Rumex OK 2 – surovina pro bioplyn

Využívání Rumexu OK 2 – krmného šťovíku – je u nás známé především pro suchou biomasu k vytápění budov. V poslední době se úspěšně uplatňuje při krmení hospodářských zvířat a také v bioplynových stanicích (BPS).

Zajištění zelené biomasy pro BPS je u nás založeno převážně na cíleném pěstování kukuřice. V poslední době je ale její pěstování částečně omezováno, když ji nelze pěstovat (tak jako další „širokořádkové“ plodiny) na větších svazích, přesahujících sklon 7°, aby zde nebyla půda ohrožena erozí. Jde zejména o oblasti výše položené, kde je kukuřice omezována navíc ještě chladnějším počasím, kde proto vzchází později. Někteří prozíravější zemědělci se proto snaží hledat i jiné vhodné plodiny, kterou by kukuřici alespoň částečně nahradily. Zkouší se např. krmný sléz, nebo i technické konopí. Tyto plodiny jsou ale k tomuto účelu jen málo vyzkoušené a v případě konopí bývají navíc problémy se sklizní vláknitých lodyh, kde je k tomu zpravidla potřeba speciální mechanizace.

Dobré zkušenosti s hledáním náhrady za kukuřici pro BPS jsou s pěstováním Rumexu OK 2. Velmi názorně se to projevilo právě v letošním roce, kdy bylo dlouho studené jaro. Nárůst kukuřice byl velmi pozvolný a porost byl mnohde poškozen erozí, jak je zřejmé např. z Obr. 1., pořízeného až v červenci, dne 14.7.2013.

Pozdní studené jaro sice Rumex rovněž opozdilo ve vývoji, ale přesto byl porost již v dubnu poměrně dobře zapojen, i když se jedná o velmi starý porost – již 14tiletý (viz Obr. 2).

Při následném oteplování byl ale nárůst Rumexu velmi rychlý, tak, že za cca 6 týdnů dosáhl výšky 2 až 2,5 m – viz Obr. 3. Jedná se o stejný porost, jako na Obr. 2.

V porovnání s kukuřicí, která byla ještě v polovině července nízká a místy zažloutlá, (viz Obr. 1), je rozdíl od Rumexu zcela zásadní. Rychlý nárůst krmného šťovíku zajišťuje velmi ranou sklizeň, zejména pro krmení. K využití v BPS je vhodné jej sklízet později, ve stadiu plného květu. V té době má také maximální nárůst hmoty, což přispívá k získání co nejvyšších výnosů. První sklizeň bývá zpravidla v první dekádě až do poloviny června, i když letos byla také mírně opožděná.

Úspěšné pěstování krmného šťovíku pro bioplynovou stanici lze uvézt na příkladu ve východních Čechách (Žichlínek), kde jej pěstují již třetím rokem celkem na 75 ha. První sklizeň zde byla letos až 19.6. – 21.6.2013, ale termín byl zvolen správně. Porost byl v té době pěkný, vyrovnaný, dostatečně narostlý, neboť dosahoval v průměru přes 2 m, jak je zřejmé i z Obr. 4.

Rostliny šťovíku v té době už začínají stárnout, takže se v nich snižuje obsah vody a dusíkatých látek (NL) a naopak se zvyšuje obsah vlákniny, což je pro využití v BSP vhodné a vítané. Výnosy silážované hmoty Rumexu OK 2 s malou příměsí jílku (s přisetím na jednom ze šťovíkových polí) byly v průměru kolem 18 t/ha. Sklizeň se provádí stejným způsobem i stejnou mechanizací jako sklizeň kukuřice (Obr. 5), což je další výhoda Rumexu OK 2, když není ke sklizni třeba žádná speciální technika. Rovněž způsob konzervování šťovíkové biomasy silážováním je obdobný jako silážování kukuřice.

Rozřezaná hmota se umístní do silážní jámy, případně i „na udusanou hromadu“ jak je zřejmé též z Obr. 6.

Úspěch zdejšího pěstování krmného šťovíku spočívá v jeho každoročním prodiskování ke konci vegetace, v zájmu provzdušnění porostu a zejména v dostatečném hnojení, nejlépe kejdou prasat nebo digestátem z BPS. Rumex OK 2 potřebuje totiž dostatečný přísun dusíku, a to nejlépe ve formě organických hnojiv. Těchto organických hnojiv zde mají dostatek, nejen z výkrmny prasat, ale rovněž z provozu BPS. Uplatnění digestátu při hnojení šťovíku má v rámci provozu BPS také výhodu v tom, že jej lze použít v době, kdy ostatní běžné plodiny jsou zpravidla v plné vegetaci, a tak se s vyprazdňováním (často přeplněných) jímek s digestátem musí počkat až po jejich pozdějších sklizní. Po podstatně časnější sklizni šťovíku lze tudíž digestát použít už v červnu, což může v případě potřeby významně přispět k usnadnění organizace vyvážení digestátu z jímek a tím i k možnosti úspory skladovacích prostor.

