docZemědělská technika a biomasa 2004
download 
Stížnost Transkript
Zemědělská technika a biomasa 2004
Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha Zemìdìlská technika a biomasa 2004 (Sborník pøednáek) Listopad 2004 © Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha Spoluvydavatelem sborníku je Ministerstvo zemìdìlství Èeské republiky 2004 ISBN 80-86884-00-7 OBSAH Úvodní slovo k semináøi Význam biomasy v kontextu trvalého zásobování energiemi a rozvoje venkovského prostoru ....................................................................................... 7 Ing. Oldøich Jeníèek Ministerstvo zemìdìlství, Odbor rozvoje venkova a ekologie EKONOMIKA A KONKURENCESCHOPNOST BIOPALIV ........................................................... 9 Z. Abrham, M. Kováøová, T. Kuncová Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha ANALÝZA SOUÈASNÉHO STAVU A PERSPEKTIVY VYUÍVÁNÍ BIOMASY PRO ENERGETICKÉ ÚÈELY V ÈESKÉ REPUBLICE .......................................................................... 14 J. Kára1),2), R. Adamovský2) 1) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 2) Technická fakulta, Èeská zemìdìlská univerzita, Praha PILOTNÍ PROJEKT SBÌRU BIOLOGICKÉHO ODPADU V OBCI BØEZNÍK ........................... 18 V. Altman1), P. Plíva2) Èeská Zemìdìlská Univerzita, Praze 2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 1) ZULECHTÌNÁ OBILNÁ SLÁMA VE VÝSTAVBÌ RODINNÝCH DOMÙ V ÈR ........................ 21 J. Bare EKODESKY STRAMIT spol. s r.o. VÝZKUM SPONTÁNNÍCH ÚHORÙ V SOUVISLOSTI S PÌSTOVÁNÍM TRAV PRO ENERGETICKÉ ÚÈELY A NA SEMENO ....................................................................................... 23 J. Frydrych 1), D. Andert 2), 1) OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov 2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha ENERGETICKÝ POTENCIÁL PRODUKÈNE NEVYUÍVANÝCH PLÔCH TRVALÝCH TRÁVNYCH PORASTOV (TTP) V HORSKÝCH OBLASTIACH SLOVENSKA ....................... 27 ¼. Gonda(1), B. Valihora(1), M. Kunský(1), J. Gadu(2) Výskumný ústav trávnych porastov a horského po¾nohospodárstva, Banská Bystrica (2) Slovenská po¾nohospodárska univerzita, Nitra (1) ENERGETICKÉ PLODINY MONOSTI A VARIANTY SKLIZNÌ ........................................... 32 P. Hutla Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha PRÁVNÍ ASPEKTY VYUÍVÁNÍ BIOMASY K ENERGETICKÝM ÚÈELÙM ......................... 39 L. Ètvrtníková, EKOBEST s.r.o. MONITOROVÁNÍ PRÙBÌHU KOMPOSTOVACÍHO PROCESU ............................................... 41 A. Jelínek, M. Kollárová Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha PODPORY ZEMÌDÌLSTVÍ A VENKOVA PO VSTUPU ÈESKÉ REPUBLIKY DO EVROPSKÉ UNIE ..................................................................................................................... 46 A. Juøica Výzkumný ústav zemìdìlské ekonomiky, Praha TECHNOLOGIE PRO ZPRACOVÁNÍ ENERGETICKÉ BIOMASY ............................................ 50 J. Kára, Z. Abrhám, P. Hutla. Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha ENERGETICKÉ PLODINY POSKLIZÒOVÉ ZPRACOVÁNÍ.................................................... 54 J. Mazancová, P. Hutla. Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha BIOPLYN V ZEMÌDÌLSTVÍ .......................................................................................................... 58 Z. Pastorek Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha VYUITÍ TECHNICKÉHO KONOPÍ PRO ENERGETICKÉ ÚÈELY ................................................... 62 D. Plítil Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha METODA MATEMATICKÉHO MODELOVÁNÍ TEPELNÝCH TRANSFORMÁTORÙ ............ 65 S. I. Pastuenko(1), V. S. ebanin(1), V. A. Dubrovin(2) Státní zemìdìlský ústav Nikolajev (2) Národní zemìdìlská univerzita Kyjev (1) ØÍZENÍ PRACOVNÍCH PROCESÙ EKOLOGICKÉ TECHNIKY ................................................. 71 V. A. Dubrovin, V. G. Mironenko Národní zemìdìlská univerzita Kyjev PALIVÁØSKÉ VLASTNOSTI METYLESTERU ØEPKOVÉHO OLEJE ..................................... 76 M. Polák Èeská zemìdìlská universita v Praze KONOPÍ, EKONOMIKA A PERSPEKTIVA PÌSTOVÁNÍ V ÈR ................................................ 80 V. Sladký KPS Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha BIOENERGETICKÉ SUROVINY LOGISTIKA A VÝROBNÍ TECHNOLOGIE ....................... 86 J. Souèek Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha VLIV STANOVITÌ, HNOJENÍ DUSÍKEM A TERMÍNU SKLIZNÌ NA VÝNOSY FYTOMASY, OBSAH VODY A OBSAH IVIN U VYBRANÝCH ENERGETICKÝCH PLODIN .......................................................................................................... 90 Z. Strail Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha KONCEPCIA VYUITIA BIOMASY V REZORTE PÔDOHOSPODÁRSTVA SR ...................... 94 F. Zacharda, . Pepich Technický a skúobný ústav pôdohospodársky, Rovinka, SR KOMPLEXNÍ SYSTÉM ENERGETICKÉHO VYUITÍ BIOMASY - LINKA NA ZPRACOVÁNÍ BIOMASY ........................................................................................................ 97 V. ák1), O. Muík2) 1) Ekologie, s.r.o. 2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha REOLOGIE POPÍLKÙ PØI SPALOVÁNÍ SMÌSI UHLÍ - BIOMASA ......................................... 103 J. Andertová(1), D. Andert(2) , J. Frydrych(3) VCHT, Ústav skla a keramiky Praha (2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha (3) OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov (1) KOTELNY NA BIOMASU A VÝROBA EL. ENERGIE ............................................................... 106 D. Andert 1),J. Frydrych 2) 1) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha 2) OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov STAV A PERSPEKTIVY VÝROBY BIOETHANOLOVÉHO PALIVA V ÈESKÉ REPUBLICE A DALÍCH ZEMÍCH .............................................................................................. 110 P. Jeviè1),3), T. Václavek2), Z. edivá1), M. Pøikryl3) 1) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha 2) Chemoprojekt, a.s. Praha 3) Èeská zemìdìlská univerzita Praha Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Význam biomasy v kontextu trvalého zásobování energiemi a rozvoje venkovského prostoru je vak potøeba urychlenì iniciovat i zpracovatelský sektor, který by nabídnutou produkci biomasy dokázal zpracovat a zastøeit ji energetickým efektem. Podporu MZe pro cílené pìstování plodin k energetickému vyuití mùeme rozdìlit do ètyø základních oblastí: Dle informací vyplývajících ze zprávy Asociací pro vyuívání obnovitelných zdrojù je v souèasné dobì v Èeské republice k dispozici 9 037 tis. tun dostupné biomasy a dále je odhadováno, e vyuitelné biomasy je 13 693 tis. tun. To jsou údaje, které jasnì formulují vysoký energetický potenciál biomasy v Èeské republice a dávají základ k vytváøejí dostateènì velkého prostoru pro její uplatnìní. V souèasné dobì je v Èeské republice jednak cca 0,5 mil. ha nevyuité pùdy a dále znaèný prostor orné pùdy, který je v souèasnosti vyuíván jetì pro produkci potravin, ale výhledovì je poèítáno, e bude vyuit k pìstování biomasy vhodné pro energetické vyuití. V horizontu do 30 let lze uvaovat o vyuití ploch pro pìstování biomasy v rozsahu a 1,5 mil. ha zemìdìlské pùdy. To pøedstavuje cca 35 % zemìdìlské pùdy v Èeské republice. § § Ministerstvo zemìdìlství není ji dlouhou dobu jen státním orgánem zastøeujícím zemìdìlskou produkci potravin v ÈR, ale zaujímá daleko irí platformu a to v oblasti rozvoje venkova a péèe o krajinu. A v tomto prostoru øízené èinnosti má pak i vyuití osevních ploch pro pìstování biomasy a vlastní vyuití biomasy jiný rozmìr, irí spoleèenský význam, výrazný ekonomický potenciál a v neposlední øadì nezastupitelnou úlohu v oblasti ochrany ivotního prostøedí a ochrany krajiny. S pøijetím ÈR do Evropské unie se i Èeská republika zaøazuje nejen do systému spoleèné zemìdìlské politiky, ale i do pomìrnì citlivých struktur naplòování zásad ochrany ovzduí, ochrany ivotního prostøedí a rozvoje vyuívání obnovitelných zdrojù energií. Ze základních dokumentù je to napøíklad Kjótský protokol k rámcové úmluvì OSN z roku 1997, který stanoví sníení emisí CO2 do roku 2012 o 5,2 % a pro evropské zemì vèetnì ÈR o 8 %. Je to Bílá kniha z roku 2000, která stanoví indikaèní cíl pro rok 2010 zajistit 12 % podílu obnovitelných zdrojù energie na celkovém trhu s energie. Velkým problémem zùstává doprava, a tak EU vydala Smìrnici 2003/30/EC z roku 2003, ve které stanoví pro èlenské zemì indikaèní cíl náhrady fosilních paliv v dopravì biopalivy a to v roce 2005 2 % a v roce 2010 5,75 %. Jsou to cíle sice ekonomicky a organizaènì nároèné pro kadý stát, ale dávají nový prostor nejen pro dalí rozvoj zemìdìlství a rozvoj venkova, ale pøedevím dalí prostor pro uplatnìní pracovních sil a oivování ekonomiky v zemìdìlských podnicích i zpracovatelských subjektech. Produkce a zpracování hustì setých obilovin pro výrobu bioetanolu, jako dílèí náhrada motorových benzínù. Intenzivním jednáním se podaøilo MZe ve vládì projednat záruku programu výroby 2 mil. hektolitrù bioetanolu pro uplatnìní v dopravì. Toto pøedstavuje zpracování obilovin cca ze 130 tis. ha. V souèasné dobì se rozbíhá realizace výstavby lihovarù a cílem je vyuít jejich produkci bioetanolu v plném rozsahu od roku 2007. Produkce a zpracování semene øepky olejné pro výrobu metylesteru øepkového oleje a jeho uplatnìní jako dílèí náhrady motorové nafty. Tento program je podporován MZe od roku 1999. Pøímá podpora výroby metylesteru øepkového oleje pro výrobu smìsného paliva s motorovou naftou byla notifikována v EU a je pøedloena ve formì Návrhu naøízení vlády k projednání ve vládì. Je pøedpokládáno podpoøit výrobu 100 tis. tun metylesteru øepkového oleje, co pøedstavuje zpracování cca 280 tis. tun øepky z plochy cca 100 tis. ha. Výe uvedené programy vyuití biomasy pro náhradu fosilních paliv v dopravì by mìly být plnì realizovány od roku 2007 v systému sortimentního pøimíchávání biopaliv do benzínù a motorové nafty dle evropských norem (pøevánì do 5 % obsahu biopaliva). Realizace tìchto programù je legislativnì dotváøena v novele zákona è. 86/2002 Sb., o ochranì ovzduí, kde se specifikují podmínky pro uplatnìní biopaliv v ÈR. - § 3, odst. 10 zákona è. 92/2004 Sb. § - - K této problematice iniciativnì pøistupuje i ministerstvo zemìdìlství, které ve svém Resortním programu úspor energií a vyuívání obnovitelných zdrojù energií vytváøí pomìrnì iroký rámec pro poskytování podpor v této oblasti. Ty by mìly nasmìrovat jednak zemìdìlské prvovýrobce k pøehodnocení svých podnikatelských struktur a vyuití osevních ploch nepotøebných pro potravináøské vyuití na pìstování energetických plodin. Soubìnì s tím § 7 Produkce a zpracování bylin a rychlerostoucích døevin pìstovaných na energetické vyuití. MZe tuto oblast øeí pøímými podporami pro pìstitele a to: Podpora pìstování bylin na orné pùdì pro energe tické vyuití. Podpora je zajiována pro rok 2004 prostøednictvím PGRLF a od roku 2005 by mìla být podpora zajiována MZe z národních podpor. Rozsah podpory je 2000 Kè.ha-1 pìstované byliny. Podpora rychlerostoucích døevin. Podpora je realizována v rámci Horizontálního plánu rozvoje venkova. Podporováno je zaloení porostu a to èástkou 75 000 Kè.ha-1 u reprodukèních porostù a 60 000 Kè.ha-1 u produkèních porostù. V prùbìhu produkèních let se ji jiná podpora neposkytuje. Produkce ostatní biomasy. MZe vyhlásilo pøedevím v rámci environmentálních opatøení øadu programù, které naplòují specifický úèel etrné péèe o ivotní prostøedí a krajinu. Pøi tìchto programech je produ Zemìdìlská technika a biomasa 2004 kováno znaèné mnoství biomasy, které se hodí k energetickému vyuití zejména v bioplynových stanicích. Výrazným zdrojem biomasy jsou i vedlejí produkty, které vznikají pøi zpracování plodin èi dalí zemìdìlské èinnosti. Je to napøíklad sláma, rostlinné zbytky, zelená hmota, exkrementy zvíøat, odpady ze zpracování zemìdìlských produktù. Ty je nutno také zpracovat a efektivnìji vyuít ne doposud. Právì jejich vyuití pro energetické úèely je dalím ekonomickým pøínosem pro pìstitele. Nemalým zdrojem biomasy je lesní produkce. I zde je relativnì nízké vyuití zdrojù. Soubìnì s restrukturalizací zemìdìlské výroby a jejím pøechodem na pìstování biomasy pro energetické vyuití je nutné zajistit podporu podnikatelských aktivit pøi rozvoji nových zpracovatelských kapacit na biomasu. MZe se snaí tuto oblast aktivizovat v Operaèním programu MZe. Jde zejména o programy: - Prohloubení diverzifikace zemìdìlských èinností, výroba a zpracován biomasy pocházející z vlastní zemìdìlské èinnosti a její uvádìní na trh. Diverzifikace zemìdìlských aktivit a aktivit blízkých zemìdìlství - vyuití alternativních zdrojù energie max. do 5 MW. Jedná se o podporu investièních projektù. Podpora je øeena jako pøímá nenávratná podpora a forma podpory je podílové financování. Výe podpory je do 50 % pøijatelných výdajù. Roziøující se plochy pìstování biomasy dávají velký prostor pro uplatnìní nových sklizòových technologií, které ji pøináejí potøebnou efektivitu v procesu zpracování. Dostupnost moderních strojù a technologických linek vyuívání biomasy znaènì urychlí. Ing. Oldøich Jeníèek Ministerstvo zemìdìlství ÈR Praha odbor rozvoje venkova a ekologie 8 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 EKONOMIKA A KONKURENCESCHOPNOST BIOPALIV Z. Abrham, M. Kováøová, T. Kuncová Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha Po vstupu ÈR do EU lze oèekávat, e se jetì výraznìji ne dosud projeví pøebytek zemìdìlské pùdy, která nebude uplatnitelná pro produkci potravin a postupnì bude docházet k nárùstu ploch prùmyslových a energetických plodin a pøedevím k dalímu výraznému rozíøení ploch trvalých travních porostù. Jedním z hlavních dùvodù pomalého rozvoje energetického vyuití biomasy je nepøíznivá ekonomika pìstování, zpracování a vyuití biopaliv a tvrdá konkurence ostatních fosilních zdrojù energie. V roce 2004 jsme analyzovali ekonomiku pìstování a skliznì vybraných energetických plodin a jejich vyuití pro transformaci na tepelnou energii. Cílem bylo posoudit celkovou ekonomiku výroby biopaliv, zhodnotit vliv dotací na jejich cenu a konkurenceschopnost na trhu paliv. Metoda Výbìr plodin Pro hodnocení byly vybrány následující energetické plodiny: a) víceleté plodiny - ovík Uteua (novì vylechtìná odrùda vhodná pro energetické úèely), køídlatka Bohemica, chrastice rákosovitá b) jednoleté plodiny - penice ozimá (vyuití celé produkce pro energetické úèely), èirok c) vyuití zbytkové biomasy (slámy) po trní realizaci zrna § tritikale (energetické vyuití slámy po trní realizaci zrna) § kukuøice (energetické vyuití zbytkové biomasy po sklizni na zrno) Dotace Vstupem do EU se od roku 2004 systém dotací výraznì zmìnil. Vedle nárokù na èerpání podpor, které vycházejí z èlenství v EU, bylo mono zachovat i národní podpory, které nejsou v rozporu s pravidly Spoleèné zemìdìlské politiky. Pro pìstování energetických a prùmyslových plodin lze tedy v roce 2004 vyuít následující dotace: § § § jednotná platba na plochu (SAPS) - pro rok 2004 stanovena ve výi 57 EUR na hektar zemìdìlské pùdy doplòková pøímá platba (TOP UP) - pro rok 2004 stanovena ve výi do 2500 Kè na hektar orné pùdy, skuteèná výe podpory vak byla pouze 1477 Kè na hektar orné pùdy podpora podle dotaèního titulu Zaloení a údrba porostù bylin pro energetické vyuití pìstovaných na orné pùdì (PGRLF) - pro rok 2004 byla výe podpory stanovena na 2000 Kè na ha orné pùdy vyuívané pro pìstování vybraných druhù energetických bylin (z vybraných energetických plodin se tato podpora vztahuje na ovík krmný a chrastici rákosovitou). Pro tritikale a kukuøici, kde se uvauje energetické vyuití slámy po trní realizaci zrna, je kalkulována dotace na slámu ve výi 15 % celkové dotace na plodinu. U køídlatky jsou zatím monosti rozíøení pìstebních ploch omezeny trvajícím sporem, zda se jedná o vhodnou energetickou plodinu nebo invazivní plevel. Z tìchto dùvodù nejsou u køídlatky ve výpoètech uvaovány ádné dotace. Náklady na pìstování Základem kalkulace nákladù pro plodiny pìstované k energetickým úèelùm byly modelové technologické postupy. Èlenìní technologických postupù podle technologických operací dává monost u nich podrobnì zjiovat náklady a snadnìji analyzovat vliv jednotlivých faktorù a monost provést kalkulace nákladù pro odliné místní podmínky. Pøi výpoètech ekonomiky pìstování jednotlivých energetických plodin se vychází ze základního èlenìní nákladù na variabilní a fixní. Ekonomické výpoèty jsou zpracovány pro výrobní oblasti ve kterých je pìstování dané energetické plodiny vhodné. Vechny kalkulace vycházejí z prùmìrných údajù a cenových relací roku 2004. Výsledky jsou zpracovány do následující struktury údajù: § materiálové náklady (organická, prùmyslová a vápenatá hnojiva, osivo a sadba, chemické pøípravky) vycházejí z údajù modelových technologických postupù, § náklady na mechanizované práce vycházejí z doporuèených strojových souprav a rozsahu vyuití souprav v modelových technologických postupech. Jako doplòkové údaje se uvádìjí spotøeba paliva a potøeba práce obsluhy strojù, variabilní náklady celkem (souèet materiálových nákladù a nákladù na mechanizované práce), § variabilní náklady celkem, § fixní náklady obsahují nájemné pùdy, danì, odpisy a opravy staveb, úroky z úvìrù, výrobní a správní reii. Fixní náklady byly stanoveny metodou odborného odhadu podle dostupných informací ze statistických sledování a ze sledování v zemìdìlských podnicích. Náklady na zpracování produktu Pro výpoèty byly zvoleny následující formy zpracování energetického produktu: 9 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 § § øezanka, lisované balíky - zpracování produktu do formy øezanky nebo do velkoobjemových balíkù je zahrnuto v technologických postupech a tedy i náklady jsou ji zahrnuty v nákladech na pìstování a sklizeò plodiny. brikety, pelety - náklady na briketování a peletování vychází z podkladù získaných od výrobcù, jejich velikost závisí pøedevím na výkonnosti linky a dále na kvalitì, stavu a vlhkosti zpracovávané suroviny. Podle dostupných informací od výrobcù se pohybují u briketovacích linek cca od 600 do 1200 Kè.t-1, u peletovacích linek od 500 do 1000 Kè.t-1. Vzhledem k niím poadavkùm na dosouení suroviny jsou uvaovány prùmìrné náklady na briketování ve výi 800 Kè.t-1 a prùmìrné náklady na peletování ve výi 700 Kè.t-1. Náklady na jednotku energetické produkce Výnos energetického produktu je udáván pøi standardním obsahu 85% suiny. Poèítá se s uskladnìním sklizeného produktu ve stávajících velkokapacitních senících, kde se materiál nechá dosuit a udrovat na 85% suiny. To umoní dosáhnout nií náklady na briketování a peletování. Výhøevnost je udávána pro øezanku a balíky pøi 15 % vlhkosti, pro brikety a pelety pøi 12 % vlhkosti. Výsledným ekonomickým ukazatelem jsou tedy náklady na jednotku energie v dané formì rostlinného produktu pøipraveného ke spalování v Kè.GJ-1. Výhøevnost je udávána u balíkù a øezanky pøi vlhkosti 15%, u briket a pelet pøi vlhkosti 12%. Výsledným ekonomickým ukazatelem jsou tedy náklady na jednotku hmotnosti biopaliva (Kè.t-1) a dále na jednotku energie v dané formì biopaliva pøipraveného ke spalování (Kè.GJ-1). Výsledky a diskuse Výsledky modelování ekonomiky vybraných energetických plodin a jejich následného zpracování do rùzných forem vhodných pro spalování jsou uvedeny v tabulce 1 a vycházejí z následující struktury údajù: Náklady na jednotku základního energetického produktu z biomasy (øezanka, lisované balíky) zámìrnì pìstovaných energetických plodin se bez dotací pohybují cca od 1000 do 1600 Kè.t-1 (výjimkou je èirok s náklady pøes 2000 Kè.t-1, který se jeví jako ekonomicky nevhodná energetická plodina). Pøi vyuití dotací se celkové náklady na jednotku energetického produktu sníí na cca 520 a 1200 Kè.t-1. Ekonomicky výhodné se jeví vyuití zbytkové biomasy po sklizni a trním vyuití hlavního produktu (tritikale, kukuøice), kde náklady na jednotku energetického produktu se pohybují cca od 470 do 790 Kè.t-1. Pøi uplatnìní tohoto paliva na trhu jsou hlavním konkurentem piliny a netøídìné hnìdé uhlí. V grafu na obr. 1 jsou náklady na produkty z biomasy uvedeny v porovnání s cenou tìchto konkurentù. Z grafu je zøejmé, e bez dotací jsou ekonomicky výhodné jen energetické produkty ze zbytkové biomasy (tritikale, kukuøice), ostatní nejsou na sou- èasném trhu paliv ekonomicky konkurenceschopné. Pøi vyuitím stávajících dotací se konkurenceschopnost tìchto plodin výraznì zlepí. Vzhledem k tomu, e energetické produkty z biomasy nemají shodnou výhøevnost s porovnávanými palivy, je vhodné posuzovat i výsledné náklady na jednotku energie v palivu. Konkurenceschopnost energetických produktù z biomasy se v tomto ukazateli mírnì zhoruje. Náklady na jednotku energie v palivu jsou uvedeny na obr.2. Energetický produkt ve formì øezanky nebo lisovaných balíkù je vak úèelné spalovat pøedevím v místì vzniku, doprava na vìtí vzdálenosti výraznì zhoruje ekonomiku. Technologicky je pak vhodný pro velké teplárny a elektrárny pøípadnì pro kotelny místního dálkového vytápìní. Pro vytvoøení ploného trhu s biopalivy a jejich vyuívání pro lokální vytápìní rodinných domkù je vhodnìjí biomasa ve formì briket nebo pelet. Porovnání ekonomiky briket a pelet z biomasy ve srovnání s hlavním konkurentem na trhu paliv je uvedeno ve vztahu na jednotku hmotnosti na obr. 4 a ve vztahu na jednotku energie na obr. 5. Pro srovnání se vyuívá cena paliv u výrobce a bez danì. Závìr V oblasti rostlinné biomasy se jeví výhodné vyuití zbytkové biomasy po sklizni a trním vyuití hlavního produktu. Zámìrnì pìstované energetické plodiny se budou z hlediska výsledné ekonomiky na trhu paliv bez dotací jen obtínì prosazovat. S vyuitím dotací se ekonomika energetických plodin a jejich konkurenceschopnost na trhu paliv výraznì zlepí. Pøi pøípravì a realizaci podnikatelského zámìru na delí èasové období zùstává urèitým problémem jistota a výe dotaèních podpor. Ekonomicky pøíznivìjí se jeví víceleté energetické plodiny. Kromì tohoto úzkého pohledu na ekonomiku energetických plodin je vak tøeba konstatovat, e jejich pøínos a význam je i v dalích oblastech, napø.: § racionální vyuití zemìdìlské pùdy, sníení zaplevelenosti § vytvoøení nových pracovních pøíleitostí § zvýení ekonomické stability zemìdìlských podnikù § úspora neobnovitelných zdrojù energie § pøíznivý vliv na ivotní prostøedí. V oblasti produkce a vyuití rostlinné biomasy k energetickým úèelùm èeká výzkum jetì mnoho práce a objasnìní nedoøeených otázek. K tìm nejvýznamnìjím patøí: § hledání vhodných energetických plodin a úsporných technologií jejich pìstování, skliznì a zpracování § významným prvkem pro ploné zvýení vyuití biomasy je dosud nedoøeená standardizace biopaliv § doøeena není logistika a distribuce biopaliv ke koneènému spotøebiteli a ta mùe pøedstavovat významnou poloku v koneèné cenì biopaliva (v souèasné dobì jsou tedy výhodné pøedevím varianty, 10 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 náklady na energetickou øezanku (Kè.t-1)) 2500 2000 1500 Døevìné piliny 1000 Hnìdé uhlí 500 0 chrastice ovík køídlatka tritikale bez dotací èirok penice kukuøice s vyuitím dotací Obr.1. Porovnání nákladù na biopaliva ve formì øezanky s hlavními konkurenty na trhu náklady na energetickou øezanku (Kè.t-1)) 2500 2000 1500 Døevìné piliny 1000 Hnìdé uhlí 500 0 chrastice ovík køídlatka tritikale bez dotací èirok penice kukuøice s vyuitím dotací Obr.2. Porovnání ceny energie biopaliv ve formì øezanky s hlavními konkurenty na trhu 11 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 3500 -1 biopaliva brikety - náklady (Kè.t ) 3000 2500 2000 Hnìdouhelné brikety 1500 1000 500 0 chrastice ovík køídlatka tritikale Bez dotací èirok penice kukuøice S vyuitím dotací Obr.3. Porovnání nákladù na biopaliva ve formì briket s hlavními konkurenty na trhu 250 biopaliva brikety - náklady (Kè.Gj-1) 200 150 Hnìdouhelné brikety 100 50 0 chrastice ovík køídlatka tritikale Bez dotací èirok penice S vyuitím dotací Obr.4. Porovnání ceny energie biopaliv ve formì briket s hlavními konkurenty na trhu 12 kukuøice Zemìdìlská technika a biomasa 2004 § kdy výrobce biomasy je zároveò výrobcem energie a jejím hlavním spotøebitelem). pozornost je tøeba vìnovat ovìøování a vývoji nových technologií transformace biomasy na energii, jejich ekonomice a vlivu emisí na ivotní prostøedí. Literatura: 1. ABRHAM Z. a kol.,1998. Náklady na provoz zemìdìlských strojù. IVVZ MZe ÈR, Praha, 56 s. 2. ABRHAM, Z., JEVIÈ, P., KOVÁØOVÁ, M.: Prùmyslové a energetické vyuití slámy a stébelnaté fytomasy, Praha, Agromagazin è. 10/2002, roè.3, s. 45-48, ISSN 12126667 3. EUROPEAN COMMISSION, 1997. Energy for the future - Renewable sources of energy, White paper for a Community Strategy and Action Plan. COM (97) 599 final (26/11/1997) 4. KÁRA, J., STRAIL, Z., HUTLA, P. a kol.: Technologické systémy pro vyuití biopaliv z energetických plodin, VÚZT Praha, 2003, výzkumná zpráva Z-2427 5. SLADKÝ V., DVOØÁK J., ANDERT D., 2002. Obnovitelné zdroje energie fytopaliva, Praha, VÚZT, è. 2/ 2002, ISBN80-238-9952-X 6. PELLETIA s.r.o.. http://www.pelletia.cz 7. BRIKLIS spol s.r.o.. http://www.briklis.cz 8. MOSTECKÁ UHELNÁ SPOLEÈNOST, a.s.. http:// www.mus.cz/mus/produkty/cenik.html 9. SOKOLOVSKÁ UHELNÁ, a.s. http://www.suas.cz/ index.php?menu=26 Kontaktní adresa: Ing. Zdenìk Abrham, CSc. VÚZT Praha Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Ruzynì tel.: 233022399 e-mail: [email protected] 13 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 ANALÝZA SOUÈASNÉHO STAVU A PERSPEKTIVY VYUÍVÁNÍ BIOMASY PRO ENERGETICKÉ ÚÈELY V ÈESKÉ REPUBLICE J. Kára1),2), R. Adamovský2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 2) Technická fakulta, Èeská zemìdìlská univerzita, Praha 1) 1. Úvod Biomasa je nejstarí formou paliva, které lidstvo vyuívá od doby objevení ohnì. Snahy o vyuívání biomasy pro generování energie vyplývají v posledních 10 letech v Èeské republice zejména z enviromentálních, spoleèenských, ekonomických a politických tlakù, které usilují o sníení spotøeby fosilních paliv vyuitím obnovitelných zdrojù energie. Z hlediska jednotlivých druhù, jejich potenciálu a budoucího vývoje má právì biomasa prioritní postavení mezi obnovitelnými zdroji energie a rozhodující podíl na celkové produkci energie. V souèasné dobì je z biomasy v Èeské republice produkována energie v hodnotì 17 930 TJ·r-1, co reprezentuje 2,53 % celkové spotøeby energie. Technický potenciál vyuitelný souèasnými technologiemi je 61 770 TJ·r-1 a ekonomický potenciál limitovaný dobou návratnosti 8 let je 50 960 TJ·r-1. Z celé øady zpùsobù vyuití biomasy k energetickým úèelùm pøevládá v praxi ze suchých procesù (obsah suiny je vìtí ne 50 %) spalování biomasy, z mokrých procesù výroba bioplynu anaerobní fermentací. Z ostatních zpùsobù dominuje výroba metylesteru kyselin bioolejù získaných v surovém stavu ze semen olejnatých rostlin. Tab.1. Bioplynové stanice v zemìdìlských provozech Èeské republiky Bioplynová stanice Zahájení provozu Tøeboò 1973 Kromìøí 1985 Kladruby 1989 Objem fermentorù 3 [m ] Produkce bioplynu 3 -1 [m ·den ] Teplota ve fermentoru [°C] Vyuití bioplynu Investièní náklady 6 [10 Kè] kejda prasat 200 3 200 èistírenský kal 40 kejda prasat 180 2 800 2 x 9 802 4000 a 6000 39 - 41 výroba tepla a elektrické energie 42,0 3 800 35 -40 výroba tepla X 2 x 1 200 2 200 39 -41 Zpracovaný materiál 3 -1 -1 [m ·den , t·den *] èistírenský kal 100 kejda prasat 100 chlévská mrva 3 500 výroba tepla a elektrické energie výroba tepla a elektrické energie výroba tepla a elektrické energie výroba tepla a elektrické energie výroba tepla a elektrické energie výroba tepla a elektrické energie 36,0 Plevnice 1991 kejda prasat 80 2 x 1 100 1 700 39 - 41 Mimoò 1994 kejda prasat 120 2 x 1 800 3 500 42 - 45 ebetov 1993 kejda prasat 120 2 x 2 000 2 000 39 41 700 1 000 42 - 44 21* 6 x 85 600 35 - 40 11* 8 x 180 350 35 - 40 výroba tepla 3,5 44* chlévská mrva kejda skotu 170* kejda prasat 8 x 170 1 200 35 40 výroba tepla 8,5 2 160 2 700 37 výroba tepla 48,0 Trhový tìpánov 1994 Jindøichov 1989 Výovice 1987 Hustopeèe 1986 Skalice 1993 kejda prasat 10 kejda skotu 10 slamnatý hnùj chlévská mrva slamnatý hnùj chlévská mrva slamnatý hnùj 14 14,0 X X 17,8 5,5 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 2. Souèasné a perspektivní zpùsoby vyuití biomasy k energetickým úèelùm 2.1 Výroba bioplynu Anaerobní fermentace zemìdìlských organických materiálù majících nízkou suinu se jeví velmi efektivní, protoe øeí tøi základní problémy zemìdìlské prvovýroby: ochranu ivotního prostøedí v okolí stájových objektù, výrobu kvalitních organických hnojiv, výrobu energie. Bioplynové stanice v Èeské republice zpracovávající exkrementy z velkochovù hospodáøských zvíøat byly realizovány s významnou státní finanèní podporou v rámci státních cílových programù a výzkumných projektù v letech 1982 1992. Základní údaje o bioplynových stanicích, které zpracovávají zemìdìlské tuhé i tekuté odpady v Èeské republice jsou uvedeny v tab. 1. Perspektivní potøeba bioplynových stanic zamìøených na likvidaci odpadù ze ivoèiné výroby je øádovì 200 300. Pøedpokládá se vak, e tyto bioplynové stanice budou zpracovávat rovnì biologicky rozloitelné materiály z komunální sféry a odpady z potravináøského prùmyslu. V komunální sféøe se v souèasné dobì, èasto v kombinaci s výstavbou bioplynových stanic, uskuteèòuje rekonstrukce a výstavba èistíren odpadních vod ve venkovských oblastech. Na tyto projekty je moné pøi splnìní podmínek získat finanèní podporu z Ministerstva ivotního prostøedí. Rovnì v komunálních skládkách tuhých domovních odpadù jsou v souèasné dobì instalovány systémy pro získání a vyuití bioplynu. § § § 2. 2 Bionafta pro vznìtové motory V prùbìhu realizace projektu zpracování øepky olejné na motorové alternativní palivo pro vznìtové motory se v roce 1991 ustoupilo pod tlakem technických a ekonomických podmínek od pùvodního zámìru pouívat èistý metylester øepkového oleje k vyuívání smìsného paliva s obsahem 30 36 hmotnostních % metylesteru øepkového oleje s ropnými produkty tak, aby smìsné palivo splnilo podmínku biologické rozloitelnosti na 90 % za 21 dní. Metylester kyselin øepkového oleje (dále MEØO) se lií chemickým sloením od ropných produktù, ale jeho mìrná hmotnost, viskozita, výhøevnost i prùbìh spalování se témìø shodují s motorovou naftou. MEØO se ve srovnání s motorovou naftou vyznaèuje lepími pozitivními vlivy na ivotní prostøedí, vykazuje lepí parametry v emisích CO2, SO2 a kouøivosti. Vyí jsou emise NOx, co lze eliminovat seøízením motoru. Praktické vyuití usnadòuje neomezená mísitelnost metylesteru s motorovou naftou. Urèitým problémem pøi vyuití smìsného paliva je zkrácení intervalù výmìny motorového oleje vyvolané jeho zøedìním. Pøi teplotách pod 5°C se ukázaly problémy s dopravou paliva z nádrí k motoru a pøi startování stude- ného motoru. Tyto problémy byly odstranìny sníením obsahu metylesteru øepkového oleje ve smìsném palivu na 31 hmotnostních %. Tato smìs se chová prakticky jako motorová nafta. V souèasné dobì je v Èeské republice v provozu pøiblinì 15 výroben MEØO, které mají výrobní kapacitu 150 000 t roènì. Výrobní kapacity vak nejsou plnì vyuity, v roce 2002 bylo vyrobeno 104 000 t. Pøi celkové roèní spotøebì motorové nafty 2,66.106 t tvoøil podíl smìsného paliva na této spotøebì 8,9 %. 2.3 Bioetanol pro záehové motory Roèní spotøeba automobilových benzinù se v Èeské republice pohybuje okolo 2 · milionù tun. Benziny se vyrábìjí bezolovnaté a více ne polovinu spotøeby tvoøí benziny typu Natural. Ovìøovány byly dva zpùsoby vyuití bioetanolu pro záehové motory, pøimíchávání 5 % bezvodého etanolu nebo 15 % etyl-terc-butyléteru (dále ETBE) do automobilového benzinu. Z hlediska zpracovatelù v petrochemickém prùmyslu i prodejcù se ukázalo provoznì výhodnìjí pouití ETBE, pøesto nelze vylouèit pøímé míchání bioetanolu pro nií celkové náklady. Pøiblinì 90 % lihu se vyrábí z cukrové øepy. Nové trendy uití paliváøského bioetanolu vyadují intenzifikovat stávající výrobu lihu a realizovat výstavbu dalích moderních provozù pøedevím na zpracování obilí. Obilní výpalky z lihovarù mohou být vyuity jako velmi kvalitní bílkovinný komponent krmných smìsí. Novì postavené i rekonstruované provozy lihovarù by mìly dokázat zpracovat jak obilí, tak i cukrovou øepu. V souèasné dobì se pøedpokládá zajistit výrobu paliváøského bioetanolu z jedné poloviny z obilí a z druhé z cukrovky. Nadìjné jsou výzkumné práce výroby etanolu pomocí hydrolýzní technologie výroby cukrù pro alkoholové kvaení z celulózních materiálù. Nutnou podmínkou pro realizaci programu vyuití bioetanolu v záehových motorech je nezdanìní podílu bioetanolu v motorovém palivu. Dále pak státní dotace rozdílu ceny paliva získaného z fosilního a obnovitelného zdroje, tj. bioetanolu. V souèasné dobì se program vyuití bioetanolu jako komponentu paliv záehových motorù realizuje v Èeské republice velmi pomalu. Postupná modernizace stávajících a výstavba nových provozù výroby bioetanolu i výe uvedená státní podpora mùe proces urychlit. 2.4 Spalování biomasy Energetický potenciál spalitelných materiálù biologického pùvodu je v Èeské republice znaèný. Jejich spoleèným znakem je rozptýlenost po území republiky a zároveò relativní blízkost a vyuitelnost v rámci venkovského osídlení i zemìdìlských podnikù. Odhaduje se, e tyto zdroje by mohly pokrýt 40 50 % spotøeby tepla pro vytápìní domù na venkovì a vekeré suárenské potøeby tepla 15 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 2. Ceny tepla pøi 40 % státní finanèní dotaci a bez dotace v závislosti na instalovaném výkonu zdroje tepla Instalovaný výkon zdroje Mìrné investièní náklady tepla -1 [Kè.kW ] [kW] 500 13 678 1 000 10 994 1 500 9 565 2 000 8 374 v zemìdìlství. V souèasné dobì zùstává v dùsledku vysokého podílu pìstovaných obilovin, bezstelivového ustájení dobytka i omezení jeho chovu, èást produkce slámy ve stozích, kde podléhá zkáze. Rovnì v lesích dosud leí nevyuito mnoho døevního odpadu,který je zdrojem nemocí a kùdcù lesa. Obecnì tedy zatím není v Èeské republice spalování biomasy rozíøené tak, jak by odpovídalo pøírodním podmínkám a technologickým monostem výrobcù. V souèasné dobì se pro spalování biomasy vyrábí v Èeské republice pomìrnì iroký sortiment zaøízení s dobrou technickou úrovní. Jsou to lokální topidla, krbová kamna, kotle pro ústøední vytápìní s výkonem do 500 kW a rovnì velká spalovací zaøízení pro blokové kotelny a centrální výtopny o výkonech øádovì nìkolik megawattù. Odhaduje se, e v Èeské republice je v provozu asi 40 · 103 kotlù na døevo pro vytápìní rodinných domkù o výkonu 25 75 kW. Pøiblinì 60 kotlù do výkonu 500 kW a 27 kotlù o výkonu pøes 1 MW je vyuíváno pro spalování biomasy v centralizovaných soustavách zásobování teplem obcí. Technologické zdroje tepla pro spalování biomasy o výkonech pøes 200 kW jsou realizovány asi ve 45 výrobních provozech. Hlavními palivy je døevo, døevní odpady a ve vìtích zdrojích sláma obilovin, pøípadnì øepky olejné. Døevo je povaováno za palivo místního významu, ale do místa spotøeby se dováí z relativnì velkých vzdáleností 15 60 km. Cena lesní tìpky se pohybuje po zpracování okolo 1 000 Kè.t-1 a po skladování a dalí dopravì 1 150 1 300 Kè.t-1. Slámu povaujeme za palivo produkované v místì spotøeby a pøepravované na vzdálenost maximálnì 5 km. Cena slámy po sklizni a dopravì do skladu se blíí 600 Kè.t-1, po skladování a dalí dopravì asi 800 1 100 Kè.t-1. Uvedené ceny jsou reálné pøi spalování biomasy v kotlích ústøedního vytápìní domù, resp. meních provozù. Jiná situace je u centrálních výtopen, kde je nutné do ceny tepla zapoèítat náklady na kotel a kotelnu, ale i náklady na rozvody tepla a pøedávací stanice. Z analýzy provozu ji vybudovaných centralizovaných soustav zásobování teplem obcí, jednotlivých mìrných investièních nákladù a ceny slámy 850 Kè.t-1 jsou v tabulce 2 zpracovány ceny vyrobeného tepla pøi 40 % finanèní dotaci státu a bez dotace v závislosti na instalovaném výkonu zdroje tepla. Doba ekonomické ivotnosti investice je uvaována 12 let. s dotací 40 % -1 [Kè.GJ ] 397 288 257 245 Cena tepla bez dotace -1 [Kè.GJ ] 512 365 325 307 Uvedená analýza se týká výstavby nových centrálních zdrojù tepla pro rodinné domy a terciální sféru meních obcí. Z pohledu investora, tedy obvykle Obecního úøadu je finanèní øeení investice reálné. Investor mùe poádat o podporu ze Státního fondu ivotního prostøedí Èeské republiky. Za pøedpokladu, e mu podpora bude pøiznána, mùe získat a 80 % investièních nákladù, pøièem 40 % je státní dotace a zbývajících 40 % je bezúroèná pùjèka. To znamená, e investor musí mít k dispozici jen 20 % investièních prostøedkù, co se jeví velice výhodné. Situace je vak mnohem sloitìjí. Z hlediska odbìratele je v souèasné dobì v Èeské republice akceptovatelná cena tepla 300 Kè.GJ-1. To znamená, jak vyplývá z tabulky 2, e i pøes relativnì vysokou státní podporu nejsou pøi stávajících cenových relacích energie a investièních nákladech efektivní zdroje tepla o instalovaném výkonu niím ne 1 000 kW. Nezíská-li investor státní finanèní dotaci, pak na hranici efektivnosti jsou i zdroje o instalovaném výkonu 2 000 kW. Podmínky pro efektivní vyuívání energetických systémù spalování biomasy se v Èeské republice zaèínají vytváøet. Budují se ústøední zdroje tepla pro spalování døevní tìpky, polen a døevních briket do výkonu 500 kW. V centralizovaných soustavách zásobování teplem se uvauje zejména se spalováním slámy ve zdrojích o tepelném výkonu 1 000 2 000 kW, nikoliv vyím. 3. Závìr Souèasné období je oznaèované jako období stagnující ekonomiky i investic a nepøívìtivého trhu. Je tedy velmi obtíné prosadit nové projekty, které se týkají oboru obnovitelných zdrojù energie, jeho souèástí je vyuití biomasy. Obtínost je dána zejména nedostatky kapitálu potøebného k nastartování a úspìnému chodu projektù. Pøi ploném vyuívání biomasy je nutné pøekonávat nìkteré obtíe, které se pokusíme shrnout do následujících bodù: 1. Nedostatky technologií je øada technologií, které by dokázaly zvýit efektivnost vyuívání biomasy napø. kogeneraèní výroba elektrické a tepelné energie, multipalivové elektrárny, levnìjí produkce rostlin, atd. 16 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 2. Nedostatky ve výrobì a zásobování biomasou pìstitelé a výrobci biomasy nemají jistotu odbytu produkce. Toté platí o výrobcích energie z biomasy, riziko získání biomasy v poadovaném mnoství, kvalitì a garantovaných cenách je výraznì vyí ne u zaøízení, která vyuívají klasická fosilní paliva. 3. Nedostatky v informovanosti odborníci tradièního energetického sektoru nedùvìøují technologiím vyuití biomasy pro energetické úèely. Také je v podvìdomí povaují za technologie konkurenèní. Zemìdìlci mají malé zkuenosti s pìstováním, zpracováním a pøepravou biomasy urèené k energetickým úèelùm. kých investorù a velké naftaøské a energetické spoleènosti zvyují kapitál investovaný do obnovitelných zdrojù. Ve svìtì, zejména pak v USA se vak ukazuje, e situace ve vyuívání obnovitelných zdrojù energie se mùe velmi rychle zmìnit. Podle pøedních expertù z oboru financí a energetiky má trh s obnovitelnými zdroji energie vysoký potenciál stát se jednou z nejlepích investic v tomto desetiletí. Energetiètí experti v USA zaznamenávají narùstající zájem o alternativní energii z øad tradièních technologic- 2. KÁRA, J., ADAMOVSKÝ, R. Vyuití biomasy pro výrobu tepla. 1. vyd. Praha: Èeská komise autorizovaných inenýrù a technikù, 1998, 20 s. Pøíspìvek vznikl na základì øeení projektù NAZV è. QD1209 a QD 1360. Literatura 1. ADAMOVSKÝ, R. KÁRA, J. Aplikovaná termomechanika. 1. vyd. Praha: Technická fakulta VZ Praha, 1994, 107 s. 3. ADAMOVSKÝ, R. KÁRA, J. Technická zaøízení pro spalování biomasy. 