Univerzita J.E. Purkyně, Fakulta životního prostředí Ústí nad Labem
Zpráva o řešení A417
Název aktivity:
Využívání biomasy k energetickým účelům, podpora nepotravinářského využití půdního fondu za účelem získání obnovitelných zdrojů energie.
Součást projektu:
WD – 44 – 07- 1 Název projektu:
Modelové řešení revitalizace průmyslových regionů a území po těžbě uhlí na příkladu Podkrušnohoří. Doba řešení: Od 30. 1. 2008 do 30. 9. 2009
Řešitelský kolektiv: Prof. Ing. Jaroslava Vráblíková, CSc. Prof. Ing. Miloslav Šoch, CSc.
2009
OBSAH ÚVOD..................................................................................................................................................................... 4 1
METODIKA................................................................................................................................................... 5
2
STRATEGICKÉ DOKUMENTY OVLIVŇUJÍCÍ VYUŽÍVÁNÍ OZE.................................................... 5 2.1 STRATEGIE TRVALE UDRŽITELNÉHO ROZVOJE ............................................................................................... 5 2.2 STÁTNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE ................................................................................................................. 6 2.3 AKČNÍ PLÁN PRO BIOMASU PRO ČR NA OBDOBÍ 2009 -2011. ........................................................................ 7
3
LEGISLATIVA.............................................................................................................................................. 9
4
ZPŮSOBY VYUŽITÍ OZE A PODMÍNKY PRO JEJICH UPLATNĚNÍ V ČR .................................. 12 4.1 CÍLOVÝ PODÍL OZE V ČR PRO ROK 2010 .................................................................................................... 12 4.2 PODÍL ZÍSKANÉ ELEKTRICKÉ ENERGIE Z OZE ............................................................................................. 13
5
BIOMASA .................................................................................................................................................... 14 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
6
BIOMASA A JEJÍ CHARAKTERISTIKA ............................................................................................................. 14 ENERGETICKÉ ROSTLINY ............................................................................................................................. 19 PROCESY PŘEMĚNY BIOMASY V ENERGII ..................................................................................................... 31 POTENCIÁL ENERGETICKÉHO VYUŽITÍ BIOMASY ......................................................................................... 34 BIOMASA JAKO ZDROJ SUROVIN PRO PRŮMYSLOVÉ ZPRACOVÁNÍ................................................................ 35
STAV A POTENCIÁL VYUŽITÍ OZE ..................................................................................................... 38 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6
OBECNÉ ČLENĚNÍ ........................................................................................................................................ 38 ENERGIE VODNÍCH TOKŮ A JEJICH POTENCIÁL ............................................................................................ 39 VĚTRNÁ ENERGIE A JEJÍ POTENCIÁL ............................................................................................................ 39 SLUNEČNÍ ENERGIE A JEJÍ POTENCIÁL ......................................................................................................... 41 GEOTERMÁLNÍ ENERGIE A JEJÍ POTENCIÁL .................................................................................................. 42 EKONOMICKÉ HODNOCENÍ VYUŽITÍ OZE .................................................................................................... 44
7
OBCE A OZE............................................................................................................................................... 44
8
VYUŽÍVÁNÍ BIOMASY K ENERGETICKÝM ÚČELŮM V SEVERNÍCH ČECHÁCH ................. 46 8.1 CHARAKTERISTIKA MODELOVÉHO ÚZEMÍ ................................................................................................... 46 8.2 OBECNĚ K VYUŽITÍ MODELOVÉHO ÚZEMÍ PRO PRODUKCI BIOMASY ............................................................ 49 8.3 MODELOVÝ PŘÍKLAD VYUŽITÍ REKULTIVOVANÉHO ÚZEMÍ PRO VÝROBU ELEKTRICKÉ ENERGIE Z BIOMASY 61
9
VYUŽITÍ VYBRANÝCH OZE V ZÁJMOVÉ OBLASTI....................................................................... 72 9.1 9.2 9.3 9.4
OKRES ÚSTÍ NAD LABEM ............................................................................................................................ 72 OKRES TEPLICE ........................................................................................................................................... 77 OKRES MOST .............................................................................................................................................. 80 OKRES CHOMUTOV ..................................................................................................................................... 81
10 DALŠÍ VYBRANÁ ZAŘÍZENÍ NA VÝROBU ALTERNATIVNÍCH ZDROJŮ ENERGIE .............. 83 10.1 ÚSTÍ NAD LABEM ........................................................................................................................................ 83 10.2 TEPLICE....................................................................................................................................................... 85 10.3 MOST .......................................................................................................................................................... 86 10.4 CHOMUTOV ................................................................................................................................................. 89 11 ZÁVĚR ......................................................................................................................................................... 96 12 POUŽITÁ LITERATURA.......................................................................................................................... 98 13 PŘÍLOHY................................................................................................................................................... 100
ÚVOD Součástí řešení projektu WD 44-07-1 „ Modelové řešení revitalizaci průmyslových regionů a území po těžbě uhlí na příkladu Podkrušnohoří“ je i problematika využívání obnovitelných zdrojů energie, zejména využívání biomasy k energetickým účelům. Biomasa je jedním z nejstarších a nejvyužívanějších obnovitelných zdrojů energie. Obecně mezi obnovitelné zdroje energie dále (OZE) řadíme zdroje, které jsou člověku v přírodě volně k dispozici a jejich zásoba je z lidského pohledu nevyčerpatelná, nebo se obnovuje v časových měřítcích srovnatelných s jejich využíváním. Využívání obnovitelných zdrojů energie je základním předpokladem pro další existenci života na planetě Zemi, neboť vyčerpání neobnovitelných zdrojů energie - fosilních paliv - je očekáváno v horizontu maximálně stovek let. V roce 2006 pocházelo necelých 18 % celosvětově vyprodukované energie ze zdrojů, označovaných jako obnovitelné. Většina z toho (13 % celkové spotřeby) pochází z tradiční biomasy (především pálení dřeva). Vodní energie, poskytující 3 % celkové spotřeby primární energie, byla druhý největší obnovitelný zdroj. Moderní technologie, využívající geotermální energie, větrná energie, sluneční energie a oceánská energie dohromady poskytovaly asi 1 % z celkové výroby. V březnu roku 2007 se vedoucí představitelé Evropské unie dohodli, že v roce 2020 má být 20 % energie jejich států vyráběno z obnovitelných zdrojů, aby se omezily emise oxidu uhličitého, který je obviňován z globálního oteplování. V té době Česká republika kryla obnovitelnými zdroji (biomasa, voda, tepelná čerpadla, solární energie) zatím asi jen 2% energetické bilance. Podíl jednotlivých zdrojů na produkci elektřiny z OZE v roce 2006 je uveden na obrázku č. 1. Využívání obnovitelných zdrojů energie v obcích České republiky je základním předpokladem pro zachování udržitelného stavu a vývoje životního prostředí nejen na území našeho státu. To je také důvodem, proč v Podkrušnohoří, v okresech Chomutov, Most, Teplice a Ústí nad Labem bylo provedeno ve spolupráci se studenty FŽP, pracovištěm VURV i agrární komorou šetření zaměřené na současný stav využívání obnovitelných zdrojů v této oblasti. Šetření vyústilo i v návrhy možného nepotravinářského využití půdního fondu s cílem možného rozvoje.
Obr. 1: Podíl využití OZE v České republice v r.2006 (Cenia, 2009)
4
Rozdělení OZE: • Biomasa – využívání spalování biomasy pro výrobu elektřiny • Vodní energie – využívání toku vody pro výrobu elektřiny • Větrná energie – využívání větru pro výrobu elektřiny • Bioplyn – využívání biologicky rozložitelných odpadů pro výrobu bioplynu • Elektrovoltaika – využívání dopadu slunečního záření pro výrobu elektřiny • Fototermika – využívání dopadu slunečního záření pro ohřev vody • Geotermalní energie – využívání tepla z nitra Země Biomasa zaujímá z OZE dominantní postavení.
1
METODIKA
Cílem zprávy je zaměřit se na možnosti uplatnění OZE v modelové oblasti, za tím účelem analyzovat: • • • • •
Významné dokumenty (strategie trvale udržitelného rozvoje, státní energetická koncepce ČR, Akční plán pro biomasu pro ČR v období 2009-2011 a legislativu) výhody a nevýhody OZE specifickou problematiku využití biomasy k energetickým a nepotravinářským účelům problematiku obnovitelných zdrojů energie úrovně využívání OZE v České republice, konkrétně uplatnění OZE v Chomutově, Mostě, Ústí nad Labem a Teplicích
Zpracování Zprávy za Aktivitu A 417 se opírá především o analýzu zásadních dokumentů vztahujících se k problematice OZE a biomasy v ČR, místní šetření v modelové oblasti, internetové zdroje, knižní publikace a legislativu spojenou s touto problematikou. Práce je rozdělena do kapitol, které logicky a hierarchicky popisují řešenou problematiku od obecné úrovně popisu OZE až po konkrétní případy jejich využívání v Chomutově, Mostě, Teplicích a Ústí nad Labem.
2
STRATEGICKÉ DOKUMENTY OVLIVŇUJÍCÍ VYUŽÍVÁNÍ OZE
2.1 Strategie trvale udržitelného rozvoje Strategie udržitelného rozvoje ČR (dále SUR ČR) byla vládou schválena dne 8. prosince 2004 (usnesení č. 1242/04). Návrh Strategie, který byl vypracován pod koordinací Rady vlády pro udržitelný rozvoj, vzešel z rozsáhlé společenské diskuse a představuje dlouhodobý rámec pro politická rozhodování v kontextu mezinárodních závazků, které ČR přijala, avšak zároveň respektuje specifické podmínky ČR. Pro rozvoj energetické politiky ČR je zásadním výchozím materiálem. Strategie je východiskem pro zpracování dalších materiálů koncepčního charakteru (sektorových politik či akčních programů) a pro strategické rozhodování v rámci státní správy a územní veřejné správy a pro jejich spolupráci se zájmovými skupinami. Strategie reaguje na potřebu koordinovaného vývoje a vzájemné rovnováhy sociální, ekonomické a environmentální oblasti, přičemž jejím obecným cílem je zajišťovat co nejvyšší
5
kvalitu života obyvatel a současně i vytvářet příznivé podmínky pro kvalitní život generací budoucích. Cílem SUR ČR je vytvořit konsensuální rámec pro zpracování dalších materiálů např. sektorové politiky nebo akční programy. Strategie tak bude důležitým východiskem pro strategické rozhodování v rámci jednotlivých resortů i pro meziresortní součinnost a spolupráci se zájmovými skupinami. Orgánem odpovědným za přípravu SUR ČR je Rada vlády pro udržitelný rozvoj, nositelem úkolu vlády je ministr životního prostředí. Aktualizace stávající strategie (schválené vládou v roce 2004) byla zahájena v roce 2007 a klade si za úkol určit možné hrozby (sociální, ekonomické a environmentální) pro další vývoj České republiky a najít cesty a nástroje, které umožní se těmto hrozbám vyhnout. Současně usiluje o vytvoření předpokladů pro využití příležitostí k rozvoji s maximálním možným uplatněním vzájemného spolupůsobení mezi sociální, environmentální a ekonomickou oblastí. V období duben–červen 2009 je aktualizovaná Strategie udržitelného rozvoje České republiky připravená zástupci relevantních resortů předmětem veřejné diskuse. Diskuse s odbornou veřejností se zaměřuje na témata a problémy, které byly z hlediska udržitelného rozvoje České republiky označeny jako zásadní. Priority a cíle jsou v rámci aktualizace seřazeny do pěti tzv. prioritních os: • Prioritní osa 1: Populace, člověk a zdraví • Prioritní osa 2: Ekonomika a inovace • Prioritní osa 3: Rozvoj území • Prioritní osa 4: Krajina, ekosystémy a biologická rozmanitost • Prioritní osa 5: Stabilní a bezpečná společnost Problematika obnovitelných zdrojů energie se prolíná ve všech základních pilířích, prioritních osách, je významným materiálem. Strategie je živým dokumentem, který slouží politické reprezentaci, krajům, odborné veřejnosti, obcím, veřejné správě i nevládním organizacím. Je konsensuálním rámcem pro zpracování dalších materiálů - sektorových politik, akčních programů a je důležitým východiskem pro strategické rozhodování, kam problematika energetické politiky patří.
2.2 Státní energetická koncepce Státní energetická koncepce byla schválena vládou ČR dne 10. 3. 2004. Koncepce definuje priority a cíle České republiky v energetickém sektoru a popisuje konkrétní realizační nástroje energetické politiky státu. Součástí je i výhled do roku 2030. Státní energetická koncepce patří k základním součástem hospodářské politiky České republiky. Je výrazem státní odpovědnosti za vytváření podmínek pro spolehlivé a dlouhodobě bezpečné dodávky energie za přijatelné ceny a za vytváření podmínek pro její efektivní využití, které nebudou ohrožovat životní prostředí a budou v souladu se zásadami udržitelného rozvoje. Tuto zákonnou odpovědnost stát naplňuje stanovením legislativního rámce a pravidel pro chod a rozvoj energetického hospodářství, kde OZE mají svoje místo. Státní energetická koncepce ve své vizi konkretizuje státní priority a stanovuje cíle, jichž chce stát dosáhnout, při ovlivňování vývoje energetického hospodářství ve výhledu příštích 30 let, v podmínkách tržně orientované ekonomiky. Na základě analýz vývoje a současného stavu energetického hospodářství České republiky, vyhodnocení plnění cílů energetické politiky z roku 2004, s přihlédnutím k zahraničním zkušenostem, postupům a standardům Evropské unie, k závazkům ČR z 6
mezinárodních smluv v oblasti energetického hospodářství a životního prostředí, po zpracování a vyhodnocení souboru energetických scénářů možného budoucího vývoje do roku 2030 se aktualizuje Státní energetická koncepce. Stanovuje se komplexnější soubor priorit a dlouhodobých cílů, které bude Česká republika v energetickém hospodářství sledovat v rámci udržitelného rozvoje. K jejich naplnění budou použity vhodné a účinné nástroje a opatření. Při volbě priorit, cílů a souboru nástrojů Státní energetické koncepce byla respektována hlediska energetická, ekologická, ekonomická a sociální. Naplňování priorit a cílů Státní energetické koncepce bude vyhodnocovat Ministerstvo průmyslu a obchodu v tříletých intervalech. O výsledcích vyhodnocení bude informovat vládu ČR a v případě potřeby bude vládě překládat návrhy na změnu Státní energetické koncepce. V příloze Státní energetické koncepce (SEK) jsou k dispozici doplňující přílohy, původně navrhované scénáře vývoje energetiky, jejich porovnání, SWOT analýzu a další analytické a informační dokumenty zpracované v rámci přípravy SEK a dokument o posouzení vlivů SEK na životní prostředí podle zákona č. 244/1992 Sb. (MPO, 2009).
2.3 Akční plán pro biomasu pro ČR na období 2009 -2011. Jedná se o program schválený vládou ČR orientovaný na rozvoj trhu s biomasou. Cílem je zvýšit využívání biomasy dosáhnout 8 % podíl elektřiny z OZE na tuzemské hrubé spotřebě v r. 2010, z dosaženého podílu na trhu 4,8% v r. 2005. Program vychází z Akčního plánu pro biomasu EU(schválen 7.12.2005) jehož cílem je zdvojnásobit v EU podíl energie z biomasy v roce 2010 oproti roku 2003. Dále vychází ze Strategie Evropské unie pro biopaliva (2006) a Státní energetické koncepce ČR z roku 2004. Pro splnění záměru zvýšit v ČR využívání OZE navrhuje celou řadu opatření jako jsou např.daňové úlevy, využití produkce trvalých travních porostů k energetickým účelům, vytipování optimálních energetických plodin i ochranu zemědělské (orné) půdy. Zabývá se energetickým využitím biomasy, ale zohledňuje také ostatní způsoby využití biomasy. Stanovuje potenciál energetického využití biomasy na základě vyhodnocení stávajícího využití biomasy a jeho trendů v souladu principy udržitelného rozvoje a správné zemědělské praxe, řeší i návrat živin do půdy. Vychází z reality, že v ČR rozvoj OZE stále nezaznamenal požadovaný rozsah a využívání biomasy pro výrobu elektřiny a tepla z OZE nedosahuje žádoucího tempa, zvlášť ve využívání biomasy a bioplynu. To i za skutečnosti, že jsou podporovány na základě zákona č.180/2005 Sb. a následně garantovanými výkupními cenami, nebo zelenými bonusy. Produkce elektřiny z OZE se nezvyšuje, nové energetické zdroje nejsou uváděny do provozu, důvodem je že za stávajících podmínek v oblasti palivových nákladů jsou ekonomicky nerentabilní a produkce biomasy stagnuje, je využívána pouze malá část potenciálu možné produkce a je riziko nesplnění závazku vůči EU. Hlavní cíle Akčního plánu (dále AP) pro biomasu vycházejí z požadavků naplnit závazky ČR vůči Evropské unii pro výrobu energie z OZE v r.2010 a rovněž k roku 2020 vyplývající z přístupové dohody k EU, ze Státní energetické koncepce a z Dohody o budoucím směrování EU v oblasti energetiky (březen 2007) a to při respektování principů trvale udržitelného rozvoje.
7
Konkrétní cíle EU v oblasti OZE jsou následující: • 12 % celkového podílu OZE na PEZ (primární energetické zdroje) v roce 2010; • 20 % podíl energie z OZE na konečné spotřebě energie pro rok 2020 s diverzifikací podílu jednotlivých členských států; ( Pozn.Vláda ČR schvaluje cíl 13 % podílu energie získané z obnovitelných zdrojů na konečné spotřebě, tzn. podíl 8,6 % OZE na PEZ); • indikativní cíl 21 % podílu výroby elektřiny z OZE na hrubé spotřebě elektřiny na vnitřním trhu EU v roce 2010; (pro ČR 8 % podílu elektřiny na hrubé domácí spotřebě v roce 2010 z OZE); • 5,75 % podílu kapalných biopaliv z celkového objemu PHM v roce 2010; • 10 % podílu kapalných biopaliv z celkového objemu PHM v EU v roce 2020; Za účelem naplnění dohodnutých cílů pro ČR bylo stanoveno v AP celkem 14 konkrétních aktivit s jejich popisem, návrhem řešení a gescí jednotlivých ministerstev (tabulka aktivit viz příloha 14.1). Předpokládá se pro podporu cílů AP efektivně využívat prostředky ze Strukturálních a dalších fondů jako Evropského zemědělského fondu pro rozvoj venkova a dalších národních i mezinárodních zdrojů, odstranit administrativní bariéry, optimalizovat systémy podpory zejména pro oblasti venkova jako hlavního dodavatele energie z biomasy, s tím souvisí rekvalifikace zemědělců, vybavení pro výrobce biomasy, investice do zařízení na výrobu biopaliv, nastartování procesu rozvoje venkova a efektivní zemědělské činnosti s cílem získání dlouhodobých příjmů, zvýšení nabídky energetické biomasy na domácím trhu. To umožní zvýšení zaměstnanosti především na venkově a přispěje k vyššímu zapojení podnikatelů v obcích, ale zapojení výzkumných a vývojových pracovišť. Předpokládá se průběžné sledování plnění aktivit, monitoring a hodnocení efektů AP pomocí následujících indikátorů: Mezi základní sledované parametry patří: • Velikost a způsob využití potenciálu • Instalovaný výkon • Roční výroba energie (elektřiny a tepla) • Roční výroba biopaliv • Ekonomické dopady • Roční obrat odvětví • Přidaná hodnota • Vliv ekonomických nástrojů • Náklady a přínosy • Podpora SME a zaměstnanosti • Regionální rozvoj • Environmentální efekty • Ochrana klimatu • Kvalita půdy • Údržba kulturní krajiny • Ochrana ovzduší (cit. Akční plán pro biomasu pro ČR 2009-2011, MZe 2009)
8
3
LEGISLATIVA
V České republice je vytvořena legislativní síť týkající se obnovitelných zdrojů energie, kterou tvoří především dva zákony: • •
Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií
a prováděcí předpisy: • Vyhláška č. 482/2005 Sb., o stanovení druhů, způsobů využití a parametrů biomasy při podpoře výroby energie z biomasy • Vyhláška č. 475/2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů • Vyhláška č. 502/2005 Sb., o stanovení způsobu vykazování množství elektřiny při společném spalování biomasy a neobnovitelného zdroje (MŽP, 2009) Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie V České republice vešel již v roce 2005 v platnost Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, který vznikl za účelem ochrany klimatu a životního prostředí. Zákon dále rozšiřují vyhlášky a přílohy k těmto vyhláškám. Tento zákon upravuje v souladu s právem Evropských společenství způsob podpory výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie a z důlního plynu z uzavřených dolů a výkon státní správy a práva a povinnosti fyzických a právnických osob s tím spojené.
a) b) c) d)
Účelem tohoto zákona je v zájmu ochrany klimatu a ochrany životního prostředí: podpořit využití obnovitelných zdrojů energie, zajistit trvalé zvyšování podílu obnovitelných zdrojů na spotřebě primárních energetických zdrojů, přispět k šetrnému využívání přírodních zdrojů a k trvale udržitelnému rozvoji společnosti, vytvořit podmínky pro naplnění indikativního cíle podílu elektřiny z obnovitelných zdrojů na hrubé spotřebě elektřiny v České republice ve výši 8 % k roku 2010 a vytvořit podmínky pro další zvyšování tohoto podílu po roce 2010.
Pojem obnovitelný zdroj energie je v tomto zákoně vysvětlován takto: Obnovitelnými zdroji se rozumí obnovitelné nefosilní přírodní zdroje energie, jimiž jsou energie větru, energie slunečního záření, geotermální energie, energie vody, energie půdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu a energie bioplynu. Předmětem podpory zákona 180/2005 je: Podpora na výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů vyrobenou v zařízeních v České republice využívajících obnovitelné zdroje, s výjimkou větrných elektráren umístěných na rozloze 1 km2 o celkovém instalovaném výkonu nad 20 MWe. V případě výroby elektřiny z biomasy se podpora vztahuje na druhy a způsoby využití biomasy, které z hlediska ochrany životního prostředí stanoví prováděcí právní předpis. Podpora výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů je stanovena odlišně s ohledem na druh obnovitelného zdroje a velikost instalovaného výkonu výrobny a v případě elektřiny vyrobené z biomasy i podle parametrů biomasy stanovených prováděcím právním předpisem. Při stanovení podpory Energetický regulační úřad ekonomicky zvýhodní pro účely výlučného spalování pevné biomasy využívání odpadní biomasy z dřevovýroby a 9
průmyslového zpracování dřeva a v případě společného spalování pevné biomasy a neobnovitelného zdroje energie účelově pěstovanou energetickou biomasu. Podpora se rovněž vztahuje na výrobu elektřiny z důlního plynu z uzavřených dolů. Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií Předmětem tohoto zákona je: Tento zákon stanoví práva a povinnosti fyzických a právnických osob při nakládání s energií, zejména elektrickou a tepelnou, a dále s plynem a dalšími palivy. Přispívá k šetrnému využívání přírodních zdrojů a ochraně životního prostředí v České republice, ke zvyšování hospodárnosti užití energie, konkurenceschopnosti, spolehlivosti při zásobování energií a k trvale udržitelnému rozvoji společnosti. Evropská energetická politika již několik let snaží zajistit tři základní priority: obnovitelné zdroje, energetickou efektivnost a bezpečnost zásobování energií. Zásadní legislativní stimuly na evropské úrovni představují např. Směrnice: • 2001/77 ES, o podpoře elektřiny z OZE na jednotném trhu • 2003/30 ES o podpoře využití biopaliv nebo jiných obnovitelných paliv pro dopravu • 2003/96/ES o zdanění energetických produktů a elektřiny • 2002/91/ES o energetické náročnosti budov • návrh Směrnice o účinnosti konečné spotřeby energie a o energetických službách (MŽP, 2009b) Další legislativa spojená s biomasou • 180/2005 Sb. Zákon o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie a o změně některých zákonů (zákon o podpoře využívání obnovitelných zdrojů) ve znění pozdějších předpisů • 458/2000 Sb. Zákon o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon) ve znění pozdějších předpisů • 406/2000 Sb. Zákon o hospodaření energií ve znění pozdějších předpisů • 17/1992 Sb. Zákon o životním prostředí ve znění pozdějších předpisů • 426/2005 Sb. Vyhláška o podrobnostech udělování licencí pro podnikání v energetických odvětvích ve znění pozdějších předpisů • 213/2001 Sb. Vyhláška kterou se vydávají podrobnosti náležitostí energetického auditu ve znění pozdějších předpisů • 482/2005 Sb. Vyhláška o stanovení druhů, způsobů využití a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z biomasy ve znění pozdějších předpisů • 17/1992 Sb. Zákon o životním prostředí ve znění pozdějších předpisů • 100/2001 Sb. Zákon o posuzování vlivů na životní prostředí a o změně některých souvisejících zákonů (zákon o posuzování vlivů na životní prostředí) • 185/2001 Sb. Zákon o odpadech a o změně některých dalších zákonů ve znění pozdějších předpisů • 86/2002 Sb. Zákon o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů (zákon o ochraně ovzduší) ve znění pozdějších předpisů • 597/2006 Sb. Nařízení vlády o sledování a vyhodnocování kvality ovzduší ve znění pozdějších předpisů • 354/2002 Sb. Nařízení vlády kterým se stanoví emisní limity a další podmínky pro spalování odpadu ve znění pozdějších předpisů • 146/2007 Sb. Nařízení vlády o emisních limitech a dalších podmínkách provozování spalovacích stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší ve znění pozdějších předpisů
10
•
357/2002 Sb. Vyhláška Ministerstva životního prostředí, kterou se stanoví požadavky na kvalitu paliv z hlediska ochrany ovzduší ve znění pozdějších předpisů
Další navazující česká legislativa: • Nařízení vlády č. 80/2007 Sb. o stanovení některých podmínek poskytování platby pro pěstování energetických plodin, ve znění pozdějších předpisů. • Nařízení vlády č. 333/2007 Sb., kterým se mění nařízení vlády č.80/2007 Sb., o stanovení některých podmínek poskytování platby pro pěstování energetických plodin, ve znění pozdějších předpisů. • Zákon č. 252/1997 Sb. ze dne 24. září 1997, o zemědělství, ve znění pozdějších předpisů. • Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů. • § 7 nařízení vlády č. 103/2003 Sb., o stanovení zranitelných oblastí a o používání a skladování hnojiv a statkových hnojiv, střídání plodin a provádění protierozních opatření v těchto oblastech. • § 4 odst. 9 a § 19 odst. 4 zákona č. 219/2003 Sb., o uvádění do oběhu osiva a sadby pěstovaných rostlin a o změně některých zákonů (zákon o oběhu osiva a sadby). • Zákon č. 256/2000 Sb., o Státním zemědělském intervenčním fondu a o změně některých dalších zákonů (zákon o Státním zemědělském intervenčním fondu), ve znění pozdějších předpisů. Vybrané právní předpisy, které upravují Podporu pěstování energetických plodin v EU jsou: • Nařízení Rady (ES) č. 1782/2003 ze dne 29. září 2003, kterým se stanoví společná pravidla pro režimy přímých podpor v rámci společné zemědělské politiky a kterým se zavádějí některé režimy podpor pro zemědělce a kterým se mění Nařízení (EHS) č. 2019/93, (ES) č. 1452/2001, (ES) č. 1453/2001, (ES) č. 1454/2001, (ES) č. 1868/94, (ES) č. 1251/1999, (ES) č. 1254/1999, (ES) č. 1673/2000, (EHS) č. 2358/71 a (ES) č. 2529/2001, v platném znění • Nařízení Komise (ES) č. 1973/2004 ze dne 29. října 2004, kterým se stanoví prováděcí pravidla k Nařízení Rady (ES) č. 1782/2003 ohledně režimů podpor stanovených v hlavě IV a IVa tohoto nařízení a ohledně využití půdy vyjmuté pro pěstování plodin, v platném znění • Nařízení Komise (ES) č. 796/2004 ze dne 21. dubna 2004, kterým se stanoví prováděcí pravidla k podmíněnosti, odlišení a integrovanému administrativnímu a kontrolnímu systému uvedených v Nařízení Rady (ES) č. 1782/2003, kterým se stanoví společná pravidla pro režimy přímých podpor v rámci společné zemědělské politiky a kterým se zavádějí některé režimy podpor pro zemědělce, v platném znění • Nařízení Komise (ESH) č. 2220/1985 ze dne 22. července 1985, kterým se stanoví společná prováděcí pravidla k režimu jistot pro zemědělské produkty, v platném znění • Nařízení Komise (ES) č. 1913/2006 ze dne 20. prosince 2006, kterým se stanoví prováděcí pravidla k agromonetární úpravě pro euro v zemědělství a kterým se doplňují některá nařízení.
11
4
ZPŮSOBY VYUŽITÍ OZE A PODMÍNKY PRO JEJICH UPLATNĚNÍ V ČR
Hospodářství v ČR se vyznačuje značně nepříznivou skladbou primárních energetických zdrojů, kdy převažující podíl mají tuhá paliva, přinášející následné negativní dopady na životní prostředí. Hlavními příčinami nízkého zastoupení OZE v energetické bilanci České republiky jsou zejména: • dlouhodobá orientace na tradiční tuzemský zdroj energie – uhlí a jadernou energii • přetrvávající nízké ceny tradičních energetických zdrojů, zejména uhlí • limitovaný potenciál obnovitelných energetických zdrojů daný přírodními podmínkami ČR Podle dostupných statistických údajů činil v roce 2004 úhrnný podíl obnovitelných zdrojů energie v České republice přibližně 2,9 % na celkových primárních zdrojích energie s nejvyšším potenciálem v ČR je jednoznačně využívání biomasy. Z porovnání vývoje v posledních 10 letech je patrné, že nejvyšší poměrný nárůst výroby elektřiny z OZE mezi lety 1995 a 2005 nastal v kategorii využití biomasy (nárůst o 142 %). Dále u bioplynu (o 70 %) a u elektrické energie pocházející z vodních elektráren (o 43 %) (Cenia, 2009). V ČR přicházejí v úvahu tyto hlavní možnosti využívání OZE: • Využití pevné biomasy, kapalných biopaliv a bioplynu • Využití energie vodních toků v malých vodních elektrárnách • Využití energie větru • Využití sluneční energie v aktivních solárních systémech, pasivní solární architektuře a fotovoltaických systémech • Využití geotermální energie a energie prostředí převážně s použitím tepelných čerpadel
4.1 Cílový podíl OZE v ČR pro rok 2010 Na základě analýz současného využití obnovitelných zdrojů energie v Akčním plánu pro obnovitelné zdroje byl pro rok 2010 doporučen poměrně realistický cílový podíl energie z OZE na tuzemské spotřebě primárních zdrojů ve výši 3,5 %. Při stagnaci spotřeby primárních zdrojů by to v roce 2010 činilo cca 61 PJ, při růstu spotřeby podle optimistického scénáře cca 67 PJ. Uvedená hodnota představuje více než zdvojnásobení podílu obnovitelných zdrojů; a jeho předpokládané relativní tempo nárůstu mezi lety 2000-2010 je značně rychlejší než trendy v členských zemích EU. Z analýz současného využití a potenciálů vyplývají následující priority: 1.Jednoznačně nejvyšší absolutní růst podílu na tuzemské spotřebě primárních energetických zdrojů se předpokládá u využití biomasy pro výrobu tepla a elektřiny. V období do roku 2010 bude využívána především odpadní biomasa (ze zemědělství, průmyslu a lesnictví). Bude rovněž třeba věnovat pozornost rozvoji využití pěstovaných energetických dřevin a plodin, které však pravděpodobně začnou hrát významnou roli až po roce 2010. 2.Relativní růst podílu solárních tepelných zařízení, využití energie větru, teploty prostředí (tepelná čerpadla) a růst podílu malých vodních elektráren bude v relativním měřítku rovněž
12
výrazný, ovšem absolutní podíl těchto obnovitelných zdrojů bude mnohem nižší než podíl biomasy. 3.Ostatní obnovitelné zdroje využití odpadů, využití geotermálního tepla, fotovoltaické systémy a velké vodní elektrárny nebudou hrát v předpokládaném zvýšení výroby energie z obnovitelných zdrojů příliš významnou úlohu. Politika podpory využívání obnovitelných zdrojů se tedy bude muset zaměřit zejména na podporu využití biomasy pro výrobu tepla a elektřiny. Kromě toho bude třeba podporovat i rozvoj slunečních tepelných zařízení, zařízení na využívání energie větru a teploty prostředí (tepelná čerpadla), a rovněž malých vodních elektráren. Ostatní obnovitelné zdroje by však neměly být zcela zanedbávány, protože v období po roce 2010 mohou rovněž nabýt na významu.
Tab. 1: Přehled využitelného a ekonomického potenciálu OZE v ČR do roku 2010 (Školská fyzika, 2009)
4.2 Podíl získané elektrické energie z OZE Pokud se zaměříme především na elektrickou energii, tak je získávána v rámci OZE především z velkých vodních elektráren. Další v pořadí je biomasa, následují bioplyn a větrná energie. V grafu č. 1 je dokumentován celorepublikový vývoj. Hodnoty za rok 2007 jsou jen předběžné. Elektřina se také vyrábí z průmyslových a komunálních odpadů, ale jejich celkové hodnoty jsou zanedbatelné. Za poslední tři roky nepřesáhly hodnotu 12 GWh. Lze však předpokládat růst využívání alternativní energie.
