BIOMASA – HISTORIE A PERSPEKTIVY
6.
Čas ke studiu: 2 hodiny Cíl
Po prostudování tohoto odstavce budete umět
seznámí se s historií fytoenergetiky
definovat a orientovat se v problematice energetického potenciálu biomasy, druzích energetických rostlin a faktorech ovlivňujících jejich výnosy
Výklad Biomasu lze z energetického hlediska povaţovat za akumulované sluneční záření. Odhaduje se, ţe asi 30 % produkce biomasy je pouţíváno jako potraviny a krmiva a 20 % je produkce lesů. Biomasa je v současnosti nejvýznamnější obnovitelný zdroj energie. Úvod Biomasa je nejvýznamnější obnovitelný zdroj energie a důleţitý zdroj průmyslových surovin. Existuje, řada moţností, jak zatřídit jednotlivé druhy biomasy, viz například [Biomasa]. Zemědělskou biomasu dle vyhlášky MŢP tvoří: cíleně pěstovaná biomasa, biomasa obilovin a olejnin, trvalé travní porosty. rychlerostoucí dřeviny pěstované na zemědělské půdě a rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a údrţby krajiny [MŢP]. Zdrojem nepotravinářsky vyuţitelných surovin mohou být vybrané tradiční plodiny nebo netradiční alternativní plodiny. Alternativní plodiny jsou kulturní i nově vyuţívané druhy plodin, které nahrazují, rozšiřují a doplňují stávající sortiment plodin a přispívají k rozšíření spektra rostlinné produkce. Z nejznámějších lze uvést súdánskou trávu, Miscanthus, šťovík Uteuša nebo spornou křídlatku, která však podle [MŢP] je zařazena mezi invazivní druhy vyřazené z podpory. Historie Po slunečním záření byla biomasa jediným dostupným energetickým zdrojem na Zemi po miliardy let. Nepočítáme-li potraviny, vyuţívá lidstvo biomasu jako zdroj energie od okamţiku, kdy se člověk naučil rozdělávat a udrţovat oheň - minimálně desítky tisíc let. Účinnost vyuţití dopadajícího slunečního záření rostlinami můţe teoreticky dosáhnout aţ 25 %. v zemědělské praxi se však pohybuje podle různých autorů v rozmezí 0,1 aţ 2,5 % [Strašil08], krátkodobě i přes 5 %. Pro energetické účely jsou vhodné rostliny na horní hranici uvedeného rozsahu, patří k nim zejména tzv. C4 rostliny (kukuřice, čirok, tropické trávy). Historie ostatních obnovitelných zdrojů energie (OZE) je ve srovnání s biomasou relativně krátká, energii vody a větru vyuţívá lidstvo pouze několik tisíc let. Zcela zanedbatelná je potom historie ostatních zdrojů, které jsou dnes označovány za konvenční - stovky let u uhlí a 1 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
jen desítky let u jaderné energie. Ještě v 19. století byla přitom biomasa zdrojem dominantním, teprve ve 20. století začaly převaţovat fosilní zdroje. I v současnosti je však podíl biomasy vyšší neţ podíl ostatních obnovitelných zdrojů a jaderné energie. Rozvoj fytoenergetiky Rozvojem fytoenergetiky se začaly systematicky zabývat některé státy Evropy jiţ v osmdesátých letech minulého století. Hlavním impulsem byly stejně jako v případě ostatních obnovitelných zdrojů ropné krize. V rámci Evropy je dosud rozvoj nerovnoměrný, neexistuje stabilizovaný trh s biomasou jako energetickou komoditou. Nejdále pokročily v rozvoji fytoenergetiky Švédsko, Finsko, Dánsko a