1. vyd. Praha: Èeská komise autorizovaných inenýrù a technikù, 1998, 17 s. Kontaktní adresy: Ing. Jaroslav Kára, CSc. prof. Ing. Radomír Adamovský, DrSc. Technická fakulta Èeská zemìdìlská univerzita v Praze Kamýcká 129 Praha 6 Suchdol Èeská republika email: [email protected] 17 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 PILOTNÍ PROJEKT SBÌRU BIOLOGICKÉHO ODPADU V OBCI BØEZNÍK V. Altman1), P. Plíva2) Èeská Zemìdìlská Univerzita, Praze 2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 1) 1) Úvod Koncept svozu biologického odpadu (BRKO) ze zahrad a domácností Pøedpoklad: • Likvidace BRKO pálením je zakázáno vyhlákou • Povoleným zpùsobem likvidace BRKO je domácí (komunitní) kompostování, odevzdání odpadu ve sbìr ném dvoøe nebo pøedání odpadu povìøené (oprávnìné) svozové spoleènosti • Tam, kde je separace BRKO zavedena, je definováno, co mùe být souèástí smìsného odpadu. Dodrování je kontrolováno a pøi neplnìní postihováno(1). Systémy oddìleného sbìru by postupnì mìly pokrýt minimálnì 74% obyvatel ÈR v obcích nad 2000 obyvatel. V tìchto 627 obcích by mìl být dominantním zpùsobem nakládání s BRKO jejich oddìlený sbìr a vyuití na kompostárnì èi bioplynové stanici. Komunitní kompostování zde bude praktikováno jako prostøedek odlehèení systémù sníení dopravních nákladù, kapacity sbìrných nádob apod.(2). V obcích do 2000 obyvatel (5631 obcí) by bylo vhodné zavádìt spíe komunitní zpùsob nakládání s bioodpadem(2). V regionální koncepci posuzujeme obec jako celek a návrh praktikujeme na region jako celek. 2) Komunitní kompostování V ÈR je rozíøené domovní kompostování na zahradách. Toto kompostování není obvykle podporováno ze strany obce, èi jiného subjektu. S rozvojem okrasných zahrad se vak èetnost zahradních kompostù sniuje a v okolí nìkterých obcí vznikají èerné skládky, sloené pøevánì ze zahradních odpadù. Komunitní kompostování se v ÈR vyskytuje vìtinou jako spoleèné kompostování, nejèastìji v zahrádkáøských koloniích a pouze v nìkolika pøípadech jako podpora obce kompostování v domácnostech (Olomouc, Liberec, ). Podpora komunitního kompostování má mnoho zpùsobù. V poèátcích je velmi významné poskytování informací a výmìna zkueností (letáky, webové stránky, broury, semináøe, praktická kolení, ). Dalí z podpor je pomoc pøi zakládání domovních kompostù, finanèní spoluúèast pøi koupi kompostérù, poskytnutí materiálu a návodu na zhotovení kompostéru, nebo vybudování a následné pro- vozování vìtích komunitních èi obecných kompostérù, kompostovi, nebo sbìrných dvorù. V prùbìhu kompostování je velmi úèinné pùjèování drtièky pro nadrcení vìtví, nebo poradenský servis. 3) Koncept separovaného sbìru ze zahrad a domácností Varianta A od prahu extenzivní - kompostovací biodegradabilní pytle Varianta B od prahu intenzivní - samostatné sbìrné nádoby na bioodpad Rodinné domy V RD se do kadé domácnosti umístí 7 10 l nádoby, do kterých se ukládá BRKO. Ten je poté vysypáván do vlastních nádob 70 240 l, pøípadnì do biodegradabilních pytlù (sáèky, taky, pytle). Zkuenosti ukazují, e lze tímto zpùsobem sebrat na domácnost cca 0,5 kg odpadu za den. Biodegradabilní pytle lze sbírat pouze systémem od prahu, pøípadnì je lze donáet do sbìrných nádob, umístìných ve sbìrných dvorech od 1. stupnì (volnì pøístupné nádoby). Nevýhoda sbìru pomocí biodegradabilních pytlù je ta, e je vhodný pro sbìr kuchyòských odpadù, ale nevhodný pro sbìr zahradních odpadù. 4) Aktuální stav a vývoj Pøi kompletní aktualizaci systému hospodaøení s KO (sbìr, tøídìní, odvoz) je nutné vycházet ze základního principu (3): - Mnoství odpadu se v rámci urèitého èasového období (roku) nemìní. Proto je tøeba logistiku sbìru a odvozu organizovat tak, aby ho zvládla dosavadní vozidla pøi stejných provozních nákladech. Tomu pomùe systém støídavých odvozù. - Systémy v ÈR se blíí systémùm organizovaným na západ od naich hranic, kde je sbìr BRKO organizován plonì (pro celé regiony nebo sdruení obcí). Zbytkový odpad je poté odváen 1x za 4 týdny, co je vyhovující jak z hygienických dùvodù, tak pøi správnì zvolené velikosti zbytkové nádoby (vìtinou 240 l) i kapacitnì. 18 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 - BRKO jsou z hygienických dùvodù odváeny 1 x za 2 týdny. Tento cyklus umoòují specielní nádoby, které podporují start aerobní pøemìny hmoty a odpad v nádobì nezapáchá. Zbývající týdny 1 x nebo 2 x za mìsíc papír, 1 x za mìsíc plasty. V kadém pøípadì pøijídí vozidlo pouze 1 x týdnì, vdy pro jinou frak ci. pokrytí obyvatelstva systémem oddìleného sbìru biologického odpadu lze z KO vytøídit dle studií 30 a 70% BRKO. Výhledovì je v ÈR oèekáváno navýení celkové produkce KO a podíl BRKO stoupne na 60 % hmotnosti, jako je tomu v ostatních státech EU. 5) Nádoby mohou být rozmisovány plonì podle pøedem vypracované mapy, nebo cílenì, napø. na základì ádosti od obyvatel. Kvalita a mnoství sebraných BRKO bývají v meních obcích, nebo v okrajových èástech mìst vyí a pohybují se a 100 kg na obyvatele a rok. V hustì zalidnìných èástech je to kolem 30 kg na obyvatele a rok. Pøi úplném Výpoèet pro obec Bøezník Obec Bøezník má podle posledního sèítání obyvatelstva cca 650 obyvatel. Celkový poèet domù je 243, z toho 233 RD a 10 bytových domù. Vìtina domù pouívá jako energii pro vytápìní plyn. Pøesné hodnoty o situaci v obci a sloení komunálního odpadu jsou uvedeny v tab. 1. Tab.1: Vstupní hodnoty obce a sloení komunálního odpadu OBEC Poèet obyv. Domy celkem Bøezník 652 243 Z toho RD 233 uhlí P 12 BD 10 Energie v RD / Typ zástavby døevo elektr. plyn ostat. V V C V 8 9 203 1 Energie v BD plyn C 10 Pokraèování tab.1 Celkový poèet obyvatel Poèet osob v zástavbì ∅ poèet obyv. na jednu bytovou jednmotku RD BD 2,64 3,60 C 572 V 48 P 32 Mìrné mnoství odpadu v zástavbì C V P t 74,37 652 t 14,98 t 13,65 Pokraèování tab.1 ∑ t 103 KO celkem ∅ na os. ∅ na os. a rok a týd. kg kg 158 3,03 Papír % ∑ 13,6 t 13,96 ∅ na os.rok kg 21,42 ∅ na os.týd. kg 0,41 Plast % ∑ 6,1 t 6,264 ∅ na os.rok kg 9,61 ∅ na os.týd. kg 0,18 Pokraèování tab.1 Sklo % ∑ 9,0 t 9,242 ∅ na os.rok kg 14,17 ∅ na os.týd. kg 0,27 % ∑ 15,3 t 15,76 BIO ∅ na os.rok kg 24,17 ∅ na os.týd. kg 0,46 Nebez. odpad ∑ ∅ na os.rok t kg 0,308 0,47 ∅ na os.týd. kg 0,009 % ∑ 3,3 t 3,389 Fe ∅ na os.rok kg 5,2 ∅ na os.týd. kg 0,1 ostatní ∅ na os.rok t kg 50,52 77,49 ∅ na os.týd. kg 1,49 Pokraèování tab.1 % 3,2 Textil ∅ na os.rok t kg 3,286 5,04 ∑ ∅ na os.týd. kg 0,1 % 0,3 Prognóza mnoství KO a BRKO pro obec Bøezník je naznaèena v tab. 2. 19 % 49,2 ∑ Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab.2: Prognóza mnoství KO a BRKO pro obec Bøezník Rok 2004 2010 2013 2020 Celkové mnoství KO 103 t 125 t 130 t 140 t Z toho celkové mnoství BRKO 15 t 30 t 52 t 84 t Hodnoty ukazují, e mùeme pøi vypracování projektu poèítat s mnostvím BRKO do cca 50 kg na obyvatele a rok. Tato hodnota je publikována i v literatuøe a je údajem pro návrhy systémù sbìru BRKO. Údaje z tab. 2 jsou maximálním mnostvím BRKO vyprodukovaným v obci. Výpoèet celkového mnoství BRO v obci pro následující roky z hodnot 50 60 kg na osobu a rok: celkové mnoství 50 kg 32,6 t 60 kg 39,1 t V blízké budoucnosti je tedy pøedpoklad výskytu 30 40 t BRKO v celé obci. Toto mnoství znamená, e je nutno nainstalovat pro sbìr nádoby o objemu: 150 000 litrù 200 000 litrù / za rok Pøi uvaovaném kontejneru na sbìr BRO o velikosti 120 litrù je nutno pøistavit celkem 1250 1650 nádob za rok, které jsou zaplnìny ze 100%. Pøi odvozu 1 x za 2 týdny se jedná o 26 odvozù roènì bude potøeba 48 65 nádob pøi 100% zaplnìní. To je ovem skoro nereálné a mùeme tedy poèítat se zaplnìností ze 70 %, z které vychází poèet nádob 68 93. Hmotnost odváeného odpadu v jedné nádobì bude kolem 20 25 kg. Kontrola poètu nádob pomocí jiného zpùsobu výpoètu uvádí, e jedna nádoba bude slouit pro cca 10 obyvatel, co jsou cca 4 RD. Z tohoto výpoètu nám vychází údaj 65 70 nádob, co je údaj srovnatelný s pøedelým výpoètem. Pøi zavedení sbìru do nádob o jiném objemu je nutno údaje adekvátnì pøizpùsobit. To znamená napø. nádoby s objemem 240 litrù Þ údaje o poètu nádob budou polovièní, hmotnost odpadu v nádobì naopak dvojnásobná. Velikost nádob a z toho vyplývající poèet je nejlépe stanovit podle místních podmínek. 6) Náklady systému pro obec Bøezník Investièní náklady Pøedpokládané investièní náklady oddìleného sbìru BRKO dìlíme na náklady na poøízení sbìrných nádob a na náklady svozových vozidel. sbìrné nádoby jednotková cena poèet náklady (103Kè) (dle poètu) 120 litrù 890 Kè bez DPH 70 90 cca 75 – 100 140 litrù 1020 Kè 65 85 cca 80 105 240 litrù 1250 Kè 45 50 cca 70 75 vozidla text) BRKO v kg na osobu a rok 23 kg 46 kg 80 kg 128 kg = pøi vyøeení systému svozu (viz kap.4 silný 0 Kè Provozní náklady V literatuøe je uvádìn údaj 1 100 Kè na 1 tunu BRKO, co èiní pro obec maximálnì 44 000 Kè v dalích letech, v souèasné dobì cca 20 000 Kè. Pøi pouívání biodegradabilních sáèkù se uvauje o cenì cca 3 Kè na kus. Sáèek je na cca 7kg BRKO, to znamená e kadá domácnost bude pouívat v prùmìru 1 sáèek na týden. To je dostateèné mnoství jak z pohledu mnoství BRKO, tak z pohledu hygienické nezávadnosti sbíraných odpadù. Pøi souèasném poètu domù v obci a z toho odpovídajícího poètu rodin se jedná asi o 13 tisíc sáèkù za rok, tzn. cca 40 000 Kè. 7) Závìr Obci Bøezník v rámci regionu a pøi vìdomí stále vìtího poètu obcí zapojených do systému sbìru BRKO lze doporuèit systém oddìleného sbìru BRKO. Sbìr by mìl být nádobový s celkovým poètem cca 70 speciálních nádob na sbìr BRKO, které lze po domluvì s firmou splatit a po vyhodnocení testù, které jsou zamìøeny na zkouení metod rozmístìní nádob, rytmu odvozù apod., v závislosti na tom, jak budou obèané postupnì navrený systém pøijímat. Systém by mìl být doplnìn sbìrem BRKO pøímo v domácnostech do biodegradabilních sáèkù, které budou obèané donáet do pøistavených speciálních nádob v blízkosti svých domù. Navrený systém svou kapacitou by mìl být dostateèný jak pro BRKO vyprodukovaný v jednotlivých domácnostech, tak pro BRKO získaný z údrby ploch v majetku obce ( parky, høitì, høbitov apod.). Poznatky uvedené v tomto èlánku byly získány pøi øeení projektu QF 3148 Pøemìna zbytkové biomasy zejména z oblasti zemìdìlství na naturální bezzátìové produkty, vyuitelné v pøírodním prostøedí ve smyslu programu harmonizace legislativy ÈR a EU, který je podporovaný Národní agenturou pro zemìdìlský výzkum. Literatura: 1. http://www.hbabio.cz/myweb/data/Konceptsbo.htm 2. SLEJKA, A.: Sbìr a komunitní kompostování domovních bioodpadù v ÈR. Biom.cz, 25.2.2002, http://biom.cz/index.shtml?x=71651 3. NÌMEC,J.: Nìkolik poznámek k problematice ekonomie oddìleného sbìru a tøídìní bioodpadù (z komunálních odpadù). Biom.cz, 21.1. 4. 2003, http://biom.cz/index.shtml?x=116843 20 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 ZULECHTÌNÁ OBILNÁ SLÁMA VE VÝSTAVBÌ RODINNÝCH DOMÙ V ÈR J. Bare EKODESKY STRAMIT spol. s r.o. Od roku 1999 byla zahájena výroba slamìných desek ekopanelù podle více jak 50 let starého principu, který pochází ze védska a Anglie. Firma Ing. Jana Baree AGROTREND vyvinula, vyzkouela a vyrobila unikátní technologickou linku na výrobu ekopanelù s vyuitím informací od firmy STRAMIT INTERNATIONAL. Souèasná situace je taková, e firma EKODESKY STRAMIT spol. s r.o. Jedousov vyrábí ekopanely o tlouce 58 mm, íøce 1200 mm a o maximální délce 3200 mm v objemu cca 200 000 m2 ekopanelù roènì, pøièem cca 50% produkce je urèeno pro ÈR. Pro aplikaci ekopanelù ve výstavbì rodinných domù a jiných staveb bylo v ÈR mnoství vemoných zkouek a zajitìny potøebné certifikáty tak, aby ekopanely mohly být ve výstavbì pouívány. Pøeváná vìtina zkouek byla provádìna podle evropských norem, zásadní zkouky poární odolnosti vnitøní pøíèky se v øíjnu a listopadu podle evropských norem v pøísluné slovenské zkuebnì zkouí. Pro pøehled uvádím, které zkouky jsou u ekopanelù provedeny: - stanovení tepelné vodivosti dle Bocka ÈSN 72 7010 modul prunosti v ohybu smìr y modul prunosti v ohybu smìr x pevnost v tahu za ohybu, podélný pevnost v tahu za ohybu, pøíèný pevnost v prostém tlaku mìøení zvukovì izolaèních vlastností staveb a stav. konstrukcí ÈSN 73 0514 mìøení poární odolnosti ÈSN 73 0851 únosnost tøívrstvých panelù tlak vzpìrem únosnost panelu tlak vzpìrem index íøení plamene po povrchu dle ÈSN 73 0863 stupeò hoølavosti ÈSN 73 0862 posouzení zdravotní nezávadnosti nenosná vnitøní pøíèka EKOPANEL VPO1 s poární odolností EI 30 D3, EW 30 D3 poárnì odolná nenosná obvodová stìna s døevìnou nosnou kostrou a oplátìním z ekopanelù poární odolnost stropní nosné konstrukce dle ÈSN EN 13501-2: 2003 rozíøená aplikace pro vyuití oplátìných vnitøních a vnìjích nosných konstrukcí vnitøní nenosná pøíèka s povrchovou úpravou poární odolnost STN EN 1364-1 vnitøní nenosná pøíèka bez povrchové úpravy - poární odolnost STN EN 1364-1 Pøed nasazením ekopanelù do ploné výstavby v ÈE bylo pøistoupeno k spolupráci s týmem Doc. RNDr. Ing. Stanislava astníka, CSc. z Masarykovy university Brno, který vypracoval následující posudky: - prototyp RD za pouití ekopanelù typ STRAMIT o výpoètové posouzení tepelnì izolaèní schop nosti objektu o energetická nároènost prototypového objektu o úèinnost konstrukèních úprav pro sníení energetické nároènosti o úèinky vlhkosti na stavební materiál ekopanel typ STRAMIT o experimentální sledování teplotních prùbìhù ve vybraných bodech obvodové konstrukce prototypu RD o posouzení tepelnì technických vlastností prototypu RD stanovení prostupu vodních par ekopanelu typ STRAMIT stanovení souèinitele tepelné vodivosti materiálu (ekopanelu) v ustáleném stavu Je faktem, e slámodesky ekopanely vyrábìné firmou EKODESKY STRAMIT spol. s r.o. Jedousov se s úspìchem na èeském stavebním trhu uplatòují. U ekopanelù je cenìna zejména pevnost samonosnost, tepelnì a zvukovì izolaèní vlastnosti, vysoká poární odolnost, jednoduchá montá a jednoduchá úprava povrchù. Cenìno je i universální pouití ekopanelù na výstavbu RD, pùdních vestaveb, chat, zahradních domkù, skladù, pøístìnkù, samonosných pøíèek, podhledù, obloení stìn, mobilních pøíèek aj. Pokud se týèe výstavby RD, tak se na tuto výstavbu specializuje nìkolik stavebních firem, jejich hlavním programem je výstavba z ekopanelù. Základním prvkem tìchto staveb je nosná døevìná konstrukce oplátìná z vnitøní a vnìjí strany ekopanely. Tato kombinace se vyhýbá ve velké vìtinì tepelným mostùm a pøi pouití izolace tlouky 120 mm napø. z kamenné vlny se dociluje tepelný odpor R vìtí ne 4,3 m2 K/W a souèinitel prostupu tepla 0,23 W/ m2K. Vlastní stavbu RD tvoøí základové betonové pasy s podkladní elezobetonovou deskou. Do základové desky je ukotvená døevìná nosná konstrukce, která splòuje statické podmínky pro danou oblast podle pouitých materiálu a úèelu vyuití. Montá celé nosné konstrukce je provádìna na stavbì. Po poloení pojistné podstøení folie je mono ji provádìt vnìjí oplátìní, montá obvodových 21 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 venkovních ekopanelù souèasnì s montáí støení krytiny. Po montái stropních ekopanelù a jednostranném oplátìní vnitøních nosných pøíèek jsou provedeny elektroinstalaèní rozvody vèetnì rozvodù vodovodních a kanalizaèních. Pøed montáí vnitøního oplátìní je aplikována dodateèná tepelná minerální izolace. Povrchové úpravy se provádìjí po penetraci ekopanelù. Podkladem pro vnìjí povrchovou úpravu je výztuná sí vlepená do stìrkového tmelu. Venkovní povrchové úpravy jsou zatøené vrchní omítky. Pro vnitøní povrchovou úpravu lze pouít vechny druhy tapet, tukové pøípadnì sádrové stìrky s aplikací výztuné sítì. Topení se vìtinou pouívá radiátorové, zdroj tepla plyn nebo elektøina, monost je i vyuití krbù nebo kotlù na døevo. Do staveb RD se vìtinou montují okna a dveøe døevìná, ale je moné pouít i jiné ekvivalenty. Firma EKODESKY STRAMIT spol. s r.o. Jedousov od roku 2005 pøistupuje k dodavatelské výstavbì RD. Bude se jednat o sídlitì cca 30 samostatných RD a bude zvole- na taková konstrukce, aby se jednalo o nízkoenergetické RD s vyuitím maxima vhodných zkueností pøi výstavbì s pouitím rostlinných vláken ve svìtì (Nìmecko, Rakousko, Dánsko, Anglie). K projekci bude pøizváno nìkolik významných architektù se zkuenostmi v tomto typu výstavby. Jako dodateèná izolace obvodových stìn, stropù a støech bude v kombinaci s ekopanely pouita obilná sláma, konopí, ovèí vlna a podobné obnovitelné materiály. V ÈR je ji postaveno nebo rozestavìno nìkolik desítek RD. Samozøejmì zákazníci se zajímají o kvality tìchto domù. Pokud se týèe nízkých energetických nárokù a bytové pohody nemají dosud postavené RD mnoho konkurentù. Zákazníky také uspokojuje rychlost výstavby (do 4 mìsícù), zajímají se o ivotnost a poární odolnost a jsou pøekvapeni zkuenostmi ze svìta. Slogan rodinný dùm v cenì bytu je pøi výstavbì z ekopanelù a døeva skuteèností. Kontaktní adresa: Ing. Jan Bare øeditel a jednatel spoleènosti EKODESKY STRAMIT spol. s r.o. Jedousov, 535 01 Pøelouè mob. tel. 736 481 163 22 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 VÝZKUM SPONTÁNNÍCH ÚHORÙ V SOUVISLOSTI S PÌSTOVÁNÍM TRAV PRO ENERGETICKÉ ÚÈELY A NA SEMENO 1) J. Frydrych 1), D. Andert 2), OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov 2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha Úvod Vyuití trav pro energetické úèely bylo øeeno v souvislosti s ladem leící pùdou v marginální oblasti Beskyd. Spontánní úhory vzniklé na ladem leící pùdì jsou negativním jevem z hlediska krajináøského a zemìdìlského. Byly ovìøovány výnosy suiny navrených druhù trav a proveden rozbor na hodnotu spalného tepla a výhøevnosti s moností vyuití trav jako energetických plodin. Z hlediska výsledkù výzkumu se jeví nejvhodnìjí pro energetické úèely psineèek veliký, kostøava rákosovitá a ovsík vyvýený. Výzkum energetických trav je v souèasnosti zamìøen na ovìøení skliznì trav v rùzných sklizòových fázích a vliv tìchto fází na chemické sloení, obsah suiny, výhøevnost a spalné teplo. Ve spolupráci s Výzkumným ústavem zemìdìlské techniky Praha a Vysokou kolou báòskou Technickou univerzitou Ostrava probíhá výzkum ivy, bez hnojení a s minimální dávkou ivin v minerálních hnojivech. Plodiny byly rozborovány na spalné teplo a výhøevnost. Výsledky sledování úhorù byly srovnány s výsledky kulturních plodin navrených 3 skupin trav. Byly vytipovány plodiny s nejvyí produkcí biomasy pøi dané úrovni výivy s nejvyími ukazateli tepelných hodnot produkce spalného tepla a výhøevnosti a nejvhodnìjí z hlediska ekonomického pro pìstování jako náhrada spontánních úhorù v marginálních oblastech. Plodiny byly posouzeny ze tøí hledisek, a to ekonomického, ekologického i krajináøského. Sledování spontánních úhorù. Spontánní úhory byly vyhodnoceny z hlediska botanického podle metody Braun Blanqueta. Bylo vyhodnoceno Tab.1: Ovìøované skupiny trav Kulturní trávy Okrajovì vyuívané trávy Planì rostoucí druhy trav Kostøava rákosovitá Ovsík vyvýený Psineèek veliký Kostøavice bezbranná Lesknice rákosovitá Ozdobnice èínská Lesknice kanárská Proso seté Tøtina køovitní Rákos obecný Sveøep vzpøímený Bezkolenec rákosovitý monosti spalování trav v energetických zaøízeních. Úhory jsou zdrojem plevelù pøináejících znaènou ekonomickou ztrátu ve vech zemìdìlských technologiích. Pøi cíleném pìstování vhodné plodiny na stanoviti je negativní vliv spontánních úhorù na zemìdìlskou pùdu eliminován a pùda je opìt ekonomicky zhodnocena Festuca arundinacea Arrhenatherum elatius Agrotis gigantea Bromopsis inermis Phalaris arundinacea Miscanthus sinensis Phalaris canariensis Panicum miliaceum Calamagrostis epigeios Phragmites australis Bromus erectus Molinia arundinacea 6 spontánních úhorù v prùbìhu øeení výzkumu na bývalé orné pùdì a loukách a pastvinách. Z jednotlivých úhorù byly odebrány vzorky biomasy rostlin pro zjitìní výnosového potenciálu úhorù a pro rozbor na spalné teplo a výhøevnost rostlinné biomasy úhorù. Trávy byly metodicky srovnány ve dvou variantách vý- 23 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab.2: Agrochemický rozbor pùdy stanovitì spontánních úhorù Zkouka Døíve kul pH/KCl P /M3/ mg/kg K /M3/ mg/kg Mg /M3/ mg/kg Ca /M3/ mg/kg 1 2 3 4 5 6 7 Orná p. Pastvina Orná p. Orná p. Pastvina Pastvina Stanice 4,9 4,0 5,0 5,6 4,0 4,4 5,9 73 10 23 108 12 42 92 310 62 121 220 228 99 146 168 104 119 86 146 66 79 1590 685 1470 1360 1380 1360 1285 P nízký obsah K nízký obsah Mg nízký obsah pod 25 mg/kg TTP pod 50 mg/kg orná do 80 mg/kg TTP do 85 mg/kg TTP Hodnota pH na spontánních úhorech je v rozmezí od 4 do 5,6. Hodnota pH u této ladem leící pùdy je extrémnì kyselá a slabì kyselá. Z ostatních hodnocených prvkù je u spontánních úhorù nejnií obsah fosforu. V souèasné dobì ochrana proti plevelùm v pìstitelské technologii trav pìstovaných na semeno patøí mezi rozhodující technologická opatøení smìøující k zajitìní odpovídajícího výnosu, ale také potøebné kvality produkce travních semen. Ve spolupráci s pìstiteli travních semen a semenáøskými organizacemi provádí výzkumná stanice travináøská monitoring výskytu plevelù v travosemenných porostech i pøírodním osivu trav pìstovaných na semeno. Tento monitoring je základem pro orientaci rostlinolékaøského výzkumu v pìstitelské technologii trav na semeno. Nejvìtí zastoupení nejnebezpeènìjích plevelù ovíkù, pcháèù a pýru v semenných porostech trav na orné pùdì dokazuje negativum spontánních úhorù, které jsou pro tyto plevele zásobárnou a pro zemìdìlské hospodaøení negativním aspektem. Negativní jevy na spontánních úhorech se promítají zejména do ekonomiky pìstování rostlin a hospodaøení na pùdì. V prùbìhu let existence výzkumu byla provedena bonitace jak døíve intenzivnì vyuívané orné pùdy, tak i luk a pastvin. Hodnocení z hlediska botanického jsme provedli metodou Braun Blanqueta. Na jednotlivých stanovitích bylo zjitìno v prùmìru 30 50 rostlin. Nejvìtí zastoupení na vech úhorech mají ze zemìdìlského hlediska nejnebezpeènìjí plevele a to pýr plazivý, pcháè oset a ovíky / kadeøavý, tupolistý a klubkatý/. Právì boj proti tìmto plevelùm vyaduje v zemìdìlské výrobì nejvíce nákladù koncentrovaných do ochrany rostlin ve spojení s agrotechnickými zpùsoby eliminace plevelù. Plevele pøináejí ztrátu ve výnose u vech plodin a problémy v agrotechnice a sklizni. Je tøeba si uvìdomit, e tyto plevele jsou na spontánních úhorech dominantní a úhory jsou jejich zásobárnou. Urèitì dùleité je hledisko sníení pùdní úrodnosti odèerpáváním ivin tìmito plevely. Z hlediska krajiny a hospodaøení je nutno si uvìdomit i sousedství spontánních úhorù s pùdou zemìdìlsky vyuívanou a ne- - 2 stanovitì /2+5/ - 1 stanovitì/3/ - 1 stanovitì /2/ - 1 stanovitì /6/ bezpeèím pøenosu. Nároèná je agrotechnika a rostlinolékaøská práce pøi hubení tìchto plevelù v jednotlivých plodinách. Lze pøedpokládat i zvýené náklady pøi pøevodu ploch spontánních úhorù do bìné zemìdìlské výroby na pouití herbicidù na plochy zaplevelené. Otázkou zùstává i vliv zaplevelení tìmito úpornými plevely na pùdní úrodnost a zásobenost ivinami. Pøestoe existuje více zpùsobù vyuití biomasy k energetickým úèelùm, v praxi pøevládá ze suchých procesù spalování biomasy [ANDERT,2003], z mokrých procesù alkoholové kvaení a výroba bioplynu anaerobní fermentací. Z ostatních zpùsobù dominuje výroba metylesteru kyselin bioolejù získávaných v surovém stavu ze semen olejnatých rostlin. Problematika racionálního vyuití produkce z trvalých travních porostù (luk a pastvin) nabyla v posledních letech znaèného významu a to pøedevím z tìchto dùvodù: - výmìra trvalých luk se zvýila ze 486 tis. ha v roce 1990 na 657 tis.ha v roce 2002 (nárùst o 35 %) - výmìra pastvin se za stejné období zvýila z 218 tis.ha na 284 tis.ha (nárùst o 30 %) - výrazný pokles objemu ivoèiné výroby (u skotu na cca 50%) - pokles zájmu zbývající kapacity ivoèiné výroby o vy uití produkce z trvalých travních porostù pro krmení. Na základì výsledkù výzkumu a zejména sledovaných znakù se v souèasné dobì jeví nejvhodnìjí pro energetické úèely psineèek veliký, kostøava rákosovitá a ovsík vyvýený. V souèasnosti chce stanice výzkumná stanice travináøská ovìøit vliv rùzných rùstových stádii trav na obsah suiny a spalné teplo a výhøevnost. Do pokusu jsou zaøazeny i nìkteré nové druhy trav jako je sveøep horský. Pøi cíleném pìstování vhodné kultury na stanoviti je negativní vliv spontánních úhorù na zemìdìlskou pùdu eliminován. V souèasné dobì zejména pìstitelé trav na semeno v mnoha smìrech uvaují zejména o vyuití vymlácené travièkové slámy pro energetické úèely. V mnoha pøípa- 24 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab.3: Zpùsoby vyuití biomasy k energetickým úèelùm Typ konverze biomasy Termochemická konverze (suché procesy) Biochemická konverze (mokré procesy) Fyzikálnì-chemická konverze Odpadní materiál nebo druhotná suroviny spalování teplo vázané na nosiè popeloviny dehtový olej uhlíkaté zplynování generátorový plyn palivo dehtový olej pevné pyrolýza generátorový plyn hoølavé zbytky anaerobní fermentace bioplyn fermentovaný substrát aerobní fermentace teplo vázané na nosiè fermentovaný substrát alkoholová etanol, metanol vykvaený substrát fermentace Zpùsob konverze biomasy esterifikace bioolejù Energetický výstup metylester bioleje dech se jedná zejména o snahu vyuít tuto biomasu pro vytápìní vlastních støedisek a zaøízení (správní budovy, popø. dílny) a pøípadnì èásteènì vyuít tuto energii i pro dosouení zemìdìlských komodit. V souèasnosti je zámìr o vyuití biomasy z vymlácených porostù trav na semeno v kombinaci s jinou energetickou plodinou. Vedle tohoto aspektu vznikl i zájem zejména z øad zemìdìlcù o spalování luèního sena a to opìt v souvislosti s vytápìním vlastních støedisek a zaøízení zemìdìlské firmy. Z doposud provedených prací vyplývá nìkolik dùleitých poznatkù: - - - pøi spalování trav v energetických blocích s nedostateèným pøívodem kyslíku se dostavují nepøí jemné nálepy na stìnách kotle zajitìní vhodné granulometrie trav pøed jejich energe tickým vyuití sebou nese vysoké energetické nároky pro zajitìní optimální míry vyuívání energetických trav je nutno namíchat vhodné receptury, jedná se o glycerin stanovení podílù jednotlivých druhù, s ohledem na mi nimalizaci dopadù produkovaných vedlejích produktù (pevných i plynných) zdá se, e pro traviny bude vhodná výkonová øada za èínající nìkde na 50 kW (a výe) ukazuje se, e koncentrace nìkterých prvkù v travách je silnì závislá na místì skliznì trav, následnì je tøe ba tuto skuteènost zohlednit pøi pøípravì trav pro jejich energetické vyuití pøi dodrení nìkolika základní kritérií (zajitìní granulometrie, kontinuálního dávkování, vhodného pomìru jednotlivých druhù trav a dalích paliv), lze dosáhnout splnìní emisních limitù pøi energetickém vyuívání trav V souèasné dobì jsou provádìny detailní analýzy trav z hlediska chemicko-mechanického a mìøení na pilotních a reálných spalovací zaøízeních za úèelem maximalizace energetického zisku z paliva TRAV. Získané poznatky z provádìných analýz dávají vysoký pøedpoklad budoucího vysokého podílu jejich vyuití [KOPPE,2002]. Obr.1: Porost psineèku velikého 25 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr.2: Porost ovsíku vyvýeného Závìr Výzkum trav pro energetické úèely je novým smìrem travináøského výzkumu a rozíøením monosti pro vyuívání potenciálu trav jako prùmyslových rostlin. Zájem o vyuití trav pro energetické úèely projevuje zejména zemìdìlská praxe. V prùbìhu dalích výzkumných prací bude nutno vytypovat vhodné konstrukce energetických zaøízení a stanovit optimální výkonové øady pro vyuívání tìchto paliv. Souèástí výzkumných prací bude i optimalizace formy trav jako paliva (granulometrie, pomìrù, sloení, aj.) a optimalizace boby skliznì. V souèasnosti je v oblasti výzkumu energetických trav aktuální zejména realizace spalování trav v energetických zaøízeních a vyuití trav pro výrobu bioplynu. Pøíloha Publikace je realizována na základì výzkumného projektu NAZV ÈR è. QF4179 Vyuití trav pro energetické úèely. Literatura: 1. KOPPE, K., JUCHELKOVÁ, D., RACLAVSKÁ, H.: Zkuenosti z energetického vyuívání biomasy. In: Acta Mechanica Slovaca, Roèník 6, 2/2002, Koice 2002, ISSN 1335-2393, str. 179-182. 2. ANDERT,D. ANDERTOVÁ, J. Spalování biomasy s pøídavkem uhlí. In Zemìdìlská technika a biomasa 2/2003 Praha ISBN 80-903271-1-7, s.50-51 Kontaktní adresa Ing. Jan Frydrych OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov Zubøí Hamerská 698 756 54 Zubøí Tel: 571 658195 Fax: 571 658197 email: [email protected] Ing. David Andert,CSc., Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Drnovská 507, 161 00 Praha 6, Tel.: 233022225, Fax.:233312507, , e-mail: [email protected] 26 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 ENERGETICKÝ POTENCIÁL PRODUKÈNE NEVYUÍVANÝCH PLÔCH TRVALÝCH TRÁVNYCH PORASTOV (TTP) V HORSKÝCH OBLASTIACH SLOVENSKA (1) ¼. Gonda(1), B. Valihora(1), M. Kunský(1) J. Gadu(2) Výskumný ústav trávnych porastov a horského po¾nohospodárstva, Banská Bystrica (2) Slovenská po¾nohospodárska univerzita, Nitra 1. Úvod 2. Ennergetické vyuitie biomasy z hospodársky nevyuívaných plôch ttp Zabezpeèenie energetických zdrojov sa stáva globálnym, celosvetovým problémom. Preto sa ve¾ká pozornos venuje novým zdrojom energie so súèasným h¾adaním moností zniovania jej spotreby vo výrobnej , ale aj v nevýrobnej spotrebe.. Okrem vyuívania vodnej, veternej a geotermálnej energie sa ako perspektívne potvrdzujú biologický obnovite¾né zdroje energie , ktoré sa tvoria rastom a vytváraním biomasy. Za biomasu je povaovaná organická hmota rastlinného pôvodu získaná fotosyntetickou konverziou solárnej energie. V súèasnom období , keï znaèná èas pôdy je po¾nohospodársky nevyuívaná, pestovanie energetickej biomasy (vàba rýchlorastúca, energetické trávy) je jednou z moností hospodárskeho vyuitia pôdy. Prednosou pri vyuívaní drevnej a trávnej hmoty na energetické úèely z h¾adiska ekológie je, e neobsahuje síru a spa¾ovanie je moné riadi tak , e aj obsah CO 2 je v porovnaní s ostatnými zdrojmi porovnate¾ný. Bioplynový energetický potenciál tráv tvorí ïaliu monos pri h¾adaní energetického zdroja s monosou irieho vyuitia .Výroba bioplynu z trávnej hmoty má nieko¾ko predností (redukcia skleníkových plynov, monos skladovania bioplynu, odstránenie potreby suenia hmoty, výroba kvalitného hnojiva a iné) oproti priamemu spa¾ovaniu. Následkom obmedzenia rozsahu po¾nohospodárskej výroby zníením stavov polygastrických zvierat ako hlavných konzumentov biomasy trvalých trávnych porastov, sú v súèasnosti ve¾ké výmery týchto plôch po¾nohospodársky nevyuívané a postupne zarastajú drevitým samonáletom a menej hodnotnými trávnymi druhmi. To spôsobuje naruenie celkovej stability ekosystému s následným negatívnym dopadom na ivotné prostredie. Pri dodriavaní agro - environmentálnych opatrení je potrebné nielen komplexne riei otázku vyuívania týchto území, ale aj problematiku zhodnotenia biomasy produkovanej na nevyuívaných plochách trvalých trávnych porastov. Progresívnym rieením je jej vyuitie na energetické úèely. V rámci Slovenskej republiky sa vzh¾adom na zmeny súvisiace s verifikáciou po¾nohospodárskej pôdy otvára monos perspektívneho vyuitia biomasy pochádzajúcej z nevyuívaných plôch trvalých trávnych porastov. Tab. 1 PODNIK ÈÍSLO TRUKTÚRA PÔDNEHO FONDU [ ha ] p.p. z toho TTP [%] ZORNENIA o.p. PRODUKÈNE NEVYUÍVANÉ PLOCHY TTP [ha] [% z p.p] 1. 4 546 2 352 2 194 48,3 515 11,3 2. 1 438 956 482 33,5 340 23,6 3. 871 546 325 37,3 226 25,9 4. 2 566 1 225 1 331 51,9 222 8,7 5. 1 558 1 507 51 3,3 212 13,6 Spolu: 10 979 6 586 4 383 39,9 1 515 13,8 27 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Produkène nevyuívané plochy TTP sú dôsledkom extenzívneho hospodárenia , ktoré spôsobuje zarastanie trávnych porastov nelesnou drevinovou vegetáciou a spoloèenstvami expanzívne sa šíriacich druhov vysokých tráv a bylín. Rozšírenie po¾nohospodársky nevyu•ívaných plôch je najmarkantnejšie na vzdialených a svahovitých lokalitách , ktoré dosahujú z výmery TTP a• 23 % na sledovaných podnikoch. 3. Úroda a botanické zloenie energeticky vyuite¾nej trávnej biomasy Zmeny v spôsobe vyuívania a obhospodarovania trávnych porastov spôsobujú ich zarastanie nelesnými drevinami a expanzívnymi bylinnými druhmi. Údaje o úrode trávnej biomasy z produkène nevyuívaných plôch a jej základnom botanickom zloení sú zo sledovaných po¾nohospodárskych podnikov sumarizované v tabu¾ke è. 2 Tab. 2 PODNIK ÈÍSLO ÚRODA SUINY -1 (t.ha ) Botanické zloenie na trvalých trávnych porastoch a ich úrodu ovplyvòuje viacero faktorov. K najdôleitejím patria nadmorská výka, mnostvo zráok , svahovitos a vlhkos pôdy. 3a. Výsledky experimentu energetického vyuitia mieanej ivoèínej a rastlinnej biomasy Bolo pouité zariadenie na výrobu bioplynu intalované vo Vysokokolskom po¾nohospodárskom podniku SPU Nitra v Kolíòanoch. Je navrhnuté s kontinuálnym mokrým procesom a naleato uloeným oce¾ovým fermentorom s objemom 100 m3. Funkèná schéma experimentálneho zariadenia je znázornená na obrázku 1. Tráva pre experimenty bola pokosená benou technológiou v lokalite Panská ho¾a (podnik è. 5). Dåka pokosených stebiel upravená sekaním na cca. 50 mm a vzduchotesne uzavretá v 50 litrových kontajneroch. Botanické zloenie trávy je uvedené v tabu¾ke 3. BOTANICKÉ ZLOENIE TRÁVNEHO PORASTU (%) trávy bôbovité Byliny Prázdne miesta ZBEROVÁ SUINA -1 (g.kg ) 1 4,02 - 4,27 54 - 68 5 -13 18 - 34 5-7 225 - 365 2 2,21-5,65 41 - 55 14 -29 30 - 31 0 257 - 295 3 1,56 - 2,18 52 - 57 4 - 12 27 - 33 6-8 325 - 335 4 3,58 - 5,94 35 - 50 18 - 19 30 - 46 1 163 - 270 5 4,48 - 4,94 51 - 53 6 - 15 33 - 38 1-3 280 - 380 analýza bioplynu CK elektrina PK/ KGJ teplo P plynojem1 EM D plynojem2 skladovacia nádr fermentor M cerstvý substrát C2 HN2 spracovaný substrát sn ímacT ohrev fermentora C1 HN1 Obr. 1: Funkèná schéma experimentálneho zariadenia na výrobu bioplynu v Kolíòanoch 28 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 3 Skupina / druh Zastúpenie (%) trávy (lipnicovité + sitinovité) 94 bôbovité - ostatné byliny 6 prázdne miesta + tatistické priemery meraných parametrov Tab. 4 mg/l kg O2/m3.d % % %S mg/l mg/l mg/l CHSK OZF S S S Ncelk SO22- NH4+ 45 508 3,19 7,2 3,6 69,5 1 284,8 191,3 161,3 tráva+hnojovica 70 478 4,23 7,5 4,0 53,5 108,8 °C m3/m3.h % ppm % CH4 H2 S CO2 hnojovica mg/l mg/l NMK kys. octová pH teplota p. prod. BP hnojovica tráva+hnojovica 1 089 1 633 77,2 621,8 7,1 37,5 0,055 54,23 169 39,04 7,5 37,5 0,029 57,13 380 44,56 Ako vidie v tab. 3 prevanou zlokou rastlinnej biomasy boli trávy lipnicovité a sitinovité z ktorých prevaovala metlica trsovitá (Deschampsia caespitosa) a 86 %. Táto húevnatá trsovitá tráva temer nepouite¾ná pre krmovinárske a pasienkárske úèely spôsobuje váne problémy najmä na horských pasienkoch nad 1000 m n.m. (podnik è. 5) Poèas experimentov sa sledovala denná produkcia bioplynu a dvakrát denne bol automaticky realizovaný rozbor bioplynu (CH4, CO2, O2 a H2S) analyzérom Schmack SSM 6000. V chemickom laboratóriu sa pravidelne, trikrát za týdeò analyzovali vzorky vstupného substrátu (chemická spotreba kyslíka, SO42-, Ncelk.) a vzorky substrátu odoberané zo samotného fermentora (% suiny, strata íhaním, NH 4+ , Fe 2+, nenasýtené mastné kyseliny), a takisto sa zaznamenávali aj procesné podmienky anaeróbneho rozkladu (pH, teplota, organické zaaenie fermentora OZF). Namerané údaje sa tatisticky vyhodnotili v tabu¾ke 4. Výsledky experimentu s anaeróbnym rozkladom èistej hnojovice slúia hlavne ako referenèné údaje. Z h¾adiska hodnotenia energetického zisku mono kontatova, e pridávaním senáe sa zatia¾ zníil celkový energetický výkon zariadenia na výrobu bioplynu takmer o 50%, ale to môe by spôsobené skutoènosou, e adaptácia procesu a mikroklímy vo fermentore pri aplikácii trávy ako kofermentátu môe trva od 60 do 90 dní. Zloenie vyrobeného bioplynu sa výrazne nezmenilo, mierne sa zvýil obsah metánu (CH4 = 57,13%) v bioplyne. Doterajie výsledky experimentu teda preukázali, e po vhodnej úprave a konzervácii je moné trávy vyui ako kofermentát do hnojovice a vyui ich na výrobu èistej energie. Komplexnejie zhodnotenie experimentu bude moné realizova a po minimálne 2 mesaènej prevádzke fermentora s týmto druhom kofermentátu, teda po úplnej stabilizácii procesu. Na základe získaných údajov o produkcii a zloení vyrobeného bioplynu sa pod¾a normy ISO 6976 urèili vlastnosti bioplynu a prepoèty energetického zisku z anaeróbneho rozkladu pre kadý pouitý substrát. Najdôleitejie vypoèítané údaje sú uvedené v tabu¾ke 5. 29 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Energetický zisk z vyprodukovaného bioplynu Tab. 5 1 2 1 2 1 2 3 Výhrevnos MJ/m kWh kWh/d 20,90 21,81 5,81 6,06 38,15 20,27 0/0 Spalné teplo 0/0 MJ/m3 kWh kWh/d 23,40 24,26 6,50 6,74 42,71 22,54 1 - hnojovica 2 - tráva + hnojovica denná produkcia bioplynu, m3/d 1 2 6,57 3,345 0 °C pec. produkcia bioplynu hnojovica tráva+hnojovica 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0 5 10 15 20 25 30 Obr. 2: Porovnanie pecifickej produkcie bioplynu (m3/m3.h) pri pouití èistej hnojovice a pri kofermentácii hnojovice s trávou 3b. Úroda a botanické zloenie drevnej biomasy Drevná biomasa bola spájaná s palivovým drevom z lesa , ktoré bolo odpadom pri abe na priemyselné spracovanie. V súèasnom období je potrebné riei problém rozsiahleho výskytu nelesnej drevnej vegetácie na plochách TTP, ktoré tvoria podstatnú èas produkène nevyuívaných trvalých trávnych porastov. Zloenie a mnostvo nelesnej drevnej vegetácie na plochách TTP produkène nevyuívaných je závislé od nasledovných faktorov: a) doba extenzívneho vyuívania b) nadmorská výka c) mnostvo zráok d) svahovitos a ïalie faktory ovplyvòujúce jej výskyt v menej miere. Pre nevyuívané plochy TTP vo Zvolenskej kotline je charakteristický výskyt trnky obyèajnej /Prunus spinosa L./, vàby rakyty /Salix caprea L./, rue ípovej /Rosa canina L./, hlohu jednosemenného /Crataegus calycina Peterm./, ostruiny oiny /Rubus caesius L./ a ïalie kríkové a stromové formy drevitého náletu. Na podnikoch v Liptovskej kotline je charakteristický výskyt Borovice lesnej sosny, Smreka obyèajného a ïalích zväèa na klimatické a pôdne podmienky nenároèných kríkov a stromov . 4. Predpokladané monosti energetického vyuitia produkène nevyuívaných plóch ttp Spôsoby vyuitia biomasy sú do znaènej miery predurèené fyzikálnymi a chemickými vlastnosami . Dôleitým parametrom je obsah suiny v biomase. Pre trávnu biomasu so zberovou suinou do 50 % (èerstvá hmota , silá ) je vhodné vyuitie na výrobu bioplynu, anaeróbnou fermentáciou. Tento proces ekologického spracovania nadprodukcie biomasy zabezpeèuje vyuitie odpadu z výroby bioplynu na organické hnojenie. Pre drevnú biomasu v súèasnom období prevláda technológia spalovania pred splynovaním, alebo pyrolýzou.. Z hodnotenia 1 515 ha produkène nevyuívaných plôch je ich predpokladané energetické vyuitie nasledovné 30 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 6 PODNIK È. FYTOMASA Výmera [ ha] ( 18 % SUINA) Produkcia [t] DENDROMASA ( 50 % SUINA) 3 Bioplyn [m ] Výmera [ha] Produkcia [t] Výhrevnos [GJ] 1 412 9 476 900 220 103 20 600 168 920 2 255 5 559 528 105 85 17 850 146 370 3 192 2 458 233 472 34 5 100 41 820 4 167 4 409 418 855 55 9 900 81 180 5 190 4 978 472 910 22 5 280 43 296 Spolu: 1 216 26 880 2 553 562 299 58 730 481 586 Dosiahnutá úroda biomasy je výsledkom dlhodobého nevyuívania plôch TTP a jej výka je ovplyvnená rozkladom nezberanej úrody trávnej hmoty . 5. Záver Vyuitie produkcie z plôch TTP na energetické úèely má z dlhodobého h¾adiska ve¾ký význam nielen pri výrobe energie , ale aj pri udraní kultúrneho rázu krajiny. Preto bude potrebné v najbliom období h¾ada monosti pre èo najefektívnejie formy vyuitia úrod trávnej a drevnej biomasy z plôch TTP na celoroènú výrobu energie. Literatúra 1. http://www.fns.uniba.sk/zp/fond/2002/biomasa/biomasa.html 2. ORAVEC, M. Komplexné vyuitie drevnej biomasy na Slovensku Výskumná správa, Zvolen : LVÚ, 2002, 70 s. 3. GONDA,¼. et al.: Energetické zdroje na produkène navyuívaných trvalých trávnych porastoch, Výskumná správa, Banská Bystrica :VUTPHP, 2004. 