Rostliny jako budoucí zdroje energie?

Rostlinná biomasa se jako jeden z obnovitelných energetických zdrojů stává v poslední době skutečným hitem. Tak, jak si u našich benzinových pump můžeme dnes běžně koupit lisované dřevěné brikety či peletky (válečky lisované biomasy), tak se v řadě jiných zemí prodávají výrobky z lisovaných bylin jako cenné palivo. Jejich obliba stále stoupá i díky příznivé ceně, snadné přepravě i dostupnosti výchozí suroviny.Rostlinná biomasa se jako jeden z obnovitelných energetických zdrojů stává v poslední době skutečným hitem. Tak, jak si u našich benzinových pump můžeme dnes běžně koupit lisované dřevěné brikety či peletky (válečky lisované biomasy), tak se v řadě jiných zemí prodávají výrobky z lisovaných bylin jako cenné palivo. Jejich obliba stále stoupá i díky příznivé ceně, snadné přepravě i dostupnosti výchozí suroviny.

Zatímco u nás zpracování rostlinné biomasy teprve vyrůstá z dětských plenek, za našimi hraničními hvozdy už pokrývají obrovské zemědělské plochy porosty šťovíku nebo chrastice rákosovité. Paliva rostlinného původu sice sloužila lidem jako zdroj tepla po celá tisíciletí, ale teprve v posledních letech dovolují technické prostředky jejich intenzivnější využití jak pro přímou výrobu tepla, tak pro masovou výrobu elektrické energie.

Perspektivy rostlinných mas
Pojem biomasa, nebo také fytomasa je skloňován zejména zastánci ekologických způsobů výroby energie, kteří v ní vidí všespasitelnou záchranu před hrozícím vyčerpáním zásob fosilních paliv a zejména před narůstajícím znečištěním pozemského ovzduší. Hned zpočátku si musíme zcela jasně říci, že to co se nám ti nejhorlivější zastánci využití energetických bylin snaží naservírovat jako záchranu lidstva, nás před skleníkovými plyny nezachrání. Největšími producenty těchto plynů na naší planetě totiž nejsou automobily, letadla a průmyslové exhalace, ale spalování dřevní biomasy, zejména v rozvojových zemích. Použijeme-li tedy zdravého rozumu a podíváme se na problém využití rostlinné biomasy racionálně, můžeme o ní uvažovat zatím jen v rovině vhodné alternace a doplnění stávajících forem výroby energií.
A co to biomasa vlastně je? Jde o souhrnný název pro organickou hmotu, jako jsou stromy, traviny, byliny, i vodní řasy a chaluhy. Z hlediska zpracování a energetického využití rozlišujeme dendromasu, tedy stromy a jejich dřevní hmotu, a stébelnatou fytomasu, tedy rostliny stébelnaté.

Jak jsou na tom ve světě?
Nespornou výhodou stébelnaté fytomasy je oproti dřevu její rychlá obnova. Roční přírůstky svým energetickým potenciálem zhruba desetkrát převyšují současné energetické potřeby společnosti, nicméně co do výhřevnosti za ostatními palivy zaostává. Paliva na bázi fytomasy se dnes celosvětově podílejí na krytí energetických potřeb už z 25 – 30%. V Evropě je nejdále Rakousko a skandinávské země, kde je podíl fytomasy na výrobě energie až 15%.

Je libo polínko, nebo briketu?
Prakticky nejúspornějším a také nejoblíbenějším produktem z fytomasy jsou lisované výrobky  v množství rozdílných tvarů. Můžeme tak vidět klasické hranaté brikety, kuláče podobné krbovým polenům, nebo okrouhlé válce se středovým otvorem, podporujícím hoření. Při briketování se lisováním zmenšuje objem hmoty a zpracují se i drobné odpady. Fytomasa se prvotně upravuje na drtičích, kde se rozmělní na drobnější části. Poté se při vlhkosti nepřesahující 15% lisuje do potřebného tvaru.