GWh
Elektřina (GWh) Voda
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2003
Vítr Biomasa Bioplyn
2004
2005
2006
2007
Roky
Graf 1: Výroba elektřiny z OZE v ČR (údaje z ČSÚ Statistická ročenka 2008)
13
Nejvyšší podíl mají tedy vodní elektrárny, které tvoří zhruba 62 % z celkové výroby elektřiny z OZE, dále je biomasa, která tvoří 28 %, bioplyn se 6 %, postupně narůstá využívání větrné energie, která je na 4 %. Další zdroje jako fotovoltaické články a spalování odpadů tvoří cca. 0,5 %. Celkový objem poklesl v roce 2007 o 3,9 %. Do roku 2010 se Česká republika zavázala, že celkový podíl OZE na výrobu elektrické energie bude ve výši 8 %. V současnosti však tato hodnota nepřesáhla ani hranici 5 %. Do roku 2020 je navržena směrnice v rámci Evropské unie, která udává, že podíl výroby elektřiny musí být v tomto roce na hranici 20 %. Každý členský stát si sám stanoví podíl v jednotlivých sektorech (elektřina, vytápění, chlazení), jen v dopravě je pro všechny členské státy hodnota stejná. Pří výpočtech byly zohledněny vlastní zdroje jednotlivých států EU. Pro ČR je tak konečný závazek ve výši 13 %. Do roku 2020 musí být v dopravě v EU využíváno na 10 % OZE. (MZE, 2009)
5
BIOMASA
5.1 Biomasa a její charakteristika Za biomasu v užším pojetí je považována organická hmota rostlinného původu, získaná na bázi fotosyntetické konverze solární energie. Z pohledu agroenergetiky je vhodnější definice biomasy jako substance biologického původu, která zahrnuje rostlinnou biomasu pěstovanou na půdě, hydroponicky nebo ve vodě, živočišnou biomasu, vedlejší organické produkty a organické odpady. K energetickým účelům je biomasa buď záměrně získávána jako výsledek zemědělské nebo lesní výroby, nebo jde o využití odpadů ze zemědělství, lesního hospodářství a potravinářské výroby. Biomasu pro energetické účely můžeme získat i z průmyslové výroby, z komunálního hospodářství, z údržby péče o krajinu. S ohledem životní prostředí a ochranu neobnovitelných přírodních zdrojů se předpokládá, že energetické využití biomasy bude alternativním obnovitelným energetickým zdrojem a nahradí v budoucnu podstatnou část mizejících neobnovitelných klasických zdrojů energie ( uhlí, ropné produkty, zemní plyn ). Přestože roční celosvětová produkce energeticky využitelné biomasy převyšuje téměř desetkrát svým energetickým potenciálem roční objem světové produkce ropy a zemního plynu, je podíl obnovitelných zdrojů energie, kam biomasa patří, na celkové spotřebě energie poměrně malý. Využití biomasy k energetickým účelům je limitováno: − využitím orné půdy pro potravinářské účely, produkcí krmiv pro hospodářská zvířata a zajištěním surovin pro průmyslové účely, − zvýšením kapitálových vkladů do výroby a zpracování biomasy, rozšířením produkční plochy nebo zvyšováním intenzity produkce biomasy, − konkurencí v oblasti cen v porovnání s cenami energií z klasických primárních zdrojů, − nerovnoměrným rozmístěním zdrojů biomasy a energetických spotřebičů, obtížemi s akumulací, transportem a distribucí získané energie z biomasy. Naproti tomu výhody využití biomasy k energetickým účelům budou mít stále významnější roli zejména z důvodů: − menších negativních dopadů na životní prostředí ( snížení skleníkových plynů i dalších emisí, příznivý vliv na hospodaření v krajině ), − obnovitelného charakteru biomasy, − zdroje biomasy nejsou lokálně omezeny,
14
−
péče o krajinu, kterou řízená produkce biomasy pomáhá dotvářet, možnosti účelně využít spalitelné, někdy i toxické odpady a tím významně snížit prostor pro skladování popelovin a nespalitelných zbytků, − příznivého ovlivnění zahraniční platební bilance státu ( tuzemský zdroj energie ), − možnosti diverzifikovat činnosti regionálních podniků, − využití nadbytečné zemědělské půdy k nepotravinářským účelům, − snížení nákladů na provoz venkovských domácností, − zvýšení zaměstnanosti venkovského obyvatelstva při podnikatelském způsobu výroby energie z biomasy, − decentralizace výroby elektřiny, která omezuje monopolní postavení velkovýrobců a distributorů, pokud je vhodně upraveno legislativní prostředí. −
Až do 50. let 20. století si zemědělské podniky a venkovská sídla zajišťovaly z větší části své energetické potřeby využitím biomasy z vlastních zdrojů. V historických dobách sloužilo odhadem až 40% plochy zemědělské půdy pro tyto účely, především pro chov tažných zvířat. Současný technický rozvoj a zvyšující se vstupy dodatkové energie umožnily zlepšit využití produkčního potenciálu nových druhů rostlin a živočichů a plně využít zemědělskou půdu k produkci potravin. Nadprodukce potravin a rychlý technický a technologický pokrok v zemědělství umožňují vrátit část zemědělské půdy původnímu účelu, tj. krytí části energetických potřeb zemědělství a venkova. Způsoby využití biomasy k energetickým účelům Způsoby využití biomasy k energetickým účelům závisí na fyzikálních a chemických vlastnostech použité biomasy a formě jejího získávaní ( tab. č. 1 ). Jsou dle členění VÚZT následující: Typy konverze biomasy
Termochemická konverze ( suché procesy )
Biochemická konverze ( mokré procesy )
Způsob konverze biomasy
Energetický výstup
Odpadní materiál nebo druhotná suroviny
spalování
teplo vázané na nosič
popeloviny
zplynování
generátorový plyn
dehtový olej uhlíkaté palivo
pyrolýza
generátorový plyn
dehtový olej pevné hořlavé zbytky
anaerobní fermentace
bioplyn
fermentovaný substrát
aerobní fermentace
teplo vázané na nosič
fermentovaný substrát
alkoholová fermentace
ethanol metanol
vykvašený substrát
metylester biooleje
glycerin
Fyzikálně-chemická esterifikace bioolejů konverze Tab.č.1 Způsoby využití biomasy
Vlhkost biomasy Nejvýznamnější vlastností biomasy je její vlhkost. Obsahuje poměrně vysoký a proměnný obsah vody. Voda v biomase snižuje poměr využitelného tepla a hmotnosti ( spalné teplo ). Rovněž při jejím odpaření se spotřebuje část tepla ( projeví se snížením výhřevnosti ). Vlhkost paliva snižuje účinnost spalovacího zařízení a zvyšuje se množství spalin. Je proto výhodné spalovat co nejsušší biomasu.
15
Zplynování
Pyrolýza
Alkoholové kvašení
Aerobní fermentace
Anaerobní fermentace
Mokré procesy
Spalování
Druh biomasy
Ostatní procesy Suché procesy Esterifikace bioolejů Získávání odpadního technologického tepla
Energetické využití biomasy Přestože existuje více způsobů využití biomasy k energetickým účelům, v praxi převládá ze suchých procesů spalování biomasy, z mokrých procesů výroba bioplynu anaerobní fermentací vlhké biomasy. Z ostatních způsobů dominuje výroba metylesteru kyselin bioolejů získaných v surovém stavu ze semen olejnatých rostlin. Vhodnost aplikace různých způsobů konverze biomasy k energetickým účelům dle Výzkumného ústavu zemědělské techniky je uvedena v tab. č. 2.
Energetické plodiny lignocelolózové (dřevo, pícniny, sláma, obiloviny)
0
1
3
1
1
1
2
2
Olejnaté plodiny (řepka, slunečnice, len)
3
0
2
0
0
0
0
2
Energetické plodiny škrobnaté nebo cukernaté (brambory, cukrová řepa, obiloviny)
0
0
1
1
1
3
0
1
Odpady z živočišné výroby (exkrementy, mléčné odpady)
0
2
1
1
1
0
2
3
Organický podíl komunálních odpadů
0
1
3
2
2
0
1
3
Organický odpad z potravinářské nebo jiné průmyslové výroby
0
1
1
0
0
2
2
3
Odpady z dřevařských provozoven
0
0
3
2
2
0
0
0
Odpady z lesního hospodářství
0
1
3
2
2
0
1
2
1
2
Rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a z 0 1 3 1 1 0 péče o krajinu Tab. č. 2 Vhodnost aplikace různých způsobů konverze biomasy k energetickým účelům
Legenda: 0- technicky obtížně nebo zcela nezvládnutelné 1- technicky zvládnutelná technologie, avšak v praxi nepoužívaná 2- technologie vhodná jen pro specifické technologicko-ekonomické podmínky 3- nejčastěji využívaná technologie Formy biomasy využitelné k energetickým účelům Energetickou biomasu člení VÚZT do následujících skupin: − fytomasa s vysokým obsahem lignocelulózy, − fytomasa olejnatých plodin, − fytomasa s vysokým obsahem škrobu a cukru, − organické odpady živočišného původu, − směsi různých odpadů. Z technologického hlediska existují 2 hlavní skupiny zdrojů energetické biomasy: biomasa záměrně produkovaná k energetickým účelům: - energetické dřeviny ( topoly, vrby, olše, akáty a další dřeviny ), 16
- obiloviny ( ozimé žito, triticale- celé rostliny ), - olejnaté rostliny ( řepka olejná, slunečnice, len, krembe, lnička setá ), - okopaniny ( brambory, cukrová řepa ), - travní porosty ( ozdobnice čínská, lesnice rákosovitá, kostřava rákosovitá, psineček bílý, ovsík vyvýšený, trvalé travní porosty ), - ostatní rostliny ( konopí seté, čiroky, laskavec, krmný sléz, komonice bílá, jestřabina východní, topinanbur hlíznatý, mužák prorostlý, šťovík krmný, bělotrn kulatohlavý, boryt barvířský, topolovka růžová ). biomasa odpadní: − odpady a druhotné suroviny ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny (sláma obilná, kukuřičná, řepková, zbytky z lučních a pastevních areálů, odpady ze sadů, chmelnic, vinic, travní porosty úhorů, zbytky po likvidaci křovin a lesních náletů, parkové travní porosty ), − odpady ze živočišné výroby (exkrementy z chovů hospodářských zvířat, hnůj, kejda, zbytky krmiv ), − komunální odpady z venkovských sídel (kaly odpadních vod, organický podíl tuhých komunálních odpadů ), − organické odpady z potravinářských a průmyslových prvovýrob ( odpady z provozů na zpracování a skladování rostlinné a živočišné produkce, odpady z dřevařských provozů, jako jsou odřezky, hobliny, piliny), − odpady z lesního hospodářství (dřevní homta z lesních probírek, kůra, větve, pařezy, kořeny po těžbě, palivové dřevo, manipulační odřezky, klest ).
Energetickým využíváním biomasy se pro účely energetické statistiky rozumí spalování dřevní a rostlinné hmoty včetně celulózových výluhů, a to jak samostatné, tak spolu s neobnovitelnými palivy za účelem výroby elektřiny či tepla. Pracovně je biomasa zjednodušeně rozdělována na následující kategorie: palivové dřevo; dřevní odpad, piliny, kůra, štěpky, zbytky po lesní těžbě; rostlinné materiály; energetické plodiny, brikety a pelety; celulózové výluhy; dřevěné uhlí. Základní výhodou biomasy je její nefosilní původ a obnovitelnost. Z hlediska emisí oxidu uhličitého, který je hlavním plynem, způsobujícím tzv. skleníkový efekt, se biomasa chová neutrálně – při udržitelném přístupu, kdy nejsou zdroje biomasy extrémně vyčerpány se jedná o uzavřený cyklus, kdy je CO2 uniklý do atmosféry při spalování pohlcen nově dorůstající biomasou, kterou je možno dále energeticky využít. Biomasa je v současné době obnovitelným zdrojem s nejvyšším podílem na spotřebě primárních energetických zdrojů. Mimo decentralizované využívání biomasy ve formě palivového dřeva v lokálních topeništích a několika desítkách tisíc malých zplyňovacích kotlích na dřevo bylo v ČR v posledních cca 15 letech realizováno několik desítek malých obecních a průmyslových výtopen na biomasu (dřevní štěpka, sláma, odpadní dřevo). Biomasa je využívána i pro výrobu elektřiny v teplárnách či pro spoluspalování s fosilními palivy v některých uhelných elektrárnách vybavených fluidními kotli. Z biomasy a bioplynu bylo v roce 2004 vyrobeno cca 732 GWh elektřiny, což je 1,06 % hrubé domácí spotřeby elektřiny (podíl vodních elektráren byl 2,94 %, podíl větrné energie 0,014 %). V ČR se v roce 2004 vyrobilo cca 125 tis. tun dřevních briket a cca 13 tis. tun pelet. Z toho cca 65 % briket a 70 % pelet bylo určeno na vývoz. Biomasa má ze všech druhů OZE v ČR nejvyšší potenciál využití a také nejvyšší současný podíl v energetické bilanci – v roce 2004 měla pouze biomasa cca 2,2% podíl na spotřebě primárních energetických zdrojů. Ten má navíc rostoucí tendenci.
17
ČR patří podle různých analýz mezi země s relativně vysokým potenciálem biomasy. Podle údajů sdružení CZ BIOM se dostupný potenciál biomasy a bioplynu pohybuje ve výši cca 134 PJ, což je cca 7,2 % současné spotřeby primárních energetických zdrojů. Významný podíl na celkovém potenciálu biomasy mají energetické rostliny a plodiny (Příručka OZE, 2006).
Tab. 7: Dostupný potenciál využití biomasy v ČR (Biom, 2009)
V roce 2007 došlo k meziročnímu zvýšení výroby elektřiny z biomasy z 731 GWh na 968 GWh. Zčásti je to také tím, že přibyli noví výrobci (veřejné teplárny) spoluspalující biomasu s uhlím. V roce 2007 bylo vyrobeno celkem 16 041 TJ tepelné energie, z toho byla většina využita ve vlastním závodě. Energie obsažená v biomase využité v roce 2007 k výrobě tepla činila 21 PJ (Soveko, 2009). V České republice je tradičně ve velké míře využívána anaerobní fermentace jako součást technologie komunálních ČOV. Bioplyn zde vyrobený je především používán pro vlastní potřebu provozů (vyhřívání reaktorů, vytápění objektů, ohřev teplé vody). Velmi dramatický rozvoj zažívá v současné době výstavba bioplynových stanic. Ta svoji dynamikou předčila i rozvoj využívání skládkového plynu, který byl dominantní zvláště v předchozích letech. V roce 2007 bylo k energetickým účelům využito 150,5 mil. m3 bioplynu, což je o 20 % více než v loňském roce (122,9 mil. m3). Nejvíce se na tomto nárůstu podílela produkce bioplynových stanic, kde objem vyrobeného bioplynu vzrostl na 28 mil. m3. Energetický obsah veškerého využitého bioplynu činil v roce 3 188 631 GJ. Vyrobená tepelná energie je především využívána pro vlastní potřebu provozů, což je dáno hlavně umístěním skládek, ČOV a dalších bioplynových stanic mimo hlavní zástavbu obce (Soveko, 2009). Biomasa záměrně produkovaná k energetickým účelům, energetické plodiny: dřeviny (vrby, topoly, olše, akáty) obiloviny (celé rostliny) lignocelulózové
travní porosty (sloní tráva, chrastice, trvalé travní porosty) ostatní rostliny (konopí seté, čirok, křídlatka, šťovík krmný, sléz topolovka)
olejnaté
řepka olejka, slunečnice, len, dýně (semeno)
škrobno-cukernaté brambory, cukrová řepa, obilí (zrno), topinambur, cukrová třtina, kukuřice Tab. 2: Energetické plodiny (Centrum pro obnovitelné zdroje, 2009)
18
Možnosti využití biomasy a přehled technologií Z energetického hlediska lze energii z biomasy získávat zejména termo-chemickou přeměnou, spalováním. Výhřevnost je dána množstvím tzv. hořlaviny (organická část bez vody a popelovin, směs hořlavých uhlovodíků - celulózy, hemicelulózy a ligninu). Biomasa je podle druhu spalována přímo, nebo jsou spalovány kapalné či plynné produkty jejího zpracování. Od toho se odvíjejí základní technologie zpracování a přípravy ke spalování: termo-chemická přeměna
pyrolýza (produkce plynu, oleje) zplyňování (produkce plynu)
bio-chemická
fermentace, alkoholové kvašení (produkce etanolu) anaerobní vyhnívání, metanové kvašení (produkce bioplynu) lisování olejů (produkce kapalných paliv, oleje)
mechanicko-chemická přeměna esterifikace surových bio-olejů (výroba bionafty a přírodních maziv) štípání, drcení, lisování, peletace, mletí (výroba pevných paliv) Tab. 3: Technologie zpracování (Vráblíková, 2000)
Obr. 2: Možnosti využití biomasy (Centrum pro obnovitelné zdroje, 2009)
Z energetického hlediska je i dnes základním a nejčastějším konečným využitím biomasy její spalování. Je podle své formy spalována buď přímo, nebo jsou spalovány plynné či kapalné produkty jejího zpracování.
5.2 Energetické rostliny S rozvojem využití obnovitelných zdrojů energie úzce souvisí rozšiřování pěstování biomasy. V současnosti se biomase využívá především pro spalování. I když v současném období je jejím zdrojem zejména biomasa odpadní pro předpokládaný rozvoj fytoenergetiky ji nebude potřebné množství, ale bude nutno zajistit cílené pěstování rostlin k energetickým účelům. Problematikou energetických rostlin se zabývá v ČR Výzkumný ústav rostlinné výroby v Praze Ruzyni, jehož výsledky výzkumu sloužily jako podklad pro zpracování kap.č.8. Dále se uvedenou problematikou zabývají Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti – pracoviště Uherské Hradiště, Výzkumný ústav okrasného zahradnictví Silva Tarouci Průhonice, Jihočeská universita a Výzkumný ústav zemědělské techniky.
19
Pro energetické využití je možno využívat celou řadu různých energetických rostlin, které můžeme členit na: • Byliny jednoleté víceleté vytrvalé nedřevnatějící energetické rostliny. •
Dřeviny rychlé rostoucí dřeviny, cílené pěstování dendromasa z lesní půdy.
Možnosti pěstování energetických rostlin v ČR Pro pěstování energetických rostlin lze v prvé řadě využít antropogenní půdu. Jedná se o pozemky výsypek, rekultivované plochy, půdu v oblastech s vyšší imisní zátěží, půdu v průmyslových oblastech, kde je nebezpečí případné kontaminace potravinářské produkce. Energetické rostliny lze pěstovat i v marginálních oblastech, kde je ekonomika tržních plodin neefektivní. Krom pěstování energetických rostlin na antropogenní půdě a marginálních oblastech lze pro pěstování energetických rostlin využití i zemědělskou půdu. Výměra ČR je v současné době asi 4,3 mil. Ha, z toho je asi 3,1 mil. půdy orné. Přebytek potravin ne světovém trhu nutí zemědělce uvádět půdu do klidu. Rovněž zvyšování intenzity rostlinné a živočišné produkce a zvýšení konkurenceschopnosti zemědělských produktů sebou přináší nutnost omezení potravinářské produkce na části zemědělské půdy. Přibližný odhad této „přebytečné“ půdy činí v ČR 400 tisíc – 1,0 mil. ha. Tuto „přebytečnou“ půdu nelze ihned v plném rozsahu využít pro produkci energetických rostlin, ale možnosti jsou pro postupné ověřování a zavádění energetických plodin do pěstování i v rámci osevních postupů. Jednoleté rostliny pro využití v energetice Obiloviny V současném období je z obilovin energeticky využívaná sláma, která je vedlejším produktem při pěstování obilovin na zrno. Nejvíce se používá slámy pšeničné, lze ale využít i slámu žitnou, ječnou, případně i ovesnou, není-li využívána ke krmení zvířat. Sláma se využívá ke spalování v kotelnách. Krom slámy lze pro energetické účely využít i celé obilní rostliny, případně i zrno. Pěstování obilovin k energetickým účelům má oproti jiným plodinám své přednosti. Jedná se o plodiny, jejichž pěstování a technologie sklizně je zemědělcům dobře známa. Produkci obilovin pro energetické využití lze zajistit bez větších investic, protože mají k dispozici potřebnou techniku. Obiloviny mají své místo v ovesných postupech, takže při jejich zařazení pro energetické účely, nevzniká časová ztráta do prvního výnosu. To je důvodem, že pěstování obilovin je jedna za nejvýhodnějších variant pro cílené pěstování uvažovaných energetických plodin. Pro sklizeň celých rostlin, je třeba požít speciálních postupů k získání směsi slámy a zrna.
20
Jako nejvhodnější jsou pro energetické účely doporučovány ozimě žito (uznané odrůdy Daňkovské nové, Beskyd, Albeno, Selgo) a zejména triticale (uznané odrůdy Modus, Kolor, Disko). Celková produkce suché hmoty energetických obilovin se pohybuje kolem 10 – 12 t/ha. Vlastnosti obilovin jako paliva Spalování biomasy je závislé na jejím chemickém složení a fyzikálních vlastnostech. Obiloviny mají nízkou objemovou hmotnost a rychlou, energeticky málo náročnou zplynovatelnost. Při spalování obilovin tvoří velmi dlouhé plameny a tomu musí být přizpůsobeno i spalovací zařízení. Výhřevnost slámy a celých rostlin obilovin je v průměru jen málo nižší než u dřeva, rašeliny a hnědého uhlí. Dřevěné uhlí, černé uhlí a koks mají zhruba dvojnásobnou výhřevnost. Topný olej má oproti slámě a obilí téměř trojnásobnou výhřevnost. Důvodem nižší výhřevnosti je obsah vody, u stébelnin je v suchém stavu asi 15 – 20%. Výhřevnost se pohybuje přibližně od 12 do 15 MJ/kg, což zhruba odpovídá různým kvalitativním třídám hnědého uhlí. Vlhkost slámy by měla být co možná nejnižší. Objemová hmotnost se pohybuje zhruba od 40 kg/m³ u řezané slámy, přes 150 kg/m³, k 600 až 1000 kg/m³ u briketových a peletovaných paliv. Kukuřičná sláma Kukuřice patří mezi jednoleté plodiny a zvyšuje se podíl jejího využití ne zrno. Pro energetické účely lze využít kukuřičnou slámu. Slámu kukuřice lze rozřezat ne hrubou řezanku a využití ji k přímému spalování obdobně jako dřevní štěpku. Obdobě lze využít i kukuřičná vřetena po vymlácení zrna. Konopí seté (Cannabis sativa L.) Konopí seté je všestranně využitelná plodina, jejíž pěstování má v českých zemích tradici, Využití: • perspektivní pro energetické účely, • pro technické zpracování. Semeno: v průmyslu potravinářském (výroba tuků, pivo), chemickém (mýdlo, barvy, laky, olej na mazání), textilním (oblečení, lůžkoviny, jemné ručníky, čalounický materiál, tapety, koberce, apod.), v lékařství (fytin – chudokrevnost atd.) a kosmetika (kyselina gamalinelová). Sláma: celulóza (výroba chemikálií, umělých hmot, vláken, papír), Vlákna (lána, provazy, popruhy, nitě, plachty, plátno, nábytkové látky teplé izolace apod.). Pazdeří – podestýlka, spalování, těsnící materiál. Plevy – obsahují kys. Kanabidiovou (silný baktericidní účinek – antibiotikum).
21
Pokrutiny – krmivo. Pro přímé spalování lze využít i pazdeří a další odpady ze zpracování konopí na vlákna či papír. Velmi dobré výsledky byly získány ze spalování celých rostlin, neboť konopí mí velmi dobrou energetickou výtěžnost, spalné teplo dosahuje až 18 MJ/kg. S konopím bylo uvažováno i jako s možný zdrojem rostlinné buničiny pro výrobu benzinu, metanolu a plynu. Je teplomilnou rostlinou, ale daří se mu velmi dobře i ve vyšších polohách. Na půdu má značné nároky, vyžaduje úrodné, hluboké a zpracovatelné půdy hlinité a písčitohlinité s nízkou podzemní vodou, dobře vyhnojené a bohatě zásobené humusem. Konopí se dá pěstovat při nižších výnosech i na horších půdách v chladnějších oblastech. Je náročné na vodu. Konopí je jednoletá dvoudomá rostlina. Samčí rostliny jsou vyšší a štíhlejší a dříve dozrávají. Samičí rostliny jsou nižší, silnější a více olistěné. Lodyhy dosahují výšek od 220 – 330 cm. Vytváří velké množství nadzemní hmoty. Konopí má kulovitý kořen sahající do hloubky 30 – 40 cm, na hlubokých půdách až do 2 metrů. Výnosy nadzemní suché hmoty se pohybují od 8,5 – 16t/ha. Konopí seté se zaměňovalo ze konopí indické, které má obsah THC (tetrahydrocanabiol) řádově vyšší než konopí seté. V r. 1999 byly uznány v ČR 2 nové odrůdy, které nepřekračují hranici 0,03% látek THC v sušině. Jsou to: • Juso – 11, původem z Ukrajiny, • Beniko – z Polska, vznikla výběrem z krajových odrůd. V listinách odrůd je ve východní a západní Evropě zaneseno 44 průmyslových odrůd. Čiroky (Sorghum) Rostliny čirokovité jsou teplomilné plodiny dobře snášející sucho. Jednoleté byliny s bohatě rozvětveným hluboko kořenícím kořenovým systémem. Jsou vysoké 1 až 3m i více. Na půdě jsou čiroky poměrně nenáročné, přesto vysoké výnosy poskytují jen na strukturních půdách. Použití: Zrno: krmivářské účely, v potravinářství (lihovary, škrobárny) Stéblo: krmivářské účely, lihovarnictví, spalování (spalné teplo stébel 17,59 kj/g) Pro energetické účely lze využít čirok – súdánskou trávu (Sorghum Bulhare var. Sudananse) Povolené odrůdy: súdánská tráva – Hyso 2 – kříženec čiroku a súdánské trávy. Čirok – súdánská tráva je vhodný pro energetické účely proto, že se jedná o vysokou rostlinu dosahující až 3 m výšky a poskytují vysoké výnosy. Čirok – Hyso dosahuje dobrých výnosů nejen na zemědělské půdě, ale i na antropogenních zrekultivovaných půdách. Při pokusech na Chomutovsku dosahoval výnos 14 – 18 t suché hmoty z ha. Laskavec (Amaranthus L.) Pochází z jižní a střední Ameriky. Jedná se o starou, výživářsky hodnotnou plodinu, která má optimálně vyvážený poměr sacharidů. Amarantu je vysoce vzrůstná rostlina. Po oddělení semen zbývá velké množství nadzemní hmoty, kterou lze výhledově zvažovat pro
22
přímé spalování. Za účelem fytoenergetiky byl již amarantu záměrně pěstován, poskytoval fytoenergetiky bude výhodnější využívat „slámu“ amarantu, až po vymlácení semene. Výnos semene v tříletém průměru v ČR dosáhl 3,12 t/ha. Amarantus je jarní jednoletá rostlina, teplomilná a úsporně hospodařící s vláhou. Hodí se pro kukuřičné a řepařské výrobní oblasti. Kulturní druhy, u nás pěstované pro produkci semene mají semena světlá a tím se liší od plevelných. U nás se osvědčil druh Amaranthus cruentus, neboť je nejlépe přizpůsobivý pro naše podmínky. Z tohoto druhu se pěstují odrůdy Oppid – vyšlechtěný v Olomouci a K283 odrůda vhodně do sušších oblastí. Sléz přeslenitý – krmný sléz (Malva verticillata L.) Mezi jednoleté krmné plodiny patří i krmný sléz. U nás je povolena odrůda Dolíny. Krmný sléz patří mezi jednoleté plodiny, Je vysokou, hojně se rozvětvující rostlinou, poskytující velké množství biomasy. Vytváří dobře zapojený porost, takže pozemek odolává plevelům. Je ověřován i jako plodina pro energetické využití. Sklizeň krmného slézu pro účely fytoenergetiky se provádí při jeho plném dozrání, kdy je celá nadzemní hmota jež dostatečně vyschlá. Sklizené semeno lze využít též ke krmení, nebo pro následný výsev. Slámu lze pak sebrat a lisovat do obřích balíků, obdobně jako při sklizni slámy. Pro přímě spalování lze využívat též celé rostliny slézu, včetně „semene.“ Průměrné výnosy suché hmoty krmného slézu se pohybují od cca 8 do 12t/ha. Pěstování slézu k energetickým účelům nevyžaduje žádnou zvláštní technologii a ni specielní mechanizaci. Lze proto jeho pěstování k těmto účelům plně doporučit a to na většině oblastí v celé ČR, daří se mu dobře i ve vyšších polohách. Hořčice sareptská – syn. Brukev sítinovitá (Brassica juncea L.) Hořčice sareptská se pěstuje jen zřídka a to převážně pro potravinářské účely, hlavně pro výrobu kremžské hořčice. V ČR se pěstuje odrůda Vitasso. Hořčice sareptská má mohutný vzrůst, dosahuje výšky až 1,8 – 2 m, má statnou rozvětvenou lodyhu. Pro tento vysoký vzrůst ji lze považovat za vhodnou plodinu i pro energetické účely, k přímému spalování. K tomu je vhodná zejména sláma, po vymlácení semen, avšak bylo by možné používat i celou nadzemní hmotu, včetně semen. Při sklizni celých rostlin k energetickým účelům, lze také sklidit porost před plným dozráváním silážní řezačkou a vytvořit tak určitý druh palivové „štěpky.“ Výnosy semen se pohybují od 1,8 -2 t/ha. Výnosy nadzemní hmoty, tj. slámy závisí na půdní úrodnosti a intenzitě hnojení. Zpravidla lze počítat s výnosy slámy 6 – 8 t/ha, což spolu s výnosy semene představuje výnosy nadzemní hmoty až 19 t/ha. Sláma olejnin Olejniny se u nás pěstují pro získání olejnatých semen. Vyznačují se statným vzrůstem, takže po vymlácení zbývá velký podíl nadzemní hmoty, tj. slámy. Sláma olejnin není však většinou vhodná pro krmení, je určitým druhem odpadu. Lze ji využít pro energetické účely, pro přímé spalování.
23
Řepka olejka (Brassica napus L. var. Napus) Řepka olejka se pěstuje pro semena, z nichž se vyrábí kvalitní olej. V poslední období se řepkové oleje (MEŘO) využívají ve velké míře pro výrobu bionafty. Řepka se u nás pěstuje ve 30 odrůdách, z nichž je 7 jarních a zbývajících 23 je řepka ozimná. Jedná se vesměs o nové odrůdy, uznané v letech 1990 až 1998. Pro energetické účely je vhodná veškerá řepková sláma. Sláma se převážně lisuje do balíků. Ozimná řepka vytváří větší celkovou nadzemní hmotu než řepka jarní, proto je pro fytoenergetiku výhodnější. Výnosy řepkové slámy se pohybují od cca 2,8 až do 4,5 t/ha. Efekt pěstování řepky spočívá především ve výnosech olejnatých semen. Krambe habešská – Kartán habešský (Crambe abyssinica (L.) Hochs) Krambe je jarní olejnina v ČR málo rozšířená. V současné době není zaregistrována žádná uznaná odrůda. Krambe má poměrně velmi krátkou vegetační dobu. Výnosy semen se pohybují od 1,2 do 2,4 t/ha a slámy od cca 1,4 do 3,2 t/ha. Celkován nadzemní suchá hmota dosahuje tudíž v dobrých podmínkách jen cca 4,5 – 5,3 t/ha, což není pro fytoenergetické účely významná. Pěstování krambe proto nelze pro výhradní uplatnění ve fytoenergetice doporučit, ale jeho slámu lze úspěšně využívat. Světlice barvířská – Saflor (Carthamus tinctorius L.) Tato hvězdicovitá máloobjemová olejnina je pro fytoenergetiku méně významná. Pro přímé spalování se doporučuje využívat slámu a to v návaznosti na pěstitelské plochy zaměřené na produkci semene. Saflor je plodina teplomilná, s delší vegetační dobou. Je povolena odrůda Sabina. Výnosy saflorové slámy se pohybují kolem 4 – 5 t/ha. Tato sláma má poměrně vysoké spalné teplo (cca 17,8 MJ/kg), a proto ji lze ke spalování doporučit. Len setý – olejný (Linum usitatissimum L.) Len olejný má pro přímé splování význam jen jako vedlejší produkt, tj. při využívání slámy, po oddělení olejnatých semen. Sláma obsahuje též určité množství vlákna. Sláma je poměrně energeticky bohatá a proto ji lze k energetickým účelům plně doporučit. Len olejný se u nás pěstuje ve dvou povolených odrůdách: Atlante a Flanders. Lnička setá (Camelina sativa (L.) Crantz) Lnička patří ke starým kulturním rostlinám pro produkci oleje. Lnička se dá charakterizovat jako skromná plodina d velmi krátkou vegetační dobou, je vysoká 60 až 120 cm. Řadíme je mezi máloobjemové plodiny, pro fytoenergetiku má jen okrajový význam. Ze lničky využít hlavně slámu. Pro relativně nízké výnosy slámy 2,5 – 3,5 t/ha má pouze okrajový význam. Z odrůd je u nás registrovaná odrůda Hoga. Ve státních odrůdových zkouškách je také odrůda Svalf, obě odrůdy pochází z Dánska.
24
Využití produktu: Semeno – potravinářský průmysl (odbourávání cholesterolu), kosmetika, zpracovatelský průmysl (výroba barev, laků, fermeží, mýdel biodiesel). - Pokrutiny, extrahované šroty – krmivo. Sláma – výroba kartáčů a košťat, - spalování (spalné teplo slámy = 18,84KJ/g semene = 26,36KJ/g), výroba buničin. Slunečnice Slunečnice je naše významná olejnina. Po sklizni hlavního produktu, olejnatého semene, zbývá velké množství nadzemní hmoty. Jde především o slámu, ale rovněž o slunečnicové úbory, které zůstanou po vydrolení nažek. Tyto zbytky po sklizni slunečnice ne zrno – při plné zralosti – lze využívat pro přímé spalování. Je však třeba, aby tato hmota byla dostatečně vyschlá a upravená do vhodných tvarů, např. rozřezáním na hrubou řezanku, což lze považovat za určitou obdobu dřevní štěpky. Rostliny víceleté a vytrvalé Pro energetické účely jsou významné rostliny vytrvalé a víceleté, které vytváří dostatečné množství celkové nadzemní fytomasy (cca od 10 t/ha suché hmoty). Produkce víceletých a zejména vytrvalých rostlin je pro energetické účely efektivnější z důvodu, že není nutná každoroční opakovaná kultivace, jako při pěstování rostlin jednoletých. Vytrvalé rostliny lze pro energetické účely využívat buď částečně, jako vedlejší produkt, nebo jejích nadzemní hmotu. Tyto rostliny pak nemají další jiné využití, ale výhradně energetické. Prostory víceletých a vytrvalých rostlin v prvém roce zpravidla neposkytují produkci, musí řádně zakořenit a vytvořit zapojený porost. Porost lze považovat za produkční až rok následující. Pupalka dvouletá (Oenothera biennis L.) Pro energetické účely lze využívat pouze vedlejší produkt, tj. slámu. U nás je pěstována jako léčivá rostlina. Její olejnatá semena obsahují řadu vynikajících přírodních látek, které ochotně zpracovává farmaceutický průmysl. Tato rostlina je u nás známá jako planě rostoucí. Na jaře druhého roku vytvoří vysokou, větvící se lodyhu s četnými plody. Po výmlatu semen zbývá značné množství slámy, kterou lze výhodně využívat pro přímé spalování. Tuto slámu lze rovněž sbírat a slisovat, jako slámu obilní a využívat ji ke spalování tam, kde jsou k tomu vhodné podmínky. Zkušenosti s využíváním slámy pupalky nejsou dosud u nás dosahující, ale vzhledem k předpokládané perspektivě této vynikající léčivky, je účelné na ni upozornit i z hlediska možností jejího využívání ve fytoenergetice. Výnosy pučálkové slámy, využitelné pro přímé spalování, jsou odhadovány na 4 – 5 t/ha. Komonice bílá (Meliotus alba Medikus) Komonice je jetelovina, s nižší krmnou hodnotou. Vydrží na stanovišti až 8 let, dobře obrůstá. Pro energetické účely je komonice perspektivní pro svůj vysoký vzrůst a silnou, hustě se větvící lodyhu. V příznivých podmínkách dosahuje výšky i přes 2,5m.