z nejbliţších sousedů Rakousko. V České republice, s výjimkou ojedinělých projektů v 80. letech, je rozvoj energetického vyuţívání biomasy spojen s nastartováním programů podpor v druhé polovině 90.let. Komise evropských společenství v oblasti energetiky vytyčila tři hlavní cíle konkurenceschopnost, udrţitelnost a bezpečnost dodávek. Biomasa pokrývala v EU v roce 2003 asi 4 % celkové spotřeby energie (69 mtoe). Potenciál do roku 2010 je téměř trojnásobný. Obnovitelná produkce biomasy odpovídající indikativním cílům podílu OZE na energetice by při správné zemědělské praxi neovlivnila domácí produkci potravin. Evropský akční plán pro biomasu předpokládá zvýšení vyuţití biomasy na více neţ dvojnásobek (150 mtoe) v roce 2010 nebo jen o něco později [COM]. Moţnosti vyuţití biomasy Výroba energie je jen jednou z moţností vyuţití biomasy. Primárně je například dřevo pouţíváno jako konstrukční materiál nebo surovina pro výrobu papíru a buničiny. Polní plodiny jsou primárně potravinami nebo slouţí jako krmivo pro zvířata. V současnosti lze část zemědělské produkce vyuţít pro energetické účely, například podle Zprávy NEK postačují v ČR 2/3 orné půdy pro zajištění potravinové bezpečnosti. Plodiny pro výrobu biopaliv pokrývají celosvětově asi 3 % výměry orné půdy, hlavní důvody pro růst cen potravin jsou však jiné, vliv biopaliv je odhadován asi na 10 %. Do budoucna se při rostoucím podílu biopaliv situace můţe změnit. Hlavní výhodou biomasy ve srovnání s jinými OZE je snadná akumulace a regulovatelnost výkonu podle aktuální potřeby. Rovněţ technologie pěstování a sklizně jsou dobře zvládnuté. Naproti tomu finanční náklady na produkci biomasy pro energetické vyuţití jsou v současnosti často vyšší neţ náklady na těţbu fosilních zdrojů. Vyvstává proto otázka, nakolik je biomasa výhodná z hlediska energetického - jaký je poměr výhřevnosti k energii vloţené do pěstování a sklizně. Energetický potenciál biomasy Biomasa v současné době tvoří přibliţně polovinu obnovitelné energie vyuţívané v zemích EU. Akční plán stanovuje opatření ke zvýšení rozvoje výroby energie z biomasy vytvořením trţně orientovaných pobídek zaměřených na její vyuţití a odstranění překáţek rozvoje trhu. Tímto způsobem hodlá EU sníţit závislost na fosilních palivech, redukovat mise skleníkových plynů a podpořit hospodářskou aktivitu ve venkovských oblastech [COM]. Podle směrnice 2001/77/ES Evropské unie byl pro ČR stanoven indikativní cíl podílu OZE na spotřebě elektrické energie v národním hospodářství ve výši 8 % v roce 2010. Rostlinná biomasa by se měla na zajištění tohoto cíle podílet asi ze dvou třetin. Pro splnění uvedených cílů byl vypracován Akční plán pro biomasu pro ČR na období 2009 - 2011, který byl 2 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
schválen vládou 12. 1. 2009 [Akcni]. Nová směrnice 2009/28/ES, kterou se ruší směrnice 2001/77/ES určuje pro ČR závazný cíl podílu OZE 13 % v roce 2020. Odhad energetického potenciálu je však poměrně sloţitý, výsledek závisí na celé řadě proměnných. Výsledky různých studií se často výrazně liší, viz obrázek dole.
