Andert David, Sladký Václav, Abrham Zdeněk. Lektoroval: Ing. Pavel Neuberger, Ph.D

Andert David, Sladký Václav, Abrham Zdeněk

Lektoroval: Ing. Pavel Neuberger, Ph.D.

V této publikaci byly použity výsledky výzkumných projektů Národní agentury pro zemědělský výzkum MZe ČR: QF 4179 Využití trav pro energetické účely QF 3153 Energetické využití odpadů z agrárního sektoru ve formě standardizovaných paliv Dále bylo použito výsledků výzkumného záměru: MZe-0002703101 Výzkum nových poznatků vědního oboru zemědělské technologie a technika a aplikace inovací oboru do zemědělství České republiky Tato publikace byla vydána na základě pokynu MZe ČR č.j.: 45414/2005-13020 ,,Odborná podpora poradenství, zaměřená na zákonné požadavky hospodaření a dobrý zemědělský a ekologický stav v oblasti využívání zemědělských technologických systémů“.

© Výzkumný ústav zemědělské techniky, Drnovská 507, 161 01 Praha 6 2006 ISBN 80-86884-19-8

2

Obsah: 1. Biomasa jako zdroj energie..........................................................................................................5 1.1 Historie a současnost..............................................................................................................5 1.2 Fotosyntéza a produkční schopnost rostlin ............................................................................6 1.3 Základní terminologie ............................................................................................................7 2. Základní fyzikální a mechanické vlastnosti pevných biopaliv ..................................................11 2.1 Charakteristika pevných biopaliv.........................................................................................12 2.2 Zvláštnosti vlastností pevných biopaliv...............................................................................16 3. Prostředky a technologie pro výrobu pevných biopaliv.............................................................18 3.1 Sklizeň suroviny a výroba paliv ze slámy............................................................................18 3.2 Posklizňové zpracování stébelnin ........................................................................................19 3.3 Zpracování dřevin na polínka a dřevní štěpku .....................................................................20 3.4 Dělená sklizeň dřevin z plantáží ..........................................................................................21 3.5 Briketovací a peletovací lisy ................................................................................................21 3.6 Výroba topných pelet z dřevin a stébelnin...........................................................................22 4. Normalizace a standardizace pevných biopaliv .........................................................................23 5. Spalování pevných biopaliv .......................................................................................................24 5.1 Technická hlediska používání pevných biopaliv .................................................................25 5.2 Kotle a topeniště na pevná biopaliva ...................................................................................25 5.3 Výroba elektřiny ..................................................................................................................29 5.4 Emisní limity........................................................................................................................31 5.5 Experimentální ověření spalovacích zařízení ......................................................................33 6. Hodnocení venkovských kotelen dálkového vytápění v ČR .....................................................35 7. Skladovací prostory na biopaliva...............................................................................................35 7.1 Zdravotní aspekty práce se štěpkou .....................................................................................36 8. Ekonomika biopaliv ze stébelnin ...............................................................................................37 8.1 Technologie a náklady na pěstování a sklizeň vybraných plodin........................................37 8.2 Ekonomika a konkurenceschopnost energetické produkce .................................................37 9. Přímé spalování stébelnin ..........................................................................................................40 9.1 Dusíkaté a další chemické látky v biopalivech ....................................................................40 10. Souhrn, závěr a perspektiva .....................................................................................................41 Příloha 1 ........................................................................................................................................43 Přehled výrobců a jejich produkce.............................................................................................43 Příloha 2 .........................................................................................................................................49 Technicko-ekonomické údaje vybraných souprav pro technické zajištění operací pěstování a sklizně energetických stébelnin ................................................................................................49 Náklady technologických operací: Plodina - Trvalé travní porosty .........................................51 Náklady technologických operací: Plodina - Trvalé travní porosty .........................................52 Náklady technologických operací: Plodina - Trvalé travní porosty .........................................53 Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Chrastice rákosovitá..............................54 Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Ozdobnice čínská ..................................55 Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Konopí seté ...........................................56 Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Triticale energ .......................................57 Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Šťovík krmný ........................................58 Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Křídlatka Bohemica ..............................59

3

4

Úvod vytápění obcí a více než 50 000 moderních kotlů na spalování dřevních polínek pro rodinné domky, realizaci několika velkých tepláren, které spalují biopaliva. Avšak více než 90 % vyrobených zařízení, zejména automatické kotle na spalování dřevních pelet stejně jako vyrobené pelety bylo vyvezeno. Naše spotřeba pelet, tohoto perspektivního paliva, se dá odhadovat na tisíce tun ročně, zatím co v okolních státech se jedná o statisíce tun. Tam ovšem, nahražují peletami drahá ušlechtilá paliva – my zatím ještě levné uhlí. Výzkumný ústav zemědělské techniky úspěšně pracuje v oblasti obnovitelných zdrojů energie, zejména tuhých, kapalných a plynných biopaliv již nejméně 20 let. V rámci restrukturalizace zemědělské výroby bude těžiště výroby a prvotního zpracování biopaliv na zemědělských závodech. Půjde o to, aby v rámci podstatných změn v zemědělské produkci nebyly zemědělci jen ztrátovými dodavateli laciných surovin, paliv, ale i spoluvlastníky a spoluprovozovateli výrobních závodů a energetických zařízení. Podrobnější znalost problematiky je proto nezbytná. Publikace je členěna do několika kapitol, které podrobněji pojednávaji o skutečných možnostech výroby biopaliv v ČR, jejich výrobě a zpracování, teorii spalování biopaliv včetně problematiky účinosti a emisí, ekonomických otázkách jejich výroby a využívání. Dále uvádějí přehled různých forem biopaliv a základních spotřebičů biopaliv.

Česká republika patří k několika málo státům, které mohou ještě stále využívat své nesmírné přírodní bohatství, tj. zásob fosilních paliv – relativně levného uhlí a nejsou tak zcela závislé na dovozu. Z toho důvodu se, kromě jiného, výrazně zpomaluje rozvoj využívání tzv. obnovitelných energií. Nemáme sice významné zásoby ropy nebo zemního plynu, ale přes intenzivní těžbu v posledních 40 letech, nám zůstává v zemi ještě bezmála polovina původního množství uhelných zásob, ovšem již mnohem obtížněji těžitelných. Podíl uhelných paliv na zajišťování energetických potřeb státu klesl z původních 80 % na cca 55 %. Uplatnila se jaderná energetika a podstatně vzrostl dovoz ušlechtilých paliv ropy a zemního plynu. Spotřeba energie však stále roste. S ohledem na situaci na světovém trhu fosilních paliv nelze předpokládat další razantnější zvyšování tohoto dovozu. Stejně tak se musí počítat s postupným útlumem těžby uhlí a růstem jeho ceny. Vedle nezbytných radikálních úspor všech druhů energie je třeba přistoupit k účinným opatřením, která by zajistila zvýšení využívání obnovitelných zdrojů energie (OZE). Problematice OZE bylo v posledních 20 až 30 letech věnováno hodně úsilí. Byly vydány desítky publikací, článků, uskutečněny semináře a dokonce vydána vládní usnesení, vyhlášky a zákony. Byla úspěšně vyřešena řada výzkumných úkolů, vznikly specializované výrobní závody na technická zařízení umožňující využívat biomasu k energetickým účelům. Jedná se zejména o techniku pro výrobu tepla a v poslední době i na výrobu elektřiny. Za úspěch je možno označit uplatnění venkovských výtopen centrálního