25
Komonici pro přímé spalování lze sklízet pouze jednou do roka, kdy je nadzemní hmota většinou nejsušší. Lze ji slisovat do balíků, nebo rozřezat a vytvořit tak určitý druh štěpky. Plný výnos nadzemní hmoty poskytuje komonice od druhého roku, kdy dociluje výnosů cca 12 až 15 t suché hmoty z 1 ha. Jestřabina východní (Galega officinalis L.) Jestřabina je jetelovina a léčivka (alkaloid-galegin). Hodnota její píce je podřadná. Pro energetické účely je však lze využívat. Sklízí se před plným dozráváním, kdy se ještě semena nevydrolují, ale když jsou lodyhy již značně zdřevnatělé. Jestřabina poskytuje kolem 10 t suché hmoty z 1 ha. Topinambur hlíznatý (Halianthus tuberosu L.) Topinambur je známý především pro pěstování hlíz (krmení lesní zvěře i ro potravinářské účely). Je vytrvalou, hvězdnicovitou rostlinou. Dorůstá výšky až 2,5 m. Lodyhy jsou pevné, přímé , v horních částech se větví. Nadzemní hmotu lze sklízet ke krmení, ale i využít pro energetické účely. Výnosy celkové suché hmoty nadzemních partií topinamburu lze odhadnout na 8 – 10 t/ha. Pěstování topinamburu pro energetické účely se jeví jako výhodné, neboť se jedná o rostlinu vytrvalou, snadno se udržuje a nevyžaduje žádné speciální ošetřování, s relativně dobrým výnosem suché hmoty. Má nejnižší nároky na spotřebu energie jejím zapracováním na fytopalivo, tj. řezání, rozmělňování a briketování. Šťovík krmný (Rumex tianshanicus x Rumex patientia) Krmný šťovík je druh kulturní plodiny, vyšlechtěné v Rusku, křížením šťovíku ťanšanského a šťovíku zahradního. Šťovík krmný je vytrvalá plodina, obrůstá, na stanovišti jej lze pěstovat až 18 let. Je to statná, vysoká rostlina, která od 2. roku po založení kultury dosahuje zpravidla kolem 2 m. Krmný šťovík byl vyšlechtěn původně pro účely pícninářské. Má velmi vysokou krmivářskou hodnotu a to jak zelené hmoty, tak plodů. Velmi dobře se proto hodí do siláže. Šťovík lze sklízet na zeleno až 3 – 5x do roka a využívat jej pro krmení, ale i ve fytoenergetice, neboť v tomto zeleném stavu je velmi vhodný jako surovina pro výrobu bioplynu. Výnosy zelené hmoty se údajně pohybují od 180 až 250 t/ha. Zásadní význam pro fytoenergetické účely, k přímému spalování, má šťovík krmný. Pro přímé spalování lze šťovík sklízet jako celou nadzemní hmotu, včetně plodů. Pokud je účelné získat sklizeň plodů, lze šťovík vymlátit a plody využít ke spalování. Při sklizni celkové nadzemní hmoty dosahuje krmný šťovík při dozrání vysokých výnosů, od cca 15 až 25 t/ha suché hmoty. Suchou nadzemní hmotu lze pro energetické účely slisovat do balíků, nebo rozřezat na štěpku. Suchá fytomasy šťovíku krmného má značný energetický obsah. Měřením spalného tepla byly stanoveny hodnoty kolem 17,5 – 18 MJ/kg suché hmoty. Krmný šťovík je tudíž i z hlediska energetického obsahu perspektivní rostlinou pro přímé spalování k získané tepelné energie.
26
Mužák prorostlý (Silphium perfoliatum L.) Mužák je hvězdicovitá, žlutá kvetoucí vysoká rostlina dosahující často 1,8 až 2,5 m výšky. Má statnou rozvětvující se lodyhu a vyznačuje se proto vysokou tvorbou nadzemní hmoty. U nás se pěstuje jako okrasná rostlina a to jen zřídka. Pro svůj robustní vzrůst se může mužák uplatnit jako rostlina energetická, neboť dosahuje poměrně vysokých výnosů, cca 12 – 15 t/ha suché hmoty. Mužák je rostlina víceletá, což je pro energetické účely výhodné. Bělotrn kulatohlavý (Echinops sphaerocephalus L.) Bělotrn je hvězdicovitá vytrvalá rostlina, která u nás roste v některých, zejména sušších lokalitách planě. Jen zřídka se pěstuje jako medonosná nebo okrasná rostlina. Pro energetické účely se jeví bělotrn vhodný pro svou vysokou pevnou lodyhu, snadno a dobře vysychavou. Má vysoký energetický obsah, neboť při stanovení spalného tepla byly zjištěny vysoké hodnoty a to až 19,6 MJ/kg suché hmoty. Lze předpokládat výnos nadzemní suché hmoty cca 14 – 16 t/ha. Boryt barvířský (Isatis tinctoria L.) Boryt patří mezi rostliny brukvovité. Dosahuje výšky cca 1,2 – 1,5m. Má poměrně statnou, bohatě se větvící lodyhu, která má zpravidla hustě nasazené květenství jasně žlutých květů a následně se vytvářejících plodů. Boryt se kdysi pěstoval pro získání přírodního barviva. Pro energetické účely byl vytipován jako jeden z vhodných druhů. Boryt lze v kultuře udržet jako víceletý. V pokusných podmínkách dosahuje výnos kolem10 t/ha. To lze pro cílené pěstování energetických rostlin považovat ze nízký výnos. Topolovka růžová (Alce rosea L.) Topolovka je slézovitá rostlina, pěstuje se jako ozdobná rostlina, ale i jako léčivá rostlina. Topolovka je vysoká statná rostlina, která vydrží na stanovišti řadu let. Pro tyto její vlastnosti byla topolovka vybrána k vyzkoušení pro účely fytoenergetiky, Dorůstá do výšky až 2 m. Má delší vegetační dobu. Po zaschnutí rostliny a opadu listů je topolovka vhodnější ke sklizni nadzemní hmoty, využitelné pro přímé spalování. Poskytuje výnosy cca od 13 až 16 t/ha suché hmoty, což je u vytrvalých rostlin příznivý výsledek. Sklízí se běžnou zemědělskou mechanizací, hmota je rozřezaná silážní řezačkou. Takto vzniklou řezanku lze jako dřevní štěpku spalovat. Ozdobnice čínská (Miscanthus sinensis Anderss.), tzv. „slonní tráva“ Miscanthus je vysoká mohutná tráva dosahující až 4 m výšky, připomínající rákos. Je vytrvalá. Údaje ze zahraničí uvádí velmi vysoké výnosy této plodiny a to kolem 20 t/ha (rekordně až 30t) suché nadzemní hmoty a že na stanovišti vydrží až 20 let. Pro tyto vlastnosti je v západní Evropě doporučována k energetickému využití pro přímé spalování. V těchto státech je v podstatě jediným representantem energetických rostlin nedřevního typu, tedy bylinného charakteru. Pochází z jihovýchodní Asie, a proto se Miscanthu dobře daří zejména v teplejších oblastech. Miscanthu se dobře daří též v Německu, zvláště v Bavorsku. Při ověřování v ČR na pokusné plantáži v Chomutově se ale neosvědčil, většina rostlin vymrzla. Plantáž se nepodařilo založit.
27
Později bylo pěstování Miscanthu ověřováno v dalších lokalitách. Zde byly výsledky příznivější, zejména v teplejších oblastech u Prahy a Brna (s průměrným výnosem: Ruzyně – 18,05 t/ha, Troubsko – 14,47 t/ha suché hmoty). V oblasti Vysočiny, (v Lukavci u Pacova) byl průměrný výnos Miscanthu jen 6,16 t/ha. Údaje z Německa uvádějí, že ve druhém roce po výsadbě poskytuje zpravidla cca 10 t/ha suché hmoty, ve třetím roce je již v plné plodnosti 20 až 25 t/ha suché hmoty. Výsledky s pěstování této energetické rostliny nejsou ale v podmínkách ČR jednoznačné a nevíc se jedná o výsledky pouze z pokusných ploch (vymrzá při -15˚C). V provozních podmínkách zatím Miscanthus u nás nebyl ověřován. Náklady na založení porostu jsou značné, což je překážkou širšího rozvoje pěstování Miscanthu v ČR. Planě rostoucí druhy rostlin Existuje potenciální možnost využívání různých dalších vytrvalých, též planě rostoucích rostlin, nebo i rostlin okrasných, např. vratič obecný, zlatobýl (celík) obrovský, diviznu velkokvětou, pelyněk černobýl aj. Ze skupiny planě rostoucích druhů použitelných ve fytoenergetice si zasloužila největší pozornost křídlatka. Křídlatka (Reynoutria, Syn. Pleuropterus Turzc., Syn. Polygonum) Jedná se o expanzivní druh. Produkuje rekordní množství nadzemní hmoty s vysokým energetickým obsahem. Z těchto důvodů se jeví velmi výhodná pro fytoenergetické využití. Ale z hlediska její expanzity nelze její záměrné pěstování doporučit. V našich podmínkách se vyskytuje křídlatka sachalinská (Polygonum sachalinense), která nevykazuje tak silnou expanzitu jako ostatní druhy, např. křídlatka hrotolisá (P. cuspidatus), která je u nás nejrozšířenější. Výnosy jsou udávány až 30 t /ha. Pro energetické účely lze využívat existující spontánně zapojené porosty, které se u nás v občasné době vyskytují na poměrně značných plochách. V těchto případech nelze proti využívání křídlatky nic namítat, neboť touto „sklizní“ tj. odstraňováním narostlé nadzemní fytomasy, by se spontánní porosty mohly postupně zeslabovat, což by mohlo dokonce přispět ke způsobu její likvidace. Trávy pro energetické využití Využití travních druhů pro fytoenergetiku je velmi vhodné, zejména u vytrvalých trav, nevyžadujících každoroční zakládání porostů. Pro energetické využití jsou vhodnější starší porosty, s pevnějšími stébly. Naproti tomu mladé prosty vhodné ke zkrmování, s vyšší, obsahem živin, zvláště dusíku, jsou nežádoucí z hlediska vzniku emisí při spalování. Obecně lze proto k těmto účelům využívat traviny plně vyzrálé, vyschlé, kdy jsou živiny z nadzemních částí rostlin již většinou zataženy do kořenového systému. Výběru vhodných travních druhů pro energetické účely se začala věnovat všeobecná pozornost, jak v zahraničí tak i u nás. Například ve Švédsku se zaměřili na šlechtění travních druhů, specielně pro přímé spalování. Šlechtitelský cíl pro průmyslové, či energetické využití je stanoven tak, aby měly větší podíl stébel oproti listům, s nízkým obsahem popele a některých prvků, jako je křemík, draslík a chlor. To je výhodné pro fytomasy určenou k přímému spalování. U nás se problematice energetických trav věnují na Výzkumné stanici travinářské v Zubří (oblast Beskyd), kde vybírají z existujících travních druhů takové, které jsou vysokovzrůstné, robustní a poskytují vysoké výnosy nadzemní suché hmoty. Pro energetické
28
účely lze využívat i druhy trav, vyšlechtěné pro krmivářské potřeby, pokud jsou dostatečně výnosné (kolem 10 t suché hmoty z 1 ha). Jedná se např. o následující druhy: Chrastice (Lesknice) rákosovitá (Phalaroides arundinacea (L.) Rauschert) Chrastice rákosovitá je přirozeně rozšířené po celé Evropě. Daří se jí dobře i u nás, zvláště na stanovištích s dostatečným zajištěním půdní vláhy. Je to vysoká vytrvalá tráva, dosahuje výšky až 2m. Poskytuje vysoké výnosy, je náročná na živiny, Lesknice vytváří dlouhé podzemní výběžky. Je přizpůsobivá vůči vnějším vlivům (sucho, jarní mrazíky). Sklizeň chrastice pro energetické účely se provádí v období, kdy jsou stébla co nejsušší, což bývá koncem léta, po plném dozrání obilek. V té době jsou již také většinou translokovány živiny z nadzemních částí rostlin do kořenů, což je rovněž příznivé pro fytoenergetické využití. Sklizeň se provádí běžnou zemědělskou mechanizací. Sklízí se ve formě balíků, obdobně jako ze slámy obilnin. Pro přímé spalování lze lisovat brikety, či pelety. Dosahuje zpravidla výnosu kolem 9 – 10 t/ha suché hmoty. V příznivých podmínkách 13 – 15 t/ha suché hmoty. Využití chrastice – lesknice pro fytoenergetické účely se jeví jako velmi perspektivní. Kostřava rákosovitá (Festuce arundinacea (L) Schreb.) Je perspektivné travinou pro energetické účely. Je statná, dosahující výšky 1,2 až 1,5m, s vysokým výnosovým potenciálem. Vyznačuje se spolehlivou vytrvalostí a mrazuvzdorností, v našich podmínkách se jí dobře daří. Vytváří statné trsy a dlouhé podzemní výběžky, což je vhodná vlastnost pro zajištění dlouhodobé vytrvalosti porostů. Kořenový systém je bohatý. Silně rozvinutý, dosahuje hloubky až 150 cm, což umožňuje dobrou sorpci živin i vláhy. Pro energetické účely se sklízí dostatečně vyschlá, slisuje se do balíků a lze je spalovat jako slámu obilní. ýnosy celkové nadzemní hmoty kostřavy rákosovité dosahují 8 – 14 t suché hmoty z 1 ha. Psineček veliký – bílý (Agrostis gigantea Roth.) Je víceletá tráva ozimního charakteru, vytvářející krátké podzemní výběžky, Pro /čely fytoenergetiky je perspektivní pro hrubší stéblo, středně vzrůstné, dosahující výšky cca 80 – 100 cm. Jde o trávu vyskytující se v našich přírodních podmínkáchCelkové množství suché nadzemní hmoty se odhaduje na cca 7 – 8 t/ha. Ovsík vyvýšený (Arrhenatherum elatius (L.) Vesuv.ex J.et C.Presl) Je vysoká víceletá tráva, Má hrubší stéblo, dosahující cca 80 – 130cm. Jedná se o běžně se vyskytující travinu v našich podmínkách. Pro energetické využití se dá suchá nadzemní část slisovat do hranatých balíků a lze ji použít pro spalování. Celková nadzemní suchá hmota dosahuje výnosů kolem 7 – 9 t/ha.
29
Sveřepy (Bromus) Sveřepy tvoří skupinu cca 150 druhů.Naše domácí druhy nejsou zpravidla krmivářsky hodnotné. Sveřep samužníkovitý (Bromus catharticus) je vytrvalou, intenzivně rostoucí, kvalitní trávou. Má vzpřímené trsy, dosahuje výšky 80 – 100 cm, s velkým výnosovým potenciálem. Tyto vlastnosti sveřepu samužníkovitého jej proto předurčují též pro úspěšné využívání k energetickým účelům. Suchou, slisovanou hmotu lze využít pro přímé spalování v kotelnách na biomasu. Obecně lze využít i sveřep bezbranný (Bromu inermis) – celkový výnos nadzemní suché hmoty se u uvedených druhů pohybuje od 10 do cca 15 t/ha. Rákos obecný (Phragmites australis (Cav) Trin.ex. Steud.) Je planě rostoucí vytrvalou bylinou, Její pevná stébla dosahují výšky 1 Až 4m. roste běžně na březích vodních toků a na bažinatých stanovištích. V průměru dosahuje cca 10 – 15 t/ha suché hmot (rekordní výnos byl až kolem 40 t/ha). Množství nadzemní hmoty se jeví jako perspektivní pro energetické účely, ale bude nutné odzkoušet technologii pěstování i sklizně. Zbytková biomasa z agroekosystémů Sláma Sláma je vedlejší produkt vznikající při sklizni dané plodiny. Rozeznáváme slámu obilnou: z pšenice, tritikale, žita, ječmene a ovsa a slámy kukuřičnou, řepkovou slámu luskovin a lněné stonky. Potřeba slámy pro stelivové účely se v posledních letech v ČR zmenšila vlivem snížení stavu skotu a přechodem části živočišné výroby na bezstelivové technologie. Pozvolna roste množství slámy využívané k energetickým a průmyslovým účelům. Sláma se používá jako palivo, v menší míře jako izolační anebo stavební materiál. Bez ohledu na způsob využití je nutnou podmínkou, aby sklizená sláma splňovala potřebné kvalitativní parametry. Těch lze dosáhnout, vedle vhodného způsobu skladování, také včasným a vhodným způsobem sklizně a přepravy do místa skladování. Rozhodující formou sklízené slámy zůstanou na delší dobu obří balíky, které umožňují jejich přímé spalování ve velkých výtopnách, ale po „rozebrání" i ve výtopnách menších nebo ve výrobnách briket či pelet. •
Možnosti úpravy slámy pro spalování a) Obří balíky Obří balíky se vytvářejí v hranaté nebo válcové formě. Válcové mají hmotnost přibližně 350 kg, objemovou hmotnost 60 - 90 kg/m3. Hranaté balíky mohou vážit i až 600 kg a mají objemovou hmotnost až 160 kg/m3. Jedině ty je ekonomické převážet i na větší vzdálenosti; b) Peletování a briketování Peletováním a briketováním se sláma tvaruje do stavu, který je podobný jiným pevným palivům, polínkům, uhlí. koksu. Topeniště potom mohou být více podobné standardním topeništím. Podle zahraničních údajů však samotné slaměné brikety nejsou příliš vhodné pro spalování v malých topeništích (domácnosti, ústřední vytápění v domcích), neboť odhořování je nepravidelné, zpočátku zahoří velmi rychle, přičemž se nedá vyhnout vzniku kouře. Postupně se briketa pokrývá popílkem a hoření se zpomaluje. Toho se doporučuje využít při zakládání zásoby paliva v topeništi na noc. Za perspektivní pro spalování stébelnin lze považovat:
30
- malá topeniště s výkonem 25-100 kW na spalování peletek a briket vhodného složení, s automatickým provozem a akumulací tepla, - střední topeniště s výkonem 100-2000 kW na spalování briket a dělených balíků s automatickým provozem, - velká topeniště na spalování celých obřích balíků s výkonem až do 10 MW, příp. i více. Dendromasa Nejvýznamnějším zástupcem dendromasy je dřevo, které dominuje z pevných biopaliv v ČR. Odhad potenciálu pevných paliv pro ČR je uveden v následující tabulce: Palivo Zdroj Palivové dřevo Odpady lesní těžby a zpracovatelského průmyslu (40 %) Sláma obilovin 25 % celkové sklizně (4 t/ha) Sláma olejnin 100 % celkové sklizně (4 t/ha) Traviny, rákos 20 % ploch TTP (2 t/ha) Spalitelný odpad Dřevinný odpad, obaly Dřeviny, obiloviny Energetické plodiny na vyčleněné půdě (10 t/ha) Celkem pevná biopaliva (Váňa, VÚRV Ruzyně, 2007)
Množství (t/rok) 2 600 000 1 600 000 900 000 800 000 600 000 4 000 000 cca 10 000 000
Krom využívání dřevní biomasy jsou v ČR zakládány plantáže rychle rostoucích dřevin. V současném období v ČR jsou ověřovány jako rychle rostoucí dřeviny topoly, vrby, olše, jeřáby a jilmy. Dendromasu můžeme využívat ke spalování a splyňování, výrobu ethanolu a v minulosti byly zbytky dřevních odpadů a kůry podrobovány kvasným procesům jejich produktem byl bioplyn s velkým procentem methanu. Perspektivním produktem z dřevní biomasy jsou brikety, pelety a štěpka.
5.3 Procesy přeměny biomasy v energii Spalování biomasy Spalování je nejstarší a patrně nejrozšířenější energetické využití biomasy. Spaluje se většinou v zařízeních s menším jednotkovým výkonem a uvolněné teplo se využívá převážně pro vytápění a ohřev teplé užitkové vody. Proti spalování fosilních paliv emituje spalování biomasy podstatně méně CO2. Využití tuhých biopaliv Pro energetické využití jsou v současnosti nejpoužívanější tuhá biopaliva: odpady ze zemědělské výroby, lesnictví, dřevozpracujícího a papírenského průmyslu (stébelniny, rostlinné zbytky, odpadové dřevo), případně i hmota z plantáží cílevědomě pěstovaných energetických rostlin. Tuhá biopaliva jsou nejčastěji využívána jako palivo ve stacionárních kotlích nebo výtopnách, ale mohou rovněž sloužit jako palivo i pro teplárny produkující současně teplo i elektrickou energii. Druhy tuhých biopaliv: • Palivové dřevo se energeticky využívá v podobě polen pro spalování v malých topeništích a ve formě dřevní štěpky pro spalování ve velkých topeništích výtopen a
31
•
•
•
tepláren. Pro spalování je použitelné dřevo suché, s obsahem vlhkosti do cca 25 %, jehož výhřevnost se pohybuje kolem 13–16 GJ/t. Sláma obilovin a olejnin se spaluje ve velkých topeništích výtopen a tepláren, kam je dopravována ve formě balíků, které jsou zpravidla před podáváním do topeniště mechanicky rozdružovány. Výtopna na slámu musí mít velkoobjemové kryté skladiště na palivo. Odpadové dřevo se využívá ve formě hoblin, pilin, štěpky, dřevěných briket nebo ve světě i u nás stále více populárních pelet. Tato paliva najdou uplatnění jak v malých, tak i ve velkých topeništích. Dřevěné pelety se za vysokého tlaku lisují z pilin bez přísady pojidel. Mívají délku 1 až 3 cm a průměr 0,5 až 2 cm a svým jednotným rozměrem usnadňují rovnoměrné a účinné spalování. Jejich výhodou je možnost automatické dodávky do spalovací komory a z toho plynoucí bezobslužný provoz zdroje tepla. Biomasa z plantáží energetických rostlin (např. speciální odrůdy topolů, konopí, šťovík) může být určena buď pro spalování ve formě štěpky, briket či pelet, pro výrobu kapalných biopaliv, nebo pro výrobu bioplynu. Prozatím jsou energetické rostliny (kromě řepky olejné pro výroby bionafty) pěstovány víceméně pokusně. Jejich dalšímu rozšíření v budoucnu by mohla přispět vhodně volená dotační politika – náhrada dotace na údržbu zemědělské krajiny dotací na zakládání a údržbu plantáží energetických rostlin a samozřejmě i podpora rozvoje trhu s biomasou.
Využití kapalných biopaliv Kapalná biopaliva jsou získávána druhotně zpracováním pěstovaných energetických rostlin a používají se jako palivo pro spalovací motory automobilů a traktorů (bionafta, etanol), aditivum do kapalných paliv (etanol) či pro výrobu biologicky odbouratelných mazadel. naftou. Bionafta – neboli metylester rostlinných olejů vzniká chemickou úpravou (esterifikací), při které vzniká hořlavé palivo o podobných vlastnostech a výhřevnosti, jako má běžná motorová nafta. Chemickou podstatou esterifikace rostlinného oleje je záměna glycerinu za metanol v molekule mastné kyseliny. Základní surovinou pro výrobu bionafty je dnes v ČR řepka olejná, bionaftu lze vyrábět i ze lněného či slunečnicového oleje nebo i z použitých rostlinných olejů (např. z restaurací, zařízení hromadného stravování či potravinářského průmyslu). Výhodou bionafty je její rychlá biologická odbouratelnost, samomazací schopnost. V distribuční síti čerpacích stanic dnes najdeme pod pojmem „bionafta“ tzv. směsnou bionaftu 2. generace, která je směsí 30 % bionafty a 70 % ropné nafty. Směsná bionafta má výhodu v lepším spalování v sériových dieselových motorech oproti čisté bionaftě a díky dotacím vlády na výrobu bionafty a nižší spotřební dani je také levnější ve srovnání s klasickou motorovou naftou. Methylestery mastných kyselin řepkového oleje MEŘO (ČSN EN 14214 – 2008) Výrobní kapacity MEŘO v ČR představovaly kapacitu 312 400 t. Od 1.7.2009 zahájila provoz společnost PREOL, a.s. Lovosice s kapacitou 100 000 t. V Ústeckém kraji je dále vykazován závod Ústí n.L. (SETUZA) s kapacitou 100 000 t. Z bilance výroby MEŘO a SMN 30 vyplývá, že se v roce 2007 vyrobilo 81 806 t, v roce 2008 75 173 t. Výroba SMN 30: v roce 2008 se vyrobilo 19 428 tis. l. Dále byl sledován podíl řepky olejné zpracované na MEŘO. Sklizňová plocha řepky představuje více jak 350 000 ha v ČR. Její produkce 1 048 943 t. orientační výroba MEŘO činila 86 520 t. Podíl řepky zpracované na MEŘO z celkové produkce je 23,5 %.
32
Bioethanol (ČSN EN 15376 – 2008) Bioethanolové lihovary v ČR mají celkovou roční kapacitu 2 700 000 hl. Základní použitou surovinou byly obiloviny a kukuřice (63%), další cukrová řepa (37%). Celkem bylo použito 213 200 t surovin. V zájmové oblasti je umístěn PLP a.s. (lihovar Trmice). Zákonná povinnost je zajistit aby v pohonných hmotách (motorových benzínech bylo i minimální množství bioethanolu ve výši 2%. V roce 2008 bylo vyrobeno cca. 60 000 t bioethanolu. Jehož část se vyváží (31 908 t) a dovoz činil 20 404 t. Orientační množství obilovin a cukrové řepy zpracované na produkci palivového bioethanolu v roce 2008 je: obiloviny = 198 396 t (což odpovídá 39,5 tis. ha) a 724 907 t cukrové řepy (což odpovídá 14,5 tis. ha). Etanol (kvasný líh či alkohol) – se vyrábí alkoholovým kvašením a následnou destilací a je možno jej získat z rostlinných i živočišných surovin s obsahem cukrů a škrobů – cukrové řepy, obilí, brambor ale např. i syrovátky. Etanol je možno využít přímo jako hodnotné palivo pro upravené spalovací motory nebo jako alternativní palivo pro stacionární zařízení, používaná k výrobě tepla. Po chemické úpravě etanolu na sloučeninu ETBE (ethylterc.butylether) může být i aditivem do běžných motorových paliv – platné předpisy v ČR umožňuje příměs 15 % ETBE do benzinových směsí. Pro zajímavost lze uvést, že jednodušší metanol (dřevní líh) se používá jako palivo pro závodní vozy. Na rozdíl od etanolu je však vysoce toxický. Legislativa EU i ČR podporuje produkci čistých rostlinných olejů, čistých methylesterů mastných kyselin, vysokoprocentní lihové směsi E85 a E95, směsné motorové nafty SMN30 a bioplynu. Využití bioplynu Plynné biopalivo – bioplyn, je druhotným palivem, vyrobeným z odpadní biomasy. Bioplyn vzniká při rozkladu organických látek bez přístupu kyslíku v uzavřených nádržích – reaktorech. Tento proces, (metanové kvašení) probíhá díky tzv. anaerobním bakteriím (pracujícím bez přístupu kyslíku) a jeho výsledkem je rozštěpení organické hmoty na anorganické látky a plyn s vysokým obsahem metanu. Zbytky vyhnívacího procesu jsou velmi hodnotným hnojivem nebo kompostem. Bioplyn je směsí plynů tvořenou z 50–80 % hořlavým metanem, z 20–40 % oxidem uhličitým a 1–3 % připadá na další plyny, jako jsou dusík, sirovodík nebo vzácné plyny. Výhřevnost bioplynu je závislá na obsahu metanu – při 3 67 % obsahu metanu je cca 24 MJ/m . Jako surovinu pro výrobu bioplynu lze použít odpady živočišné i rostlinné výroby – v největší míře se využívá kejda (tekuté a pevné výkaly hospodářských zvířat promísené s vodou), případně i slamnatý hnůj, kal z ČOV, zelené rostliny, organický odpad a další. Bioplyn se využívá jako technologické palivo v provozovnách, souvisejících s jeho výrobou (např. v čistírnách odpadních vod pro vyhřívání vyhnívacích nádrží), pro výrobu tepla v plynových kotlích a také jako palivo pro stacionární motory kogeneračních jednotek, vyrábějících teplo a elektrickou energii. V některých případech je nutné předčištění (odsíření) bioplynu před jeho spalováním, aby byly sníženy emise oxidů síry do ovzduší. Oproti spalitelné biomase jsou výroba a využití bioplynu obtížnější – pro vysoké investiční náklady a tím i vysokou cenu vyrobené energie. Pro využití bioplynu je potřeba pečlivě vybrat vhodnou lokalitu s vysokou a celoročně stálou poptávkou po teple a pokud možno i po elektřině z kogenerační jednotky.
33
5.4 Potenciál energetického využití biomasy Energetický potenciál biomasy pěstované biomasy v ČR je dán součtem výnosových kategorií pro běžně pěstované i pro energetické plodiny při zohlednění využití zemědělské půdy pro produkci potravin a technických plodin. Potenciál uvažuje produkci biomasy pro přímé energetické využití i pro výrobu biopaliv. V současné době je vykazováno jako neosetá půda a úhor cca. 30 000 ha (ČSÚ, 2009). V dalším období lze v návaznosti na snižování potravinářské produkce případně využít dalších cca. 60 až 100 tis.ha výměry zemědělské půdy v ČR, pro další energetické využití. Obecný přehled o potenciálech energetického využití je uveden v kapitole 6. Hlavní předpoklady a omezení rozvoje: + návaznost na tradiční zemědělskou výrobu + zvýšení ekonomické soběstačnosti a zaměstnanosti v regionech + velké množství relativně dostupných technologií + zefektivnění nakládání s odpady + údržba krajiny, zadržení vody v krajině – relativně náročná logistika (sběr, doprava, úprava, skladování, zpracování) – lokálně neudržitelné využívání biomasy(MŽP, 2009b)
Obr. 3: Potenciál využití biomasy (MŽP, 2009b)
Potenciál využití bioplynu vychází z přehledu dostupného materiálu pro anaerobní digesci. Výroba a využití bioplynu pomáhá výrazně v oblasti nakládání s odpady a významně omezuje emise skleníkových plynů. Využívají se zejména živočišné a rostlinné odpady v zemědělství, v potravinářském a zpracovatelském průmyslu a biologicky rozložitelné komunální i průmyslové odpady (MŽP, 2009b).
Obr. 4: Potenciál využití bioplynu (MŽP, 2009b)
Potenciál lesní biomasy zahrnuje energeticky využitelné zbytky z dřevozpracujícího průmyslu, prořezávky, probírky, zbytky po těžbě v lese a palivové dřevo. Při zvýšené úrovni
34
těžby, tj. ze současných 14 mil.m3 na dlouhodobě udržitelných cca 16 mil.m3 je možné počítat s příslušným navýšením potenciálu. Hlavní předpoklady a omezení rozvoje: – vyřešení logistiky získání lesní biomasy + navázání na kvalitní lesní hospodářství v ČR – lokální dostupnost zdroje, dopravní nároky (MŽP, 2009b)
Obr. 5: Potenciál lesní biomasy
5.5 Biomasa jako zdroj surovin pro průmyslové zpracování Polysacharidy (Škroby) V současném období je pouze malá část produkce určena pro trh. Z globálního pohledu jsou významné následující plodiny: brambory, kukuřice, pšenice a rýže. Perspektiva nepotravinářského využití předpokládá cílené zaměření se na šlechtění škrobárenských brambor, jejich produkci a zlepšení kvality škrobu. U pšenice je rovněž perspektiva jejího využití jako technické plodiny. V nepotravinářském sektoru lze s použitím přípravků vyrobených ze škrobů uvažovat v následujících oborech: výroba papíru, lepenky, textilu a další technické použití, sádrokarton a desky z minerálních vláken, lepidlo apod. Škrob Škrob je zásobní polysacharid, vytvářený fotosyntézou v rostlinách, v nichž se vyskytuje jako tvarově charakteristická zrnka. Představuje zásobu energie, takže se ukládá zejména v semenech, hlízách a oddencích. Škrob netvoří jednotnou látku. Je složen z 15-25 % amylózy a 75-85 % amylopektinu a malého množství esterově vázané kyseliny trihydrogenfosforečné a lipidů. (Součková, Moudrý, 2006) Škrob se vyskytuje u většiny rostlin, ale jen z malého počtu rostlin se dá škrob prakticky získat. Vyskytuje se v podobě zrn různé velikosti a struktury, která je charakteristická pro jednotlivé rostliny. Zrna se vyskytují vždy volná, což umožňuje jejich poměrné snadné získávání. V České republice se získává škrob převážně z brambor a pšenice. Ve světě je to škrob kukuřičný, maniokový, ječný a další druhy. Objem produkce škrobu v České republice V České republice se tradičně vyrábí škrob bramborový (cca 70 %) a škrob pšeničný (cca 30 %) o celkovém objemu 40 - 50 tis. t za rok. Ostatní škroby se u nás nevyrábějí, ale probíhá šlechtění amylózního hrachu jako perspektivní plodiny pro získávání škrobu. V ČR jsou v současnosti čtyři společnosti celkem s pěti závody, které zpracovávají škrob. Největší společností, jejíž celoroční výrobní kapacita je 30 tis. t nativního bramborového škrobu, je Lyckeby amylex, a. s. Horažďovice. Tomu odpovídá i nejvyšší přidělená kvóta 17 887 t škrobu, což představuje 53,1% podíl na celkové národní kvótě škrobu ČR. Druhý největší závod Škrobárny Pelhřimov, a. s. se závody v Pelhřimově a Chýnově mají asi poloviční výrobní kapacitu než má Lyckeby. Dalšími společnostmi jsou Amylex Radešínská Svratka s. r. o. Hodíškov a Naturamyl, a. s. Hamry (viz tabulka 5.).