Mokrá a suchá cesta
Zatím jsme hovořili o tzv. suché cestě, při které se energie získává přímým spalováním či případně zplynováním biomasy o sušině 50-80%. Biomasy však lze využít k výrobě energie i mokrou cestou, takzvanou anaerobní fermentací mokré hmoty o sušině 4-12%,, případně až 35%. Přitom dochází k rozkladu biomasy pomocí speciálních bakterií bez přístupu vzduchu.   Jako zplodina metabolismu tím vzniká metan, který je pak využíván pro výrobu elektrické energie a tepla. Výroba bioplynu touto cestou je efektivnější než jeho výroba ze zvířecích exkrementů. Při výrobě bioplynu z biomasy vzniká jako odpad stabilizované organické hnojivo, které se vrací do zemědělského procesu. K výrobě bioplynu lze využít všechny zbytkové porosty z luk a polí, včetně trav, ovšem efekt bývá poměrně nízký. Proto se k cílenému využití pro tyto účely nejčastěji používá víceletých plodin, neboť u jednoletých dochází každoročním obnovováním porostů k prodražování. Mokrý proces je také daleko efektivnější z hlediska podílu CO2 uvolňovaného do atmosféry a nedochází tak k jejímu znečišťování, jako je tomu u spalování biomasy.

Perspektivu mají energetické byliny
Nejběžnější biomasou, kterou využíváme k získání tepla či energie je dřevní hmota ve formě odpadu. Nyní však nastupuje i využití energetických bylin, pěstovaných záměrně pro získání biomasy. Zatím je nejvíce rozšířen tzv. energetický šťovík, pro který je zajištěn i dostatek potřebného osiva.

Kyselý šťovík i zahřeje
Šťovík (Rumex), velmi dobře známe už od dětských let, kdy jsme s chutí zkoušeli jeho kyselé lístky. Ovšem šťovík, o kterém budeme hovořit jako o možné spáse pro naši energetiku, s ním má pramálo společného. Jde o energetický šťovík, nazývaný také Uteuša nebo Rumex OK-2. Tato vytrvalá bylina dosahuje vzrůstu až 2,5 metru a její velmi důležitou vlastností je velmi rychlý růst a výnosnost. Při jednorázové roční sklizni totiž poskytuje v průměru až 16 tun suché nadzemní hmoty z hektaru, čímž převyšuje i výnosy rychle rostoucích dřevin, u kterých se dosahuje ročního výnosu 12 – 14 tun z hektaru. Navíc sklizeň šťovíku je na rozdíl od těžby dřeva mnohem jednodušší a dovoluje využití moderní sklizňové techniky.

Energetická bomba z Ukrajiny
Původní šťovík Uteuša byl vyšlechtěn už koncem osmdesátých let profesorem J.A. Uteušem na Ukrajině. Jde o křížence šťovíku zahradního (Rumex patientia) a šťovíku tjanšanského (Rumex tianschanicus). Jeho moderní odrůda Rumex OK-2 se ukazuje být z hlediska využitelnosti nejvýkonnější plodinou. Plochy oseté energetickým šťovíkem, v ČR se rok od roku zvyšují a perspektivně by se mohlo jednat o tisíce hektarů, na kterých bude růst budoucí palivo. Velmi snadno se šťovík Uteuša množí osivem a i výnosy semen dosahují v průměry 1 tunu z hektaru, což při výsevu 5kg/ha znamená, že osivo postačí na 200 ha. Šťovík je navíc i velmi dobrou krmnou plodinou, vhodnou zejména pro rannost své sklizně už koncem dubna. Na ochranu proti plevelům je šťovík náročný jen v prvním roce, protože v dalších letech už potlačí všechny plevele sám a nepotřebuje ochranu žádnou.  Jeho porosty pak mohou být využívány i dlouhodobé, často i celé desítky let, bez větších nároků na ošetření.
Energetickou vydatnost šťovíku si nejlépe znázorníme na příkladu. Je-li průměrný výnos šťovíku 15 tun sušiny z hektaru, přičemž jeho energetická výtěžnost je 275 GJ energie, dostaneme se na velmi příznivou úroveň. Jeden rodinný domek totiž spotřebuje ročně asi 75 – 100 GJ energie, což znamená, že jeden hektar šťovíku nám zabezpečí energetické potřeby hned tří rodinných domků na celý rok!