1. Biomasa jako zdroj energie energie jako je biomasa a živá síla, doplněné energií vody a větru, postupně nahrazovány novým fenoménem – fosilními palivy. Česká republika při těžbě uhlí ve výši cca 55 - 60 mil. tun ročně, má využitelné zásoby na 30 40 let. Vlastní ropa a zemní plyn kryjí sotva 1 % potřeby. Dnešní skutečné plýtvání energetickými zdroji jde nejen na účet budoucích generací, ale i na úkor životního prostředí současné generace. Český venkov byl historicky vždy energeticky téměř soběstačný. Po I. a hlavně po II. světové válce byla lidská a potahová síla postupně nahrazována stroji poháněnými ropnými palivy nebo elektřinou. Dřevo a stébelniny jako zdroj tepla byly nahrazovány levným hnědým uhlím. Naše vesnice se tak za inverzí v zimním období stávaly skutečnými plynovými komorami zahalenými do dýmu. Současný roční energetický potenciál biopaliv našeho venkova, odhadovaný na 5 – 7 mil. tun by již dnes mohl krýt veškeré potřeby v teple v sídlech do 10 000 obyvatel. Výhledově by mohla být část produkce

Fytomasa je organická hmota rostlinného původu, vznikající na Zemi fotosyntézou z CO2 v ovzduší, vody a minerálních látek a vázáním části dopadající energie ze Slunce. V palivech představuje nejdůležitější složku obnovitelných energií, které lidstvo může využívat ke krytí svých energetických potřeb. Dřevní hmota stromů a stébla jednoletých i víceletých rostlin mohou být po usušení a úpravě využívány jako ekologická náhrada některých druhů hnědého uhlí s výhřevností 12 až 16 MJ/kg. Objemem v biopalivech zcela převažují Využívání pevných biopaliv s výhřevností od 8 MJ/kg do 18 MJ/kg je mnohem víc rozšířené, než využívání biopaliv kapalných jako je etanol, bionafta a rostlinné oleje s výhřevností až 38 MJ/kg, či plynná biopaliva jako je dřevní plyn s výhřevností kolem 5 MJ/m3 či bioplyn s výhřevností kolem 22 MJ/m3.

1.1 Historie a současnost Lidé umí využívat oheň již více než 400 tisíce let. Teprve v posledních 250 letech byly obnovitelné zdroje

5

biopaliv uplatněna i na trhu paliv. Relativně levné hnědé uhlí, podílející se na energetickém zajištění republiky více než 50 %, umožňuje i levnou výrobu elektřiny a nepřímo tak plýtvání energií. Měrná spotřeba energie na jednotku výroby je u nás v porovnání s ostatními vyspělými státy Evropy více jak dvojnásobná. Situace se však postupně začíná měnit. Naši výrobci dodali na náš trh více než 50 tisíc speciálních dřevozplyňujících kotlů na dřevo s tepelným výkonem od 20 do 100 kW. Jsou určeny pro rodinné domky a menší objekty. U podniků dřevozpracujícího průmyslu a v obcích je v provozu řada kotlů na dřevní odpad a slámu s tepelným výkonem od 100 kW do 10 MW. V poslední době již podíl biopaliv v ČR stoupl z 0,5 % na cca 2 % (v některých evropských státech je to až 10 krát více). Přesto dál v lesích zůstávají (nebo se po těžbě částečně spalují) desítky mil. m3 dřevního odpadu. Piliny z pil se již na skládky nevyváží, ale na polních stozích hnije až 25 % sklizené slámy a další sláma obilovin a olejnin se po sklizni zrna s malým hnojivým efektem zaorává. Sláma jako hnojivo má cenu asi 250 Kč/t, jako palivo kolem 1000 Kč/t. Příčin, proč se u nás energetické využívání biopaliv nerozvíjelo dosud tak jako v sousedním Rakousku, Německu nebo Dánsku či Švédsku, je několik. Mezi hlavní patří: • neobjektivní ceny domácího hnědého uhlí, které je dodávané pod úrovní skutečných nákladů, bez reálného zatížení externalitami a ekologickými daněmi, • státem dotovaná plošná plynofikace a elektrické přímotopy, • značná rozmanitost forem biomasy a z ní plynoucí větší skladovací, dopravní i užívací náročnost při jejím využívání, • složitost zavádění nových technologií pěstování, sklizně, zpracování včetně sušení a tvarování – lisování, vyžadující značné přídavné investice, • nezbytnost investic do nových zařízení na spalování biopaliv, nebo alespoň doplňkových zařízení ke stávajícím kotlům, • neexistence trhu pevných biopaliv, • nedostatek finančních prostředků v zemědělství pro realizaci podnikatelských záměrů, • nízké daně k ochraně před emisemi, • nedostatečné podchycení celé oblasti využívání obnovitelných zdrojů v celostátní koncepci energetické politiky, která je stále určována uhelnými, elektrárenskými, plynovými a naftovými společnostmi, • konzervatismus většiny zemědělských podniků, jejichž vedení lpí na tradiční výrobě potravin, rušení přidružené výroby u zemědělských podniků, • nedostatek vyšlechtěných (nebo geneticky modifikovaných) speciálních, výkoných rostlin pro

využívání v energetice. Pokrokem je, že výzkumněvývojová základna, s podporou řady nevládních institucí i občanů připravila pro praxi řadu řešení, která v budoucnu určitě najdou široké uplatnění. Projevuje se to zejména v oblastech pěstování, sklizně, sušení, zpracování a spalování pevných, kapalných i plynných biopaliv. Bohužel, jejich uplatnění v praxi postupuje z výše uvedených důvodů velmi pomalu.

1.2 Fotosyntéza a produkční schopnost rostlin Fotosyntéza umožňuje rostlinám pomocí chlorofylu růst a ukládat do organických sloučenin – celulóz, cukrů, škrobů, ligninu, tuků a bílkovin - 0,5 až 6,5 % dopadající sluneční energie. U kulturních plodin se pohybuje využití sluneční energie asi do 2,5 %, u některých subtropických a tropických rostlin je schopnost využití sluneční energie vyšší. Do druhé skupiny budou patřit právě perspektivní energetické rostliny. Výnosy dnešních kulturních rostlin se u nás pohybují kolem 10 t suché hmoty po hektaru, u energetické křídlatky (Reynoutria bohemica), je to dnes již 15 t/ha, ale u starších porostů v optimálních podmínkách i 20 t/ha. A to nás genetické šlechtění ještě čeká. K těmto hodnotám se již dnes přibližují různé druhy šťovíků či rákosovitých travin. U dřevin – topolů a vrb se dosahuje v přepočtu na sušinu jen 10 – 15 t/ha/rok. Sláma řepky dosahuje 6 - 7 i více t/ha. Současné sklizňové technologie, stejné jako u obilovin, způsobují vysoké sklizňové ztráty (vysoké strniště, drť, propad), takže se prakticky sklízí pouze asi 3 t/ha. U lesního těžebního odpadu je to v průměru jen asi 2 t/ha. V USA byly už zkušebně dosaženy výnosy přes 60 t suché biomasy z hektaru hnojivově zavlažované plochy (u košikářské vrby a u prosa). Celoročně se váže do organické hmoty na zemi asi 100 miliard tun CO2, což je asi 1/7 obsahu CO2 v ovzduší a dalších 100 miliard pouze rostlinami proběhne jako energetický zdroj pro zachování jejich života. Veškerý CO2 vázaný v rostlinách se však opět dříve nebo později do ovzduší vrací – ať již spálením nebo tlením. Rostlinná hmota zetlí buď přímo nebo po průchodu přes živočichy, jimž tak předává část živin a energie. Průměrná perioda života rostlin, tvořených převážně stromy, je asi 10 let. Celkový potenciál organické hmoty rostlin na Zemi je asi desetinásobek ročního nárůstu a opětné likvidace hmoty. Část hmoty rostlin je energeticky nevyužitelná (kořeny, slabé větvičky, listy, jehličí) a tak lze počítat s tím, že využít lze cca 50 % ročně narostlé hmoty. I to však je 6 až 7 krát více, než lidstvo potřebuje ke krytí svých energetických potřeb. Asi 2 % narostlé organické hmoty se využívají k výživě lidí a zvířat a 1 % k průmyslovému zpracování (např. k výrobě papíru). K energetickým účelům se ve světě využívá asi 2 miliardy tun fytomasy, což kryje asi 10 % světové potřeby primární energie.