Tab.1. Potenciál biomasy k energetickému vyuţití (zdroj: MŢP) podle [Vlk] Podle Zprávy NEK (tzv. Pačesovy komise) celkový teoretický potenciál biomasy ČR tvoří v dlouhodobém horizontu téměř 700 PJ energie ročně při vyuţití veškeré zemědělské půdy, ročního přírůstku dendromasy a vyuţití všech druhotných surovin. Technicky dostupný potenciál činí 276 PJ, zemědělská biomasa se podílí 194 PJ, lesní 50 PJ a zbytková 32 PJ. Současné vyuţití se pohybuje kolem 100 PJ, do roku 2020 se předpokládá zvýšení nad 200 PJ, další růst bude pomalejší, v roce 2050 je očekáváno vyčerpání technického potenciálu. Předpokládá se produkce 13 TWh elektřiny, pro výrobu tepla a biopaliv zbude k dispozici asi 150 PJ [NEK]. Výměra tis. ha vedlejší produkty plodin výkonné druhy trav celá nadzemní biomasa obilnin jednoleté energetické rostliny vytrvalé energetické rostliny rychle rostoucí dřeviny
280 160 400 xxx xxx xxx
Produkce tis. t
Náklady přímé Kč/t
800 aţ 900 110 4100 xxx xxx xxx
590 680 1500 1400 1250 1500
Tab.2. Potenciální produkce vybraných druhů zemědělské biomasy v ČR a výrobní náklady [StraŠim]
3 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
Výhřevnost biomasy při vlhkosti 5 % je pro většinu bylin kolem 15 MJ/kg, výhřevnost rychle rostoucích dřevin je o něco vyšší - kolem 17 MJ/kg. Při vyšší vlhkosti se výhřevnost biomasy sniţuje, praktická vlhkost spalované biomasy bývá obvykle v rozmezí 10 aţ 20 %. Štěpka je však často spalována bezprostředně po sklizni při obsahu vlhkosti kolem 50 % [StraŠim]. Výhřevnost vlhké štěpky můţe klesnout pod 10 MJ/kg, výhodnější je štěpku před spalováním alespoň částečně vysušit. Energetické rostliny Jako energetické plodiny je vyuţívána celá řada jednoletých a víceletých bylin nebo rychle rostoucí dřeviny pěstované na zemědělské půdě. Za energeticky vhodné rostliny lze povaţovat takové, jejichţ produkce suché biomasy činí minimálně 12 t/ha, z hlediska ekonomického je však nutné, aby produkce suché biomasy těchto rostlin činila alespoň 15 tun z ha [StraŠim]. V podmínkách České republiky jsou výnosy nad 12 t/ha vzácností. Vyšších výnosů lze dosáhnout jen na stanovištích dobře zásobených vodou a/nebo s pomocí průmyslových hnojiv. Problematice pěstování energetických plodin včetně rychle rostoucích dřevin se v České republice věnuje sdruţení CZ Biom. Rychle rostoucí dřeviny (RRD) jsou pěstovány na tzv. výmladkových plantáţích. Jedná se o relativně nový způsob pěstování zejména topolů a vrb. Vyuţívá se schopnosti vybraných dřevin obrůstat z ponechaných pařezů. Sama technologie výmladkových plantáţí je známa z minulosti, kdy podobným způsobem byly pěstovány například duby pro získávání dubové kůry na výrobu tříslovin pro činění kůţí. První sklizeň energetické plantáţe se předpokládá asi po 5 aţ 7 letech, následně je porost sklízen v intervalu 3 aţ 5 let. Ţivotnost plantáţe je obvykle uvaţována 20 aţ 30 let, v ideálních podmínkách nejvýše 50 let, neboli obvykle 5 aţ 7, nejvýše asi 15 sklizní [Weger, Seminar, Mallee]. Výnosy se na optimálních stanovištích v ČR pohybují kolem 12 aţ 15 t/ha sušiny[Weger]. Po 15 aţ 20 letech pěstování však výnosy výrazně klesají, obvykle je ekonomicky