4. Biogas in der Landwirtschaft, www.biogas.org Abstrakt Následkom nedostatoèných spôsobov hospodárenia na TTP dochádza k viacerým negatívnym javom vo vývoji vegetácie a krajiny. Postupné zarastanie plôch nelesnou drevitou vegetáciou a spoloèenstvami vysokých druhov tráv a bylín krmovinársky málo hodnotných, spôsobuje hlavne na plochách so svahovitosou nad 18° erózne a lavínové ohrozenie. Progresívnym rieením hospodárenia na produkène nevyuívaných plochách je vyuitie vyprodukovanej biomasy na energetické úèely. V príspevku uvádzame výsledky monitorovania hospodársky nevyuívaných plôch TTP v horských oblastiach Slovenska. Mnostvo a druhové zloenie nelesnej drevitej a trávnej biomasy sme sledovali na po¾nohospodárskych podnikoch Zvolenskej kotliny, Liptovskej kotliny a v Nízkych Tatrách . Sledované územie na piatich po¾nohospodárskych podnikoch má rozlohu 10 979 ha p.p. Z toho produkène nevyuívané plochy tvoria 1 515 ha z celkovej výmery TTP 6 586 ha to predstavuje 23,0 %.Pokrytie nevyuívaných plôch TTP drevným náletom je v rozsahu 10 a 22 % v závislosti na dobe ich nevyuívania. Rozsah úrod suiny trávnej biomasy v roku 2004 bol v rozsahu 1,56 5,94 t.ha-1 s predpokladanou produkciou 2 553 562 m3 bioplynu. Drevná biomasa s úrodou 15 a 24 kg.m-2 (299 ha) umoní po spracovaní na tiepku získa 481 586 GJ tepla. Abstract Insufficient management of permanent grassland (PG) results in a range of negative phenomena in development of the vegetation and the landscape. Non-forest woody vegetation as well as plant associations comprising tall grasses and herbs of poor forage value are continually overgrowing PG areas and bringing erosion and avalanche hazards especially on slopes of more than 18 %. The biomass produced at sites non-utilised by farming could be processed as an energy resource. Results are presented of monitoring the PG sites non-utilised for production in the mountain regions of Slovakia. A research was carried out to determine the amount of biomass and botanical composition of the non-forest woody vegetation and grassland. The research area was 10,979 ha of agricultural land at five farms in the Zvolenská kotlina and Liptovská kotlina basins as well as in the Nízke Tatry mountain range. The total PG area was 6,586 ha, of that the nonutilised PG was 1,515 ha (23 %). The recorded area of non-utilised PG covered by non-forest woody vegetation was 10 to 22 %, depending on the period of time without utilisation. In the year 2004, grassland dry matter (DM) yield ranged between 1.56 and 5.94 t ha-1 and hence the presumed production of bio-gas would be 2,553,562 m3. The wood biomass yielding 15 24 kg m2 (299 ha) processed as wood chips would produce 481,586 GJ of heat. Kontaktní adresy: Doc. Ing. ¼ubomír Gonda, CSc., Ing. Marian Kunský, Výskumný ústav trávnych porastov a horského po¾nohospodárstva, Banská Bystrica e-mail: [email protected] ; [email protected] 31 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 ENERGETICKÉ PLODINY MONOSTI A VARIANTY SKLIZNÌ P. Hutla Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 1. Úvod Energetické plodiny jsou v souèasnosti jediným obnovitelným zdrojem, který mùe být v nejblií budoucnosti vyuit pro splnìní cílù vyuití obnovitelných zdrojù energie, které má ÈR pro rok 2010. Jedná se o dosaení 6 % podílu obnovitelných energetických zdrojù na celkové spotøebì energie a souèasnì 8 % výroby el. energie z tìchto zdrojù. Z celého seznamu rostlin, na nì jsou dle výnosu MZe ÈR pro rok 2004 poskytovány dotace, lze v souèasnosti doporuèit pro praktické pìstování pouze energetický ovík. Pro tuto plodinu je zajitìna dodávka osiva, jsou ovìøeny pìstební a zpracovatelské postupy a její výnos je dostateènì vysoký pro její smysluplné vyuívání. Vedle toho je mono uvaovat i o pìstování chrastice rákosovité, muáku a køídlatky. Pro praktické vyuití tìchto tøí rostlin vak nejsou v souèasné dobì vhodné podmínky. Na základì tohoto stavu jsme v rámci øeení výzkumných projektù soustøedili pøedevím na uvedený energetický ovík. Jednou z otázek praxe je monost skliznì. Obecnì platí, e pøi sklizni stébelnaté biomasy urèené pro energetické vyuití je dodrení správného termínu skliznì a vèasná transformace suroviny do skladovatelného stavu základním pøedpokladem úspìné produkce. V souèasné dobì existuje pomìrnì iroká kála zpùsobù skliznì biomasy rostlinného pùvodu. Vechny technologické postupy vycházejí z klasických postupù skliznì a úprav plodin pro potravináøské, krmiváøské nebo prùmyslové úèely. Pouití kon- krétní sklizòové technologie je dáno vlastnostmi zpracovávané suroviny, poadavky na výstupní surovinu a je limitováno dostupností a finanèní nároèností na provozování vyuitelných zaøízení. Na obr. 1 je znázornìno komplexní schéma ovìøených postupù pøi sklizni stébelnaté biomasy k energetickým úèelùm. Pøi jednofázové sklizni s vyuitím sklízecí øezaèky je porost pokosen, naøezán na poadovanou délku a dopraven pomocí metaèe pøímo do dopravního prostøedku. Dopravní prostøedek odveze takto vytvoøenou øezanku na místo skladování (pøípadnì dosouení). Pøi vícefázové sklizni je porost v první fázi posekán acím strojem a materiál je uloen na pozemku v øádcích. Po usuení a shrnutí je pak materiál sebrán sklízecí øezaèkou se sbìracím adaptérem nebo sbìracím návìsem a dále je zpracován stejnì jako v pøípadì jednofázové skliznì, tedy naøezán na poadovanou délku a dopraven pomocí metaèe pøímo do dopravního prostøedku a na místo skladování. Pøi vícefázové sklizni s vyuitím sklízecích lisù je porost v první fázi posekán acím maèkaèem nebo rotaèní sekaèkou. Materiál je po této první fázi skliznì uloen na pozemku v øádcích. Vytvoøené øádky jsou následnì sklízeny balíkovacími lisy a vytvoøené balíky pak dopravovány na místo skladování. Hodnoty výkonnosti a spotøeby paliva pøi sklizni pícnin a slámy jsou uvádìny v literatuøe (2). Nìkteré hodnoty uvádíme v tab. 1. s k líz e c í ø e z a è k a d o p ra v a øe z a n k y s k líz e c í øe z e è k a ací m aèkaè se k a è k a ro ta è n í s k la d o v á n í u lo e n í n a øá d k u sh rn o v a è b a lík o v a c í lis závìsn ý m a n ip u la c e d o p ra v a b a lík ù Obr. 1: Ovìøené technologické postupy skliznì stébelnaté biomasy 32 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab.1: Technické parametry skliznì pícnin Operace Sklizeò kukuøice na silá Výkonnost Souprava -1 Sklízecí øezaèka Samojízdná Sklizeò pícnin Sklízecí øezaèka na zeleno Samojízdná Pokos pícnin Traktor 4x4, 70-79 kW Rotaèní ací stroj záb. 3,2 m Sbìr zavadlé píce Sklízecí øezaèka samojízdná Obracení a shrnování pícnin Traktor 4x2, 40-49 kW Obraceè-shrnovaè zábìr 6,7 m Sbìr sena (slámy) sbìracími Traktor 4x2, 40-49 kW návìsy Sbìrací návìs objem 36 m Lisování sena (slámy) Traktor 4x4, 80-99 kW 3 Vysokotlaký lis velké balíky Traktor 4x4, 60-69 kW Svinovací lis-bal. 120x150 cm Traktor 4x4, 60-69 kW Svinovací lis-bal. 120x120 cm 2. Výsledky Zásadní otázkou skliznì je monost pouití existující sklizòové techniky, která je bìnì dostupná v zemìdìlských provozech. K tomuto úèelu byly ve spolupráci s firmou Fitmin a.s. shromádìny technické prostøedky a tyto pouity pro sklizeò porostu energetického ovíku na pozemcích této firmy v obci Helvíkovice. Porost byl zaloen v r. 2002. Sklizeò byla provádìna v r. 2003 a 2004. První termín skliznì byl 17.7.2003, poèasí bylo na jaøe 2003 velmi suché, výnos biomasy byl proto podprùmìrný, èinil cca 6 t/ha (suché hmoty). Pozemky se nacházejí v nadmoøské výce cca 500 m/n.m.. Porost byl sklízen nìkolika zpùsoby, se zámìrem ovìøení rùzné strojové techniky. Jednak byl porost posekán a dosuen na øádcích, jednak sklizen pøímo ve formì øezanky. Druhý termín skliznì byl 5. a 7.8.2004. Poèasí v r. 2004 bylo pomìrnì pøíznivé, výnos biomasy byl cca 10 t/ha. Pøi této sklizni byly zjiovány hodnoty výkonnosti strojové techniky a energetická nároènost. Pro seèení porostu energetického ovíku byla pouita 3 bubnová rotaèní sekaèka TR 210 (Obr. 2) s pracovním zábìrem 2,15 m. Poseèený porost byl následnì shrnován obraceèem KUHN GA 4121 GM Masterdrive do øádkù o meziøádkové vzdálenosti 10 m (obr. 3). Dalí variantou Spotøeba paliva -1 (ha.h ) (l.ha ) 1,1 36,7 1,6 25,3 2,0 5,1 1,3 31,1 4,2 1,5 1,2 5,3 1,8 7,0 1,6 6,1 1,3 7,8 bylo poseèení porostu acím maèkaèem Fortschritt s acím válem 512 (Obr. 4). Zábìr stroje je 5 m. Obsah vody v porostu byl 23,8 %. Takto vlhký porost nelze pøímo slisovat do balíkù, byl proto na øádcích dosuen do obsahu vody cca 12 % (zmìøeno 11,8 %). Následnì byl materiál sklizen svinovacím lisem na kulaté balíky CLAAS Variant 180 rotocut (Obr. 5) o íøce 120 cm a prùmìru 150 cm. Hmotnost kadého balíku je cca 6 q. Druhou variantou skliznì bylo pouití pístového lisu CLAAS Quadrant 1200 (Obr. 7) na hranolovité balíky 125 x 70 x 160 cm. 33 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr. 2 Sekaèka TR 210 Obr. 3 Obraceè KUHN GA 4121 GM Masterdrive 34 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr. 4 ací maèkaè Fortschritt E 303 Obr. 5 Sklizeò energetického ovíku lisem CLAAS Variant 180 rotocut 35 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr. 6 Sklizeò energetického ovíku lisem CLAAS Quadrant 1200 Tab. 2: Namìøené a vypoètené parametry sklízecích lisù pøi vícefázové sklizni energetického o víku s výnosem 6 t suché hmoty z ha Ovìøovaný stroj Výkonnost Hmotnost balíku -1 -3 Hustota balíku (kg.m ) (ha.h ) (kg) CLAAS Quadrant 1200 0,8 160 115,4 CLAAS Variant 180 1,2 616 290,7 V prùbìhu ovìøování byla sledována schopnost lisovat surovinu do formy balíkù, pojezdová rychlost, výkonnost lisu a vybrané parametry produkovaných balíkù. Mìrná spotøeba motorové nafty sklízecích lisù v této druhé fázi skliznì se pohybovala v rozmezí 7 8 l.ha-1. Zjitìné parametry jsou shrnuty v tabulce 2. Provozní ovìøování prokázalo monost skliznì energetického ovíku vícefázovou sklizní do lisované formy. Svinovací lis CLAAS Variant 180 vykazoval v prùbìhu ovìøování vyí výkonnost a vytvoøené balíky mají vyí hustotu v porovnání s lisem CLAAS Quadrant 1200. V pøípadì omezeného prostoru pro skladování a pøi manipulaci vak lze pøedpokládat výhody hranatých balíkù. Dalí variantou je pøímá sklizeò sklízecí øezaèkou. Pro toto byla pouita øezaèka CLAAS Jaguar 820 (Obr. 7) vybavená standardním litovým acím adaptérem s pracovním zábìrem 4,6 m. Nastavení øezacího ústrojí bylo pro øezanku 8 10 mm, avak s polovièním poètem noù. Délka øezanky by tak mìla být 40 50 mm. Její skuteèná struktura je uvedena v tab. 3. Pøeváná èást hmoty je ve velikosti mení ne 10 mm. Tento rozdíl oproti jmenovité velikosti øezanky je zøejmì zpùsoben lámavostí a drobivostí materiálu pøi øezu v dùsledku relativnì nízké hodnoty obsahu vody v dobì skliznì. Zjitìný obsah vody ve sklízeném materiálu byl 23,8 %. Zjitìná hustota volnì sypaného materiálu byla 86,36 kg/m3. Takto sklizený materiál je mono krátkodobì skladovat, pro dlouhodobé skladování a pro dalí zpracování je vak tøeba sníit obsah vody pod 15 %. Jako dopravní prostøedek na pøepravu øezanky do místa skladování byl vyuit nákladní automobil LIAZ s nástavbou pro pøepravu materiálù s nízkou sypnou hmotností. V prùbìhu ovìøování byla sledována pojezdová rychlost a výkonnost øezaèky. Výsledná zjitìná hodnota výkonnosti stroje je 2,89 ha/h. Pøitom nebyly shledány závané nedostatky jednofázového zpùsobu skliznì s vyuitím sklízecí øezaèky. Výhodou tohoto zpùsobu je nízká èasová a personální nároènost. Nevýhodou je vysoké strnitì po sklizni a absence èasového prostoru na samovolné dosýchání pøi sklizni surovin s vyím obsahem vody. 36 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr. 7 Sklizeò energetického ovíku øezaèkou CLAAS Jaguar 820 Tab. 3: Struktura ovíkové øezanky sklizené øezaèkou (v % hmotnosti) Velikost èástic Pomìrná hmotnost > 40 mm 6,5 % 25 40 mm 7,8 % 20 25 mm 8,5 % 15 20 mm 12,9 % 10 15 mm 13,5 % < 10 mm 50,8 % Tab. 4: Zjitìná výkonnost strojù pøi dvoufázové sklizni energetického ovíku s výnosem 6 t suché hmoty z ha Stroj Výkonnost -1 (ha.h ) FORTSCHRITT E303 1,68 KHÜN GA 4121 3,14 CLASS Jaguar 820 2,1 Pouití sklízecí øezaèky bylo rovnì ovìøeno pøi dvoufázové sklizni. Materiál v øádcích o meziøádkové vzdálenosti 9 m vytvoøených shrnovacím obraceèem KUHN byl sebrán sklízecí øezaèkou se sbìracím adaptérem, naøezán a dopraven na místo skladování. Mìrná spotøeba motorové nafty sklízecí øezaèky ve druhé fázi skliznì se pohybovala v rozmezí 10 11 l.ha-1. V prùbìhu ovìøování byla sledována pojezdová rychlost a výkonnost. Zjitìné parametry jsou uvedeny v tabulce 4. Provozní ovìøování prokázalo monost skliznì energetického ovíku vícefázovou sklizní. Jako ménì vhodné se ukázalo vyuití bubnového acího stroje. Stroj se v prùbìhu ovìøování nìkolikrát zahltil pøi vyí pojezdové rychlosti. Parametry skliznì byly rovnì ovìøovány v roce 2004. Byly zjiovány celkové hodnoty výkonnosti a spotøeby nafty pro pøímou sklizeò øezaèkou CLASS Jaguar 850 s adapterem na kukuøici Camper (zábìr 4,5 m). Dále byly pro seèení pouity ací maèkaèe Fortschritt E303 se zábìrem 5 m. Pro balíkování byl pouit lis Heston 4800 vytváøející hranaté balíky o rozmìrech 120 x 120 x 200 cm. Zjitìné hodnoty jsou uvedeny v tab. 5. 37 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 5: Parametry skliznì energetického ovíku v roce 2004 Operace Pouitá technika Poèet strojù Pøímá sklizeò Claas Jaguar 850 Výmìra Výkonnost Spotøeba pozemku stroje nafty -1 l.ha -1 ha ha.h 1 12 1,71 15 øezaèkou Sekání Fortschritt E 303 3 47 1,31 4 Lisování Heston 4800 1 6 0,43 13,5 3. Závìr Zjitìné parametry skliznì v r. 2003 i 2004 jsou v souladu s hodnotami uvádìnými pro pícniny a slámu. Jeliko v r. 2004 byl výnos plodiny podstatnì vyí, odpovídá tomu i vyí spotøeba nafty a nií výkonnost strojù, vztaeno na 1 ha pìstební plochy. Vícefázový zpùsob skliznì rostlinné biomasy je èasovì a personálnì nároènìjí a zahrnuje vìtí poèet operací, které nutnì znamenají vìtí poèet pøejezdù po pozemku. Výhodou je monost oddìlené skliznì semen a monost samovolného dosýchání suroviny na pozemku mezi jednotlivými fázemi skliznì. Vyuití vícefázového zpùsobu skliznì rostlinné biomasy lze perspektivnì pøedpokládat u plodin pìstovaných pro produkci semen i zbytkové biomasy (obilniny, olejniny atd.) a u rostlin, které mají v okamiku skliznì zvýený obsah vody (traviny, rychlerostoucí døeviny). Podìkování Tyto výsledky jsou souèástí øeení výzkumného projektu NAZV MZe ÈR è. QD 1208 ,,Systémové vyuití energetické biomasy v podmínkách ÈR. Literatura: 1. SYROVÝ O. A KOL. (1997): Orientaèní hodnoty mìrné spotøeby paliv a energie v zemìdìlství. Praha, ÚZPI, 1997, 48 s. 2. www.vuzt.cz Kontaktní adresa: Ing. Petr Hutla, CSc. VÚZT Praha Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Ruzynì tel.: 233022238 e-mail: [email protected] 38 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 PRÁVNÍ ASPEKTY VYUÍVÁNÍ BIOMASY K ENERGETICKÝM ÚÈELÙM L. Ètvrtníková, EKOBEST s.r.o. V souèasné dobì jsou dle legislativních expertù témìø na spadnutí novelizace zákona è. 86/2002 Sb., o ochranì ovzduí a jeho provádìcích pøedpisù, které budou mimo jiné upravovat problematiku alternativních paliv a to jak jejich specifikaci, omezení pro jejich vyuívání, ale i podporu jejich vyuívání. Biomasa pøedstavuje levný a z pohledu emisí skleníkových plynù neutrální zdroj energie, který mùe pokrýt 15% poptávky energie v prùmyslových zemích do roku 2020 oproti souèasnému 1% poptávky. Biomasa mùe dodávat elektøinu do 100 milionù domácností a její reálný potenciál je ekvivalentní 400 velkých elektráren. Velkou výhodou, kterou biomasa pøedstavuje oproti jiným obnovitelným zdrojùm energie, jako jsou vítr èi fotovoltaika, je to, e mùe být skladována a vyuívána, kdy je jí zapotøebí. Biomasa mùe zajistit konstantní, nekolísající dodávky elektøiny. Zveøejnìná zpráva AEBIOM (skupina národních asociací pro biomasu) dále ukazuje, e podstatné zvýení vyuívání biomasy pro èistou produkci elektøiny bude vyadovat více ne 2% pùdy prùmyslových zemí a nebude konkurovat výrobì potravin a ochranì pøírody. Vyuívání bioenergie závisí na nabídce a poptávce. Mùe jít o palivo zpracované z odpadního døíví, o palivo upravené z odpadù ze zemìdìlství, z døevozpracujícího prùmyslu, upravené kaly z BÈOV èi odpadní døevo ze staveb. Mùe jít rovnì o primární surovinu, jako jsou rychlerostoucí døeviny èi energetické byliny. Poptávka závisí zejména na cenì a uitné hodnotì. Cena bude z èásti výsledkem politických rozhodnutí, jako jsou ekologické danì, obchod s emisními kvótami, apod. Z toho vyplývá, e vývoj bioenergetiky je spojen s politickým rozhodováním. Dne 5.1istopadu 2004 byla hladce, po poèáteèních velkých emocích, schválena pravidla obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynù. Pokud návrh vèas schválí Senát a podepíe prezident, od ledna roku 2005 zaène v Èeské republice stejnì jako v celé EU fungovat trh s tìmito povolenkami. Ministerstva prùmyslu a ivotního prostøedí se dohodla na tom, e stát rozdá 450 zdrojùm zneèitìní zdarma povolenky na vypoutìní témìø 108 milionù tun emisí. Takzvaný alokaèní plán musí být jetì schválen Evropskou komisí. A alokaèní plán schválí Evropská komise, podnikùm se podle nìj pøidìlí povolenky na emise skleníkových plynù. Pokud firmy povolenky nebudou potøebovat, protoe modernizují svùj provoz a dojde k úsporám emisí, tak s nimi mohou obchodovat na evropském trhu, øekl novináøùm ministr ivotního prostøedí Libor Ambrozek. K pøijetí pravidel pøispìl kompromis, na který ministr ivotního prostøedí pøistoupil. I s jeho souhlasem snìmovna rozhodla, aby se na pøípravì a pøedloení pøítího alokaèního plánu pro léta 2007 a 2009 do vlády podílelo spolu s jeho resortem také ministerstvo prùmyslu a obchodu. Obì ministerstva budou také spoleènì vydávat adatelùm povolenky na vypoutìní skleníkových plynù do ovzduí. Dalím ústupkem ministra ivotního prostøedí bylo uputìní od poadavku, podle nìho by firmy musely peníze získané prodejem povolenek povinnì vrátit do ekologizace provozu. Kadá investice do provozu podle ministra v souèasné dobì znamená technologii etrnìjí k ivotnímu prostøedí, a tak by zákonem daná povinnost byla nadbyteèná. Cílem evropského systému obchodování s povolenkami je dosáhnout sníení emisí skleníkových plynù. Ministr ivotního prostøedí pøedpokládá, e asi polovinu poètu povolenek získají v Èeské republice energetické podniky, ale trh s povolenkami se významnì dotkne i oceláøského, chemického, cementáøského èi skláøského prùmyslu. Jednání s Evropskou komisí o mnoství emisí oxidu uhlièitého za Èeskou republiku nebude jednoduché. Øada státù musela své alokaèní plány omezit. Napøíklad Slovensku ji Evropská komise jeho pùvodní zámìry sníila asi o 15 milionù tun emisí. Certifikace paliva jediná cesta pro uvedení paliva na trh V souèasné dobì vyuití alternativních paliv znamená pro spoleènosti vyuívající tato paliva období zkouení. Kromì ekonomických úspor za nákup alternativního paliva neplyne pro provozovatele jiná výhoda. Proces výroby alternativního paliva a jeho následného vyuívání zejména v energetických zdrojích je v Èeské republice zatím v plenkách. Oèekávané pøijetí zákona o obchodování s emisemi tyto snahy výrobcù alternativních paliv a provozovatele zdrojù tyto paliva vyuívající zvýhodní a tudí bude znamenat významný posun v ochranì ivotního prostøedí. Palivo, které je v §3 odst.2 g) vyhláky è. 357/2002 Sb., kterou se stanoví poadavky na kvalitu paliv z hlediska ochrany ovzduí, definováno jako alternativní palivo, musí splòovat poadavky této vyhláky. A tedy dokladem o kvalitì paliv, který musí dokládat výrobce je dle § 7 Osvìdèení o kvalitì paliv platný certifikát. Pro výrobce alternativního paliva vyplývá z jeho uplatnìní v energetice nebo prùmyslu øada krokù, ne mùe dojít k provozu zdroje na vyuití paliv. Pro názornost dále uvedu postup prací pøi výrobì paliva EKOBIOPAL vyrábìného spoleèností EKOLOGIE s.r.o. Lány. 39 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 1. krok realizace výroby alternativního paliva EKOBIOPAL O tomto kroku Vás detailnì seznámí pan ing. Vilém ák ze spoleènosti EKOLOGIE s.r.o., který má na toto téma samostatnou pøednáku. 2. krok - elementární analýza paliva Pro stanovení teoretického mnoství emisí, které mohou vzniknout pøi spalování tuhého alternativního paliva EKOBIOPAL bylo nutné nechat udìlat elementární analýzu vyrábìného paliva. Pøi odbìru vzorku je nutností odebrat skuteènì representativní vzorek a tento vzorek odebrat v souladu s ÈSN 44 1304 Tuhá paliva -metody odbìru a úpravy vzorkù pro laboratorní zkouení. Elementární analýza tohoto vzorku byla provedena akreditovanou laboratoøí, aby pozdìji nemohlo dojít ke zpochybnìní kvality paliva. 3. krok výpoèet teoretických emisí Z protokolu o výsledcích elementární analýzy byly odpovìdnou osobou vyèísleny teoretické emise vznikající pouze pøi spalování paliva EKOBIOPAL. Takto vyèíslené emise paliva EKOBIPAL pøekraèovali emisí limity dané naøízením vlády è. 352/2002 Sb., kterým se stanoví emisní limity a dalí podmínky provozování spalovacích stacionárních zdrojù zneèiování ovzduí. Z tohoto dùvodu muselo dojít k dalímu testování paliva kroku 4. Pro nìkterá paliva mùe být výpoèet teoretických emisí posledním krokem pøed zaádáním o certifikaci paliva. 4. krok spalovací zkouka Na konkrétním zdroji (kotli Valimatic spoleènosti ENES s.r.o.), kde provozovatel zdroje chce vyuívat alternativní palivo a zároveò provozovaná technologie umoòuje toto spalování i souèasnì kontrolované dávkování alternativního paliva do spalovacího procesu. Vzhledem ke skuteènosti, e souèasná platná legislativa nepopisuje taxativnì postup spalovacích zkouek, byla zahájena jednání s Èeskou inspekcí ivotního prostøedí v Praze. Na základì dohody byl zpracován projekt spalovací zkouky na konkrétním zdroji. Tento projekt byl spoleènì s oznámením o datu provedení spalovací zkouky zaslán na ÈIP cca 14 dní pøed datem mìøení. Bìhem spalovací zkouky bylo provádìno autorizované mìøení emisí v rozsahu definovaném projektem spalovací zkouky. 5. krok - certifikace paliva Certifikaci paliva EKOBIOPAL provedl Výzkumný ústav lehkého prùmyslu v Èeských Budìjovicích. Pro certifikaci byly doloeny výsledky vech zkouek popsané v pøedcházejících odstavcích (Protokol o elementární analýze provedený akreditovanou laboratoøí spoleènosti Sokolovská uhelná a.s., Výpoèet teoretických emisí z Výzkumného ústavu paliv v Praze Bìchovicích, Protokol o autorizovaném mìøení emisí bìhem spalovací zkouky zhotovený autorizovanou spoleèností INPEK spol. s r.o., Praha). Na základì pøedloených dokladù bylo palivo EKOBIOPAL certifikováno pro daný typ kotle. Na základì tohoto certifikátu mue provozovatel kotle Valimatic spalovat spoleènì s hnìdým uhlím tuhé alternativní palivo EKOBIOPAL za podmínek, které byly pøi prùbìhu spalovací zkouky. Kontaktní adresa: Ing. Lenka Ètvrtníková Palackého 106 544 01 Dvùr Králové n.L. IÈO: 25 95 90 85 tel.: 499 620 118 40 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 MONITOROVÁNÍ PRÙBÌHU KOMPOSTOVACÍHO PROCESU A. Jelínek, M. Kollárová Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 1. Úvod urèit termín pøekopávek, a tak øídit prùbìh kompostovacího procesu. Pro zajitìní správného prùbìhu kompostovacího procesu a tím i vyrobení kvalitního kompostu je nezbytné jeho systematické a pravidelné monitorování. Monitorování kompostovacího procesu není moné zanedbat ani pøi technologii øízeného aerobního kontrolovaného mikrobiálního kompostování na malých hromadach. Øízení kompostovacího procesu (pøekopávání, úprava vlhkosti, pøíp. inokulace mikroorganismù) se uskuteèòuje na základì sledování základních velièin popisujících kompostovaní proces. Kontrolovanými velièinami kompostovacího procesu jsou: Jestlie po zaloení kompostu a první (homogenizaèní) pøekopávce teplota nestoupá, nebo po pøedchozím vzestupu nastává její výrazný pokles, signalizuje to závadu v kompostovacím procesu. Pøíèina mùe být ve patném surovinovém sloení zakládky, v nedostateèném zpracování nebo v nevhodné vlhkosti vstupních surovin. Kterákoliv z uvedených pøíèin znamená zhorení podmínek pro mikrobiální aktivitu a tím zpomalení, nebo a zastavení kompostovacího procesu. Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Metodika mìøení teploty kompostu a) teplota kompostu vlhkost kompostu obsah kyslíku v hromadì kompostu test fytotoxicity (øeøichový test) mikrobiální hodnocení kompostu agrochemické hodnocení kompostu monitorování plynných emisí Mìøící pøístroj Teplota kompostu je zjiována teplomìrem, v dnení dobì pøevánì elektronickým, s digitálním, nebo analogovým ukazatelem, u nìkterých typù s moností datového výstupu. 2. Teplota kompostu Teplota zakládky kompostu je základným mìøitelným ukazatelem zrání kompostu, který koresponduje s intenzitou èinnosti mikroorganismù. Na základì sledování prùbìhu teplot kompostu je moné Teplomìr musí být vybaven dostateènì dlouhou a pevnou tyèovou zapichovací sondou, kterou je moné zapíchnout do hromady kompostu alespoò do hloubky 1 m pod povrch hromady. Tím je zajitìno zmìøení teploty v celém prùøezu hromady. V tab.1 jsou uvedeny teplomìry nabízené na našem trhu. Tab.1: Pøístroje pro mìøení teploty kompostu Rozmìry pøístroje (mm) délka sondy (mm) Cena bez DPH (Kè) 1050 362x120x1522 1500 867,- 150 106x67x30 800 5000,- - 1500 15500,- - 141x71x27 na objednávku 1000) 2400,- Výrobce Oznaèení teplomìru Mìøici rozsah Monost elek.výst. Pøesnost mìøení Hmotnost (g) METRA BLANSKO a.s. Technický teplomìr vpichovací 0 a +200°C Ne +2% z roz.stupnice SANDBERGER GmBh. Digitální teplomìr sekundový -50 a +1150°C Ne TESTO s.r.o Praha 5 Zapichovací sonda s datalogerem testostor 175 -35°C a +120°C Ano Comet systém s.r.o Ronov pod R. Vpichovací sonda+teplomìr S021 -50°C a 550°C Ano Zemìdìlský tyèový teplomìr 0 a +150°C Ne -70°C a 300°C Ne DRAMIÒSKI Elektronics in Agriculture AHLBORN Mìøící a regulaèní technika s.r.o. Sekundový teplomìr ALMEMO 2020+èidlo T 12316+kabel -20a +550°C <1% +550°C a 920°C <1,5% do 50°C+0,5°C nad 50°C 1,2% 0,4°C -50a +100°C +1°C v celém rozsahu do 200°C 1K od 200°C 2K od 400°c 0,5% z mìø.h. 41 - 1500 (alternativnì 2250, 3000) 6700,(sonda 1,5m) 150 60x150x26mm 7 900,- Zemìdìlská technika a biomasa 2004 b) Metoda mìøení teplot zapichovacím teplomìrem Nejèastìji je teplota kompostu zjiována zapichovacím teplomìrem. Pøi mìøení je potøeba dodrovat základní zásady: • • • Vpich sondou vést kolmo k povrchu hromady tak, aby míøil do jejího støedu podle jejího pøíèného tvaru (trojúhelníkový nebo lichobìníkový profil) Po definovaném úseku (je urèen z celkové výky hromady) od povrchu hromady vpich zastavit a odeèíst ustálenou teplotu, s vedením vpichu pokraèovat a do støedu hromady. Vzdálenosti jednotlivých vpichù po horizontále jsou závislé na celkové délce hromady. Jednotlivá mìøicí místa na jednotlivých hromadách je nutno oznaèit a toto oznaèení pouívat po celou dobu jedné zakládky. Pokud mìøicí pøístroj nemá elektronický výstup, je nutno hodnoty namìøené teploty zapisovat podle oznaèených mìøicích míst do tabulky 2. Pøi opakovaných mìøení je nutné vdy namìøené hodnoty ze stejného místa zaznamenávat pod stejným oznaèením. Prùbìh teplot kompostu pro lepí názornost uvádíme graficky (Obr.1). • • • Tab. 2: Prùbìh teplot hromada è. Datum Mìøící místo 1 2 3 Teplota venkovní Pøekopáno Kompostárna VÚZT prùbìh teplot kompostu -hromada 1 teplota kompostu teplota venkovní 60 50 teploty 40 30 20 10 0 5.IX 15.IX 22.IX 29.IX 6.X 14.X 22.X 31.X 11.XI datum Obr.1 :Zapichovací teplomìry c) • Obr.2: Graf prùbìhu teplot kompotu Èasové intervaly mìøení teploty bìhem jedné zakládky do 10. dne kadodennì v tomto období jsou teploty nejvyí a je tedy tøeba kontrolovat optimální prùbìh kompostovacího procesu a zda teploty nepøevyují ji zmínìných 65°C. 3. Vlhkost kompostu Mikroorganismy obsaené v kompostu potøebuji pro svùj ivot vodu, proto vlhkost patøí mezi parametry, které velkou mìrou ovlivòují zdárný prùbìh kompostovacího procesu. Pøi nadbyteèné vlhkosti dochází k neádoucím hnilobným procesùm. Optimální vlhkost je taková, pøi ní je 70 % pórovitosti faremního kompostu zaplnìno vodou. Po této dobì postupnì teplota klesá a pro dodrení hygienizaci je nutné dodret teplotu celkem 21 dnù nad 51°C. • Od 11. dne do ukonèení kompostovacího procesu 1x za 3 ÷ 4 dny Pro zakládání kompostu je lepí volit nií vlhkost vstupních surovin, kterou v pøípadì potøeby upravíme závlahovou vodou. Pøevlhèenost kompostu se upravuje obtínìji. Metody urèování vlhkosti a) 42 Gravimetrická metoda stanovení vlhkosti Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Je to laboratorní metoda urèování vlhkosti. Vyuívá se i pøi kalibraci jiných vlhkomìrù, které pracují na rùzných fyzikálních principech. Jde o pøímé mìøení, podstatou je oddìlení vody od pevné fáze. Obsah vlhkosti (x) v % se vypoèítá podle vztahu: x= kde: m 1 .100 m m1 = úbytek na hmotnosti vzorku suením (g) m = hmotnost vzorku pøed suením (g). b) Mìøení vlhkosti surovin pøenosnými vlhkomìry Vechny pøenosné vlhkomìry mìøí vlhkost surovin nepøímo, nebo k jejímu urèení vyuívají nìkterou z celé øady vlastností vody obsaené v surovinách a mìøením tìchto vlastností (napø. vodivost, kapacita) pak usuzují na obsah vody v daných surovinách. Výhodou tìchto metod je okamitá znalost výsledku, monost nedestruktivního mìøení a mobilnost pøístroje, naopak mezi nevýhody patøí zejména mení pøesnost mìøení a nutnost kalibrace pøístroje. Vlhkomìr pracující na principu mìøení elektrické vodivosti od firmy Testo je znázornìn na obrázku 3. V souèasné dobì probíhá na naem pracoviti jeho kalibrace. c) Orientaèní zkouka vlhkosti Pro informativní zjitìní vlhkosti zrajícího kompostu je moné pouít orientaèní zkouku vlhkosti. Kompostovanou surovinu je nutno vzít do ruky a pevnì zmáèknout. Pøi optimální vlhkosti by se nemìla mezi prsty objevit voda. Pøi nedostateèné vlhkosti se surovina pøi otevøení pìsti rozpadne. Pøi nadbytku vlhkosti se pøi zmáèknutí objeví mezi prsty voda. Obr.3: Vlhkomìr firmy Testo pracující na principu mìøení elektrické vodivosti 4. Obsah kyslíku v kompostu Dùleitým ukazatelem správného prùbìhu kompostovacího procesu mimo teploty a vlhkosti je obsah kyslíku v mezerách kompostu. Pøi nedostatku kyslíku klesá mikrobiální aktivita, nìkteré mikroorganizmy vymírají, jiné pøecházejí do anabiózy, nebo do anaeróbních metabolických drah. Dochází k zpomalení, nìkdy a k zastavení kompostovacího procesu, k tvorbì neádoucích látek a uvolòování amoniaku a metanu. Mìøení obsahu kyslíku je dùleité také pro zjiování míry biologické stability biologicky rozloitelných odpadù, která se hodnotí pomoci dynamického respiraèního indexu (DRI). Pøehled nìkterých typù oximetrù uvádí tabulka 2. Tab.3: Pøístroje pro mìøení obsahu kyslíku Výrobce Pøístroj Mìøící rozsah Výstup displey Pøesnost Hmotnost Cena (Kè) ASEKO s.r.o Elektrochemický analyzátor kyslíku 0-21% Ano displey LED +0,1% 1 kg 19 200,- SANDBERGER Testoryt 0-21% Ne GREISNER elektronic GmbH GMH 3690GL 0-100% Ano Displey LCD 43 17 890,V rozsahu 0-2% +0,1% V rozsahu 2,1100% +0,5% 315g 10 440,- Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr.4: Pøístroje pro mìøení obsahu kyslíku nocení intenzity rozkladu, kdy nepøítomnost fytotoxinù ( IK kolem 100%) je ukazatelem zralého kompostu. 5. Test fytotoxicity (øeøichový test) Øeøichový test resp. test fytotoxicity je metoda vyhodnocování intenzity rozkladu organických materiálù a zralosti výsledného kompostu, která byla vypracována ve VÚRV pro pouití v kompostáøské praxi. Jde o biologickou metodu hodnocení fytotoxicity výluhu vzorku indexem klíèivosti citlivé rostliny (øeøichy seté). Velikost fytotoxicity , která je pøímým odrazem obsahu toxických meziproduktù vznikajících pøi aerobním rozkladu organických odpadù, umoòuje kvalitativní ohod- 6. Mikrobiologické hodnocení kompostu Kromì uvedených znakù organického hnojiva- kompostu je pro podmínky praxe nutné znát i jeho kvalitu- stanovit indikátorové mikroorganismy. Pøípustné mnoství indikátorových mikroorganismù nesmí pøekroèit kriteria daná ÈSN 46 5735 Prùmyslové komposty (Tab. 4) Tab.4: Mikrobiologická kriteria- jakostní znaky kompostu Pøípustné mnoství KTJ -1 Kompost Kompost volnì loený Kompost balený v 1 gramu faremního kompostu Termotolerantní Enterokoky koliformní bakterie 3 3 < 10 < 10 2 2 10 10 7. Agrochemické hodnocení kompostu Pøi laboratorních rozborech kompostu se postupuje dle ÈSN 46 5735 Prùmyslové komposty. Tab. 5 obsahuje Salmonella nestanovuje se negativní nález pøehled jakostních znakù kompostù, které poaduje ÈSN Prùmyslové komposty a jakostní znaky faremního kompostu vyrobeného na farmì Hucul (Vítkovice v Krkonoích) stanovené Zkuební laboratoøí ÚKZUS Praha. Tab.5: Agrochemické hodnocení kompostu (Zkuební laboratoø ÚKZUS) ZNAK JAKOSTI HODNOTA PODLE ÈSN 46 5735 40 - 60 min. 25 min. 0,6 min. 1 min. 1 6 - 8,5 max. 30 max. 2 max. 2 Vlhkost (%) Spalitelné látky ve vysuš. vzorku (%) Celkový dusík jako N pøep. na vysu. vzorek (%) Celkový fosfor jako P2O5 ve vysuš. vzorku (%) Draslík jako K2O ve vysuš. vzorku Hodnota pH C:N Obsah èástic nad 20 mm (%) Obsah èástic nad 31,5 mm (%) 44 ZJITÌNÁ HODNOTA 50,0 42,2 1,6 1,2 1,1 7,2 10 0,0 0,0 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 8. Monitorování plynných emisí Pøi procesu zrání kompostu unikají do ovzduí plynné emise. Jedná se o emise N2O, NO, NH3, CH4, CO, CO2, H2S. Obsah plynných emisí se mìní podle jednotlivých surovin pouitých do zakládky kompostu a podle stadia kompostovacího procesu. Na obr. 5 je mìøící pøístroj Brüll&Kjaer , který je na naem pracoviti vyuíván nejen na mìøení emisí ze zemìdìlské èinnosti, ale i na mìøení emisí z kompostovacího procesu. Pomocí pøístroje lze monitorovat emise NH3, CH4 CO2, H2S a obsah vodní páry. Pøi experimentech bylo zjitìno, e na 1 t suiny kompostu je pøi klasickém zpùsobu kompostování (doba kompostování cca 12 mìsícù, 2x pøekopávka) vyprodukováno 6 kg metanu za rok. Pøi rychlokompostování, pøi kterém je kompost vyroben za 8 - 12 týdnù a provedeno cca 8 pøekopávek, se mnoství vyprodukovaného metanu sníí o polovinu, tj. na 3 kg za rok. Obr. 5: Pøístroj pro mìøení emisí Obr.6: Mìøení emisí z biofiltru (experimentální kompostárna VÚZT) 9. Závìr Kompostování je nejstarí a ekonomicky nejpøijatelnìjí technologie promìny zbytkové biomasy na kvalitní organické hnojivo- kompost. Pro dodrení vech legislativních podmínek kompostování a pro výrobu kvalitního produktu je nevyhnutelné, aby byl kompostovaní proces procesem øízeným. Øízení kompostovacího procesu není moné bez jeho pravidelného a systematického monitorování. V bìné praxi se jedná hlavnì o monitorování teploty, vlhkosti a o agrochemické a chemické hodnocení kompostu podle poadavkù ÈSN 46 5735 Prùmyslové komposty. Na základì vzrùstajícího trendu hodnocení biologické stability biologicky rozloitelných odpadù podle DRI (dynamický respiraèní index) lze oèekávat zvýení potøeby monitorovat i obsah kyslíku v kompostì. Mikrobiální øízené kompostování je také jednou z moností, jak výraznì sníit nepøíznivý vliv organické zbytkové biomasy na ivotní prostøedí. Proces mikrobiálního øízeného kompostování je vak hlavnì v první èásti provázen vznikem zátìových a skleníkových plynù. Sníení úniku tìchto plynù do atmosféry dává pøedpoklad k irímu rozíøení této technologie. Poznatky uvedené v tomto èlánku byly získány pøi øeení projektu QF 3148 Pøemìna zbytkové biomasy zejména z oblasti zemìdìlství na naturální bezzátìové produkty, vyuitelné v pøírodním prostøedí ve smyslu programu harmonizace legislativy ÈR a EU a QD 0008 Výzkum technologií chovu prasat a drùbee sniujících emise amo- niaku negativnì ovlivòujících ivotní prostøedí a QF 3140 Omezení emisí skleníkových plynù a amoniaku do ovzduí ze zemìdìlské èinnosti, který jsou podporovaný Národní agenturou pro zemìdìlský výzkum. LITERATURA 1. JELÍNEK, A. a kolektiv autorù: Faremní kompost vyrobený kontrolovaným mikrobiálním procesem. Realizaèní pomùcka pro zpracování podnikové normy, Praha 2002, ISBN: 80-238-8539-1 2. PLÍVA P, JELÍNEK A.: Výzkum sníení emisí zátìových plynù procesem øízeného mikrobiálního kompostování. Biom.cz, 7.7.2003, http://biom.cz/index.shtml?x=139831 3. ADANI, F. HABART,J.: Biologická stabilita, dynamický respiraèní index a jeho uplatnìní v odpadové hospodáøství. Biom.cz, 1.9.2003, http://biom.cz/index.shtml?x=144850 Kontaktní adresa: Ing. Antonín Jelínek, CSc Ing. Mária Kollárová Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Telefon 233022398, e-mail [email protected] Telefon 233022457, e-mail [email protected] 45 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 PODPORY ZEMÌDÌLSTVÍ A VENKOVA PO VSTUPU ÈESKÉ REPUBLIKY DO EVROPSKÉ UNIE A. Juøica Výzkumný ústav zemìdìlské ekonomiky, Praha 1. Úvod Systém podpor poskytovaných do rozvoje zemìdìlství a venkova v ÈR po vstupu do EU vychází ze základních podmínek, které vymezil Kodaòský summit EU a to v oblasti produkèních limitù, minimální výe pøímých podpor ze zdrojù EU (u vìtiny komodit na poèáteèní úrovni 25% podpor stávajících zemí EU) a celkové výe zdrojù na strukturální podpory (Horizontální plán rozvoje venkova a Ope- raèní program - Zemìdìlství). U pøímých podpor byla vyjednána monost jejich navýení z národních zdrojù do dohodnuté úrovnì (u vìtiny komodit na poèáteèní úroveò 55% podpor stávajících zemí EU). Nový systém podpor od roku 2004 po vstupu ÈR do EU vychází rovnì ze schválené Koncepce agrární politiky Èeské republiky pro období po vstupu do Evropské unie (2004-2013). Základní údaje z této koncepce jsou zøejmé z následující tabulky. Tab. 1 - Podpory agrá rního se ktoru ÈR 2004 - 2006 (m ld. Kè) prùm ì r 2001-2 2004 Ka te gorie podpor 2005 2006 Ce lke m podpory 19,9 29,9 32,2 34,7 - národní zdroje 19,9 13,5 13,8 14,1 - zdroje EU 0,0 16,4 18,4 20,6 Z toho Pøím é pla tby 2,9 11,6 12,7 13,9 - národní zdroje 2,9 5,2 5,2 5,2 - zdroje EU 0,0 6,4 7,5 8,7 Strukturá lní podpory HRDP 3,0 6,6 7,1 7,7 - národní zdroje 3,0 1,3 1,4 1,5 - zdroje EU 0,0 5,3 5,7 6,2 Strukturá lní podpory OP ze m ìdì lství 3,1 1,9 2,6 3,4 - národní zdroje 3,1 0,6 0,8 1,0 - zdroje EU 0,0 1,3 1,8 2,3 Ná rodní podpory (sta te aid) 8,9 6,3 6,3 6,3 - národní zdroje 8,9 6,3 6,3 6,3 - zdroje EU 0,0 0,0 0,0 0,0 Podpory ce n 2,1 3,4 3,4 3,4 - národní zdroje 2,1 0,0 0,0 0,0 - zdroje EU 0,0 3,4 3,4 3,4 Fin.obálka pro pøímé platby EU (mil.eur) 0,00 198,94 227,90 265,70 Fin.obálka pro pøímé platby EU (mil.Kè) 0,00 6446 7156 8290 Pøíspìvek EU na HRDP (mil. eur) 0,00 163,30 182,00 197,50 Pøíspìvek EU na HRDP (mil. Kè) 0,00 5291 5715 6162 Pøíspìvek EU na OP Zem. (mil. eur) 0,00 40,53 58,05 75,31 Pøíspìvek EU na OP Zem. (mil. Kè) 0,00 1313 1823 2350 Pramen: Koncepce agrární politiky ÈR pro období po vstupu do EU 46 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 2. Charakteristika systému podpor po vstupu ÈR do EU Dnem vstupu Èeské republiky do EU (1.kvìten 2004) vstoupil v platnost nový systém a nová struktura podpor zemìdìlství a venkova. Tato struktura je zøejmá z následujícího pøehledu : A. Podpory ze zdrojù EU: Podpory v rámci Spoleèné zemìdìlské politiky (SZP): 1. Trní opatøení v rámci Spoleèné zemìdìlské politiky 2. Pøímé platby (jednotné platby na plochu SAPS) Podpory v rámci Spoleèné politiky rozvoje venkova (Strukturální politika): 3. Operaèní program Rozvoj venkova a multifunkèní zemìdìlství (OP Zemìdìlství) 4. Horizontální plán rozvoje venkova (HRDP) B. Podpory ze zdrojù státního rozpoètu ÈR : 1. Národní komplementární platby pøed vstupem do EU (Top up jen rok 2004) 2. Národní komplementární platby po vstupu do EU (Top up ) 3. Státní pomoc - národní podpory po vstupu do EU (State aid) Ad A. Podpory ze zdrojù EU : A.1. Trní opatøení v rámci Spoleèné zemìdìlské politiky (SZP) Realizaci trních opatøení v rámci SZP EU komplexnì zajiuje v ÈR Státní zemìdìlský intervenèní fond (SZIF), vèetnì èinnosti Platební agentury, která zprostøedkovává a kontroluje vekeré finanèní toky mezi EU a Agrokomplexem ÈR. Trními opatøeními, které realizuje SZIF v rámci SZP jsou zejména: - intervenèní nákupy vybraných zemìdìlských výrobkù a potravin, vèetnì jejich skladování a pøípadného zpracování, - prodeje a pøevody intervenènì nakoupených zemìdìlských výrobkù a potravin, - podpora soukromého skladování, - produkèní kvóty (mléko, cukr, bramborový krob a pøípadnì dalí vybrané komodity), - uvádìní pùdy do klidu a nepotravináøské uití vybrané produkce z této pùdy, - tarifní opatøení v rámci agrárního zahranièního obchodu EU, - exportní a importní licence, - exportní subvence, - speciální prémie u vybraných komodit, - uplatòování systému záruk pro zemìdìlské výrobky a potraviny, - podpora spotøeby mléka u kolní mládee. A.2. Pøímé platby - Systém jednotné platby na plochu (SAPS) Pro èerpání finanèních prostøedkù z EU bude ÈR uplatòovat namísto standardního systému prostøednictvím IACS zjednoduený systém pøímých plateb nazývaný reim jednotné platby na plochu (SAPS) pøi zachování vymezených kontrolních funkcí IACS. Celková výe kalkulované národní obálky ÈR pro deklarovanou uitou zemìdìlskou plochu (3 525 355 ha) èiní podle výsledkù z Kodanì v roce 2004 198,94 mil. EUR (tj. 6,4 mld. Kè). Minimální výmìra zemìdìlské pùdy v zemìdìlském podniku, na kterou lze platbu získat, je pro ÈR 1 ha. Pro èerpání plateb je nutné splnit i podmínku provedení registrace pùdních blokù. Systém jednotné platby na plochu pøinese zemìdìlcùm : - zjednoduení systému a kontrol, - podstatnì se sníí nebezpeèí nevyèerpání nìkterých plateb, - nebude povinnost uvádìt 10% pùdy do klidu, - celkový vìtí objem penìz, - snazí pøechod na reformovanou zemìdìlskou politiku, tj. èásteèné odpoutání plateb od produkce (tzv. de coupling). A.3. Operaèní program Rozvoj venkova a multifunkèní zemìdìlství (OP Zemìdìlství) Operaèní program je programový dokument, který pøedstavuje základní koncepèní rámec MZe ÈR pro poskytování projektových podpor pro èeské zemìdìlství a venkov po vstupu do EU. OP Zemìdìlství navazuje na opatøení pøedvstupního programu SAPARD. Cílem OP zemìdìlství je zvýení HDP a zamìstnanosti v ÈR, zachování ivotního prostøedí, zajitìní trvale udritelného polyfunkèního rozvoje venkova zaloeného na trvale udritelném zemìdìlství, lesním a vodním hospodáøství v integraci s kvalitním zpracováním zemìdìlských produktù. Priorita I. - Podpora zemìdìlství, zpracování zemìdìlských výrobkù a lesnímu hospodáøství Pøehled opatøení priority I. : 1. Investice do zemìdìlského majetku zemìdìlských podnikù Investice do zemìdìlského majetku (vèetnì podpory zaèínajících mladých zemìdìlcù a podpory diverzifikace zemìdìlských èinností) jsou zamìøeny pøedevím na sníení výrobních nákladù, zlepení pracovních podmínek, zvýení produktivity práce, konkurenceschopnosti a kvality produktù. Cílem projektù je dále sniování a odstraòování negativních vlivù zemìdìlské produkce na ivotní prostøedí a rekonstrukce a modernizace zemìdìlských staveb. V pøípadì prohlubování diverzifikace zemìdìlských èinností se jedná zejména o zpracování a pøímý marketing 47 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 zemìdìlských produktù, výrobu netradièních potravin a regionálních produktù, péèi o krajinu, ochranu ivotního prostøedí, alternativní vyuití stávajících staveb a výrobu èi zpracování biomasy vyprodukované vlastní zemìdìlskou èinností. 