Jímání sluneční energie a produkce hmoty a kyslíku rostlinami lze popsat rovnicemi:

6

6 CO2 +12 H2 O + sluneční energie = C6 H12 O6 + 6 O2+6 H2 O (Biomasa: cukry, škroby, oleje, bílkoviny, lignin + nerostné látky) Výdej energie, vody a kysličníku uhličitého a vznik popele z rostlin při spalování:

C6 H12 O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2 O + popel + tepelná energie (Spaliny: kysličník uhličitý (uhelnatý) + voda + popel) Zjednodušený průběh rozkladu biomasy na bioplyn (metan a kysličník uhličitý)

C6 H12 O6 + tepelná energie = 3 CH4 + 3 CO2 Zjednodušený průběh katalytické syntézy bioetanolu ze zplynované biomasy:

6 CO + 3H2O = C2H5OH + 4CO2 6H2 + 2CO2 = C2H5OH + 3H2O (Technologie katalytické syntézy bioetanolu ze zplynované biomasy byla vyvinuta v USA). Tabulka 1: Vývoj struktury spotřeby energetických zdrojů na světě Zdroj Dřevo Zemědělské odpady Uhlí Ropa Zemní plyn Jaderná energie Vodní energie Solární a vítr CELKEM

Podíl (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)

Rok 1700 80 20 100

1800 75 20 5 100

1900 35 10 55 100

2000 5 5 25 25 20 10 8 2 100

Tabulka 2: Možný potenciál pevných fytopaliv v ČR, úroveň 2005 až 2010 Palivo zdroj Dřevo 40 % lesní těžby, zpracovatelský odpad Sláma obilovin (400 000 ha) 25 % ploch – (4 t/ha) Sláma řepky (300 000 ha) 100 % - (3 t/ha) Traviny (400 000 ha) 20 % ploch – 2 t/ha CELKEM (současný stav) Využitelný domovní odpad, dřevní šrot, papír, obaly Energetické rostliny (po roce 2010) (400 000 ha) Fytopaliva po roce 2010

ČR 1995 0,5 0 63,0 14,9 11,1 9,4 1,1 0 100,0

množství (t/r) 2 600 000 1 600 000 900 000 800 000 5 900 000

města i venkov ČR

6 000 000

až 10 t/ha

4 000 000

přibližně celkem

16 000 000

Poznámka: V přepočtu na energetickou hodnotu se jedná o cca 15 – 20 % všech paliv v ČR. Podle předpokladů by mohlo být po roce 2020 dosaženo roční spotřeby až 20 mil tun.

1.3 Základní terminologie zpracované formy. Podle skupenství se rozlišují pevné, kapalné a plynné formy zpracované biomasy. Do pojmu biomasa patří sice i suroviny živočišného původu, ale nezahrnují se do paliv, s výjimkou kafilerního tuku, který je možno zpracovat na bionaftu.

Biomasa Biomasa (fytomasa) je souhrnný název pro organickou hmotu v původní přírodní formě vznikající na základě fotosyntézy jímáním a transformací sluneční energie v rostlinách, jako jsou stromy, byliny, trávy, ale i vodní řasy a chaluhy. Z hlediska zpracování a energetického využití se rozlišuje dřevní a stébelnatá biomasa, původní a mechanicky nebo chemicky

Dřevní biomasa Dřevní hmota z lesní i jiné těžby (sady, parky,

7

aleje), kmeny i nekvalitní (palivové dřevo), větve, vršky, pařezy a kmínky z probírek. Vedlejší výrobky (odpady) z pil a dřevo-zpracovatelských podniků jako jsou piliny, krajinky, kůra, hobliny, odřezky z nekontaminovaného dřeva včetně nekontaminovaných dřevotřískových desek, překližek a obalů.

Dřevní palivo recyklované Upravené dřevo z demolic, stavebních přípravků – bednění, lešení, obalů – beden a bedniček, nábytku, desek, kontaminované i nekontaminované. Užívá se zpravidla v drceném stavu po vytřídění kování a plastů. Kontaminované je možno spalovat jen ve spalovnách.

Bioenergie Veškeré formy energie v teple, chladu, elektřině, vyrobené konverzí biomasy.

Dřevní prach Jemný spalitelný obrus při truhlářské výrobě a výrobě dřevotřískových nebo dřevopilinových desek, s vyloučením neekologických pojiv. Velikost částic 0,1 až 1 mm, obsah vody 6 až 10 %. Pro nebezpečí výbuchu je povoleno samostatné spalování jen ve speciálních hořácích a kotlích. V pevných palivech nemá překračovat podíl prachu 5%.

Briketa Biomasa ze dřevin nebo stébelnin, případně povolených přísad biologického původu (např. škrob, melasa) stlačená vysokým tlakem do tvaru plného hranolu nebo válce, nebo někdy se středovou odlehčovací dírou o vnějším průměru větším než 40 mm (25 mm), ale menším než 100 mm, s hustotou 600 až 1000 kg.m-3.

Dřevní polena Na l m (vyjímečně do 2 m) nakrácené a při větších průměrech podélně rozštípané kmeny a kmínky jehličňanů a listnáčů. V rovnaných tvarech objemová hmotnost 330 až 630 kg.rm-3. Pro spalování nemá být největší tlouštka upraveného polena větší než 10 až 15 cm. Před spalováním ve speciálních topeništích se doporučuje dosoušení v průvanu pod přístřeškem po dobu 1 až 2 let, aby se obsah vody ze cca 50 % snížil na méně než 30 % a výhřevnost zvýšila z cca 8 na cca 12 MJ.kg-1. Hmotnost jednoho kusu od 5 do 20 kg, výjimečně více.