výhodnější plantáţ obnovit. Rentabilitu starší plantáţe je moţno částečně zvýšit prodlouţením intervalu mezi sklizněmi [Mallee] Faktory ovlivňující výnos Limitujícími faktory pro růst rostlin jsou sluneční záření, teplota, dostupnost ţivin a mnoţství sráţek respektive dostupnost vody. Pro kaţdou rostlinu existuje optimální rozpětí uvedených faktorů. V podmínkách České republiky lze však prohlásit, ţe zvýšení kteréhokoli parametru vede ke zvýšení produkce. Teplota a mnoţství slunečního záření jsou dány klimatickými podmínkami, ovlivnit lze pouze mnoţství vláhy a ţivin. Teplotní optimum většiny plodin pěstovaných v ČR je v rozmezí 20 aţ 25 °C. Kukuřice a některé tropické druhy trav doporučované jako energetické plodiny mají teplotní optimum vyšší, jejich výhodou je niţší potřeba vody a vyšší účinnost fotosyntézy, protoţe spotřebují méně energie na vlastní metabolismus [Špaldon]. V ČR jsou pro tyto rostliny vhodné podmínky jen na jiţní Moravě a v Polabské níţině, na ostatním území není jejich výhodnost jednoznačná. Pouţití hnojiv můţe při velkých dávkách zhoršit energetickou bilanci produkce biomasy, nehledě na další negativní dopady jako například uvolňování NH3 a NOX do ovzduší a do spodních i povrchových vod. Hlavním zdrojem dusíku v hnojivech je čpavek, při jehoţ výrobě reaguje metan se vzdušným dusíkem a vodní párou, jako vedlejší produkt se uvolňuje významné mnoţství CO2. Spotřeba energie na výrobu dusíkatých hnojiv je 82,5 MJ/kg.
4 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
Při pěstování energetických plodin jsou proto vybírány takové, které mají vysoké výnosy při minimálních nebo nulových vstupech [Biomass]. V ČR se pohybují výnosy zrna pšenice kolem 5 t/ha; úroveň hnojení je kolem 80 kg/ha čistého dusíku [CZSO]. Celkový výnos biomasy včetně slámy dosahuje aţ 10 t/ha, při pouţití speciálních plodin v optimálních podmínkách aţ 15 t/ha. Termín sklizně Z hlediska vyuţití pro spalování je důleţitý obsah vlhkosti v biomase. V době největšího přírůstku biomasy konci jara obsahují rostliny asi 60 aţ 70 % vlhkosti. Taková biomasa je vhodná pro výrobu bioplynu, pro případné spalování je nutno ji dosoušet. Většina energetických plodin však v době sklizně na podzim obsahuje kolem 50 % vlhkosti [Strašil03]. Obsah vlhkosti v obilninách v době sklizně je kolem 20 %. Ponechají-li se energetické rostliny na plantáţi přes zimu, obsah vlhkosti poklesne ve většině případů na 20 aţ 30 %, zároveň však poklesne o 25 aţ 40 % výnos. Proto je v závislosti na zamýšleném pouţití biomasy nutno v kaţdém jednotlivém případě hledat kompromis mezi termínem sklizně, obsahem vlhkosti a ztrátami fytomasy [Strašil03]. Energetická výnosnost pěstování biomasy Následující tabulka ilustruje skutečnost, ţe energetická výnosnost závisí na klimatických podmínkách, druhu pěstované biomasy, způsobu pěstování a sklizně. Soudobé technologie pěstování potravin jsou energeticky náročné, to je hlavním důvodem, proč přínos kapalných biopaliv první generace je z energetického hlediska sporný. Obecně lze pozorovat, ţe systémy s vyšším podílem ruční práce jsou obvykle výhodnější. Je však třeba upozornit, ţe není shoda ve způsobu, jak z