2. Zlepení zpracování zemìdìlských výrobkù a jejich marketing Toto opatøení je orientováno na zabezpeèení transferu nových technologií a inovací do zpracování zemìdìlských produktù a dalích aktivit. 3. Lesní hospodáøství Jedná se o podporu obnovy lesního potenciálu po pøírodních kalamitách, vè. prevence, investice do lesù, podporu sdruování majitelù lesa a podporu zalesòování zemìdìlsky nevyuívaných pùd. Priorita II. - Rozvoj venkova, rybáøství a odborné vzdìlávání Pøehled opatøení priority II.: Ad B: Podpory ze zdrojù státního rozpoètu ÈR B.1. Národní komplementární platby pøed vstupem ÈR do EU(Top up jen pro rok 2004) Platba je zamìøena na ty sektory, které se v pøípadì nedostateèné podpory pøi vyplácení jednotných plateb ze zdrojù EU (SAPS) jeví jako nejvíce ohroené, pøièem suma dorovnání pro urèitý sektor nesmí pøekroèit povolenou výi. Proto byly z celkové èástky, uvaované pro komplementární platby vyèlenìny finanèní prostøedky na podporu vybraných komodit rostlinné a ivoèiné výroby. Zbytek byl rozdìlen na ornou pùdu. Dorovnání bylo realizováno u následujících sektorù - chmelnic, osiva pícnin a lnu, bahnic a koz, krav bez trní produkce mléka a skotu. B.2. Národní komplementární platby po vstupu do EU (Top up) Konkrétní podmínky plateb budou pravdìpodobnì obdobné jako u plateb - Top up pøed vstupem. 1. Posílení pøizpùsobivosti a rozvoje venkovských ob lastí B.3. Opatøení je zamìøeno na pozemkové úpravy, obnovu potenciálu a zachování zemìdìlské krajiny, øízení a zajitìní funkènosti zemìdìlských vodních zdrojù, rozvoj venkova a diverzifikaci zemìdìlských aktivit a aktivit blízkých zemìdìlství. Státní pomoc nesmí naruit zásady spoleèného trhu a podléhá notifikaci ze strany Evropské komise. Platby nejsou nárokové. Jednotlivé programy státní pomoci v roce 2004 jsou pøevánì pokraèováním podpor v pøedchozím období. 2. Odborné vzdìlávání Je zamìøeno na vzdìlávání subjektù v sektoru zemìdìlství a v lesním hospodáøství za úèelem zvýení efektivity práce. 3. Chov ryb a èinnosti provádìné odborníky v rybáø ství Uvedené opatøení se týká zpracování ryb a propagaci výrobkù z ryb, chovu vodních ivoèichù, akvakultury a èinností provádìných odborníky v rybáøství. Priorita III. - Technická pomoc Opatøení je zamìøeno na financování úkolù, které jsou spojeny s realizaci operací souvisejících s øízením, implementací, monitorováním a kontrolou podpor podle operaèního programu. A.4. Horizontální plán rozvoje venkova (HRDP) 3. Státní pomoc - národní podpory po vstupu do EU (State aid) Prùbìh èerpání podpor v novém systému po vstupu ÈR do EU Vekeré podpory a dotace pro zemìdìlce a potravináøe v novém systému, kromì státní pomoci (State aid), procházejí Platební agenturou zøízenou pøi Státním zemìdìlském intervenèním fondu (SZIF). Nový systém podpor je nejen velmi nároèný (z hlediska dokládání ádostí, termínù, apod.), ale znamená i nový systém kontrol. Pøesto vak spojení zdrojù podpor z finanèních prostøedkù EU a státního rozpoètu ÈR znamená ji od roku 2004 podstatný nárùst celkového objemu podpor v zemìdìlství. Aktuální pøehled o èerpání tìchto finanèních prostøedkù podle hlavních kategorií podpor je zøejmý z následující tabulky. Cílem HRDP je zmenit rozdíly v rentabilitì podnikù v ménì pøíznivých oblastech pro zemìdìlství, které vyplývají z odliných pøírodních podmínek, zlepit nepøíznivou vìkovou strukturu zemìdìlcù, sníit zornìní pùdy, zabránit erozi pùdy a v dostateèném rozsahu zajistit obhospodaøování zemìdìlské pùdy v souladu se Zásadami správné zemìdìlské praxe. 48 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab.2 - Pøehled o èerpání podpor v novém systému v roce 2004 podle hlavních kategorií (Stav ve 3.ètvrtletí roku 2004.) Kategorie podpor Stav èerpání podpor ve 3. ètvrtletí 2004 1) Druh Pøímé platby Strukturální HRDP Poznámka mil.Kè Národní komplementární platby pøed vstupem 5 203 ÈR do EU (TOP UP) Byly vyplaceny 1.5.2004 Jednotné platby na plochu (SAPS) 5 810 Podle sumy ádostí a pøihláených ploch. Budou vyplaceny do konce roku 2004. Pøedpoklad vyèerpání celé èástky 6466 mil.Kè podpory LFA a oblasti s environmentálními omezeními 2 829 Podle sumy ádostí a pøihláených ploch. Budou vyplaceny do konce roku 2004. 3 165 Podle sumy ádostí. Budou vyplaceny do konce roku 2004. Agro-environmentální opatøení . Není k dispozici program . Není k dispozici Trní opatøení v rámci SZP . Není k dispozici Ostatní podpory HRDP Operaèní Zemìdìlství Státní aid) pomoc pøed (State Jednotlivé dotaèní tituly, vèetnì pøídìlu 1 159 PGRLF, Vinaøskému fondu, podpor podle Lesního zákona, apod. 1) Jedná se o finanèní prostøedky ji vyplacené (napø. TOP UP), pøiznané pøed vyplacením nebo pøedpokládané ze sumarizace ádostí. Nový systém podpor zemìdìlství v ÈR má zásadní význam pro efektivnost a konkurenceschopnost zemìdìlských podnikù. Pøitom jeho uplatnìní bude zcela jistì mít také rùzné dopady v rùzných výrobních podmínkách, v rùzných regionech, v rùzných podnikatelských formách, v odliném výrobním zamìøení, apod. Bude proto velmi ádoucí na základì podrobné analýzy vyhodnotit a také dále modifikovat systém podpor se zøetelem na tyto aspekty a s cílem naplòovat programy a opatøení agrární politiky ÈR. Kontaktní adresa: Ing. Alois Juøica, Csc. Výzkumný ústav zemìdìlské ekonomiky Mánesova 75 Praha 6, 120 58 49 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 TECHNOLOGIE PRO ZPRACOVÁNÍ ENERGETICKÉ BIOMASY J. Kára, Z. Abrhám, P. Hutla. Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 1.Úvod 4. Metodika výpoètu nákladù Jako palivo lze vyuít tyto druhy biomasy: - zbytky døeva z lesnictví a døevaøského prùmyslu (vìt ve, kùra, odpady z výroby odøezky, piliny, hobliny, tøísky), - zbytky ze zemìdìlské a potravináøské výroby (sláma, zvíøecí exkrementy, odpady z potravináøské výroby), - zámìrnì pìstované plodiny na zemìdìlské pùdì (rychle rostoucí døeviny, lignocelulózní plodiny, cukernaté a krobnaté plodiny, olejniny). a) Náklady na pìstování a sklizeò plodin Základem kalkulace nákladù pro plodiny pìstované k energetickým úèelùm jsou modelové technologické postupy, tj. doporuèený sled operací (hnojení a pøíprava pùdy, setí, popø. sázení, oetøování v dobì vegetace, ochrana rostlin proti chorobám a kùdcùm, sklizeò a odvoz produkce). Zpracováním biomasy lze získat tyto druhy biopaliv: - pevná paliva (palivové døevo, døevní tìpka, pelety, brikety, kùra, piliny). - kapalná paliva (metanol, etanol, oleje, pyrolýzní oleje). - plynná paliva (bioplyn CH4, døevoplyn CO, CH4, pyrolýzní plyn, syntézní plyn CO, H2). 2. Pouitelné energetické rostliny Je zøejmé, e je moné z hlediska energetického obsahu vyuít témìø vechny druhy kulturních rostlin. V praxi lze vak zatím vyuít jen nìkolik druhù rostlin. Dùleitý je pøedevím výnos, pìstební náklady, náklady na úpravu produktu pro paliváøské úèely, logistika dopravy hotových biopaliv ke spotøebiteli atd. To je technická stránka pouhé výroby a distribuce jakési substance biologického pùvodu, která byla vyrobena v dobré víøe, e bude hoøet. Ona také vìtinou hoøí, ale ne tak, jak bychom chtìli a potøebovali (ale nìkdy skuteènì nehoøí vùbec). Vìtina èistých biopaliv má napø. nízký bod mìknutí, tání a teèení popela (obilní sláma) nebo velkou produkci emisí CO (napø. krmný ovík Uteua a vìtina travin), èi velký obsah popelovin, kolem 5 % (skoro vechna). To jsou nepøíznivé vlastnosti, které napøíklad døevo nemá. J edinou moností, jak zjednat jakousi nápravu, je vytvoøit z energetických plodin a pøípadných dalích komponentù smìs o urèitém pomìru, která bude vechny nevýhody sniovat na minimum. Dalí moností je úprava spalovacího zaøízení (jiný typ hoøáku, tvar a velikost spalovacího prostoru, oklepávání nebo ofukování hoøáku pro odstranìní nadmìrného podílu popela, úprava regulaèního a øídicího systému atd.). Co se týèe vývoje, sledují se vechny monosti. 3. Náklady na biopaliva Ekonomika je vdy závislá na podmínkách urèitého období, tj. na konkrétní cenì vstupù, zejména pohonných hmot, nákladù na stroje a lidskou práci. Proto v následujícím odstavci uvádíme pouze struènou metodiku výpoètu nákladù a nìkteré výsledky platné pro konec roku 2003. Technologické postupy Pøi zpracování modelových technologických postupù se vychází z prùmìrných podmínek oblastí pìstování a prùmìrné intenzity výroby. Èlenìní technologických postupù podle technologických operací dává monost podrobnì u nich zjiovat náklady a snadnìji analyzovat vliv jednotlivých faktorù na náklady a rovnì monost propoèítávat náklady ve vztahu k odliným místním podmínkám. Modelové technologické postupy pro jednotlivé vybrané energetické plodiny obsahují: m èasový sled technologických operací (název, agrotechnická lhùta), m opakovatelnost operace vyjadøuje rozsah operace na 1 ha (mùe být i mení ne 1, napø. pøi pìstování energetických plodin deset let na pozemku u operací souvisejících se zaloením porostu je opakovatelnost 0,10), m materiálové vstupy (hnojiva, osiva, sadba, chemické prostøedky) a produkci název, mìrná jednotka a mnoství na 1 ha. Celkové náklady na pìstování a sklizeò plodiny Pøi výpoètech ekonomiky pìstování jednotlivých energetických plodin se vychází ze základního èlenìní nákladù na variabilní a fixní. Ekonomické výpoèty jsou zpracovány pro výrobní oblasti, ve kterých je pìstování dané energetické plodiny vhodné. Vechny kalkulace vycházejí z prùmìrných statistických údajù a cenových relací roku 2003. Dále je ve výpoètech uvaováno zajitìní vech operací vlastními mechanizaèními prostøedky. Výsledky jsou zpracovány do této struktury údajù: - materiálové náklady (organická, prùmyslová a vápenatá hnojiva, osivo a sadba, chemické pøípravky) vycházejí z údajù modelových technologických postupù; - náklady na mechanizované práce vycházejí z doporu èených strojových souprav a rozsahu vyuití souprav v modelových technologických postupech. Doplòkovými údaji je spotøeba paliva a potøeba práce obsluhy strojù, variabilní náklady celkem (souèet materiálových nákla dù a nákladù na mechanizované práce); - variabilní náklady celkem; - fixní náklady obsahují nájemné pùdy, danì, odpisy a opravy staveb, úroky z úvìrù, výrobní a správní reii. Fixní náklady byly stanoveny metodou odborného odha du podle dostupných informací ze statistických sledová ní a ze sledování v zemìdìlských podnicích. 50 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 1: Cena energetické tìpky (Kè·t-1) pøi dopravì na vzdálenost do 15 km Tab. 2: Cena energetické slámy (obøí hranaté balíky pøi dopravì na vzdálenost do 10 km) b) náklady na zpracování produktu Zpracování produktu do podoby øezanky nebo do velkobjemových balíkù je zahrnuto v technologických postupech, a tedy i tyto náklady jsou ji zahrnuty v nákladech na pìstování a sklizeò plodiny. Pøíklad nákladù na zpracování lesních tìebních zbytkù uvádíme v tab. 1. Dalím pøíkladem je zpracování slámy obilovin do podoby velkobjemových hranatých balíkù tab. 2. Náklady na peletování a briketování Náklady na tyto postupy vycházejí z podkladù získaných od výrobcù a pohybují se podle výkonnosti linky v rozmezí od 612 do 690 Kè·t1 u briketování a od 430 do 635 Kè·t1 u peletování. V pøípadì dosouení vstupního materiálu se tyto náklady zvýí o pøiblinì 60 a 100 Kè·t1. Podrobnìjí údaje ohlednì peletování jsou uvedeny v tab. 3, ohlednì briketování v tab. 4. c) náklady na jednotku produkce energetické produkce Celkové náklady na energetický produkt tvoøí náklady na vypìstování a sklizeò, u briket a pelet jsou navíc pøipoèítány náklady na jejich výrobu. Výnos energetického produktu je udáván pøi standardním obsahu 85 % suiny. Poèítá se s uskladnìním sklizeného produktu v dosavadních velkokapacitních senících, kde se materiál nechá dosuit a lze ho udrovat na 85 % suiny. Výhodou budou nií náklady na briketování a peletování materiál ji nebude nutné dosouet. Výhøevnost je udávána pøi 15% vlhkosti balíkù a øezanky a 12% vlhkosti briket a pelet. Výsledným ekonomickým ukazatelem tedy jsou náklady na jednotku energie (Kè.GJ1) v dané podobì rostlinného produktu pøipraveného ke spalování. 51 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 3: Struktura nákladù na peletování Tab. 4: Struktura nákladù na briketování 52 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 5: Celkové náklady na palivo (Kè·t-1) 5. Shrnutí Výpoèty jsou zpracovány podle jednotlivých plodin a obsahují: m charakteristiku plodiny, m technologii pìstování a skliznì, m náklady a výslednou ekonomiku produktu. Výsledky ekonomiky vybraných plodin a variant produkce jsou shrnuty v tab. 5 porovnání nákladù na palivo (Kè·t1) a v tab. 6 porovnání nákladù na jednotku energie v palivu (Kè·GJ1). Pøíspìvek vznikl na základì øeení grantu NAZV è QD1209. Tab. 6: Náklady na jednotku energie v palivu (Kè·GJ-1) Literatura 1. SLADKÝ, V.: Pøíprava paliva z biomasy, 3/95 UVTIZ Praha, 1996, 50 s. 2. KÁRA, J. ,RÁMEK, V.,HUTLA, P.,STEJSKAL, F.,KOPNICKÁ, A.: Vyuití biomasy pro energetické úèely. ÈEA Praha, 1997, 157 s. 3. KÁRA, J., HUTLA, P.,STRAIL, Z.: Technologické systémy pro vyuití biopaliv z energetických plodin. Z2427, VÚZT Praha, 2003, 44 s. 4. HUTLA, P.: Systémové vyuití energetické biomasy. Periodická zpráva za rok 2003 o postupu prací na projektu QD 1208. Praha, VÚZT 2003, Z - 2423, 78 s.+ pøílohy 5. PASTOREK Z., KÁRA, J.,JEVIÈ, P.: Biomasa obnovitelný zdroj energie Vydavatelství FCC UBLIC s.r.o. 288 stran, 159 obrázku, 105 tabulek ISBN 80-86534-06-5 Kontaktní adresa: Ing. Jaroslav Kára Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Telefon 233022334, e-mail [email protected] 53 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 ENERGETICKÉ PLODINY POSKLIZÒOVÉ ZPRACOVÁNÍ J. Mazancová, P. Hutla. Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha Tato práce je výsledkem øeení projektu è. QD 1208, který je financován Národní agenturou pro zemìdìlský výzkum MZe ÈR. Pìstování a následné zpracování energetic-kých plodin se stává stále více aktuální. Tomuto stavu napomáhá závazek Èeské republiky, kterým by v roce 2010 mìla dosáhnout zajitìní 6% podílu obnovitelných energetických zdrojù na primární spotøebì energie. Energie z biomasy má pøitom v Èeské republice nejvyí vyuitelný potenciál a pøi plnìní závazku t edy i nejdùleitìjí roli (Váòa, 2003). Pìstování energetických bylin je ve srovnání s pìstováním rychle rostoucích døevin (topolù a vrb) ménì pracné a levnìjí (Váòa, 2003). Bylin pìstovaných pro energetické úèely je celá øada (jednoleté, dvouleté, víceleté èi vytrvalé). Nicménì, jako nejvíce perspektivní se jeví vytrvalé byliny: energetický ovík (Rumex tianschanicus x Rumex patientia) a chrastice rákosovitá (Phalaris arundinacea). Energetický ovík, odrùda Rumex OK-2, je vytrvalá bylina s vysokým výnosovým potenciálem. Pro jeho pìstování lze pouít vekerou bìnou mechanizaci a to jak pøi zakládání porostù, tak i pøi jejich oetøování bìhem vegetace i pøi sklizni (Petøíková, 2003). V souèasné dobì (rok 2004) lze na pìstování energetických bylin kromì ploné podpory (dle systému SAPS) získat i dotaci ve výi 2000 Kè/ha v rámci Zásad pro poskytování finanèní podpory na zaloení a údrbu porostù bylin pro energetické vyuití pìstovaných na orné pùdì vyhláenou Podpùrným a garanèním rolnickým a lesnickým fondem ve spolupráci s Ministerstvem zemìdìlství ÈR (Petøíková, 2004). Dotace pro následující roky jsou v jednání. Energetický ovík lze sklízet bìnou sklizòo-vou mechanizací. Sklizený materiál mùe být ve formì balíkù (hranatých, kulatých) èi øezanky. Materiál urèený k balíkování musí vykazovat vlhkost pod 15%. Sklízí se tedy vícefázovì a materiál je suen pøímo na poli. Hranaté balíky (obr.1) jsou vhodné zejména z hlediska snadnosti následných logistických operací pøi vyuívání ve velkých výtopnách. Je vak nutné je skladovat v zastøeených prostorách. Výhoda kulatých balíkù ( obr. 2) èásteènì obalených folií spoèívá v jejich dlouhodobé skladovatelnosti na poli. Nevýhodou je obtíná manipulace a èasto i problémy s rozdruováním. Pro získání materiálu ve formì øezanky (obr. 3) je moné pouít dvou- i jednofázovou sklizeò. Pøi dvoufázové sklizni je porost poseèen, usuen na pozemku a následnì sebrán sklízecí øezaèkou. Takto získaný materiál vykazuje bìnì vlhkost pod 15% umoòující dlouhodobé skladování a rùzné zpùsoby zpracování. Pøi bìné jednofázové sklizni sklízecí øezaèkou je produktem øezanka o vlhkosti cca 25% a je tedy nutné ji dosouet. Krátkodobì lze takto vlhkou øezanku zakrytou folií skladovat na volné ploe. Obr. 1 Energetický ovík sklizený ve formì hranatých balíkù Obr. 2 Energetický ovík sklizený ve formì kulatých balíkù Obr. 3 Energetický ovík øezanka 54 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Zpùsob skliznì a forma sklizeného materiálu má významný vliv na následné logistické operace. Dùleitými vlastnostmi jsou manipulovatelnost a potøeba skladovacího prostoru. Snadná manipulace materiálem slisovaným do balíkù je ovem vyváena nutností jejich rozdruení pøi koneèném pouití. Potøebu skladovacího prostoru je mono charakterizovat mìrnou hmotností materiálu. V tab. 1 je uveden tento parametr pro hranaté a kulaté balíky a pro dva druhy øezanky, jejich struktura je uvedena v tab. 2. Velikost èástic je zde výsledkem zpùsobu nastavení noù v øezacím ústrojí sklízecí øezaèky. Pro monost srovnání je v tab. 1 uveden i pøepoèet mìrné hmotnosti øezanky na materiál se stejnou vlhkostí jako je u slisovaného materiálu. Tab.1: Mìrná hmotnost sklizeného materiálu (energetický ovík) v rùzných formách a s rùznou vlhkostí Forma Vlhkost (%) Mìrná hmotnost 3 (kg/m ) Mìrná hmotnost pøepoètená na vlhkost 14%, bez zmìny objemu 3 (kg/m ) Hranatý balík (1,25x0,70x1,60 m) 14 115 115 Kulatý balík (prùmìr 1,5m; íøka 1,2m) 14 291 291 Øezanka I 24 86 76 Øezanka II 6 112 122 Tab. 2: Struktura sklizené øezanky energetického ovíku % hmotnosti Velikost (mm) 3 Øezanka I (86 kg/m ) 3 Øezanka II (112 kg/m ) > 40 6,5 2,3 25 40 7,8 4,8 20 25 8,5 5,4 15 20 12,9 8,6 10 - 15 13,5 21,3 < 10 50,8 57,6 suení pøi minimální spotøebì elektrické energie. Obdobné systémy, speciálnì vybudované pro suení energetické tìpky se uvádìjí v literatuøe (Oberhuber, 1999). Øízení suících procesù je v principu podobné jako pøi suení pícnin, pro jejich skladování jsou velkokapacitní seníky urèeny. Jedná se o typický provoz s rozhodovacím øídícím procesem. Ventilátory jsou zapnuty v dobì, kdy je relativní vlhkost vhánìného vzduchu do píce dostateènì nízká pro efektivní prùbìh suícího procesu, co je dáno známými fyzikálními závislostmi (Sladký, 1985). Pro suení øezanky energetických bylin je nutné, aby naskladnìná vrstva mìla srovnatelné hydraulické ztráty vzduchu se senem, aby bylo moné pouít stávající ventilátory. Rozsah tlakových ztrát suícího vzduchu pøi prùniku pící o vlhkosti 35 40% v seníku je uveden v tab. 3. Z tab. 1 vyplývá, e struktura øezanky má znaèný vliv na její sypnou mìrnou hmotnost, a tedy i na skladovací prostor. Jemná øezanka má vyí mìrnou hmotnost ne materiál slisovaný do hranatých balíkù. Pøi jednofázové sklizni sklízecí øezaèkou je nezbytné u sklizené øezanky sníit obsah vody pod 15%. Vhodným øeením je dosouení ve velkokapacitních rotových skladech. Výhodou tohoto øeení je monost pouití stávající technologie, tj. rotù, suících ventilátorù a manipulaèních jeøábù. Tato technologie vyaduje pomìrnì nenároènou úpravu. Roty a drapák jeøábu je tøeba pøizpùsobit malým rozmìrùm øezanky, aby nedocházelo k jejímu propadávání pøi manipulaci a pøi skladování na rotech. Provoz ventilátorù je nutno optimalizovat, aby docházelo k efektivnímu Tab.3: Rozsah tlakových ztrát suícího vzduchu pøi prùniku pící suenou v seníku o vlhkosti 35 a 40 % v závislosti na druhu píce v pøepoètu na 1 m výky porostu (Sladký, 1986) Druh a stav pícniny Hydraulická ztráta vzduchu (Pa/m) Poznámka Mladá tráva 60 100 øezaná Starí stébelnatá tráva 30 60 neøezaná Mladá vojtìka 40 80 øezaná Starí stébelnatá vojtìka 20 - 50 neøezaná 55 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 nou sluneèném poèasí. Pøi suení energetických plodin dochází, oproti suení pícnin, k nìkterým odlinostem. Pro suení píce je typické, e je tøeba ji provìtrávat i z dùvodù sniování teploty. Rovnì dobu usuení je tøeba minimalizovat, aby nedocházelo ke zbyteèným ztrátám ivin. Ventilátory jsou proto v èinnosti nejen za nepøíznivého poèasí, ale i v noci, kdy nedochází k suení. U energetických rostlin, zvlátì u typù, které jsou sklízeny s pomìrnì nízkým obsahem vody, co je pøípad energetického ovíku, je situace odliná. U tìchto plodin není nebezpeèí extremních zvýení teplot v dùsledku probíhajících procesù a krátkodobì pøi èasovém odloení suícího procesu. Suení lze tedy provozovat pouze pøi extremnìÄ výhodných podmínkách, tedy pøi nízkých hodnotách relativní vlhkosti vzduchu, tj. bìhem dne, pøi vìti- Tlakové ztráty pøi prùchodu vzduchu a parametry sušícího procesu byly zjiš•ovány u øezanky I (tab. 2) energetického š•ovíku ve velkokapacitním seníku a porovnávány s parametry sena za stejných podmínek. Pro zjiš•ování tlakových ztrát bylo pou•ito speciální zaøízení vyvinuté ve VÚZT v rámci øešení výzkumných projektù (Hutla, Mazancová, 2004). Tlakové ztráty byly mìøeny pøi prùchodu vzduchu vrstvou øezanky I o výšce 1 metr. Závislost tlakových ztrát na rychlosti proudìní vzduchu je znázornìna na obr. 4. V grafu na obr. 4 je uvedena závislost ∆p = ∆p (wo) pro pøepoètenou rychlost proudìní v profilu válce mìøícího zaøízení. Závislost je rovnì• uvedena v analytickém vyjádøení, pro které je pou•ito mocninné funkce. 160 y = 1,010.6x1,5584 140 120 • p [Pa] 100 80 60 40 20 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 w o [m/s] Obr. 4: Závislost tlakové ztráty (Dp) vrstvy ovíkové øezanky 1 m na rychlosti proudìní vzduchu (w o) Z grafu na obr. 4 je zøejmé, e tlakové ztráty suícího vzduchu pøi prùchodu vrstvou øezanky energetického ovíku jsou srovnatelné s tlakovými ztrátami suícího vzduchu procházejícího vrstvou pícnin (tab. 3). Aplikace toho- to zjitìní spoèívá v monosti pouití shodného uspoøádání suícího systému vèetnì stejných ventilátorù, kterých se pouívá pro suení píce, nebo tlakové ztráty tìchto materiálù jsou obdobné. 30 Reim 1 25 Reim 2 Reim 3 Reim 1 Obsah vody (%) 20 Reim 2 Reim 3 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Poèet hodin (od 28.7. do 1.8.) Obr. 5: Èasová závislost prùbìhu suení ovíkové øezanky 56 45 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Pøi zjiování prùbìhu suícího procesu byla øezanka I o vlhkosti 24% naskladnìna na rotovém váícím zaøízení experimentálního seníku do výe 1m. Ventilátory byly nastaveny na automatické zapínaní ve tøech reimech liících se vlhkostí vhánìného vzduchu. Pøi reimu 1 byly ventilátory zapnuty po dobu 8 hodin, a to v dobì 8:30 16:30 h (SEÈ). Èas spínání ventilátorù pøi reimu 2 odpovídal èasu reimu 1 limitovaném spínáním závislém na hodnotì relativní vlhkosti venkovního vzduchu tj. vstupního suícího vzduchu (öe < 65 %). Doba provozu ventilátorù pøi reimu 3 byla oproti dobì v reimech 1 a 2 jetì navíc limitována spínáním v závislosti na hodnotì relativní vlhkosti vzduchu vystupujícího z materiálu (öi > öe + 2 %). Bìhem suícího procesu v jednotlivých reimech byla hodinovì mìøena hodnota obsahu vody v sueném materiálu. Ze získaných hodnot je sestaven graf na obr. 5. Suení probíhalo na pøelomu èervence a srpna v r. 2003, poèasí lze charakterizovat první a druhý den jako èásteènì detivé, tøetí a pátý den jako velmi teplé. Z grafu je zøejmý velmi podobný prùbìh sniování obsahu vody v sueném materiálu nezávisející na reimech spínání ventilátorù. K výraznému sníení obsahu vody v materiálu dolo bìhem druhého a tøetího dne, kdy bylo sluneèné poèasí s nízkými hodnotami relativní vlhkosti vzduchu. Obsah vody v materiálu se bìhem této doby, kdy byly ventilátory v provozu, dle øídících reimù, od 12,2 do 16 h, sníil z cca 23 % pod 14 %. Na závìr lze konstatovat, e v existujících senících lze dosouet øezanku energetických bylin s vyím obsahem vody ne je skladovací hodnota. Sníení 24 % obsahu vody v øezance na 15% lze v tìchto senících pøi vhodném poèasí dosáhnout bìhem cca 20 hodin a usuenou øezanku tam i nadále skladovat. Literatura 1. PETØÍKOVÁ V. (2004): Podpora pìstování energetických bylin v souvislosti s ekologickým významem vyuívání biomasy, www.tzb-info.cz 2. PETØÍKOVÁ V. (2003): Pìstování energetických rostlin a jejich vyuití. Alternativní energie, (5): 24-26 3. SLADKÝ V. (1986): Výroba sena v halových senících. Metodiky pro zavádìní výsledkù výzkumu do zemìdìlské praxe. ÚVTIZ 16/1984, s. 74 4. SLADKÝ V. et. al. (1985): Manipulaèní a automatizaèní zaøízení pro halové seníky. Výzkumná zpráva. Praha, VÚZT 1985, s. 72 5. VÁÒA J. (2003): Energie z biomasy nejdùleitìjí segment obnovitelných energií v ÈR. Alternativní energie, (5):27-39 6. OBERHUBER B., SIMADER G. (1999) Solargetrocknete Hackschnitzel. Erneubare Energie, 2, s. 26-27 7. HUTLA P., MAZANCOVÁ J. (2004): Post-drying of energy sorrel in a grate stock. Res. Agr. Eng., 50, 2004 (1), s. 15-22 Kontaktní adresa: Ing. Jana Mazancová Telefon 233022476, e-mail [email protected] Ing. Petr Hutla, CSc. Telefon 233022238, e-mail [email protected] Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Drnovská 507, 161 01 Praha 6 57 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 BIOPLYN V ZEMÌDÌLSTVÍ Z. Pastorek Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha Zemìdìlství je jedno z mála odvìtví silnì zasahujících do kolobìhu dìjù v pøírodì. Zvlátní postavení v tìchto dìjích mají organické slouèeniny syntetizované pøevánì ivými organizmy z pouze nìkolika prvkù (vodík H2, kys- lík O2, uhlík C, dusík N2, fosfor P, síra S, doplnìných stopovými prvky). Pokud se zamìøíme na dìje, pøi kterých dochází ke konverzi biomasy vyuívané k energetickým úèelùm, mùeme tyto procesy rozdìlit do tøí skupin: Tab. 1: Zpùsoby vyuití biomasy k energetickým úèelùm Typ konverze biomasy termochemická konverze (suché procesy) biochemická konverze (mokré procesy) fyzikálnì-chemická konverze Zpùsob konverze biomasy Energetický výstup spalování teplo vázané na nosiè zplyòování generátorový plyn pyrolýza generátorový plyn anaerobní fermentace bioplyn Odpadní materiál nebo druhotná surovina popeloviny dehtový olej, uhlíkaté palivo dehtový olej, pevné hoølavé zbytky fermentovaný substrát aerobní fermentace teplo vázané na nosiè fermentovaný substrát esterifikace bioolejù metylester biooleje glycerin V zemìdìlských provozech jsou vedle energetického hlediska (získání doplòkového zdroje energie) dùleité pro rozhodování o investicích i dalí dva argumenty, a to získání stabilizovaného fermentovaného substrátu pro hnojiváøské úèely a zlepení pracovního a ivotního prostøedí, které bude vyhovovat stále tvrdím environmentálním poadavkùm. Z uvedených tøí pohledù vychází anaerobní fermentace vlhkých organických materiálù jako nejpøíznivìjí øeení zpracování vlhké biomasy. Anaerobní fermentace organických materiálù v ÈR a v evropských zemích Pohled do historie výroby a vyuití bioplynu v ès. a èeském zemìdìlství ukazuje poèátek poloprovozních experimentù v roce 1956 a intenzívní státní podporu realizace referenèních zemìdìlských bioplynových stanic u ji stávajících velkochovù v devadesátých letech minulého století, jako i legislativní podporu formou vládního naøízení a rozhodování Energetického regulaèního úøadu. Ukazuje vak i mezidobí, kdy se vytváøely bariéry, které zpùsobily zaostávání technického a technologického vývoje bioplynových stanic v èeském zemìdìlství a èásteènì i komunální sféøe. Co urèuje souèasný potenciál výroby bioplynu v èeském zemìdìlství Technické podmínky: Dostupný sortiment strojù a zaøízení umoòuje realizovat bioplynové stanice podle lokálních poadavkù. Problém spoèívá v absenci referenèních objektù, jeliko øada starích pilotních projektù je za zenitem své ivotnosti a nejsou z rùzných dùvodù dále provozovány. Výjimky mezi nì patøí i provoz v Tøeboni tuto skuteènost pouze potvrzují. ivotnost technických zaøízení bioplynových stanic je u jednotlivých stavebních a technologických souborù rùzná, nicménì zkuenosti z tøeboòského provozu na zpracování tekutých materiálù a jindøichovského provozu na zpracování vysokosuinových materiálù jsou pøíznivìjí ne se pùvodnì oèekávalo a mohou být dobrým vodítkem pro projektanty tìchto zaøízení. Tato by zdaøilá øeení bioplynových stanic je nutné doplnit o dalí nové typy fermentaèních zaøízení na zpracování smìsných materiálù, zaøízení kontaktního typu s recirkulací procesní kapaliny, vyuití fyzikálních procesù pro dosaení vysokého stupnì destrukce materiálu pøed fermentací a jeho hygienizace odpovídající pùvodu a kategorizaci materiálù. Technologické podmínky: Snaha stabilizovat výrobní programy zemìdìlských podnikù a farem umoòuje efektivnì investovat do nepotravináøských aktivit zámìrnì pìstované biomasy na orné pùdì, do úèelného vyuití odpadní biologicky rozloitelné biomasy ze zemìdìlské, potravináøské a komunální sféry vytváøí pøíznivé podnikatelské prostøedí pro realizaci bioplynových stanic. Zcela opaèný vliv mají nedoøeené nebo nestabilní vlastnické vztahy, výrobní programy i vnìjí podnikatelské vlivy. 58 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Ekonomické podmínky: Dosavadní ekonomická situace zemìdìlských podnikù a farem a nutná obnova základního strojového parku brzdila radikálnì zájem o technologii anaerobního zpracování biomasy v zemìdìlských podnicích. Stanovení minimální výkupní ceny elektrické energie získané z obnovitelných zdrojù významnì zlepilo návratnost finanèních prostøedkù nikoliv vak do té míry, aby bylo mono bez dotaèní podpory konkurovat alternativnì konvenèním zdrojùm energie. Legislativní podmínky: Pøi realizaci bioplynových stanic je tøeba respektovat právní normy a technické pøedpisy z oboru ivnostenského, stavebního, energetického, plynárenského, odpadového hospodáøství, produkce organominerálních hnojiv, ochrany ivotního prostøedí, zemìdìlského pùdního fondu, z oboru veterinárního, vodohospodáøského atd. Od 1. kvìtna 2004 po vstupu ÈR do EU platí na celém území ÈR pøimìøenì právní soustava zemí EU, a to i v tom pøípadì, kdy právní norma EU nebyla z rùzných dùvodù implementována do právního systému ÈR. Pøíkladem mùe být Naøízení Rady a EP è. 1774 z roku 2002 týkající se vedlejích ivoèiných materiálù nevstupujících do potravního øetìzce. Podmínky vytváøené státní správou: Ze strany zemìdìlského resortu byla ingerence státní správy týkající se realizace bioplynových stanic velmi nepatrná. Situace se mírnì zlepila s pøechodem na nové druhy podpor a programù v souvislosti se vstupem ÈR do EU. Vstøícnìjí zpùsob jednání se projevil i pøi posuzování ádostí o podporu ze SFP. Formální podpora rozvoji obnovitelných zdrojù energie je deklarována i v energetických programech státních, regionálních, podnikových. Významnou motivací k podpoøe rozvoje obnovitelných zdrojù energie jsou mezinárodní závazky ÈR na jejich rozíøení. Konkrétní podporu státní správy je vidìt v rozhodnutí Energetického regulaèního úøadu o minimálních výkupních cenách elektrické energie z obnovitelných zdrojù, jako i v pøipravovaném zákonu o obnovitelných zdrojích energie. Za negativní aspekt je tøeba oznaèit to, e se nepodaøilo vytvoøit podnikatelské podmínky pro souèasné energetické monopoly tak, aby mìly zájem na podpoøe rozvoje OZE. Reálné hodnocení rizikovosti souèasných energetických systémù vede ke zvýení zájmu o OZE. Z uvedených faktù vyplývá, e nejvìtí bariéry bránící roziøování technologie výroby a vyuití bioplynu v èeském zemìdìlství jsou v jednotlivých oblastech v tomto poøadí: 1. ekonomické, 2. legislativní, 3. správní. 4. technologické, 5. technické. Následující graf a tabulka obsahuje výsledek vyhodnocení potenciálu výroby bioplynu v èeském zemìdìlství zpracovaný pracovníky VÚZT Praha, a to s výhledem do roku 2010. Teoretický potenciál je technicky nedosaitelné maximum produkce bioplynu. Technický potenciál vyjadøuje skuteènou monou produkci bioplynu za pøedpokladu, e bude dostatek finanèních prostøedkù na realizaci nových, rekonstrukci nebo modernizaci stávajících provozù. Tuto situaci vak nelze oèekávat a proto reálnou produkci bioplynu mùeme stanovit pouze na základì výpoètu ekonomického potenciálu, který se mùe v optimálním pøípadì blíit technickému potenciálu. Reálnost tìchto prognóz a míru optimismu mùe provìøit jen èas. Tab. 2: Pøehled potenciálu bioplynu v ÈR Potenciál vyuití BP teoretický potenciál ivoèiný odpad materiál (tis.t) 3 bioplyn (tis. m ) energie (PJ) dostupný potenciál materiál (tis.t) 3 bioplyn (tis.m ) energie (PJ) ekonomický potenciál materiál (tis.t) 3 bioplyn (tis.m ) energie (PJ) * zkratky znamenají po øádcích: [2] CN PM VEE biomasa BRKO + BRPO celkem CN / PM / VEE * 30 000 6 000 2 806 38 806 45 200 780 000 450 000 280 600 1 510 600 36 300 17 10 6 33 1 650 10 000 3 000 1 403 14 403 17 000 260 000 225 000 140 300 625 300 20 600 5,7 5 3 14 690 2 100 1 500 250 3 850 4 000 61 000 90 000 25 000 176 000 6 100 1,3 2,0 0,6 3,9 220 celkové náklady (mil.Kè), poèet pracovních míst, - výroba el.energie (GWh/rok) 59 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 35 000 31 394 30 000 20 167 20 000 TJ.r -1 25 000 15 000 11 227 10 000 6 590 5 000 1 318 0 cz-zemìdìlství (celková spotøeba energie) cz-zemìdìlství (motorová nafta) cz-zemìdìlství (ostatní energie) bioplyn (V+kofermentace) bioplyn V Obr. 1: Pøehled potenciálu bioplynu v èeském zemìdìlství (výhled do roku 2010) [2] Tab. 3: Potenciál biomasy pro výrobu bioplynu v 15 zemích EU Exkrementy zvíøat Rakousko Belgie Dánsko Finsko Francie Nìmecko Øecko Irsko Itálie Lucembursko Holandsko Portugalsko panìlsko védsko Velká Británie Celkem EU [1] Mìstské odpady Hovìzí hnùj celkem Praseèí hnùj celkem Hnùj celkem Obyvatelstvo (1993) (1993) (1993) (1993) mil. t 25 35 22 14 211 167 6 66 80 2 48 14 53 19 mil. t 8 14 22 3 26 51 3 3 15 0,2 28 6 37 5 mil. t 32 49 44 17 238 218 9 69 95 2 77 20 89 24 125 16 887 237 Odpady celkem Organické odpady celkem mil. t 7,7 9,9 5,1 5,1 56,5 62,7 10 3,5 57,6 0,4 14,9 10,3 38,9 8,6 (450 kg/1 obyv.) mil.t 3,5 4,5 2,3 3,1 25,5 28,2 4,7 1,6 25,9 0,2 6,7 3,4 17,5 3,9 (30 % z celku) mil. t 1 1,3 0,7 0,7 7,6 8,5 1,4 0,5 7,8 0,02 2,0 1,0 5,3 1,2 141 57,3 25,8 1 124 348,5 156,8 V posledních letech bylo v zemích EU dosaeno významného pokroku ve výrobì a vyuívání bioplynu. Platí to pøe- Prùmyslové organické Tekuté odpady odpady komunální fermentovatelné < 35 % suiny (1990) (100 kg/1 obyv.) mil. t 2,3 0,7 1,3 0,1 0,6 1,8 0,6 3,4 0,02 0,3 10 0,2 mil.t 0,8 1 0,5 0,5 5,7 6,3 1 0,4 5,8 0,04 1,5 1 3,9 0,9 7,7 1 5,7 46,9 22,32 35,04 devím o Dánsku, Rakousku, Nìmecku, výcarsku, védsku, Itálii, Velké Británii. 60 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 4: Odhadovaný potenciál výroby energie z bioplynu do roku 2020 v 15 zemích EU Rakousko Belgie Dánsko Finsko Francie Nìmecko Øecko Irsko Itálie Lucembursko Holandsko Portugalsko panìlsko védsko Velká Británie Celkem EU Celkové mnoství biomasy mil. t 36,1 52,0 52,5 18,5 251,9 234,6 11,4 70,5 112,0 2,08 80,8 22,0 108,2 26,3 155,4 1 234,3 Hlavní strategie dalí podpory roziøování výroby a vyuití bioplynu a pøekonávání bariér se v zásadì nelií v ÈR i ostatních zemích EU a obsahuje: - zpracování programu recyklace organických odpadù s obsahem suiny mením ne 35 %, - harmonizaci poadavkù na skladování a manipulaci chlévské mrvy, - limitované hnojení dusíkatými a fosforeènými hnojivy, - zlepování souèasných technologií, - sniování nákladù na poøizování pokrokových techno logií, - zamìøení na vývoj systémù vhodné velikosti, - výzkum a vývoj malých zaøízení, - podporu výroby elektrické energie a tepla z obnovitelných zdrojù, - vypracování BAT zaloených na výrobì a vyuití bio* plynu z organických odpadù, - výzkum bioplynu jako zdroje vodíku H2 pro pohon mobilních energetických prostøedkù a pro palivové èlánky. Celková energie z bioplynu TWh/rok 6,1 8,8 8,9 3,1 42,7 39,8 1,9 11,9 19,0 0,4 13,7 3,7 18,3 4,4 26,3 209,0 [1] Celková energie bioplynu PJ 22,0 31,7 32,0 11,3 153,7 143,2 7,0 43,0 68,3 1,3 49,3 13,4 66,0 16,0 94,8 753,0 Závìr Zemìdìlství a komunální sféra disponuje nejvìtím potenciálem pro výrobu a vyuití bioplynu vyrábìného z vlhkých organických materiálù. To platí pro vechny evropské zemì vèetnì ÈR. Energetickému vyuití bioplynu z biomasy je prognózovaný rozvoj v nejbliích desetiletích. Literatura 1. J. BO HOLM-NIELSEN, T. AL SEADI: Biogas in Europe a general overview. AEBiom (www.ecop.ucl.ac.be/ aebiom/main.html) Dánsko 2004 2. PASTOREK, Z.: Teoretický, technický a ekonomický potenciál výroby bioplynu v ÈR. Sborník z konference Monosti výroby a vyuití bioplynu v ÈR po vstupu do EU. Tøeboò 2004, str. 29-31, ISBN 80-239-3713-8 3. PASTOREK, Z., KÁRA, J., JEVIÈ, P.: Biomasa obnovitelný zdroj energie. FCC Public, Praha 2004 Kontaktní adresa: Ing. Zdenìk Pastorek, CSc. Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Ruzynì Telefon: 233 022 274, e-mail: [email protected] 61 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 VYUITÍ TECHNICKÉHO KONOPÍ PRO ENERGETICKÉ ÚÈELY D. Plítil Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 1. Úvod Technické konopí Canabis sativa je jednoletá rostlina, pouívaná v prùmyslové výrobì. Je povoleno pìstovat odrùdy s THC pod 0,3 %. Pro energetické úèely se vyuívá z této rostliny pazdeøí, které zbývá po prùmyslovém zpracování jako odpadní produkt. Z toho se lisují brikety a pelety pro vyuití v kotlích malých výkonù. Technologie briketování vyuívá mechanických a chemických vlastností materiálù, které se pouitím vysokotlakého lisování zhutòují do kompaktních tvarù bez pøídavku pojiva. Na mechanické vlastnosti briket má znaèný vliv: 1. 2. 3. 2. Metoda Cílem výzkumu bylo zjitìní, na jakou frakci je tøeba pøipravit vstupní fytomasu, aby se daly lisovat pelety a brikety. U pelet se musí vstupní frakce pøipravit na rozmìr max. 8 mm délky. To je dáno velikostí produkovaných peletek, jejich prùmìr bývá obvykle 60 mm. Tato velikost je dána poadavky na dopravní cesty ze skladovacího prostoru do hoøáku kotle. U briket postaèuje vstupní frakce ve velikosti èástic 100 mm. Dùleitou vlastností briket je jejich soudrnost a odolnost proti nárazu, která udává odolnost pøi dopravì. Druhým parametrem je mìrná hmotnost, co je koncentrace energie v prostoru. Vstupní vlhkost konopného pazdeøí je 8,6 %. 