Dřevní plyn Produkt nedokonalého spalování dřeva při omezeném přísunu vzduchu (kyslíku) tvořený převážně dusíkem (N) (asi 40%), oxidem uhelnatým (CO) (asi 20 %), s malým podílem metanu (CH4), vodíku (H2), oxidu uhličitého (CO2), aromatických uhlovodíků, dehtových par a vodní páry s relativně nízkou výhřevností 4 – 6 MJ.Nm-3. Odlišný je pyrolitický dřevní plyn, který se vyrábí suchou destilací bez přístupu vzduchu vnějším ohřevem dřevem naplněné retorty nebo parou. Má výhřevnost 11 až 16 MJ.m-3, ale ve zvláštních případech se dociluje výhřevností přes 18 MJ.Nm-3. Je to tehdá, pokud pyrolyza probíhá za vysokých teplot přes 1000o C a dochází i k rozkladu v surovině obsažené vody .

Dřevní polínka Palivové dřevo pořezané na délku 20 až 50 cm (výjimečně na větší délku), s průměrem od 3 do 10 cm. Výhřevnost po nejméně jednoletém vysoušení v průvanu pod střechou mezi 12 –14 MJ.kg-1. Objemová hmotnost u měkkého, rovnaného kusového dřeva je kolem 280 kg. rom-3, u tvrdého cca 450 kg.rm-3. Hustota dřeva je 500 až 750 kg.plm-3. Zvláštní formou jsou dřevní třísky o tloušťce 5 až 10 mm sloužící pro zapalování dřeva.

Dřevní olej Produkt rafinace kondenzovaného dřevního plynu, který obsahuje vedle vlastního dřevního oleje dehty, organické kyseliny a vodu. Kvalitnější dřevní olej s nízkým obsahem vody vzniká kondenzací dřevního plynu vyrobeného pyrolitickou destilací ze suchého dřeva. Je surovinou pro výrobu léčiv, pohonných hmot, kapalných paliv, surovin pro chemický a potravinářský průmysl (studené uzení) a kompostárenství (tvorba a stabilizace humusu). Neobsahuje síru. Hustota je kolem l 000 kg.m-3 a výhřevnost kolem 25 MJ.kg-1.

Dřevní peletky (pelety) Mechanicky velkým tlakem zpracovaná suchá, čistá dřevní drť, piliny se 6 – 12 % vody, s malým podílem dřevního prachu do tvaru válečků o průměru 6 až 20 mm s hustotou 900 až 1 400 kg.m-3. Sypná objemová hmotnost je kolem 600 kg.sm-3. Obsah popele v sušině 0,5 až 1,1 %. Povolený max. obsah znečišťujících látek, kůry a ekologického pojiva určen normou (do 2 %). Pro dobré sypné a skladové vlastnosti a vysokou koncentraci energie jsou určeny pro automatické kotle pro rodinné a menší obytné domy a lokální automatická kamna pro byty, mohou i doplňovat uhlí v kotelnách. Poměr průměru a délky by neměl být větší než 1 : 3.

Dřevní palivo Polena, polínka, dřevní štěpka, piliny, hobliny, odřezky, dřevní šrot (demolice, obaly), papír, ale i zbytky po chemickém zpracování dřeva (výluhy z celulózek) s výhřevností od 8 do 18 MJ.kg-1, objemovou hmotností od cca 50 kg.m-3 (suché hobliny z měkkého dřeva) až do cca 1 400 kg.m-3 (brikety a peletky) a obsahem vody od 6 –10 % (15 %) (brikety, peletky) do cca 55 % (surové dřevo, kůra).

Dřevní brikety Mechanicky velkým tlakem zpracovaná suchá dřevní drť, piliny a jemné hobliny (6 –12 % vody) do tvaru válečků, hranolů nebo šestistěnů, o průměru 40 až

8

100 mm, délky do 300 mm, s hustotou 600 až 1 200 kg.m-3. Výhřevnost 16,5 až 18,5 MJ.kg-1. Obsah popele v sušině 0,5 až 1,5 %. Povolený obsah znečišťujících látek a ekologického pojiva stanoven normou. Použití: do malých topenišť, lokálních kamen, kotlů a krbů s ručním přikládáním.

větru vystaveném místě klesá na cca 30 % a objemová hmotnost štěpky na 250 kg.m-3. Výhřevnost 8, resp. 12 MJ.kg-1. Doporučuje se jemný podíl vznikající při zpracování (např. listí, jehličí a slabé větvičky) vytřídit a rozhodit po lese. Dřevní štěpka z průmyslových odpadů Strojně zpracované zbytky průmyslového zpracování dřeva na délku 3 až 10 cm. Obsah vody u pilařských odpadů činí kolem 45 %, z truhlářské výroby kolem 15 %. Výhřevnost 9 – 10 MJ.kg-1, respekt. 15 – 16 MJ.kg-1.

Dřevní, slaměné, kůrové a papírové pakety Směsná, nahrubo drcená biomasa slisovaná středním tlakem (do 25 MPa) do tvaru válců o průměru do 150 mm a délky 300 až 500 mm, s objemovou hmotností kolem 0,3 kg.dm-3, obsahem vody do 18 %, výhřevností do 15 MJ.kg-1. Nejsou jednoznačným obchodním palivem, představují produkt technologické úpravy směsného paliva, výrobních zbytků a obalů ve skladech před topeništěm. Účelem úpravy je zvýšení koncentrace energie a úspora skladovacího prostoru. Jsou vhodné pro kotle s výkonem přes 500 kW jako energeticky podpůrné palivo.

Dřevní popel Anorganický podíl dřevních paliv po jejich spálení (min. při 550o C) s určitou příměsí nedopalu. S výjimkou dusíku obsahuje všechny anorganické látky využitelné k výživě rostlin. Složení: cca 50 % křemíku (SiO2), 30 až 35 % vápníku (CaO), 6 až 10 % drasla (K2O), 2,5 až 3,5 % fosforu (P2O5), stopy dusíku pouze v nedopalu, kterého bývá do 5 %, vody při delším skladování do 5 %. Teplota slepování částeček popele v topeništi je 1 100 až 1 200 oC, měknutí kolem 1 250 oC, tavení 1 300 až 1 500o C. Lepení a tečení podmiňuje zejména obsah křemíku, většinou cizího původu. Rozlišujeme rozhodující podíl bezproblémového popele podroštového a malý podíl lehkého popele úletového, který se zachycuje u větších topenišť v odlučovacích cyklonech a textilních filtrech. Ten může obsahovat stopy těžkých kovů a vyžadovat speciálního zacházení.

Dřevní piliny Drobné dřevní zbytky pilařské a truhlářské výroby. Rozměr částic od 1 do 3 mm, často s příměsí kůry a větších kousků dřeva, které se někdy vytřidˇují. Piliny ze suchého dřeva z truhlářské výroby mají obsah vody do 15 %, výhřevnost je 15 až 16 MJ.kg-1, piliny z pil mají obsah vody kolem 45 % a výhřevnost kolem 9 MJ.kg.-1. Objemová hmotnost sypaných, suchých pilin je kolem 120 kg.sm-3, u surových pilin kolem 150 kg.sm-3 a více. Pro spalování ve speciálních topeništích nebo jako surovina pro brikety a peletky.