Nebojte se, nejde o plevel!
Skalní odpůrci šťovíku argumentují nebezpečím rozšíření této rostliny jako invazního typu, který by mohl zamořit naše půdy. Při pokusech konaných šlechtiteli z Kyjevské Akademie věd byl vyséván spolu s porosty vojtěšky a různých druhů trav. Po vysetí sice dobře vzešel, ale postupně začal z porostů mizet, až zůstaly jen jednoduché vojtěškotravní směsi. Ve třetím roce zmizel z porostů úplně. Podobný pokus byl proveden i u nás a se stejnými výsledky. Porostu šťovíku, zasetého v roce 2002, který rostl ve směsi s travními porosty byl ponechán volný vývoj. Ten však netrval dlouho a už v loňském roce byly rostliny šťovíku výrazně zesláblé a z porostu postupně mizí. To je dostatečným důkazem, že obavy z jeho nekontrolovaného šíření jsou neopodstatněné.

Co takhle chrastice rákosovitá?
Mnozí majitelé zemědělské půdy si dnes neví rady, co s přebytečnými hektary, které nejsou třeba k výrobě potravin. Navíc jde-li o plochy zamokřené či s větší vlhkostí. Jedním z možných řešení je pěstování víceletých rostlin chrastice rákosovité, vysoké trávy náročné  především na dostatek vody a živin. Na druhé straně je nenáročná na agrotechniku a dává po několik let vysoké výnosy. Je vhodná právě pro těžké, zamokřené půdy.
Chrastice se seje časně zjara, případně i na podzim. Sklizeň je nejlepší brzy zjara, kdy je v rostlinách nejnižší obsah vody. U chrastice nejsou žádné problémy se škůdci, či chorobami a jediné investice jsou potřeba na přihnojování, protože je náročnější na živiny. Výnosy chrastice dosahují ve třetím roce pěstování až 12,6 tun z hektaru. Chrastice patří mezi energetické plodiny vhodné po sklizni na briketování, nebo na výrobu peletek.
Za současných podmínek jsou produkty z chrastice jen těžko konkurenceschopné fosilním palivům, protože po sečtení všech nákladů na pěstování, sklizeň, skladování a výrobu paliva, dojdeme k sumě cca 1500Kč za tunu paliva. K většímu rozšíření a využití těchto paliv tedy může dojít až po změně dotační politiky státu, kdy bude zavedena pro nové energetické plodiny specifická forma podpory.

I peletky lze rozpálit telefonem
Moderní způsoby vytápění se dnes vedle nejrozšířenějších fosilních paliv nebo elektřiny přiklánějí i k využití zpracované biomasy. Jedním z nejperspektivnějších způsobů, je vytápění peletkami, drobnými válečky lisované biomasy, které se dodávají ve velkoobjemových pytlích. Vytápět je s nimi možno v kotlích na peletky, ale i ve speciálních krbových kamnech. Součástí kotlů i kamen bývají automatické zásobníky, ze kterých je palivo pravidelně dodáváno do spalovacího prostoru. Právě to dává vytápění peletkami nové možnosti i v moderních domácnostech, které nechtějí přijít o komfortní možnosti, spojené s automatickým provozem. Tak lze už dnes pořídit celý vytápěcí systém na peletky, včetně řídící jednotky, která se dá ovládat na dálku mobilním telefonem. Prostřednictvím jednotky je tak možné si zajistit příjemně vytopený dům po návratu z práce nebo třeba po delší dovolené.

S využitím pramenů www.biom.cz

Příspěvek byl publikován v rubrice 21.Století, Zajímavosti. Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.