4. èistota materiálu: tím se rozumí materiál bez ne èistot, kterými u fytomasy je zemina, velikost vstupní frakce: pro peletky je potøeba des integrovat vstupní fytomasu na rozmìr max. 8 mm, pro úèely lisování peletek o prùmìru 6 mm. U bri ket je potøeba mít fytomasu max. v délce 200 mm. vlhkost fytomasy: pokud fytomasa obsahuje více jak 20 % vody, tak brikety nelze lisovat, protoe se rozpadají. U peletek nezávisí a tak na vlhkosti, protoe ne se rozdruená fytomasa dostane do pe letovacího lisu, tak se musí vlhèit. Z navlhèených peletek se ve stroji kondenzuje vlhkost a ony po stupnì uschnou. lisovací tlak: pøi zvyujícím se tlaku roste hustota briket. V závislosti na lisovacím tlaku byly zjitìny hodnoty hustoty a pevnosti briket. Briketa o prùmìru 65 mm je zobrazena na obr. 1. Briketovací lis HLS od firmy Briklis spol. s r.o. je zobrazen na obr. 2. Síla na poruení briket se provádí tak, e se briketa upevní do univerzálního trhacího zaøízení na bok a zatìuje se silou do destrukce brikety. Obr 1 Briketa z konopného pazdeøí, briketa má prùmìr 65 mm. 62 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr 2 Briketovací lis 3. Výsledky Mechanické vlastnosti, kterými je hustota briket a síla, která je potøebná na poruení briket jsou zobrazeny v grafech 1 a 2. 1000 hustota briket [kg.m-3 ] 980 960 940 920 900 880 860 840 820 800 36 37 38 39 40 41 lisovací tlak pD [MPa] Øada1 technické konopí-øezanka Graf 1. Závislost hustoty briket na velikosti lisovacího tlaku. 63 42 43 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 síla na poruení briket F [N] 100 95 90 85 80 75 36 37 38 39 40 41 42 43 lisovací tlak pD [MPa] Øada1 technické konopí-øezanka Graf 2. Závislost síly, která je potøebná na poruení briket v závislosti na velikosti lisovacího tlaku. Se zvyujícím se lisovacím tlakem roste hustota briket a síla na jejich poruení. Pouité lisovací tlaky se pohybují v rozmezí od 37 do 42 MPa. Hustota briket se pohybuje v rozmezí 850 do 960 kg.m-3. Síla na poruení se pohybuje v rozmezí 82 do 96 N. 4. Diskuze Jak se dá pøedpokládat, se zvyujícím se tlakem roste hustota a zároveò síla na poruení briket. Mìøili jsme i standardní prodávané døevìné brikety, které mají mechanické parametry podobné jako je pazdeøí z technického konopí. 5. Závìr Z pazdeøí lze lisovat topné brikety, jejich mechanické vlastnosti se vyrovnají pouitým døevìným briketám. Tento pøíspìvek vznikl za finanèní podpory grantu è. QF 3153 s názvem: Energetické vyuití odpadù z agrárního sektoru ve formì standardizovaných paliv, Literatura 1. BROEK M.: Briketování nekovového odpadu. In.: Sborník mezinárodní konference XIV Diamatech 2001, Univerzita Radom 2001. s. 84 87. ISBN 83-7204-221-7. 2. PLÍTIL, D., 2003: Mechanické zpracování pevných odpadù. Odpady, ISSN 1210-4922, roèník XIII, (èíslo 7 8), strana 23. 3.PLÍTIL, D., NOVÁKOVÁ, A., 2003: Zmenování objemu odpadù. V. mezinárodní vìdecká konference mladých 2003. Praha, ÈZU, ISBN 80-213-1054-5. s. 167 - 172. 4. PLÍTIL, D., 2003: Briketování biomasy. Zemìdìlská technika a biomasa. Praha, VÜZT, ISBN 80-9032711-7, s. 71 - 72. Kontaktní adresa: Ing. David Plítil Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, odbor vyuití biomasy, Krnovská 507, 161 01, Praha 6 Telefon 233022241, e-mail [email protected] 64 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 METODA MATEMATICKÉHO MODELOVÁNÍ TEPELNÝCH TRANSFORMÁTORÙ S. I. Pastuenko(1), V. S. ebanin(1), V. A. Dubrovin(2) (1) Státní zemìdìlský ústav Nikolajev (2) Národní zemìdìlská univerzita Kyjev Velké úspory organických paliv lze v zemìdìlství dosáhnout zavedením tepelných transformátorù. Jednou z cest øeení tohoto problému je vyuití tepla vodních nádrí nebo hloubkových vrstev zemì. Její energie mùe za pomoci tepelného èerpadla zvýit teplotní úroveò zdroje tepla do hodnoty, která je zajímavá pro technické úèely. Na tomto principu je pod vedením profesora J. T. Aboline vybudováno vytápìní budov obce v Litvì. V Zaporoské oblasti se pod vedením J. N. Pèelkina vyuívalo zemské teploty pro vytápìní s pøipojením k síti zabezpeèení teplem pomocí tepelného èerpadla. a II 1 2 b III 3 IV 4 Efektivita tìchto systémù je velmi vysoká, protoe v tomto pøípadì zdrojem energie je obnovitelný zdroj energie nebo odpadní teplo nìkterého technologického procesu. Tepelná èerpadla se dìlí na tøi druhy: kompresní, sorpèní a teploelektrická. Sorpèní se rozdìlují na absorpèní a adsorpèní. Na obr. 1 je zdrojem nízkopotenciální energie sluneèní záøení. V VII 7 g c I VIII X 8 9 e d 5 VI f h IX i Obr. 1: Schéma kompresního tepelného transformátoru Ve sluneèním kolektoru a se voda pùsobením pøicházejících sluneèních paprskù zahøívá na 40 55 oC. Za pomoci pumpy heliobvodu c zahøátý nosiè tepla postupuje do akumulátoru b. Pøítomnost tepelného akumulátoru dovoluje vyuívat zaøízení i bez sluneèní radiace, napø. v noèní dobì. Pumpou g sekundárního obvodu se ohøátá voda dostává do výparníku b, kde pøedává svou teplotu vodì, která cirkuluje po obvodu. V kompresoru f se teplota média zvyuje na poadovanou hodnotu. V kondenzátoru h se uskuteèòuje ohøev vody nebo vzduchu obíhajícího v systému vytápìní budovy nebo farmy. Komplex: výparník b, krtící orgán e, kondenzátor h a kompresor f patøí do kompresního tepelného èerpadla, které zajiuje zvýení teploty nízkopotenciálního zdroje (v daném pøípadì sluneèní radiace) na poadovanou hodnotu v souladu s podmínkami fungování daného systému. Pøi uskuteènìní systémové analýzy tepelných transformátorù se obrátíme na metodiku teorie grafù. Technologické schéma systému je moné zobrazit jako graf toku G (A, Ã), kde vrcholy odpovídají prvkùm schématu a oblouky fyzickým tokùm (termodynamické parametry, toky hmoty, teploty, energie) mezi prvky [1, 2]. Pro energetické hodnocení sledovaného systému se budeme zabývat parametrickými (PPG) a exergetickými (EPG) grafy toku. Parametrický graf toku je topologickým modelem systému. Pøi sestavení PPG se vytváøí informaèní blok schéma v souladu s technologickým schématem systému a dále se pøedává v èíselné podobì. Pøi èíselném zapisování se zvýrazní matice incidence, která reflektuje 65 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 topologický systém informaèního blokschématu a dovoluje pøenést tyto struktury do jazyku algebry a teorie mnoin. Exergetický graf toku ukazuje na energetické ztráty v systému a stejnì jako PPG se mùe pøedstavit ve tvaru matice. 4 3 Na obr. 2 je uveden parametrický graf toku pro analyzované schéma termotransformátoru a odpovídající matice incidence. IV V III 5 2 10 VI II 6 1 VII 7 I II III IV V VI VII VIII IX X 1 -1 1 2 -1 1 I VIII 3 -1 1 11 8 IX 9 5 6 4 -1 1 X 7 8 9 10 1 11 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 Obr. 2: Parametrický graf toku a matice incidence pro schéma termotransformátoru na obr. 1 Exergetický graf a matice incidence analyzovaného systému transformátoru jsou pøedstaveny na obr. 3. Pøi skenování matice incidence pro PPG a stanovení booleovské pøemìny poèítaè automaticky vykalkuluje vekerá nezbytná data a nachází hodnoty hledaných parametrù v daném hlavním bodì celého procesního cyklu. Stejnì Å12 Å1 Å2 I Å3 Å4 II Å5 III tak matice incidence energetického grafu toku dovoluje stanovit ztráty energie na kadém úseku systému a hodnotu exergetické úèinnosti systému vcelku. Mimoto je nutné zpøesnit úseky s maximální ztrátou, a proto vypracovat pro nì opatøení na zvýení energetické efektivity termotransformátoru. IV Å6 Å10 V Å7 VI Å8 VII Å9 Å11 66 VIII Å13 IX X Zemìdìlská technika a biomasa 2004 I II III IV V VI VII VIII IX X 1 -1 1 2 -1 1 3 -1 1 4 -1 1 5 6 7 8 9 10 1 11 12 1 13 -1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 Obr. 3: Exergetický graf toku a matice incidence analyzovaného termotransformátoru uvedeného na obr. 1 Pro analýzu termotransformátoru sorpèního typu budeme vycházet z jednostupòového termotransformátoru s deflegmátorem (viz obr. 4). Obr. 4: Schéma jednostupòového absorpèního termotransformátoru a její náhradní obvod Sloitost matematického modelování termotransformátorù, které se skládá z øady pøístrojù a jednotlivých procesù, nutí pouívat pro jejich analýzu metodu ekvivalentu pùvodního zaøízení. Za tímto úèelem je na obr. 4 pøedstaven náhradní obvod. Jako v pøípadì analýzy kompresního transformátoru sestavíme parametrický graf toku s maticí incidence (viz obr. 5). Upozoròujeme, e tento graf je orientovaný, koneèný, bez mezních obloukù. Zmínìné vyplývá z principu práce absorpèního systému. 67 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 1 -1 1 2 3 -1 1 -1 1 4 -1 1 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 14 -1 1 -1 1 -1 -1 Obr. 5: Parametrický graf toku a odpovídající matice incidence Na obr. 6 je znázornìn exergetický graf toku sestavený pro analyzovaný termotransformátor a jeho matici incidence. Úkol optimalizace termotransformátoru jako otázku diskrétního programování je moné pøesnì vyjádøit následujícím zpùsobem: urèit hodnotu N promìnných, které minimalizují nebo maximalizují kritérium optimalizace [5]. Z = Z ( X, U, K,à ) , /1/ kde Z nelineární funkce kritéria efektivity; X vektor vstupních vnitøních parametrù systému; U vektor vstupních vnìjích parametrù systému; K vektor konstruktivních parametrù prvkù systému; à technologická topologie systému. 68 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Å3 E15 3 Å1 Å2 Å14 ÏI ÏII ÏIII ÏIV ÏV Å12 1 2 14 4 Å18 12 Å16 Å17 Å13 Å4 ÏXII ÏVI 11 Å22 Å10 10 13 Å20 Å5 Å11 Å9 Å8 Å7 Å6 5 Å19 ÏXI ÏX ÏIX ÏVIII ÏVII 9 8 7 6 Å23 Å21 1 -1 I 1 II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 1 -1 1 -1 1 -1 1 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 Obr. 6: Exergetický graf toku a patøièná matice incidence Pro tento pøípad proces optimalizace poèítá s omezeními: gi ( X, U, K, à ) { ≤ , = , ≥ } bi , i = 1, 2, ..., m X ∈ Gj ; U ∈ GK ; K ∈ Gl ;à ∈ Gp /2/ j = 1, 2, ... J; k = 1, 2, ... K;; l = 1, 2, ... L; p = 1, 2, ... P; kde Gj, Gk, Gl, Gp jsou koneèné nebo kumulativní mnoiny v N-rozmìrném reálném prostoru, jeho prvky jsou uspoøádané soubory N reálných èísel. Pøi tom je nutné poèítat s tím, e pokud: mnoiny G jsou koneèné nebo spoèetné, úkol /1/ /2/ je úplnì diskrétní; nìkteré G jsou kontinuální, úkol je èásteènì diskrétní. Úkoly typu /1/ - /2/ patøí k celoèíselnému programování. Jak vyplývá z výe uvedeného, mùeme definovat úkol optimalizace termotransformátoru následujícím zpùsobem; najít z mnoství pøípustných øeení vyhovujících podmínkám /1/ - /2/ optimální øeení úkolu diskrétního (nebo èásteènì diskrétního) programování typu /1/ - /2/ jako úkol s celoèíselnými a booleovskými promìnnými. Za kritérium optimalizace mohou být vybrány technicko-ekonomické ukazatelé (uvedené výdaje, vlastní náklady) nebo energetické ukazatelé (napø. exergetická úèinnost). Pøi dvoukriteriálním øeení na první etapì optimalizace má smysl pøijímat jedno z technologických nebo energetických kritérií a jako druhé jedno z ekonomických. 69 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Literatura 1. ORE, O.: Teorie grafù. M. Nauka, 1968. 318 s. 2. CHARARI, F.: Teorie grafù. M.: Mir, 1973. 300 s. 3. KAFAROV, V. V., MEALKIN, V. P., GUREVA L. V.: Optimalizace teplovýmìnných procesù a systémù. M.: Atomizdat, 1998. 192 s. 4. CLARK, P. A., HESTERBERG A.M.: Optimization for desing problems having move than one objective. Comput. and che. Eng. - +983. 7. p. 259 278 5. MOROZJUK, T. V.: Obvodové metody zvýení efektivity energetických zaøízení cestou jejich zapojení do sestavy absorpèních teplotransformátorù. Autoreferát disertace k získání vìdeckého stupnì. 1994. Odìsa, - 16 s. Àí í îòàöè ÿ: Ìåòîä ì àòåì àòè ÷åñêîãî ì îäåëè ðîâàí è ÿ òåïëîòðàí ñôîðì àòîðîâ  ñòàòüå èçëàãàåòñÿ ìåòîäèêà àíàëèçà è îïòèìèçàöèè òåðìîòðàíñôîðìàòîðîâ ïðèìåíÿåìûõ â ñåëüñêîõîçÿéñòâåííîì ïðîèçâîäñòâå, íà îñíîâå ìåòîäîâ òåîðèè ãðàôîâ. Summary: Method of thermal transformotors mathematical modeling The article is devoted to analysis and optimization methods of thermotransformers used in agriculture, on the basis of graphs theory methods. Anotace V èlánku se pøedkládá metodika analýzy a optimalizace teplotransformátorù pouívaných v zemìdìlské výrobì na základì metodiky teorie grafù. Kontaktní adresa: Ing. Sergej Ivanoviè Pastuenko, DSc. Státní zemìdìlský ústav Nikolajev, ul. Parizkoj komuni, 9, 54010, Nikolajev tel.: 380 512 341082, e-mail: [email protected] 70 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 ØÍZENÍ PRACOVNÍCH PROCESÙ EKOLOGICKÉ TECHNIKY V. A. Dubrovin, V. G. Mironenko Národní zemìdìlská univerzita Kyjev V souèasném zemìdìlství se více aktualizují problémy ekonomického a ekologického smìru. Jen za posledních 100 let se obsah humusu v pùdì zmenil v prùmìru z 4,2 na 3 %. Mnoství energie, které se vkládá do pùdì pøi výrobì rostlinných produktù, se zvýilo více ne 20krát a ji pøevyuje energetický práh devastace pùdy (viz obr. 1). Skoro tøetina orné pùdy Ukrajiny je vystavena vìtrné a vodní erozi, na jejich znaèné èásti roèní ztráty orné pùdy stokrát pøevyují pøípustné ztráty (2 t.ha-1). Koeficient efektivity vyuití úrodnosti pùdy se celkem zmenil ze 4 na 1,5 2krát. Pro následující zvýení efektivity zemìdìlství má zvlátní význam racionální vyuití mechanizaèních prostøedkù technologických procesù a rovnì i øeení výe uvedených problémù. 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 g, kPa .100 j, % w 10, q/hà 1900 1920 1940 1960 1980 roky Obr. 1: Ukazatele efektivity zemìdìlství za posledních 100 let Analýza stavu problému Jedním z hlavních ukazatelù úèinnosti techniky v rostlinné výrobì je výkonnost strojnì-traktorového agregátu (MTA). Bohuel dalí rùst výkonnosti základních výkonnostních sloek MTA se zdruje øadou jak objektivních, tak subjektivních pøíèin. Zvýení íøky pracovního zábìru bylo dlouhou dobu nejvíce atraktivním smìrem zvýení výkonnosti. Pracovní zábìr se zvyoval (dosahuje více ne 24 m) hlavnì díky nárùstu výkonu agregátu a sníení mìrného odporu pracovních orgánù. Hlavními dùvody toho, proè dalí zvýení jednotkového výkonu zemìdìlského traktoru je neefektivní, jsou: • • • • pøekroèený pøípustný tlak pojízdných systémù na pùdu (0,3 1,9 kg/cm2) pro pùdy s rùznou poèáteèní hutností a vlhkostí více ne 18 %); 71 pøekroèený (viz obr. 2) pøípustný koeficient sloitosti výkonu práce, který se podle údajù [1] rovná 0,31; sniuje se spolehlivost uskuteènìní technických operací v optimálních termínech kvùli monému selhání vysoce výkonné techniky ve srovnání s ménì výkonnou, ale kvantita neznamená více. Tomu nasvìdèuje i technické zabezpeèení zemìdìlské výroby ve vyspìlých zemích na konci 20. století (viz obr. 3); rùst ceny nové techniky pøevyuje rùst jejího výkonu více ne 2,3krát [2]. Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Známé cesty sníení mìrného odporu vytvoøení nových pracovních orgánù s optimálními délkovými a uzlovými rozmìry, vyuití nových materiálù a povrchù, vyuití vibrací a kmitù, pøenos na pracovní orgány maziva a elektrického pole výraznou efektivitou se nelií. 0,32 0,31 0,3 0,29 0,28 0,27 0,26 0,25 0,24 40 80 120 160 ê.ñ. Obr. 2: Závislost koeficientu sloitosti provedení práce na výkonu traktoru Jak vyplývá z výe zmínìného a také proto, e zbyteèné zvìtení pracovní íøky vede k naruení procesu kopírování povrchu pole, ztíení práce, servisu a dopravy, dalí zvýení pracovní íøky zemìdìlských strojù je moné povaovat za neefektivní. Rychlost pohybu zemìdìlského agregátu se omezuje dynamikou svislých pohybù pracovních orgánù strojù (pøevyují pøípustné hranice pøi pohybu agregátu po poli s rychlostí 12 km.hod-1) a zvýení hmotnosti agregátu. Hlavními zpùsoby zvýení pracovní doby stroje je zvýení doby trvání pracovní smìny, sníení ztrát na technickou obsluhu agregátu a pøejezdy naprázdno, zvýení spo- lehlivosti techniky. Zvýení doby trvání smìny se omezuje zákoníkem práce a fyzickými monostmi mechanizátora. Náklady na zvýení spolehlivosti techniky pøi dosaení urèité úrovnì (orientaènì pøi koeficientu spolehlivosti 0,975) se prudce zvyují. Podle údajù [2] rùst ceny dominuje nad patøièným zvýením støedního napracování za nefunkènost zemìdìlské techniky 7,4krát. Touto cestou tradièní technické faktory zvýení efektivity rostlinné výroby jsou prakticky vyèerpány a zátì mechanizátora v mnohých pøípadech je na hranici jeho psychických a fyzických moností 1 20 80 p rùm ìrný vý ko n trak toru (k) prùmìrná výmìra na 1 traktor (ha) 90 70 60 50 40 30 20 10 0 Anglie Nìmecko Obr. 3: Francie 1 00 80 60 40 20 0 Ukrajina An glie Ukazatelé vyuití zemìdìlské techniky a) zátì jednoho fyzického traktoru b) støední výkon motoru 72 Nìm eck o Francie Uk rajin a Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Cíl výzkumu: Zvýení efektivity zemìdìlství pomocí kvalitního prùbìhu mechanizovaných procesù na základì operativního øízení práce strojù. Výsledky výzkumu: Hlavní faktory technologických procesù a jejich moný vliv na efektivitu rostlinné výroby pro zajitìní kvalitního splnìní hlavních pracovních procesù jsou pøedstaveny v tab. 1. Analýza uvedených údajù ukazuje na to, e pro zvýení kvality práce strojù v rostlinné výrobì je nutné øeit tøi hlavní problémy: • zajistit operativní kontrolu technického stavu a pracovních procesù strojù; • øeit otázky pøesnosti øízení mobilních agregátù; • zajistit operativní øízení pracovních orgánù strojù podle racionálního algoritmu. Výsledky dokonèeného výzkumu a zavedení studie kontroly a øízení pracovními procesy zemìdìlských strojù v praxi jsou v tab. 2. Tabulka 1: Hlavní faktory moného zvýení efektivity rostlinné výroby Technologický proces, Ukazatelé kvality hmot. koeficient Aplikace hnojiv aplikaèní norma homogenita 0,09 aplikace Orba Setí 0,07 0,2 Aplikace tekutých chemikálií 0,09 Sklizeò úrody 0,22 hloubka orby zapracování rostlinných reziduí hloubka setí norma setí pøímost øádkù aplikaèní norma stejnomìrnost aplikace Vliv kvality provedení na úrodu poloha dávkovaèe 0,37 smìr pohybu agregátu 0,32 èetnost otáèení pracovních 0,31 orgánù, atd. poloha pracovního orgánu 0,51 Hlavní faktory øízeného pùsobení na kvalitu smìr pohybu agregátu 0,23 poloha secího orgánu poloha dávkovaèe smìr pohybu agregátu selhání a poruchy poloha dávkovaèe smìr pohybu agregátu selhání a poruchy 0,24 0,45 ztráty a pokození selhání a poruchy smìr pohybu kombajnu Uskuteènìný výzkum dovolil urèit základní poadavky pro prostøedky operativní kontroly a øízení pracovními postupy zemìdìlských strojù, stanovit monou elementární bázi pro praktické øeení stanoveného úkolu a vyslovit následující pøedpoklady ohlednì vývoje vytèeného smìru: • pøi nasycení technikou problém zvýení úrovnì me chanizace se nahrazuje problémem zvýení úrovnì mechanizace a automatizace pracovních procesù; • rychlý vývoj mikroprocesorové techniky a její zavedení do rùzných oblastí výroby pøivede k vytvoøení nízkonákladových a výkonných místních systémù operativní kontroly a øízení pracovními procesy zemìdìlských strojù a zaøízení; • objektivní inertnost (odolnost) vývoje zemìdìlství a sloitost stanovení zákonù øízení výkonnosti kadého konkrétního úseku pole nedovoluje v nejblií dobì udìlat velké zrychlení zavedení lokálnì dáv- 0,22 0,37 0,32 0,31 0,73 0,08 Potenciálnì moný úèinek sníení spotøeby hnojiv na 50 70 % sníení spotøeby paliva do 20 % zvýení úrody do 15 % sníení celkových nákladù o 10 30 % sníení ztrát obilí do 20 % kovacích systémù zemìdìlství, ale tento proces bude stále postupným. Závìry • • • 73 Energetický výkon zemìdìlství se sníil za poslední století skoro 2krát. Rozpracované prostøedky operaèní kontroly a øízení pracovními postupy strojù dovolují zabezpeèit zvýení pracovní výkonnosti do 20 %, sníit spoøebu paliva a technologických materiálù na 15 20 % a získat technologický efekt do 30 USD/ha. Vybavení MTA prostøedky operativní kontroly a øízení dovoluje zvýit kvalitu technologických operací a sníit kodlivý antropogenní vliv techniky na ivotní prostøedí. Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tabulka 2: Výsledky dokonèených výzkumù a zavedení prostøedkù operativní kontroly a øízení pracovními procesy strojù è. Název zpracování 1. Systém základní kultivace pùdy spirálovitì 2. Systém kontroly setí semen obilovin SAK-V 3. Komplet zaøízení pro dávkovanou aplikaci umìlých hnojiv 4. Systém stabilizace postøikovacího rámu 5. Systém kontroly ztrát obilí bìhem skliznì 6. Ukazatel vlhkosti obilí 7. Zaøízení na prevenci havarijního vypoutìní oleje z hydraulickém systému kombajnu 8. Prostøedky øízení energetickými reimy práce agregátu stroje a traktorù Novost Úroveò a místo zavedení øeení patent RF výrobní zkouka GSKTB 2032297 PO Odesskij závod s-ch. mainostrojenija patent UA pøijímací zkouky, OAO 25890A Závod Fregat mìsto Pervomajsk patent UA státní zkouky, NPO 26861 Chimavtomatika Severodoneck výrobní pøezkoumání Úèinek zavedení zvýení výkonnosti do 20 % 1000 karb. (ceny r.1992) na jeden systém za sezónu 16470 tis. karb. (ceny r. 1994) na jednu sadu za sezónu do 10 tis. høiven za sezónu patent UA výrobní zkouka, pokusní sníení ztrát obilovin 291184 farma IMESCH na 0,25 % Marjanovka výroba malých sérií, 1200 høiven Mironovskij institut obilí (cena r. 1999) na V.M.Remesla a jiné jeden pøístroj roènì výrobní zkouka, nebyl stanovován NNC IMESCH A.S.SSSR 1463536, 1583005 patent UA 49986 9. Unifikované èidla úrovnì technologických materiálù 10. Systém sestrojení patent UA kartogramù úrodnosti 49932A, pole a místnì dávkované patent UA 55667A obdìlávání výrobní zkouka, APCH Okabrskij Kijevskaja oblast sníení ztrát paliva 15 20 % výrobní zkouka, PO AutomatikaAnalitpribor Sverdlovsk výrobní zkouka APCH Promyò Kijevskaja oblast nebyl stanovován Literatura 1. LINEVIÈ, V. V.: Tarifikace práce zemìdìlských podnikù. M.Kolos, 1987, 143 s. 2. ÈEREPANOV, S. S., CHALFIN, A. M.: Problémy zvýení technické úrovnì a spolehlivost zemìdìlské techniky. Technika v zemìdìlství 1990, è. 6 s. 3 - 5 74 152,6 høiven/ha (ceny r. 1997) Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Àííîòàöèÿ: Óïðàâëåíèå ðàáî÷èìè ïðîöåññàìè ýêîëîãè÷åñêîé òåõíèêè Ðàññìîòðåíà âîçìîæíîñòü ðîñòà ýôôåêòèâíîñòè ìåõàíèçèðîâàííîãî çåìëåäåëèÿ çà ñ÷åò ïîâûøåíèÿ êà÷åñòâà âûïîëíåíèÿ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ íà îñíîâå îïåðàòèâíîãî óïðàâëåíèÿ ðàáî÷èìè ïðîöåññàìè ìàøèí Summary: Management of working processes of ecological technology Possibility of growth of efficiency of the mechanized agriculture is considered due to upgrading implementation of technological processes on the basis of operative working processes control. Anotace Zkoumá se monost efektivity mechanizovaného zemìdìlství pøi zvýení kvality uskuteènìní technologických procesù na základì operaèního øízení pracovními procesy strojù. Kontaktní adresa: Prof. Valerij Aleksandroviè Dubrovin, DSc. Národní zemìdìlská univerzita Kyjev, ul. Geroiv Oborony 15, 03041, Kyjev tel.: 38044 2678562, e-mail: [email protected] 75 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 PALIVÁØSKÉ VLASTNOSTI METYLESTERU ØEPKOVÉHO OLEJE M. Polák Èeská zemìdìlská universita v Praze 1. Úvod Z obnovitelných zdrojù mohou, coby náhrada klasických ropných paliv pro spalovací motory, být vyuity rostlinné oleje. Èisté, neupravované oleje vak není moné, díky jejich vlastnostem, pouít. Jako nejvhodnìjí úprava se jeví esterifikace nebo esterifikace + míení s ropnou naftou. Esterifikace je konverzní proces zaloený na reakci rostlinného oleje s methanolem za pøítomnosti katalyzátoru. Výslednými produkty jsou glycerin a bionafta (chemicky methyl ester). Toto palivo se nazývá bionafta 0. generace. Vlastnosti takto upraveného oleje umoòují jeho pouití v konvenèních spalovacích motorech s minimálními úpravami, nutnými zvlátì v palivovém systému. Avak i zde existuje øada problémù s nedokonalým spalováním a s polymerizací, je zabraòují jeho irímu vyuití. Dalí cestou pro vyití rostlinného oleje je míení methylesteru (v naem pøípadì øepkového oleje - MEØO) s ropnou naftou. Vlastnosti takovéhoto paliva jsou ji velice blízké vlastnostem komerèní nafty. Smìs se skládá z 30 36% methylesteru øepkového oleje a zbytek tvoøí pøísluná ropná frakce a ostatní additiva dle ÈSN 65 6508. Toto palivo se nazývá bionafta II. generace a splòuje paliváøské a ekologiké poadavky, napø. biologickou rozloitelnost. Vyuívání bionafty ve standardních vznìtových motorech pøináí sníení mnoství emisí oxidu uhelnatého, nespálených uhlovodíkù (kyslík obsaený v palivu umoòuje dokonalejí spalování), mnoství nespálených uhlovodíkù a oxidù síry (bionafta obsahuje ménì ne 24 ppm síry). Emise oxidù dusíku jsou nìkdy nií, nìkdy vyí, v závislosti na motoru a jeho provozu. 2. Material a metody Zkouky byly provádìny na neupravovaných motorech AVIA 712.18 a ZETOR 7701 podle metodiky 13 bodového testu EHK R49 (ÈSN EN ISO 8178-4). Tento zkuební cyklus je pouíván u tìkých vznìtových motorù, napø. traktorových. V prùbìhu zkouky jsou ovìøovány parametry v 5 rùzných zatìovacích reimech pøi støedních a jmenovitých otáèkách vèetnì 3 volnobìných reimù. Pro mìøení bylo pouito následujících mìøících pøístrojù a zaøízení: Výkonové brzdy: Elektrický víøivý dynamometr Dodávky paliva: Hmotnostní automatické palivomìry s moností pøepínání 0-50g a 0-100 g. Kouøivost: Opacimetr HARTRIGE MK3 Plynné emise: Ètyøkomponentní analyzátor NDIR INFRALYT 4000 s rozsahy: CO 0-10%, CO2 0-20%, HC 0-5000ppm, O2 0-21% Emise NOx: URAS 2T, plynový analyzátor NDIR : 05000ppm Motory: AVIA 712.18, zdvihový objem:VM = 3.595 dm3 ZETOR Z-7701, zdvihový objem: VM = 3.922 dm3 Seøizovací parametry motoru jako napø. vstøikovací tlak, úhel pøedvstøiku, odpovídaly základnímu nastavení od výrobce. Pro zkouky byly vybrány palivové smìsi s rùzným obsahem alkoholu. jako základní a porovnávací palivo byla pouita bionafta NATURDIESEL dle ÈSN 65 6508. Popis a sloení jednotlivých smìsí je v tab. 1. Mìøení byla provádìna v laboratoøi Katedry automobilù a traktorù, Technické fakulty ÈZU v Praze. Pøed zahájení provozních zkouek byly provedeny detailní analýzy vech zkouených vzorkù paliv. Analýzy provedl Prof. Ing. Jiøí Kováø, Csc. na Katedøe chemie, Agronomické fakulty ÈZU v Praze. Na základì elementární analýzy vzorkù je moné urèit výhøevnost palivové smìsi. Dalí dùleité parametry jako je hustota, viskozita, destilaèní køivka, apod. byly rovnì provedeny. Výsledky tìchto analýz jsou v tab. 1. Výsledky mìøení Hodnocení paliváøských vlastností Základní palivo NATURDIESEL (0% alkoholu) plnì odpovídá ÈSN 65 6508, obsah MEØO je podle zákonného pøedpisu vyí ne 30%. Rovnì tak chemické a fyzikální vlastnosti (C.F.P.P. bod zákalu) jsou v normì. Lze øíci, e toto palivo pøedstavuje kvalitní bionaftu. Vyí obsah ethanolu znamená sníení výhøevnosti (výhøevnost ethanolu je pouze 27 332 kJ/kg), nií poèátek destilace a vyí obsah vody. Chladové vlastnosti (zvlátì C.F.P.P.) jsou v normì Hodnocení motoráøských a emisnich vlastností Výsledky zkouek vybraných výkonových a emisních parametrù motorù jsou znázornìny jako grafické závislosti jednotlivých parametrù na obsahu alkoholu. Vechny hodnoty jsou pøepoèítány na standardní atmosférické podmínky. 76 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab.1.: Vybrané parametry palivových smìsí Parametr Hustota pøi 15°C Palivová smìs / obsah ethanolu (%) Unit kg/m 3 2 0% 1% 2% 4% 6% 8% 832,15 834,2 831,47 829,97 831,2 830,2 Viskosita pøi 40°C mm /s 2,747 2,627 2,593 2,47 2,522 2,392 Výhøevnost kJ/kg 42 134 41 955 41 780 41 444 41 125 40 822 Destilaèní køivka poèátek destilace °C 187 79 80 76 79 79 10% bod °C 210 198 201 191 190 190 50% bod °C 283 269 271 270 270 295 95% bod °C 385 345 354 339 344 343 Anilinový bod °C 71 72 65 62 73 74 54,3 58,5 57,3 59,8 61,7 59,4 Cetanové èíslo (dle ASTM D 4737) 45,919 50,52 48,135 51,431 53,34 51,16 Èíslo zmýdelnìní (mg KOH/g) 61,720 57,063 55,677 52,964 54,981 52,332 Esterové èíslo 61,442 56,796 55,280 52,7156 54,687 52,038 32,47 - 29,21 27,86 - 27,5 0,278 0,294 0,278 0,249 0,294 0,294 ppm 267 379 267 278 1200 1600 °C -15 -15 -17 -19 -18 -24 Bod tuhnutí °C -31 -34 -34 -34 -36 -38 Bod vzplanutí (dle P.M.) °C 61 53 58 55 51 49 Dieselùv index Obsah MEØO % Èíslo kyselosti (mg KOH/g) Obsah vody (dle. Carl-Fischera) Chladová kriteria C.F.P.P. (ztráta filtrovatelnosti) Výkonové parametry Emisní parametry Redukovaný výkon: ani u jednoho z motorù nebyly zaznamenány významné zmìny v celkovém výkonu motoru v závislosti na obsahu ethanolu ve smìsi. Kouøivost: vzhledem k velkému rozptylu namìøených hodnot nelze zcela jednoznaènì urèit trend této sloky. V zásadì lze øíci, e kouøivost klesá se vzrùstajícím podílem alkoholu (obr. 1). A to zøejmì díky nií viskozitì, která zapøíèiòuje lepí rozpráení vstøikovaného paliva. Obecnì je vak kouøivost u motoru ZETOR zhruba polovièní v porovnání s motorem AVIA, patrnì díky vyí teplotì spalovacího prostoru a tím i lepího spalování Mìrná spotøeba paliva: Byl zaznamenán pouze nepatrný nárùst mìrné spotøeby paliva se vzrùstajícím podílem alkoholu ve smìsi, co je zapøíèinìno nií výhøevností a nií viskozitou smìsi s alkoholem. Teplota výfukových plynù: Se zvyujícím se podílem ethanolu ve smìsi teplota spalin mírnì klesala. Dùvodem je zøejmì vysoké výparné teplo ethanolu, které odvádí teplo ze spalovacího prostoru. 77 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Emise CO - váený prùmìr Kouøivost - váený prùmìr 18,00 14,0 AVIA AVIA Zetor 10,0 Zetor 16,00 CO (g/kWh) Kouøivost (H.S.U.) 12,0 8,0 6,0 4,0 14,00 12,00 2,0 10,00 0,0 0% 1% 2% 4% 6% 0% 8% 1% Obr. 1: Kouøivost 4% 6% 8% Obr. 2. Celkové mnoství CO Emise NOx Emise HC - váený prùmìr 0,40 8,00 AVIA 0,30 Zetor NOx (g/kWh) HC (g/kWh) 2% Koncentrace ethanolu Koncentrace ethanolu 0,20 0,10 AVIA 6,00 Zetor 4,00 2,00 0,00 0,00 0% 1% 2% 4% 6% 0% 8% 1% 2% 4% 6% 8% Koncentrace ethanolu Koncentrace ethanolu Obr. 3. Celkové mnoství HC Obr. 4. Celkové mnoství NOx Emise CO: V obou pøípadech byl zaznamenán nárùst mnoství CO se vzrùstající koncentrací ethanolu ve smìsi (obr.2). Obecnì je u motoru ZETOR mnoství CO vyí ne u motoru AVIA. sníení jetì významnìjí (a 50%! v porovnání s bionaftou bez pøídavku alkoholu). Avak s dalím zvyování podílu ethanolu ve smìsi narùstá i mnoství NOx. (obr. 4) Emise HC: Nespálené uhlovodíky vznikají podobným mechanismem jako CO. Kromì negativního vlivu na ivotní prostøedí vak znamenají energetickou ztrátu. Spálením tìchto uhlovodíkù by se toti zvýilo mnoství tepla pøivedeného do obìhu. 3. Diskuse Oba motory vykázaly vyí mnoství nespálených uhlovodíkù se zvyujícím se podílem alkoholu ve smìsi. Patrnì v dùsledku ochlazování spalovacího prostoru výparným teplem ethanolu (obr. 3) Emise NOx: Oxidy dusíku vznikají jako produkt oxidace vzduného kyslíku ve spalovacím prostoru. Oxidace probíhá za zvýených teplot a je endotermická. Výsledky mìøení této sloky emisí jsou velmi zajímavé. Podstatný pokles (80% v porovnání s 0% paliv. smìsí) byl zjitìn u motoru ZETOR. Kdeto u motoru AVIA bylo toto Výsledky experimentu jsou shrnuty a prezentovány v podobì grafických závislostí mnoství emise na koncentraci alkoholu v palivové smìsi. Vzhledem k velkému poètu namìøených hodnot byla celková mnoství emisí sumarizována pøepoètem pomocí váhových koeficientù dle metodiky EHK R49. Cílem experimentu bylo ovìøit vliv pøídavku ethanolu do bionafty. Na základì pøedchozích experimentù bylo mono oèekávat, e optimální mnoství je mezi 0% a 10% ethanolu v bionaftì. Mìøení byla provádìna s palivy obsahujícími 0, 2, 4, 6 a 8% ethanolu. V prùbìhu zkouek se vak ukázalo, e k významnému sníení emisí dochází ji pøi malé obsahu ethanolu. Z tohoto dùvodu bylo provedeno dodateèné mìøení s 1% smìsí. 78 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Problémem palivových smìsí je jejich stabilita z hlediska mísitelnosti jednotlivých sloek. Voda obsaená v ethanolu toti zapøíèiòuje, e alkohol pøestává být s bionaftou mísitelný. Z tohoto dùvodu je nutné do smìsi pøidávat tzv. kosolvent, který stabilitu zajistí. V experimentu byl jako kosolvent pouit terciální butanol (TBA). Avak cena této látky je pomìrnì vysoká, take její narùstající mnoství zvyuje cenu palivové smìsi. Bioethanol pro potravináøské úèely je z dùvodu odstranìní vyích alkoholù nároèným zpùsobem rafinován. Poadavky na palivový líh vak nejsou tak pøísné, take by bylo mono pøi výrobì tuto operaci odstranit a uetøit tak èást výrobních nákladù. 4.Závìr Na základì výe uvedených výsledkù lze øíci, e nevhodnìjí palivovou smìsí je bionafta + 2% ethanolu. Toto mnoství ethanolu významnì sniuje mnoství emisí NOx. U motoru AVIA na 50% hodnoty namìøené s bionaftou bez pøídavku ethanolu. U motoru ZETOR je to 80% pùvodní hodnoty. Rovnì v pøípadì kouøivosti je situace pøíznivá. Výkonové parametry jsou témìø konstantní. Nebyl zaznamenán významný nárùst mìrné spotøeby paliva. Avak byla namìøena vyí koncentrace nespálených uhlovodíkù se zvyujícím se podílem ethanolu ve smìs. Z tohoto dùvodu jsou výhodnìjí smìsi s mením obsahem ethanolu, co opìt odpovídá bionaftì s 2% ethanolu. Vyí obsah není ádoucí ani z hlediska paliváøského ani z hlediska ekonomického, protoe vyí obsah ethanolu ve smìsi znamená nárùst ceny paliva v dùsledku nutnosti pøídavku kosolventu. V porovnání s komerènì dostupnou ropnou naftou je celkové mnoství emisí u tìchto palivových smìsí (zvlátì s niím obsahem ethanolu) ve vech pøípadech nií. Tímto zpùsobem lze docílit splnìní emisních limitù i u starích typù motorù. ABSTRAKT: Èlánek shrnuje výsledky provozních zkouek palivových smìsí bionafty s rùznými pøídavky kvasného lihu. Provozní zkouky byly provádìny na motorech AVIA 712.18 a ZETOR 7701. Jako výchozí a porovnávací palivo byla pouita bionafta NATURDIESEL dle ÈSN 65 6508 s obsahem 30% methylesteru øepkového oleje (MEØO). Z výsledkù experimentu vyplývá, e nejvhodnìjí palivovou smìsí je bionafta s pøídavkem 2% ethanolu. Tento pøídavek významnì sniuje mnoství emisí NOx. U motoru AVIA na 54% a u motoru ZETOR na 88% celkového mnoství namìøeného s èistou bionaftou. Pøíznivých výsledkù bylo dosaeno rovnì v pøípadì kouøivosti. Rozdíl mezi výkonovými parametry motorù u jednotlivých smìsí nebyl zaznamenán. Rovnì nebyl zaznamenán významný nárùst mìrné spotøeby paliva. Vyí podíl ethanolu ve smìsi vak znamenal vyí mnoství oxidu uhelnatého a nespálených uhlovodíkù v kouøových plynech. Z tohoto hlediska jsou výhodnìjí smìsi s mením obsahem alkoholu, co opìt odpovídá bionaftì s 2% ethanolu. Kontaktní adresa: Ing. Martin Polák Èeská zemìdìlská univerzita, Technická fakulta Katedra mechaniky a strojníctví Kamýcká 129, Praha 6 e-mail: [email protected] 79 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 KONOPÍ, EKONOMIKA A PERSPEKTIVA PÌSTOVÁNÍ V ÈR V. Sladký KPS Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha Omezený rozsah pìstování konopí v ÈR (v souèasnosti jen na nìkolika stech hektarech v øadì podnikù), nedává mnoho moností k solidnímu stanovení nákladovosti a ekonomické výhodnosti. Urèitou pøedstavu o problému mùe vak dát kalkulace pøevzatá z Nìmecka, kde se konopí pìstuje v rozsahu kolem 4 000 ha a kterou uvádí Ing. Bednáø, øeditel VÚLV, umperk. Pro praktické pouití tìchto informací u nás je nutno uvedené údaje upravit, protoe vìtinou nákladové poloky jsou v ÈR podstatnì levnìjí. Tabulka T l pøepoèítává nìmecké pìstební a výrobní náklady v EURech na Kè kursem 1 : 31,2. Vstupem do EU se vak postupnì rozdíly v nákladovosti budou urèitì vyrovnávat. Údaje získané v zahranièí doplòuje i teoretická kalkulace výrobních nákladù vypracovaná ve VÚZT Praha Ruzynì, údaje o cenì konopného vlákna nakupovaného z Holandska pro výrobnu interiérù automobilù firmou Borgers, a.s., Rokycany. Ekonomiku ovlivòuje i cena pazdeøí jako paliva nebo steliva Údaje ze SRN pro tabulku T 1 pøi výnosu 6 t stonkù konopí na ha pøi 31,2 Kè/EUR: Investice na zpracovatelský závod 3, 555 mil EUR 110,9 mil Kè Výkonnost tovární zpracovatelské linky .1,8 t/h (.7 200 t/rok) z 1 200 ha Prùmìrný výnos suchých, vyrosených konopných stonkù 6t/ha ve SRN dává: èistého vlákna . .1 500 kg/ha po 0,51 EUR 765,EUR/ha .23 868,- Kè/ha èistého pazdeøí a) 3 300 kg/ha po 0,051 EUR ..168,EUR/ha . 5 242,- Kè/ha nebo baleného pazdeøí b)..3 300 kg/ha po 0,229 EUR .756,EUR/ha .23 578,- Kè/ha b) pazdeøí jako stelivo .. 1 521,- EUR/ha 47 455,- Kè/ha Paradoxnì tak o efektivitì pìstování a zpracování konopí ve SRN rozhoduje zpùsob zpracování a vyuití konopného pazdeøí, které dosahuje v naich cenách 1,6 Kè/ kg jako surovina pro papírny nebo palivo, nebo a 7,- i více Kè/kg jako podestýlka pro domácí zvíøata v rùznì velkém balení. Z údajù vyplývá, e se ze 6 tun sklizených stonkù konopí vyrobí 4,8 t uitných výrobkù a mìlo by zbývat 1,2 t doplòkovì vyuitelných odpadù. Z vìtí èásti se vak tady jedná o blíe nespecifikované ztráty pøi zpracování a odrol. Zpùsob jejich vyuití, na pøíklad jako paliva, se neuvádí. Podrobnìjí pøehled nákladovosti výroby konopí v Nìmecku uvádí tabulka T l. Z tabulky 1 vyplývá, e v Nìmecku jsou náklady na pìstování a sklizeò konopí na jedné stranì a na jeho zpracování v tírnì na stranì druhé pøiblinì stejné. To bude smìrodatné i pro nae výpoèty, protoe pøesnìjí ekonomiku tírenského zpracování u nás pro nedostatek podkladù nebylo mono vypracovat. Tírna v Kácovì zatím konopí nezpracovává. Ekonomika pìstování konopí v Èeské republice Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, odbor technologie a ekonomiky Praha Ruzynì, vypracoval vzorové technologické postupy a ekonomiku pìstování a skliznì prùmyslových a energetických rostlin a z nich uvádím tabulku T 2 s výsledky ekonomické analýzy nákladovosti pìstování konopí v ÈR pøi uvaovaném výnosu suchých, vyrosených stonkù 10 t/ha, (prùmìrná výnosnost konopí na pozemcích sledovaných podnikem AGRITEC, s.r.o, umperk byla v posledních létech kolem 12 tun suché hmoty po hektaru). (Cena l kg vlákna z tírny ve SRN .. 0,51 EUR/kg .15,9 Kè/kg) Hrubý finanèní výnos z hektaru konopí podle zpùsobu vyuití pazdeøí: a) pazdeøí jako palivo 933 EUR/ha .29 110,- Kè/ha 80 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 1: Výrobní náklady konopí a konopného vlákna v Nìmecku v roce 2000 Výrobní operace Náklady ( EUR/ha) Prostý pøepoèet I. Pìstování a sklizeò Osivo 162,4 Pøíprava pùdy, setí 125,- 5 067,3 900,- Hnojivo a hnojení 110,- 3 432,- Seèení, krácení a obracení stonkù 125,- 3 900,- Sbìr a lisování stonkù, odvoz 120,- 3 744,- Pachtovné 125,- 3 900,- Uskladnìní 60,- 1 872,- Celkem pìstebnì-výrobní náklady 945,- 29 484,- II. Zpracování v závodì- tírnì Mzdy a ostatní osobní náklady 300,- 9 360,- Veobecná reie 90,- 2 808,- Odpisy tírenské linky 275,- 8 580,- Elektrická energie 75,- 2 340,- Úroky z úvìrù 65,- 2 028,- Vedlejí náklady 90,- 2 808,- Expedice 65,960,- 2 028,29 952,- Celkem zpracovatelské náklady III. Celkové výrobní náklady na vlákno a pazdeøí a trby 1 905,- 59 436,- Trba za jakostní vlákno (prùmìr) 765,- 23 868,- Trba za balené pazdeøí (prùmìr) 582,1 343,- 18 158,42 026,- 663,- 20 686,- Náklady celkem Trby celkem + Dotace na výrobu i zpracování IV.Celkové pøíjmy V.Spoleèný hrubý zisk pro pìstitele i zpracovatele pøi dotaci VI. Spoleèná ztráta pro pìstitele i zpracovatele pøi absenci dotace 2 006,- 62 712,- 101,- 3 275,- 562,- 81 17 410,- (Kè/ha) Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab.2: Orientaèní pìstebnì-výrobní náklady stonkù konopí v Èeské republice UKAZATEL JEDNOTKA NÁKLADY Organická hnojiva Kè/ha 765,- Prùmyslová hnojiva a vápno Kè/ha 2 796,- Osivo Kè/ha 6 600,- Chemické pøípravky Kè/ha - Pøímý materiál celkem Kè/ha 10 161,- Mechanizované práce, traktory, náøadí Kè/ha 4 281,- Ostatní variabilní náklady Kè/ha 428,- Variabilní náklady celkem Kè/ha 14 872,- Nájemné za pùdu Kè/ha 350,- Danì Kè/ha 410,- Odpisy strojù Kè/ha 1 999,- Odpisy a opravy staveb Kè/ha 670,- Úroky z úvìrù Kè/ha 600,- Podniková reie Kè/ha 638,- Fixní náklady celkem Kè/ha 4 667,- Celkové pøímé pìstebnì - výrobní náklady (bez dotace) Kè/ha 19 539,- Výnos vyrosených stonkù t/ha 10 Potøeba lidské práce h/ha 7,3 Náklad na jednotku výroby Kè/t 1 954,- Komentáø k tabulce 2 : Pøi výnosu 10 t/ha èiní pìstebnì výrobní nálady necelé 2 000 Kè/t, pøi stejném výnosu by èinily tyto náklady v Nìmecku cca 4 100 Kè/t, tedy asi dvojnásobek. Ve stejné relaci zùstávají i zpracovatelské náklady, které budou ÈR èinit také asi 2 000 Kè/t. Pøi pøedpokládaných dotacích ve výi 4 000 Kè/ha se pìstebnì výrobní náklady sniují na cca 15 000 Kè/ha a na 1 500 Kè/tunu. Pøídavné dopravní náklady do tírny a urèitý nezbytný zisk a danì mohou o zvýit tuto pìstitelsko - výrobní cenu, ale zpracovatelský podnik LENKA, s.r.o. v Kácovì byl ochoten vykupovat dobøe vyrosené konopí za cenu a do 2 000,- Kè/t, co pro zemìdìlský podnik by mohla být cena ji celkem rentabilní, zvlá pokud bude mít èasem k dispozici levnìjí osivo, vhodnou mechanizaci na sklizeò a dostateèný rozsah pìstování pro její vyuití ve svém podniku, pøípadnì v okolí. Z 10 tun vyroseného konopí lze vyrobit: 2,5 tuny jednotného vlákna v hodnotì a 37 500 Kè/ha pøi 15 Kè/kg, ale spí jen v hodnotì 30 000 Kè/ha pøi cenì 12,- Kè/kg a 6,5 tuny pazdeøí pøi cenì 1,5 Kè/kg od 9 750 Kè/ha v hodnotì paliva a do 33 000 Kè/ha pøi cenì 6,- Kè/kg baleného pazdeøí. 