Po sklizni první (hlavní) seče se porosty šťovíku opakovaně hnojí kejdou či digestátem, což umožňuje brzký nárůst další doplňkové seče, jak bylo prokázáno i v letošním roce. Rumex OK 2 začal po 1. sklizni rychle obrůstat a po necelých 5 týdnech (ke konci července) zde byla sklizena 2. seč. Ve druhé seči už šťovík nevytváří lodyhy, ale jen růžici přízemních listů. Výnosy jsou tedy podstatně nižší než v první seči, v letošním roce dosáhly v průměru 6,7 t/ha. Celkový výnos Rumexu z dosavadních 2 sečí zde dosáhl téměř 25 t/ha silážní hmoty. Nedosahuje sice zatím výnosů kukuřice, ale je třeba si uvědomit, že se jedná o víceletou – až 10tiletou – plodinu, zatímco porosty kukuřice je nutné každoročně znovu nově zakládat. Navíc, Rumex vyžaduje oproti kukuřici jen minimální způsob ošetřování a tím má i nižší náklady na celkovou agrotechniku. Rovněž cena osiva šťovíku je oproti kukuřici podstatně nižší: zpravidla stojí 4.000 Kč/ha jako jednorázová investice až na 10 let. Znamená to tedy, že náklady na jeho osivo jsou jen 400 Kč/ha /rok, kdežto v případě kukuřice je cena cca 2 až 3.000 Kč/ha, a to každoročně.

Také po této druhé – doplňkové seči, začíná šťovík opět narůstat. Bude nyní (koncem července) záležet na průběhu počasí, zda bude možné získat letos ještě další doplňkovou seč, i když je to pravděpodobné. Tuto další (už 3.) seč lze využít opětovně pro BPS, nebo i jako zelené krmení či senáž pro skot. Je škoda nevyužít tuto kvalitní pícninu s vysokým obsahem obou hlavních živin - NL i cukrů, což nemá u nás žádná jiná pícnina.

Pěstování Rumexu OK 2 je v Žichlínku výhodné i proto, že jsou tyto porosty v rámci provozu se dvěma BPS a výkrmem prasat vhodně rozmístěny. Rumex se pěstuje v bezprostřední blízkosti provozu živočišné výroby, na svažitých pozemcích a tak je tato půda také spolehlivě ochráněna proti vodní erozi (viz Obr. 7).

I když celkové dosavadní výnosy Rumexu OK 2 ze 2 sečí (25 t/ha) nedosahují výnosů kukuřice, zejména u odrůd speciálně vyšlechtěných pro BSP, blíží se ale výnosům s konvenčním pěstováním kukuřice, zvl. v oblastech s chudší půdou. Kukuřice je zde pěstuje bez problémů na rovinatých pozemcích a vhodně se tak doplňuje s biomasou šťovíku.

Spolehlivé uplatnění biomasy Rumexu OK 2 pro vývin bioplynu bylo již předem odzkoušeno jak v modelových testech (Kára, Petříková: Krmný šťovík pro výrobu bioplynu, Zemědělec, 18.2.2008), tak přímo v provozu BPS. Jak vyplývá z připojených grafů, má šťovík (Gr. 1) obdobný vliv na kumulativní vývoj bioplynu, jako kukuřice (Gr. 2). V případě kukuřice je v jedné z variant s přídavkem 80 % kukuřice k 20 % kejdy + digestátu, dokonce nižší vývin BP, než v případě šťovíku. Není tedy třeba se obávat, že by přídavek šťovíku k biomase brzdil v BPS řádný průběh fermentace.

Uvedené testované výsledky s použitím biomasy šťovíku byly už také ověřeny přímo v BPS. Jde o samý začátek provozu nové BPS, kde je nastartování správné fermentace zvlášť důležité. V následujícím přehledu jsou uvedeny prvé 4 etapy sledování, kde byla hned od druhé etapy přidávána z 1/3 biomasa šťovíku. Od čtvrtého období bylo ale bohužel nutné jeho přídavek postupně omezovat, protože byl Rumex k dispozici jen v omezených zásobách.

Vývinu bioplynu na startu v nové bioplynové stanici

Vývin bioplynu byl zaznamenáván od 7.dne po zahájení fermentace, jak je zřejmé z hodnocených výsledků. Na intenzitě vývinu BP logicky závisí výkon kogenerační jednotky. Od 9. dne bylo tak možné zvýšit výkon na 150 kW, když se vývin BP zvýšil na průměrných 69,5 m³/h. V té době bylo rovněž zahájeno přidávání šťovíkové senáže, místo dosavadní senáže travní. Hned za 2 dny (od 11. dne) bylo možné ještě více zvýšit výkon, a to na 200 kWh, v souladu se zvýšeným vývinem BP, který byl v průměru 94 m³/hod. a během dalšího sledování se postupně zvyšoval až na 118 m³/hod. (viz přehled). Přítomnost Rumexu na samém startu fermentace tedy nijak nenarušila fermentační procesy v nové BPS.

Souhrn a závěry

Víceletý, respektive vytrvalý krmný šťovík – Rumex OK 2 se osvědčil při pěstování biomasy pro bioplynové stanice. První sklizeň bývá již v polovině června, zatímco běžně pěstovaná kukuřice je v té době často malá a navíc může být ohrožena erozí. Šťovík naopak erozi spolehlivě zabrání. Pěstování, sklizeň i silážování Rumexu OK 2 je obdobné jako v případě kukuřice, není k tomu třeba žádná speciální technika. Rumex poskytuje po hlavní sklizni ještě 1 až 2 další doplňkové seče, celkový výnos silážované biomasy je kolem 25 t/ha. Výnos nedosahuje sice výnosů kukuřice, ale jde o víceletou plodinu, což významně ušetří náklady na osivo (jednorázová investice) i na celkovou agrotechniku. Je pro BPS vhodným doplňkem či určitou náhradou za kukuřici, zvláště v oblasti svažitých pozemků, kde je pěstování kukuřice v poslední době omezováno kvůli výskytu vodní eroze. Použití šťovíkové biomasy bylo úspěšně vyzkoušeno v modelových testech i přímo v BPS. Přídavek šťovíku do receptury umožnil hned na startu uvedení BSP do provozu rychlý nástup vývinu bioplynu, fermentace nebyla nijak nerušena, probíhala souvisle a spolehlivě.

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