energetického hlediska započítat lidskou práci. Lokalita EROEI zdroj poznámka Austrálie 64,1 [Mallee] ţivotnost plantáţe 50 let, včetně pěstování semen, celé rostliny včetně listů, sráţky 300 aţ 600 mm Blahovičník (Mallee) Austrálie 41,7 [Mallee] dtto, včetně dopravy 70 km Borovice (Pin. ponderosa) Arizona, USA 16,3 [Pinus] mechanizovaná sklizeň, prořezávky Borovice (Pin. ponderosa) Arizona, USA 10,4 [Pinus] dtto, včetně dopravy 80 km Řepka Německo 7,0 [Mallee] bez podrobností Kukuřice USA 8,4 [Pimentel] starověk, ţďárové zemědělství, plně ruční pěstování, monokultura Kukuřice USA 4,1 [Pimentel] středověk, s vyuţitím dobytka, monokultura Kukuřice USA 2,8 [Pimentel] pokročilá mechanizace, hnojiva, postřiky, monokultura Kukuřice USA 4,8 [Pimentel] pokročilá mechanizace, střídání plodin Switchgrass Nebraska, USA 30 [Schmer] vytrvalá monokultura Cukrová řepa UK 14,5 [Cropgen] Obilí UK 6,7 [Cropgen] jen zrno Kukuřice UK 11,3 [Cropgen] jen zrno Tritikale UK 14,1 [Cropgen] celé rostliny Pšenice ozimá CZ 3,37 [Strašil08] jen zrno Pšenice ozimá CZ 7,40 [Strašil08] celé rostliny Ječmen jarní CZ 7,58 [Strašil08] celé rostliny Rostlina Blahovičník (Mallee)
5 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
Řepka olejka Lnička setá Olejnička iberská Čirok (súdánská tráva) Čirok (súdánská tráva) Chrastice rákosovitá Chrastice rákosovitá Ozdobnice čínská
CZ CZ CZ CZ CZ CZ CZ CZ
6,66 8,97 8,90 14,6 15,2 11,7 10,5 21,5
[Strašil08] [Strašil08] [Strašil08] [Strašil99] [Strašil99] [Strašil99] [Strašil99] [Strašil99]
celé rostliny celé rostliny celé rostliny extenzivnější varianta intenzivnější varianta extenzivnější varianta intenzivnější varianta
Tab.3. Poměr získané energie k energii vloţené pro různé druhy biomasy Z porovnání hodnot v tabulce je zřetelné, ţe aplikace poznatků ze zahraničních studií naráţí na rozdíly v klimatických podmínkách a pouţívaných pěstebních postupech. V České republice jsou například výnosy obilovin výrazně niţší neţ v Británii. Je proto nutno zahraniční poznatky ověřovat v podmínkách ČR v různých pěstebních oblastech. Zahraniční studie se však shodují v poznatku, ţe k energeticky nejnáročnějším operacím patří sklizeň a doprava biomasy. Rovněţ podíl hnojiv je výrazný.
Obr.1. Energetické vstupy při pěstování biomasy [Mallee] Odpadní biomasa Energetickou bilanci (energetickou efektivnost, EROEI) vedlejších produktů a odpadní biomasy je obtíţné vyhodnocovat. Existují nejméně čtyři moţnosti, jak rozdělit energetické vstupy při větším počtu výstupních komodit [Cleveland]: přiřadit veškeré energetické vstupy hlavnímu produktu - ostatní jsou povaţovány za odpad, na jehoţ likvidaci by obvykle bylo třeba vydat další energii rozdělit energetické vstupy v poměru cen jednotlivých produktů - stejná energetická náročnost na Kč produkce 6 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