Peletky ze stébelnin Mechanicky pod velkým tlakem zpracované suché, drcené stébelniny (sláma obilovin, olejnin, travin, energetických bylin, obsah vody 8 až 15 %), do tvaru válečků o průměru 6 až 20 mm, délky od 10 do 50 mm s hustotou 1 000 až 1 200 (vyjímečně 1 400) kg.m-3. Sypná hmotnost 550 až 600 kg.sm-3. Výhřevnost 16,5 až 17,5 MJ.kg-1 (ze slámy olejnin až 19 MJ.kg-1). Obsah popele 5 až 6 %. Povolený obsah znečišťujících látek a ekologického pojiva určí připravovaná norma. Použití jako palivo pro automatické kotle s tepelným výkonem přes 25 kW. V topeništích s nižším tepelným výkonem mohou vznikat potíže s odhoříváním, popelem a emisemi při spalování peletek s průměry většími než 6 mm.

Dřevní hobliny Suché zbytky z truhlářské výroby s obsahem vody do 15 %, měrná hmotnost kolem 50 kg.sm-3, výhřevnost kolem 15 MJ.kg.-1. Vhodné zapalovací palivo a surovina pro výrobu briket. Velmi jemné hoblinky z měkkého dřeva jsou cenným materiálem na podestýlku malých domácích zvířat. Dřevní štěpka Strojně nakrácená a naštípaná dřevní hmota na částice o délce od 3 do 50 mm, vyjímečně více. Podle druhu použitého stroje se rozlišují tři velikostní skupiny a podle obsahu vody také tři skupiny. Nejcennější je dřevní štěpka ze suchého dřeva bez kůry k výrobě papíru, celulózy a desek. Méně ceněnou je vlhká dřevní štěpka ze surových zbytků lesní těžby. Obdobná je štěpka z dřevin z plantáží. Běžná štěpka vzniká zpracováním zbytků kmenů na pilách. Kvalita štěpky se zvyšuje sušením, nejlépe provětráváním na roštech.

Brikety ze stébelnin Mechanicky pod velkým tlakem slisované suché drcené nebo na krátko řezané stébelniny (sláma obilovin, olejnin, travin a energetických bylin, semena plevelů s obsahem vody 8 až 14 %) do tvaru válečků, hranolů nebo šestistěnů o průměru 40 až 100 mm, délky do 300 mm s hustotou 600 až 1 200 kg.m-3. Výhřevnost 16,5 až 17,5 MJ.kg-1, ze slámy olejnin až 19 MJ.kg-1. Obsah popele 5 až 6 %. Příměsi a ekologické pojivo povoluje norma. Určení:pro kotle, krby a topeniště s ručním přikládáním o tepelném výkonu přes 25 kW.

Dřevní štěpka z odpadů lesní těžby Strojně zpracované těžební zbytky a kmínky z probírek na délku 50 mm, mimořádně až 250 mm. Obsah vody bezprostředně po těžbě je více než 55 %, u jehličí a listí až 80 %. Objemová hmotnost do 300 kg.m3. Obsah vody po sušení odpadů přes léto na slunném a

9

Kůra jako palivo Suchá kůra jehličnanů je součástí dřevních paliv, nebo se využívá samostatně po odkorňování. Je zpracována do briket, méně často na peletky. Výhřevnost s ohledem na obsah pryskyřic je až 20 MJ.kg-l, ale s ohledem na možné znečištění zeminou má vyšší obsah popele (až 6 %). Brikety a peletky kompozitní Mechanicky pod velkým tlakem zpracované suché, drcené substráty s převahou dřevní nebo stébelnaté hmoty s přídavkem normou stanoveného uhelného prachu s nízkým obsahem síry, vápenného prachu, papíru a ekologických pojiv (škrobu, melasy). Vody 8 až 15 %, výhřevnost do 22 MJ.kg-1. Průměr do 6 až 20 mm a délka do 50 mm. Obsah popele do 8 %. Perspektivní tvarovaná kombinovaná biopaliva pro univerzální použití v automatických kotlích vyššího tepelného výkonu. Obr. 1: Přepočty objemů dřeva

Balíky stébelnin Nízkotlaké s měrnou hmotností kolem 60 kg.m-3 a hmotností kusu 3 až 10 kg, vysokotlaké s měrnou hmotností kolem 120 kg.m-3 a hmotností kusu 10 až 20 kg, obří válcové s měrnou hmotností kolem 110 kg.m-3 a hmotností kusu 200 až 300 kg, obří hranolové s měrnou hmotností kolem 150 kg.m-3 a hmotností kusu 300 až 500 kg. V návaznosti na danou kotelnu a její manipulační zařízení je třeba dodržovat sjednané rozměry balíků.

Popel ze stébelnin Je anorganický zbytek po spálení slámy a energetických stébelnin s příměsí několika procent nedopalu (kolínka stébel). Podíl podroštového, nezávadného popele a létavého popílku, který obsahuje těžké kovy může být až 3 : l, což za kotli s tepelným výkonem přes 50 kW vyžaduje použití odlučovačů. Proti dřevnímu popelu má vyšší obsah drasla a křemíku ( 4555 %). To podmiňuje nižší hodnoty lepení, tavení a tečení popele (860 – 1000 oC). Spolu s vyšším podílem popelovin v sušině stébelnin (6 až 14 %) tak vznikají problémy při spalování některých plodin (např. Amarantus) s nalepováním popelovin na vyzdívku topenišť. Doporučuje se oddělené zplyňování v předtopeništi za nižších teplot. Problémy s popelem ze stébelnin způsobují i příměsi zeminy, zejména písku a jílu.

Hustota Poměr mezi hmotností vzorku ( např. kg) a jeho objemem (např. m3) – bez vzduchových mezer. Např. u pelet Objemová hmotnost Poměr mezi hmotností vzorku paliva ( např. kg) a jeho objemem (např. m3). V dřevařské praxi se rozlišují: pevný m3 , plnometr (plm) tvořený samotnou hmotu paliva (např. poleno) bez vzduchových mezer, ( Všude jinde mimo u dřeva je hustota) rovnaný m3 (rm) tvořený hmotou rovnaného paliva (polen, briket) a vzduchovými mezerami, sypaný m3 (sm) tvořený volně nasypanou dřevní štěpkou, peletami, briketami nebo polínky a vzduchovými mezerami. Rozlišují se objemové hmotnosti biopaliv v surovém (zeleném), zavadlém a suchém stavu.

Spalné teplo paliva Je celkové množství tepla (kJ) ve vzorku (1g) absolutně suchého paliva po úplném spálení vzorku v kyslíkovém kalorimetru a ochlazení spalin na výchozí teplotu. Běžně se používají následující jednotky: kJ.g-1 = MJ.kg-1 = GJ. t-1. Rozlišujeme spalné teplo původního vzorku bezvodého (v hmotnosti je zahrnut i popel) a spalné teplo hořlaviny (vztaženo pouze na hmotnost hořlaviny bez popela). Výhřevnost paliva Celkové množství tepla (v kJ) na jednotku daného vzorku paliva (1 g) s daným obsahem vody po úplném spálení při atmosferickém tlaku 0,1 MPa, jestliže ze vzorku při spálení odpařená voda a voda ze spáleného vodíku ze vzorku zůstanou ve formě vodní páry a odchází se spalinami. Běžně se udává v MJ.kg-l, nebo v

10

GJ.t-l nebo v kWh.kg-l. Stanoví se také výpočtem ze spalného tepla určeného v kalorimetru odečtením tepla, které odchází ve známém množství vody ve formě páry, nebo podle empirického vzorce ze spalného tepla a obsahu vody: Výhřevnost dřeva jehličnanů = 19,2 - 0,21642 x % vody [MJ.kg-l] Výhřevnost dřeva listnáčů = 19,0 - 0,21442 x % vody [MJ.kg-l]

Obsah vody - vlhkost Termín používaný v bioenergetice. Podíl vody v procentech (%) na celkové hmotnosti vzorku paliva. Hranice obsahu vody pro využitelnost biopaliva je 50 %, max. 55 % vody. Odlišuje se od termínu vlhkost dřeva, užívaného v dřevozpracujícím (truhlářském) průmyslu, kde procento vlhkosti představuje poměr obsahu vody k sušině vzorku. Obsah 50 % vody dle energetiků odpovídá tak 100 % vlhkosti vzorku dle truhlářů.