2 tuny zbývající hmoty pøedstavují urèité ztráty, ale nejménì 1 tunu spalitelného materiálu v hodnotì 1 000 Kè/ha. Závìry k pìstování a zpracování konopí na vlákno v ÈR: Pøi výnosu 10 tun suchých, vyrosených stonkù z hektaru budou èinit pìstebnì výrobní náklady pøiblinì 20 000, Kè/ha a pøiblinì stejnì tak i zpracovatelské náklady, (nebo prùmyslová tírna je zaøízení zatím velice nákladné). Celkem pøiblinì 40 000 Kè/ha, tj. 4 000 Kè/tunu. Otázkou je, zda z tohoto mnoství bude mono 2,5 t takto vyrobeného vlákna prodat za cenu kolem 15 000 Kè/t, jak je obvyklé v cizinì, zda bude odpovídat jakostním poadavkùm vzhledem k malým zkuenostem s pìstováním a zpracováním konopí. Spíe je tøeba uvaovat s cenou kolem 12 000 Kè/tunu pouitelného, jednotného (neuspoøádaného) vlákna. 82 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Podnik BORGES, a.s. Rokycany zatím pro výrobu interiérù pro osobní automobily dováí holandské konopné vlákno za cenu kolem 18 000 Kè/t, ale dostává nabídky z Litvy na dodávky lnìného vlákna se stejnou pouitelností v cenì kolem 12 000 Kè/t. Názory odborníkù se shodují na tom, e cena konopného vlákna k technickému vyuití by mìla být obdobná, tj. nií ne je cena èeského lnìného vlákna, která se pohybuje kolem 15 000 Kè/t. Pøi cenì l2 000 Kè/t vlákna a 1 500 Kè/t pazdeøí by se potom výnos 10 tun vyrosených stonkù z hektaru zhodnotil pøiblinì následovnì: 2,5 tuny vlákna . .30 000,- Kè/ha 6,5 tuny pazdeøí . 9 750,- Kè/ha 1,- tuna spalitelný odpad .. 1 000,- Kè/ha 10,- tun celkem .40 750,- Kè/ha Ze zhodnocení vyplývá, e bez dotace je pìstování konopí i pøi relativnì vysokém výnosu 10 tun suchých konopných stonkù z hektaru (v roce 2003 byl prùmìrný výnos Nìmecku 6 t/ha) je pìstování konopí v ÈR na samé hranici ztrátovosti, nebo v pøedchozích výpoètech nebyly uvaovány nìkteré náklady charakteru reií, nìkteré rizikové faktory a nutnost dosaení nezbytného zisku. (Farmáø Ing. Benedikt, Kladno uvádí celkovou ztrátu 30 000,Kè v roce 2003 pøi 10 ha rozsahu pìstování, tj. 3 000 Kè/ ha ). Èerného Petra vak u konopí tak drí pazdeøí, které pøi výhodném zpùsobu zpenìení mùe zajistit pøi pìstování a zpracování konopí dostateènou rentabilitu. Navíc jsou tu jetì monosti v pøítích létech získat dotace z rozpoètu ÈR i z fondù EU, se kterými se dá poèítat v pøibliné výi asi 4 000 Kè/ha. Ekonomika pìstování konopí na semeno Pìstování konopí na semeno (sklizeò v záøí) je dvojího druhu: l. na uznané semeno k setí u pìstitelù, (cena a 40 Kè/kg pro monopol AGRITEC), 2. na zrno jako krmivo nebo k prùmyslovému zpracování (cena do 20 Kè/kg). Pro bìnou zemìdìlskou praxi pøichází v úvahu vìtinou jen druhá monost s realizaèní cenou 20 000 Kè/tunu konopného zrna. Uznané osivo zajiuje u vybraných pìstitelù jen výsadní prodejce Agritec, s.r.o. umperk. Výnosy zrna se vak pohybují zpravidla v rozmezí 350 kg/ha ( v roce 2003) do 600 a 800 kg/ha (v roce 2002). S ohledem na zpùsob skliznì zrna sklízecí mlátièkou, která probíhá zpravidla od poloviny záøí, dochází ke ztrátám na zbylých stoncích ve výi a 30%, nehledì na to, e kvalita stonkù tím i vlákna je nií ne pøi optimální sklizni stonkù na vlákno v polovinì srpna. Problémy nastávají zejména se suením stonkù na øádcích po vyrosení, které se vzhledem k poèasí opoïuje, co má vliv nejen na kvalitu stonkù, ale i na ztráty ze zdrení následných polních prací. Sta- lo se, e se stonky po sklizni semene ani nestaèily sklidit a musely se po rozdrcení zaorat. Pøi pìstování a sklizni konopí na semeno se sice sniuje asi na polovinu náklad na osivo o cca 3 300 Kè/ha, (seje se na irí øádky), ale sniuje se i výnos stonkù nií hustotou setí a vlivem klimatických pomìrù na 4 a 6 tun z hektaru. Zároveò nelze oèekávat stejný výnos kvalitního vlákna za cenu kolem 15 Kè/kg. Naopak pøibude náklad na kombajnovou sklizeò ve výi kolem 2 100 Kè/ha, pøípadnì i náklad na desikaci, která se osvìdèila. Náklad na odvoz zrna je v daném kontextu opomenutelný, nebo se jedná o mnoství, které najednou snadno odveze z 10 ha jeden nákladní automobil. Náklady na následnou sklizeò stonkù zùstanou asi pøiblinì stejné jako pøi sklizni na vlákno, i kdy se zdá, e by mohly být nií. Pìstebnì-výrobní náklady se sníí z cca 19 500 Kè/ha o cca 3 300 Kè/ha (osivo) na cca 16 200 Kè/ha, ale zvýí o cca 2 l00 Kè/ha za kombajnovou sklizeò na cca 17 300 Kè/ha. Pøi trbì za semeno v rozsahu od 7 000 Kè/ha ( 0,35 t/ ha x 20 000 Kè/t) a do 12 000 Kè/ha ( 0,6t/ha x 20 000 Kè/t) a trbì za stonky v cenì od 6 000 Kè/ha (4t/ha x 1500 Kè/t) do 9 000 Kè/ha (6 t/ha x 1500 Kè/t) se pøíjem z jednoho hektaru konopí pìstovaného na semeno s doplòkovým prodejem stonkù bude pohybovat v rozmezí od 13 000 Kè/ha (7 000 + 6 000 Kè) do max. moných asi 21 000 Kè/ha ( 12 000 + 9 000 Kè/ha). Pøedpokládá se nií cena za stonky sklízené v záøí v porovnání s cenou za stonky sklízené v srpnu. Pìstování konopí na semeno bude pro vìtinu podnikù v ÈR rizikovou záleitostí z pìstebního i ekonomického hlediska a bude tudí omezeno jen na jinìjí oblasti zaruèující vysoký výnos semene a dostateènì vhodné podmínky pro sklizeò stonkù v poadované kvalitì i v záøí. Lepí situace bude pøi pìstování semene jako osiva. Monosti zlepení ekonomického efektu pìstování konopí Pøi sklizni konopí na vlákno v dobì jeho nejvìtího biologického vývinu (polovina srpna) je moné oddìlit vrcholovou èást stonkù samostatným sklízeèem nebo první litou sklízeèe stonkù se soustavou acích lit zvlá do vedle jedoucího vozu a zpenìit ji podstatnì výhodnìji v prùmyslu léèivých rostlin nebo nápojù. Pro výrobu netkaných textilií pouívaných v automobilovém prùmyslu a pro papírenský prùmysl bude mono sníit zpracovatelské náklady pouitím jednoduích a levnìjích separátorù vláken a pazdeøí, ne jsou nákladné bìné tírenské stroje nezbytné pro pøípravu vlákna pro textilní výrobu. Vyvíjí a zkouí se funkèní model separátoru z Jihoèeských strojíren, Èeské Budìjovice Homole podle konstrukce Hévra a Benedikta. Toto zaøízení by mìlo pracovat v mobilním provedení pøímo u pìstitelù stejnì jako balièky pazdeøí pro podestýlku domácích zvíøat. Bude tak mono lépe vyuít volných objektù na 83 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 zemìdìlských závodech s niími odpisovými sazbami pøímo u skladù pìstitelù, sníit dopravní náklady, zvýit zamìstnanost na venkovì atd. Hlavním ekonomickým faktorem je vak zajitìní vysokého výnosu stonkù výbìrem nejvhodnìjích pozemkù, intenzifikací pìstování, dostateèným hnojením, pøípadnì závlahami (i napø.hnojivovým stabilizovaným fugátem z bioplynových stanic) a pouitím kvalitního, pøípadnì i novì vylechtìného a levnìjího osiva v ÈR). Také by se mìla øeit dnení vysoká cena osiva. V oblasti sklizòové techniky dojde urèitì ke dokonèení vývoje sklizòových strojù, a to s vlastnostmi, které v prvé øadì zajistí pokládat nakrácené stonky konopí v optimálním stavu pro rosení, suení, obracení a sbìr. Zda jednou bude poadováno i dlouhé, rovnané konopné vlákno je otázka. Kdyby k tomu dolo, muselo by dojít k vývoji nového, speciálního sklizòového stroje (snopkovaèe) a navazující technologie zpracování, která by se mohla v nìkterých pøípadech pøenést z pole pod støechu. To by umonilo zpracovat stonky v tírnì na cennìjí dlouhé vlákno poadované pro textilní zpracování. Také lze oèekávat, e biologicko-chemický výzkum pøispìje ke zlepení a urychlení procesu rosení stonkù. Potøebné akce se neobejdou bez nìkterého zpùsobu finanèní pomoci v rámci grantù a strukturálních fondù s ohledem na souèasnou finanèní nedostateènost zemìdìlských podnikù. Dostane-li pìstování v ÈR zelenou, co záleí nejen od politické vùle vlády (MZE, MMR a MPO), ale hlavnì od trvalého zájmu potenciálních odbìratelù, mùe konopí hrát èasem významnou roli v oblasti náhrady nadbyteèné výroby potravin na zemìdìlské pùdì, rozvoje zamìstnanosti na venkovì, v prùmyslu a energetice i v oblasti výzkumu a vývoje. Tomuto vývoji a výzkumu by mohly pomoci urèité dotace z rozpoètu ÈR a èasem i od Evropské Unie v rámci mezinárodní spolupráce. bulka T 3. Prognóza rozsahu pìstování konopí Èeské republice po roce 2004 Formálnì z hlediska právních a rostlinolékaøských pøedpisù ani z hlediska ochrany pøírody nestojí rozvoji pìstování konopí u nás v uvedeném rozsahu nic v cestì. Jediným omezením mùe být pouze nezájem potenciálních odbìratelù, kteøí v souèasné dobì vyuívají pro urèité druhy výroby nae lnìné, nebo spíe dováené lnìné a konopné vlákno a i do budoucna tento import budou nebo nebudou ochotni naím konopným vláknem nahrazovat. Rozhodování budou jistì ovlivòovat problémy technologického i ekonomického charakteru, to znamená nutnost uskuteènìní urèitých zmìn v technologii zpracování a porovnávání cen naeho konopného vlákna s vláknem lnìným a cenou dováené suroviny. Znaènou pøekákou potøebného rozvoje v souèasné dobì je jednak vysoká cena osiva, jednak absence vhodné mechanizace na sklizeò a zpracování, nehledì na obecný negativní názor na konopí vùbec. V souvislosti s krystalizací názorù na vyuívání konopného vlákna (zejména v oblasti prùmyslu,) se vytváøí nìkolik center, která by mohla zpracovávat podle posledních odhadù 5 000 a 7 400 tun konopného vlákna roènì, pøedevím ve formì koudele (jednotného vlákna) pro netkané materiály a kvalitní papír, pøípadnì i 2 000 a 2 600 tun dlouhého vlákna pro textilní vyuití, pokud se vhodné vlákno u nás podaøí vyrobit. Poslednì uvedené mnoství tohoto vlákna by mohlo nahradit asi 50 % dosud dováeného lnìného vlákna. O tom svìdèí následující tabulka T 3 uvádìjící prognózu výroby a uití konopného vlákna v ÈR. Konopné pazdeøí i kdy je s pøedpokládanými 20 000 a 29 600 tunami za rok je sice objemovì závanìjí ne vlákno, tolik starostí nevytváøí, nebo v krajním pøípadì se spotøebuje jako stelivo nebo palivo za slunou cenu bez vìtích problémù. Øádovì se mùe v Èeské republice jednat o výmìru (ale dobré) zemìdìlské pùdy v rozsahu od 5 000 a do 10 000 ha, na kterých by se konopí mohlo pìstovat, jak uvádí ta- Tab. 3: Prognoza spotøeby konopných vláken a pìstebních ploch konopí v ÈR po roce 2004 Potenciální zpracovatel Výrobek Borgers, Rokycany Faurecia Tábor Interiéry aut Lecotex, Interiéry aut Mnoství vlákna (t/r) Plochy pìstování (ha) podle výnosu vlákna (2,- t/ha) (1,2 t/ha) Region pro pìstování 600 - 1000 500 a 830 Západní Èechy 300 - 500 150 a 430 Jiní Èechy Reiter CZ Choceò Interiéry aut 300 - 500 150 a 430 Východní Èechy Juta,Technolen Turnov,Olomouc Pytlovina,lana plachty 500 - 800 250 a 670 Východní Èechy Olanské papírny Cigaret. papír 3000-5000 1 500 a 4 170 Vysoèina,Morava Lenka-Kácov Pøádelny Jednotné vlákno, 2000-2600 pøíze 1 000 a 2 170 Støední Èechy, Morava 3 550 a 8 700 Èeská republika Celkem 6700 10400 a 84 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Poznámka: Prvních pìt zpracovatelù mùe vyuívat jednotné vlákno (koudel), pøádelny (zpravidla døíve jen dlouhé, (rovnané) vlákno, nové technologie vak zpracují i rouno - jednotné vlákno metodou kotonizace. Obr.1: Porost konopí BENIKO v okolí Telèe, pìstitelka Kudrnáèová Oblasti pìstování konopí by mìly být soustøedìny v blízkosti zpracovatelských závodù, kterých, jak uvádí tabulka 3 by mìlo být nejménì 5 a 6. Kapacity tìchto podnikù budou zpøesnìny v budoucnosti, pøedpokládá se vak, e nejménì ètyøi by mohly být zøízeny v zemìdìlské oblasti v centru pìstování a mìly by konopné, vyrosené stonky vypìstované v blízkém okolí zpracovávat na krátké vlákno koudel a rùznì vyuitelné pazdeøí. Obr.2: Èeská farmáøská tírna vyroseného konopí systém Benedikt Hévr. Obr.3: Ideové schéma farmáøské tírny vyroseného konopí ze SRN Literatura: 1. KOVÁØOVÁ M. a kol.: Ekonomika pìstování a vyuití nepotravináøských plodin. VÚZT 5/2002. 2. BEDNÁØ M.: Perspektiva lýkových vláken v ÈR. Semináø MPO Trutnov 2003. 3. SLADKÝ V.: Konopí, ance pro zemìdìlství a prùmysl. ÚZPI 1/2004. Kontaktní adresa: Ing. Václav Sladký, CSc, KPS Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Telefon 233022275 85 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 BIOENERGETICKÉ SUROVINY LOGISTIKA A VÝROBNÍ TECHNOLOGIE J. Souèek Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha Zemìdìlství má dnes z celospoleèenského hlediska v Èeské republice, bohuel, nízkou presti. Èinnosti a vìdní obory s ním související jsou vìtinou podceòované, avak implementace teoretických poznatkù v zemìdìlství patøí mezi nejobtínìji øeitelné úkoly. Oblast logistiky nevyjímaje. Bioenergetické suroviny rostlinného pùvodu (dále jen BES), které lze vyuít jako biopaliv, nelze ve vìtí míøe pouívat v surovém stavu. Tyto suroviny nelze dlouhodobì skladovat pro vysoký obsah vody, místa získávání surovin (pole, les, odpadní suroviny ze zpracovatelských závodù) se vìtinou neschodují s místy zpracování ani s místy vyuívání, co má za následek nutnost pøepravy. V surovém stavu mají nevhodné manipulaèní a dopravní vlastnosti, protoe jsou znaènì nehomogenní, nestejnomìrné z hlediska velikosti èástic a mají nízkou energetickou hustotu. Z tìchto dùvodù vyplývá, e produkce bioenergetických surovin je nároèná na organizaci v èasové rovinì i v prostorovém uspoøádání øetìzcù od zdroje na místo spotøeby. 1. Úvod Správné logistické zabezpeèení procesu je základní podmínkou správné funkce celého systému. To platí ve vech oblastech kde je potøeba sladit prostorové uspoøádání a tok materiálu (pøípadnì informací) v èase. Pøi letmém pohledu do historie lze lehce vyjmenovat nìkolik událostí, kdy mìlo patné logistické øeení negativní, nebo pøímo katastrofální následky pro toho, kdo logistiku podcenil. Zdecimování Napoleonovy armády pøi taení do Ruska. Nedostateèné, nebo témìø nulové zásobování potravinami, obleèením a pící mìlo za následek, e z 200 000 Napoleonových vojákù se z Ruska vrátilo asi 15 000. Bitva u Stalingradu. Odøíznutí nonosti pozemního zásobování Nìmeckých armád. Letecké zásobování nestaèilo. Ze souèasnosti jmenujme situaci kdy se armáda USA zastavila na 24 hodin v postupu na Bagdád, protoe vázla dodávka paliva! Logistika v Èeském zemìdìlství je vìtinou øeena jako souèást problematiky dopravy, manipulace (Trnobranský, 2003; Syrový a kol., 1983; Syrový, 2003; Strouhal, 1982) nebo skladování (Daek, 1972;). Logistika jako samostatný vìdní obor je v odborné literatuøe vztahována k jiným oblastem (systémy skladování a zásobování, sítì prodejcù a servisù výpoèetní techniky, automobilù, strojù a zaøízení, dopravní systémy atd.). V tìchto oborech lze dobøe definovat vlastnosti produktù a monosti výrobních, dopravních, manipulaèních a zpracovatelských technologií. Znalost tìchto vlastností je základní podmínkou správného logistického øeení. V pøíspìvku se pokusím definovat moné alternativy øetìzcù pøi zpracování bioenergetických surovin do formy pevných biopaliv a nìkteré dùleité faktory, které jsou pro tento obor specifické. 2. Podklady pro sestavování logistických øetìzcù - technologické postupy skliznì a produkce BES K produkci pevných biopaliv se jako suroviny pouívají stébelniny a døeviny. Stébelnatá biomasa se u nás pìstuje ve vech výrobních oblastech, V jednotlivých oblastech jsou rozdílné klimatické i pùdní podmínky a to ovlivòuje dobu i zpùsob skliznì (Neubauer, 1989). Ke sklizni stébelnaté biomasy jsou k dispozici rùzné postupy. Výhodou sestavování technologických linek pro energetickoprùmyslové vyuití stébelnaté biomasy je monost vyuití standardní techniky. Technologie skliznì, zpracování, konzervace a skladování je známá z jiných produkèních oblastí zemìdìlské výroby. Zavedení stébelnatých plodin do systému distribuce nosièù energie naráí na potøebu manipulace s velkými objemy biomasy na jednotku energie. Èasto vyuívanou formou úpravy je proto lisování. Zhutnìní biomasy se jeví jako klíè k usnadnìní manipulace, dopravy, skladování i finálního vyuití. Navíc pøedstavuje urèitou cestu pro zavádìní pevných biopaliv s jednotnými vlastnostmi, které jsou pøíznivé pro jejich normalizaci a tím i dodrení potøebné kvality. Vedle lisování stébelnin do balíkù je alternativa lisování stébelnin do formy briket, paketù nebo pelet. Technické a logistické pøednosti lisovaných materiálù jsou zøejmé, jejich výroba je ale spojena se zvýenými energetickými a materiálovými vklady. Pro sklizeò stébelnin v suchém stavu, je nejèastìji uívaná alternativa s vyuitím balíkovacích lisù na hraholovité pøípadnì válcové balíky ve druhé fázi skliznì. V první fázi skliznì jsou oddìlena semena nebo celé vrchní èásti rostlin. První fáze skliznì je zpravidla provedena sklízecí mlátièkou se zvednutým acím válem nebo pomocí stripperù. Lis pak sbírá materiál ze øádku. Dalí alternativa skliznì je vyuití sklízecí øezaèky nebo sklízecího lisu. Pøi této alternativì lze materiál sbírat ze øádku nebo sklízet nastojato pomocí acích adaptérù. Výstupní materiál je v pøípadì vyuití sklízecí øezaèky dopravován do dopravních prostøedkù s velkoobjemovými lonými plochami a odváen ve formì øezanky na místo skladování. 86 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 V pøípadì vyuití sklízecích lisù má výstupní materiál nejèastìji formu velkoobjemových balíkù. Lisované balíky padají na pozemek odkud jsou pak pomocí nakladaèe, manipulátoru nebo hydraulické ruky naloeny na dopravní prostøedek a odvezeny na místo skladování. Velké samojízdné sklízecí lisy mohou být vybaveny pøívìsem na pøibliování balíkù. Balíky pak nepadají na zem ale jsou pøibliovány na kraj pozemku. Ménì èasto má výstupní materiál formu malých balíkù, paketù, briket nebo pelet. V tìchto pøípadech je nakládán slisovaný materiál pøímo na dopravní prostøedek a odváen na místo skladování. Pøi vyuití sklízecích øezaèek nebo lisù lze provádìt sklizeò jednofázovì. Vlastní sklizeò zaèíná pøi dosaení tzv. technologické zralosti (Neubauer, 1989). Vhodný obsah vody pøi sklizni je pøiblinì 17 %. Tato hodnota je vhodná pro skladování a následné úpravy (sbìr, lisování, rozmìlòování, rozdruování, monost dosouení). Zároveò jsou vytvoøeny pøíznivé pøedpoklady pro energetické zhodnocení s vysokou úèinností pøi nízkém zatíení ivotního prostøedí kodlivými polutanty. Z tìchto dùvodù urèuje obsah vlhkosti, pokud to poèasí dovoluje, èasový okamik skliznì. V pøípadì zvýeného obsahu vlhkosti je tøeba materiál dosuit. Dosouení materiálu lze realizovat: - uloením pokosu na øádku s pøípadným obracením a shrnováním ve skladu s aktivním provzduòováním v suárnì kombinací více zpùsobù Vechny tyto alternativy pøedstavují energetické a materiální vstupy. Naopak manipulace s nadmìrnì vysueným materiálem znamená vyí ztráty odrolem. Stébelnaté materiály mají nízkou mìrnou hmotnost. Jejich pøeprava je v porovnání napøíklad se stavebními materiály ménì efektivní a nákladnìjí, protoe velikost loného prostoru dopravních prostøedkù je omezena pøedpisy o provozu na pozemních komunikacích. Dopravní prostøedky jezdí pøi dopravì stébelnatých materiálù vytíené na 20-50%. Pøi dopravì zhutnìných materiálù dochází k zefektivnìní zvýením mìrné hmotnosti. Pro úèely skladování lze vyuít standardní zaøízení pro skladování zemìdìlských produktù napø. zastøeené zpevnìné plochy. Výhodná alternativa je skladování s moností aktivního provzduòování. Vyuívání døevnaté biomasy k energetickoprùmyslovým úèelùm je tradièní zpùsob zhodnocení pøírodních surovinových zdrojù. Díky stále se zvyující potøebì se vyvíjí i technika a technologie potøebná pro její sklizeò (tìbu) a následné zpracování. Technologické postupy skliznì se lií podle zpùsobu pìstování døevin a pøípadnì s ohledem na jiný zpùsob vyuití èástí rostlin. Pro sklizeò rychlerostoucích døevin jsou vhodné zimní mìsíce, kdy je nejvyí obsah suiny v rostlinách (cca 50 %) a mechanizaèní prostøedky ani lidské zdroje nejsou plnì vázány v jiných oblastech zemìdìlské výroby. Technika a technologie skliznì døevnatých BES je ménì propracovaná ne v pøípadì skliznì stébelnaté biomasy. Pøi sklizni porostù s dlouhou dobu rotace lze vyuít stejný zpùsob tìby jako pøi mýtní tìbì v lesním hospodáøství, tj. pomocí motorové pily, pøípadnì hydraulických nebo pneumatických nùek. Tyto nástroje lze integrovat na sklizòové mechanizaèní prostøedky, harvestory, pouívané v lesnictví. Nìkteré modifikace harvestorù umoòují odøíznutí (odstøihnutí) sklízené èásti rostliny od paøízku, odvìtvování, krácení a pøibliování suroviny vèetnì manipulaèních operací. Oproti pìstování døeva v lese mají topolové plantáe výhodu ve vyí roèní produkci suiny, kratí obmýtní dobì a v monosti nechat paøízky od vytìených rostlin opìt obrùst (3x a 4x). Døeviny vhodné pro pìstování na energetických plantáích (topol, vrba) produkují døevo, které nedosahuje kvality døevin standardnì produkovaných v rámci lesního hospodáøství (smrk, borovice, buk). Døevo sklízené z energetických plantáí se vìtinou pouívá pro pøímou energetickou konverzi. Pokácený materiál lze dále zpracovat pøímo na pozemku pomocí mobilních tìpkovaèù. Takto sklizený a upravený materiál je dopravován na místo skladování nebo následného vyuití. Dalí alternativou skliznì plantáí s dlouhou dobou rotace je odvoz pokáceného materiálu a následné tìpkování pomocí semimobilního nebo stacionárního tìpkovaèe na jednom místì. Tento postup lze doplnit o dosýchání materiálu pøi venkovním nebo vnitøním doèasném skladování. Pøi sklizni porostù s krátkou dobou rotace (do tlouky kmínku rostlin 100 mm) lze vedle zpùsobù skliznì aplikovaných pøi sklizni porostù s dlouhou dobou rotace vyuít pøímý zpùsob skliznì pomocí sklízecího tìpkovaèe. Tento zpùsob skliznì se vak v ÈR neuplatòuje. Pro zefektivnìní vyuívání pøepravních a skladovacích kapacit lze technologický postup doplnit o lisování do paketù (pøíp. vázání do otepí). Pøi tomto technologickém postupu je vak vhodné zøídit pøekladitì, protoe lisování do paketù umoòuje efektivnìjí vyuití pøepravní kapacity pøi následné pøepravì na delí vzdálenosti. Sbìr paketù ze sklizené plantáe není vhodný z dùvodu pokození paøízkù pojídìním. Technologické zaøízení pøekladitì vak vyaduje dalí vstupy pøi manipulaci. Døevní tìpka je pøed dlouhodobým skladováním nebo v jeho prùbìhu dosuena na poadovaný obah suiny, který zaruèuje odolnost skladovaného materiálu proti degradabilním procesùm Logistické øeení vyaduje dùleité vlastnosti zboí definovat a registrovat. Na oplátku nabízí monost kontroly jakosti. To je jeden z dùvodù zavádìní standardizovaných forem pevných biopaliv. Nìkteré formy úprav probíhají v prùbìhu skliznì, jiné jsou do technologických linek vèlenìny jako samostatné operace. Schematické znázornìní alternativ øetìzcù je na obrázku 1 87 88 sekaèka sklízecí mlátièka paketování sklízecí øezaèka sklízecí lis uloení na øádku uloení na øádku samojízdná øezeèka závìsný balíkovací lis samojízdný balíkovací lis LISOVÁNÍ vyváecí souprava pøívìs s nakladaèem èelní nakladaè manipulátor NAKLÁDKA mobilní drtiè mobilní tìpkovaè HRUBÁ DESINTEGRACE ULOENÍ NA POLI manipulace uloení na pøekladiti PØIBLIOVÁNÍ MEZISKLADOVÁNÍ HRUBÁ DESINTEGRACE mobilní tìpkovaè vyváecí souprava se tìpkovaèem HRUBÁ DESINTEGRACE VYUÍVÁNÍ DRUHOTNÝCH SUROVIN SKLIZEÒ sklízecí tìpkovaè vyváecí souprava s harvestorovou hlavicí harvesor ruèní sklizeò VYUÍVÁNÍ DRUHOTNÝCH SUROVIN SKLIZEÒ stoh VENKOVNÍ SKLADOVÁNÍ doprava návìs doprava traktor + sbìrací vùz doprava balíkù traktor + pøívìs DOPRAVA uskladnìní s provzduòováním MEZISKLAD doprava balíkù návìs doprava balíkù nákl. automobil + pøívìs doprava balíkù nákladní automobil doprava nákl. automobil + pøívìs doprava nákladní automobil doprava traktor + pøívìs DOPRAVA uskladnìní s provzduòováním MEZISKLAD suení v suárnì SUENÍ suení v suárnì SUENÍ LISOVÁNÍ jemná desintegrace kladívkuvý rotovník briketovací lis peletovací lis LISOVÁNÍ briketovací lis peletovací lis JEMNÁ DESINTEGRACE jemná desintegrace kladívkuvý rotovník JEMNÁ DESINTEGRACE sklad SKLAD sklad SKLAD ENERGETICKOPRRÙMYSLOVÉ VYUITÍ ENERGETICKOPRRÙMYSLOVÉ VYUITÍ Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Zatímco v pøípadì techniky a technologie pouívané ke sklizni byly nìkteré výrazné odlinosti mezi sklizní stébelnaté a døevnaté biomasy, pro následné zpracování se pouívá pro obì skupiny surovin technika a technologie stejná, nebo velice podobná. Protoe sklizeò zemìdìlských surovin rostlinného pùvodu je sezónní záleitost a místa produkce nejsou shodná s místy vyuití, je nutnou souèástí kadého technologického postupu doprava a skladování. V pøípadì pøímého vyuívání tìpky, øezanky nebo balíkù je dùleité zajitìní bezpeèného skladování. Základní podmínkou pro bezpeèné skladování je zabránìní pøítomnosti biodegradabilních procesù v uskladnìném materiálu sníením obsahu vody na bezpeènou hodnotu. Ke sniování obsahu vody dochází samovolnì v prùbìhu sklizòových operací (pøi uloení materiálu na øádku nebo na pøekladiti, pøi tìpkování nebo øezání a pøi manipulaci), nebo následnì provzduòováním. Èasto pouívaná forma BES jsou ji zmiòované výlisky. Vyrábìjí se na briketovacích nebo peletovacích lisech. Dùleitým parametrem pøi lisování je opìt poadovaný obsah vody ve vstupní surovinì. Toho lze dosáhnout opìt v prùbìhu skliznì, provzduòováním, nebo suením v suárnì. Velikost vstupních èástic se upravuje pomocí desintegrace na vhodném desintegraèním zaøízení. Do technologické linky mùe být vèlenìn tøídiè, pomocí kterého jsou z frakce oddìleny èástice nevhodných velikostí. 3. Pøedpokládaný význam logistiky v oblasti BES Význam a smysl produkce BES je pøímoúmìrný monostem jejich uplatnìní na trhu. Dobøe vyøeená logistika, jako souèást marketingového mixu, je jednou z podmínek uplatnìní výrobku na trhu a zároveò prostøedkem pro dodrení jakosti a optimalizaci nákladù spojených s produkcí, dopravou, manipulací a skladováním. Vhodným øeením logistických øetìzcù a správnou volbou odpovídajících technologií lze sníit ztráty vznikající vlivem znehodnocení surovin patným skladováním, ztráty vzniklé patnou volbou pøepravních tras, nevhodnou volbou dopravních a manipulaèních prostøedkù a v neposlední øadì i ztráty vzniklé pøedimenzováním kapacity zaøízení. Negativními stránkami zavádìní logistiky v oblasti produkce BES je sezónní a biologický charakter zemìdìlské výroby, která je závislá na faktorech, které zatím nedokáeme ovlivnit (poèasí). Sezónní charakter spotøeby BES (topná sezóna se neshoduje s èasem vhodným pro sklizeò a produkci BES v zemìdìlství). Podìkování Poznatky zveøejnìné v tomto èlánku byly získány v rámci prvního roku øeení projektu QF 4079 Logistika Bioenergetických surovin. Literatura 1. TRNOBRANSKÝ, K.: Ekonomie dopravy døevní hmoty. Projektování 1/2003 2. SYROVÝ.O. a kol: Jak utøit na dopravì. Mechanizace zemìdìlství, 5/2003 3. SYROVÝ.O. a kol: racionalizace manipulace s materiálem v zemìdìlství. SZN, Praha, 1983 4. STROUHAL, E.: Racionalizace zemìdìlské dopravy, Zemìdìlská technika, 28, 7/1982 5. DAEK, M.: Kilogramová cena výrobku a pøimìøené dopravní vzdálenosti, Manipulace, skladování , balení, 5/1972 6. NEUBAUER, K. a kol.: Stroje pro rostlinnou výrobu, SZN, Praha, 1989 7 .SOUÈEK, J.: Ménì tradièní zpùsoby získávání døeva jako náhrady bìnì pouívaných surovin, Nový venkov, è. 11/2000 Kontaktní adresa: Ing. Jiøí Souèek Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Telefon 233022214, e-mail [email protected] 89 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 VLIV STANOVITÌ, HNOJENÍ DUSÍKEM A TERMÍNU SKLIZNÌ NA VÝNOSY FYTOMASY, OBSAH VODY A OBSAH IVIN U VYBRANÝCH ENERGETICKÝCH PLODIN Z. Strail Výzkumný ústav rostlinné výroby, Praha Úvod Jednou z moností eliminace fosilních paliv je vyuití alternativních, nejlépe obnovitelných zdrojù energie. Evropská unie si dala velmi ambiciózní cíl, dosáhnout do roku 2010 podílu obnovitelných zdrojù 12% z celkové energetické bilance, pøièem biomasa má být hlavním obnovitelným zdrojem. Kromì palivového døeva a odpadù z døevozpracujícího prùmyslu a zemìdìlství je dosud vyuívána v omezené míøe sláma obilnin pøípadnì øepky. Do budoucna se také uvauje o pìstování a vyuití nových netradièních plodin. Proto se ve svìtì i u nás se ovìøuje øada druhù rostlin více èi ménì vhodných pro energetické vyuití. Ovìøováním nìkterých vybraných plodin urèených pro energetické vyuití se zabýváme také ve VÚRV PrahaRuzynì. Cíl a metody Polní pokusy s jednoletými (èirok, saflor) nebo vytrvalými (køídlatka èeská, chrastice rákosovitá, kostøava rákosovitá, ozdobnice èínská) plodinami urèenými pro energetické vyuití probíhaly na tøech rùzných stanovitích (Ruzynì, Lukavec, Chomutov), tøech rùzných dávkách dusíku (chrastice, kostøava, saflor - 0, 40, 80 kg.ha-1, ozdobnice, køídlatka, èirok 0, 50, 100 kg.ha-1), a tøech termínech skliznì v dobì nejvìtího nárùstu fytomasy, na podzim a na jaøe. V referátu jsou uvedeny výsledky z let 2001 a 2003 z ji plnì zapojených porostù vytrvalých plodin zaloených v letech 1995 a 1996. Sledoval se vliv stanovitì a hnojení N na výnosy nadzemní fytomasy (u safloru slámy). Sledoval se vliv termínu skliznì na obsah vody ve sklizeném materiálu, ztráty fytomasy pøes zimní obdo- bí, obsah základních ivin v rostlinách. Výsledky Stanovitní podmínky pokusných míst jsou uvedeny v tab. 1. Vliv stanovitì a hnojení N na výnosy fytomasy sledovaných plodin jsou uvedeny v tab. 2. V tab. 2 jsou uvedeny výnosy suiny fytomasy z druhého termínu skliznì (u safloru v plné zralosti semen, u vytrvalých na podzim pøevánì v listopadu) na daných stanovitích. Jsou zde uvedeny prùmìrné hodnoty za období let 2001-2003. Obecnì lze konstatovat, e kolísání výnosù bylo znaèné jak v jednotlivých letech, tak i pøi porovnání výnosù na jednotlivých stanovitích. Z výsledkù také vyplývá, e nìkteré plodiny je vhodnìjí pìstovat pouze na nìkterých stanovitích (napø. teplomilnìjí ozdobnici nebo èirok není ideální pìstovat v Lukavci), jiným se naopak daøí ve vìtinì pùdnì-klimatických podmínek, jako napø. chrastici rákosovité nebo køídlatce. V prùmìru let byly zjitìny nejvyí výnosy suiny fytomasy u ozdobnice èínské (24,064 t.ha-1) na stanoviti v Ruzyni a køídlatky (22,596 t.ha-1) v Chomutovì (tab. 2). Výnosu nad 12 t.ha-1 suiny, který povaujeme v souèasné dobì obecnì pro pìstování plodin na energetické vyuití za hranici rentability (bez dotací) dlouhodobì dosahovaly ze sledovaných plodin na vech sledovaných stanovitích køídlatka, ozdobnice a prùmìru za stanovitì také èirok. Èirok je vak ze vech sledovaných plodin nejménì vhodný pro spalování, protoe i v jarním termínu skliznì má vysoký obsah vody ve fytomase (v prùmìru 42 %) a vysoké ztráty hmoty pøes zimní období (tab. 3). Tab. 1. Stanovitní podmínky pokusných míst Ukazatel Zemìpisná íøka Zemìpisná délka Nadmoøská výka (m n.m.) Pùdní druh Pùdní typ Prùmìrná roèní teplota vzduchu (oC) Prùmìrný roèní úhrn sráek (mm) Agrochemické vlastnosti ornièní vrstvy: Obsah humusu (%) pH (KCl) obsah P (Mehlich III, mg.kg-1 pùdy) Praha Ruzynì 50o04´ Pokusné místo Lukavec o 49 37´ Chomutov o 49 37´ 14o26´ 350 jílovito-hlinitá hnìdozem 8,2 15 03´ o 13 23´ 620 písèito-hlinitá kambizem 6,9 363 písèito-hlinitá kambizem 7,6 477 657 514 3,04 3,03 3,79 6,62 129,1 5,43 127,5 5,02 64,8 362,0 249,0 190,0 obsah K (Mehlich III, mg.kg-1 pùdy) 90 o Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 2 Vliv stanovitì a hnojení N na výnosy fytomasy daných plodin pøepoètené na suinu (podzimní termín skliznì - prùmìr let 2001-2003) Plodina Stanovitì Èirok Ruzynì Lukavec Chomutov Prùmìr Ruzynì Lukavec Chomutov Prùmìr Ruzynì Lukavec Chomutov Prùmìr Ruzynì Lukavec Chomutov Prùmìr Ruzynì Lukavec Chomutov Prùmìr Ruzynì Lukavec Chomutov Prùmìr Saflor - sláma Køídlatka èeská Chrastice rákosovitá Kostøava rákosovitá Ozdobnice èínská Hnojení N0 dusíkem N1 10,244 7,570 12,340 10,051 5,923 5,807 4,089 5,273 11,880 16,340 13,826 6,191 9,692 5,570 7,151 6,210 6,215 5,700 6,042 20,693 11,224 15,958 11,776 11,050 14,390 12,404 5,949 5,130 4,853 5,311 17,324 18,738 17,023 10,519 10,600 10,180 10,433 6,330 9,215 5,858 7,134 26,219 12,215 19,218 N2 13,154 12,300 16,090 13,846 6,076 5,821 4,934 5,610 20,358 32,750 25,507 9,405 12,768 7,760 9,978 8,940 11,486 7,103 9,176 25,279 15,697 20,488 Prùmìr 11,725 10,310 14,260 12,095 5,983 5,586 4,625 5,398 15,601 16,521 22,593 17,718 8,705 11,020 7,840 9,471 7,160 8,972 6,220 7,451 24,064 13,046 18,555 Tab. 3 Úbytek fytomasy a obsahu vody daných energetických plodin v rùzných termínech skliznì (prùmìrné hodnoty ze období 1999-2003) Plodina Èirok Saflor (sláma)* Køídlatka Èeská Chrastice rákosovitá Kostøava rákosovitá Ozdobnice èínská Podzimní termín skliznì Vlhkost Výnos suiny -1 (%) fytomasy (t.ha ) 66 9,215 50 5,572 62 23,059 50 7,214 48 7,252 50 15,568 Jarní termín skliznì Vlhkost Výnos suiny -1 (%) fytomasy (t.ha ) 42 5,756 32 5,372 20 14,955 19 5,217 19 5,153 27 12,105 Zjitìný rozdíl Úbytek Úbytek vlhkosti (%) výnosu (%) 24 37,5 18 6,9 42 35,1 31 27,3 29 28,9 23 22,3 Poznámky: * - první termín skliznì v dobì nejvìtího nárùstu fytomasy, druhý termín skliznì v dobì plné zralosti semene podzimní sklizeò ostatních plodin probíhala od poloviny øíjna do konce listopadu, jarní sklizeò probíhala od tøetí dekády do druhé dekády bøezna 91 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Z vytrvalých trav byla z hlediska výnosù i dalích hledisek výkonnìjí a vhodnìjí chrastice rákosovitá oproti kostøavì rákosovité. I kdy uvedené trávy nedosahují takových výnosù fytomasy (jako napø. køídlatka nebo ozdobnice) mají jiné pøednosti, pro které je doporuèujeme pìstovat pro energetické vyuití, zvlátì pak chrastici. Chrastice dosahovala na stanoviti v Lukavci v prùmìru pøi vyích dávkách dusíku 12,768 t.ha-1 (tab. 2). Z naích výsledkù lze konstatovat, e se ji dobøe daøí ve vlhèích podmínkách, a e dobøe reaguje v chudích pùdních podmínkách na hnojení dusíkem. Vliv stupòovaných dávek dusíku na zvyování výnosù fytomasy byl u vìtiny sledovaných plodin nejpatrnìjí na stanovitích s nií pùdní úrodnosti v Lukavci nebo v Chomutovì (tab. 2). Ze sledovaných plodin reagovaly v prùmìru nejlépe na rostoucí dávky dusíku èirok, kostøava a také køídlatka. Na stanoviti s dobrou pùdní úrodností v Ruzyni postaèily k dosaení nejvyích výnosù u vìtiny plodin støední pouité dávky dusíku (40-50 kg.ha-1). Dále byl sledován vliv termínu skliznì na výnosy, obsah vody a obsah ivin ve fytomase. První termín skliznì byl v období tvorby nejvìtího mnoství fytomasy. V této dobì u vìtiny plodin byl obsah vody ve fytomase v rozmezí 60 a 70 %. Takto vlhká fytomasa se dá pøímo vyuít pouze na výrobu bioplynu. Pokud by se mìla pouívat pro úèely spalování pøímo v kotlích nebo na výrobu pelet nebo briket je tøeba ji dosouet, za pøíznivého poèasí pøímo na poli nebo dosouet umìle v suárnách. V tìchto pøípadech je tøeba poèítat s dalími náklady, které nejsou hlavnì v pøípadì dosouení temperovaným nebo horkým vzduchem nejlevnìjí. Pøi podzimním termínu skliznì je u vìtiny sledovaných plodin obsah vlhkosti vìtinou i nadále relativnì vysoký a dosahuje hodnot 50 a 70 % (tab. 3). I zde je tøeba poèítat s dosouením posekané fytomasy. V tomto pozdním termínu skliznì ji nemùeme poèítat s pøirozeným dosouením na poli, ale pouze s umìlým dosouením studeným nebo temperovaným vzduchem. Proto je u vìtiny vytrvalých plodin urèených pro energetické vyuití výhodnìjí z hlediska obsahu vody zimní nebo spíe jarní termín skliznì, kdy pøes zimu mráz rostliny vysuí. Vechny plodiny kromì èiroku a slámy safloru pøi jarním termínu skliznì mìly obsah vody pod 30 % (tab. 3). Takto vlhký materiál lze ji bez vìtích potíí skladovat nebo z nìj pøímo vyrábìt pelety nebo brikety. Dùleitou otázkou je, o jaké mnoství fytomasy se sníí výnosy fytomasy pøes zimu olomem, opadem listù apod. Prùmìrné hodnoty ztrát hmotnosti sledovaných vytrvalých plodin pøes zimní období jsou uvedeny v tab. 3. Nejvìtí ztráty fytomasy pøes zimní období jsme zaznamenali u èiroku (37,5 %) a køídlatky (35,1 %). Relativnì nízké ztráty byly naopak u ozdobnice (22,3 %), chrastice (27,3 %) a kostøavy (28,9 %). Nejnií ztráty fytomasy u safloru jsou dány tím, e byl sklízen v dobì dozrání semen a nebyl tedy ponechán na poli pøes zimní období. Zahranièní prameny uvádìjí, e ztráty fytomasy nesmí obecnì pøekroèit 50 %, jinak je pìstování nerentabilní. Zmìny obsahu základních ivin u sledovaných plodin v rùzných termínech skliznì uvádí tab. 4. Z tabulky lze také odvodit, kolik jednotlivé plodiny odebírají ivin sklizní. Z výsledkù je zøejmé, e pøi pozdìjích termínech skliznì (jaro) byl u vìtiny plodin zjitìn ve fytomase sledovaných plodin sníený obsah dusíku, fosforu, draslíku, vápníku a hoøèíku oproti ranným termínùm skliznì. Výjimku èinil èirok, kde jsme zjistili po dva roky vyí obsahy N a P pøi jarním termínu skliznì. Sníený obsah prvkù ve fytomase pøi pozdním termínu skliznì zvyuje kvalitu paliva jak z hlediska technického tak z hlediska tvorby emisí. Sledovali jsme dále, jak zvyující se dávky dusíku ovlivòují obsah základních ivin u sledovaných plodin. Rostoucí dávky N v prùmìru zvyovaly obsah dusíku v rostlinách a naopak sniovaly obsah fosforu a vápníku. Pro úèely spalování je dùleité znát obsah dusíku z hlediska tvorby Nox pøi spalování. Èím je obsah dusíku v palivu mení tím je palivo z hlediska tvorby Nox výhodnìjí. Obecnì se dá konstatovat, e obsah dusíku v rostlinách klesá se stáøím rostliny a termínem skliznì. Tab. 4 Zmìna obsahu základních ivin u sledovaných plodin v rùzných termínech skliznì (prùmìrné hodnoty ze období 2001-2003) Obsah základních ivin v % suiny Plodina Termín skliznì Kostøava podzim 0,87 0,23 0,56 0,51 0,13 Kostøava jaro 0,73 0,16 0,44 0,50 0,08 Lesknice podzim 0,92 0,18 0,49 0,36 0,10 Lesknice jaro 0,72 0,16 0,12 0,17 0,06 Ozdobnice podzim 1,33 0,11 0,78 0,46 0,13 N P K Ca Mg Ozdobnice jaro 1,13 0,08 0,35 0,28 0,08 Saflor konec kvetení 1,22 0,09 0,94 0,79 0,08 Saflor plná zralost semen 0,62 0,07 0,73 0,77 0,04 Èirok podzim 1,42 0,07 1,20 0,58 0,15 Èirok jaro 1,84 0,12 0,73 0,40 0,10 Køídlatka podzim 1,06 0,09 0,43 2,06 021 Køídlatka jaro 0,84 0,06 0,18 1,54 0,13 92 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Závìry Produkce fytomasy vech sledovaných plodin je statisticky prùkaznì závislá na prùbìhu klimatických podmínek v jednotlivých letech a na daných stanovitích. Z hlediska výnosù fytomasy i z dalích sledovaných ukazatelù se pro energetické úèely (spalování) jsou ze sledovaných plodin nejvhodnìjí ozdobnice èínská, chrastice rákosovitá, køídlatka èeská. Fytomasa daných plodin není ani koncem listopadu vhodná pro okamité spalování nebo uskladnìní, co je hlavnì zapøíèinìno vysokým obsahem vody. Jarní termín je vhodnìjí. Sníení výnosù fytomasy v porovnání s podzimním termínem skliznì je vyváeno zvýenou kvalitou paliva (z hlediska technického a tvorby emisí). Odpadne také dosouení, které je ekonomicky relativnì nákladné. Vedle uvedených plodin lze také vyuívat slámu obilnin nebo nìkterých olejnin, která jako vedlejí produkt zatím není tak drahá. Vìtí èást slámy by vak mìla zùstat na poli, nebo je dùleitou slokou tvorby humusu. Vedle uvedených ukazatelù je velmi dùleité také ekonomické hledisko pìstování, skliznì a posklizòové úpravy, na které se nesmí také zapomínat. Podìkování Tento pøíspìvek byl realizován za finanèní podpory Národní agentury pro zemìdìlský výzkum (projekt reg. è. QD 1209). Abstract In the paper are presented results from field experiments from three different sites through period 2001-2003 aimed at observation of influence of site, N fertilization and term of harvest on yields of phytomass, water content and nutrient content of annual plants (sorghum, safflower) and perennial plants (knotweed, reed canary grass, tall fescue, china gigant reed) considered as raw material for energy utilization (combustion). Kontaktní adresa: Ing. Zdenìk Strail, CSc. Výzkumný ústav rostlinné výroby Drnovská 507, Praha 6 e-mail: [email protected] 93 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 KONCEPCIA VYUITIA BIOMASY V REZORTE PÔDOHOSPODÁRSTVA SR F. Zacharda, . Pepich Technický a skúobný ústav pôdohospodársky, Rovinka, SR Snaha tátov EÚ o podporu vyuívania obnovite¾ných zdrojov energie (OZE) je jasne formulovaná v Bielej knihe OZE z 26. 11. 