pro výrobu elektrické energie a tepla v neustále větší míře používána metoda anaerobní fermentace mokrou i suchou cestou, kdy se pro výrobu bioplynu používají nejen vedlejší výrobky rostlinné a živočišné produkce, ale i cíleně pěstované plodiny jakými jsou kukuřice, žito a travní siláž. Pro tyto komodity jsou využívány i další metody jejich zhodnocení ať je to ORC cyklus nebo pokusy s palivovými články. Rozvoj těchto technologií je umožněn díky zákonu 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, který stanovuje po dobu 15 let maximální výkupní ceny elektrické energie z jednotlivých obnovitelných zdrojů a rovněž procentní odchylku, o kterou se může tato cena v jednotlivých letech maximálně lišit. ERÚ má již k dispozici konečné znění vyhlášky MŽP, kterou jsou stanoveny minimální výkupní ceny a ceny zelených bonusů pro zdroje spalující biomasu.

Tabulka číslo 1: Některé výkupní ceny elektřiny z obnovitelných zdrojů vyplývající z návrhu cenového rozhodnutí publikovaného na webu ERÚ

Minimální výkupní ceny elektřiny / zelené bonusy	Kč/kWh	Kč/KWh
Malé vodní elektrárny v nových lokalitách	2,34	1,43
Spalování čisté biomasy O1 nový zdroj	2,93	1,96
Spalování čisté biomasy O2 nový zdroj	2,60	1,63
Spalování čisté biomasy O3 nový zdroj	2,29	1,32
Výroba elektřiny spalováním skládkového plynu	2,23	1,26
Výroba elektřiny spalováním bioplynu v ČOV	2,23	1,26
Výroba elektřiny spalováním bioplynu nové stanice	2,98	2,01
Výroba elektřiny využitím geotermální energie	4,50	3,64
Výroba elektřiny využitím slunečního záření	13,20	12,59
Výroba elektřiny využitím větru	2,46	2,02

Vysvětlivky

• biomasa O1 účelově pěstované jednoleté a víceleté byliny, účelově pěstované traviny a účelově pěstované rychle rostloucí dřeviny
• biomasa O2 vedlejší produkty po těžbě dřeva, dřevní odpad z parků, prořezávek lesů alejí a podobných činností včetně listů a paliva z něj vyrobených; kůra z odkornění dřeva včetně paliva z ní vyrobených; vedlejší produkty a odpady z rostlinné výroby (sláma, obilné zbytky, obilí nepoužitelné pro potravinářskou výrobu)
• biomasa O3 jsou piliny a hobliny, biopaliva vyrobená z biomasy a ostatní nezařazená biomasa

Také kapalná biopaliva jsou díky nařízení vlády České republiky 66/2005 Sb. významně podporována. Je to především podpora míchání řepkového metylesteru (MEŘO) a etanolu případně (ETBE) do fosilních paliv. V současnosti jsou k dispozici produkční kapacity především na řepkový metylester a vedou se jednání o výstavbě zpracovatelských kapacit na bioetanol, případně ETBE etyltercbutyleter. Ve fázi intenzivního výzkumu je i výroba takzvané kapalné biomasy, kdy může být z biomasy vypěstované na jednom hektaru vyprodukováno až 3325 litrů kapalného paliva, což odpovídá díky nižší výhřevnosti 3101 litrům fosilní nafty. V následujícím schématu číslo 1 jsou znázorněny teoretické výtěžnosti kapalných biopaliv, které lze vyprodukovat podle německé agentury pro obnovitelné suroviny při intenzivním obhospodařování jednoho hektaru zemědělské půdy.

Další poměrně známou oblastí využití alternativních energetických zdrojů ze zemědělské produkce je přímé spalování vedlejších produktů zemědělské výroby i cíleně pěstované fytomasy. Intenzivnímu rozvoji tohoto odvětví brání především nedostatek decentralizovaných energetických zdrojů ve kterých je možné tento produkt využívat. První pozitivní zkušenosti v Čechách jsou získány z kotelen v obci Dešné, Bystřici nad Pernštejnem a Žluticích, kde jsou postaveny kotelny spalujících slámu nebo dřevní štěpku. Nevýhodou, která brání vyššímu rozvoji trhu z rostlinnou biomasou k přímému spalování, je dosud pouze částečně vyřešená logistika dopravy. Doprava na vyšší vzdálenosti totiž biomasu určenou pro přímé spalování příliš zdražuje. To, že jsou do ceny biomasy zahrnuty rovněž i dopravní náklady způsobuje, že výsledná cena odpovídá zhruba ceně hnědého uhlí.

Logistika sklizně a dopravy biomasy na vyšší vzdálenosti předpokládá úpravy stávajících strojů na sklizeň, komprimaci a dopravu. Naše pracoviště ověřovalo sklizňovou techniku a způsob dopravy, kdy byly pro sklizeň stébelnaté biomasy zapůjčena jednak vícestupňová řezačka SMU-4 (foto 1) a lisy na obří hranaté balíky MF (foto 2) . Tyto stroje byly zapůjčeny původně ke sklizni technického konopí, ale díky tomu, že jsou na stroje pro sklizeň technického konopí kladeny vysoké požadavky lze z jistotou říci, že by tyto stroje nalezly uplatnění i při sklizni dalších energetických plodin.

Závěrem je nutno podotknout, že pouze uzavřený cyklus produkce technických a energetických plodin a jejich finalizace přinese očekávané výsledky. Těmi jsou vlastní produkce elektrického proudu a tepelné energie, případně jejich prodej s garantovanou dlouhodobou výkupní cenou. Zvýšený zájem o alternativní energetické a suroviny je také dán globálním oteplováním klimatu, kdy energetické rostliny při svém zužitkování zatěžují atmosféru pouze tím množstvím oxidu uhličitého, který byl v procesu fotosyntézy v rostlině fixován (vyrovnaná bilance oxidu uhličitého). V celosvětovém měřítku doznávají alternativní plodiny a jejich využití nebývalý rozvoj. Je pouze a jenom na zemědělcích, zda a v jaké míře se nabízené šance chopí a začnou přecházet od výroby potravin k výrobě energie.

Tweet

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