Potřeba podpory pěstování energetických rostlin
V současné době roste podpora výroby energie z obnovitelných zdrojů. Jedním z důležitých obnovitelných zdrojů energie je biomasa. Ta může být využívána v bioplynových stanicích jako surový organický materiál různého původu o vysoké vlhkosti nebo jako "suchá" biomasa s nízkým podílem vlhkosti, která je vhodná k výrobě energie spalováním. Z biomasy lze vyrábět elektřinu i teplo. A právě v tom je problém. Zatímco výroba elektřiny je podporována, podpora výroby tepla chybí.
Úvod
Tento příspěvek je věnován suché biomase, z níž je energie získávána spalováním. Suchá biomasa je obecně rostlinného původu, tudíž v sobě díky fotosyntéze akumuluje sluneční energii, kterou je možné uskladnit a vhodně využít v době její aktuální potřeby. Biomasu můžeme rozdělit na biomasu rostlinnou - fytomasu a biomasu dřevní - dendromasu. Oba druhy mohou mít pak původ jako "odpad" v zemědělském a dřevozpracujícím sektoru nebo jako cíleně pěstovaná surovina za účelem budoucího využití k výrobě energie.
Využívání biomasy - dřeva k zisku energie má v naší zemi počátky hluboko v minulosti. Využívání biomasy v dnešním slova smyslu k energetickým účelům má v naší zemi počátek koncem devadesátých let minulého století. Mohutný rozvoj tohoto odvětví energetiky nastupuje v posledních letech. Je to nejen díky tomu, že je nezbytně nutné perspektivní obor "bioenergetika" podporovat a rozvíjet, ale bohužel také díky bohaté státní podpoře výroby tzv. "zelené" elektřiny. A zde již dochází ke značné disproporci.
Podpora využití biomasy
Využití biomasy k energetickým účelům bylo původně velice vhodně a rozumně směřováno k lokálnímu využití a velice vhodně do míst, kde biomasa měla původ, tam kde narostla. Byly podporovány projekty komunálních výtopen či tepláren, ve kterých je energie biomasy využívaná s vysokou účinností okolo 85%. Ve chvíli, kdy byl přijat zákon o obnovitelných zdrojích energie, který měl podpoře obnovitelných zdrojů energie pomoci, se situace paradoxně, jak ukázal čas, obrátila. Moudrost a rozum se postupně vytratily.
Komunální biovýtopna
Masivní podporou "zelené" elektřiny se stalo, že až 80% využitelné sluneční energie naakumulované v biomase je v kondenzačních "zelených" elektrárnách bez užitku vypouštěno do vzduchu a bez náhrady zmařeno. Biomasa je v obrovských množstvích převážena z místa, kde narostla do míst, kde je zpracovávána. Zbývajících 20% naakumulované energie, která se ještě dá považovat za ekologickou, tedy obnovitelnou, je zmařeno právě obrovskými dovozovými vzdálenostmi, tedy projeto v pohonných hmotách (viz Historie a perspektivy OZE - biomasa II). Rozvoj původně realizovaných komunálních výtopen je téměř zcela ztracen. Jejich provozovatelé si nemohou dovolit konkurovat svými finančními prostředky určenými na nákup paliva provozům, které mají své zboží, "zelenou" elektřinu dotovanou. Cenu tepla musí vykalkulovat tak, aby odběratelé byli schopni teplo zaplatit, případně jsou omezeni přísně státem regulovanou výší ceny tepla.
A jak rozumně a moudře celý tento "biomodel" decentralizace zdrojů energie začal. Využití biomasy v místě svého původu dává možnost udržet peněžní prostředky v regionu. Podporuje podnikatelský sektor, pomáhá řešit sociální otázku, zvyšuje počet pracovních míst. Cena tepla vyrobeného z biomasy je pro odběratele příznivá. Tento model vedl ke zvýšení energetické bezpečnosti státu a vysokou účinností využití bioenergie na výrobu tepla do značné míry šetřil fosilní zdroje energie.