Tabulka 3: Přepočet vlhkosti Podíl vody [kg] 0 10 20 30 40 50 60 70 80

Podíl dřeva sušiny [kg] 100 90 80 70 60 50 40 30 20

Vlhkost paliva v energetice [%] = 0 = 10 = 20 = 30 = 40 = 50 = 60 = 70 = 80

Proto je nutno vždy přesně znát, o jaké vyjadřování obsahu vody se jedná. V dalším textu budeme vždy používat energetické vyjadřování obsahu vody. V závislosti na technologii výroby a typu dřevozpracujícího závodu se obsah vody v dřevní hmotě pohybuje v širokém rozmezí, a to od 7 až 60 %. Obsah vody se až dosud stanovil vysoušením vzorku při teplotě 105o C po dobu 24 hodin, kdy ale dochází k určité nepřesnosti únikem části těkavých hořlavin. Nově se zavádějí elektronické metody přímého stanovení obsahu vody.

Vlhkost paliva dřevařská [%] = 0 = 11 = 25 = 43 = 67 = 100 = 150 = 230 = 400

Podíl vody [kg] 0 11 25 43 67 100 150 230 400

Podíl dřeva sušiny [kg] 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Obsah prchavých látek Podíl prchavých hořlavých látek, uvolňovaných při teplotě nad 200oC v topeništi z hořlaviny biopaliv činí 75 % až 85 % hmotnosti suchého paliva. Má výrazný vliv na vytváření dlouhého plamene ze spalovaných biopaliv a tak na konstrukci a provoz topeniště, velikost dohořívacího prostoru a systém přívodu primárního, sekundárního a terciálního vzduchu, kvalitu hoření a tvorbu emisí.

2. Základní fyzikální a mechanické vlastnosti pevných biopaliv Tabulka 4: Složení sušiny přírodního dřeva Podle druhu hmoty Podle prvků Celuloza < 50 % Uhlík 50 % Hemiceluloza < 25 % Kyslík 43 % Lignin <25 % Vodík 6 % Extrakty < 5 % Dusík >1 % Popeloviny < 1 % Halogeny ppm Těžké kovy ppm

Pevná biopaliva mají podle druhu, původu, místa a doby sklizně nebo způsobů zpracování desítky různých forem, rozmanitou strukturu, velký rozsah obsahu vody, spalného tepla a výhřevnosti. Většinou na ně ještě nejsou vypracovány normy, což ztěžuje jejich umístění na trhu paliv a jednání mezi výrobcem a odběratelem. V ČR se uplatňují jen normy na dřevní pelety a brikety z Rakouska (a jejich doplněné znění z Německa). Rovněž se využívají rakouské směrnice týkající se energetické dřevní štěpky. Je to dáno tím , že více než 95 % naší výroby do těchto zemí vyváží. Základní kvalifikaci pevných biopaliv je možno soustředit do několika skupin a s nimi pak dále pracovat a uvažovat ve výrobních, dopravních, skladovacích i topenářských projektech.

Za pozornost stojí vedle uhlíku a kyslíku i obsah vodíku, který s kyslíkem v plameni vytváří vodu, resp.

11

vodní páru. Z 1 kg vodíku vzniká bezmála 9 kg vody. 1 kg vody odnáší ve spalinách 2,44 MJ tepla. Proto kondenzační kotle, které dokáží toto unikající teplo využít se začínají objevovat i v oblasti spalování biopaliv. Tabulka 5: Vlastnosti pevných biopaliv, obsah vody, výhřevnost, popel Vlastnosti Obsah vody Výhřevnost Obsah popele Palivo (%) (MJ/kg) (%) rozsah převlád. rozsah převlád. rozsah převlád. Dřevní štěpka 20 - 55 40 5 -13 9 0,5 - 2 0,8 Kůra čerstvá 40 - 65 55 4 -10 7 0,5 - 5 1,5 Sláma řepky 15 - 25 17 13 -17 14 3 - 10 5 Rašelina surová 45 - 55 50 8 - 11 10 0,5 - 4 3 Domovní odpad 10 - 50 25 4 -15 9 10 - 50 25 Dřevo, polena 20 - 30 25 12 -15 13 0,5 - 2 0,7 Dřevo, obaly, 10 - 15 13 15 -17 16 0,5 - 2 0,7 truhlář. odpad Tabulka 6: Složení pevných paliv s obsahem vody do 15 % Obsah zplyňujících Palivo látek v sušině (%) C Sláma 75-80 44 Dřevo 70-75 43 Dřevní uhlí 23-25 71 Rašelina 70-75 47 Uhlí hnědé 47-57 58 Uhlí černé 24-28 73 Koks 4-6 80

O 35 37 11 32 18 5 2

Obsah prvků (%) H N 5 0,5 5 0,1 3 0,1 5 0,8 5 1,4 4 1,4 2 0,5

Teplota měknutí popele (°C) 900 850 750 900 650 900 900

S 0,1 0,0 0,0 0,3 2,0 1,0 0,8

Cl 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

2.1 Charakteristika pevných biopaliv Dřevní palivo ve formě polen a polínek stále převažuje ve vytápění rodinných domků a farem. V Rakousku, Bavorsku a Skandinávii jejich podíl na celkovém množství fytopaliv dosahuje až 70 %. Také v ČR se s rozvojem dřevozplyňujících kotlů opět stále více používá polínkových forem paliva. Odhaduje se, že u nás je v provozu kolem 60 000 dřevozplyňujících kotlů s roční spotřebou až 15 plm polen na kotel a rok, což představuje roční spotřebu 900 000 plm polenového dřeva, tj. zhruba 0,6 mil. tun fytopaliva.

Pevná fytopaliva se vyskytují v několika formách, které se od sebe liší v mnoha základních znacích s ohledem na strukturu, obsah vody, výhřevnost, tvary, stupeň znečištění, obsah popele atd. Stupeň obtížnosti jejich zpracování a úprav i využívání je různý, stejně jako ceny a užitečné hodnoty. Optimalizace využívání různých biopaliv vyžaduje často zajištění kompromisu mezi vlastnostmi paliv a topenišť. U dřevních paliv se rozlišují polena a polínka, kůra, průmyslová a energetická štěpka, piliny a hobliny, lesní štěpka, štěpka z rychle rostoucích dřevin, dřevní šrot a peletky a brikety. U paliv ze stébelnin se rozlišují malé a obří válcové a hranolové balíky, řezanka, brikety a pelety. Určité rozdíly jsou mezi stébly obilnin a olejnin (slabé stonky) a stébly tlustostébelnatých rostlin (konopí, miscantus, slunečnice, topinambury a křídlatka a další) s ohledem na náročnost pořezu, obsah vody i dobu sklizně.