rozdělit energetické vstupy podle hmotnosti - stejná energetická náročnost na kilogram produkce rozdělit energetické vstupy v poměru výhřevnosti - stejná energetická náročnost na jednotku tepla Volba metody má rozhodující vliv na výsledek. Například při výrobě etanolu z obilovin lze vyuţít slámu k výrobě tepla a výpalky jako krmivo. Proto vykazují výsledky vyhodnocování EROEI kapalných biopaliv velký rozptyl zjištěných hodnot. Obdobná situace je v případě zbytkové biomasy po těţbě dřeva, slámy při pěstování obilí a řepky, ale i u dalších zdrojů odpadní biomasy. Je třeba upozornit, ţe energetická výnosnost procesu (poměr získané energii k energii vloţené - EROEI) není jediným měřítkem při hodnocení zdrojů energie. Při komplexním porovnávání zdrojů energie je třeba uvaţovat i ekologické (emise CO2), sociální (vliv na zaměstnanost) a další dopady. Energetická hodnota lidské práce Hlavní rozdíl lidské práce oproti strojům je, ţe k udrţení pracovní síly je nutný stálý přísun energie; totéţ platí pro zvířata. Při vyhodnocování energetické náročnosti lidské práce lze uvaţovat buď jen energetickou hodnotu potravy, případně zahrnout i energii potřebnou k produkci potravy. V extrémním případě lze zahrnout veškerou energii potřebnou k výrobě zboţí nakoupeného z mezd a platů, diskutuje se však otázka, jaká část výdajů souvisí s reprodukcí pracovní síly [Cleveland]. Metabolický výdej energie závisí na vykonávané činnosti, pohybuje se při dlouhodobé činnosti v rozsahu 100 aţ 250 W [http://www.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=2650, http://www.tzbinfo.cz/t.py?t=2&i=2470]. Pro doporučený energetický příjem v USA (asi 14 MJ/den) byla vyhodnocena celková spotřeba energie výrobu potravin na úrovni 5,6 MJ/h (téměř 1600W), jsou však velké rozdíly mezi různými pěstebními systémy, viz kukuřice v tabulce výše. Situace v ČR je jen mírně odlišná, energetický ekvivalent lidské práce stanovený na základě spotřeby energie na výrobu potravin je asi 2,3 MJ/h. Je však třeba vzít v úvahu, ţe člověk se od strojů výrazně odlišuje. Stroj existuje jen pro činnost, pro kterou byl navrţen. Naproti tomu člověk (veškerá ţivá i neţivá příroda) existuje nezávisle na průmyslové výrobě, byl tady podstatně dříve. Jedná se o zcela jiný úhel pohledu, ze kterého je primární člověk, který si k usnadnění ţivota vytvořil zemědělství, řemesla, obchod a následně průmysl. Otázka výše uvedeného způsobu zakalkulování lidské práce do energetických vstupů je z tohoto úhlu pohledu zcela chybná. Vhodnější by bylo uvaţovat pouze rozdíl mezi výdejem energie v klidu a výdejem energie při pracovní činnosti, rozdíl se obvykle pohybuje do 100 W. Všechny údaje ve výše uvedené tabulce se potom posouvají k vyšším hodnotám, výrazněji jsou přitom ovlivněny technologie s vysokým podílem lidské práce. Perspektivy Do budoucna lze očekávat, ţe biomasa bude kromě obvyklého vyuţití (potraviny, stavební konstrukce, krmivo...) vyuţívána ve větší míře neţ dosud jako surovina pro průmyslovou a chemickou výrobu, teprve odpady budou vyuţívány k produkci energie. V současnosti 7 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
probíhá intenzivní výzkum technologií komplexního vyuţití biomasy [Kuţel]. Předpokládané změny v určení produkce biomasy (z výroby energie na průmyslovou surovinu) mohou mít poměrně malý vliv na způsob pěstování, například plantáţe RRD lze vyuţít jako zdroj suroviny pro papírenskou výrobu jednoduše prodlouţením obmýtí (intervalu mezi sklizněmi).