Realita současnosti
Celá řada zrealizovaných dnes úspěšně fungujících komunálních výtopen plní funkci, pro kterou byly postaveny, spolehlivě dodává teplo odběratelům. Vedle toho udržují peněžní prostředky v místě realizace, udržují pracovní místa, značně vyčistily ovzduší měst a obcí, kde dříve lidé dýchali emise z uhelných kotelen. Otázkou je, jak dlouho tuto svou funkci budou moci do budoucna spolehlivě plnit, a jak vysoko se bude muset vyšplhat cena tepla, aby měli jejich provozovatelé dostatek finančních prostředků na nákup paliva, získávaného na trhu pokřiveném dotováním jednoho ze zboží vyrobeného z biomasy, a to "zelené" elektřiny. Celý problém však již dlouho nebude spočívat jen na úrovni výše ceny biomasy, ale velice rychle se překlopí do roviny, kdy biomasa na trhu k dispozici nebude.
Pokud se podíváme na současný trh s biomasou podrobněji a začneme se zabývat tím, co je ještě na trhu v rozumné cenové relaci k dispozici, zjistíme, že trh s dendromasou nabízí ke spalování již jen štěpku z lesního klestu, která obsahuje v zimním období více jak 50 % vlhkosti. Klestí je štěpkováno ihned po vytěžení dřeva, vlivem vysoké poptávky po biomase není čas ponechat tento materiál po určitou dobu naskládaný na hromadách k proschnutí. Tento materiál je ke spalování v komunálních výtopnách svou kvalitou nevhodný. Tato biomasa, která by byla jinak velice dobrým palivem, pokud by se k jejímu zpracování přistupovalo tak, že budoucím palivem bude, je na velké vzdálenosti převážena ke spoluspálení s uhlím v kondenzačních elektrárnách.
Dalším druhem štěpky, který lze ve velice omezené míře na trhu s biomasou získat, je dřevní štěpka vyrobená z odpadního dřeva z dřevozpracujícího průmyslu. Cena dřevní štěpky je ale v současnosti vysoká a navíc je tohoto materiálu na trhu nedostatek. Využíván je též v papírenském a nábytkářském průmyslu, používá se také k výrobě dřevních pelet. Ve velké míře v různém stupni zpracování na finální výrobek, je tento materiál ve velkém vyvážen do zahraničí. Na trhu s biomasou lze získat též fytomasu v podobě sbalíkované obilné slámy, tento materiál však nelze ve většině již zrealizovaných komunálních výtopen spalovat z důvodu druhu osazených kotlů.
Obilná sláma
Nové zdroje biomasy
Jak lze tedy toto vše řešit a zajistit potřebné množství biomasy alespoň pro již zrealizované projekty komunálních výtopen, případně jak zajistit dostatek paliva pro další zamýšlené komunální biovýtopny a jak podpořit jejich další rozvoj? Zatím dosud ne zcela doceněným zdrojem biomasy je zemědělský sektor. Je třeba si uvědomit, že do doby nástupu masivního používání moderní zemědělské techniky v podobě traktorů, používajících k pohonu naftové motory, byla v minulosti v každé době část orné půdy vyčleněna k pěstování krmiv pro tažná zvířata používaná v zemědělství. Není tedy na místě argument, že vyčleněním orné půdy k pěstování "energetických" rostlin ubude orné půdy k pěstování plodin pro potravinářství. Jistota pro zemědělce, že vypěstovanou produkci za předem známou a deklarovanou cenu s určitostí prodají, má jistě nemalou váhu v rozhodování, proč se otázkou pěstování rostlin k energetickým účelům mají zemědělská družstva zabývat.
Jako palivo - fytomasu lze v komunálních výtopnách k tomu uzpůsobených spalovat nejen slámu z tradičně pěstovaných obilnin, ale též slámu z rostlin, které mají na 1 ha vysokou produkci fytomasy. Mohou to být obilniny, mezi které patří například tritikale, ale mohou to být také zcela nové druhy rostlin. Mezi takové druhy patří v zahraničí odzkoušený Miscantus - sloní tráva nebo u nás již zkoušený "energetický" šťovík. "Energetických" rostlin je ale v současné době u nás schváleno k pěstování více. Proč tedy dosud nedošlo při velké poptávce po biomase také k masivnímu rozvoji jejího cíleného pěstování? Problém je hlavně v neposkytování podpory zemědělcům ze strany státu především k zakládání porostů cíleně pěstovaných rostlin, kdy je nad jejich finanční možnosti toto založení ze svých prostředků zafinancovat. Nelze ovšem též opomenout značný konzervatismus ze strany zemědělců a značnou nedůvěru k něčemu, co je pro ně nové a neznámé. Problémem je též ne zcela jednoduché spalování fytomasy z pohledu jejího prvkového složení a specifického chování během spalovacího procesu. Tomu lze ovšem předejít tím, že nově realizované biovýtopny nebo bioteplárny budou osazeny technologií schopnou tento druh paliva spalovat.