35
Přírodní škrob papír a lepenka výroba textilu
lepidla stavební průmysl
ostatní
obalový papír a lepenka tekutý škrob ke škrobení prádla avivážní prostředky s obsahem škrobu koncentrované prostředky sloužící jako základ pro výrobu aviváží lepidla vazná látka pro lepidla škrobová lepidla pro papírenský a polygrafický průmysl sádrokartonové desky omítky zubní pasty, pudry, suché šampony tablety folie, plastické hmoty pomocné látky ve slévárenství pomocné látky při těžbě ropy pomocné látky ve sklářství pomocné látky při výrobě keramiky
plasty polyuretany polyethery polyfenolické pryskyřice změkčovadla organické kyseliny tenzidy emulgátory vitamín C antibiotika (např. penicilin) sorbit maltodextriny pro výrobu tekuté výživy maltodextriny pro sportovní nápoje maltodextriny pro sportovní výživu výživové doplňky (acetylovaný škrob E 1420) škrob jako součást flokulantu při čištění vod minerálně vláknité desky pryžové výrobky obaly malířský klíh rozpustný škrob dextriny nosiče účinných látek
Modifikovaný škrob
chemikálie
farmaka
doplňky výživy
další výrobky ze škrobu
Tab. 5: Nepotravinářské využití škrobu
Monosacharidy a oligosacharidy Z hlediska průmyslového a energetického využití je nutno uvést především glukózu a fruktózu. Z oligosacharidů má význam jako surovina především inzulín. Sladidla poskytují z rostlinných druhů řepa cukrová cca 40% světové produkce a zbývající část tvoří cukrová třtina. Rostlinné oleje K produkci rostlinných olejů je vhodný relativně velký počet rostlinných druhů. Mezi druhy připadající v úvahu patří zejména řepka olejná, len olejný, slunečnice, hořčice a sója. Dále se můžeme setkat i se světlicí barvířskou (saflorem), mákem, lničkou, ricinem, katránem (krambe), lesknicí apod. V ČR získává na významu zejména řepka, v současnosti je pěstována na ploše 356,9 tis. ha s výnosem 2,94 t/ha (2008). Další pěstovaná olejnina je mák setý
36
s výměrou 69,7 tis. ha (výnos 0,7 t/ha). Na dalším místě s rozlohou 24,4 tis. ha je pěstována slunečnice s výnosem 2,49 t/ha a hořčice na semeno s osevní plochou 26,2 tis. ha. Sklizeň olejnin v roce 2008 vzrostla. Zvýšila se o 48,7 tis. t. Možnosti nepotravinářské využití olejnin Rostlinné oleje mají různou strukturu a stavbu molekuly. Dlouhé nepřerušované molekuly mastných kyselin nabízejí svou délkou a substituenty velký počet možných chemických přeměn a mohou sloužit jako suroviny pro velký počet výrobků. Průmyslové využití rostlinných olejů dává v současné době široký prostor pro výrobu mnoha produktů (glycerolu, vyšších mastných kyselin, jejich solí, esterů atp.), které se používají k výrobě plastických hmot, laků detergentů umělých vláken, mazacích prostředků, aditiv atp. Nepotravinářsky nejvíce využívanou plodinou je řepka olejka na výrobu bionafty. Druh oleje
Využití
hořčičný
mýdla, léčiva, textilní průmysl
lněný
laky, barvy, fermeže, linolea, tiskařské barvy, změkčovadla, PVC stabilizátory
makový
vysoce jakostní barvy, fermeže, farmaceutický průmysl
řepkový
MEŘO, mazadla, tenzidy, barvy, laky, PE aditiva
slunečnicový
barvy, laky (málo významné)
sojový
laky, barvy, mýdla, mazadla, změkčovadla, stabilizátory PVC, fermeže
světlicový
rychleschnoucí technické oleje, laky, barvy, pryskyřice
konopný
farmaceutický průmysl
katránový
mazadla, oleochemie
lničkový
při výrobě barev, laků, fermeží
lalemaciový při výrobě fermeží a laků Tab. 6: Nepotravinářské využití oleje
Oleje Oleje spolu s dalšími látkami patří do skupiny přírodních sloučenin nazývaných lipidy. Jedná se o deriváty mastných kyselin (MK), zejména o jejich estery. Člení se na jednoduché lipidy tvořené tuky - estery glycerolu a vyšších mastných kyselin (VMK), které mají řetězce s více než 10 atomy uhlíku. Z praktického hlediska se člení na tuhé, vesměs živočišné tuky a kapalné, vesměs rostlinné oleje a vosky (estery VMK a vyšších jednosytných alkoholu) a složené lipidy, které obsahují kromě VMK a alkoholů ještě další složky. Mezi ně se řadí fosfolipidy, sulfáty lipidů a sulfolipidy a lipamidy. Pěstované olejniny Na světě existuje velký počet rostlinných druhů, které produkují rostlinné oleje. Tyto druhy se odlišují různou produkcí oleje, mají rozdílné převažující mastné kyseliny i odlišnou vhodnost pěstování v různých půdně-klimatických podmínkách. V České republice se jako hlavní olejniny pěstují řepka, slunečnice, len, hořčice, mák a sója. K netradičním olejninám, které se dají pěstovat v našich podmínkách patří například světlice barvířská, lnička setá, koriandr setý apod. Biologicky odbouratelné oleje Biologická odbouratelnost průmyslově využívaných rostlinných olejů je dána jejich chemickou stavbou. Rostlinné oleje jako estery nenasycených mastných kyselin (oleová, linolová, linoleová, palmitová, stearová) mají lineárně uspořádané uhlíky v molekule a příslušné bakterie tyto látky snadno rozkládají až na oxid uhličitý a vodu. Biologická 37
odbouratelnost rostlinných olejuje do 21 dnů stoprocentní. V případě minerálních olejů, jakmile bakterie narazí na aromatický uhlík, proces rozkladu se velmi zpomalí až zastaví. Nejrozšířenější jsou oleje řepkové s minimální aditivací. Pro zlepšení některých technických vlastností a k prodloužení životnosti olejů jsou použita aditiva, která mohou odbouratelnost snížit, ale ta zpravidla neklesne pod 90%. Rostlinná vlákna V podmínkách České republiky je pro získávání rostlinného vlákna vhodný především len přadný a konopí. Produkční plocha lnu přadného významně klesá, z 5,5 tis. ha (2004) na 0,18 tis. ha (2008). K poklesu dochází rovněž i u pěstování konopí setého, které má uplatnění pro textilní užití i jako energetický zdroj. Další produkty Do této kategorie patří rostliny poskytující rostlinná barviva. Uplatnění rostlinných barviv bylo rozšířeno do 19. stol. s objevem syntetických barviv jejich produkce ustala. Určitou perspektivu mají rostliny saflor (barvivo carthamin), borit (indigo), sléz a šafrán.
6
STAV A POTENCIÁL VYUŽITÍ OZE
6.1 Obecné členění V rámci hodnocení využitelnosti OZE v určité lokalitě či území je obvykle vyhodnocen potenciál pro jejich další využití. Potenciály obnovitelných zdrojů energie jsou následující: • Technický potenciál je určen přítomností zdroje a technickými podmínkami jeho přeměny na využitelnou energii. Stanovení tohoto potenciálu nemá praktický význam a bývá obvykle mezistupněm pro stanovení využitelného potenciálu. • Využitelný potenciál je technický potenciál zdroje, který je možno využít v současnosti dostupnými technickými prostředky a je limitován pouze administrativními, legislativními, ekologickými nebo jinými omezeními. Tato omezení jsou obvykle jasně definována. • Dostupný potenciál se v některých případech rovná využitelnému potenciálu. Většinou je však limitován dalšími faktory např. využíváním zdroje pro jiné než energetické účely (omezení možností pěstování energetických plodin na zemědělské půdě, která je využívána pro potravinářskou produkci apod.). Udává obvykle maximální možnou hranici využití daného zdroje za současných podmínek. U tohoto potenciálu nejsou posuzována ekonomická omezení. • Ekonomický potenciál je ta část dostupného potenciálu, kterou je možno za současných podmínek ovlivňujících ekonomické parametry zařízení pro využívání OZE (ekonomické, fiskální a legislativní podmínky, energetická politika státu, investiční a provozní náklady, dostupnost kapitálu, úrokové sazby apod.) ekonomicky využít. Ekonomický potenciál není definován jako fixní hodnota (závisí na ekonomických a dalších faktorech a na zvolených kritériích) (Příručka OZE, 2006).
38
6.2 Energie vodních toků a jejich potenciál Vodní elektrárny se na celkovém instalovaném výkonu v České republice podílejí zhruba 17 % a na výrobě elektřiny necelými 4 %. Technicky využitelný potenciál našich toků je cca 3 380 GWh/rok. Z toho v malých vodních elektrárnách (MVE) je využitelné cca 1 570 GWh/rok. Dnes využitý potenciál v MVE činí zhruba 30 %, tj. cca 500 GWh/rok. Získávání elektrické energie pomocí síly vodních toků má u nás bohatou tradici. Před druhou světovou válkou na území dnešní ČR byla vodní energie využívána ve více než 10 tisících lokalit, kde byly v provozu elektrárny s výkonem od několika kW do 10 MW a vodní stroje na konání mechanické práce (mlýny, průmysl). Po roce 1948, kdy byla naprosto eliminována soukromá iniciativa v této oblasti, většina malých vodních elektráren zanikla. Teprve po roce1990 bylo umožněno bez omezení vstoupit soukromým subjektům do oblasti výroby elektřiny, část malých vodních elektráren energetických organizací byla zprivatizována a došlo k budování a obnově řady MVE. V současné době je jich v České republice v provozu cca 1 400 (v roce 1930 to bylo 10 514). Přibližně dvě třetiny z nich mají výkon do 100 kW. Malé vodní elektrárny zaznamenaly v posledních letech dramatický rozvoj. Vzhledem k tomu, že v řadě „lukrativních“ lokalit již byly malé vodní elektrárny realizovány, dosud nevyužité lokality mohou být z pohledu výše investičních nákladů méně výhodné (Příručka OZE, 2006). Potenciál vodní energie Potenciál je vyčíslen v předpokládaném instalovaném výkonu, počtu instalací a průměrné roční výrobě energie. Doposud nevyužité lokality jsou ekonomicky méně výhodné, často je možnost jejich využití omezena jinými zájmy či ochranou. Celkový potenciál dodatečné roční výroby v letech 2005 – 2050 je cca 450 GWh.
Obr. 6: Potenciál vodní energie (MŽP, 2009b)
6.3 Větrná energie a její potenciál Energie větru je, podobně jako energie vody, využívána člověkem již odedávna. V Čechách, na Moravě a ve Slezsku se využívala větrná energie již od středověku, nejvíce pak v 18. a 19. století. Svědčí o tom nejméně 260 známých lokalit, kde dříve stávaly větrné mlýny. Větrné elektrárny začaly v ČR vznikat po roce 1990. Na sedmnácti lokalitách bylo po roce 1990 postaveno nejméně 26 větrných elektráren s výkonem nad 50 kW. Po roce 1995 však nastává stagnace, některé elektrárny byly demontovány a řada z nich byla trvale nebo dočasně odstavena. Důvody k odstavení tak vysokého počtu větrných elektráren jsou zejména majetkoprávní (nedořešené majetkové záležitosti, smlouvy s rozvodnými podniky, získání 39
autorizace podle energetického zákona) a pocházejí také z nesprávného odhadu větrného potenciálu. V řadě případů nebyl projekt podložen dostatečným měřením větrných podmínek, studií proveditelnosti a finanční a rizikovou analýzou. Dalšími důvody byly technické a provozní problémy, zejména u větrných elektráren tuzemské výroby, kde se jednalo většinou o prototypy, které za sebou neměly dostatečný vývoj. Jedním ze závažných důvodů stagnace větrné energetiky byly až do konce roku 2001 také nízké výkupní ceny elektrické energie, které neumožňovaly realizovat ekonomicky návratné projekty, a to i v případech, kdy byly k dispozici státní podpory ze SFŽP a ČEA. Oživení nastalo až po roce 2003, kdy byla realizována první moderní větrná farma o dvou jednotkách po 600 kW v Jindřichovicích pod Smrkem (tehdy ještě s výraznou podporou ze strany SFŽP), a zejména po roce 2005, kdy byl přijat zákon o podpoře OZE 180/2005 Sb., kterým byly nastaveny stabilnější podmínky pro investice do využívání energie větru (Příručka OZE, 2006). Přestože naše republika nemá tak výhodné podmínky pro využití větrné energie jako přímořské státy (např. Dánsko, Velká Británie, Nizozemsko), existuje i u nás ve vnitrozemských podmínkách řada vhodných lokalit, kde lze instalovat větrné elektrárny, a to i velkých výkonů. Přírodní podmínky (za hranici využitelnosti se pro velké větrné elektrárny považuje průměrná roční rychlost větru 5m/s ve výšce 10m nad terénem) dovolují vybudovat mimo chráněné oblasti cca 900–1500 větrných elektráren (Příručka OZE, 2006). Podle informací Energetického regulačního úřadu bylo koncem roku 2007 v ČR instalováno 113,8 MW elektrického výkonu ve větrných elektrárnách. Hrubá výroba elektrické energie z těchto větrných elektráren činila v roce 2007 celkem 125,1 GWh (v roce předchozím to bylo 49,4 GWh). Prudký rozvoj výstavby větrných elektráren, který je markantní právě v současné době, je důsledkem přijetí zákona o podpoře výroby elektřiny z OZE, dostupnou zahraniční technologií i relativně "jednoduchou a rychlou" výstavbou oproti konvenčním zdrojům. Větrné elektrárny jsou stavěny, resp. projektovány prakticky na území celé ČR. Současně jsou však zaznamenány četné protesty obyvatel v dotčených lokalitách, které v některých případech vyústily v zamítavé stanovisko místního referenda. V odlehlých horských oblastech Krušných hor také masivní výstavba větrných parků při kumulaci několika sousedních projektů zcela jednoznačně mění ráz krajiny (Soveko, 2009). Celkový instalovaný výkon větrných elektráren v roce 2008 přesáhl 112 MW [Wikipedia, 2009].
Obr. 7: Větrná mapa ČR - průměrná rychlost větru m/s
40
Potenciál větrné energie Technický potenciál vychází z klimatologického modelu. Naplňování dostupného potenciálu je však stále významně omezeno, mimo jiné nedůvěrou v tuto technologii, v dlouhém období jej lze odhadovat na úrovni zhruba 1/4 technického potenciálu. Potenciál větrné energie by neměl být opomíjen jak z hlediska diverzifikace zdrojů (budoucí využití v tzv. vodíkové energetice), tak i z výchovných a osvětových důvodů. Hlavní předpoklady a omezení rozvoje: – roční využití v podmínkách ČR v rozmezí 1000 - 2000 h + dostupné a výkonné technologie i pro vnitrozemské podmínky – omezení výstavby přístupností lokalit, připojením k síti, v chráněných územích + relativně snadná demontovatelnost či náhrada výkonnější technologií (MŽP, 2009b)
Obr. 8: Potenciál větrné energie (MŽP, 2009b)
6.4 Sluneční energie a její potenciál Roční příkon sluneční energie na horizontální plochu se v podmínkách ČR pohybuje od 1 000 do 1 250 kWh/m2 za rok, z toho v období od dubna do října cca 75 % a od října do dubna cca 25 % energie. Podle údajů Solární ligy je v ČR v současné době (rok 2006) instalováno cca 60–80 000 m2 funkčních solárních termických systémů a cca 300 kW fotovoltaických systémů. Průměrný počet hodin solárního svitu (bez oblačnosti) se v ČR pohybuje kolem 1 460 h/rok (od 1400 do 1700 hodin za rok).
Obr. 9: Roční úhrn globálního slunečního záření v ČR [W/m2]
Potenciál výroby elektrické energie ze Slunce Technický potenciál výroby elektrické energie z energie slunečního záření byl stanoven za těchto předpokladů: • budou využité pouze vhodné zastavěné plochy
41
• •
je počítáno se stávající účinností technologií je počítáno s plochou pro potřeby termosolárních systémů Výroba elektrické energie ze Slunce bude pravděpodobně s ohledem na očekávané zvýšení účinnosti technologií podstatně vyšší. To však zároveň předpokládá rozšíření dostupných technologií pro skladování vyrobené energie, pravděpodobně zejména technologií založených na výrobě, skladování a využití vodíku. Hlavní předpoklady a omezení rozvoje: + významný architektonický prvek – plné roční využití v podmínkách ČR cca 1000 h + snadná montáž (i náhrada účinnější technologií) + dlouhá životnost (> 20 let) – náklady výroby výrazně překračují náklady u ostatních technologií OZE (MŽP, 2009b)
Obr. 10: Potenciál výroby elektrické energie ze Slunce (MŽP, 2009b)
Potenciál výroby tepelné energie ze Slunce Potenciál využití tepelné sluneční energie je daný poptávkou po nízkopotenciálovém teple. Technické možnosti umístění technologie (solárních kolektorů) jsou dány dostupností vhodně orientovaných ploch. Jejich připojení ke stávajícím i novým topným soustavám je snadno proveditelné.
Hlavní předpoklady a omezení rozvoje 2 + celoroční použití (roční výroba cca 500 kWh/m ) + dostupné a prověřené řešení (snadná instalace) – celkové náklady výroby jsou prozatím vyšší + dlouhá životnost (> 20 let) + provozní náklady jsou velmi nízké (Farma Letní Stráň, 2007)
Obr. 11: Potenciál využití tepelné sluneční energie (Farma Letní Stráň, 2007)
6.5 Geotermální energie a její potenciál Princip geotermální teplárny je velmi primitivní. Udělají se dva vrty do země, jdoucí nejlépe přes dva kilometry hloubky. Do jednoho se následně vhání studená voda a z druhého se čerpá již ohřátá na 70 - 80° Celsia. Studená voda pak v uzavřeném oběhu opět míří do hlubin země, aby se ohřála na požadovanou teplotu. Voda může sloužit nejen pro vytápění bytů, ale jako užitková (Biom, 2009). 42
Česká republika nemá příliš vhodnou situaci pro využívání významných zdrojů geotermální energie. Na našem území se prakticky nenacházejí tzv. vysokopotenciální geotermální zdroje, umožňující využití geotermálního tepla přímo pro výrobu elektrické energie, jako je tomu například na Islandu a v Itálii. V ČR je ale možné využívat tzv. nízkopotenciální teplo prostředí v systémech, které využívají tepelná čerpadla, pomocí kterých je převáděno nízkopotenciální teplo na vyšší teplotu. Produkované teplo může být využito pro vytápění budov nebo na ohřev teplé vody, popřípadě i pro jiné účely (ohřev vody v bazénech, vzduchotechnické ohříváky, skleníky apod.). Za pomoci již zmíněných tepelných čerpadel lze využívat „suchého“ zemského tepla z vrtů, teplo povrchových vrstev půdy, podzemních i povrchových vod či venkovního vzduchu, ale i odpadní teplo z průmyslových technologií (to už se ale jedná o zdroj energie druhotný). Území ČR lze rozdělit na základě údajů o horninovém prostředí, hloubkách podzemních vod a dalších informací do čtyř kategorií podle využití geotermální energie s využitím tepla spodních vod. Jednotlivé kategorie jsou popsány takto: • zcela nevhodné: plochy zcela nevhodné pro využití geotermální energie (např. povrchové lomy a velkoplošné výsypky) • méně vhodné: území vhodná především pro individuální využití geotermální energie (např. vrty do hloubky 100-150 m) • vhodné: území vhodná pro individuální i plošně nebo energeticky náročné objekty, případně i větší aglomerace (např. zvodně vhodně uložené v různých hloubkách pod povrchem) • velmi vhodné: území velmi vhodná pro využití geotermální energie mělkými vrty o větší vydatnosti v kvartérních údolních sedimentech, tedy ekonomicky velmi výhodné (Příručka OZE, 2006)
Obr. 12: Potenciál území pro využití geotermální energie s využitím tepla spodních vod
Potenciál geotermální energie Geotermální energie je energií hlubinného zemského tepla, které lze v některých geologických profilech energeticky využívat, v současnosti obvykle v hloubkách do 3 km. V této kategorii je započten i potenciál mělkého horninového prostředí využitelný pomocí tepelných čerpadel (obnovitelná složka energie činí v tomto případě cca 60-70%). Hlavní předpoklady a omezení rozvoje: 43
+ + – –
stabilní a dlouhodobý zdroj energie možnost využití tuzemských zkušeností, lokálně omezený zdroj energie náklady výroby výrazně překračují náklady u ostatních technologií OZE starých důlních děl a vrtných souprav (MŽP, 2009b)
Obr. 13: Technický a dostupný potenciál využití geotermální energie (v instalovaném výkonu) (MŽP, 2009b)
6.6 Ekonomické hodnocení využití OZE Využitelnost OZE v praxi ovlivňuje celá řada faktorů, z nichž nejvýznamnějšími jsou faktory ekonomické. Cena energie vyrobené v zařízení pro využití OZE musí být v zásadě co nejnižší, aby mohla konkurovat ostatním energetickým zdrojům. Přímý vliv na její výši mají zejména: • nízké investiční náklady: výrazně ovlivní cenu energie z OZE, návratnost nákladů. • nízké provozní náklady: ovlivňují cenu vyrobené energie • množství vyrobené energie: čím více energie zařízení vyrobí, tím je příznivější její cena a o to rychleji se vrátí investice • doba provozu zařízení: efektivnost využití investovaných prostředků • způsob financování: úvěr, finanční přínos, efektivita využití financí
7
OBCE A OZE
Všeobecné výhody a nevýhody OZE Obnovitelné zdroje energie, mohou přispět ke zpomalení vyčerpávání neobnovitelných přírodních zdrojů. Při využívání OZE se neprodukují škodlivé emise (oxidy síry a dusíku) a je nižsí produkce oxidu uhličitého. OZE jsou využívány decentralizovaně, omezují závislost na centralizované výrobě a na dodávce energie z velkých energetických celků, z teplárenh a výtopnen, zvýšujía bezpečnost a spolehlivost dodávek energie. Mají příznivé sociální dopady, vznikají nová pracovní místa, jak při výrobě, tak i při přípravě a zpracování paliv (pěstování energetických plodin a rostlin, výroba pelet apod.). OZE mají ale také své nevýhody, které vyplývají přímo z jejich podstaty – energie, kterou zachycují, má obvykle malou plošnou a prostorovou hustotu, a proto zařízení s kapacitou, srovnatelnou se zdrojem klasickým, je mnohem větší, technologicky náročnější a z hlediska počátečních investic tedy i dražší. Navíc je energie, dodávaná obnovitelnými zdroji, časově proměnnou veličinou, závislou na přírodních podmínkách (sluneční svit, vítr) a
44
je nutné ji akumulovat. Současná ekonomická efektivnost a konkurenceschopnost s klasickými zdroji jsou důvodem, který brání širšímu využívání OZE. Možnosti a limity zvyšování podílu OZE Pro zvyšování podílu OZE je třeba se zaměřit na některé problémy, možnosti a limity využití, které lze obecně rozdělit do tří skupin: • technologické problémy: konstrukční řešení, materiály, zařízení na využití energie slunečního záření, energie větru, vody, • problematika nákladů: investiční, výrobní náklady, na využití OZE, návratnost investic, • sociální a legislativní problematika, styk s veřejností: daňová a dotační politika, veřejné mínění. První dvě skupiny lze vyjádřit kvantitativně a tedy i exaktně vyhodnotit, patří třetí skupina do oblasti odhadů, prognóz a spekulací. Motivace obcí k využívání OZE Vedle ekologických přínosů může mít využívání OZE řadu příznivých přímých i nepřímých ekonomických a sociálních dopadů. Díky využívání OZE dojde k úsporám energie dodávané z tradičních zdrojů a v případech, kde je obnovitelný zdroj ekonomicky konkurence schopný, také k ekonomický úsporám. OZE jsou využívány především decentralizovaně (vyrobená energie je v lokalitě i spotřebována). Vyšší využití místních zdrojů energie přispívá ke snížení ztrát při přenosu a rozvodu energie k vyšší míře soběstačnosti a bezpečnosti v zásobování obce, města či regionu energií a má pozitivní vliv na zaměstnanost. Využití obnovitelných zdrojů energie může výrazně přispět ke zviditelnění a zlepšení image obce, města nebo regionu, ale také podniku nebo firmy a může být do určité míry prestižní záležitostí, vyjadřující pozitivní vztah k životnímu prostředí bez ohledu na okamžitý ekonomický efekt. Dobře zpracovaný a ekonomicky návratný projekt OZE (např. obecní výtopna na biomasu, větrná farma, malá vodní elektrárna) může být sám o sobě vhodným podnikatelským záměrem. Při náhradě klasických zdrojů energie obnovitelnými zdroji (např. výtopny na tuhá paliva výtopnou na biomasu) odpadnou nebo se podstatně sníží poplatky za emise znečišťujících látek do ovzduší (Příručka OZE, 2006). OZE jako příležitost pro obce Fosilní paliva jsou soustředěna zejména do Podkrušnohoří. Ostatní regiony jsou závislé na celé řadě faktorů, které umožňují zásobení energií. Naproti tomu potenciál obnovitelných zdrojů je diverzifikován v rámci celého území státu. Obnovitelné zdroje energie mají minimální nároky na dopravu a lze je využívat i v odlehlých oblastech. Podmínky pro rozvoj OZE je ve venkovských regionech příznivější než ve městech. Velké množství venkovských obcí a majitelů rodinných domků může používat k vytápění biomasu, k ohřevu vody sluneční kolektory či provozovat vlastní větrnou elektrárnu. Využívání OZE znamená podstatné snížení závislosti na energetických společnostech, důlních podnicích, elektrárnách a plynárenských zařízeních. Na rozdíl od plynu, uhlí nebo elektřiny neplatí zákazník vzdálené energetické společnosti či uhelným skladům, ale vlastní obci. Využívání OZE přináší obcím pozitivní přínosy. Využívání fytoenergetických zdrojů v praxi umožní aby obec využívala zemědělskou a lesní výrobu pro krytí energetických potřeb
45
obce, nejčastěji jde o využívání produkce slámy, dalším zdrojem je dřevní odpad. Biomasa je nejlevnějším místním zdrojem energie, nemusí se dovážet, podporuje podnikání, přináší pracovní místa a nevytváří odpady. Příkladem může být kotelna na biomasu v obci Deštné (okr. Jindřichův Hradec). Nebo teplofikace města Hartmanice s využitím spalování dřevní štěpky a pilin, výtopna na biomasu v Krásné Lípě (okr. Děčín) apod. Kotelny jako lokální energetické zdroje pomáhají ušetřit peníze v obcích. Obec získá kontrolu nad tvorbou ceny tepla, výtopna na biomasu nahradí kotle na tuhá paliva, dojde k významnému omezení lokálního znečištění ovzduší. Zdroje OZE mohou vytvořit v obci pracovní příležitosti a to jak z produkce energie, tak i z cíleného pěstování paliva, z rychle rostoucích dřevin a zároveň to řeší problém nevyužívané zemědělské půdy. Krom energie z biomasy je možno využít i solárních kolektorů na ohřev vody. Přináší úsporu energie. Rovněž větrné elektrárny mohou být využívány jednotlivci ale i podnikateli v obcích. Určitou budoucnost lze vidět i ve využívání bioplynu a to jak pro výrobu elektrické energie případně tepla. Na jednotlivých bioplynových stanicích (BPS) v ČR, zpracovávajících kejdu hospodářských zvířat, se začínají zpracovávat i různé biologicky rozložitelné odpady, a to vedlejší produkty živočišného původu, odpady z potravinářských výrob a prodejních řetězců, včetně produktů a vedlejších produktů rostlinné výroby. Rozbíhají se projekty na rostlinnou, především kukuřičnou biomasu. Tím narůstá množství digestátu z bioplynového procesu. Digestát se uplatňuje potom jako hnojivo v rostlinné výrobě. Pro obce lze doporučit zejména provozování obecní výtopny na biomasu, umožní to posílení ekonomiky obce. Peníze tedy zůstanou v regionu. V případě samostatného zajišťování paliva přispěje výtopna i ke zvyšování zaměstnanosti v regionu. Výtopna na biomasy se uplatní všude tam, kde je dlouhodobě k dispozici dostatečný přísun paliva. V úvahu tedy připadají především oblasti, kde vzniká větší množství odpadu z lesního hospodaření, zemědělské činnosti nebo dřevozpracujícího průmyslu. V kotlích o vyšších výkonech lze spalovat dřevní štěpku a piliny a po technologické úpravě také slámu a zemědělský odpad. Zásobování výtopny na biomasu bývá prováděno především z blízkých dřevozpracujících závodů, dále také dřevem získaným z obecního lesa, slámou a zemědělským odpadem z blízkých zemědělských podniků. Palivo je také možno cíleně pěstovat, úvahu připadají především rychlerostoucí dřeviny (topol, vrba), kterými lze osazovat nevyužitou zemědělskou půdu. V případě zachování současného trendu rostoucí poptávky po dřevní hmotě i různých druzích slámy můžeme očekávat během několika let vznik trhu s biomasou. Ten povede ke sjednocení cen. Investice zaměřené na využité OZE mohou podpořit fondy EU, případně o dotace ze Státního fondu životního prostředí, nebo Programu obnovy venkova.