Obr.2. Cyklické a lineární uţití biomasy Bude zřejmě nutno provést důkladné analýzy ţivotního cyklu komplexnějších systémů, aby bylo moţno rozhodnout, zda je výhodnější recyklace nebo lineární systémy materiálového vyuţití biomasy zakončené energetickým vyuţitím odpadu. Současné snahy přizpůsobit design výrobků a obalů moţnostem následné recyklace v tom případě budou nahrazeny takovými úpravami, které usnadní následné energetické vyuţití. Energetická náročnost těţby konvenčních energetických zdrojů vykazuje rostoucí tendenci. Ve většině prognóz je proto očekáván růst cen energetických surovin. Naproti tomu energetická náročnost těţby biomasy je stálá, v českých podmínkách můţe mírně poklesnout při zvětšení výměr plantáţí a vyuţití speciální sklizňové techniky, musí však být zachovány krátké dopravní vzdálenosti. V současnosti se cena energetické biomasy pohybuje v rozmezí 120 aţ 180 Kč/GJ, coţ je porovnatelné s cenou hnědého uhlí - asi 160 Kč/GJ. Vzhledem k výše uvedeným předpokladům lze očekávat, ţe během několika let bude biomasa plně konkurenceschopná [Weger]. Závěr Biomasa je celosvětově dosud nejvýznamnějším zdrojem energie po fosilních zdrojích. Rovněţ v České republice lze předpokládat, ţe v rámci obnovitelných zdrojů bude biomasa dominovat nejméně do konce příštího desetiletí. Potenciál biomasy je limitován jednak produkční schopností území a jednak jinými moţnostmi vyuţití biomasy, jejichţ rozvoj obvykle není v prognózách energetického potenciálu biomasy zahrnut. Oproti jiným obnovitelným zdrojům je výhodou biomasy snadná akumulace respektive moţnost sklízet ve zvoleném termínu, snadná regulovatelnost podle aktuální potřeby energie, ale často i moţnost vyuţít stávající zařízení určená pro fosilní paliva. V obnovitelném 8 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
energetickém mixu má biomasa významné místo mimo jiné při vyrovnávání produkce zdrojů zcela závislých na počasí - fotovoltaiky a větru.
Otázky 1. Specifikujte historii a rozvoj fytoenergetiky. 2. Osvětlete problematiku energetického potenciálu biomasy. 3. Specifikujte energetické rostliny a specifikujte pěstování energetických rostlin ve vašem regionu nebo okolí. 4. Specifikujte faktory ovlivňující výnos energetických rostlin.
Další zdroje [Akcni] Akční plán pro biomasu pro ČR na období 2009 - 2011. [Biom] Biom [online]. [Biomasa] Bechník, Bronislav. Biomasa - definice a členění. [Biomass] Biomass Energy Centre. [online]. [Cleveland] CLEVELAND, Cutler (Lead Author); Robert Costanza (Topic Editor). 2008. "Net energy analysis." In: Encyclopedia of Earth. Eds. Cutler J. Cleveland (Washington, D.C.: Environmental Information Coalition, National Council for Science and the Environment). [First published in the Encyclopedia of Earth September 14, 2006; Last revised August 22, 2008; Retrieved August 11, 2009]. [COM] COMMUNICATION FROM THE COMMISSION. Biomass action plan. COMMISSION OF THE EUROPEAN COMMUNITIES: Brussels, 7.12.2005. COM(2005) 628 final. [Cropgen] Assessment of the potential for crop-delivered biogas as an energy source in the EU, taking into account technical and environmental issues and socio-economic impact. CROPGEN Deliverable D30b. University of Southampton, 2007 [CZSO] Statistická ročenka České republiky 2008, [Kuţel] KUŢEL, Stanislav. Nové technologie zpracování biomasy. Přednáška na semináři Biomasa pro výrobu tepla. ECČB; České Budějovice, 2. 4. 