1997, v ktorej je stanovený 12 % podiel OZE z celkovej spotreby energie v cie¾ovom roku 2010. K dosiahnutiu tohto cie¾a smeruje celý rad èiastkových krokov v rôznych sektoroch. SR ako nový èlen EÚ sa zaoberá otázkou podpory vyuívania OZE na národnej úrovni. Vláda cíti spoloènú zodpovednos s krajinami EÚ pri rieení problémov ochrany ovzduia, ozónovej vrstvy Zeme a klimatických zmien a bude podporova zvyovanie podielu obnovite¾ných zdrojov energie a kontrolu technológií. V súèasnosti sa iadny obnovite¾ný zdroj energie nevyuíva v dostatoènej miere a z celkovej spotreby priamych energetických zdrojov pokrývajú obnovite¾né zdroje energie len 1,6 %. Národná stratégia trvalo udrate¾ného rozvoja SR je programovým dokumentom pre vetky rezorty, ktorý priamo vyzýva k postupnej náhrade neobnovite¾ných zdrojov za obnovite¾né, ktorých potenciál je na území Slovenska znaèný najmä biomasa, geotermálna energia, vodná energia, slneèná energia a veterná energia. V dokumente sa poukazuje na významný podiel pôdohospodárstva pri rieení tejto problematiky formou vyuívania netradièných zdrojov energie, ako sú bionafta, bioplyn, slama a drevotiepky. Rezort pôdohospodárstva spotrebováva cca 3,3 % z celotátnej spotreby energie, pritom vak je producentom biomasy, ktorá má najväèí podiel energetického potenciálu, a 42 % vetkých OZE v SR. Teoreticky je moné v slovenskom po¾nohospodárstve vyrobi a 46,5 PJ energie z po¾nohospodárskej biomasy bez toho, aby jej energetické vyuívanie negatívne vplývalo na ivoèínu výrobu (podstielanie, kàmenie) alebo výivu pôdy. Táto hodnota a pänásobne prevyuje súèasnú spotrebu energie v po¾nohospodárstve, ktorá sa pohybuje okolo 9,4 PJ. Z bilancovania zdrojov biomasy vyprodukovanej v rezorte po¾nohospodárstva je zrejmé, e jej energetický potenciál vysoko prevyuje súèasnú spotrebu energie v po¾nohospodárstve. Perspektívne predpokladáme, e na vyuívanie energie v po¾nohospodárstve vyrobenej z biomasy bude postaèova pribline 50 % vyprodukovanej biomasy na výrobu tepla, to je asi 1 mil. ton, èo predstavuje energetický ekvivalent cca 14 PJ. Zostávajúca vyprodukovaná biomasa rastlinného pôvodu, urèená na výrobu tepla môe by dodávaná na vytvárajúci sa trh s biomasou. Do tejto skupiny patrí 50 % biomasy na výrobu tepla, asi 1 mil. ton, èas biomasy zo ivoèínej výroby na výrobu 277 mil. m3 bioplynu a celá produk- cia energetických plodín na výrobu 100 tis. ton MERO. Celkom na trh s biomasou môeme doda v súèasnej dobe produkciu po¾nohospodárskej biomasy s energetickým ekvivalentom asi 32 PJ. Napriek týmto údajom o energetickom potenciáli po¾nohospodárskej biomasy, realizácia projektov na jej praktické vyuitie zatia¾ nedosiahla elate¾nú úroveò. irokému uplatòovaniu vyuitia biomasy bránia: 1. technické bariéry: nedostatok technického, strojového a technologického vybavenia domácej výroby vysoká investièná nároènos dováaných zariadení na niektoré pracovné operácie nie sú vyvinuté vhod né strojno-technologické zariadenia, napríklad na spracovanie drevného odpadu zo sadov a vinohradov, zariadenia so zvýenou svahovou dostupnosou pre likvidáciu stromového náletu na trvalých trávnych porastoch v horských a podhorských oblastiach, tie zariadenia na spa¾ovanie niektorých druhov biomasy nízka úroveò, príprava a spracovanie projektov na vyuívanie pôdohospodárskej biomasy ako zdroja energie, èo platí veobecne aj pre ostatné obnovite¾né zdroje energie najmä slneènú, veternú a geotermálnu energiu absencia systematického domáceho výskumu v oblasti obnovite¾ných zdrojov energie a zvlá energetického zhodnotenia biomasy v rezorte pôdohospodárstva. 2. ekonomické bariéry: nestabilné podnikate¾ské prostredie nedostatok vo¾ného kapitálu u po¾nohospodárskych subjektov nezáujem komerèných bánk o financovanie projektov vyuívania pôdohospodárskej biomasy na energetické úèely nedostatoèná tátna podpora projektov na vyuívanie biomasy nevýhodná výkupná cena energií do rozvodných sietí nejednotné kritériá pre poskytovanie licencií a povolení, meniace sa pod¾a intitúcie zodpovednej za podporný program investièné náklady do energeticky efektívnych technológií sú èasto negatívne porovnávané s konvenènými bez toho, aby sa zváili prevádzkové náklady, dopad na ivotné prostredie a úroveò zamestnanosti 94 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 3. legislatívne bariéry: súèasná legislatíva neriei problematiku obnovite¾ ných zdrojov energie komplexne príslunou práv nou úpravou formou samostatného zákona. Tým aj nedostatoène motivuje a podporuje vyuívanie po¾ nohospodárskej biomasy na energetické úèely. K otázkam obnovite¾ných zdrojov energie sa okrajovo zmieòujú len niektoré zákony. Legislatívne bariéry sa javia ako hlavné príèiny zaostávania SR vo zvyovaní podielu výrobu energie z OZE. Okrem týchto prekáok, je ványm nedostatkom rozirovania vyuitia biomasy na energetické úèely, nedostatoèná príprava odborníkov pre oblas OZE a nedostatoèná úroveò periodického vzdelávania pre vedúcich pracovníkov. Na zlepenie tohoto stavu bola v SR prijatá koncepcia vyuívania biomasy na energetické vyuitie v rezorte pôdohospodárstva. Pri návrhu koncepcie sa vychádza zo súèasných programových dokumentov ako napr.: Strednodobá koncepcia politiky rezortu pôdohospodárstva na roky 2004 a 2006, Koncepcia vyuívania obnovite¾ných zdrojov energie, v súlade s dokumentmi EÚ smernicou 2003/30/ES, smernicou 2001/77ES a s cie¾om naplni zámery EÚ rozpracované v Zelenej knihe Európskej komisie a SR vo vyuívaní OZE do roka 2010. Návrhy koncepcie vyuitie energetického potenciálu pôdohospodárskej biomasy smerujeme do dvoch oblastí: A Vyuívanie pôdohospodárskej biomasy v rezorte pôdohospodárstva B Vyuívanie pôdohospodárskej biomasy na trhu s biomasou A. Vyuívanie pôdohospodárskej biomasy v rezorte pôdohospodárstva Z bilancie zdrojov po¾nohospodárskej biomasy predpokladáme, e na priame vyuitie v po¾nohospodárskych podnikoch na energetické úèely bude postaèova produkcia asi 1 mil. ton roène, èo predstavuje energetický potenciál asi 14 PJ. Vyuitie tohoto mnostva biomasy predstavuje hodnotu okolo 384 mil. m3 zemného plynu, èo v prepoète na Sk je viac ako 3,8 miliardy Sk. Z dostupných výsledkov experimentálnych prác môeme kontatova, e náhradou zemného plynu biomasou sa dosiahne úspora nákladov na energiu pri suení 35 a 40 %. Investièné náklady na strojno-technologickú linku na výrobu tepla o strednej kapacite 400 kW sú orientaène asi 3 mil. Sk. Ak uvaujeme s monosou realizácie asi 100 prevádzok v rokoch 2005 2007, budú celkové investièné náklady v hodnote 300 mil. Sk. Na realizáciu koncepcie vyuívania pôdohospodárskej biomasy v rezorte pôdohospodárstva boli navrhnuté tieto programy: Program na vyuitie po¾nohospodárskej biomasy na výrobu tepla Cie¾: Úspora energie z klasických zdrojov na výrobu tepla. Predmet: Zmena palivovej základne v po¾nohospodárskej prvovýrobe, objekty ivoèínej výroby. Subjekt: Právnická alebo fyzická osoba, ktorá podniká v oblasti po¾nohospodárskej prvovýrobe, napr. chov hydina, odchov odstavèiat, dojárne a pod. Program na vyuívanie po¾nohospodárskej biomasy ako zdroja energie v suiarenstve. Cie¾: Zníi spotrebu energie na suenie po¾nohospodárskych produktov. Predmet: Zmena palivovej základne pre nízkoteplotné suiarne, nové alebo rekontruované, na dosúanie zrnín, ovocia, lieèivých rastlín a koreninovej zeleniny. Subjekt: Právnická alebo fyzická osoba, ktorá podniká v po¾nohospodárskej prvovýrobe, pri výrobe zrnín, ovocia, koreninovej zeleniny a iných plodín. Podnikanie vo výrobe surovín pre potravinárske spracovanie. Program na podporu vedy a výskumu V rámci programov MP SR na podporu vedy a výskumu poskytnú finanèné prostriedky na rieenie nasledovných úloh formou tátnych objednávok: podpora vývoja techniky a technológií spracovania a energetického vyuívania cie¾avedome pestovanej biomasy k energetickým úèelom, podpora vývoja techniky a výskumu technológií spracovania a energetického vyuitia odpadovej biomasy vyuite¾nej k energetickým úèelom, podpora výskumu a vývoja výroby bioplynu a jeho vyuite, so zameraním na ekonomicky reálne pestovanie po¾nohospodárskych plodín na ornej pôde, vhodných ako komponenty pre výrobu bioplynu, podpora výskumu a vývoja problematiky tandardizácie biomasy ako jedného z predpokladov pre otvorenie obchodu s týmito komoditami, Programy na podporu poradenstva Zabezpeèi poradenstvo pre producentov pôdohospodárskej biomasy o monostiach jej vyuitia na energetické úèely prostredníctvom poradenských organizácií rezortu a ústavov, ktoré sa touto problematikou zaoberajú. Èinnos zabezpeèova poskytovaním odborného poradenstva pri projektoch, vydávaním informaèných a propagaèných materiálov a organizovaním odborných seminárov. B. Vyuitie pôdohospodárskej biomasy na trhu s biomasou Rezort pôdohospodárstva ako významný producent po¾nohospodárskej biomasy môe ponúknu z bilancovaných zdrojov: 95 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 - èas biomasy na spa¾ovanie v objeme asi 1 mil. ton, s energetickým ekvivalentom 14 PJ èas biomasy zo ivoèínej výroby na výrobu bioplynu v objeme do 277 mil. m3 bioplynu, s energetickým ekvivalentom 6,9 PJ, produkcia energetických plodín na výrobu 100 tis. ton bionafty, s energetickým ekvivalentom 11 PJ. Výhodou tejto ponuky je skutoènos, e roèná produkcia po¾nohospodárskej biomasy je prakticky nemenná a je okamite pripravená na spracovanie a vyuitie. Aktuálna ponuka po¾nohospodárskej biomasy predstavuje hodnotu energetického ekvivalentu 31,9 PJ tepla alebo 8,8 TWh. V budúcnosti bude moné poèíta aj s výmerou 100 000 ha ornej pôdy na pestovanie energetických plodín s produkciou biomasy asi 1 500 000 ton, s energetickým potenciálom a 22 PJ tepla alebo 6,1 TWh. Celková ponuka po¾nohospodárskej biomasy na trh tak môe dosiahnu takmer 54 PJ tepla alebo a 15 TWh. Vzh¾adom na rôznorodos zdrojov biomasy sú reálne spôsoby jej ïalieho vyuitia ako zdroja tepla na vykurovanie objektov v komunálnej sfére, zdroja bioplynu na výrobu elektrickej energie, zdroja biopalív pouitých ako prímes do motorovej nafty, prípadne ïalie vyuitie, napr. slamy v stavebníctve, chemickom priemysle a pod. Tab. 1: Celkový energetický potenciál biomasy v rezorte pôdohospodárstva Druh biomasy Energetický ekvivalent TWh PJ Po¾nohospodárska biomasa 12,89 46,5 Lesná biomasa 4,69 16,9 7,36 26,5 24,94 89,9 Odpad priemyslu Spolu z drevospracujúceho K irokému uplatneniu vyuitia biomasy na výrobu elektrickej energie alebo plynu do rozvodných sietí bráni celý rad ekonomických a legislatívnych prekáok. Najvhodnejou formou odstránenia týchto prekáok bude prijatie samostatnej legislatívnej normy v podobe zákona o vyuívaní obnovite¾ných zdrojov energie, ktorý by rieil komplexne otázky týkajúce sa vyuívania OZE na výrobu, rozvod, vyuívanie a obchodovanie s energiou z týchto zdrojov. Vyuívanie OZE má ve¾ký význam nielen v oblasti ochrany ivotného prostredia, ale aj v oblasti ekonomickej a strategickej, hlavne monosou zníenia importnej závislosti SR od energetických nosièov, ktoré predstavujú v súèasnosti takmer 90 % celkovej potreby. Dôleitú úlohu môe zohra vyuívanie OZE aj v oblasti sociálnej vytváraním nových pracovných miest. Aby OZE mohli spåòa ciele, ktoré sú do nich vkladané, je potrebné: vypracova regionálne energetické koncepcie vyuívania OZE na úrovni vyích územných celkov, vytvori poradenské centrum pre biomasu, ktoré bude sprostredkováva technickú pomoc pri tvorbe projektov vyuívania biomasy, realizova osvetu medzi producentmi biomasy smerovanú na jej energetické zhodnotenie, urýchlene zavies na univerzitách a stredných kolách systematickú prípravu odborníkov pre oblas OZE, podporova domácich producentov potrebnej technológie, irie vyuívanie biomasy na produkciu energie cestou splyòovania a následnej trigenerácie, irie zhodnocovanie biomasy v kombinovaných kotloch, systematické pestovanie energetických plodín. Medzi riziká rozvoja vyuitia obnovite¾ných zdrojov energie je mono zaradi: nedostatok disponibilného kapitálu u podnikate¾ských subjektov, nedostatoèná previazanos a de¾ba práce vetkých intitúcií vedecko-výskumnej základne (tátne, súkromné, univerzity) pre rieenie komplexných projektov reagujúcich na aktuálne problémy v oblasti OZE, pomalý proces retrukturalizácie a modernizácie energetických technológií, pomalá substitúcia neefektívnych technológií zvyujúcich náklady na výrobu, obmedzovanie finanènej podpory tátu pre aplikovaný výskum. Skúsenosti zo zahranièia vak jasne ukazujú, e bez aktívnej podpory tátu nie je moný rozvoj vyuívania obnovite¾ných zdrojov energie a zvyovanie ich podielu na výrobe energie. Záverom mono kontatova, e produkcia pôdohospodárskej biomasy aj jej vyuívanie na energetické úèely môe znaènou mierou prispie k splneniu záväzku SR po vstupe do EÚ, e do roku 2010 bude 12 % výroby energie zabezpeèované obnovite¾nými zdrojmi. -Kontaktní adresa: Ing. Frantiek Zacharda, CSc., Ing. tefan Pepich Technický a skúobný ústav pôdohospodársky tátná zkuobna SKTC - 106 Rovinka, 900 41 SK 96 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 KOMPLEXNÍ SYSTÉM ENERGETICKÉHO VYUITÍ BIOMASY - LINKA NA ZPRACOVÁNÍ BIOMASY V. ák1), O. Muík2) 1) Ekologie, s.r.o. 2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Praha 1. Úvod Spoleènost EKOLOGIE, s.r.o. pùsobí na trhu s odpady od roku 1994. Mimo jiných aktivit patøí mezi provozovatele skládky skupiny S-OO, která se svojí potenciální kapacitou øadí mezi nejvìtí skládky v ÈR. Snahou vedení spoleènosti je nejen naplòovat vechny legislativní pøedpisy upravující daný pøedmìt podnikání, ale také vèas reagovat na trendy v této oblasti. Jedním z pøedpisù, který se pøímo dotýká problematiky skládkování je Smìrnice Rady EU 99/31/EC o sniování mnoství biologicky rozloitelných odpadù ukládaných na skládky. Dalím dùvodem pro vyuití biomasy v naí spoleènosti je pøetrvávající problematická situace v nakládání s kaly z èistíren odpadních vod, kdy nabídka èistírenských kalù na trhu s odpady dlouhodobì pøevyuje poptávku. Nae úvahy o vyuití biomasy v neposlední øadì ovlivnily také rostoucí ceny pohonných hmot a energií. Po vyhodnocení vech výe uvedených kritérií a s pøihlédnutím k faktu, e v tìlese skládky je k dispozici energeticky vyuitelný plyn, bylo pøistoupeno k realizaci projektu, na jeho konci stojí linka na zpracování biomasy. 2. Zpracovávané odpady Provozovatel linky má zajitìn pøísun èerstvé biomasy v mnoství 12 000 t roènì a èistírenských kalù v mnoství 5 000 t roènì. Èerstvou biomasu tvoøí pøedevím bioodpady z komunální sféry, lesního hospodáøství a zemìdìlství, konkrétnì se jedná o oddìlenì sbíraný bioodpad z parkù a zahrad, odpady z údrby krajiny, slámu a odpady z tìby a zpracování døeva. Sloení a hmotnostní toky vstupních materiálù: èistírenský kal 2 000 kg.hod-1 komunální bioodpad 1 000 kg.hod-1 døevní tìpka 8 00 kg.hod-1 piliny, sláma 200 kg.hod-1 Pomìr èerstvé biomasy k èistírenským kalùm na vstupu je tedy v hmotnostním vyjádøení pøiblinì 1:1 a v objemovém asi 3:1. Mìrná hmotnost smìsného materiálu po nadrcení a homogenizaci se pohybuje v rozmezí cca 400 500 kg.m-3. 3. Linka na zpracování biomasy Pøedstavovaná linka na zpracování biomasy vychází z faktu, e její provozovatel má trvale zajitìn pøísun èerstvé biomasy. Technologická linka je konstruována tak, aby energeticky nejménì nároèným a tím i nejlevnìjím zpùsobem dolo ke zvýení suiny vstupujícího materiálu. Èerstvá biomasa je na zaèátku procesu drtièem CARAVAGGI BIO 600 (viz obr. 1) upravena na potøebnou granulometrii - velikost frakce maximálnì 40 mm. Takto vzniklá hmota je pomocí èelního kolového nakladaèe, nebo drapáku dávkována do míchacího zaøízení (obr. 2) na zaèátku linky. Sem se také v pøesném pomìru dávkují èistírenské kaly. Míchací zaøízení je adaptované rozmetadlo chlévské mrvy, v kterém dochází k homogenizaci vstupních surovin. Výkonnost mísícího a øezacího zaøízení: - projektovaný 3 t.hod-1 - maximální 5 t.hod-1 Homogenizace probíhá také pøi transportu nadrceného materiálu pomocí nekových dopravníkù do jednoho ze dvou fermentorù. Základní èást linky tvoøí dva paralelnì umístìné válcové rotaèní fermentory (obr. 3). Kadý fermentor je ocelový tubus o prùmìru 3,4 m a délce 20 m, uloený na elektricky pohánìných valivých rolnách. Fermentor pojme 25 t substrátu. Vnitøní konstrukce fermentoru je øeena tak, aby pøi rotaèním pohybu docházelo k rovnomìrnému posunování materiálu. K tomu úèelu slouí lamely, které jsou dvojího druhu - pevné a pohyblivé. Pohyblivé lamely se mohou ruènì nastavovat zvenèí fermentoru a jejich pomocí lze ovlivòovat nejen rychlost prùchodu materiálu fermentorem, ale také koneènou mocnost vrstvy substrátu. Substrát ve fermentoru zùstává maximálnì 72 hodin. Za tuto dobu dojde díky probíhající fermentaci ke zvýení teploty substrátu a na 60 °C. Teplota v substrátu zaèíná stoupat ji po nìkolika hodinách od naskladnìní. Prostor fermentoru je z dùvodu odvodu vlhkosti po celou dobu fermentace odvìtráván mimo prostor haly. V prùbìhu fermentace je substrát 2 3 krát pøekopán. Proces pøekopání probíhá prostým otoèením fermentoru. Maximální mnoství biomasy ve válcovém fermentoru (s ohledem na mnoství èistírenských kalù v substrátu - zvýená lepivost na stìny fermentoru) je cca 25 t, co odpovídá osmihodinové kapacitì mísícího a øezacího zaøízení. Nárùst suiny po fermentaci se pohybuje v rozsahu 10 -15 %. Zahøátí substrátu je ádoucí nejen z hlediska sníení vlhkosti, ale také z hlediska hygienizace pro pøípad jeho materiálového vyuití. Po fermentaci je substrát rotaèním pohybem vynáen na reverzní dopravník umístìný za fermentory. Podle smìru 97 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 otáèení dopravníku mùe být nedosuený substrát dopravován buï pøímo ven z haly do pøistaveného kontejneru, co pøípadnì umoní vyuití fermentorù pro výrobu zahradnických èi rekultivaèních substrátù, nebo do pásové suárny k dosuení. Dosuený substrát je urèen k distribuci jako biopalivo. Pásová suárna zpracovává 1 t vlhkého substrátu za hodinu s koneènou suinou v rozmezí 95 97 %. Mìrná hmotnost vysueného materiálu poklesne z pùvodních pøiblinì 400 kg.m-3 po fermentaci na cca 300 kg.m-3. Jako topné medium slouí vzduch o teplotì 100 115 °C. K ohøevu vzduchu se vyuívá skládkový plyn spalovaný v hoøáku a dále odpadní teplo z kogeneraèní jednotky (obr. 4) vzniklé pøi výrobì elektrické energie. Po prùchodu substrátu suárnou je hotové biopalivo pomocí nekových dopravníkù vyskladnìno do pøistaveného kontejneru a odtud je expedováno pøímo k zákazníkovi. Výkonnost celé linky je pøi jednosmìnném provozu cca 11 t.den-1 a tedy pøi 255 pracovních dnech v roce pøiblinì 2805 t.rok-1. Schéma linky na zpracování biomasy je znázornìno na obrázku 5. Pro úèely linky na zpracování biomasy bylo 10 pasivních plynových studen v tìlese skládky pøevedeno na aktivní, tzn. e byly osazeny speciálním zhlavím a byly pøipojeny pøes plynovod na èerpací stanici. Sací potrubí má kapacitu a 300 m3.hod-1 plynu. S ohledem na technicky vyuitelné mnoství skládkového plynu podle prognózy zpracované ÚVP Brno, byla pouita základní technologická jednotka èerpací stanice o výkonu 1 x 500 m3.hod-1, umístìná v kontejneru 6 x 3 m, s vestavìnou pøepákou pro umístìní MaR. Plynová èerpací stanice zajiuje sání a transport plynu ze skládky a distribuci do kogeneraèní jednotky, kde dochází k energetickému vyuití plynu za souèasné výroby Tab. 1: Základní technické parametry èerpací stanice skládkového plynu 1 x 500 m3.hod-1 12 15 kPa 30 65 % obj DN 80 (nerez) 2 x ventilátor SKG 385 2 (jeden jako rezerva) Výkon stanice Tlakový spád Skládkový plyn obsah CH4 Svìtlost dopravní trasy Tlakový agregát Tab. 2: Základní technické parametry kogeneraèní jednotky TEDOM CENTO 100 SP BIO TYP CENTO 100 SP BIO El.výkon Tepelný výkon Spotøeba skl.plynu (kW) 105 (kW) 158 (m3.hod-1) 64,0 4. Vlastnosti biopaliva Základní vlastnosti výsledného biopaliva zjitìné Úèinnost elektrická tepelná (%) (%) 34,8 52,6 v laboratoøi bulka 3. Vyuití paliva (%) 87,4 VÚZT a pøi spalovací zkouce shrnuje ta- Tab. 3: Základní vlastnosti biopaliva Sledované vlastnosti paliva Základní parametry Tavitelnost popela Voda vekerá Popel pùvodní Popel bezvodý Síra vekerá pùvodní Výhøevnost pùvodní Spalné teplo hoølaviny Prchavá hoølavina v hoølavinì Teplota mìknutí Teplota tání Teplota teèení 98 Jednotky Výsledky % hm. % hm. % hm. % hm. -1 MJ.kg -1 MJ.kg % hm. °C °C °C 3,3 26,39 27,29 0,52 13,49 20,74 80,20 1070 1175 1245 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr. 1: Drtiè bioodpadù CARAVAGGI BIO 600 Obr. 3: Válcové rotaèní fermentory Obr. 2: Míchací a øezacího zaøízení Obr. 4: Kogeneraèní jednotka TEDOM CENTO 100 SP BIO 99 Obr. 5: Schéma linky na zpracování biomasy Zemìdìlská technika a biomasa 2004 100 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab. 4: Souhrnné výsledky mìøení emisí firmou INPEK Druh emise Rozmìr Støední hodnota Emisní limit 211,6 250 Tuhé zneèiující látky - hmotnostní koncentrace [ mg.m -3 ] pøi n.p. - hmotnostní tok [ g.h-1 ] 85,5 - emisní faktor [ g.t-1 paliva ] 1382,0 [ mg.m -3 ] pøi n.p. 526,3 [ g.h-1 ] 226,8 3664,1 Oxid uhelnatý ( CO ) - hmotnostní koncentrace - hmotnostní tok - emisní faktor [ g.t-1 paliva ] 650 Oxidy dusíku ( jako NO2 ) - hmotnostní koncentrace - hmotnostní tok - emisní faktor [ mg.m -3 ] pøi n.p. 357,2 [ g.h-1 ] [ g.t-1 paliva ] 151,2 2443,2 [ mg.m -3 ] pøi n.p. 2192,4 650 Oxid siøièitý ( SO2 ) - hmotnostní koncentrace -1 [ g.h ] - hmotnostní tok - emisní faktor 2500 934,3 -1 15095,3 [ g.t paliva ] Organický uhlík ( TOC ) - hmotnostní koncentrace - hmotnostní tok - emisní faktor [ mg.m -3 ] pøi n.p. 6,7 [ g.h-1 ] 2,9 46,5 [ g.t-1 paliva ] nestanoven Plynné slouèeniny chloru ( vyjádøené jako Cl ) - hmotnostní koncentrace [ mg.m -3 ] pøi n.p. 30,4 - hmotnostní tok [ g.h-1 ] 17,4 - emisní faktor [ g.t-1 paliva ] 281,5 50 Poznámky: 1) Hmotnostní koncentrace zneèiujících látek jsou uvedeny v suchém plynu pøi n.p. a pøepoèteny na referenèní obsah kyslíku : O 2 ref. = 6 % obj. 2) Hmotnostní koncentrace plynných slouèenin chloru je uvedena ve vlhkém plynu pøi n.p. bez pøepoètu na referenèní obsah kyslíku . 101 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Dále bylo firmou INPEK provedeno autorizované mìøení emisí na kotli VARIMATIK 300 /K1/. Odbìrová místa pro mìøení emisí, velièin stavu a objemového toku spalin byla na mìøeném zaøízení pøipravena dle ÈSN ISO 9096 za jednoduchým mechanickým odluèovaèem (cyklonem) a spalinovým ventilátorem pøed vstupem do zdìného komínového traktu, ve svislé èásti kouøovodu o prùmìru 0,25 m. Bìhem doby odbìru vzorkù byl provoz kotle ustálený a rovnomìrný. Zaøízení bylo po dobu mìøení provozováno pøi jmenovitém výkonu. Nastavení výkonu kotle: - doba chodu rotu - doba stání rotu - otáèky spalinového ventilátoru 0,5 s 50 s 60 % V rámci mìøení byla spalována smìs hnìdého uhlí oøech 2 a biopaliva v pomìru 1:1. Parametry spalované smìsi: - obsah vody Wtr - obsah popela Atr 15,80 [ % hm. ] 12,78 [ % hm. ] - obsah síry - výhøevnost 0,97 [ % hm. ] 19,63 [ MJ.kg-1 ] Str Qir 5. Závìr Jak ji bylo øeèeno v úvodu, Smìrnice Rady 99/31/EC o skládkování odpadu pøevzatá Plánem odpadového hospodáøství ÈR stanovuje postupné sniování skládkování biologicky rozloitelných odpadù do roku 2020, kdy bude moné ukládat na skládky maximálnì 35% hm. tohoto odpadu vyprodukovaného v roce 1995. V pøístupovém protokolu k EU z Atén se ÈR navíc zavázala do roku 2010 zajistit podíl obnovitelných zdrojù energie (OZE) na energetické bilanci 6 %. Biomasa má v ÈR ze vech OZE výraznì nejvyí potenciál. Aby dolo k naplnìní výe zmínìných mezinárodních závazkù ÈR s pozitivními dopady na nae ivotní prostøedí, bude nezbytnì nutné výraznì zvýit energetické vyuívání biomasy. Tento pøíspìvek pøedstavuje jednu z moností, jak lze ekonomicky efektivnì vyuívat zbytkovou biomasu, a tím pøispívat k naplnìní naich dlouhodobých cílù. Podìkování Tyto výsledky jsou souèástí øeení výzkumného projektu NAZV MZe ÈR è. Qf 3153 ,,Energetické vyuití odpadù z agrárního sektoru ve formì standardizovaných paliv . Výsledky spalovací zkouky shrnuje tabulka 4. Kontaktní adresa Ing. Vilém ák Ekologie s.r.o. kolní 418.270 61 Lány Tel: 602383418 email: [email protected] Ing. Oldøich Muík Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Drnovská 507, 161 00 Praha 6, Tel.: 233022386, Fax.:233312507, , e-mail: [email protected] 102 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 REOLOGIE POPÍLKÙ PØI SPALOVÁNÍ SMÌSI UHLÍ - BIOMASA J. Andertová(1), D. Andert(2) , J. Frydrych(3) (1) VCHT, Ústav skla a keramiky Praha (2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha (3) OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov 1 Úvod Pro zpracování popílkù v kapalné fázi pro jejich manipulaci a dopravu je pøíznivé sníení hodnoty zdánlivé viskozity, respektive zvýení tekutosti disperzního systému voda-popílek. S ohledem na zámìr spalovat s uhlím i biomasu ve vìtích objemech, nastal problém s chováním ztekucených popílkù.Pokud disperzní systém obsahuje èástice o velikosti cca 1 ìm a mení, lze stabilitu systému ovlivnit na základì øízení mezièásticových interakcí v tomto disperzním, koloidním systému [7], [6], [3]. Pod pojmem koloidní systém se rozumí heterogenní disperzní systém, kde se velikost èástic pohybuje v intervalu 10-3 1 µm, mezi èásticemi a disperzním médiem existuje velké mezifázové rozhraní. 2. Mechanismus stabilizace disperzních systémù Stability disperzí lze dosáhnout vytvoøením silového pole kolem èástic tak, aby se èástice nepøiblíily na vzdálenost, kdy místo odpudivých sil pøevládnou síly pøitalivé. Vzá- jemná kombinace mezièásticových interakcí rozhoduje o stabilitì daného systému. Základní typy mezièásticových interakcí lze rozdìlit do následujících skupin: (1) elektrostatická stabilizace - (DLVO teorie) - zaloena na pøedpokladu, e silové pùsobení mezi èásticemi je dáno souètem pøitalivých sil a odpudivých sil elektrické dvojvrstvy [4]. (2) stéricka stabilizace mechanismus je zaloen na adsorpci polymeru na povrch dispergovaných látek (elastický popø. osmotický efekt. (3) Kombinace (1) + (2) kdy se elektrostatická sloka sèítá se stérickým efektem adsorbovaného polymeru. (4) Vyuití strukturních sil. Vzájemná kombinace jednotlivých sil rozhoduje o charakteru suspenze. Souèasným pùsobením elektrické dvojvrstvy u povrchù s naadsorbovaným polymerem, jen se mùe chovat i jako polyelektrolyt, je celkové odpuzování spíe elektrostérické ne jen stérické. Elektrostérické odpuzování závisí stejnì jako stérické, na velikostech a koncentraci adsorbovaných látek a mùe být rovnì ovlivnìno regulací pH a iontové síly suspenze [5]. Obr.1. Vzájemné mezièásticové pùsobení DLVO teorie Celkovou interakci èástic vystihuje závislost interakèní energie na jejich vzdálenosti. Jeli výka maxima >25 kT, je suspenze stabilní. Tato bariéra nedovolí pohybujícím se èásticím vzájemné pøiblíení. Je-li hodnota maxima <5 kT, suspenze koaguluje viz obr.1 a obr. 2. Sekundární minimum zpùsobuje rovnì koagulaci, pøi ní èástice zùstávají v relativnì velkých rovnováných vzdálenostech. Jeho pøítomností lze vysvìtlit i vznik gelù [4 ] [5 ] Obr.2. Kombinace van der Waalsových a stérických sil Na základì uvedených mechanismù flokulace a deflokulace lze objasnit základní procesy øízení tokového chování disperzních systému vhodnì volenými aditivy. Stabilní systémy s øízenými reologickými vlastnostmi lze potom vyuít pøi zpracování míchání, dopravì a pod. s niími ekonomickými náklady. 103 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 3. Materiál a metody mìøení gradientu deformace ã. [6 - 8]. Z namìøené tokové køivky byla odeètena hodnota zdánlivé viskozity ç50 jako pomìr hodnoty smykového napìtí ô a gradientu deformace ã= 50 s -1. Pro takto vypoètené hodnoty zdánlivé viskozity byla vyjádøena závislost hodnoty zdánlivé viskozity na hmotnostním obsahu pøidaného aditiva v disperzním systému. Optimálnímu mnoství pøidaného aditiva odpovídá minimum na køivce závislosti zdánlivé viskozity na hmotnostním pøídavku aditiva, tj. ç50 = f(hm.% aditiva).Výsledné stanovené závislosti pro oba typy studovaných aditiv jsou uvedeny na obr.3 a obr.4. Na základì graficky vyjádøených závislostí lze konstatovat, e aditivum na bázi amorfní soli polykarboxylové kyseliny výraznì neovlivòuje viskozitu systému, aditivum na bázi polykarboxylové kyseliny v hmotnostním obsahu cca 0,5 % hm.výraznì sniuje viskozitu systému, pøispívá tedy ke zvýení jeho tekutosti. U takto upraveného systému lze zvýit i hmotnostní obsah suiny, tj. systém lze zpracovávat pøi vyím hmotnostním zastoupení pevné fáze pøi zachování pùvodních parametrù procesu. Pro studium modifikace tokových vlastností disperzního systému popílek-voda byly pouit disperze popílkù ve vodì -20 % objemových. Popílek je ze spalování smìsy 50% HU + 50% døevní pelety (energetický obsah). Byly testovány dva typy aditiv na bázi organických kyselin: è.1- polykarboxylová kyselina a è.2- amorfní sùl polykarboxylové kyseliny. Reologické chování bylo studováno na viskozimetru RV1 (ThermoHaake, Karlsruhe) za pouití cylindrického senzoru Z31. 4. VÝSLEDKY MÌØENÍ Do pøipravovaných disperzí studovaných popílkù bylo pøidáváno zvolené aditivum v rozsahu 0 hm.% a 1 hm.% (poèítáno na suinu popílku). Po dolití potøebného mnoství vody byly disperze míchány a homogenizovány. U pøipravených systémù bylo mìøeno reologické chování a stanovena toková køivka , tj. závislost smykového napìtí ô na Polykarboxylová kyselina zdánlivá viskozita [Pas] 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 Y 0,15 0,1 0,05 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Hmotnostní pøídavek aditiva[%] Obr.3: Vyjádøení závislosti hodnoty zdánlivé viskozity systému na hmotnostním pøídavku aditiva è.1. zdánlivá viskozita Na-sùl polykarboxylové kyseliny 0,45 0,425 0,4 0,375 0,35 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 hmotnostní pøídavek [%] Obr.4: Vyjádøení závislosti hodnoty zdánlivé viskozity systému na hmotnostním pøídavku aditiva è.2. 104 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Zdánlivá viskozita [Pas] Stálost suspenze 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Doba stání suspenze [hod.] Obr. 5: Studium èasové stability disperzního systému s pøidaným stanoveným optimálním pøídavkem aditiva è.1. Studium tokového chování disperzního systému popílek + voda + 0,5 % hm. aditiva (polykarboxylová kyselina) bylo doplnìno stanovením stability systému, tj. studiem èasové závislosti hodnoty zdánlivé viskozity modifikovaného systému. Namìøené výsledky jsou uvedeny na obr.5. Z vyjádøené grafické závislosti hodnoty zdánlivé viskozity lze konstatovat, e systém zùstává stabilní (tj. hodnota zdánlivé viskozity konstantní) po dobu cca. 1 hodiny. Poté hodnota zdánlivé viskozity narùstá a na svoji pùvodní hodnotu, tj. hodnotu zdánlivé viskozity systému bez pøidaného aditiva, se dostává zhruba po 3 hodinách. 5. Závìr Na základì studia vodných disperzních systémù popílkù modifikovaných volenými aditivy na báyi polykarboxylových kyselin lze konstatovat, e aditivum na bázi amorfní soli polykarboxylové kyseliny výraznì pozitivnì ovlivòuje tokové chování systému, sniuje jeho zdánlivou viskozitu, zlepuje jeho konsistenci. Takto modifikovaný systém zùstává stabilní cca 1 hodinu, po tuto dobu by mìlo tedy probíhat jeho zpracování. Systémy s takto upraveným tokovým chováním umoòují efektivnìjí zpracování (sníení energetické nároènosti pøi zpracování pùvodního systému), popøípadì zlepení ekonomiky procesu (monost zpracování vìtího mnoství pevné fáze pøi stávající energetické bilanci systému). Toto je zvlátì významné pøi roziøování spalování biomasy ve velkých zaøízeních o výkonu do 100 MW. mares, Portugal, pp.104, 2003. 3. ANDERTOVÁ J.,HAVRDA J.,SARRAF H.: Study of rheological behaviour of aqueous suspensions for preparation of ATZ ceramic by slip casting method, in:Programme & Abstract AERC 2003,Guimares, Portugal, pp.86, 2003. 4. ANDERTOVÁ J.,HAVRDA J.,ANDERT D.:Modelové øeení extruze pro øízení mikrostruktury keramických tìles, Sborník a program CHISA 2003, str. 147, nakladatelství J.Novosad, Praha 2003, ISBN: 80-8605936-7. 5. ANDERTOVÁ J.,TRÈKOVÁ J.,HAVRDA J.,ANDERT D.: Stanovení reologického chování koncentrovaných polydisperzních suspenzí oxidových smìsí, Sborník a program CHISA 2003, str. 148, nakladatelství J.Novosad, Praha 2003, ISBN: 80-86059-36-7. 6. ANDERTOVÁ J.: Reologie v technologických procesech, v: Zemìdìlská technika a biomasa, sborník (ed. D.Andert), str.77-78,Praha 2003, ISBN 80-903271-1-7. 7. ANDERT D.,ANDERTOVÁ J.: Spalování biomasy s pøídavkem uhlí, v:Zemìdìlská technika a biomasa, sborník (ed. D.Andert), str.50-51, Praha 2003, ISBN 80903271-1-7. Kontaktní adresa Ing. Jana Andertová,CSc., VCHT, Ústav skla a keramiky, Technická 5 , 160 00 Praha 6, e-mail: [email protected] Ing. David Andert,CSc., Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Drnovská 507, 161 00 Praha 6, Tel.: 233022225, Fax.:233312507, , e-mail: [email protected] Ing. Jan Frydrych OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov Zubøí Hamerská 698 756 54 Zubøí Tel: 571 658195 Fax: 571 658197 email: [email protected] Literatura 1. ANDERTOVÁ, J., TRÈKOVÁ J., HAVRDA, J., HERBIG, R. Study of Colloidal Rheology of Zirconia and Zirconia-Alumina Mixed Suspensions. Proceeding of the 2nd International Conference on Shaping of Advanced Ceramics. Gent, VITO, 2002, s 19-24. 2. ANDERTOVÁ J.,HUDEÈEK J.,HAVRDA J.,ANDERT D. : Rheometry of concentrated polydispersed systems, in:Programme & Abstract AERC 2003, Gui- 105 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 KOTELNY NA BIOMASU A VÝROBA EL. ENERGIE D. Andert 1),J. Frydrych 2) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha 2) OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov 1) Úvod Od roku 2003 , kdy platí výmìr energetického regulaèní úøadu kterým se zvedla výkupní cena el. energie vyrábìné z biomasy, vzrostl zájem o kogeneraèní zaøízení meních výkonù pro kombinovanou výrobu tepla a el. energie. V souèasné dobì je biomasa vyuívána pøevánì pro výrobu tepla spalováním a to jak v malých kotlích urèených k vytápìní rodinných domkù tak v obecních kotelnách o výkonu 500 kW- 2MW. Kombinovaná výroba a vyuití tepla a elektrické energie (nazývaná také kogenerace) je výroba elektrické energie a souèasné vyuití tepla (technologie, vytápìní, teplá uitková voda), z fosilních paliv (uhlí, zemní plyn, topný olej), z biomasy nebo bioplynu. Pro kogeneraèní výrobu tepla a el. energie hovoøí v první øadì vyí vyuití primární energie obsaené v palivu.. Porovnání oddìlené výroby elektøiny a tepla s malou kogenerací (cca 300 kWel) je následující. Elektrárna s úèinností 36% na 1 kWhel spotøebuje 10 GJ v palivu. A kotelna s úèinností 80% na 9 GJ spotøebuje 11,2 GJ v palivu. Celková vyuití primární energie je 59 %. Malá kogeneraèní jednotka napø. s parnim pístovým motorem na 1 kWhel spotøebuje 19 GJ v palivu a pøitom se vyuije jetì 9 GJ v teple. Celkové vyuití primární energie je 66%. Cílem tohoto pøíspìvku je porovnání rùzných technicky reálných zpùsobù výroby el. energie pøi souèasném vyuití tepla. Podle platného cenové rozhodnutí ERÚ è. 26/2003 jsou minimální výkupní ceny z obnovitelných zdrojù: V pøípadì, e elektøina vyrobená v obnovitelných zdrojích není dodána do regionální distribuèní soustavy a je spotøebována stejnou právnickou osobou nebo prodána jiné právnické osobì bez pouití regionální distribuèní soustavy, jsou minimální výkupní ceny sníeny o cenu 1 000 Kè/ MWh. PØÍKLADY KOGENERACÍ Kombinované výroby tepla a elektrické energie je mono dosáhnout za pomoci nìkolika typù zaøízení liících se zpùsobem i stupnìm pøemìny primárního paliva na obì sledované sloky (elektrická energie, teplo). Jedná se o tzv. parní a plynovou kogeneraci, pøípadnì o tzv. palivové èlánky 12345678- palivový èlánek+turbína palivový èlánek paroplynový cyklus plynový motor parní pístový aroubový motor Stirlingùv motor ORC okruh turbína na vodní páru Obr 1: Schema dosahovaných úèinnosti 106 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Parní kombinovaná výroba je výroba elektrické energie a tepla prostøednictvím páry vyrobené v parním kotli spalujícím pro kotel vhodné palivo (fosilní i nefosilní - napø. biomasu). Pára je pøivádìna do parního motoru pístového èi roubového, nebo protitlaké odbìrové parní turbíny. Tyto parní stroje pohánìjí generátor elektrické energie. Z výfuku parního stroje, z protitlaku nebo odbìru parní turbiny je dodávána poadovaná tepelná energie ve formì páry (o poadované teplotní úrovni tepelné energie). ORC cyklus má turbínu pohánìnou parami organických uhlovodíkù. Plynová kombinovaná výroba je výroba elektøiny a tepla pøímým spalováním plynu (zemního, bioplynu nebo procesního - napø. koksárenského) ve spalovacím motoru nebo spalovací turbínì, které pohání elektrický generátor. Teplo z chlazení motoru a teplo ze spalin za motorem nebo plynovou turbínou se vyuívá jako zdroj vyuitelného tepla. Kombinovaná výroba palivovými èlánky je zaloena na principu chemické reakce plynu v èlánku s vhodnými elektrodami a elektrolytem. V èlánku dochází k pøímé transformaci chemicky vázané energie v plynu na elektrickou energii. Pøi této pøemìnì se uvolòuje vyuitelné teplo. PARNÍ KOGENERACE Pro nií elektrické výkony (cca 500 a 15 000 KwEl) se pouívají soustrojí s protitlakými turbínami axiálními nebo radiálními (pro vyí výkony pouze s turbínami axiálními) pohánìjícími pøes pøevodovku alternátor. Z hlediska dosahované termo dynamické úèinnosti jsou výhodné moderní rychlobìné radiální turbíny jednostupòové nebo dvoustupòové s malou mìrnou hmotností a krátkou dobou najídìní. Turbíny axiální i radiální jsou v uvedeném výkonovém rozsahu konstruovány pro tlak páry vstupní1-6,5MPa a výstupní 0,1- 0,7 MPa pøi teplotì páry 200 - 450 °C. Náklady u okruhu s turbínou o malých výkonech dosahují a 50 000 Kè/kW el. výkonu. Proto se mohou nahradit levnìjím pístovým parním motorem. Parní stroj má stoletou tradici, pøesto moderní stroj je jen jeden v ÈR a pracuje ji 7 let. Jedná se o manipulaèní sklad s odkoròováním. Roèní produkce cca 4000 t kùry se spaluje v kotli s podsuvným rotem má následující parametry Max. trvalý parní výkony: 2600 kg/h Max. trvalý tepelný výkon: 2000 kW Schválený tlak kotle: 3,0 MPa Provozní tlak kotle: 2,5 MPa Teplota pøehøáté páry na výstupu pøehøívaèe: 380° C Teplota napájecí vody na eko-výstupu: 103° C Nasycená pára z kotle se vede pøes pøehøívaè a opustí ho s øízenou teplotou 380° C a tlakem na výstupu pøehøívaèe 2,2 MPa. Po výstupu kouøových plynù z kotle s pøehøátou párou se tyto plyny vedou pøed pøedehøívaè napájecí vody a s teplotou cca 190° C se odvádìjí pøes zaøízení na odpranìní kouøových plynù a sací ventilátor do komína. Pøehøátá pára se nyní pøivede do stroje na výrobu elektrické energie, který je koncipován jako protitlaké zaøízení. Jedná se o Spillingùv parní motor. Motor dosahuje pøi 2.600 kg/h páry elektrického výkonu na generátoru 280 kWel. Vysokotlaká pára v parním motoru expanduje na protitlak 50 kPa. U nainstalovaného parního motoru se jedná o dvouválcový agregát se jmenovitými otáèkami 1.000 min-1. Trojfázový synchronní generátor je spojen pøímo s motorem. Odpadní teplo vznikající za strojem èiní ve výpoètovém bodì 1.625 kW a vyuívá se ve výmìníku tepla (topný kondenzátor) na ohøev otopné vody (95° C) a pøivádí se k tepelným spotøebièùm. Ty pøedstavují zásobování dálkovým teplem a výrobní zaøízení (zaøízení na suení døeva) na pile. Kondenzát vznikající za výmìníkem tepla (topný kondenzátor) se sbírá v nádri kondenzátu a pomocí èerpadla pøivádí pøes odplyòovaè s vodním zkrápìním do nádre napájecí vody. Z nádre napájecí vody se provádí napájení pomocí napájecího èerpadla kotle pøes ekonomizér (pøedehøívaè napájecí vody) v èásti parního kotle s nasycenou párou. Jako novinka se zaèíná uplatòovat parní motor roubový. Oproti pístovému je jednoduí, s meními nároky na údrbu, není citlivý na zkondenzovanou vodu, mùe pracovat s mokrou a pøehøátou párou o tlaku 0,6-1,6 MPa a teplotì 150-3000C a smnostvím 0,2-25 t/h. Obr.2: Základní parní okruh 107 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Obr 4: Rotaèní písty roubového parního motoru Obr. 3: Øez parním motorem Obr. 5: Schema ORC okruhu ORGANICKÝ RANKINÚV CYKLUS Snaha zjednoduit kotel a odstranit problémy párou pøi rùzných provozních stavech vedla ke stavbì kogeneraèních jednotek, kde v parním okruhu není voda, ale nejèastìji silikonový olej resp. organické uhlovodíky. V okruhu mezi kotlem výparníku obíhá termoolej s teplotou 3000C. Stavba tohoto zaøízení se ji v ÈR pøipravuje v Hranicích. Obr 6: Znázornìní ORC okruhu v T-s diagramu 108 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 PLYNOVÁKOGENERACE Kogeneraèní jednotka se spalovacím motorem o elektrickém výkonu v rozsahu od 20 do 5000 kW se skládá ze záehového spalovacího motoru pohánìjícího pøímo generátor vyrábìjící elektrickou energii a výmìníkù pro vyuití odpadního tepla z chlazení motoru a výfukových plynù. Obvykle jsou kogeneraèní jednotky koncipovány pro dodávku tepla do teplovodního systému 90/70 °C, ménì ji do systému 110/85 °C. V poslední dobì se zaèínají prosazovat mikroturbíny s podstatnì meními nároky na údrbu ne spalovací motory. Závìr Zvýhodnìná výkupní cena je velký stimul pro spalování biomasy k výrobì el. energie. Je to vidìt i na postupu ÈEZ. V roce 2003 vyrobil ÈEZ ze spalované biomasy 8,6 GWhel , letos ji 95 GWhel . Podíl takto vyrobené elektøiny by mìl v následujících letech výraznì narùstat. Pøítí rok má ÈEZ ji spalováním biomasy vyrobit zhruba 150 GWh a do pìti let by mìlo jít o 450 GWh elektrické energie. Kontaktní adresa Ing. David Andert,CSc., Výzkumný ústav zemìdìlské techniky, Drnovská 507, 161 00 Praha 6, Tel.: 233022225, Fax.:233312507, e-mail: [email protected] Ing. Jan Frydrych OSEVA PRO s.r.o. Výzkumná stanice travináøská Ronov Zubøí Hamerská 698 756 54 Zubøí Tel: 571 658195 Fax: 571 658197 email: [email protected] 109 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 STAV A PERSPEKTIVY VÝROBY BIOETHANOLOVÉHO PALIVA V ÈESKÉ REPUBLICE A DALÍCH ZEMÍCH P. Jeviè1),3), T. Václavek2), Z. edivá1), M. Pøikryl3) 1) Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Praha 2) Chemoprojekt, a.s. Praha 3) Èeská zemìdìlská univerzita Praha 1. Úvod V souèasné dobì je zavrováno schvalování legislativních dokumentù, které s ohledem na ji pøijatou legislativu stanovují podmínky uplatòování biopaliv nebo jiných paliv z obnovitelných zdrojù v sortimentu motorových paliv, benzínù a motorové nafty. Pøehled tìchto souvisejících legislativních dokumentù uvádí literatura [1 7] a jakostních poadavkù na biopaliva a smìsi biopaliv s klasickými palivy - schválené normy [8 12]. V návaznosti na usnesení vlády Èeské republiky se navrhuje schválit minimální kvótu výroby bioethanolu urèeného výhradnì pro palivové úèely v dopravì na trhu Èeské republiky v reimu zákona è. 353/2003 Sb., o spotøebních daních v platném znìní pro období od 1.6.2006 do 31.5.2013 ve výi 2 mil. hl roènì a zásady rozdìlování této kvóty do roku 2013. Základním rozhodujícím dílèím cílem je proto realizace nového zpracovatelského odvìtví pro výrobu palivového bioethanolu. Ministerstvo ivotního prostøedí koordinuje výbìrové øízení na dodavatele bioethanolu, vyrobeného z hustì setých obilovin vhodných odrùd z osiva certifikovaného v Èeské republice. Mezi vybrané uchazeèe bude zadavatelem rozdìlena formou licencí roèní kvóta 2 mil. hl, tj. pro kadého uchazeèe maximálnì jedna licence na výrobu 400 000 hl bioethanolu pro období 1.6.2006 do 31.5.2013. Výbìrového øízení se mohou zúèastnit vechny fyzické nebo právnické osoby z Èeské republiky a èlenských státù Evropské unie. Výrobní jednotky musí být umístìny na území Èeské republiky [13]. Tím se vytváøí pozitivní investièní klima. Souèasnì fakt, e bioethanol mùe být vyrábìn za výraznì nií náklady v jiných èástech svìta ne v Evropì, nelze ignorovat. Tento pøíspìvek je proto zamìøen na výchozí technologické aspekty a analýzu nákladù na výrobu bioethanolu jako sloky motorových paliv v USA, Brazílii a Nìmecku. 