8
VYUŽÍVÁNÍ BIOMASY K ENERGETICKÝM ÚČELŮM V SEVERNÍCH ČECHÁCH
8.1 Charakteristika modelového území Okres Ústí nad Labem Okres Ústí nad Labem je nejmenší z okresů Ústeckého kraje (404 km2). Leží při hranici se Spolkovou republikou Německo, ze západu, jihu a východu je ohraničen okresy
46
Teplice, Litoměřice a Děčín. Počet obyvatel je 117 780 obyvatel, hustota obyvatel 291 osob na km2. K 30.9.2009 činí míra nezaměstnanosti 13,15 % (oproti průměru ČR který je 8,57 %). Podnebí okresu je na většině území teplé a příznivé, s výjimkou nejvyšších míst. Průměrné roční teploty vzduchu dosahují 8,4 °C, průměrný roční úhrn srážek je 584,5 mm. Přírodní podmínky lze charakterizovat jako velmi rozmanité. Okres je místem, kde se setkaly tři krajinné reliéfy: České středohoří, Krušné hory a Podkrušnohorská pánev. Z geologického hlediska se zde vyskytuje žula a rula v Krušnohoří, v okolí Petrovic, Nakléřova a Telnice jsou roztroušeny žíly porfyru a pískovcové usazeniny křídového moře najdeme v Tiských stěnách. Nejvyšším bodem okresu je v Krušných horách Špičák 723 m n.m. V okrese se nachází 23 obcí, z nich tři mají statut města – Ústí nad Labem, Chabařovice a Trmice. Vývoj okresu je těsně spjat s rozvojem průmyslové výroby, zejména ve městě Ústí nad Labem a jeho blízkém okolí. Klíčovým odvětvím, které využilo polohy města a dostupnosti dopravních cest, se stal chemický průmysl (Spolchemie). Útlum těžby uhlí a řady provozů s těžkým průmyslem významně ovlivnil zlepšení kvality životního prostředí. Okres má poměrně vysokou intenzitu dopravy a to jak silniční, tak železniční a říční. Okres Teplice Okres Teplice se rozkládá v severozápadní části České republiky při hranicích se SRN. Na jihozápadě sousedí s okresem Most, na východě s Ústím nad Labem, na jihovýchodě s okresem Litoměřice a na jihozápadě malou částí s okresem Louny. Rozloha teplického okresu činí 469 km2. Okres Teplice zaujímá necelých 8 % celkové rozlohy kraje. Území okresu je velmi členité a je z jedné čtvrtiny pokryto Krušnými horami o průměrné výšce 570 m n.m. s nejvyšším bodem Pramenáč (909 m n.m). Klimatické podmínky okresu jsou značně ovlivňovány vertikální členitostí území celého Podkrušnohoří. Průměrná roční teplota v okrese se pohybuje mezi 6 – 7 °C. Dešťový stín, který zasahuje údolní oblast okresu je příčinou nízkých srážek, které se pohybují kolem 600 mm ročně. Teplickým okresem prochází důležité železniční a silniční dopravní tepny. Teplice jsou známy jako významné světoznámé lázně. Léčí se zde nemoci pohybového a oběhového ústrojí. V dnešní době jsou lázně nejvíce navštěvovány pacienty z Arabských zemí. Horská oblast okresu je využívána pro krátkodobou rekreaci obyvatelstva. Zejména v zimě jsou horské svahy Krušných hor využívány pro zimní sporty a to sportovci i ze vzdálených míst z vnitrozemí, ale i z ciziny. Okres je v současné době rozdělen na 34 obcí, z nichž 8 má statut města. Obce mají 114 částí a dále jsou rozděleny na 225 základních sídelních jednotek. Ke dni sčítání bylo v okrese k trvalému pobytu přihlášeno 126 098 osob. K 30.9.2009 činí míra nezaměstnanosti 12,77 % (oproti průměru ČR který je 8,57 %). Vlivem transformačního procesu, započatého v roce 1991, došlo v oblasti hospodářství k značným změnám. Několik významných průmyslových podniků bylo uzavřeno a některé státní podniky byly rozprodány a v řadě dalších byla ukončena činnost. Okres Most Okres Most je svoji rozlohou 467 km2 druhým nejmenším okresem v Ústeckém kraji. Na severní straně je chráněn hradbou Krušných hor, ze západu, jihu a východu hraničí s okresy Chomutov, Louny a Teplice. Ke dni sčítání 1. 3. 2001 žilo zde 117 196 obyvatel. Okres má pouze 26 obcí, z toho čtyři obce se statutem města. Okres se vyznačuje velkou hustotou obyvatel na km2 (251) a ze sedmi okresů Ústeckého kraje nejvyšším podílem
47
obyvatel žijících ve městech. Podíl městského obyvatelstva zde dosáhl 89 %. K 30.9.2009 činí míra nezaměstnanosti 16,50 % (oproti průměru ČR který je 8,57 %). Území okresu náleží ke třem geografickým celkům. Na severu je to oblast Krušných hor, do jihovýchodní části zasahují kopce výběžku Českého středohoří, které v jihozápadní části přecházejí v Žateckou plošinu. Střední část okresu vyplňuje Mostecká kotlina v podobě velké pánve. Mezi údolím pánve a náhorní částí Krušnohorského masivu je výškový rozdíl 250 až 900 metrů. Nejvyšším místem okresu je hora Loučná – 956 m n.m. a nejnižším bodem je místo pod vrchem Bořeň – 204 m n.m., kde řeka Bílina opouští okres. Pro klimatické poměry jsou charakteristické nízké průměrné roční srážky, asi 500 milimetrů, a poměrně vysoké průměrné roční teploty ovzduší, od 8,4 do 8,8 °C. Nerostné bohatství této oblasti negativně ovlivnilo i význam zemědělství. Nebývale intenzivní růst těžby a rozvoj hospodářství na území okresu v minulém století přinesl i nárůst dopadů průmyslové činnosti na životní prostředí. Nutno ale zdůraznit, že omezování výrob a nové investice vkládané do ochrany životního prostředí přinášejí zlepšení. Povrchová těžba má stále nepříznivý vliv na život lidí v pánevních oblastech a také na vzhled krajiny. Nejvíce byla těžbou, pokud jde o likvidaci obcí, postižena mostecká oblast. Okres Chomutov Okres Chomutov se rozprostírá v jihozápadní části Ústeckého kraje. Hřebenem Krušných hor hraničí na severu se SRN, na jihovýchodě s okresem Louny, na severovýchodě s okresem Most a na straně západní sousedí s okresem Karlovy Vary v Karlovarském kraji. Nejvýše položené místo na území okresu leží na úpatí nejvyšší hory Krušných hor, Klínovce, jehož vrchol se ale nachází již na území kraje Karlovarského. Svou rozlohou 935 km2 patří mezi středně velké okresy České republiky a v Ústeckém kraji je po okresech Louny a Litoměřice třetím největším okresem. Na rozdíl od rozlohy patří v hustotě zalidnění se svými 133 obyvateli na 1 km2 až na páté místo ze všech sedmi okresů tohoto kraje. Z geomorfologického hlediska můžeme okres rozdělit do zhruba čtyř oblastí: Krušné hory, Mostecký úval, Žateckou pánev a vrchovinu Doupovských vrchů. Krušné hory zaujímají poměrně velkou část okresu, asi 41 %. Jsou nejstarším geologickým útvarem, vzniklým vyzdvižením mořského dna v karbonové době. Krušnohoří je též základním ovlivňujícím faktorem klimatu Chomutovska. Oblast je sice chráněna před pronikáním studeného severního a severozápadního proudění, ale tím jsou také nepříznivě ovlivňovány srážky, kterých je zde méně než v jiných oblastech. Území leží v dešťovém stínu Krušných hor a Doupovských vrchů. Projevuje se zde také zhoršená ventilace, závětrné víry, vlnové proudění a díky těmto klimatickým poměrům je v území zhoršený rozptyl exhalací. Průměrná roční teplota je 8°C ± 1°C a průměrné srážky dosahují ročně 450 – 500 mm. Okres je v současné době rozdělen na 36 obcí, z nichž 7 má statut města. Obce se svou 171 částí jsou rozděleny na celkem 270 základních sídelních jednotek. Ke dni sčítání mělo v okrese trvalý pobyt 124 979 osob. Chomutovsko bylo po celá desetiletí známé hlavně jako okres těžkého průmyslu, energetiky, hutnictví a těžby hnědého uhlí. V dnešní době je však výkonnost hospodářství všech podniků v okrese ovlivněna transformačním procesem zahájeným počátkem roku 1991. Státní podniky byly rozprodány a v řadě z nich byla postupně zcela ukončena činnost. To mělo vliv na růst nezaměstnanosti. K 30.9.2009 činí míra nezaměstnanosti 13,45 % (oproti průměru ČR který je 8,57 %). (ČSÚ, 2009)
48
8.2 Obecně k využití modelového území pro produkci biomasy Metodické přístupy k odhadu potenciálů biomasy ze zemědělské půdy v zájmové oblasti Nejprve bude zjištěna výměr orné půdy, TTP (luk a pastvin) a lesů. Pro analyzované okresy bude zjištěna výměra pěstovaných zemědělských plodin a rozložení lesních druhů. Na základě využití databáze stanice VÚRV, v.v.i. bude podle základních zemědělských kategorií přiřazen každé plodině výnosový potenciál podle výnosovosti BPEJ na nichž je tato plodina pěstována. Následně bude zjištěn koeficient přepočtu výnosu slámy z výnosu zrna a stanoven výnos slámy dle kategorií výnosovosti, druhů obiloviny a řepky. Obdobně bude stanoven potenciál sena z TTP (luk a pastvin). Výstupem této studie bude graficky a tabelárně znázorněný teoretický výnosový potenciál energeticky využitelného sena z TTP, obilní a řepkové slámy zpracovaný pro území hodnocených okresů Úvod Ústecký kraj se vyznačuje velkou variabilitou v rozdělení a intenzitě zemědělské výroby. To je dáno vysokou koncentrací průmyslu a povrchovou těžbou hnědého uhlí v okresech Chomutov, Most, Teplice a Ústí nad Labem a rovněž přítomností hřebene Krušných hor, které zabírají nejméně třetinu uvedených okresů. Tyto okresy nejvíce zatížené antropogenní činností jsou směrem do vnitrozemí lemovány převážně zemědělskými okresy Louny a Litoměřice. Na východní straně pak sousedí s okresem Děčín, který se vyznačuje extenzivní zemědělskou výrobou, vysokým zastoupením chovu skotu a množstvím přírodních památek. Agroenvironmentální charakteristika území Celková výměra území Ústeckého kraje 5 335 km2 je 6,7 % rozlohy ČR. Lesní pozemky (1 582 km2) jsou na 29,7 % území kraje a ve srovnání s průměrem ČR je zalesnění o 11 % nižší. Zemědělská půda zaujímá přes 52 % rozlohy kraje, v tom je 35,5 % orné půdy, jejíž podíl ve srovnání s ČR je o 10 % nižší. Nejvyšší bod kraje (1 225 m n.m.) se nachází v okrese Chomutov, nejnižším je hladina Labe u Hřenska v místě, kde Labem opouští naši republiku (115 m n.m.). Reliéf krajiny je převážně pahorkatý, pouze v oblasti hřebene Krušných hor a Českého středohoří přechází až k reliéfu vrchovin a v okolí soutoku Ohře a Labe je rovinatý. Klimaticky leží větší část kraje (dolní Poohří a povodí Bíliny) ve středně teplé oblasti, kde bývá okolo 60 letních dnů, 110 mrazových dnů, průměrná roční teplota přes 8° C a roční průměrný úhrn srážek do 600 mm. Území v blízkosti jihozápadní a západní hranice kraje a území se severovýchod a jih od Děčína je v oblasti mírně teplé s cca 40 letními dny, 120 mrazovými dny a průměrnou roční teplotou okolo 7°C. Krušné hory se nacházejí v chladné oblasti s přibližně 20 letními dny, 160 mrazovými dny a průměrnou roční teplotou vzduchu okolo 5°C a až 1 000 mm ročního úhrnu srážek podobně jako ve Šluknovském výběžku. Výměra zastoupení kultur a hodnocení sledovaného území V následující tabulce číslo jedna je sumarizováno zastoupení kategorií využití území za okresy Ústeckého kraje s vyznačením zájmových okresů.
49
Tabulka číslo 8. Celková výměra ploch, zastoupení kultur a lesní půdy v roce 2006 Kraj zastoupení kategorií výměra k.ú. okresy ha Chomutov 93532 Most 46716 Teplice 46925 Ústí nad Labem 40444 Celkem 227617 Zdroj: databáze IRIS 2007
lesní ha 34446 15486 17302 12681 79915
zemědělská ha 39235 13545 15950 18357 87087
orná ha 23808 9447 8277 5275 46807
tp ha 3666 3007 6335 11922 4930
vinice ha 22 105 0 0 127
chmelnice ha 16 0 0 0 16
Zájmová oblast je tvořena celým bývalým okresem Ústí nad Labem, a Chomutov. Ze sledované výměry tvoří nejvyšší podíl obilniny a to 73,47 plodin je následující: − pšenice ozimá a jarní - 65,4 % ječmen jarní sladovnický − krmné obiloviny (ječmen, oves) - 7,3 % žito a triticale Vedle obilovin jsou na orné půdě zastoupeny : − řepka - 9,14% cukrovka − kukuřice - 1,5% další jsou víceleté pícniny, slunečnice a konopí.
sady ha 905 422 407 211 1945
zahrady ha 818 564 931 949 3262
Teplice, Most, %, zastoupení - 19,6 % - 4,5 % - 0,3%
Výnosový potenciál biomasy a jeho výpočet Do výpočtu teoretického potenciálu biomasy jsou zahrnuty zemědělské a lesnické vedlejší produkty, kterými jsou: sláma obilovin a olejnin tráva z trvalých travních porostů (TTP) Sláma obilovin a olejnin Jako základ pro výpočet byly využity výnosy plodin v zájmových lokalitách, které byly přepočítány podle tabulky číslo 4 podíl zrno – sláma a energetický obsah běžných obilovin a olejnin. Průměrný výnos slámy za okresy byl násoben výměrou zemědělské půdy v katastrech a její množství za jednotlivé katastry sumarizováno. Tabulka 9. Podíl zrna a slámy u běžných druhů obilovin a olejnin plodina poměr zrno sláma Energetická výtěžnost GJ/t při 15% sušině pšenice 1,1 15,3 žito 1,2 15,3 ječmen 0,7 15,3 oves 1,05 15,3 triticale 1,3 15,3 řepka ozimá 1,8 17,2 podle Kaltschmit a kol. (2009) Energie aus Biomasse a databáze VÚRV, v.v.i. (ct. Honzík, 2009)
Vzhledem k tomu, že se jedná o určení výnosového potenciálu ale rovněž třeba stanovit energetickou výtěžnost potenciální biomasy bude výsledná produkce biomasy v tunách převedena na energetickou produkci pomocí výše uvedených koeficientů. Tráva z trvalých travních porostů (TTP) Jako trvalé travní porosty jsou deklarované louky a pastviny, kromě luk na orné půdě. Na základě studia literatury jsou různými autory uváděny velmi odlišné průměrné hektarové výnosy, které se pohybují od 2 do 3,5 t ha-1. V podmínkách sledovaného území je možno 50
očekávat výnosy v kolem 3 tun biomasy se sušinou 85 %. Rovněž tento výnos byl násoben hektarovými výměrami a sumarizován za jednotlivá katastrální území. Výhřevnost sena se pohybuje kolem 14,6 až 15 GJ/t. Kategorizace katastrálních území pro určení jejich výnosovosti Pro zařazení zemědělských území dle výnosových kategorií je nově využíván postup stanovení výnosovosti zemědělských půd jako ekonomická kategorie hodnocení půdního fondu. Stanovení výnosovosti zemědělských půd vychází z integrace dlouhodobých informací o zemědělském půdním fondu prostřednictvím bonitovaných půdně ekologických jednotek (BPEJ). Soustava BPEJ představuje charakteristické kombinace základních, v dlouhodobém časovém horizontu stabilních vlastností určitých úseků zemědělského území, které jsou vzájemně odlišné a poskytují i rozdílné produkční a ekonomické efekty. Postup stanovené bodové hodnoty výnosovosti půdy je ve své podstatě obdobný jako v Německu nebo Rakousku. Hodnoty výnosnosti BPEJ v našem pojetí se do značné míry blíží výnosovému měrnému číslu (Ackerzahl) v Německu Pro indikaci produkční schopnosti půdy byly užity výnosy hlavních zemědělských plodin pěstovaných v ČR (obiloviny, kukuřice, cukrovka, brambory, řepka, krmné plodiny, travní porosty). Výnosy hlavních zemědělských plodin, včetně travních porostů byly vyjádřeny pro BPEJ vhodné pro jejich pěstování na základě výsledků dlouhodobého sledování vlivu půdněklimatických podmínek na výnosy plodin. Údaje o dlouhodobých výnosech pro dané půdněklimatické podmínky byly poskytnuty specializovanými výzkumnými pracovišti rostlinné výroby. Zároveň byly stanoveny a uplatněny koeficienty snížení těchto základních výnosů pro případ extrémně kamenitých půd, pro svahy a jejich expozici k jihu v teplých, suchých regionech a k severu v chladných, vlhkých regionech. Podíl jednotlivých plodin ve struktuře plodin pro jednotlivé skupiny BPEJ odpovídá optimálním agroekologickým zásadám (tj. např. nepřipouští pěstovat několik let po sobě brambory na jednom pozemku, cukrovka je zastoupena v řepařské oblasti, brambory v bramborářské, na mělkých půdách v horské oblasti i v zamokřených těžkých půdách jsou výhradně trávy a podobně). Celkové rozpětí hrubého ročního rentního efektu (od –2500 Kč do +10750 Kč) se stalo základem pro stanovení bodové (indexní) hodnoty zemědělské půdy. To znamenalo převedení tohoto rozpětí do stobodové stupnice. Bodová hodnota půdy je vyjádřena indexem od 6 do 100 bodů. Nejnižší hodnotu 6 bodů má travní porost v chladném, vlhkém klimatickém regionu s průměrnou roční teplotou pod 5°C, v hlubokých stržích s velmi příkrými svahy nad 30 %, kde je půda nevhodná pro zemědělskou výrobu, ale měla by být zalesněna. Nejvyšší hodnotu 100 bodů má černozem na spraši, středně těžká, hluboká více než 60 cm, s příznivým vodním režimem, v teplém, mírně vlhkém klimatickém regionu s průměrnou roční teplotou 8-9°C, na úplné rovině bez možnosti plošné vodní eroze. Jsou to půdy vhodné pro pěstování intenzivních tržních plodin, cukrovky, zeleniny. Národní průměr bodové hodnoty výnosovosti veškeré zemědělské půdy v ČR je 42,2 bodů. Na základě výše uvedených skutečností byly každé BPEJ přiděleny body výnosovosti. Pro stanovení výnosového potenciálu slámy obilovin, řepky a sena z TTP jsme vycházeli z plochy katastrálního území, jehož výnosovost je dána výnosovostí BPEJ tvořících jeho cenu na základě váženého průměru BPEJ v něm zastoupených.
51
Kartogram číslo 1. Kategorie výnosovosti území ČR podle zastoupených BPEJ (VÚRV Chomutov, 2009)
Analýza zájmového území V programu ArcMap byla provedena analýza sledovaného území. Jednotlivé třídy využití území Corine Land Cover byly pro naše účely generalizovány tak, aby byly rozděleny do kategorií: • pro nás nezajímavé (obytná zástavba, průmyslové zóny, letiště, přístavy, liniové stavby, vodní toky a vodní plochy) • v budoucnu zajímavé (území dobývání hornin, skládky a staveniště) • a na území, kterých se týká výpočet teoretického produkčního potenciálu biomasy. Tyto plochy jsou orná půda (OP), trvalé travní porosty (TTP) a v poslední řadě plochy lesa zájmového území. V následujícím kartogramu číslo 2 je znázorněna generalizované klasifikace tříd zastoupení ploch podle databáze Corine Land Cover 2000.
52
Kartogram číslo 2. Generalizované kategorie využití analyzovaného území na základě dat CLC 2000 (VÚRV Chomutov, 2009) Výpočet produkčního potenciálu pro řepkovou a obilnou slámu na území bývalých pánevních okresů Ústeckého kraje Podle kategorií výnosovosti pro území ČR byla pomocí programu ArcMap a kategorizace Corine Land Cover 2000 vyselektována pro zájmové okresy severních Čech kategorie 211, 242 a 243, které odpovídají nezavlažované orné půdě, komplexním systémům kultur a území převážně zemědělskému s příměsí přirozené vegetace. Každá z parcel byla zatříděna do jedné kategorie výnosovosti podle výnosovosti katastrálních území na nichž se uvedené kategorie nacházejí. Následně byl ze statistických údajů zjištěn průměrný výnos zastoupených obilovin a řepky. Stanovený průměrný výnos zrna obilovin a řepky a byl násoben koeficientem poměru zrn a slámy a výsledný průměrný výnos slámy zařazen do jedné z osmi kategorií výnosovosti zájmového území. Na základě obrazové analýzy dat jsme dospěly ke zjištění podílu výměry orné půdy v každé z osmi kategorií výnosovosti, následně jsme tento podíl využily ke stanovený hektarové výměry každé z osmi kategorií, kterou jsme násobily výnosem slámy a jejím zastoupením v osevním sledu, tak byl zjištěn výnos řepkové a obilní slámy v každé kategorii i celkem za celkovou výměru orné půdy ve sledovaných okresech.
53
Kartogram číslo 3. Kategorie výnosovosti orné půdy podle BPEJ zastoupených v katastru pro okres Chomutov(VÚRV Chomutov, 2009)
Kartogram číslo 4. Kategorie výnosovosti orné půdy podle BPEJ zastoupených v katastru pro okres Most (VÚRV Chomutov, 2009)
54
Kartogram číslo 5. Kategorie výnosovosti orné půdy podle BPEJ zastoupených v katastru pro okres Teplice (VÚRV Chomutov, 2009)
Kartogram číslo 6. Kategorie výnosovosti orné půdy podle BPEJ zastoupených v katastru pro okres Ústí nad Labem (VÚRV Chomutov, 2009)
55
Z výše prezentované graficky znázorněné kategorizace výnosovosti výměry zemědělské půdy jsou patrné následující skutečnosti: orná půda je lokalizována převážně v jižních oblastech analyzovaných okresů nejvýnosovější oblasti jsou zastoupeny v okresech s největší koncentrací orné půdy v těchto okresech můžeme rovněž počítat větší velikosti obdělávaných pozemků díky rovinatosti a lepším kategoriím BPEJ. Hodnoty z obrazové analýzy dat pro slámu obilovin a olejnin Na základě zjištění plochy výměry spadající do jedné z osmi výnosovostních kategorií byla zapracována následující tabulka, která sumarizuje jejich zastoupení v analyzovaných pánevních okresech Severních Čech. Tabulka číslo 10: Výměry ha orné půdy v osmi výnosovostních kategoriích pánevních okresů Severních Čech Kategorie výnosovosti
Chomutov ha
Most ha
Teplice ha
Ústí nad Labem ha
Celkem ha
1
456,27
332,46
168,71
270,26
1227,7
2
438,16
506,62
363,69
594,72
1903,19
3
1078,28
1269,51
851,89
497,67
3697,35
4
2592,03
1781,51
851,29
772,95
5997,78
5
3008,04
297,34
1363,08
1185,21
5853,67
6
8622,2
807,92
2661,36
757,61
12849,09
7
5573,9
2042,32
1085,09
733,55
9434,86
8
2039,13
2409,32
931,91
463,03
5843,39
celkem
23808,01
9447
8277,02
5275
46807,03
Následně byl proveden výpočet výnosů slámy obilovin a řepky podle výnosovostních kategorií a procentickém zastoupení 73% pro obiloviny, respektive 9% pro řepku. Celková produkce obilní slámy na výnosovostní kategorii a plochu je uvedena v následující tabulce číslo 11 a v tabulce 12 pak pro 85% sušinu řepkové slámy. Tabulka číslo 11: Celková produkce 85 % sušiny slámy obilovin v osmi výnosovostních kategoriích pánevních okresů Severních Čech Kategorie výnosovosti
Chomutov t
Most t
Teplice t
Ústí nad Labem t
Celkem t
1
478,03
348,31
176,75
283,14
1286,23
2
712,78
483,71
591,64
967,48
2755,61
3
2438,79
1827,32
1926,75
1125,61
7318,47
4
7747,01
1514,16
2544,32
2310,18
14115,67
5
10881,29
4592,33
4930,8
4287,38
24691,8
6
36714,02
7585,8
11332,29
3225,98
58858,09
7
27375,99
10030,77
5329,36
3602,8
46338,92
8
11485,99
13571,2
5249,24
2608,15
32914,58
97 834
39 954
32 081
18 411
174 855
1 496 859
611 290
490 842
281 684
2 675 282
Celkem t Energetická výtěžnost GJ
56
Tabulka číslo 12: Celková produkce 85 % sušiny řepkové slámy v osmi výnosovostních kategoriích pánevních okresů Severních Čech Kategorie výnosovosti
Chomutov t
Most t
Teplice t
Ústí nad Labem t
Celkem t
1
64,24
46,81
23,75
38,05
172,85
2
95,79
65,01
79,51
130,02
370,33
3
327,76
245,58
258,94
151,27
983,55
4
1041,15
203,49
341,94
310,47
1897,05
5
1462,38
617,18
662,67
576,2
3318,43
6
4934,14
1019,49
1522,99
433,55
7910,17
7
3679,17
1348,07
716,23
484,19
6227,66
8
1543,65
1823,89
705,47
350,52
4423,53
Celkem t
13 148
5 370
4 312
2 474
25 304
Energetická výtěžnost GJ
227 465
92 893
74 589
42 805
437 752
Výpočet produkčního potenciálu pro seno z TTP na území pánevních okresů Ústeckého kraje Obdobně jako u obilné a řepkové slámy jsme postupovali i u stanovení potenciálu sena z trvalých travních porostů rovněž zde byly v prostředí ArcMap vyselektovány z databáze CLC třídy 231, 321 což jsou louky, trávníky a přirozené pastviny. Ty byly rovněž kategorizovány podle výnosovosti katastrálních území na nichž se nacházejí. Na následujících kartogramech 7 až 10 jsou zobrazeny výměry luk a pastvin s přidělenou výnosovostí v jedné z osmi tříd pro výměru TTP v pánevních okresech. Krtogram číslo 7. Kategorie výnosovosti TTP podle BPEJ zastoupených v katastru okresu Chomutov (VÚRV Chomutov, 2009)
57
Kartogram číslo 8. Kategorie výnosovosti TTP podle BPEJ zastoupených v katastru okresu Most (VÚRV Chomutov, 2009)
Kartogram číslo 9. Kategorie výnosovosti TTP podle BPEJ zastoupených v katastru okresu Teplice (VÚRV Chomutov, 2009)
58
Kartogram číslo 10. Kategorie výnosovosti TTP podle BPEJ zastoupených v katastru okresu Ústí nad Labem (VÚRV Chomutov, 2009) Následují tabulky výpočtu výnosových charakteristik ohodnocených luk a pastvin ve vybraných okresech Ústeckého kraje. Tabulka číslo 13: Celková výměra TTP v osmi výnosovostních kategoriích pánevních okresů Severních Čech Kategorie výnosovosti
Chomutov ha
Most ha
Teplice ha
Ústí nad Labem ha
Celkem ha
1
261,9
211,85
218,1
3870,76
4562,61
2
251,5
751,51
395,9
713,61
2112,52
3
618,94
260,34
676,41
944,61
2500,3
4
1487,85
263,37
783,34
1136,05
3670,61
5
1726,64
283,15
1229,62
1169,84
4409,25
6
4949,22
602,2
1221,17
1643,38
8415,97
7
3199,47
237,21
1254,97
2058,2
6749,85
8
1170,48
397,37
555,49
385,55
2508,89
Celkem ha
13 666
3 007
6 335
11 922
34 930
59
Tabulka číslo 14: Celková produkce 85 % sušiny sena z TTP v osmi výnosovostních kategoriích pánevních okresů Severních Čech Kategorie výnosovosti
Chomutov t
Most t
Teplice t
Ústí nad Labem t
Celkem t
1
775,17
992,78
313,02
5555,3
7636,27
2
15711,55
5468,44
882,24
1590,26
23652,49
3
5414,32
2633,81
2095,7
2926,67
13070,5
4
5271,39
3520,97
3207,18
4651,23
16650,77
5
18154
4581,58
6093,19
5796,97
34625,74
6
21080,24
11469,69
7123,07
9585,84
49258,84
7
12307,47
5211,25
8443,5
13847,6
39809,82
8
8895,96
10011,92
4286,24
2974,97
26169,09
Celkem t
87 610
43 890
32 444
46 929
210 874
1 279 107
640 800
473 684
811 869
3 648 112
Energetická výtěžnost GJ
Závěr Z následující sumarizace je patrný celkový produkční potenciál biomasy vybraných vedlejších zemědělských surovin a energetického sena podle výnosových hladin energetické produkce. V tabulce číslo 15 je provedeno celkové shrnutí produkce biomasy ze všech požadovaných zdrojů pro čtyři pánevní okresy a jejich energetická výtěžnost. Tabulka číslo 15: Celková produkce slámy obilnin a řepky a sena z TTP v 85% sušině za pánevní okresy Ústeckého kraje Kategorie výnosovosti
Chomutov t
Most t
Teplice t
Ústí nad Labem t
Celkem t
1
1317,44
1387,9
513,52
5876,49
9095,35
2
16520,12
6017,16
1553,39
2687,76
26778,43
3
8180,87
4706,71
4281,39
4203,55
21372,52
4
14059,55
5238,62
6093,44
7271,88
32663,49
5
30497,67
9791,09
11686,66
10660,55
62635,97
6
62728,4
20074,98
19978,35
13245,37
116027,1
7
43362,63
16590,09
14489,09
17934,59
92376,4
8
21925,6
25407,01
10240,95
5933,64
63507,2
Celkem t
198 592
89 214
68 837
67 814
424 456
2 978 884
1 302 518
1 005 017
1 173 179
6 459 598
Energetická výtěžnost GJ
60
8.3 Modelový příklad využití rekultivovaného území pro výrobu elektrické energie z biomasy Možnosti využití rekultivovaného území pro výrobu elektrické energie z biomasy Úvod do problematiky Výroba elektrické energie z obnovitelných zdrojů patří mezi prioritní cíle enviromentálních programů České republiky. Požaduje se docílit osmiprocentní podíl vyráběné energie z těchto zdrojů. Variant řešení je dostatek, využívá se přímá přeměna energie slunečního záření na tepelnou a lépe přímo elektrickou energii. Rozšířená je instalace větrných elektráren. Z hlediska ochrany přírody a krajiny je výrazně příznivé a pro životní prostředí šetrné,, využití energie proudící vody v malých vodních elektrárnách a především přeměna biomasy na energii. Tyto způsoby nenarušují ráz krajiny, chrání půdní fond jako neobnovitelný přírodní prvek, umožňují operativní provozování dle aktuálních potřeb energetické soustavy a jsou ekonomicky výhodné. Technologické řešení všech systémů výroby energie z obnovitelných zdrojů je propracována a v provozu ověřována. Zemědělství v našich podmínkách disponuje s půdou o rozdílné přirozené úrodnosti, s rozdílnou závislosti tvorby biomasy, produktivních výnosů pěstovaných plodin, na klimatických a meteorologických podmínkách, na zadaných vlastnostech daného krajinného území.. Do kategorie zemědělské půdy patří i půdy významně, převážně negativně, ovlivněné antropogenní činností, které nelze využívat pro potravinářskou produkci. Do zvláštní kategorie antropogenních půd patří půdy získané zemědělskou rekultivací, zejména po povrchové těžbě hnědého uhlí v Podkrušnohorské oblasti. Zemědělství v těchto regionech je ekonomicky rizikové, často nerentabilní. Alternativním, ekonomicky zajímavým využitím zemědělského půdního fondu, je přímé propojení hospodaření na půdě s výrobou obnovitelné energie z vypěstované biomasy – bioetanolu, bioplynu,event. při přímém spalování tepelnou energii.. Zhodnocení biomasy polních plodin z produkce zemědělské soustavy je významným potenciálem pro výrobu elektrické energie, etanolu a tepla. Současně představuje významný přínos pro udržitelný objem a produkční potenciál stávajícího zemědělského půdního fondu. Tento efekt je naplněním ustanovení Evropské charty o půdy ES. Uvádí se možný systém výroby bioplynu v energetickém centru formou anaerobní fermentace a využitím získaného bioplynu pro přímou výrobu elektrické energie dodávanou do rozvodné sítě. Dodávka elektrické energie je cílovým, konečným produktem celého systému. Doprovodným produktem je bioetanol a zbytky využitelné jako kompostovatelná hmota pro výživu pěstovaných plodin, k zlepšení živinného režimu půd. Záměr koresponduje s operačními programy EU ( zejména s programy: Podnikání a inovace – produkce energetických plodin pro prioritu : Efektivní energie a zejména s operačním programem ŽP: Výstavba nových zařízení a rekonstrukce stávajících s cílem zvýšení obnovitelných zdrojů energie pro výrobu tepla, elektřiny, kombinované teplo a elektřinu, s dopady na stabilitu klimatu, snížení koncentrace CO 2 .
61
Produkce stabilní biomasy je základním posláním zemědělské soustavy. Prioritním úkolem hospodaření na zemědělské půdě je zajištění potravinové bezpečnosti obyvatel národů na celé planetě v současnosti i v budoucnosti, což odpovídá závěrům jednání orgánu FAO ke globálnínu řešení opatření proti hladu. To předpokládá soustavnou péči o uchování a postupný růst výnosového potenciálu zemědělských půd i péči o mimoprodukční funkci zemědělského půdního fondu, jakou je zejména hospodaření srážkovou vodou v povodích, ochrana půd před vodní erozí. To vyžaduje kvalifikovanou, odbornou činnost, při které se respektují a zhodnocují objektivně působící biologické procesy a působící vnější faktory. Produkční potenciál zemědělství – tvorba biomasy, hospodářských výnosů plodin, je závislá na souboru podmínek konkrétního krajinného prostoru, které zákonitě ovlivňují nejen kvantitu, ale i kvalitu produkce. To pak určuje způsob jejího využití. Vlivem dlouhodobé lidské činnosti došlo k vymezení antropogenních, deficitních i kontaminovaných půd, na kterých není možné dosáhnout kvalitní, pro potravinářství použitelnou produkci. Tuto je možné využít pro alternativní, nepotravinářské zhodnocení. Předpokladem pro účelné energetické uplatnění biomasy ze zemědělské soustavy je dosažení její stabilní produkce pro výrobu energie. Je nutná stabilita zemědělské soustavy, eliminování negativně působících faktorů vnějšího prostředí na tvorbu výnosů plodin. Cílem jsou stálé výnosy, odpovídající produkčnímu potenciálu půd. Omezení objemu dodávané biomasy je limitujícím prvkem spolehlivosti a rentability celého systému. Bylo zjištěno že tvorba výnosů polních plodin je v ČR, na většině zemědělsky obhospodařované ploše, je prokazatelně závislá na vodním režimu půd. Vláhová potřeba plodin není kryta na velkém podílu orných půd v ČR přirozenými srážkami ani v srážkově normálním vegetačním období. Prokázaly to výsledky analýz a experimentálních prací vědecko-výzkumné základny i poznatky ze závlahové praxe. Zvláště výskyt srážek v čase a místě je velmi variabilní, má stochastický charakter. Výskyt srážkově deficitních oblastí je zpracován v publikacích a analýzách Českého hydrometeorologického ústavu (Atlas podnebí Česka, 2007). Současně lze uvažovat o zvětšení srážkově deficitních regionů v případě projevu proklamované změny klimatu. Účinné eliminování srážkových deficitů plodin, omezení zásobování rostlin vodou nezbytnou pro získání potenciální biomasy, je možné zřízením a řádnou exploatací moderních, úsporných závlah. K doplňkové závlaze se užívá povrchová voda z vodních toků, malých vodních nádrží, přehrad. Pro zavlažování plodin pěstovaných pro nepotravinářské, energetické účely, lze použít vodu podmíněně vhodnou až nevhodnou. Jako alternativní vodní zdroj je možné užít i vyčištěnou odpadní vodu z čistíren městských odpadních vod, odpadních vod ze živočišné produkce, potravinářského průmyslu (Zavadil,J., 2009). Tyto vody tak představují významný alternativní zdroj závlahové vody, který má vyrovnanou hydrologickou kapacitu. Umožní odebírat vodu i v obdobích hydrologického sucha, v oblastech s nepříznivou vodohospodářskou bilancí, kde dochází k stavům hydrologického (Kašpárek, 2009). Užívání vyčištěných městských odpadních vod pro zavlažování plodin je v souladu se směrnicí Rady 91/271 EHS, ve znění Směrnice Rady 98/15/ES, ve které se doporučuje, kdykoliv je to vhodné, odpadní vody znovu využívat. Vždy s ohledem k účinkům na životní prostředí. V hydrologické bilanci vodního režimu dotčeného povodí lze za příjmovou složku, zvyšující vodní zásoby, považovat vodu dodávanou z jiných povodí skupinovými vodovody
62
z podzemních zásob, z vodárenských nádrží, pro zásobování obyvatel pitnou vodou, která po vyčištění navyšuje průtoky, zejména v drobných vodních tocích a umožňuje odběr vody pro zavlažování i v srážkově deficitním období. Návrh řešení uvedeného systému produkce biomasy, při využívání alternativního zdroje závlahové vody, pro výrobu obnovitelné energie, představuje uzavřenou soustavu, ve které je cílem využití zemědělských půd, kde rentabilita podnikání je riziková . Uvádí se využití biomasy ze zemědělského půdního fondu na výrobu elektrické energie v rámci revitalizace antropogenně postižené krajiny v Podkrušnohoří. Uplatnění uváděného systému hospodaření v regionu s výrazně nepříznivými souborem ekonomických a ekologických disparit, může být vhodným, realizovatelným prostředkem k revitalizaci průmyslem nepříznivě ovlivněnou krajinou ( Vráblíková a kol.,2008). Obdobně lze uvažovaný systém lokalizovat i k vhodnému využívání pozemků i v jiných územích, kde je hospodaření na půdě limitováno nepříznivými vnějšími vlivy ( nedostatek přirozených srážek v oblasti s výskytem půd s vysokou přirozenou úrodností, např. v oblasti Slánské a Kladenské zemědělské soustavy, v prostorech vojenských újezdů aj.. Lokalizace systému zhodnocení biomasy, získané pěstováním polních plodin na orné půdě, je možné prakticky všude tam, kde je špatná situace v podnikání na zemědělské půdě ( např. ke krytí potřeby elektrické energie pro potřebu sídel, provozoven, průmyslových zón, Slavík (2009) ve své studii Potenicální možnosti využití zemělského půdního fondu pro výrobu elektrické energie z biomasy navrhuje následující řešení : Návrhové řešení systému zhodnocení biomasy ze zemědělské soustavy k získání obnovitelné, alternativní energie (bioplyn, bioetanol, teplo) Produkce biomasy polních plodin v zemědělské soustavě – produkční centrum: Stabilní dodávka biomasy získané standardním pěstováním polních plodin v specializované zemědělské soustavě je základní podmínkou funkce systému. Lokalizace produkčního centra je perspektivní především v zemědělských oblastech, kde je klasické hospodaření, produkce potravin rizikové. Jedná se především o pozemky získané zemědělskou rekultivací, oblasti s nedostatkem přirozených srážek, na kontaminovaných půdách cizorodými látkami apod. V návrhu jsou uvedeny dvě modelové oblasti. Využití půd získaných zemědělskou rekultivací po těžbě hnědého uhlí v Severočeské hnědouhelné pánvi. V mostecké a chomutovské oblasti, činila k roku 2005 dle Vráblíkové (2009) plocha ukončených zemědělských rekultivací 2 100 ha s výhledem dalších 1370 ha. Náklady na zemědělskou rekultivaci byly a jsou extrémně vysoké a stávající zemědělské využití není dostatečné, činí u orné půdy 60 – 68 %. Návrh struktury produkčního zemědělského centra: Pro vyrovnanou dodávku biomasy ze zemědělské soustavy – produkčního centra, se navrhuje volit základní, stabilní osevní postup v struktuře: 40 % obiloviny : ozimá pšenice – možná meziplodina,
63
jarní ječmen s podsevem vojtěšky 40 % víceleté pícniny : vojtěška – panenská seč vojtěška 1.užitkový rok ( 2 – 3 seče) vojtěška 2. užitkový rok ( 2 – 3 seče) Pozn. Lze zařadit i vojtěškotrávy na seno 20 %: kukuřice na zrno nebo siláž alternativně: brambory rané až polorané . cukrová řepa Meziplodiny: strnisková směska po pšenici luskoobilná směska po bramborách Technologie pěstování zastoupených plodin bude vedena klasickým, běžným způsobem, který odpovídá podmínkám dobrého, odborně vedeného hospodaření. Nezvýší se běžné provozní náklady pěstitele. Bude garantován odběr i cena zemědělské produkce. Pokud bude odborným průzkumem prokázána potřeba účinných závlah, bude řešen systém uspořádání a volba progresivních závlahových systémů. Závlahy se předpokládají jako účinný stabilizační prvek, kterým se zajistí stabilní dodávka biomasy pro energetické zhodnocení. Dle provedených šetření v uvažovaných lokalitách a s přihlédnutím na výsledky výzkumných prací v oboru exploatace závlahových soustav a poznatky praxe, lze reálně regulací vláhového režimu půd uvažovat s dosažením produkce výnosů zastoupených plodin na úrovni: Výnosy odpovídají podmínkám odborně prováděným závlahám, tj. závlahovému hospodářství, event. podmínkám vegetačního období s dostatkem přirozených srážek. Ozimá pšenice : 4,5 – 6,0 t.ha-1 zrna a 4,0 t.ha-1 slámy. Jarní ječmen: 4,5 – 5,5 t.ha-1 zrna a 4,0 t.ha-1 slámy. Vojtěška –panenská seč: 3,0 – 4,5 t.ha-1 sena. Vojtěška 1.užitkový rok (3 seče): 11 – 14 t.ha-1 sena. Vojtěška 2.užitkový rok ( 3 seče ): 8 – 12 t.ha-1 sena. Cukrová řepa : 40 – 60 t.ha-1 bulvy a 25 – 35 t.ha-1 skrojky. Rané brambory : 5,0 – 15,0 t.ha-1 – dle termínu sklizně. Polorané až pozdní brambory : 20 – 25 t.ha-1 - varianta dle doby sklizně. Kukuřice na siláž : 45 – 55 t.ha-1 , při 30 % sušiny. Pozn. Reálné výše potenciálních výnosů závisí na konkrétních stanovištních podmínkách zvolených lokalit. Požaduje se stabilita výnosů při 90% zabezpečení. V případě pěstování meziplodin zařazených do osevního postupu, následně po ozimé pšenici a raných bramborách, bude vypěstovaná hmota zaorána jako zelené hnojení, event. bude využita jako další hmota biomasy k energetickému zpracování. Možnosti energetického zhodnocení biomasy polních plodin: Obiloviny : zrno – bioetanol. sláma – bioplyn. Kukuřice na zrno – bioetanol. Víceleté pícniny : lisované seno - bioplyn. Okopaniny : kukuřice na. siláž – bioplyn. cukrová řepa : bulvy – bioetanol. chrást – bioplyn.