2009. [Mallee] Hongwei WU, Qiang FU, Rick GILES, John BARTLE. Energy Balance of Mallee Biomass Production in Western Australia. In: Bioenergy Australia 2005 -"Biomass for Energy, the Environment and Society". Rydges, Melbourne 12 - 14 December 2005: Full paper, Peer Reviewed. [MŢP] Vyhláška MŢP č. 482/2005 o stanovení druhů, způsobu vyuţití a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z biomasy. [NEK] Zpráva Nezávislé odborné komise pro posouzení energetických potřeb České republiky v dlouhodobém časovém horizontu. Verze k oponentuře, 30.9.2008. [Pimentel] [PIMENTEL, David; PIMENTEL, Marcia; KARPENSTEIN-MACHAN, Marianne. Energy Use in Agriculture: an Overview. [Pinus] Fei PAN; Han-Sup HAN; Leonard R. JOHNSON; William J. ELLIOT. Net energy output from harvesting small-diameter trees using a mechanized system. In: Forest Products Journal, vol. 58, No. 1 and 2/2008. [Seminar] Seminář Biomasa pro výrobu tepla. [Schmer] M. R. SCHMER, K. P. VOGEL, R. B. MITCHELL, and R. K. PERRIN. Net energy of cellulosic ethanol from switchgrass. In: PNAS: vol. 105, no. 2, January 15, 2008. [Strašil03] STRAŠIL, Zdeněk. Energetické bilance vybraných netradičních energetických rostlin určených pro přímé spalování při různých termínech sklizně a systému dosoušení. In: Kalorimetrický seminář 2003, Suchá Rudná, 26. aţ 30. května 2003. Ostravská univerzita 2003. ISBN 80-7042-8369 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
8. [Strašil08] STRAŠIL, Zdeněk. Porovnání energetických bilancí a vyuţití globálního záření u vybraných zemědělských plodin a netradičních olejnin. In: 30. Mezinárodní český a slovenský kalorimetrický seminář, Roţnov p. Radh., 26. aţ 30. 5. 2008. Univerzita Pardubice, 2008. ISBN 97880-7395-079-8. [Strašil99] STRAŠIL, Zdeněk. Energetické bilance v rostlinné výrobě u vybraných alternativních plodin. In: Kalorimetrický seminář 1999, Ţelezná Ruda, 24. - 27. května 1999. Ostravská univerzita, 1999. [StraŠim] STRAŠIL, Zdeněk, ŠIMON, Josef: Stav a moţnosti vyuţití rostlinné biomasy v energetice ČR. Biom.cz [online]. 2009-04-20 [cit. 2009-08-11]. ISSN: 1801-2655. [Špaldon] ŠPALDON a kol. Rostlinná výroba. Praha: SNZL, 1984. [Vlk] VLK, Vladimír: Obnovitelné zdroje energie. Biom.cz [online]. 2009-03-25 [cit. 2009-08-29]. ISSN: 1801-2655. [Weger] WEGER, Jan: Topoly a vrby k energetickému uţití. Biom.cz [online]. 2009-08-10 [cit. 2009-08-12]. ISSN: 1801-2655
History and perspective of renewable energy sources - Biomass From point of view of energy balance every biomass is accumulated solar radiation. It is estimated that about 30 % of biomass is used as food and feed and 20 % is production of forest. Despite fossil fuels the biomass is the most significant energy source in the world. Recently it is not issue however in case of large expansion the energy use of biomass can compete with use as food and feed. In the Czech Republic it is assumed that the biomass will remain the most significant renewable energy source (RES) at least until the end of the next decade. Energy potential of biomass is limited by production ability of landscape on one hand and by other opportunities of use of biomass on other hand. Expansion of the other opportunities is usually not taken into account in energy predictions. Energy balance (EROEI) of biomass plantation strongly depends on proportion of use of heavy machinery and transportation distance. EROEI of spatial energy crops is better than that of food production. Although energy yield is highest when the biomass is harvested in summer the biomass harvested next year in spring contains much less moisture and thus is suitable for direct combustion. Compared to other RES the advantage of the biomass is easy accumulation or (if you like) possibility to harvest in desirable time, easy control of energy supply in accordance with actual demand. In most cases exploitation of equipment designed for fossil fuels is applicable. In renewable energy mix responsible position of biomass is (despite other potential) in balancing of production of sources that are fully dependent on weather – photovoltaic and wind.
10 PODPOŘENO GRANTEM Z ISLANDU, LICHTENŠTEJNSKA A NORSKA V RÁMCI FINANČNÍHO MECHANISMu EHP A NORSKÉHO FINANČNÍHO MECHANISMU.