Miscanthus - "sloní" tráva
Závěr
Myšlenka využívat v co nejvyšší míře obnovitelné zdroje energie je nanejvýš správná a moudrá. Biomasa je v klimatických podmínkách naší země významným zdrojem obnovitelné energie. Z tohoto pohledu je třeba na ni nahlížet a její potenciál co nejmoudřeji využít. Jedním z řešení, jak vyrovnat poptávku a nabídku současného trhu s biomasou, je výše naznačená možnost začít biomasu cíleně pěstovat. Do budoucna podpořit již jen realizaci bioprovozů, kde bude energie z biomasy využita s vysokou účinností. Podporovat zejména rozvoj komunálních projektů, které jsou z pohledu využití biomasy z mnoha hledisek nejvhodnější a pro daný region nejpřínosnější.
Poznámka recenzenta
Ve svém příspěvku vychází Ing. Pavlína Voláková,Ph.D. ze svých dlouholetých zkušeností získaných řízením provozu výtopny na spalování biomasy, která byla uvedena do provozu v roce 2001 ve městě Žlutice v Karlovarském kraji. Město Žlutice je unikátním příkladem města závislého pouze na tepelné energii vyrobené z biomasy. Zeleným teplem je zásobeno asi 70% obyvatel.
Teplo je v centrální výtopně vyráběno spalováním dřevní hmoty a balíkované slámy. Ve své době, byl tento projekt navržen a zrealizován velmi promyšleně a citlivě tak, aby plnil funkci decentralizovaného zdroje energie, zdroje s technologií zisku energie o vysoké účinnosti, zdroje využívajícího jako palivo biomasu získanou v bezprostředním okolí města.
Roky provozu ukazují, že výtopna spolehlivě dodává odběratelům tepelnou energii, plní ukázkově funkci komunálního decentralizovaného zdroje energie, nezávislého na fosilních palivech ať již dovážených nebo tuzemských. V posledních letech, jak autorka článku naznačuje, se ovšem podobné projekty komunálních výtopen stávají vazaly trhu s biomasou, který je necitlivě narušený disproporcí dotačně podporované „zelené““ elektřiny.
Dřevní štěpka je materiál, u kterého je již dlouhou dobu dobře vyřešený spalovací proces, i proto je potenciál tohoto paliva na pokraji vyčerpání. Spalování rostlinné biomasy je proces o poznání složitější a dosud ne zcela zvládnutý. I z tohoto důvodu je potenciál tohoto druhu biomasy dosud ne zcela vyčerpaný. Žlutická výtopna je ovšem příkladem, že i spalováním slámy je možné spolehlivě zásobovat odběratele tepelnou energií. Rostlinná biomasa tudíž může být, tak jak je v článku doporučováno, do budoucna řešením pro zemědělský sektor, který má možnost velmi vhodně navázat spolupráci s obcí, městem ve své blízkosti a stát se dodavatelem paliva. Upozorněno je zde také na možnost a do budoucna velkou potřebu podpory účelně pěstované energetické biomasy.
Využívání obnovitelných zdrojů energie v co nejvyšší možné míře je nanejvýš potřebné. Při realizaci „zelených“ projektů je však třeba, tak jak autorka článku zdůrazňuje, podporovat pouze projekty provozů , které využijí energii obsaženou v biomase s co nejvyšší účinností. Tedy projekty komunálních výtopen nebo projekty využívající kogeneraci.
Je třeba však poznamenat, že spaliny ze spalování biomasy obsahují t.zv POP´s, což jsou persistentní organické polutanty. Jsou to VOC, PAH, PCDD/F a PCB. Slušelo by se, aby tyto látky byly ze spalin odstraněny.
Nowadays, the support for the production is renewable energy is growing. Biomass is among the important sources of renewable energy. It can be used in biogas plants as a raw, organic material of various origins, or as a “dry” biomass with low moisture, which is suitable for the production of energy through incineration. Both electricity and heating can be produced with biomass. And that is actually the problem. Whereas the production of electricity is supported, support for the production of heat is still missing.