64
brambory : bioetanol. Meziplodiny : na zeleno – bioplyn. Variantně zaorání jako zelené hnojení. Variantně lze pěstovat a zhodnocovat i jiné plodiny určené specielně pro energetiku. Celkový přehled používané biomasy: a) produkce ze zemědělské půdy produkčního centra b) bioodpad – komunální z domácností, biomasa z údržby veřejné zeleně, komunikací, zahrad, sportovišti aj, získaná organizovaným sběrem v souladu se zákonem o odpadech c) odpady z živočišné výroby a jiné zemědělské činnosti (zelinářství,ovocnářství,chmelařství aj) d) kaly z čistíren městských odpadních vod e) organický odpad z potravinářské výroby f) vhodný tříděný komunální odpad (papír, ostatní organ.materiál) Celková výměra specializované zemědělské plochy je odvislá od volby a provozních parametrů energetické stanice. V orientační bilanci hmotnosti a energetické vydatnosti celkové biomasy z produkční plochy se uvažuje s modulem o ploše min.1000 ha, je třeba vždy respektovat provozní požadavky energetického centra. Pěstování plodin pro energetiku může být součástí zavedeného zemědělského podniku, event. bude samostatným produkčním centrem přímo propojeným s energetickým centrem. Doplňkové závlahy: Podkrušnohorská pánev patří k nejsušším oblastem naší republiky. Srážkové deficity, pasivní hydrologická bilance krajiny, pedosféry jsou příčiny vzniku hydrologického, půdního i fyziologického sucha. V této oblasti se plně naplňují ustanovení vyjádřená v Usnesení Evropského parlamentu ke Zprávě Evropské komise: „Řešení problému nedostatku vody a sucha v EU“. Nedostatek vody v oblasti a častý výskyt všech forem sucha v této postižené krajině prohlubuje závažný problém s rozsáhlými socioekonomickými a enviromentálními dopady. Sucho ochuzuje přirozené životní prostředí, vede ke znehodnocení přirozených a zemědělskou rekultivací nákladně získaných půd, limituje potenciální produkční schopnost půdního fondu. Jako možný, doporučovaný systém zachování hospodaření na půdě, je multifunkční zemědělství v zemích EU, neboť plní významnou úlohu při ochraně krajiny, biologické rozmanitosti a čisté vody. Zemědělství vyžaduje velké množství vody, musí být proto začleněno jako zodpovědný subjekt do integrovaných regionálních systémů řízení vodních zdrojů, účelného nakládání s dostupnými vodními zdroji a jejich ochranu. Usnesení Evropského parlamentu zdůrazňuje potřebu řešení vztahů mezi rozvojem biopaliv a dostupností vodních zdrojů a to cestou vyváženého užívání vody prostřednictvím recirkulace vody na ploše povodí. Pro udržitelné řízení vodních zdrojů má mimořádný význam půda bohatá na humus, přizpůsobený osevní postup, vyvážená kombinace orné půdy, trvalých travních porostů i lesní půdy. Zvýšené vyčerpání půdy, kvalitativní i kvantitativní, představuje hrozbu pro zemědělství, potravinovou bezpečnost a udržitelné užívání vodních zdrojů.
65
Citovaná ustanovení mají plné opodstatnění pro racionální systémy využití zemědělského půdního fondu, ochranu vydatnosti a jakosti vod v klimatických podmínkách Podkrušnohoří, kde srážkový deficit je určujícím faktorem revitalizace tohoto území. Klimatické podmínky uváděné oblasti lze charakterizovat hodnotami dlouhodobých klimatologických charakteristik oblasti. Jsou shrnuty hodnoty zpracované ČHMÚ v publikaci Atlas podnebí Česka (2007). Průměrný úhrn srážek za období 1961 – 2000 činí pro region okresů Chomutov, Most, Teplice ve vegetačním období 300 – 350 mm, při rozdělení srážek v měsících vegetace v rozmezí od 30 mm do 60 mm. Počet dnů se srážkami do 10 mm je pouhých 12 dní Převažují srážky v denním úhrnu do 1,0 mm, kterých je za rok 90. Průměrný roční počet dní se srážkami do 5 mm, tj. srážek, které zajišťují průběžné krytí vláhové potřeby plodin v jejich kritickém vláhovém období je nejvýše 30. V ostatních dnech hodnota evapotranspirace není na úrovni potenciálních hodnot,nastává období vláhových deficitů v půdě. Z výsledků hydrologické bilance v regionu hodnota Palmetová indexu intenzita sucha vyplývá, že k epizodám stavu sucha dochází ve vegetačním období se 70 % četnosti výskytu. Suchost území je dokumentována i hodnotou sytostního doplňku, který vyvolává proces výparu z povrchu půdy, vodních ploch a evapotranspirace z porostů. Průměrná hodnota se pohybuje ve výši 5,0 – 5,5 hPa. Vláhová spotřeba plodin v těchto vlhkostních podmínkách vzduchu pak dosahuje hodnot cca 4 – 5 mm za 1 den. Výpar z volné vodní hladiny činí za vegetaci až 550 mm. Referenční evapotranspirace , tj. ztrátová složka bilance vodních režimů krajiny a půd byla stanovena v průměrné hodnotě za vegetaci ve výši 550 – 600 mm. Hodnota deficitu vláhové bilance odpovídá za vegetační období v průměru 200 mm. Tento deficit je příčinou značné nestability výnosů plodin, tvorby biomasy rostlinných společenstev. Rozhodujícím regulačním opatřením, způsobilým eliminovat důsledky sucha – výnosové deprese, jsou odborně navržené a řádně provozované moderní závlahové systémy. Závlahy mají dominantní doplňkový charakter. Pro konfrontaci s uvedenými klimatologickými charakteristikami v oblasti jsou předloženy hodnoty celkové vláhové potřeby plodin zařazených do osevního postupu zemědělského produkčního centra (dle ČSN 75 0434: Potřeba vody pro doplňkovou závlahu): Plodina Celková vláhová potřeba Pšenice ozimá 230 mm 200 mm Ječmen jarní Kukuřice – zrno 320 mm Kukuřice – siláž 280 mm Brambory rané 200 mm Brambory pozdní 300 mm Cukrová řepa 370 mm Vojtěška 1.už.r. 480 mm Vojtěška 2.už.r. 380 mm Travní porost 450 mm
Maxim. potřeba v měsíci červen 75 mm červen 75 mm červenec 75 mm červenec 75 mm červen 85 mm červen 85 mm červenec, srpen 95 mm červenec 85 mm červen 80 mm květen, září 90 mm
Uvedené hodnoty vyjadřují vyvolanou potřebu doplňkových závlah v regionu Podkrušnohoří.
66
Doplňkové závlahy v uvažovaných semihumidních oblastech (ČHMÚ) je nutné považovat za účinný prvek regulace vodního režimu aktivního půdního profilu pěstovaných plodin. Zajišťují trvale optimální podmínky zásobování plodin, zastoupených v navrženém osevním postupu zemědělského produkčního centra půdní vodou, v relaci s vývojem jejich vláhové potřeby a aktuálním průběhem meteorologických podmínek. Představují nezastupitelný stabilizační faktor podnikání na zemědělské půdě. Cílem zavlažování je dodávat vodu na pozemky plodin v termínech prokázaného vláhového deficitu, v účinném množství, dle reálného místního vodního režimu půd a vývoje vláhové potřeby jednotlivých plodin v průběhu jejich růstu a vývoje. Zavlažování je logickou součástí pěstební technologie, kterou zajišťuje pěstitel. V případě uvedených lokalit umístění řešeného systému, lze respektovat místní skutečnosti: Při využití půd po zemědělské rekultivaci v těžební oblasti Most – Chomutov je vhodné využívat vyčištěné odpadní vody z městských čistíren odpadních vod z městských aglomerací Most, Chomutov, Litvínov, Teplice, event. vod z čistíren menších obcí. Vydatnost těchto vod je relativně stabilní, odpovídá spotřebě vody dodávané skupinovými vodovody ze vzdálených zdrojů pro zásobování obyvatel pitnou vodou i vody čerpané pro místní potřeby ze studní. Dle údajů „Zprávy o stavu vodního hospodářství České republiky za r. 2008 ( Mze a MŽP ČR), činí odběr fakturované pitné vody pro 1 obyvatele ČR 100 litrů za den. Dalším zdrojem vody jsou místní odběry ze studní. Veškeré toto množství vody prochází čistírnami odpadních komunálních vod a je vypouštěno do vod povrchových, které lze užít jako zdroj závlahové vody. Dalšími potenciálními zdroji jsou vody z místních drobných vodních toků, event. i z ploch po hydrické rekultivaci. Podle výsledků výzkumných prací Výzkumného ústavu meliorací a ochrany půdy v Praze (Zavadil, 2009) je jakost vody po vyčištění v čistírně městských odpadních vod o srovnatelné kapacitě vhodná pro zavlažování plodin určených k nepotravinářskému úžití. Podrobné parametry a kritéria jsou zpracovány ve schválené metodice: „ Kritéria využití městských odpadních vod k závlaze zemědělských plodin“ (VÚMOP,v.v.i. 2008). Koncepce řešení závlahových systémů: Vodohospodářské, stavební a technologické řešení závlahových systémů musí být řešeno na podkladě místních podmínek, lokalizace a prostorovém uspořádání pěstovaných plodin v produkčním centru. Podkladem jsou výsledky komplexního průzkumu. Závlaha polních plodin bude prováděna mobilními, moderními, automatizovanými pásovými zavlažovači. Postřik bude prováděn převážně konzolovými postřikovači o nízkém tlaku (0,2 – 0,3 hPa,). Odběr vody z povrchových vod bude řešen mobilními čerpacími agregáty, event. čerpadly instalovanými na traktoru. Výkonnost a parametry čerpadel závisí na plošném dosahu zavlažovatelné plochy, počtu současně pracujících zavlažovačů. Rozvod vody od místa čerpání k pozemkům bude řešen přenosným plastovým potrubím v relaci s prostorovým uspořádáním pozemků. Zabezpečení dostatku vody pro odběr v průběhu vegetačního období, bude nutné vybudovat závlahové akumulační nádrže, které umožní průběžný odběr vody pro zavlažování i v období hydrologického sucha, při nízkých stavech vody v tocích. Nádrže umožní nadlepšení průtoku v tocích k místům odběru čerpadly. Budou akumulovat vody v době vegetačního klidu, z tajícího sněhu a v obdobích, kdy nebude prokázána potřeba
67
doplňkových závlahových dávek. Umístění nádrží bude záviset na místních terénních podmínkách, na místech vypouštění vyčištěných odpadních vod atd. Pro uplatnění progresivní, úsporné závlahové techniky, kvalitě rozptylované vody na ploše, je žádoucí zpracovat a realizovat projekt Komplexních pozemkových úprav. Energetické produkční centrum . Výsledným, cílovým produktem navrhovaného systému je trvalá výroba obnovitelné energie z biomasy vypěstované na ploše specializované zemědělské soustavy.. Výsledným produktem jsou : a) elektrická energie z bioplynové stanice, ve které se bude zpracovávat biomasa vypěstovaná v zemědělském produkčním centru.-Produkce bioplynu bude probíhat anaerobní fermentací biomasy. Proces přeměny biomasy na bioplyn probíhá v bioplynových stanicích. Tato technologie je dostatečně vyřešena a v praxi uplatňována. Bioplynová stanice slouží k výrobě bioplynu z biologicky rozložitelných produktů. Jedná se o proces, kdy bez přístupu vzduchu dochází, při určité teplotě pomocí specifických bakterií, k rozkladu směsi organické hmoty, kdy se vyvíjí bioplyn. Bioplyn je bezbarvý plyn, obsahující převážně metan (cca 70%) a oxid uhličitý ( cca 30%). Obsahuje také jisté, malé množství N2 , H2S, NH3 , H2O, etanu a uhlovodíků. Průměrná výhřevnost bioplynu činí asi 23 MJ.m-3, zápalná hodnota bioplynu je 650 až 750oC. Měrná hmotnost bioplynu je přibližně 1,2 kg.m3.. Pro výrobu bioplynu se využívá biomasa všech druhů, bioodpadů různého původu, vč. organického odpadu z domácností, zvířecí exkrementy – hnůj ze stelivového ustájení hospodářských zvířat . Bioplyn je významným a nezanedbatelným zdrojem obnovitelné energie. Jeho praktické využívání má tradici ( např. „dřevoplyn pro pohod automobilů za 2.světové války“) a technologické řešení bioplynových stanic je experimentálně i prakticky ověřené a v praxi velmi aplikovaný. Bioplyn je využíván mj. pro výrobu elektrického proudu přes generátor s plynovým motorem. Přibližně lze uvažovat, že z 1 m3 bioplynu se vyprodukuje cca 1,6 kWh elektrické energie. Účinnost bioplynových stanic se stále vyvíjí a reálné výkonové parametry jsou dány zvoleným typem stanice. Bioplyn lze využít i jako zdroj energie pro ohřev užitkové vody k místnímu i dálkovému vytápění. Před využitím bioplynu je většinou nutno upravit plyn různými technologickými postupy, při kterých se zvyšuje výhřevnost, mj. omezí se vlivy na korozi zařízení a zmenší se objem získaného bioplynu (komprimací). Pro provoz se využívá bioetanol z vybraného sortimentu produktů. Doprovodným produktem zpracování biomasy na bioplyn je získání vysoce hodnotného biologického hnojiva a zachování živin, obsažených v zemědělských produktech. Část bioplynu musí být pro iniciaci procesu spotřebovávaná pro ohřev fermentoru na procesní teplotu. Dobré bioplynové stanice spotřebovávají nejvýše 30% vyrobeného bioplynu.
68
b) bioetanol získaný alkoholovým kvašením a destilací látek obsahujících škrob, cukry, buničinu, pomocí kvasinek nebo bakterií. Technologické způsoby odpovídají standardnímu lihovarnictví. Předpokladem ekonomicky a energeticky přínosného pořízení a provozování energetického centra je nezbytné propojení obou uvedených technologií. Návrh řešení energetického centra: Veškerá produkce biomasy z produkčního zemědělského centra bude zpracována a zhodnocena na výrobu elektrické energie a na kompost. Proto stabilita dodávky biomasy je nutnou podmínkou pro rentabilitu a podnikatelskou spolehlivost výroby elektrické energie a představuje zajištěný příjem finančních prostředků pro pěstitele. Stabilní výroba elektrické energie z obnovitelných zdrojů je doplněna o možnost využít vysoký podíl všech typů bioodpadu, organických zbytků ze zemědělství, potravinářství aj. Průvodním produktem bude kompost, který zabezpečí následný návrat látek do koloběhu živin v přirozeném prostředí. Je logické, že podíl základních energeticky zpracovávaných surovin bude variabilní v relaci ke konkrétním místním podmínkám, průběhem meteorologických podmínek, event. jiných limitujících faktorů. Výkonové parametry energetického centra: Výchozím parametrem vedených bilancí jsou údaje výrobců uvažované technologie, dle kterých je pro výrobu 500 kW elektrické energie zapotřebí 12 000 t sušiny biomasy. Tento modul je zvolený pro prezentaci modelového záměru energetického centra. Produkce požadované biomasy odpovídá výměře cca 1 000 ha zemědělské půdy produkčního centra. Tato výměra potravinářsky nevyužitelných zemědělských produktů tvoří základní prvek pro činnost energetického centra. Pozn. Kapacitní parametry celého systému lze modifikovat podle konkrétních požadavků a zadaných stanovištních podmínek. Sestava energetického centra : - skladové prostory pro veškerou, postupně dodávanou a zpracovávanou biomasou, dle určených způsobů energetického zhodnocení. Kapacita skladů musí být přiměřená výkonovým parametrům a charakteru dodávané organické hmoty. Hlavní skladový prostor bude potřebný pro biomasu víceletých pícnin a slámu obilovin, dodávanou v rolích. Na zrno pšenice, ječmene, kukuřice budou využita obilní sila. Další prostory budou zapotřebí v případě pěstování brambor,event. cukrové řepy. Navazující manipulační plocha musí umožnit přípravu každodenních objemů surovin pro jednotlivé technologické postupy, umožnit příjem a úpravu dalších typů biologické hmoty z průběžných svozů, jejich třídění. Předpokládá roční objem hmot ve výši až 20 000 t biologické hmoty. - technologické zařízení pro třídění ostatních forem surovin, tj. zejména komunálního odpadu,bioodpadu, papíru aj. Uvažuje se svoze a vytřídění surovin v denním objemu cca 10 t. - technologie pro získání bioetanolu, tj. stanice hydrolýzy (přeměna polysacharidů a zkvasitelné formy cukru), technologie a zásobní nádrže pro alkoholové kvašení, destilační kolony – bioetanol, vč. jímání CO2. - fermentory a nádrže na produky anaerobní digesce – bioplyn, - generátory na výrobu elektrické energie ( jímání CO2 ),
69
- kompostárna (anaerobní provedení s možnosti dotěžení a jímání bioplynu), - související chemický provoz k likvidaci doprovodných látek, - rozvodná zařízení plynů, tepla, páry a další technologické prvky. Předpokládaný energetický potenciál zhodnocovaných forem biomasy : Energetický potenciál biomasy produkčního, zemědělského centra: Elektrická energie vyráběná bioplynovou stanicí : Při zvoleném modulu o výměře 1 000 ha orné půdy, při uvedené struktuře a výnosové hladině zastoupených polních plodin se předpokládá : Celková produkce sušiny biomasy: 12 000 t Průměrný výkon 1 t sušiny: 340 kWh Roční výkon bioplynové stanice 500 kW: 4 080 000 kWh Energie z doprovodné produkce biologických odpadů při hmotnosti 3 000 t/rok: Denní hmotnost odpadu : 10 t Průměrný výkon 1 t : 340 kWh Roční výkon bioplynové stanice : 1 000 000 kWh Celkový roční výkon bioplynové stanice : Po odečtení 20 % ztrát :
5 080 000 kWh, tj- 18 700 GJ 15 000 GJ
Energetický potenciál produkčního centra – bioetanol Pro danou hladinu výnosů plodin a jejich zastoupení se předpokládá výroba bioetanolu :Při uváděné bilance se uvažuje, že jeden litr bioetanolu odpovídá 0,021 GJ, což představuje výrobu cca 5,8 kWh elektrické energie. Celková potenciální výroba bioetanolu z biomasy produktů určených pro alkoholové kvašení odpovídá produkci 12 500 t etanolu za 1 rok. K zpracování dodané suroviny je zapotřebí provoz kvasného procesu po dobu min. 200 dní. Kontinuální provoz energetického centra, kdy základní výkon výroby elektrické energie zajišťuje při stálém výkonu bioplynová stanice, budou přebytky bioplynu a bioetanolu využity ke špičkování výkonu energetického centra a budou uspokojovat požadavky rozvodných a přenosových sítí dle požadavků dispečinku. Odpadní teplo bude primárně využito k výrobě bioetanolu při výkonu v rozmezí 2 200 až 4000 l bioetanolu denně. Stálý výkon bioplynové stanice zajišťuje potřebnou denní výrobu bioetanolu. Prvním stupněm využití odpadního tepla ze spalování bioplynu a bioetanolu na výrobu elektrické energie je destilace bioetanolu a ohřev kvasných nádrží spolu s provozem hydrolýzy (sláma, organické zbytky, komunální bioodpad, papír aj). Druhým stupněm využití odpadního tepla je ohřev teplé užitkové vody a její dodávky uživatelům (byty, provozovny atd.). Výroba elektrické energie bude probíhat v generátoru pro spalování bioplynu o výkonu 500 kW, v generátoru pro spalování bioetanolu o výkonu 500 kW . Současně bude
70
využíván záložní generátor pro spalování bioplynu v době špičkování výkonu, což dle odhadu může činit až 50 % doby. Kompostárna: V případě přebytku dodávané organické hmoty, kdy budou překročeny kapacitní možnosti bioplynovéstanice, kvasné nádoby a skladovací prostory,bude kompostárna vhodným úložištěm pro náhradní částečné energetické využití. Parametry anaerobní kompostárny s možnosti dotěžení a jímání bioplynu je potřebné minimálně v objemu 25 000 m3 . Produkce kompostu je reálná v rozmezí 10 000 až 15 000 m3 . Související chemický provoz: Důležitou součástí energetického centra je doprovodný chemický provoz. Jeho úkolem je zajistit potřebnou kvalitu produkce bioplynu, zamezit úniku škodlivin z technologií anaerobní digesce, hydrolýzy, alkoholového kvašení, destilace a spalování v generátorech do okolního prostředí. Dojde tak k zhodnocení a recyklaci látek ve výrobních procesech. Bilance roční potenciální výroby elektrické energie a vedlejších produktů . Hlavní produkt : 4 200 000 kWh Bioetanol : 5 000 000 kWh Dotěžení bioplynu v kompostárně : 400 000 kWh Celkem: 9 600 000 kWh Vedlejší produkty : Kompost Zbytkové teplo
10 000 t 5 000 GJ
Pozn.: Vedlejší produkty budou recyklovány zpět do produkčního a energetického centra. Přínosy navrhovaného řešení: Předkládaná studie respektuje základní Evropské charty a úmluvy, zejména. - Evropskou chartu o krajině Rady Evropy, - Evropskou chartu o vodě Rady Evropy, - Evropskou chartu o půdě. Efekty transformace biomasy zemědělských plodin na obnovitelnou energii se projeví zejména v těchto oblastech: V oblasti ochrany životního prostředí: - řešení je v souladu s energetickou politikou, zvýší podíl produkce energie z alternativních obnovitelných zdrojů ( dle požadavků EU), - zajištění stabilní výroby obnovitelné elektrické energie z místních zdrojů, - systém neprodukuje emisní plyny, je technologií, která zaručí omezení vlivu výroby energie na změnu klimatu, - zaručí racionální, ekonomicky příznivé využívání neobnovitelného prvku biosféry – půdy,
71
- uvažovaná struktura plodin pěstovaných na orné půdě odpovídá požadavkům na ochranu a zlepšení půdních vlastností, na zvyšování produkčního, výnosového potenciálu půd i v regionech s nepříznivými vnějšími podmínkami, - navrhovaný systém výroby elektrické energie zaručuje zachování přírodního rázu krajiny, nemůže působit škodlivě ( jako výroba energie z větrných elektráren), - v případě prokázané potřeby doplňkových závlah umožní využití a recyklaci disponibilních alternativních vodních zdrojů z vyčištěných vod z čistíren odpadních vod. Tím se sníží ovlivnění kvality vody v tocích z bodového znečištění., - účinné využití a zhodnocení různých forem bioodpadu. V oblasti zemědělství: - vytvoří se podmínky pro rentabilní podnikání na zemědělské půdě, zajistí se garantovaný odbyt rostlinné produkce v množství i v ceně, což zabezpečí příjmy pěstitelů, - využije se zemědělský půdní fond, na kterém nelze pěstovat plodiny pro potravinářské využití, - aplikací produkovaného kompostu se zlepší přirozená úrodnost půd, sníží se potřeba hnojení průmyslovými hnojivy, - zachová a efektivně se využije výměra zemědělského půdního fondu i v oblastech s dosud nepříznivými podmínkami pro zemědělské podnikání, - založením efektivních podnikatelských subjektů přímo vázaných na zemědělskou produkci se podpoří programy pro udržitelný rozvoj venkova, - vytvoří se nová, stabilní pracovní místa ve venkovském prostředí. V oblasti energetiky: - příznivý přínos v řešení snížení energetické závislosti země na těžbě a dodávkách surovin pro výrobu elektrické energie, - operativní možnost regulace výroby energie a dodávky do rozvodné sítě dle potřeb energetického dispečinku, vč. možného „špičkování“, - relativně nízké investiční a provozní náklady při využití známých, zavedených technologií. Podnikatelské zabezpečení realizace : Prioritním řešením je založení stabilního podnikatelského subjektu, který by provozoval navrhovaný systém jako základní podnikatelský záměr. Předmětem činnosti budiž výroba a prodej alternativní, tč. státem dotované energie v garantovaném objemu. Dílčími účastníku výrobního procesu jsou : - podnikatel na zemědělské půdě, který zaručí stabilní dodávku biomasy z obhospodařované půdy, z vymezené plochy orné půdy, - provozovatel energetického centra, výrobce a dodavatel energie odběratelskému subjektu, - odběratel elektrické, případně i tepelné energie. Odběratel bioetanolu pro další jeho využití. (Slavík, 2009)
9
VYUŽITÍ VYBRANÝCH OZE V ZÁJMOVÉ OBLASTI
9.1 Okres Ústí nad Labem SETUZA Setuza byla na domácím trhu největším zpracovatelem olejových semen a dominantním výrobcem jedlých rostlinných olejů a tuků. 72
Hlavní strategií akciové společnosti SETUZA byla výroba a obchod. To dokládají rovněž provedené i plánované investiční akce. Od roku 2002, kdy byl v Ústí nad Labem zahájen zkušební provoz nové půlmiliardové technologie na zpracování olejnatých semen, pokračovala firma v investiční výstavbě v Olomouci. Tady zprovoznila novou plnírnu rostlinných jedlých olejů a výrobu dentální hygieny. Nákladem 200 milionů korun byl pak v Ústí nad Labem vybudován nový provoz na produkci vysoce jakostního farmaglycerinu. S investicí téměř 750 milionů korun zahájila SETUZA v srpnu 2007 v ústeckých provozech výrobu metylesteru řepkového oleje. Pozitivní je obhajoba certifikátu jakosti ISO 9002, systému HACCP a rovněž certifikátu systému ochrany životního prostředí ISO 14001, což jsou základní kroky k integraci akciové společnosti SETUZA do struktur Evropské unie. Technologický postup výroby MĚŘO Esterifikace - vlastní esterifikace řepkového (rostlinného) oleje probíhá v několika za sebou řazených stupních s paralelním přívodem metanolu a roztoku bazického katalyzátoru (metanolátu) při nízké teplotě (závisí na typu technologie a druhu katalyzátoru). Reaktor je průtočný a reakce probíhá za normálního tlaku. Do reaktoru se přivádí procesní voda (viz obr. 14). Glycerinová fáze je oddělena na odstředivkách a vedena k další úpravě. V případě potřeby lze proces i zařízení přizpůsobit pro olej s vyšším obsahem fosforu, volných mastných kyselin i vlhkosti. Rafinace a sušení esteru - ze vzniklé směsi se rozpuštěný a nezareagovaný methanol, zbytky glycerínu a mýdel, odstraňují v následujícím stupni kombinovanou extrakcí vodou. Tato extrakce bezpečně sníží obsah těchto složek hluboko pod normovanou úroveň, aniž by došlo ke ztrátám na produktu nebo dalších vstupních pomocných činidel (katalyzátor, methanol). Vlhký ester se následně suší za sníženého tlaku (podtlak). Výrobek, čistý methylester (bionafta), se odvádí do skladovacích nádrží, odkud je přepravován do míchacího zařízení čerpadly, případně odvážen k míchání mimo areál. Oddělený metanol se vrací do výroby. V roce 2007 dosáhla kapacita závodu SETUZA v Ústí n. L. 100 000 t z celkové kapacity 312 400 v ČR (Zpráva o stavu zemědělství 2008).
73
Obr. 14: Blokové schéma výroby MEŘO
Plánovaná akce: Výrobna bioethanolu 150 000 tun/rok a spalování biomasy. Společnost SETUZA chystala výstavbu výrobny bioethanolu s kapacitou výroby 150 000 tun bioetanolu ročně. Součástí záměru byla i výstavba energobloku, kde bude jako palivo využívána biomasa, která vzniká při výrobě bioetanolu (výpalky), a dále bude využívána biomasa, která bude vznikat při výrobě metylesteru řepkového oleje. V rámci energobloku tak bude vyráběno 63 MWh elektrické energie, která bude částečně využita při výrobě bioetanolu, a zbývající, převážná část, bude dodávána do sítě CEZ. Výroba bioetanolu je situována do areálu SETUZA a.s. Ústí nad Labem realizace záměru bude probíhat uvnitř stávajícího areálu. Pro provoz hodnoceného budou využity i některé stávající objekty (zařízení pro příjem obilí, skladovací sila na obilí). (Obršál, 2006). Průmyslový lihovar Trmice Výrobní závod v Trmicích na produkci biolihu o čistotě 99,8 % využívá technologický postup Biostil od švédské firmy Chematur Engineering AB, kde je v první fázi surovinou obilí. Tento moderní výrobní postup má v porovnání s ostatními používanými metodami výroby biolihu ze škrobnatých surovin (se vsádkovými a kaskádovými způsoby fermentace)
74
mnoho předností. Mezi ně patří např. velmi malý vliv na životní prostředí, velká odolnost proti případným infekčním faktorům, velmi vysoká produktivita (výtěžnost lihu), malá spotřeba vody, větší koncentrace výpalků odtahovaných z jednotky, jednoduchá obsluha výrobního zařízení a malé požadavky na plochu zastavěnou výrobním zařízením. Stavba Průmyslového lihovaru společnosti PLP v Trmicích trvala 14 měsíců. Stála více než 1,3 miliardy korun. Generálním dodavatelem byly teplické Vodohospodářské stavby. Závod zaměstnává 80 pracovníků. Ročně by mělo jeho brány opustit 1 milion hektolitrů bioethanolu neboli bezvodého kvasného lihu, který se bude přidávat do benzinu a 100 tisíc tun sušených granulovaných výpalků. Odbyt bioethanolu má firma zajištěn nejen v Česku, ale bude jej vyvážet i do zahraničí, hlavně do Německa a Rakouska. Lihovar spotřebuje denně asi 800 tun pšenice, kukuřice, tritikale, ječmene či žita. V celoroční bilanci to představuje 268 tisíc tun obilovin. Společnost PLP a.s. při zajišťování nákupu zpracovávaného obilí a prodeje sušených krmných výpalků obchodně spolupracuje se svým generálním partnerem – společností Zemědělské zásobování a nákup v Děčíně, a.s. Díky tomuto strategickému spojení se vytvářejí velmi vhodné příležitosti a podnikatelské možnosti pro zemědělské prvovýrobce na významném území nejenom v oblasti Ústeckého kraje, ale i ve všech dalších přilehlých krajích v Čechách. Produkční plocha pro alternativní využívání zemědělské výroby a k výrobě obnovitelných zdrojů energie činí pro kapacitu společnosti PLP a.s. celkem cca 60 000 ha zemědělské půdy. Spolehlivá a úspěšná výroba bioetanolu v Průmyslovém lihovaru Trmice především reaguje na zásadní požadavky evropské energetické politiky, vyjádřené Směrnicí Evropské komise 2003/30 ES o podpoře využití biopaliv nebo jiných obnovitelných zdrojů paliv pro dopravu. Kapacity a produkce v PLP a.s. umožní plnění přímých závazků České republiky, tj. uplatnit podíl biolihu v pohonných hmotách v r. 2008 ve výši 2% a v roce 2009 již 3,5%. Výroba biolihu metodou Biostil produkuje minimální množství odpadu – téměř veškerá surovina se zpracuje do produktu. Vedle hlavního produktu, biolihu, vznikají také vedlejší produkty, zejména technický líh a výpalky, které se v závodě zpracovávají do podoby peletek. Ty jsou využitelné buď jako krmivo (náhrada obilí) nebo jako energeticky velmi hodnotné palivo. Podrobnější popis využití produktů: Kvasný líh - bioethanol Určený k užití do automobilových benzínů. Jedná se o vysoce hořlavou kapalinu I. třídy nebezpečnosti s bodem vzplanutí pod 21 °C. Bioethanol je nebezpečná látka ve smyslu zákona č. 356/2003 Sb. o chemických látkách a chemických přípravcích. Bioethanol se vyrábí ve dvou druzích: - bezvodý ethanol - koncentrace min.99,8 % hm. - bezvodý ethanol obecně denaturovaný - přídavek denaturačního činidla min. 1 %hm. Technický ethanol Technický ethanol se používá k výrobě nemrznoucích kapalin (např. do automobilových ostřikovačů), čisticích prostředků a rozpouštědel. Jedná se o vysoce hořlavou kapalinu I. třídy nebezpečnosti s bodem vzplanutí pod 21 °C. Přiboudlina Přiboudlina určená k dalšímu zpracování je produktem vznikajícím při destilaci bioethanolu. Je to druhý podíl odtahovaný z rektifikační kolny, který obsahuje těžké podíly z rektifikace jako je izopentyl-, izobutyl-, propylalkohol. Obsahuje rovněž vodu a zbytek ethanolu.Používá k výrobě chemických sloučenin, čisticích prostředků a rozpouštědel nebo ke spalování.