2. Výchozí základní øeení technologie závodu pro výrobu obilního bioethanolu pro podmínky Èeské republiky V lihovaru pro zpracování obilovin, pøedevím penice, se pøedpokládá v základní variantì pouití technologie fermentace pøi produkci suených lihovarských výpalkù a bezvodého ethanolu. Pøedpokládaná kapacita takového lihovaru v Èeské republice bude okolo 400 000 hl.rok-1 bezvodého ethanolu. V pøípadì pouití obilí (penice) lze vycházet z prùmìrné suiny 87 % a prùmìrné krobnatosti kolem 58 % (obsah krobu v suinì se pohybuje v rozmezí 60 - 73 %). Teoretická výtìnost ethanolu je 0,7197 m3 e. (568,2 kg e.)/tunu krobu. To po korekci na prùmìrné ztráty krobu a ethanolu, které èiní okolo 11 %, dává praktickou výtìnost surového lihu 0,64 m3 etanolu/t krobu. Dále pøi velmi dobré výtìnosti destilace a rektifikace kolem 92 % se získává 0,60 m3 etanolu/t krobu. Pøíjem a skladování základních surovin Obilí se skladuje v silech s øízenou atmosférou, kde lze vyuít zaplynování CO2 pøedejde se tak monosti samozahøívání (závisí na vlhkosti obilí), ztrátám prodýcháním, znehodnocení kùdci a vede ke sníení poárního rizika pøi manipulaci s obilím. (Poznámka: sypná hmotnost závisí na druhu obilí, pro penici je 720 - 850 kg/m3). Doprava surovin ke zpracování Obilí není nutné pøed zpracováním speciálnì upravovat. Doprava se provádí rùznými typy dopravníkù (nekové dopravníky, kapsové výtahy, pneumaticky). Pøedúprava obilí pøed vlastním zpracováním zahrnuje pouze odstranìní mechanických neèistot. Izolace lepku (glutenu) Lepek je moné získat z obalových vrstev zrna pøi etrném omílání (obruování) obilky metodou debraningu, které pøedchází vlastnímu mletí zrna. Z tìchto obalových vrstev bohatých na bílkoviny se i lepek extrahuje a dále etrnì suí. Odbyt lepku je vak problematický. Z tohoto dùvodu bìnì navrená technologie se získáváním lepku nepoèítá a také tato èást technologie by pøípadnou investici prodraovala. Mletí Pro obilí je vhodný kladivový mlýn umoòující tzv. suché mletí. Je jednoduí a osvìdèený. Obilná dr pak prochází vibraèním tøídièem dále do procesu hydrolýzy. Pøíprava zápary Pomìr obilného rotu a dodané vody se pohybuje kolem hodnoty 1 : 3, pøíp. i více. Koncentrovanìjí zápary mají vyí viskozitu, tendenci ulpívat na teplosmìnných plochách (pøipékání pøi ohøevu ap.), pomaleji zcukøují a kvasí. Pøídavkem vody nebo tekutého podílu øídkých výpalkù se pøipraví zápara o poadovaném pomìru zrno:tekutina, upraví se pH (pøídavek vápna) a do smìsi se pøímo aplikuje termostabilní a-amylasa. Smìs se poté vyhøívá pøímou parou na teplotu 65 °C a následnì pak pro- 110 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 chází trubkovým reaktorem, v nìm dochází k mazovatìní a ztekucování krobu. Po ochlazení smìsi na teplotu kolem 50 - 60 °C se upraví pH a dávkují se dalí zcukøující enzymy. Smìs prochází trubkovým reaktorem, v nìm probíhá zcukøení, èím se získává tzv. sladká zápara, která se zchladí na cca 30 °C. Enzymy se dávkují podle doporuèení výrobce a podle obsahu krobu. Fermentace Zákvasem se rozumí alikvotní èást (cca 6 8 %) sladké zápary, která obsahuje zkvasitelné cukry, iviny a kvasinky. Úèelem pøípravy zákvasu je pøipravit nebo pøizpùsobit potøebné mnoství kvasinek pro vlastní kvasný proces [14]. Vzhledem k objemu zkvaované sladké zápary si lihovar bude vést a propagovat vlastní kulturu lihovarských kvasinek Saccharomyces cerevisiae. Propagaèní stanice bude vybavena fermentaèními tanky se zvyujícím se objemem v pomìru 1:5 a 1:10, z posledního tanku se kvasinky dávkují do fermentaèních tankù. Propagaèní stanice pracuje kontinuálnì. Propagaèní tanky jsou vybaveny pøívodem vzduchu a chlazením. Mnoení kultury probíhá za sterilních podmínek. Vzduch je pøivádìn do propagaèních tankù turbodmychadlem pøes filtr. Jako výiva pro kvasinky je do propagaèní stanice jednak zavedena malá èást sladké zápary, jednak jsou do propagaèních tankù dávkovány roztoky síranu amonného a fosforeènanu amonného. Kvaení jako proces je moné pøiblinì rozdìlit na fázi rozkvaovací, fázi hlavního kvaení a fázi dokvaování. Fermentaèní stanice pracuje jako semikontinuální proces, kdy jednotlivé fermentaèní tanky pracují diskontinuálnì, pøitom se nacházejí v rùzné fázi kvaení, jsou tedy navzájem èasovì posunuty. Teplota kvaení se chlazením reguluje tak, aby v prùbìhu kvaení nepøesáhla 33 oC. Chlazením se odvádí teplo, které se pøi kvaení uvolòuje. Poèáteèní pH se volí 5,2 a 5,4. Koncentrace ethanolu v prokvaené, tzv. zralé zápaøe, dosahuje 6 a 8,5 % obj. Pøi kvaení souèasnì vzniká oxid uhlièitý, který se z fermentaèních tankù odvádí a dále zpracovává na kapalný. Kvasné tanky jsou vedle chlazení vybaveny i míchadly. Do tankù je dávkován prostøedek pro omezení pìnìní (anti-foaming). Destilace Pro výrobu palivového bioethanolu je postaèující jednoduí destilace a rektifikace. Meziproduktem je vodnatý bioethanol s lihovitostí minimálnì 85 % obj. Tzv. dokapové sloky, co jsou zejména vyí alkoholy ve formì pøiboudliny, se oddìlují jako dokap. Prokvaená (zralá) zápara se po pøedehøátí vede na záparovou kolonu, kde dochází k vyvaøování lihu ze zápary a z vaøáku kolony jsou odvádìny øídké lihovarské výpalky. Lihové páry ze záparové kolony jsou vedeny do rektifikaèní kolony. Z vaøáku rektifikaèní kolony se odvádí lutrová voda, která se z èásti pouije jako recykl vody pro pøípravu zápary, zbylá èást je odvádìna na ÈOV. Zakoncentrovaný ethanol se dále vede na odvodnìní a to v podobì lihových par. Pro úèely od- vodnìní lihu pracují obì kolony za zvýeného tlaku. Obì kolony jsou topeny parou. Cca 10 % z objemu zralé zápary tvoøí surový líh, výpalky a lutrová voda tvoøí zbylých cca 90 %. Odvodòování lihu Líh je odvodòován pomocí molekulových sít (sorbentù vody nejèastìji na bázi syntetických zeolitù) na hodnotu min. 99,5 % obj. Z lihových par se sorbuje voda, odvodnìné lihové páry pak ochlazením kondenzují a získává se tak bezvodý líh. Systém je tvoøen dvìmi kolonami, jedna pracuje, druhá se regeneruje. K regeneraci se pouívá malá èást odvodnìných lihových par a probíhá za vakua. Zaøízení regenerace proto zahrnuje jednak kondenzátory, jednak vakuový systém tvoøený vodokrunými vývìvami a praèkou odplynù. Vzniklý kondenzát obsahující líh se recykluje do destilace do rektifikaèní kolony. Denaturace lihu Podle zpùsobu dalího zpracování do paliv se denaturace (v souladu s [10]) provádí benzinem Natural 95., a to v mnoství 2 % na bezvodý líh. Zaøízení zahrnuje manipulaèní nádre a mísiè. Po denaturaci se odvádí líh do skladových zásobníkù. Zpracování výpalkù Z øídkých výpalkù, které jsou odvádìny ze záparové kolony, se nejprve oddìlí pevný (suspendovaný) podíl. Toto je vhodné provést dvoustupòovì. Na kontinuálním filtru se nejprve oddìlí vìtina pevného podílu, ve druhém stupni pak se z kapalného podílu odseparuje jemnìjí èástice na dekantaèních odstøedivkách. Oba pevné podíly se pak spoleènì suí. Asi 50 % tekuté frakce výpalkù se recykluje a pouije se k pøípravì zápary, zbytek se zahuuje na vícestupòové odparce, pøièem se dosáhne zahutìní z cca 5 % na 60 80 % suiny. Kondenzát z brýdových par se kompletnì recykluje do pøípravy zápary. Suení pevného podílu se rovnì provádí dvoustupòovì. Po 1. stupni se pevný podíl smíchává se zahutìnou frakcí výpalkù z odparky a spoleènì se dosuují. Celkovì se tak podíl suiny zvýí z cca 25 % na 95 % suiny. Touto technikou se získávají tzv. DDGS (Dry Distillery Grain Solids), které slouí jako vysoce hodnotné bílkovinné krmivo. Po vysuení se výpalky dopravují do skladu. Zkapalòování oxidu uhlièitého (CO2) Vlastnímu zkapalòování CO2 pøedchází praní kvasných plynù èistou vodou v prací kolonì, èím se odstraní z CO2 zbytky lihu. Vzniklý vodný roztok se spojuje se zralou záparou z fermentace a spoleènì se vedou do destilace. Provozní soubor pro zkapalòování CO2, pokud je na nìj trní odbyt, mùe být pøirozenì souèástí technologie bioethanolového závodu. 111 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 3. Náklady na výrobu bioethanolu v USA Pøíklad provozu na výrobu ethanolu v USA je situován v Jiní Dakotì a má roèní kapacitu 14 mil. galonù (0,53 mil. hl). Pro toto mnoství alkoholu je nutné 5,3 mil. bulù (170 000 tun) zrna jako suroviny. Výrobna ethanolu je situována v blízkosti objektu, který skladuje zásoby zrna. Zrno je nakupováno za 2,10 USD za 1 bul, co se rovná 67 EUR za 1 tunu. Uvnitø provozovny zaèíná proces suchým mletím zrna a konèí dehydratací a následnou denatu- rací palivového alkoholu. Následující analýza nákladù je zaloena na pomìru USD a EUR. Je velice dùleité si uvìdomit tento fakt, nebo kurz se významnì zmìnil v nedávné dobì. Co se týká fixních nákladù, údaje v této analýze jsou zaloeny na metodice finanèního úèetnictví. Uvedené náklady se vechny vztahují na 1 hl bezvodého ethanolu. Pøedpokládané odpisy jsou 20 let na stavby a 10 let na provoz pøi úroku 5 %. Tab.1: Výrobní náklady na bioethanol v USA [15] Poloka Velikost závodu Výchozí surovina Stavby Stroje a zaøízení Celkové investice Pracovní náklady Pojitìní, poplatky, opravy Surovina Dalí provozní náklady Hrubé výrobní náklady = 100 % Prodej vedlejích produktù Státní a federální podpory Èisté výrobní náklady Absolutní hodnota Relativní hodnota (EUR.hl-1) (%) 14 mil. galonù = 530 000 hl bioethanolu za rok (cca 41 923 t bioethanolu za rok) 170 000 tun kukuøièného zrna 0,39 1,0 3,40 8,6 3,79 9,6 2,83 7,2 0,61 1,6 20,93 53,0 11,31 28,6 39,48 100,0 -6,71 -17,0 -7,93 -20,1 24,84 62,9 Poznámka: Mìnový kurz 1,20 USD.EUR-1 Tab. 1 ukazuje, e výdaj vztahující se na stavby a konstrukce èiní 1 % výrobních nákladù na 1 hl. Celkovì se stroji a zaøízením pøedstavuje celková mìrná investice 10 % celkových nákladù na 1 hl ethanolu. V absolutním vyjádøení celková investice èiní 16,5 mil. EUR. Navíc kombinované výdaje za pojitìní, poplatky a opravy èiní 1,6 % hrubých výrobních nákladù. Ovem nejvìtí procento pøedstavuje surovinové zrno, které pøi 53 % pøedstavuje více ne polovinu celkových výrobních nákladù. Souhrnem vech tìchto nákladù èiní hrubé výrobní náklady 39,5 EUR za 1 hl (100 %). Dále hodnotu výsledného vedlejího produktu z výroby obilního ethanolu DDGS je tøeba vzít do úvahy. DDGS mùe být prodáno blízkým farmáøùm v nesuené formì jako bílkovinný koncentrát. Vèetnì poplatkù za skladování za max. 3 dny sniuje takový prodej hrubé náklady výroby o 17 %. Jeliko vláda ve Washingtonu a v kadém státì podporuje výrobu ethanolu subvencemi, èiní èisté výrobní náklady pouze 24,84 EUR.hl1 a pøedstavují pouze asi 63 % hrubých výrobních nákladù. Podpùrný systém v USA je velice dobrý, nebo nepøímo podporuje kadý galon smíchaný s 10% ethanolem èástku 5,2 USD centu cestou výjimky ze spotøební danì. To je inteligentní podnìcující program pro pouívání ethanolu k výrobì palivových smìsí. V r. 2002 byla prodejní cena ethanolu okolo 1,20 USD za 1 galon (31,5 EUR za 1 hl). Tudí, co se týká výrobních nákladù, je zøejmé, e pouze státní subvence umoòují tuto prodejní cenu, která zajiuje vytváøení zisku. Bez této podpory by byly hrubé výrobní náklady kolem 35 EUR/hl. Pøi ivotnosti strojních investic 10 let a za pøedpokladu prodejní ceny bioethanolu 31,5 EUR/hl, èiní kapitalizovaná hodnota investice 27 mil. EUR. Srovnáním této èástky s mnostvím, které musí být investováno, tj. 16,5 mil. EUR, je zøejmé, e investice je vysoce zisková. Podle tìchto èísel je vnitøní výnosové procento (IRR) okolo 32 %. Tento údaj musí být srovnán s pøedpokládanou slevou asi 5 % na termínovaném vkladu nebo bankovním úètu. Není tudí pøekvapující, e doba splatnosti je pouze 4 roky. To znamená, e vysoký zisk je ji vytvoøen v prùbìhu 5. roku po pùvodní investici. 4. Náklady na výrobu bioethanolu v Brazílii V období 2002/03 bylo dodáno do brazilských cukrovarù a lihovarù okolo 317 mil. tun cukrové tøtiny. Z toho 267 mil. tun pøilo z centrálních a jiních oblastí a zbytek 50 mil. tun ze severovýchodu. Je tøeba zmínit, e ve státì Sao 112 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Paulo samotném bylo sklizeno 192 mil. tun. Zpracování cukrové tøtiny je rovnomìrnì rozdìleno mezi cukr a alkohol (viz obr. 1). Z 23,8 mil. vyrobeného cukru bylo exportováno 14,2 mil. tun. Brazílie je tudí nejvìtím vývozcem cukru na svìtì, následována EU, Thajskem a Austrálií. Ze zbývající cukrové tøtiny bylo vyrobeno 70 mil. hl bezvodého a 55 mil. hl ethanolu obsahujícího vodu, ale pouze 7,7 mil. hl bylo vyvezeno. Ve skuteènosti exportní potenciál je mnohem vyí nejen z dùvodu zmìn legislativy EU. Souèasné vysoké ceny ropy znamenají, e ethanol mùe být pokládán nejen jako volba pro ochranu klimatu, ale mùe být uvaován i z ekonomických dùvodù. 50 : 50 Cukr 23,8 mil. t spotøeba 9,6 mil. t Alkohol 125 mil. hl export 14,2 mil. t s vodou 55 mil. hl bezvodý 70 mil. hl svìtový trh èistý ethanol 22% smìsi Budoucnost: úplnì flexibilní motory Obr. 1: Produkce cukrové tøtiny a výroba cukru, alkoholu a jejich vyuití v Brazílii [16] Kalkulace nákladù pøedpokládaly pouití 1 tuny cukrové tøtiny na výrobu 85 litrù ethanolu, co je pøiblinì prùmìr pro stát Sao Paulo. Tudí cena cukrové tøtiny na 1 hl alkoholu èiní 11,76 USD/hl (tab. 2 ukazuje sníení nákladù v relativním a absolutním vyjádøení). Jeliko vìtina továren vyrábí jak cukr, tak i alkohol, lze pøedpokládat urèitý pøínos z tohoto uspoøádání. Pro výrobu ethanolu jsou pouity B-melasa a zøedìná áva. Tedy cukr o nízké rozpustnosti je dávkován do fermentace namísto toho, aby byl znovu získáván za vyí cenu. Následující pøíklad je zaloen na továrním zpracování 1,3 mil. tun tøtiny za rok. Z tohoto mnoství je 650 000 tun pouito na výrobu alkoholu. Náklady na výstavbu lihovaru s kapacitou 550000 hl bezvodého ethanolu/rok èinily 6,4 mil. USD. Tato poloka je rozloena 20% na stavby s ekonomickou ivotností 20 let a 80% na stroje, pouívané po dobu 10 let. To znamená podíl investièních nákladù 1,63 USD/hl pøi pøedpokládané úrokové sazbì 10 % za 1 rok. Tento podíl nákladù by se zvýil, kdyby byly investièní náklady na rafinaci cukru proporcionálnì zaplaceny na výrobu ethanolu. Na druhé stranì je tøeba si uvìdomit, e z vìtí èásti je toto zaøízení v praxi vyuíváno po významnì delí dobu, ne je výe uvedeno. Výrobna této velikosti zamìstnává asi 300 lidí, z èeho polovina je vyèlenìna na výrobu ethanolu s pracovními náklady 0,34 USD/hl. Výdaje na pojitìní, opravy a poplatky pøispívají dalími 0,58 USD/ha k celkovým nákladùm. Dalí náklady 2,78 USD/hl jsou vyèlenìny pro operaèní vstupy vèetnì páry a energie. Je zøejmé, e jako výsledek spalování bagasy jsou provozní náklady velice nízké ve srovnání s výrobnami ethanolu zaloenými na cukrové øepì nebo obilí, které mají vyí úroveò výdajù na páru. V Brazílii spaluje bagasu (vylisovaná cukrová tøtina) vìtina provozù proto, aby splnily svoje vlastní energetické poadavky. Jako výsledek nízkých prodejních cen okolo 3,3 centù/kWh jsou investice do výkonnìjích, avak také draích kogeneraèních systémù sotva ziskové. V souèasné dobì spalují nízkotlaké parní systémy vekerou bagasu, kterou vyrobí. V budoucnu budou plynové turbíny, které pracují pøi 82 bar a vyích teplotách, ivotaschopné tehdy, jestlie bude navíc spalován výsledný odpad. Dalím vedlejím produktem z výroby ethanolu je vinase, kterého je vyrobeno 1300 l z 1 hl ethanolu. Výpoètem náhradní hodnoty N, P2O5 a K2O obsahu ve vinase docházíme k hodnotì pøiblinì 1 USD/hl ethanolu. V této souvislosti je tøeba vzít do úvahy vyí aplikaèní náklady ve srovnání s minerálním hnojivem. Podle opakovaného úøedního prohláení nejsou pro výrobu ethanolu v Brazílii poskytovány ádné pøímé finanèní podpory, tudí èisté výrobní náklady v tomto pøípadì èiní 16,37 USD/hl. Aèkoliv zde neexistují ádné pøímé finanèní podpory, je tøeba zmínit jiné mechanismy, které nepøímo pomáhají ethanolovému prùmyslu. Za prvé existuje povinnost míchání naftaøských spoleèností, které musejí pøidávat 22 % (E 22) 113 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Tab.2: Výrobní náklady na bioethanol v Brazílii [16] Absolutní hodnota Relativní hodnota (%) (USD.hl-1) 550 000 hl bioethanolu za rok (cca 43 395 t bioethanolu za rok) 650 000 t cukrové tøtiny 0,25 1,4 1,38 7,9 1,63 9,4 0,62 3,6 0,58 3,3 11,76 67,7 2,78 16,0 17,37 100,0 Poloka Velikost závodu Výchozí surovina Stavby (odpisy) Stroje a zaøízení (odpisy) Celkem investice (odpisovì) Pracovní náklady Pojitìní, poplatky, údrba a opravy Surovina Ostatní provozní náklady Celkem výrobní náklady vylisovaná cukrová Dobropis vedlejí tøtina produkce vinase Státní a federální podpora Èisté výrobní náklady Exportní cena (fob Sao Paulo) pro energetické potøeby 1,00 0,00 16,37 18,37 23,37 19,48 Importní cena (cif Rotterdam) Tarif (celní, dovozní) pro nedenaturovaný ethanol Doprava (do Nìmecka) Celkové náklady pro jeho vyuití jako míchacího komponentu (rafinerie ev. dalí licenzované firmy) 5,8 0,0 94,2 105,8 134,5 19,20 1,00 39,68 Poznámka: Mìnový kurz 3 Rs/USD; 1,20 USD.EUR-1, 1 EUR = 32,- Kè ethanolu do fosilního benzínu v závislosti na situaci na trhu s alkoholem. To znamená, e poadavek na ethanol je kontrolován vládou. Za druhé celková DPH, daò z benzínu a ostatní danì na ethanol tvoøí pouze okolo poloviny z daní uvalených na benzín. V roce 2003 èinily celkové federální a státní danì na benzín obsahující 22 % ethanolu okolo 0,30 USD/litr a pouze pøiblinì 0,17 USD na alkohol obsahující vodu. Za tøetí daò na motorová vozidla pro automobily pohánìné ethanolem je mírnì nií ne na jejich benzínem pohánìný ekvivalent. Náklady na èistou produkci 16,37 USD/hl musí být srovnány s trní cenou za bezvodý ethanol v Brazílii, která èinila pouze okolo 15 USD/hl v kvìtnu 2004, co ukazuje, e tato komodita byla v nadbytku. Tudí se zdá, e vyí poptávka, která vznikla díky bionaftovým programùm v jiných zemích, by mohla být potencionálním uitkem pro brazilské výrobce. Pøipoètením dalích 2 USD/hl za dopravu do pøístavu odeslání mohla by Brazílie vyváet bioethanol ze Sao Pau- la za pøiblinì 18 19 USD/hl bez ziskové pøiráky, která by musela být pøidána ve výi okolo 5 USD/hl za dopravu do Evropy. Z dùvodu rozvoje èínských dovozních poadavkù zvýily se znaènì dovozní náklady v minulých letech. Take výsledkem je importní cena v Rotterdamu okolo 23 24 USD/hl. Pøi kurzu 1,20 USD/1 EUR by cena èinila okolo 19,5 EUR/hl. Za pøedpokladu, e pouze nedenaturovaný alkohol bude povolen jako biopalivo, musí být pøipoèítán importní poplatek 19,2 EUR/hl. V tomto pøípadì by byl alkohol dopraven do rafinérie EU nákladní lodí za cenu pøiblinì 1 EUR/hl. Hypoteticky to znamená, e vèetnì vech nákladù by byl brazilský ethanol dopraven za asi 40 EUR/hl. Pro Brazílii Evropa obecnì a Nìmecko a védsko zvlá by mohly být atraktivními trhy, aèkoliv existují dalí slibné exportní pøíleitosti, vèetnì Japonska, USA a Èíny. Navíc je tøeba pøipomenout, e sníení danì se lií v rámci EU, napø. ve Francii je sníení pouze na 37 EUR/hl. Dalí aspekt, který je tøeba vzít do úvahy, je souèasná 114 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 nízká svìtová cena cukru, co znamená, e snaha vyrábìt alkohol by se mohla zvýit, nebo domácí a mezinárodní poptávka se bude zvyovat. Koneènì pøi souèasných vyjednáváních EU-Mercosur je projednávána realizace preferenèních dovozních kvót pro Brazílii ve výi 1 mil. tun ethanolu (12,7 mil. hl), co by pøedstavovalo okolo 10 % z 5,75 % cílového poadavku na EU-15. Pøi realizaci tohoto importního potenciálu není ádným pøekvapením, e napø. nìmecké ministerstvo zemìdìlství poadovalo pøechodné období, aby se minimalizovalo riziko domácích investic do bioethanolových kapacit, které jsou finanènì podporovány státem. Na druhé stranì flexibilní vozidla, která jsou na brazilském trhu více jak 1 rok, mají nemalý úspìch. Tyto automobily mohou jezdit na jakoukoliv smìs vodného nebo bezvodého ethanolu a benzínu a budou stimulovat poptávku po ethanolu v Brazílii. Naopak riziko velkých dovozù ethanolu z USA je mnohem mení. Protoe domácí daòový stimul na výrobu ethanolu není podporován pro export a ceny obilí jsou dnes okolo 3 USD/bul, bude se importní cena US alkoholu vèetnì poplatkù rovnat nákladùm na výrobu v EU. Dále z dùvodu zmìn v legislativì a vysokých cen benzínu u èerpacích stanic je v souèasné dobì poptávka po domácím ethanolovém palivu ponìkud vyí. 5. Výrobní náklady na bioethanol v Nìmecku Výroba ethanolu v Nìmecku je novì vytváøený prùmysl. Proto i následující kalkulace pro výrobnu 0,5 mil. a 2 mil. hl [15] je modelová. Pøedpokládá se výroba 64 % ethanolu z penice a 36 % z cukrové øepy pøi bilanci surovin 0,264 tun penice nebo pøesnì 1 tuna cukrové øepy pro výrobu 1 hl ethanolu. Bere-li se do úvahy hrubý zisk (vèetnì nákladù na práci na základì standardních sazeb) za konkurenèní plodiny v øepných oblastech severního Nìmecka, zdá se být cena øepy 32,7 EUR.t-1 (vèetnì 9 % DPH) a cena penice 109 EUR.t-1 pøimìøená pro následující výpoèty. Po celou dobu, kdy jsou øepa a penice pìstovány jako nepotravináøské plodiny na neobdìlávané pùdì, je hrubý zisk srovnatelný se ziskem z úhoru. To by mìlo být reprezentováno platbou 348 EUR.ha-1 s mením vynaloením práce a pøímými náklady. V tab. 3 jsou uvedeny údaje pouité pro výrobní náklady v souladu s kapacitou výroby a s pouitou surovinou. Výrobna byla postavena jako prototyp pro vyuívání cukrové øepy i penice. Prùmìrné investièní náklady na 1 hl jsou shodné pro oba výrobní procesy. Potvrzuje se, e zdvojnásobení kapacity zvyuje investièní náklady o 60 %. Ètyønásobné zvýení kapacity sniuje podíl investièních nákladù o jednu tøetinu. Nicménì tyto náklady jsou dvojnásobné proti USA pro stejnou výrobní kapacitu. To by mohlo být zpùsobeno skuteèností, e nìmecký provoz potøebuje vybavení pro zpracování penice i øepy. Co je jasné, je to, e postupy pro podporu stavební licence v zalidnìných oblastech Nìmecka jsou ponìkud komplikovanìjí ne na støedozápadì USA. Tab.3: Modelová kalkulace výrobních nákladù na bioethanol v Nìmecku [15] Poloka 500 000 hl 500 000 hl 2 000 000 hl 2 000 000 hl Surovina penice cukrová øepa penice cukrová øepa Jednotky EUR/hl % EUR/hl % EUR/hl % EUR/hl % Stavby 1,28 2,1 1,28 1,8 0,82 1,5 0,82 1,4 Stroje a zaøízení 8,28 13,4 8,28 12,5 5,30 9,6 5,30 8,9 Celková investice 9,56 15,5 9,56 14,4 6,12 11,1 6,12 10,3 Pracovní náklady 4,26 6,9 4,26 6,4 1,40 2,5 1,40 2,3 Pojitìní, poplatky, opravy 1,60 2,6 1,60 2,4 1,02 1,9 1,02 1,7 Surovina (vè. dopravy) 27,75 44,9 35,10 52,8 27,75 50,5 35,10 58,9 Ostatní provozní náklady 18,68 30,2 15,93 24,9 18,68 34,0 15,93 26,7 Hrubé provozní náklady=100% 61,85 100,0 66,45 100,0 54,96 100,0 59,57 100,0 Prodej vedlejích produktù -6,80 -11,0 -7,20 -10,8 -6,80 -12,4 -7,20 -12,1 (penice DDGS, cukr.øízky) Èisté výrobní náklady 55,05 89,0 59,25 89,2 48,16 87,6 52,37 87,9 Prùmìrné náklady (64 % 56,56 49,68 penice, 36 % øepa EUR/hl) 115 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Co se týèe pracovních nákladù, jsou úspory z velkokapacitní výroby výraznìjí. Poadavky na lidskou práci se zvyují pouze z 37 na 50 pracovníkù (+35 %), pøièem kapacita je 4x vyí a procento pøedstavované pracovními náklady se sníí z témìø 7 na 2,5 %. Protoe cena suroviny zùstane podle pøedpokladu stejná a nezávislá na kapacitì, její relativní podíl se zvýí o 6 %. Velké cenové rozdíly mezi specifickými skupinami jsou výsledkem enormních nákladù na dopravu cukrové øepy. Jeliko se odhaduje, e prùmìrná vzdálenost z pole do výrobny je 50 km, èiní náklady na dopravu kolem 5,1 EUR.t1 , a to jak pro øepu, tak i pro penici. S pøihlédnutím k tomu, e na výrobu 1 hl ethanolu je poadováno ménì penice, je také celkové mnoství dopravované penice nií ne je tomu u cukrovky. Pohled na hrubé výrobní náklady odhaluje znaèné úspory z velkovýroby. Ovem s výjimkou kapacity je zøejmé, e hrubé výrobní náklady na ethanol vyrobený z cukrové øepy jsou o asi 5 EUR vyí na 1 hl, ne je tomu u penice. Trní cena DDGS z penièného ethanolu je kolem 85 EUR.t-1, pøièem zbývající øízky z cukrové øepy jsou prodány jako granulované krmivo za cenu 90 EUR.t-1. Po odeètení pøíjmu odvozeného z prodeje vedlejích produktù jsou èisté produkèní náklady asi o 7 EUR.hl-1 nií ne hrubé náklady a èiní pøiblinì 50 EUR.hl-1 v pøípadì 2 mil. hl zpracovaných výrobnou jak z penice, tak i z cukrové øepy. Nicménì èisté výrobní náklady na ethanol z penice jsou pøiblinì o 4 EUR.hl-1 nií. Tudí maximální cena za cukrovou øepu by nemìla pøesáhnout 26 EUR.t-1. Je-li tato cena vyí, mìla by být penice zpracována jako jediná surovina. Jeliko skuteèné výrobní náklady zatím nejsou k dispozici, v tab. 4 a 5 jsou uvedeny: hodnoty kapitálu, míra návratnosti (IRR) a doba splatnosti pro rùzné prodejní ceny a kapacity. Z tab. 4 vyplývá, e podnik není ziskový pøi prodejní cenì 55 EUR.hl-1 a pøi výrobní kapacitì 500 000 hl. Na rozdíl od této varianty vìtí provoz má lepí efektivitu nákladù, pøedpokládáme-li prodejní cenu 55 EUR.hl-1. Tab. 4: Hodnota kapitálu investic ve vztahu k prodejním cenám ethanolu a kapacitì [15] Cena ethanolu EUR.hl-1 55 60 65 70 500 000 hl -6 037 098 13 267 227 32 571 552 51 875 877 Hodnota kapitálu (EUR) 2 000 000 hl 82 148 893 159 366 193 236 583 493 313 800 793 Tab.5: Vnitøní výnosové procento (IRR) a doba splatnosti [15] Cena ethanolu EUR.hl-1 55 60 65 70 Vnitøní výnosové procento (%) 500 000 hl 2 000 000 hl 2 27 11 37 19 48 26 58 Podle výpoètu uvedených v tab. 3, je IRR pro nejmení provozy a pro scénáø s nejniími cenami mení ne 5 %, které by mìly být pro tvorbu výnosu uloeny v bance. Vechny ostatní kombinace cena/kapacita mají za následek návratnost mnohem vyí ne 5 %. V dùsledku toho je doba splatnosti pro malé provozy spojené s nejnií pøedpokládanou cenou delí ne specifikované období. Pøi cenì ethanolu 65 EUR.hl-1 je výroba s kapacitou 2 mil. hl amortizována ji v prùbìhu prvních 2 let. Tato prodejní cena se mùe zdát ponìkud nereálná, ale je tøeba poznamenat, e v Nìmecku je prùmìrná cena benzínu více ne 100 EUR.hl-1 daná souèasnou daní na minerální oleje. Úspìch bioethanolu jako náhrady paliva závisí tudí na Doba splatnosti (roky) 500 000 hl 2 000 000 hl 15 4 8 3 6 2 4 2 fiskální politice, zejména na dani za minerální olej. Avak, kdy jsou danì za ethanol nízké, existuje riziko levných dovozù ethanolu. V dùsledku toho má adekvátní daò na dovoz ethanolu stejnou dùleitost. 6. Diskuze a závìr Co se týká evropského zemìdìlství, vyuití pùdy pro biopaliva je pro farmáøe jistì efektivnìjí, ne ji ponechat leet ladem a dále je pro farmáøe rozumné roziøovat výrobu surovin i pro výrobu motorových alternativních paliv (viz tab. 6) a stát se producentem energie. Zøejmì pouze zkuenost ukáe cenu, kterou bude trh ochoten platit za kadou surovinu. Dále existuje konkurence mezi polní a 116 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 surovinovou produktivitou. Farmáø je zainteresován na vysokém hrubém zisku z hektaru, co je mìøítkem, které pouívá pro svoji produkci. Tudí mohl by dát pøednost pìstování cukrové øepy, jestlie výe uvedená cena je na- bídnuta. Na druhé stranì zpracovatel chce pouívat surovinu s vyí úrovní výnosu alkoholu. Take bude dávat pøednost penici. Tab.6: Pouití bioethanolu v sektoru pohonných hmot, surovina a cenové relace ve vybraných zemích v roce 2004 [15, 16, 17], mìnový kurz: 1 EUR = 32 Kè; 1,20 USD.EUR-1 Poloka Francie panìlsko Zpùsob pouití 15% ETBE do benzínu ETBE do benzínu védsko Brazílie E22 (22% smìs E5 (5% smìs E10 (10% smìs v benzínu) do benzínu) v benzínu) E100 (èistý E100 (èistý E85 *) (a 85% s aditivy) s aditivy) ve v benzínu) E85 (a 85 % zkuební flotile v nevelkém v benzínu) veøejné dopravy poètu vozidel roziøuje se cca 75 % cukrová øepa ito a témìø 100 % a cca 25 % penice penice penice Cena cca 400 450 cca 400 450 cca 550 650 bioethanolu EUR.m-3 EUR.m-3 EUR.m-3 Surovina pro výrobu *) USA témìø 100 % kukuøice cukrová tøtina cca 250 330 USD.m-3 cca 184 250 EUR.m-3 Flexible Fuel Vehicles vozidla na promìnné palivo Jak je patrné z kalkulace nákladù na bioethanol v Nìmecku [15, 16, 17], pohybují se výrobní náklady kolem 50 EUR.hl-1 v závislosti na konfiguraci výrobny a cenách surovin. To je hodnota, která musí být porovnána s dlouhodobou prodejní cenou motorového benzínu pohybující se kolem 25 EUR.hl-1. Ovem je tøeba pøipomenout, e tato cena je v souèasné dobì významnì vyí z dùvodu zvýené ceny ropy. Spolkovému snìmu byla pøedloena k projednání výjimka pro plné oddanìní bioethanolu jako sloka motorových paliv (spotøební daò na motorový benzin èiní 65,45 EUR.hl-1). Následnì probìhla i notifikace u EK pro hospodáøskou soutì. V tomto schvalovacím dokumentu stanovila komise výrobní náklady na bioethanol ve výi 69 EUR.hl-1. Z dùvodu nií energetické hustoty bioethanolu (pouze 64 % benzínu) èiní tak pøepoètené výrobní náklady cca 108 EUR.hl-1. Cena 1 l motorového benzinu u èerpací stanice vèetnì DPH a benzínové danì se pohybuje kolem této hodnoty. Jedním z dùleitých dùvodù podtrhujících daòovou výjimku pro biopaliva je pøedpoklad, e tato paliva budou pùvodem z EU, a tudí pøidaná hodnota bude prospìná pro zemìdìlce, farmáøe a zpracovatele tohoto spoleèenství. Potenciální zisková pøiráka (min. 20 EUR.hl-1) pøi cenách motorového benzinu kolem 110 EUR.hl-1 u èerpacích stanic a cenách bioethanolu mezi 40 70 EUR.hl-1 by mohla být i vyí, pokud by byl pouíván brazilský bioethanol. Výrobní náklady na brazilský bioethanol jsou nejen výraznì nií ne v EU, ale jsou také nií ne prùmìrná dlouhodobá cena benzinu. Jak tedy mohou být náklady sníeny? Prvotní rozdíly jsou v nákladech na surovinu. Ovem je jasné, e investièní ná- klady jsou nií, jestlie jsou zpracovány pouze obilniny a vybavení pro zpracování cukrové øepy není potøebné. Tudí výrobna s dvojí surovinou by mìla být uvaována tehdy, jestlie zde ji existuje vytvoøená výroba cukrové øepy se svojí infrastrukturou a jestlie mohou vzniknout úspory z velkovýroby. Jeliko není reálné oèekávat, e cena za penici bude vyí ne 100 EUR za t, musí být cena za cukrovou øepu okolo 26 EUR za t, aby byla konkurenceschopná. Dalím dùleitým bodem jsou enormní náklady na dopravu, které musí být udrovány na co nejnií úrovni výstavbou výrobny v centru zásobovací oblasti. S pøihlédnutím k souèasné dopravní politice není dùvod pøedpokládat, e doprava bude v blízké budoucnosti levnìjí. Je moné øíci, e potenciál pro vytvoøení ziskového bioethanolového prùmyslu je reálný za pøedpokladu odpovídajícího daòového podnìtu. Pohled za oceán na alkoholovou politiku by mìl pomoci nalézt nejlepí zpùsob, jak zajistit vyuití ethanolu. Systém pøímých výrobních dotací, dovozní tarify a podnìty pro výrobce smìsí zajiuje, e cílové skupiny mají prospìch z výroby ethanolu. Je samozøejmì nutné minimalizovat ztráty pro rozpoèty èlenských státù redukcí daní na biopaliva. Na druhé stranì i bioethanol slibuje ohromný potenciál hodnoty vstupující do zemìdìlského a zpracovatelského sektoru. V zájmu rostoucího evropského bioethanolového prùmyslu, který je stále na zaèátku své cesty, by mìly být vytvoøeny optimální podmínky. 117 Zemìdìlská technika a biomasa 2004 Práce obsahuje dílèí výsledky øeení výzkumného zámìru MZe ÈR 0002703101 etapy 6 Výzkum nových moností efektivního vyuití zemìdìlských produktù k nepotravináøským úèelùm. Literatura 1. Directive 2003/30/ec of the European parliament and of the council of 8 may 2003 on the promotion of the use of biofuels or other renewable fuels for transport. Official Journal of the European Union. L 123/42 L 123/46, 17.5.2003 2. Council Directive 2003/96/EC of 27 October 2003 restructuring the Community framework for the taxation of energy products and electricity, s. L 283/51 L 283/70 3. Zákon è. 92/2004 Sb. z 29.1.2004, kterým se mìní zákon è. 86/2004 Sb., o ochranì ovzduí a o zmìnì nìkterých dalích zákonù, ve znìní zákona è. 521/2002 Sb. 4. Vyhláka è. 229 ze dne 29. dubna 2004, kterou se stanoví poadavky na pohonné hmoty pro provoz vozidel na pozemních komunikacích a zpùsob sledování a monitorování jejich jakosti. Sbírka zákonù è. 204/2004, str. 4178 5. Návrh naøízení vlády ze dne .......2004 o podmínkách uplatòování biopaliv nebo jiných paliv z obnovitelných zdrojù v sortimentu motorových benzínù a motorové nafty na vnitøním trhu. MP a MZe ÈR, 2004, s. 3 6. Naøízení vlády ze dne ........2004 o stanovení podmínek pro poskytování dotace na nepotravináøské uití semene øepky olejné pro výrobu methylesteru øepkového oleje MZe ÈR, 2004, s. 4 7. Státní podpora N206/2004 Èeská republika Státní podpora za úèelem podpory biopaliv 30.06.2004 C(2004)2203 fin. Abstrakt: 8. ÈSN EN 228: Motorová paliva Bezolovnaté automobilové benziny Technické poadavky a metody zkouení, Èeský normalizaèní institut, Praha, leden 2001, s. 16 9. ÈSN 65 6508: Motorová paliva Smìsné motorové nafty (obsahující methylestery øepkového oleje) Technické poadavky a metody zkouení, Èeský normalizaèní institut, Praha, únor 2003, s. 8 10. ÈSN 65 6511 Kvasný líh denaturovaný, urèený k pouití do automobilových benzínù - Technické poadavky a metody zkouení, ÈNI, Praha, únor 2004 11. ÈSN EN 590: Motorová paliva Motorové nafty Technické poadavky a metody zkouení, Èeský normalizaèní institut, Praha, èerven 2004, s. 20 12. ÈSN EN 14214: Motorová paliva Methylestery mastných kyselin (FAME) pro vznìtové motory Technické poadavky a metody zkouení, Èeský normalizaèní institut, Praha, èerven 2004, s 20 13. Informace: Výbìrové øízení na bioethanol, Odpady odborný èasopis pro nakládání s odpady a ivotní prostøedí, mìsíèník hospodáøských novin, 10 2004, s. 2 14. EXNAR, P. et al.: Lihovarnická pøíruèka. Agrospoj, Praha, 1998, s. 217 15. HENNINGES, O., ZEDDIES, J.: Fuel Ethanol Production in the USA and Germany a cost comparsion. F.O.Lichts World Ethanol and Biofuels Report. Ratzeburg Germany. Vol. 1, No. 11, February 11, 2003, s. 204 208 16. HENNIGES, O., ZEDDIES, J.: Competitiveness of Brazilian bioethanol in the EU. F.O.Lichts - World Ethanol and Biofuels Report. Ratzeburg Germany. Vol. 2, No. 20, June 22, 2004, s. 373 378 17. SCHMITZ, N.: Biethanol in Deutschland. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v., Landwirtschaftsverlag GmbH, Münster, 2003, s. 355 S ohledem na dalí rozvoj biopaliv v EU a podmínky uplatòování biopaliv nebo jiných paliv z obnovitelných zdrojù v sortimentu motorových benzinù a motorové nafty na vnitøním trhu Èeské republiky se také pøedpokládá výroba min. 2 mil. hl palivového bioethanolu. Popisuje se základní øeení technologie závodu pro výrobu obilního bioethanolu. Analyzují se výrobní náklady na bioethanol v USA, Brazílii a Nìmecku. Pøi prùmìrných výrobních nákladech ve výi kolem 0,5 EUR.l-1 bioethanolu v EU je tato hodnota dvojnásobná oproti nákladùm v Brazílii. Uvádí se daòové a podpùrné podmínky pro uplatnìní bioethanolových paliv na trhu a pøedpoklady efektivnosti realizovaných závodù pro jejich produkci Abstract: With regard to further development of biofuels in EU and conditions of biofuels application or other fuels from the renewable sources in the assortment of motor gasoline and diesel on internal market of CR is also assumed production at least 2 mil. of fuel bioethanol. Description of basic solution for plant technology of corn bioethanol production. Analysis of production costs for bioethanol in USA, Brazil and Germany. At average production costs about 0,5 EUR.l-1 of bioethanol in EU this value is doubled in comparison with costs in Brazil. Presented is tax and support condition for bioethanol fuels application on market and presumptions of realized plants effectiveness for their production. Kontaktní adresa: Ing. Petr Jeviè, CSc. Výzkumný ústav zemìdìlské techniky Drnovská 507, 161 01 Praha 6 Ruzynì tel.: 233022302, e-mail: [email protected] Ing. Tomá Václavek Chemoprojekt, a.s. Tøebohostická 14, 100 31 Praha 10 tel.: 261305424, e-mail: [email protected] 118
Podobné dokumenty
Zemědělská technika a biomasa 2005
ministerstvo zemědělství, které ve svém resortním
programu úspor energií a využívání obnovitelných
zdrojů energií vytváří poměrně široký rámec pro
poskytování podpor v této oblasti. Ty by měly
nasm...
červen 2007
kvality èištìní. Vše ji podle našich informací
úspìšnì prošlo pøísnými kontrolami, co pro
obec bude znamenat, e dostane do svého rozpoètu více ne dva miliony korun, nebo taková
byla finanèní p...
3/2016 - Městský Obvod Michálkovice
Poradnu pøi finanèní tísni, o.p.s, kterou naleznete na adrese Vítkovická 1 (budova ÚAN), Moravská Ostrava (tel.: 595 532 740;
zelená linka 800 722 722 v provozu kadé pracovní pondìlí od
8:30 h d...
rydlo vzor konec
sloupcovém termostatu a dokonale chránìna pøed vlivy prostøedí. Pracuje na tøíelektrodovém principu. Jako standard se pouívá zlatá elektroda. Podle potøeby mùe detektor pracovat
v DC modu, snímac...
Leibniz Institute for Agricultural Engineering Potsdam-Bornim,
ZEMĚDĚLSKÁ TECHNIKA A BIOMASA
Sborník přednášek
Červen 2003
27 - ÚZPI
8. Letoní úroda obilovin na Ukrajinì je
nejnií od roku 1940
Produkce obilovin na Ukrajinì v roce 2000 klesne na nejnií
úroveò od roku 1940. kody na rostlinné výrobì zpùsobené letoním nepøízn...
rydlo vzor konec
Betain je pøirozenì vyskytující se sloka, pøítomná ve vìtinì organismù, která jako krmný doplnìk nabízí rùzné výhody. Odborníci na
výivu zmiòují zejména jeho úlohu v etøení methioninu jako dono...
zemědělské aktuality ze světa - Nastavit jako titulní stránku
Spoleènost Campbell Soup, Camden, N.J. rozíøila øadu svých nejvýznamnìjích znaèkových produktù Franco-American o nový výrobek
nazvaný SpaghettiOs. Jedná se o pagety obohacené vápníkem,
s tomatov...