Zdroje polenového dřeva Hlavní zdroje polenového dřeva je nutno hledat přímo v lesní těžbě a prvotním ošetření vytěžených klád, kdy se vylučují sortimenty nevhodné pro zpracování na pilách, dále při péči o les (odstraňování souší, probírky), při ošetřování parků, sadů, alejí apod. Původní norma na palivové dříví omezovala jen podíl nahnilého dřeva do 10 % a nová norma zatím není. Lze předpokládat, že bude přísnější. Cena palivového dřeva ve formě polen a polínek se s ohledem na stupeň zpracování pohybuje od 400 do 900 Kč/plm, při čemž měkká dřeva jsou lacinější

Palivové dřevo, polena, polínka

12

než tvrdá. Dražší jsou rovněž připravená a balená polínka jako hotové palivo pro dřevozplyňující kotle. Nejdražší je pytlované kusové dřevo u benzinových čerpadel, v přepočtu až několik tisíc korun za tunu.

Energie v 1 kg paliva [MJ]

Obsah vody Obsah vody je velmi významný především s ohledem na přepravní náklady (Kč/tkm) a výhřevnost dřevního paliva. V právě vytěženém dřevě se obsah vody pohybuje od 50 do cca 60 % (dřevo z prořezávek topolů a vrb z plantáží). Pro potřeby spalování by měl být tento vysoký obsah co nejrychleji snížen na 25-30 %, protože jen dřevo s nižším obsahem vody než 30 % je vhodné pro spalování. V dřevozplyňujících kotlích se vyžaduje ještě nižší obsah do 20 % vody. Jen takové dřevo nedehtuje (při dodržení minimální teploty vratné vody topného okruhu) a má dobrou výhřevnost, nehledě na nebezpečí postupného znehodnocování. Doba pro potřebné snížení obsahu vody z cca 50 % na 30 % trvá u neštípaných polen a klád minimálně dva roky, u štípaných polen více než rok. Nakrácená a pro konečné použití zpracovaná polínka dosýchají pod střechou v průvanu nejméně půl roku. Stejně dlouho dosýchá těžební odpad v lese přes léto na slunných a větru vystavených místech. Pěstební zásady vyžadují, aby těžební odpad zůstal v lese tak dlouho, až odpadne listí a jehličí a slabé větvičky se ulámou při manipulaci. Lesáci propagují názor, že v lese má zůstat vše co je slabší než 4 cm. Požadavek snížení obsahu vody pro spalování dřeva má i svá negativa. S ohledem na dobu sušení musí mít rodinný domek vlastně dvouletou zásobu paliva, což představuje 30 až 35 plm, které se sice dají dobře uskladnit pod střechou v původních venkovských usedlostech s nevyužitými stodolami, ale již mnohem obtížněji u rodinných domků vilového typu. Problém jistě vyřeší trh se dřevem na topení, plynulost a jistota dodávek a později přechod na komprimované formy paliv, o které se ve velkém budou starat včetně skladování specializované podniky. Sušení polenového dřeva usnadňuje podélné rozštípání polen na tloušťku max. 15 cm, uložení do hrádí kůrou nahoru, zakrytí proti dešti a vystavení větru nebo průvanu. Také od země by měla být uložená polena vzdálena nejméně 40 cm.

20

20

18

18

16

16

14

14

12

12

10

10

8

8

6

6

4

4

2

2

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 100

Vlhkost paliva [%]

Obr. 2: Vliv vlhkosti paliva na výhřevnost

Průmyslová dřevní štěpka Průmyslová štěpka se odlišuje od lesní štěpky z lesní těžby i od štěpek z dřevního šrotu nebo štěpek z obalů. Jedná se o nakrácené zbytky (odřezky, krajinky). Je to vedlejší výrobek základního dřevozpracujícího průmyslu – pil. Pokud se vyrábí z odkorněného dřeva lepší jakosti je sama velmi cenným materiálem, který je škoda spalovat. Zpravidla je ji možno lépe zpeněžit v dalším zpracovatelském průmyslu – celulózkách nebo v průmyslu dřevních desek. Pokud obsahuje kůru používá se pro spalování. Nejkvalitnější štěpku poskytují suché truhlářské odpady, které se však zpravidla na trh nedostanou, neboť je využívají samotné podniky, ve kterých vznikly. Měly by se pro svou kvalitu používat přednostně k výrobě peletek. Obsah vody v průmyslové štěpce Podle zdroje suroviny pro tuto štěpku kolísá i obsah vody. U pil nemívá méně než 40 % - zpravidla i více, i když proces štěpkování krajinek a odřezků vytváří okamžitě podmínky pro určité vysoušení. Pro spalování se průmyslová štěpka využívá bez dodatečného sušení jen ve velkých topeništích s tepelným výkonem nad 2 MW. Tyto kotle jsou vybaveny dlouhými rošty se schopností palivo před zapálením dosušit. Pro topeniště s nižšími výkony je vždy lepší využívat průmyslovou štěpku – zpravidla s pilinami a s obsahem vody pod 40 % případně až pod 30 %. Toho se dosahuje buď aktivním provětráváním na deponiích (pod střechou) nebo až těsně před kotlem aktivním provětráváním

Velikost kusového dřeva na topení Palivové dřevo se prodává na rovnané metry (rm) v délkách ponejvíce 1 m (výjimečně 2 m). Dřevozplyňující kotle vyžadují polínka do délky většinou 0,3 m až 0,5 m, existují však kotle i na metrová polena, která se však při průměrech větších než 15 cm podélně štípou. Některé lesní závody produkují i polínka pro venkovské sporáky, lokání kamna a krby o délce 20 až 30 cm a o hmotnosti kousku 0,3 až 1 kg, prodávané v ohradových paletách nebo pytlích (dříve i v kolech). Přidávání těchto paliv do kotlů a topenišť je v naprosté většině ruční. Palivo se skladuje mimo dům, ne ve vlhkém sklepě.