75
Sušené lihovarnické výpalky – pelety, sypané nebo tekuté Sušené lihovarnické výpalky se používají jako bio palivo ve směsi s uhlím (pelety, sypané), nebo jako hodnotná krmná surovina vhodná do krmných směsí pro hospodářská zvířata (PLP, 2007), (Hadašová, 2007), (Malaska, 2007). Plánované bioplynové stanice Všebořice a Velké Chvojno V současné době jsou v přípravě dvě bioplynové stanice v okrese Ústí nad Labem. Dvě z nich se připravují v okrese Ústí nad Labem a další dvě v okrese Děčín. Ústecko – jedná se o bioplynovou stanici ve Všebořicích, která by měla mít instalovanou kapacitu výroby elektrické energie 900 kW a měla by zpracovávat biologicky rozložitelné odpady a biomasu. Postavena by měla být vedle stávající skládky a kompostárny Jedlová hora, patříci společnosti P–EKO a skládky Dekonta. Firma Bioplyn Energy poskytne na výstavbu 75 milionů korun. Stanice by se měla skládat z vyhnívacích nádrží, v nichž by z biologického odpadu, jako je listí, tráva, zbytky jídel, kejda kukuřice, ale třeba i odpad ze Setuzy nebo potravinářských provozů, vznikal takzvaným anaerobním procesem bioplyn. Technologie anaerobní digesce (fermentace) bude určena ke zpracování organické hmoty bez přístupu vzduchu. Bioplyn vznikající během procesu bude jímán a využíván jako obnovitelný zdroj energie. Výhodou anaerobní technologie je možnost zpracovat i méně kvalitní surovinu, popř. Bioodpady s příměsemi, které není možné zpracovávat v běžných aerobních kompostárnách. Za pomoci jeho spalování by se pak měla vyrábět elektřina a teplo. Zbytky odpadů je pak možné přeměnit buď v kompost, nebo mohou být vysušeny a použity jako pevné palivo. Stanice by podle projektu měla zpracovat až 50 tisíc tun odpadu ročně. Její součástí má být i vodohospodářsky zajištěná plocha, silniční váha a případně i přístupová komunikace. Předpokládaný termín realizace je r. 2009/2010 s tím, ž najíždění do provozu je plánováno na jaro r. 2009. Farma Letní stráň se zavázala dodávat do této bioplynové stanice biomasu sklizenou z pozemků, které obhospodařuje v okrese Ústí nad Labem. Druhá stanice se připravuje ve spolupráci se zemědělskou farmou v lokalitě Velké Chvojno. Zde by měla být instalována kapacita 500 kW. Stanice by měla zpracovávat biomasu, hovězí hnůj a prasečí kejdu. Termín realizace je předpokládán na přelom roku 2009/2010 (Farma Letní Stráň, 2007), (Vorlíček, 2008). Projekty využití obnovitelných zdrojů Společnost SVEP, a. s. se sídlem v Ústí nad Labem je členem skupiny Polesí Střekov, a. s. Společnost se zabývá projekty využití obnovitelných zdrojů a trvale udržitelného rozvoje. V současné době probíhají přípravné práce na výstavbu tří větrných elektráren o celkovém instalovaném výkonu 6 MW v Petrovicích na severu ČR. Jedna větrná elektrárna již byla postavena a je v provozu. Dodavatelem technologie je firma ENERCON, která patří mezi nejvýznamnější světové výrobce větrných elektráren (SVEP, 2007). Kotle na biomasu Jan Růžička nabízí v Ústí nad Labem (Hilarova 2424/1) parní vyvíječe, termoolejové kotle, horkovodní a parní kotle, spalinové kotle (rekuperátory), kotle na BIOMASU, ORC výrobu elektrické energie a tepla z biomasy nebo odpadního tepla nebo hořáky HAMWORTHY (SVEP, 2007).
76
9.2 Okres Teplice Zpracování konopí Helena Benešová, Bukovice u Teplic, Ústecký kraj Soukromě hospodařící zemědělec, pěstující konopí od roku 2005; v roce 2007 na vlastních 80 ha. Od roku 2007 je konopí zpracováváno v akreditované tírně, jejíž kapacita je projektována až na 1200 ha. Výrobní plochy konopí jsou sjednávány smluvně s jednotlivými okolními zemědělci včetně zajištění osiva a sklizně v roce 2007, na cca 200 ha osetých konopím v okresech Teplice, Most, Chomutov, Praha – sever a Mělník. Výkupní cena balíkovaného konopného stonku v roce 2007 je 2000 Kč/t, v roce 2008 se předpokládá výkupní cena 3000 Kč/t. Pro nákup konopného stonku je stanovena maximální vlhkost do 16 %, v kvalitě bez příměsí plevelů. Při lisování balíků se používá jen jutový provázek. Doprava od pěstitelů je zajišťována individuálně. Pro nakládání válcových balíků byl vyvinut speciální sběrací a nakládací návěs. Produkty z konopného stonku: konopná koudel (jednotné vlákno) pro papírenský průmysl a po dalším zpracování i pro automobilový průmysl. Konopné pazdeří je kalibrováno a dodáváno do zahraničí pro výrobu speciálního nábytku. Konopné pazdeří je možno kalibrovat i pro využití ve stavebnictví. Méně kvalitní (nestandardní) konopné pazdeří je lisováno do topných briket. Paní Helena Benešová je také distributorem konopného osiva, cena za 1 kg osiva se odvíjí od dostatku a poptávky osiva konopí v Evropě. Množení osiva vyžaduje licenci od autorů odrůd a schvalovací řízení ÚKZÚZ. Druhou společností, kde lze v ČR osivo získat, je AGRITEC, s. r. o. Šumperk Následující tabulka ukazuje orientační orientační náklady na 1 ha orné půdy oseté konopím. U konopí jsou charakteristické vysoké náklady na osivo a nízké náklady na ochranu. Obecně platí, že chceme-li větší výnos, musíme počítat s vyššími vstupními náklady (Chráštické ekocentrum, 2007). NÁKLADY Ukazatel Hnojiva Osivo Mechanická práce Ostatní náklady Celkové náklady PŘÍJMY Dotace (dle podpor v roce 2006) SAPS Podpora pěstování bylin pro energetické využití – 1.U Top-Up Prodej jednotlivých komodit Stonek – při výnosu 6 t/ha Semeno – při výnosu 800 kg/ha Celkové příjmy
Kč/ha 2796 3400 12050 3316 21562 Kč/ha 2500 3000 2240 Kč/t 1500 15000 24240
Pozn: Současný průměrný výnos konopných ploch se pohybuje v rozmezí 6 - 8 t/ha, výběrem vhodných pozemkům a optimalizací výživy rostlin lze dosáhnout až 12 t/ha. Záměrně je proto kalkulováno v této tabulce s nižšími výnosy.
77
Snahou paní Benešové je nalézt nízkonákladové, životní prostředí neznečišťující, rychlé a efektivní šlechtění a zpracování, které konopí umožní obstát na trhu v konkurenci s podobnými rostlinami. Z důvodu ekonomických problémů byla činnost podniku ukončena 30.9.2009. D.S.K., spol. s r.o Společnost D.S.K., spol. s r.o. byla založena v roce 1992 v Teplicích jako ryze česká strojírenská společnost zaměřená na výrobu náhradních dílů dálkové pasové dopravy, převáděcích válců, zpětných brzd atd. Během prvních let činnosti společnosti D.S.K., spol. s r.o. rozšířila svou produkci o výrobu kompletních dopravníkových systémů a zpracovatelských technologií, včetně vlastních řídících systémů. Na přelomu milénia expandovala D.S.K. spol. s r.o. do oblasti vývoje a výroby jednoúčelových technologií pro zpracovatelský průmysl a zároveň zahájila vývoj systému výroby energie z biomasy. Zabývala výzkumem a vývojem dalších verzí kogeneračních jednotek pro efektivní využití všech druhů biomasy a odpadů pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů. Investovala nejméně 77 milionů korun a vytvořila 20 nových specializovaných pozic. Nyní dodává systémy výroby elektřiny a tepla, zpracovává pro zákazníky projekt konkrétní aplikace a celou dodávku, včetně případných periférií zastřeší (DSK, 2007). Projekt Bioplynové stanice Razice V obci Razice je plánovaná výstavba bioplynové stanice (BPS), která se stane součástí infrastruktury provozu stávajícího areálu výkrmny prasat. Technologie BPS je ve všech svých částech uzavřená. Kejda bude z místa vzniku odváděna systémem čerpacích uzavřených jímek, potrubí a čerpadel do fermentoru, kde bude procházet systémem anaerobní fermentace. Tímto procesem dojde k rozkladu vstupních látek a jejich rozdělení na plynnou složku (bioplyn) a kapalný zbytek (digestát), který by již neměl být zdrojem zápachu, skleníkových plynů a dalších emisí. S digestátem bude nakládáno stejným způsobem, jako je navrhováno v současné době s kejdou – bude rozvážen na pole jako organické hnojivo, s tím rozdílem že hnojení stabilizovaným digestátem je vůči ovzduší podstatně šetrnější než přímá aplikace kejdy. Kromě kejdy bude vstupní surovina do procesu anaerobní fermentace zahrnovat menší množství rostlinných zbytků (kukuřičná siláž) a glycerinového zbytku. Výhledový obrat odpadů zpracovávaných v projektované bioplynové stanici: − kejda 11 405 m3/rok − kukuřičná siláž 1 460 m3/rok − glycerinový zbytek 840 m3/rok − celkem 13 705 m3/rok Okamžitý výkon motoru kogenerační jednotky je plánován 255 kW a okamžitý tepelný výkon 296 kW. Plánovaná roční produkce se předpokládá zhruba 2 000 000 kWh elektrické a 2 300 000 kWh tepelné energie. Hlavní technologický prvek - anaerobní fermentace bude probíhat v uzavřeném fermentoru bez kontaktu s ovzduším. Proces fermentace zajistí rozklad kejdy na bioplyn a stabilizovaný digestát – směs primárních živin bez rozkladných procesů. Fermentor bude pouze vybaven bezpečnostní flérou (pochodní snižující emise spálením odpadního plynu) pro případy odstavení jednotky a nutnosti vypuštění bioplynu při jeho nadměrném vývinu nad možnosti jímacího plynojemu. Digestát bude uchován v nové jímce a ve třech stávajících jímkách. Při vhodných klimatických podmínkách bude stejně jako současná kejda rozvážen
78
na zemědělské pozemky jako hnojivo, s tím rozdílem že hnojení stabilizovaným digestátem je vůči ovzduší podstatně šetrnější než přímá aplikace kejdy (Hosnedl, 2008). Současný stav: byla projednána EIA ale projekt byl za zpřísněných podmínek navržen k přepracování.
Obr. 15: Technologické schéma BPS
Plánovaná Bioplynová stanice Moldava Obchodní firma: EKOSVIT-MOLDAVA, Sdružení podnikatelů hodlá realizovat výstavbu zařízení na zpracování nadbytečných zemědělských zásob s přeměnou na elektrickou energii. Elektrický výkon zařízení bude 150 kW V rámci provozu navrhované bioplynové množství vstupních materiálů: Voda Kravský hnůj 25 % sušiny Travní siláž 40 % sušiny Celkem
stanice se počítá s využitím následujícího 500 t/rok 1207 t/rok 1750 t/rok 3457 t/rok
Předpokládá se zpracování vyprodukovaných statkového kravského hnoje a biomasy vyprodukované v rámci zemědělského podniku. Výroba elektrické energie kogeneraci z obnovitelných zdrojů (biomasy) je pro životní prostředí přínosem a z hlediska energetické politiky žádoucí. Kogenerační jednotka bude kromě výroby elektrické energie produkovat teplo, které bude dále využíváno. Proces se rozděluje do dvou hlavních fází – kyselinotvorné, při které dojde k vyčerpání dostupného kyslíku a metanogenní fáze, při které dojde k účinnému prokvašení substrátu se stabilizovaným vývinem metanu. Vyprodukovaný bioplyn bude zpracován v kogenerační jednotce - zařízení které spálí bioplyn, vyrobí elektrickou energii a zároveň větší množství tepla. Vyrobená elektrická energie bude dodávána do veřejné rozvodné sítě, přebytečné teplo bude dle potřeby využíváno v blízké obytné zástavbě. Hmota po fermentaci bude z fermentoru postupně odčerpávána a následně uskladněna v nově navrhované skladovací nádrži. Následně bude tato hmota použita jako organické hnojivo pro hnojení zemědělských pozemků (zpráva EIA).
79
HEDERA ZIMA, spol. s r.o. Společnost byla založena za účelem podnikání v lesním hospodářství, v oblasti severních Čech jako společnost s ručením omezeným. Hlavní činností společnosti je servis kompletních služeb pro potřeby provozu lesního hospodářství na územních jednotkách Lesů České republiky, s. p. Další činností je obchod se dřevem a řezivem, který je od začátku roku 2000 podpořen i vlastní zpracovatelskou kapacitou provozovanou v zakoupeném areálu bývalého statku Velvěty rozprostírající se na ploše 2,4 ha s několika halami Společnost mimo jiné vlastní katr a pásovou pilu. Jako palivový materiál nabízí drobnější směs dřevěného odpadového materiálu - zbytky z vykracování prken, kolíků a hranolků. Namíchané jehličnaté i listnaté dohromady, volně sypané, vše na objednávku cca 70% palivového materiálu lze použít na zátop bez řezání rovnou bez prořezávání. Dále listnaté dřevěné špalky (buk, habr, javor, aj.) do průměru 50 cm, délka špalků10 40 cm (Hedera Zima, 2008). JACER CZ, a.s Společnost JACER CZ, a.s. se sídlem v Bystřanech - Světice nabízíme palivové dřevo a to již vykrácené a naštípané na polena. Palivové dřevo a krbové dřevo vyrábí z listnaté (např. buk, habr, dub, jasan, bříza a další) a jehličnaté kulatiny (např. smrk, borovice, jedle, modřín a další). Toto palivové dřevo a krbové dřevo upravuje na délku 50 cm, 33 cm, 25 cm. Tento sortiment palivového dřeva je možný k samoodběru, případně společnost zajišťuje přepravu na objednávku. Dále jsou v nabídce odřezky z výroby (jehličnaté dřevo) a dřevěné brikety (Jacer CZ, 2008).
9.3 Okres Most SETA Holding Litvínov Akciová společnost SETA Holding Litvínov vyrábí bionaftu pod obchodním označením SETADiesel a pod tímto označením je také k dostání u všech čerpacích stanic OMV. Výrobní kapacita je 20 000 tun ročně. SETADiesel je nové biologické palivo na bázi metylesterů, které plně nahrazuje motorovou naftu a přitom je podstatně ekonomicky výhodnější a rozdíl výkonu a spotřeby při použití tohoto paliva oproti klasické motorové naftě je minimální. Výsledky testů prokázaly biologickou odbouratelnost za 21 dní. Na základě splněných kvalitativních požadavků bylo vydáno osvědčení na výrobek SETADiesel. Místo
Okres
Cena
Popis
Cínovec
Teplice
14.90
na E55 směrem na SRN (OMV) SETA
Dubí
Teplice
15.20
Chlumec
Ústí nad Labem
15.20
Chomutov
Chomutov
13.40
Ruská 277, 417 03 Dubí (OMV) SETA z Teplic směrem na Děčín (silnice č. 13, E442), asi 2 km za obcí Chlumec na silnici č. 13 (E442) přímo ve městě (Robin Oil - Liana)
Chomutov Chomutov Klášterec nad Chomutov Ohří
14.90
V alejích 5381, Chomutov (OMV) SETA
15.90
Osvobozenecká ul., 431 51 Klášterec nad Ohří (OMV) SETA
Libouchec
Ústí nad Labem
Litvínov
Most
uprostřed obce, jediná pumpa, po levé straně ve směru Teplice - Děčín (S7) SETA Bílý Sloup, 436 01 Litvínov (OMV) SETA
Most-
Most
(Oktan) SETA
80
Velebudice Neštěmice
Ústí nad Labem
Petrovice
Ústí nad Labem
13.50
při cestě z Ústí n/L. do Děčína (Robin Oil - Liana) Petrovice 575, 403 37 Petrovice (OMV) SETA
Prosetice Teplice 15.20 asi 1 km před Teplicemi (silnice E55) směrem od Prahy (OMV) SETA Ústí nad Ústí nad Labem 14.90 Drážďanská ul., 400 07 Ústí nad Labem (OMV) SETA Labem Tab. 16: Čerpací stanice s nabídkou SETA Diesel
EKOEFEKT s.r.o. V Litvínově sídlí výrobce teplovodních automatických kotlů na spalování biomasy a uhlí EKOEFEKT s.r.o. Společnost se touto činností zabývá již 10 let. Vyrábí se teplovodní automatické kotelny na uhlí a biomasu do výkonu 1 500 kW s kotli EKOEFEKT a CARBOROBOT o jednotlivých výkonech 24 - 300 kW. Fehas Group s. r. o. Společnost Fehas Group s. r. o. se sídlem v Mostě - Komořany nabízí dřevo krácené, štípané, volně sypané do síťových vaků, jejichž velkou výhodou je samonosná schopnost pro přepravu i následné uskladnění. Jsou i estetické, dřevo v nich efektivně prosychá (Fehas, 2008). Prodej palivového dřeva Petr Jirava z Braňan nabízí prodej řezaného i štípaného palivového dřeva do krbů, krbových kamen a kotlů. Společnost Vejrostek Společnost byla založena 1. listopadu 1999 v Mostě a prvotním počinem je spolupráce s pojišťovnou Kooperativa v oblasti pojištění osob a majetku. Zásadní zlom nastal v roce 2002, kdy jsme naše služby rozšířili o oblasti vnitrostátní autodopravy a elektroinstalací. V roce 2003 se autodoprava rozšířila i na mezinárodní a obory činností naší firmy se rozrostly o dřevovýrobu, plastovou výrobu a veškeré ruční montáže a kompletace. Z bohatého sortimentu firma nabízí kvalitní dřevo z tvrdých listnatých dřevin (buk, dub, bříza). Polínka jsou nařezaná na délku cca 33 nebo 50 cm a naštípaná. Dřevo se prodává již suché-vlhkost cca 20 %, a dováží volně ložené po PRM (prostorových metrech). Podpalovací třísky drobných rozměrů jsou absolutně suché (vlhkost do 8 %), stačí je zapálit pouhou sirkou bez novin či umělého podpalovače. V listopadu 2004 jsme ve firma nainstalovala moderní a velice kvalitní linku italské výroby opatřenou evropským certifikátem ISO 9002. Výsledkem této investice je výroba velice kvalitních dřevěných briket lisovaných pod tlakem 800 kg/cm2, což zaručuje, že brikety vyráběné touto technologií mají vyšší výhřevnost (15-18Mj/kg) a jsou daleko pevnější s delší dobou hoření než brikety běžně dostupné na trhu. Brikety jsou válcovitého tvaru o průměru 60 mm a délce 30-50 mm. Základní balení je 10 kg v jednom voděvzdorném a snadno manipulovatelném igelitovém pytli. V příloze je vyobrazeno palivové dřevo a brikety na obrázcích č. 1 a 2 (SVEP, 2008).
9.4 Okres Chomutov Obnovitelné zdroje - Chomutov s.r.o. Společnost založená v květnu 2006 navazuje na znalosti a zkušenosti Obnovitelných zdrojů v Dobřívě. Má sídlo, které poskytuje jak zázemí pro administrativní činnost, tak i prostor pro strojový park a uskladňování materiálu včetně prodejních skladů podniku. Areál je
81
vhodně umístěn na okraji města Chomutova v areálu válcoven. Dostatečné prostory a rozloha areálu poskytuje velmi příznivé podmínky pro zaměření firmy. Společnost OBNOVITELNÉ ZDROJE – Chomutov s.r.o. zahájila a provádí těžbu, zpracování a prodej dřevného odpadu vzniklého po mýtní těžbě, po těžbě úmyslné i sanační či ozdravné. Vytěžený klest se pak zpracovává drcením na dřevní štěpku. Dřevní štěpka se prodává k výrobě tepla a elektrické energie. Podle zájmu - jak organizacím tak i soukromému sektoru. (Obnovitelné zdroje - Chomutov, 2007). Prodej palivového dřeva Jaroslav Pokorný z Chomutova (Čelakovského 4735) vyrábí a prodává palivové dřeva a dřevěných polotovarů. Jan Čapoun z Jirkova (Na Borku 1603) nabízí prodej krbového a palivového dřeva a dubových fošen a prken. Pila Chomutov, s.r.o. zajišťuje Pilařskou výrobu, prodej stavebního řeziva a palivového dřeva s možnost impregnace a sušení řeziva. Plánovaná Bioplynová stanice Ahníkov V obci Málkov je plánována výstavba bioplynové stanice pro zpracování a energetické využití rostlinné biomasy (např. odpadní zeleň a siláž), bioodpadů (např.zbytky jídel, odpadní tuky a oleje) a pěstované biomasy (např. kukuřice, biomasa). Bioplynová stanice bude situována v areálu kompostárny Ahníkov. Celková kapacita činí cca 40 900 tun zpracovaných surovin ročně. BPS řeší komplexně zpracování materiálu ze stávající kompostárny ( zlepšení technologie) a zároveň produkci ze zemědělské výroby. Denní vsázka BPS je 112 tun/den, tato bude upravována recyklovaným digestátem. Provozem bioplynové stanice (BPS) bude vznikat bioplyn, jehož přeměnou v pístovém spalovacím motoru vzniká dále elektrická energie a teplo. Elektrická energie bude odváděná do distribuční soustavy a teplo bude využíváno pro vlastní spotřebu BPS, počítá se i s externím využitím tepelné energie, a to pro rozvoj přilehlého území (např. pro vytápění objektů, pro provoz průmyslových sušiček, pro pěstování tepelně náročných plodin atd.) Detailní řešení využití tepla bude součástí samostatných navazujících projektů. Základní parametry Předpokládaná denní produkce bioplynu cca 14.437 m3 Předpokládaná roční produkce bioplynu cca 5,27 milionu m3 Průměrné množství CH4 (methanu) v bioplynu je 65 – 70 %. Celkový roční výkon kogeneračních jednotek (tři) 12.275 MWhel (13.013 MWhtep) Elektrický výkon (jedné) 499 kWel Elektrická účinnost 40,39 % Tepelný výkon 529 kWtep Tepelná účinnost 42,88 % Celková účinnost využívaného paliva 83,27 % Celkový výkon kogeneračních jednotek (tři) 1497 kWel (1587 kWtep) Další výrobní neboli výstupní surovinou je fermentát (digestát), který vzniká po ukončení technologického procesu – fermentace. Tato surovina bude využívána ke hnojení. (Motl, 2008) Přepokládaná denní produkce digestátu 94 m3 Předpokládaná roční produkce digestátu 34.600 m3
82
10 DALŠÍ VYBRANÁ ZAŘÍZENÍ NA VÝROBU ALTERNATIVNÍCH ZDROJŮ ENERGIE V příloze je uvedeno umístění na mapě a fotografie následujících zdrojů.
10.1 Ústí nad Labem Malé vodní elektrárny Malé Březno Malá vodní elektrárna se nachází na konci obce Malé Březno na Lučním potoce. Vodní tok Luční potok Říční kilometr Neuvedeno Řešení MVE jezová, potrubní přivaděč 300 mm průměru Spád (v m) 6,5 Strojní zařízení 2 x Bankiho turbína 30/20 Celkový instalovaný výkon (v kW) 5,5 V provozu od roku 1987 Provozovatel Eva Křížová Jizerská 16 400 11 Ústí nad Labem Možnost návštěvy Ano Další informace Hltnost [ls-1]: 150 Dodávka do: nn Velké Březno Malá vodní elektrárna se nachází na Homolském potoce v bývalém mlýně za obcí Velké Březno. Vodní tok Homolský potok Říční kilometr neuvedeno Řešení MVE tlakový přivaděč Spád (v m) 8,5 Strojní zařízení turbína Banki Celkový instalovaný výkon (v kW) 6,5 V provozu od roku 1989 Provozovatel František Pumpr Litoměřická 67 403 23 Velké Březno Možnost návštěvy jen pro odbornou Další informace Hltnost [ls-1]: 150 Dodávka do: nn Větruše – vodojem Malá vodní elektrárna se nachází na vodojemu Větruše v Ústí nad Labem. Vodní tok neuvedeno Říční kilometr neuvedeno Řešení MVE tlakový přivaděč do vodojemu Spád (v m) 73 Strojní zařízení Francis Celkový instalovaný výkon (v kW) 132 V provozu od roku 1999 Severočeské vodovody a kanalizace a.s. Přítkovská 1689 Provozovatel 415 50 Teplice Možnost návštěvy ne Další informace Hltnost [ls-1]: 225 Dodávka do: nn
83
Telnice Malá vodní elektrárna se nachází v Telnici na Telnickém potoce. Vodní tok Telnický potok Říční kilometr neuvedeno Tlakový přivaděč délky 200m, automatická regulace Řešení MVE hladiny vody Spád (v m) 20 Strojní zařízení turbína Banki 30/40 Celkový instalovaný výkon (v kW) 11 V provozu od roku 1995 Provozovatel Jaroslav Doubrava Vavražov 178 403 38 Telnice Možnost návštěvy ano- po předchozí domluvě Hltnost [ls-1]: 110 Dodávka do: nn Projektovaná roční Další informace výroba [MWh]: 50 Větrné elektrárny Petrovice Východní konec Krušných hor, jihovýchodně od obce Petrovice. Typ větrné elektrárny Enercon E-70 Výška stožáru (v m) 85 Celkový instalovaný 2000 výkon (v kW) V provozu od roku 2005 Provozovatel SVEP, a.s. Možnost návštěvy ne V době zprovoznění nejvýkonnější větrná elektrárna v ČR. Další informace V lokalitě jsou nachystány základy pro 2 další větrné elektrárny a navíc stavební plošiny pro další 2 elektrárny (stav konec 2006).
Tepelná čerpadla Povrly - p. Schick Tepelné čerpadlo zabezpečuje ohřev teplé vody a vytápění rodinného domu v obci Povrly. Popis systému Švédsko, C9 Compact Celkový instalovaný tepelný výkon (v kW) 9 Provoz celoroční V provozu od roku 2001 Provozovatel Jiří Schick U pomníku 134 / 7 403 32 Povrly Možnost návštěvy ne
84
10.2 Teplice Malé vodní elektrárny Nová Ves - vodojem Malá vodní elektrárna se nachází na vodojemu Nová Ves nad Teplicemi. Vodní tok neuvedeno Říční kilometr neuvedeno Řešení MVE tlakový přivaděč do vodojemu Spád (v m) 55 - 67 Strojní zařízení Peltonova turbína Celkový instalovaný výkon (v kW) 110 V provozu od roku 2000 Severočeské vodovody a kanalizace a.s. Přítkovská 1689 Provozovatel 415 50 Teplice Možnost návštěvy ne Další informace Hltnost [ls-1]: 250 Dodávka do: nn Všechlapy Malá vodní elektrárna se nachází na patě hráze vodního díla Všechlapy, Bouřlivec, ř. km 4,05. Vodní tok Bouřlivec Říční kilometr 4,05 Řešení MVE tlakový přivaděč z vodního díla Spád (v m) 7,3 Strojní zařízení turbína Cink 2,5 / Cink 3,4 Celkový instalovaný výkon (v kW) 22/30 V provozu od roku 1996 Povodí Ohře, státní podnik Bezručova 1492 430 03 Provozovatel Chomutov Možnost návštěvy ne Další informace Hltnost [ls-1]: 330 / 610 Dodávka do : nn Újezd Malá vodní elektrárna se nachází v objektu základových výpustí vodního díla, Bílina ř. km 66,8. Vodní tok Bílina Říční kilometr 66,8 Řešení MVE tlakový z vodního díla Spád (v m) 9,7 Strojní zařízení turbína 4 KTP3 500 Celkový instalovaný výkon (v kW) 90 V provozu od roku 1999 Povodí Ohře, státní podnik Bezručova 1492 430 03 Provozovatel Chomutov Možnost návštěvy ne Další informace Hltnost [ls-1]: 1300 Dodávka do: nn
85
Solární systémy Ledvice Zdroj slouží k ohřevu teplé vody a vytápění restaurace a sportovního klubu. 20 ks deskových kolektorů Heliostar 202 N - 2 LF, 2 x ocelový trivalentní zásobník VACUTHERM VT 1000, 1 x 500 l a pro Popis systému akumulaci na vytápění zásobník o objemu 36 000 l. Regulace SC268. Hlavním zdrojem vytápění jsou dvě tepelná čerpadla. Plocha kolektorů (v m2) 40 Provoz celoroční V provozu od roku květen 2000 Obecní úřad Ledvice, přístup zajistí montážní firma EKOMONT Provozovatel DC s.r.o., Ing. Evžen Khol, vítězství 95, 407 11 Děčín 33, 604 216 099, ekomontdc(zavináč)volny.cz. Možnost návštěvy ano Skutečné náklady na energie pro provoz restaurace a sportovního Další informace klubu činily cca 30.000 Kč za rok. Solární zařízení má záložní zdroj elektřiny (akumulátorové baterie). Větrné elektrárny Nové Město - Vrch Tří pánů Východní část Krušných hor, asi 1 km na západ od lyžařského střediska Bouřňák Typ větrné elektrárny 3 krát Enercon E-70 Výška stožáru (v m) 85 Celkový instalovaný výkon (v kW) 6 000 V provozu od roku 2006 Provozovatel WINDTEX s.r.o. Možnost návštěvy ne Elektrárny na hraně Krušných hor, velmi dobře viditelné Další informace z Teplic a okolí.
10.3 Most Malé vodní elektrárny Fláje Malá vodní elektrárna je umístěna v objektu hráze vodního díla na Flájském potoce. Vodní tok Flájský potok Říční kilometr 5,05 Řešení MVE tlakový přivaděč z vodního díla Spád (v m) 40 Strojní zařízení turbína Sigma Meta Celkový instalovaný výkon (v kW) 15 V provozu od roku neuvedeno Povodí Ohře, státní podnik Bezručova 4219 430 03 Provozovatel Chomutov Možnost návštěvy Další informace
ne Hltnost [ls-1]: 60 Dodávka do: nn
86
Chanov II Malá vodní elektrárna se nachází v obci Chanov poblíž trafostanice společnosti ČEZ na řece Bílině. Vodní tok Bílina Říční kilometr 47,2 jezová, potrubní přivaděč 2 x 1200 mm, l = 54 m, Řešení MVE sklápěcí automatický jez Spád (v m) 2,3 Strojní zařízení 2 x vrtulová turbína Celkový instalovaný výkon (v kW) 15 / 15 V provozu od roku 1999 Provozovatel František Krajča Prokopa Holého 264 435 13 Meziboří Možnost návštěvy ano Hltnost [ls-1]: 1150 / 1150 Dodávka do: nn Projektovaná Další informace roční výroba [MWh]: 117,5 Chanov I. Malá vodní elektrárna je umístěna pod rómským sídlištěm Chanov u Mostu. Vodní tok neuvedeno Říční kilometr 47,41 Řešení MVE jezová, pevný jez se štěrkovou propustí Spád (v m) 2,3 Strojní zařízení 2 x Kaplanova turbína Celkový instalovaný výkon (v kW) 22 / 40 V provozu od roku 1993 Blahoslav Dykast ? Cash Flow Na kopci 175 435 42 Provozovatel Hamr u Litvínova Možnost návštěvy jen pro odbornou veřejnost Další informace Hltnost [ls-1]: 1200 / 2600 Dodávka do: vn
Ervěnický koridor, důl ČSA Malá vodní elektrárna je umístěna na konci zatrubněné části přivaděče přes důl ČSA. Vodní tok neuvedeno Říční kilometr 33,4 Řešení MVE tlakový přivaděč Spád (v m) 33,4 Strojní zařízení 2 x turbína CINK 4,5B3 x 630/3 Celkový instalovaný výkon (v kW) 315 / 315 V provozu od roku 1996 Povodí Ohře, státní podnik Bezručova 4219 430 03 Provozovatel Chomutov Možnost návštěvy ne Další informace Hltnost [ls-1]: 1200 / 1200 Dodávka do: nn
87
Větrné elektrárny Klíny Střední část Krušných hor, západně od obce Klíny, 5 km severozápadně od Litvínova. Typ větrné elektrárny 2 krát Enercon E-70 Výška stožáru (v m) 85 Celkový instalovaný výkon (v kW) 4 000 V provozu od roku 2007 Provozovatel Jiří Herzig Možnost návštěvy ne Další informace Elektrárny jsou cca 800 m od sebe, jedna z nich je v lese.
Mníšek Střední část Krušných hor, východně od obce Mníšek, 6 km severozápadně od Litvínova. Typ větrné elektrárny Enercon E-70 Výška stožáru (v m) 85 Celkový instalovaný výkon (v kW) 2 000 V provozu od roku 2007 Provozovatel Jiří Herzig Možnost návštěvy ne
Nová Ves v Horách II Střední část Krušných hor, nedaleko Litvínova, východně od obce Nová Ves v Horách. Typ větrné elektrárny 2 krát Repower MD70 Výška stožáru (v m) 65 Celkový instalovaný 3 000 výkon (v kW) V provozu od roku 2003(1.ks), 2004(2.ks) Provozovatel Wind Tech, s.r.o. Možnost návštěvy Ne Jedná se o první větrné elektrárny této velikostní kategorie v ČR. Až do konce roku 2005 největší větrné elektrárny v naší republice. Větrná Další informace farma bude dále rozšiřována, jednu větrnou elektrárnu plánuje postavit i samotná obec Nová Ves v Horách. V sousedství zůstává torzo první mnohem starší a mnohem menší elektrárny West Medit 320.
88
10.4 Chomutov Malé vodní elektrárny Vysoká Pec Malá vodní elektrárna se nachází v obci Vysoká Pec v betonovém korytu, ř. km 34,1. Vodní tok neuvedeno Říční kilometr 34,1 Řešení MVE tlakový přivaděč Spád (v m) 32 Strojní zařízení Bankiho turbína Cink o hltnosti 255 l/s Celkový instalovaný výkon (v kW) 75 V provozu od roku 2000 Provozovatel Oldřich Moravec, Bezručova 2728, 430 03 Chomutov Možnost návštěvy ne Další informace dodávka do vn
Jirkov - skluz Podkrušnohorského přivaděče Malá vodní elektrárna se nachází na konci zatrubnění skluzu podkrušnohorského přivaděče u Jirkova. Vodní tok neuvedeno Říční kilometr 23,7 Řešení MVE tlakový přivaděč Spád (v m) 33 Strojní zařízení 2 x bánkiho turbína CINK Celkový instalovaný výkon (v kW) 132/132 V provozu od roku 1993 Povodí Ohře, státní podnik, Bezručova 4219, 430 03 Provozovatel Chomutov Možnost návštěvy ne
Mezihoří Malá vodní elektrárna se nachází v obci Mezihoří na řece Bílina Vodní tok Bílina Říční kilometr neuvedeno Řešení MVE tlakový přivaděč Spád (v m) 30 Strojní zařízení 2 x Bankiho turbína Celkový instalovaný výkon (v kW) 22 + 22 V provozu od roku 1996 Provozovatel Josef Šima Hraničářská 4720 430 03 Chomutov Možnost návštěvy ne Hltnost [ls-1]: 125 / 125 Dodávka do: nn Projektovaná Další informace roční výroba [MWh]: 120
89
Orasín Malá vodní elektrárna se nachází v Orasín. Vodní tok Říční kilometr Řešení MVE Spád (v m) Strojní zařízení Celkový instalovaný výkon (v kW) V provozu od roku Provozovatel Možnost návštěvy Další informace
Telčském údolí na toku říčky Bílina, ř. km 75,30 u obce Bílina 75,30 tlakový přivaděč 50 25 x Bankiho turbína 55/55 1992 Ing. Bedřich Elis Jindřišská 7 431 11 Jirkov jen pro odbornou veřejnost Hltnost [ls-1]: 250 / 250 Dodávka do: nn Projektovaná roční výroba [MWh]: 315
Jirkov - vodní dílo Malá vodní elektrárna se nachází v objektu základových výpustí vodního díla Jirkov na řece Bílina. Vodní tok Bílina Říční kilometr 75,75 Řešení MVE tlakový z vodního díla Spád (v m) 38 Strojní zařízení turbína Cink Celkový instalovaný výkon (v kW) 132 V provozu od roku 1998 Povodí Ohře, státní podnik Bezručova 1492 430 03 Provozovatel Chomutov Možnost návštěvy ne Další informace Hltnost [ls-1]: 500 Dodávka do: nn Mlýn - úpravna vody III. Malá vodní elektrárna se nachází na úpravně vody III. Mlýn v blízkosti Chomutova. Vodní tok říčka Chomutovka Řešení MVE tlakový přivaděč do úpravny vody Spád (v m) 35 Strojní zařízení Bankiho turbína, hltnost 220 l/s Celkový instalovaný výkon (v kW) 55 V provozu od roku 2001 Severočeské vodovody a kanalizace a.s., Přítkovská Provozovatel 1689, 415 50 Teplice, Možnost návštěvy ne Další informace
90
Chomutovka (Naděje, Realita) Malá vodní elektrárna se nachází na pravém břehu řeky Chomutovky. Vodní tok řeka Chomutovka Říční kilometr 31,3 Řešení MVE potrubí, 1 x 400, 1 x 600 Spád (v m) 4,3 Strojní zařízení turbíny Francis, kotlová / Banki Cink Celkový instalovaný výkon (v kW) 5,5 / 11 V provozu od roku 1984 Provozovatel Oldřich Moravec Bezručova 2728 430 03 Chomutov Možnost návštěvy jen pro odbornou veřejnost Další informace Hltnost [ls-1]: 200 / 300 Dodávka do: nn
Chomutov - pod bývalou spalovnou Malá vodní elektrárna se nachází v Chomutově pod bývalou spalovnou na říčce Chomutovce. Vodní tok Chomutovka MVE je napájena cca 100 m dlouhým tlakovým Řešení MVE přivaděčem napájeným z malého jezu na říčce. Spád (v m) 5 Strojní zařízení 2x Bankiho horizontální turbina Celkový instalovaný výkon (v kW) 20/15 V provozu od roku 1982 Možnost návštěvy ne Chomutov - vodojem 16000 Malá vodní elektrárna se nachází na vodojemu 16000 v Chomutově. Tok neuvedeno Říční kilometr neuvedeno Řešení MVE tlakový přivaděč do vodojemu Spád (v m) 9 - 50 Strojní zařízení Francisova turbína Celkový instalovaný výkon (v kW) 132 V provozu od roku 2001 Severočeské vodovody a kanalizace a.s. Přítkovská 1689 Provozovatel 415 50 Teplice Možnost návštěvy ne Další informace Hltnost [ls-1]: 600 Dodávka do: nn
91
Chomutov - Výtopna pod zámkem MVE se nachází na náhonu ze zámeckého rybníku v komplexu budov, Ploučnice ř. km 4,422. Vodní tok Ploučnice Říční kilometr 4,422 Řešení MVE otevřený přivaděč Spád (v m) 6 Strojní zařízení turbína Kaplan Celkový instalovaný výkon (v kW) 270 V provozu od roku 1929 Provozovatel TERMO Děčín a.s. Oblouková 25 405 02 Děčín III Možnost návštěvy jen pro odbornou veřejnost Další informace Hltnost [ls-1]: 2000
Želina Historická vodní elektrárna se nachází v Želinském meandru Ohře poblíž obce Želina. Vodní tok Ohře Říční kilometr 123 Náhon ražený ve skále přivádí vodu z řeky do Řešení MVE vyrovnávací nádrže u MVE. Spád (v m) 5 Strojní zařízení 2 x Francisova horizontální nízkotlaká turbína Celkový instalovaný výkon (v kW) 630 V provozu od roku 1908-1925, 1994 Provozovatel ČEZ, a.s., Elektrárny Tušimice, 432 01 Kadaň Možnost návštěvy ano po domluvě
Přísečnice - rybí hospodářství Malá vodní elektrárna se nachází v objektu rybího hospodářství vodního díla Přísečnice. Vodní tok Přísečnický potok Říční kilometr 3,20 Řešení MVE tlakový přivaděč Spád (v m) 32,6 Strojní zařízení turbína PELTON HV4, hltnost 70 l/s Celkový instalovaný výkon (v kW) 18,5 V provozu od roku 1999 Povodí Ohře, státní podnik, Bezručova 4219, 430 03 Provozovatel Chomutov Možnost návštěvy ne Další informace
92
Hradiště - úpravna vody Malá vodní elektrárna se nachází na úpravně vody Hradiště nedaleko Klášterce nad Ohří. Vodní tok Ohře Řešení MVE tlakový přivaděč do úpravny vody Spád (v m) 192 Strojní zařízení Francis/Pelton, hltnost 1200/500 l/s Celkový instalovaný výkon (v kW) 2400/800 V provozu od roku 1978 Severočeské vodovody a kanalizace a.s., Přítkovská Provozovatel 1689, 415 50 Teplice Možnost návštěvy ne Další informace
Klášterec Malá vodní elektrárna je umístěna na pravém břehu u vodního díla Klášterec. Vodní tok Ohře Říční kilometr 132,55 Řešení MVE jezová Spád (v m) 2,4 Strojní zařízení turbína MAVEL TKP 1290 Celkový instalovaný výkon (v kW) 160 V provozu od roku 1999 Povodí Ohře, státní podnik, Bezručova 4219, 430 03 Provozovatel Chomutov Možnost návštěvy ne Další informace Hltnost [ls-1]: 7280 Dodávka do: nn Solární systémy Lužný 30 Solární systém je instalován na střeše rodinného domu v Lužném u Klášterce nad Ohří, ohřívá teplou vodu. Popis systému 6 x plochý kolektor HELIOSTAR 202 N2LF 2 Plocha kolektorů (v m ) 12 Celkový maximální okamžitý tepelný výkon 18 (v kW) Provoz celoroční V provozu od roku 2001 Šesták Zdeněk Lužný 30 431 51 Klášterec Provozovatel nad Ohří Možnost návštěvy ano
93
Tepelná čerpadla Chomutov - Šípková ul. 5518 Tepelné čerpadlo slouží v rodinném domě ohřevu teplé vody a vytápění. Popis systému Celkový instalovaný tepelný výkon (v kW) Provoz V provozu od roku Provozovatel Možnost návštěvy
rodiny Řehořkových ul. Šípková, Chomutov k Země, voda 13 celoroční 2002 MUDr. Milan Řehořek, MUDr. Alice Řehořková Šípková 5518 430 01 Chomutov ne
Nová Ves - rodinný dům p. Pálka Tepelné čerpadlo slouží k vytápění rodinného domu (podlahové topení, radiátory) a ohřevu teplé vody. Popis systému Země - voda, chladivo R22 Celkový instalovaný tepelný výkon (v kW) 10 Provoz celoroční V provozu od roku 1998 Milan Pálek, Nová Ves 54, 430 01 Hora sv. Provozovatel Šebestiána Možnost návštěvy ano, po předchozí domluvě
Kadaňská Jeseň - č.p. 19 Tepelné čerpadlo v obci Kadaňská Jeseň (cca 2 km od Kadaně) slouží k vytápění rodinného domu a ohřevu teplé vody. Voda, jímací vrt 27 m, vratná voda do vratného Popis systému vrtu 11 m, 200l zásobník na teplou vodu. Celkový instalovaný tepelný výkon (v kW) 16 Provoz celoroční V provozu od roku 2001 Jaroslav Fusek Kadaňská Jeseň č.p. 19 432 01 Provozovatel Kadaň Možnost návštěvy ano Větrné elektrárny Podmileská výšina Střední část Krušných hor, v blízkosti vodní nádrže Přísečnice. Typ větrné elektrárny 3 krát Nordex N80 Výška stožáru (v m) 80 Celkový instalovaný výkon (v kW) 7 500 V provozu od roku 2006 Provozovatel Green Lines Rusová, s.r.o. Možnost návštěvy ne
94
Kryštofovy Hamry Největší větrná farma v České republice. V jejím prostoru se nachází též menší větrná farma Podmileská výšina. Farma se nachází ve střední části Krušných hor, v blízkosti vodní nádrže Přísečnice. Typ větrné elektrárny Výška stožáru (v m) Celkový instalovaný výkon (v kW) V provozu od roku Provozovatel Možnost návštěvy
21 krát Enercon E-82 85 42 000 2007 Ecoenerg Windkraft GmbH & Co. KG ne
95
11 ZÁVĚR Využití biomasy k energetickým účelů je pro modelovou oblast Podkrušnohoří perspektivním programem. V současné době díky výstavbě průmyslového lihovaru v Trmicích firma PLP a.s. je zajištěn odbyt surovin zejména obilovin a řepky pro zajištění výroby bioethanolu. Suroviny pro jeho výrobu jsou využívány zejména z oblastí Ústeckého kraje, pozemky pro produkci mohou být určeny jak pro potravinářské tak i pro nepotravinářské využití, rovněž tak hodnotíme pozitivně využití mechanizačních prostředků. Dalšími odběrateli zemědělských produktů z této oblasti jsou SETUZA a.s. v Ústí nad Labem a SETA Holding Litvínov. Zpracování tekutých biopaliv je relativně bezproblematické a zajišťuje odbyt vyrobených produktů od zemědělských podnikatelů v Podkrušnohoří. Oblast je rovněž zaměřena na problematiku energetických plodin. Šlo zejména o spolupráci s výzkumnou stanicí Chomutov Výzkumného ústavu rostlinné výroby Praha Ruzyně, která se zaměřuje na aplikovaný výzkum, zejména problematiku pěstování víceletých energetických plodin a poradenství v této oblasti. Energetické plodiny, jejich pěstování a výsledky jsou ověřovány na rekultivovaných půdách na Mostecku. Jedná se zejména o energetický šťovík a miscantus. Na velmi dobré úrovni byla praxe pěstování konopí pro energetické účely v Podkrušnohoří. Bohužel z ekonomických důvodů byl provoz firmy zabývající se zpracováním konopí s cca. 200 ha z okresů Teplice, Most, Chomutov koncem roku 2009 ukončen. Perspektivou je v této oblasti i využití bioplynu. Pro produkci bioplynu je uvažováno nejenom s využitím exkrementů z živočišné produkce ale zejména využití trvalých travních porostů, cíleně pěstované kukuřice ale i odpadů ze zemědělské produkce i obcí. Je zde zpracováno 5 projektů, které procházely schvalovacím řízením na Krajském úřadu Ústeckého kraje, v komisi ŽP. I přes schválení projektů jsou v současném období ve stavebním řízení a v přípravných fázích. Bohužel nebyly projekty uvedeny dosud do provozu. Na území je podporována výroba elektrické energie z obnovitelných zdrojů v souladu s požadavky mezinárodního společenství na snížení spotřeby fosilních paliv a snížení emisí z jejich spalování, bylo zde vystavěno 5 bioplynových stanic, čímž se zlepšuje stav životního prostředí, podstatně se totiž snižují pachové látky z vyfermentovaných surovin. Díky vysokému zalesnění se jako další zdroj energie zpracovává dřevo na štěpky, brikety, pelety atd., jako příklad je výše uvedeno 7 zařízení na výrobu palivového dřeva a 2 výrobci kotlů na biomasu. Z ostatních obnovitelných zdrojů byl v závěru studie uveden přehled funkčních zařízení (malé vodní elektrárny, větrné elektrárny, solární systémy, tepelná čerpadla), která jsou v zájmové oblasti Podkrušnohoří v provozu. Vysoké zastoupení mají zařízení k výrobě ostatních alternativních zdrojů energie, jsou to zejména malé vodní elektrárny, kterých uvádíme 26, dále 7 větrných elektráren a další jsou ve výstavbě, a z atlasu obnovitelných zdrojů energie uvádíme 4 tepelná čerpadla na využití geotermální energie a své místo zde mají i solární systémy. I přes stávající problémy má hospodaření v pánevní oblasti značnou perspektivu. Aktivity v pánevních oblastech by měly směřovat ke spolupráci zemědělců a starostů obcí vedoucí k udržení a rozvoji života na venkově a ke zlepšení životních podmínek venkovského obyvatelstva, k zajištění trvale udržitelného stavu zemědělství a k rozšíření pracovních míst a prosperity této oblasti. K tomu by v budoucnu mohlo být využito i zřizování např. i obecních kotelen na biomasu. V oblasti Podkrušnohoří se již v současném období využívá produkce ze zemědělské půdy pro produkci energie, to je určitá změna proti dříve prosazované potravinářské produkci.
96
Dříve sloužila zemědělská půda v převážné většině pro potravinářské účely, produkci zemědělských plodin, pro výživu lidí a krmiv pro hospodářská zvířata. Využití půd pro technické a energetické účely, nebylo z důvodu požadavků na stále se zvyšující množství potravin v minulých letech příliš rozšířeno. Současná koncepce agrární politiky ČR dochází k závěrům, že bude půda kromě tradičního využití zemědělského půdního fondu pro výrobu potravin využívána i pro nepotravinářské účely – produkci surovin pro průmysl a energie. Pro podporu tohoto záměru lze uvést následující důvody: • Využitím půd přispět ke zvýšení kulturnosti krajiny • Zlepšením bilance CO2 v ovzduší snížit skleníkový efekt • Ochrana neobnovitelných zdrojů, možnost jejich využívání v dalším období • Přispět k větší diverzifikaci pěstovaných plodin • Snížit zemědělské přebytky • Umožnit produkci nových produktů s vyšší environmentální hodnotou • Vytvořit nová pracovní místa na venkově, tím napomoci stabilizaci venkovského osídlení • Získat další zdroj finančních příjmů pro zemědělce • Přispět k ozdravění naší ekonomiky, místo subvencí na udržování krajiny, příspěvků v nezaměstnanosti, vznikne cenný ekologicky velice přínosný produkt. Významně by výše uvedené důvody měla podpořit realizace akčního plánu pro biomasu ČR na období 2009 až 2011, která ve svých aktivitách navrhuje řešení jak z hlediska využití pozemků, navrhuje zmapování možností využití ploch na výrobu energetických plodin s ohledem na potřeby potravinářské a jiné nepotravinářské produkce, podporuje rychle rostoucí dřeviny ale zabývá se i problematikou ekonomiky produkce biomasy k energetickým účelům.
97
12 POUŽITÁ LITERATURA HAVLÍČKOVÁ K., WEGER J., Metodika analýzy potenciálu biomasy jako obnovitelného zdroje energie. Acta Pruhoniciana 83. VU Silva Tarocy pro krajinu a okrasné zahradnictví 2006 HONZÍK R. Potenciál produkce vedlejších zemědělských produktů, sena z TTP a odpadní dendromasy v pánevních okresech Ústeckého kraje, zpracováno pro FŽP UJEP. VÚRV Chomutov, 2009. KOLEKTIV AUTORŮ: Atlas podnebí Česka. Climate Atlas of Czechia. ČHMÚ, Univerzita Palackého v Olomouci, Praha – Olomouc 2007, ISBN 978-80-86690-26-1. KOLEKTIV AUTORŮ: Akční plán pro biomasu pro ČR na období 2009-2011, MZe, 2009. KOLEKTIV AUTORŮ: Akční plán pro obnovitelné zdroje. MŽP, MPO, 1999. KOLEKTIV AUTORŮ, Briketovanie a peletovanie - Zborník prednášok. Slovenská technická univerzita, Bratislava. ISBN: 978-80-227-3185-0. 2009. SLAVÍK L. Potenicální možnosti využití zemělského půdního fondu pro výrobu elektrické energie z biomasy, 12 s. Zpráva pro FŽP UJEP, 2009. SOUČKOVÁ, MOUDRÝ, et. al. Nepotravinářské využití biomasy. 1. vyd. České Budějovice: VÚZE v Praze a Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, 2006. 95 s. ISBN: 80-7040-857-X. VRÁBLÍKOVÁ, J.: Úvod do agroenergetiky, UJEP 2002, ISBN: 87-7044-231-X. Internetové zdroje: Internetová encyklopedie Wikipedie: (online) Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/ [cit. 2009-1-4] Příručka OZE – příloha časopisu Komora.cz. Hospodářská komora České republiky, říjen 2006 Možnosti využití obnovitelných zdrojů energie v České republice (Cenia): (online) Dostupné z: http://www.cenia.cz/web/www/cenia-akttema.nsf/$pid/MZPMSFOFVRTC/$FILE/OZE_2008_DH_def.pdf [cit. 2009-27-5] Soveko PLAST, s.r.o.: (online), Dostupné z: http://www.soveko.cz/ [cit. 2009-22-5] Centrum pro obnovitelné zdroje energie: (online), Dostupné z: http://www.ekowatt.cz/ [cit. 2009-26-5] Biomasa, bioplyn, biopaliva, pelety, kompostování a jejich využití Biom.cz: (online) Dostupné z: http://biom.cz/cz [cit. 2009-15-4] ANONYMUS. Charakteristika okresů Ústeckého kraje. ČSÚ, 2006.
[cit. 2.10. 2008] Ministerstvo životního prostředí České republiky: (online), Dostupné z: http://www.mzp.cz [cit. 2009-15-4] Informace o potenciálu obnovitelných zdrojů energie v ČR: (online) Dostupné z: http://www.env.cz/AIS/web-pub.nsf/$pid/MZPMRF45OSUY/$FILE/OZE-czech.pdf [cit. 2009-245] Využití obnovitelných zdrojů energie ze zemědělství a lesnictví. občanské sdružení ARVEN Akademie rozvoje venkova BusinessInfo.cz: (online) Dostupné z: http://www.businessinfo.cz/cz/rubrika/strategie-udrzitelneho-rozvoje-cr/1000986/ [cit. 2009-27-7] Ministerstvo průmyslu a obchodu: (online), Dostupné z: http://www.mpo.cz/dokument5903.html [cit. 2009-277] ANONYMUS. www stránky společnosti PLP a. s. 2007. [cit. 2.10. 2008] HADAŠOVÁ. Průmyslový lihovar začal v Trmicích vyrábět biolíh. Ústecký deník.cz. 2007. [cit. 2.10. 2008] MALASKA. Technika značky Siemens řídí výrobu biolihu. Odborné časopisy.cz č. 12. FCC PUBLIC s. r. o. 2007. [cit. 2.10. 2008] ANONYMUS. www stránky farmy Letní stráň. 2007. <www.farmaletnistran.cz/page38.html> [cit. 2.10. 2008] VORLÍČEK. Na Jedlové hoře vyroste nová bioplynová stanice a teplárna. Ústecký deník.cz. 2008. [cit. 2.10. 2008] ANONYMUS. www stránky společnosti SVEP a.s. 2007. [cit. 2.10. 2008] ANONYMUS. Konopí – biomasa pro život. 1. vyd., Chráštice: Zelená pumpa – Chráštické ekocentrum a.s. ANONYMUS. www stránky společnosti D.S.K., spol. s r.o. 2007. [cit. 2.10. 2008] ANONYMUS. www stránky společnosti HEDERA ZIMA, spol. s.r.o. 2008. [cit. 2.10. 2008] ANONYMUS. www stránky společnosti JACER CZ. 2007. [cit. 2.10. 2008] ANONYMUS. www stránky společnosti SETA Holding Litvínov a. s. 2006d. [cit. 2.10. 2008] ANONYMUS. www stránky společnosti FEHAS Group. s. r. o.2008. [cit. 2.10. 2008]
98
ANONYMUS. www stránky společnosti SVEP a.s. 2007. [cit. 2.10. 2008] ANONYMUS. www stránky společnosti Obnovitelné zdroje - Chomutov s.r.o. 2007. [cit. 2.10. 2008] Časopis Školská fyzika: (online), Dostupné z: http://sf.zcu.cz/rocnik07/ [cit. 2009-20-4] Obnovitelné zdroje energie (Jan Fiedler): (online) Dostupné z: http://oei.fme.vutbr.cz/teplarenstvi/papers/fiedler/oz-v-cr.pdf [cit. 2009-26-5] Podklady EIA: Zpracování nadbytečných zemědělských zásob s přeměnou na elektrickou energii. Výkon 150 Kw, Oznámení záměru podle § 6 zákona č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivu na životní prostředí, ve znění zákona č. 93/2004 a 163/2006 Sb. v rozsahu podle přílohy č. 3. 2007. 31 s. Bioplynová stanice Razice. (Hosnedl) Oznámení záměru ve smyslu § 6 z. 100/2001 Sb., v platném znění. 2008. 55 s. Bioplynová stanice Ahníkov. (Motl), Oznámení záměru stavby v rozsahu přílohy č.4 zákona č.100/2001Sb. o posuzování vlivů na životní prostředí a o změně některých souvisejících zákonů (zákon o posuzování vlivů na životní prostředí). Environmentální a ekologické služby s.r.o. 2008. Interní zpráva. 22 s. Výrobna bioethanolu 150 000 t/r a spalování biomasy – SETUZA a.s. Ústí nad Labem. (Obršál), Oznámení o hodnocení vlivu na životní prostředí dle přílohy č.3 zákona č.100/2001 Sb. v platném znění. 2006. 114 s. Výroba MERO. (Soukup), Oznámení záměru podle §6, odst. 2, zákona č. 100/2001 Sb. o posuzování vlivu na životní prostředí. 2004 Program výroby bioetanolu. (Horák), Oznámení dle př. č. 4 zákona č. 100/2001 Sb.o posuzování vlivů na životní prostředí a o změně některých souvisejících zákonů (zákon o posuzování vlivů na životní prostředí). 2003. Zákony: Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů. Ze dne 31.3.2005. Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií. Ze dne 25.10.2000. 458/2000 Sb. Zákon o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon) ve znění pozdějších předpisů 17/1992 Sb. Zákon o životním prostředí ve znění pozdějších předpisů 17/1992 Sb. Zákon o životním prostředí ve znění pozdějších předpisů 100/2001 Sb. Zákon o posuzování vlivů na životní prostředí a o změně některých souvisejících zákonů (zákon o posuzování vlivů na životní prostředí) 185/2001 Sb. Zákon o odpadech a o změně některých dalších zákonů ve znění pozdějších předpisů 86/2002 Sb. Zákon o ochraně ovzduší a o změně některých dalších zákonů (zákon o ochraně ovzduší) ve znění pozdějších předpisů Zákon č. 252/1997 Sb. ze dne 24. září 1997, o zemědělství, ve znění pozdějších předpisů. Zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon). Zákon č. 256/2000 Sb., o Státním zemědělském intervenčním fondu a o změně některých dalších zákonů (zákon o Státním zemědělském intervenčním fondu), ve znění pozdějších předpisů.
99
13 PŘÍLOHY PŘÍLOHA 1 Akční plán pro biomasu ČR na období 2009-2011 Č. 1
AKTIVITA Využití produkce z TTP k energetickým účelům.
2
Ochrana proti úbytku kvalitní zemědělské (orné) půdy
3
Vyhlášení výzkumného programu v oblasti OZE. Podpora nových postupů v energetickém využívání biomasy.
Chybí témata VaV z MŽP a obecně energetická a environmentální témata. Podpořit zavádění inovací v oblasti energetického využívání biomasy bez ohledu na její formu.
4
Zařazení tuhých biopaliv do nižší sazby DPH
5
Územní plánování, územní řízení
Jedná se o nedřevní biopaliva (agropelety, agrobrikety, biomasa obecně apod.) a o logické dokončení prvního kroku, v němž byla do nižší sazby přeřazena tuhá biopaliva na bázi dřeva (viz. Směrnice EU o DPH). Umístění staveb pro zpracování biomasy musí být v souladu s územně plánovací dokumentací.
6
Vzdělávání, poradenství a propagace
7
Zmapování možností využití ploch pro výrobu energetických plodin, s ohledem na potřeby potravinářské a jiné nepotravinářské produkce. Podpora RRD
8
POPIS Přezkoumání podmínek a případně následná úprava podmínek pro využití travní hmoty z TTP k energetickým účelům (např. pelety ze sena, travní hmota k výrobě bioplynu apod.). Půda vyjímaná ze ZPF z důvodu výstavby (bytové, průmyslových zón, infrastruktury) je často kvalitní ornou půdou, která bude v budoucnu chybět zejména s ohledem na možnost produkce energetických surovin. Vydání národního předpisu na ochranu půdy - v návaznosti na připravovanou Směrnici EK o ochraně půdy.
V této oblasti chybí kvalifikované poradenství a osvěta. Podpora školství a výukových programů – OZE obecně nemají dostatečné zázemí ve školském systému, současně je nutné provázat oblasti zdrojů energie a koncové spotřeby, energetické efektivnosti. Zefektivnit systém státního a soukromého poradenství pro vlastníky lesů k mobilizaci využívání lesní biomasy pro energ. využití. Propagovat a podporovat využívání lesní biomasy pro výrobu energií. Příspěvek k orientaci zainteresovaných subjektů v širším kontextu realizace využívání biomasy, usnadnění rozhodování podnikatelským subjektům.
Maximálně podpořit rozšíření ploch osázených rychle rostoucími dřevinami.
NÁVRH ŘEŠENÍ Úprava podmínek pro využití produkce z TTP ve prospěch energetického využití jinak odpadní biomasy.Provést revizi PRV a změnit režim dotací ve prospěch využívání trávy k energetickým účelům. Včasná implementace Směrnice o ochraně půdy (v přípravě). Příprava národního předpisu v předstihu, souběžně s přípravou evropské směrnice a na základě jejích tezí. Legislativní předpis pomůže urychleně chránit jak kvalitu půdy (obsah a koloběh živin, eroze apod.), tak půdu samotnou před nadbytečným úbytkem pro výstavbu. Půda je nenahraditelným přírodním zdrojem, její význam a hodnota bude narůstat, což se projevuje už nyní při diskuzích ohledně potravinové bezpečnosti a jejího využití pro energetické účely. V rámci plánované reorganizace výzkumu definovat v oblasti OZE výzkumné podprogramy. Provázat výzkum v oblasti ochrany životního prostředí s výzkumem v energetice a dalších oborech, vyčlenit na tento výzkum finanční prostředky z rozpočtu Technologické agentury České republiky. Úpravou opatření I.1.1.2. v ose I Programu rozvoje venkova umožnit podporu nových postupů a inovací v oblasti energetického využívání biomasy ve všech jejich formách. Účinně působit na EK s cílem změny Směrnice o DPH a umožnit přeřazení biomasy do snížené sazby DPH. Definice kategorií tuhých biopaliv na bázi zemědělské biomasy v rámci celní nomenklatury pro jednoznačné zařazení a následná změna zákona o DPH v tomto smyslu. Pro hodnocení dopadů staveb využívajících OZE na udržitelný rozvoj území podle zákona, zvážit vydání metodiky hodnocení udržitelnosti rozvoje území. Zavedení systému osvěty, vzdělávání a kvalifikovaného poradenství. Otázka spolupráce je nejen mezi jednotlivými výzkumnými pracovišti, ale i firmami a vysokými školami, spolupráce se zahraničními pracovišti a na mezinárodních projektech. Vytváření výukových programů na středních, ale zejména na vysokých školách, cíleně zaměřených na konkrétní energetické systémy, nejlépe v širokém kontextu hospodaření s energií. Posoudit dopady využívání lesní biomasy na životní prostředí (půdu, vodu, biologickou rozmanitost, koloběh živin).
GESCE MZe
MŽP, MZe, MMR
MŽP MZe
MF, MZe, MŽP, MPO, všechny resorty při jednání s EK MMR
MŠMT, MŽP, MZe
Zmapování možností využití půdy pro pěstování energetických plodin. Aktualizovat v časových etapách.
MŽP, MZe
Přesun opatření na podporu založení porostů RRD v rámci PRV a do Osy II a vyhlášení této podpory nejpozději od 1.1.2010. K pěstování RRD využít i rekultivovaných ploch, podpořit výsadbu a další zpracování sklizeného dřeva.
MZe
100
9
Výkupní cena elektřiny z OZE
Vstupní údaje pro stanovení výkupní ceny elektřiny z obnovitelných zdrojů.
10
Implementace Směrnice o podpoře užívání energie z obnovitelných zdrojů
11
Uplatnění kompostu a digestátu na orné půdě
12
Podpora zákona o podpoře výroby tepla z OZE Statistika výroby a využití biopaliv
Připravovaný návrh Směrnice o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů předpokládá implementaci této směrnice do národních předpisů do 31. 3. 2010. Nařízení ES č. 1774/2002 a jeho výklad, současné bariéry a náměty na změny Nařízení, zavedení systému kategorizace kompostů, vyšší podpora a aplikace kompostů. Snaha o předložení zákona o podpoře výroby tepla z OZE vládě ČR.
13
14
Zachování dotace na výrobu lesní štěpky
Zkvalitnění a zobjektivnění statistiky výroby a využití biopaliv (lesní a zemědělské biomasy pro energetické účely).
Podpora zachování dotace na výrobu lesní štěpky, jež jsou v kompetenci krajů.
Přehodnocení přístupu ERÚ při stanovování výkupních cen el. elektřiny u OZE dle požadavků resortů MZe a MŽP. Oba resorty budou vycházet z aktuálních dat z oblasti biomasy a dlouhodobých koncepcí resortů v oblasti využívání biomasy. Včasné zahájení přípravy implementace směrnice vzhledem k náročnosti tohoto procesu a termínu EK o provedení směrnice do národních předpisů.
ERÚ
Zvýšit informovanost, zařadit digestát do režimu hnojiv.
MZe
Příprava návrhu zákona o podpoře tepla z OZE v souladu s případnou směrnicí EU.
MPO, MŽP
Zpracování návrhu modelu statistického zjišťování, jež by komplexně podchytil tok biopaliv v ČR, včetně zhodnocení dovozu a vývozu biomasy. Navrhnout systém zjišťování státní a resortní statistiky. Při jednání s kraji podpořit zachování tohoto dotačního titulu, zdůrazňovat význam energie biomasy pro regiony - čisté životní prostředí, zaměstnanost v regionu, daňové příjmy a zachování investic v regionu atd.
ČSÚ, spolugesce MPO, MZe, MŽP
MPO
MZe
101
PŘÍLOHA 2 Vybraná zařízení na výrobu energie z alternativních zdrojů Ústí nad Labem Malé vodní elektrárny Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Malé Březno
Velké Březno
102
Větrné elektrárny Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Petrovice
Teplice Malé vodní elektrárny Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Všechlapy
Újezd
103
Solární systémy Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Ledvice
Větrné elektrárny Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Nové Město - Vrch Tří pánů
104
Most Malé vodní elektrárny Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Fláje
Chanov II.
Chanov I.
105
Ervěnický koridor, důl ČSA
Větrné elektrárny Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Klíny
106
Mníšek
Nová Ves v Horách II
107
Chomutov Malé vodní elektrárny Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Vysoká Pec
Jirkov - skluz Podkrušnohorského přivaděče
Mezihoří
108
Orasín
Jirkov - vodní dílo
Mlýn - úpravna vody III.
109
Chomutovka
Chomutov - pod bývalou spalovnou
Chomutov - Výtopna pod zámkem
110
Želina
Klášterec
Solární systémy Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Lužný 30
111
Tepelná čerpadla Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě
Chomutov - Šípková ul. 5518
Nová Ves - rodinný dům p. Pálka
Kadaňská Jeseň - č.p. 19
112
Větrné elektrárny Fotografie objektu
Poloha objektu na mapě Podmileská výšina
Kryšofovy Hamry
113