13

Energie v 1 kg sušiny paliva [MJ] (počítáno na konstantní objem)

Obsah popele U palivového dřeva je obsah popele od 0,5 % (smrk) do 1 % (dub, buk). U velmi znečištěné kůry může dosáhnout obsah popele v porovnání se sušinou paliva až 6 – 8 %. S ohledem na obsah křemíku, vápníku, drasla a fosforu je popel ze dřeva dobrým minerálním hnojivem a hodí se pro přímé hnojení nebo do kompostu.

vzduchem ohřátým ve spalinovém výměníku za kotlem nebo přímo odcházejícími spalinami. V každém případě je výhodnější sušit palivo před topeništěm než v něm a to s ohledem na tepelné ztráty, které vznikají odvodem tepla ve spalinách odpařenou vodou a na problémy s případnou kondenzací spalin. Pro malé spotřebiče v rodinných domech (do 25 kW) se průmyslová štěpka nehodí. Je hlavně pro její nestejnorodost a kolísavý obsah vody, které vedou k nerovnoměrnému odhořívání a často i nepřijatelným emisím. Dále jsou to velké nároky na skladovací prostor, V některých zemích je dokonce v malých kotlích (do 25 kW) ve městech spalování průmyslové štěpky úředně zakázáno. Pro potřeby trhu s palivy se průmyslová štěpka třídí do skupin podle velikostní struktury a podle obsahu vody. V Rakousku jsou to velikostní skupiny do 20 mm, 30 mm a 60 mm štěpky. Obsah vody do 20 a 30 %.

sušárnách, do kterých se vhánějí spaliny z topeniště, vytápěného jinak nevyužitelným a vytříděným odpadem. Pro spalování v běžných kotlích je výhodné alespoň snížit obsah vody v pilinách pod 30 % podobně jako se děje u průmyslové štěpky. Například je to provětráváním (postačují děrovaným plechem kryté kanálky nebo děrované trubky pro přívod sušícího vzduchu) za pěkného počasí, kdy relativní vlhkost vzduchu klesá pod 65 %. Při trvalém provětrávání, které nemusí být zvlášť nákladné, může klesnout obsah vody i pod 20 %, což výrazně zvýší výhřevnost pilin. Vháněný vzduch odnímá pilinám 1-2 g vody na 1 m3 vzduchu a podle množství pilin je možno snadno vypočítat potřebnou dobu dosušení. Velikost pilin od katru se pohybuje od cca 3 do 5 mm. To způsobuje poněkud větší odpor pronikajícímu vzduchu než štěpka a proto při výškách hromady pilin přes 2 ( 4) m se doporučuje ventilátor s pracovním tlakem 300 až 600 Pa.

Znečištění průmyslové štěpky Obsah nečistot zhoršující kvalitu štěpky je dvojího druhu. Jednak je to prvotní znečištění zejména kůry na manipulačních plochách, jednak znečištění chemií v procesu výroby zboží, například nábytkových materiálů. Podle druhu těchto znečišťujících látek se považuje štěpka buď za ekologicky nezávadnou, nebo za odpad, který nesmí být spalován v normálních topeništích, ale buď jenom skládkován jako skutečný odpad nebo spalován jen ve vyhrazených spalovnách většinou za vyšších teplot (přes 12000 C), často s přídavkem zemního plynu nebo topného oleje.

Znečištění pilin U prvotního zpracování je velmi malé, u druhotního truhlářského může docházet ke kontaminaci pojivy aldehydového charakteru, což by vylučovalo běžné energetické použití. K většímu znečištění může docházet u brusných prachů, do kterých se mohou dostat mikročástice brusných nástrojů. Záležitost v budoucnu budou řešit analytické rozbory v případě, že tyto suroviny budou využívány k výrobě peletek nebo briket a tudíž určeny pro trh. Popele u pilin z měkkého dřeva je asi 0,5-1 % , u tvrdého dřeva 1-2 %. Štěpka lesní a z rychle rostoucích dřevin Podle zásad správného hospodaření v lesích by se štěpka z těžebního odpadu, probírek a prořezávek měla vyrábět co nejblíže k místu původní těžby a to až po určité době, kdy vegetační orgány, listy, jehličí zcela zaschnou a odpadnou. Využívané palivo by mělo ztratit alespoň polovinu původně obsažené vody. V lese by mělo zůstat vše, co obsahuje nejvíce živin- listy, jehličí, slabé větvičky. Určitě by se v lese neměly ponechávat partie, které mohou dobře posloužit jako palivo- silnější větve, vršky, křivé odřezky, a to ani ve formě štěpky. To samé platí i pro plantáže rychle rostoucích dřevin, kde mohou nastat problémy u vrb s poměrně slabými výhonky, ale i topoly mají asi 20 % vegetačních orgánů, které by měly být ponechány na plantáži. Pokud se dřeviny sklízí v době vegetačního klidu, je situace s obsahem vody příznivější.

Obsah popele průmyslové štěpky Obsah popele průmyslové štěpky se pohybuje od 0,8 % do cca 2,5 % podle stupně znečištění. Popel z normálních výtopen na štěpku se nepovažuje za odpad, ale za minerální hnojivo. Piliny, hobliny, dřevní prach Piliny představují vedle odřezků největší odpad při zpracování klád na prkna, hranoly a trámy v podnicích prvotního zpracování dřeva. Hodí se na palivo nebo po usušení jako surovina na výrobu briket či peletek. Ještě nedávno se hodně pilin skládkovalo spolu s kůrou. Hobliny, piliny a prach z truhlářské výroby mají v porovnání s pilinami z pil menší objemovou hmotnost, ale mají zpravidla malý obsah vody a jsou výborným palivem a surovinou pro peletky a brikety.

Obsah vody lesních štěpek Při štěpkování zbytků těžby v čerstvém stavu se jedná o relativně největší hmotnostní podíl zpracování, protože materiál může obsahovat průměru až 60 % vody, stejně tak topoly a vrby v období plné vegetace. Naštěstí většina odběratelů ani majitelů lesa netrvá na tom, dostat okamžitě čerstvou dřevní štěpku v tomto stavu z místa těžby. Tak je možno využít letního období a ponechat surovinu na slunném a větrném místě, aby za několik měsíců proschla. Obsah vody na podzim může dosahovat

Obsah vody v pilinách Obsah vody se pohybuje u pilin z pil od 40 % do 55 %. Obsah vody se v procesu skladování (bez provětrávání) jen nepatrně snižuje a proto jsou piliny velice náchylné k mikrobionální degradaci a hnití. Pro výrobu dřevních briket a pelet jsou však piliny nejvhodnějším materiálem, protože se nemusí drtit a šrotovat jako jiné suroviny. Musí se však většinou dosti intenzivně a náročně sušit, nejlépe v bubnových

14

již jenom 30 % i méně. Další dosýchání je možno zajistit už ve skladech, které jsou vybaveny roštovým dosoušecím zařízením. Pro tento účel se velmi dobře osvědčily prázdné velkokapacitní seníky, které jsou ještě většinou vybaveny dosoušecími ventilátory, i když dlouhodobý průvan při skladování do výšky 2 -3 metrů postačuje. S ohledem na rovnovážnou vlhkost vzduchu a obsah vody ve štěpce je možno při relativní vlhkosti vzduchu pod 65 % dosušit štěpku provětráváními pod 20 %.

a i určité množství plastů, které se po sešrotování musí vytřídit. Nový zdroj dřevního šrotu by po zpracování mohl sloužit přímo ke spalování nebo jako surovina pro výrobu peletek a briket, při čemž se nevylučuje kombinace se suchými pilinami nebo kůrou nebo dokonce s kvalitním uhelným prachem. Efektivní úroveň takové výroby je daná výkonností linky min. 1 tuny tržního paliva za hodinu. Znečištění dřevního šrotu U stavebního dříví je znečištění značné a proto se tento zdroj musí zpracovávat odděleně. U nábytkového šrotu starší výroby z masivního dřeva zpravidla znečištění není, u novějšího nábytku vyrobeného s lisovaných a lepených desek se znečištění chemií zcela nedá vyloučit. U bedniček na ovoce je skromná kontaminace plasty (nálepky) a kovovými sponkami. Popele je u stavebního dříví 4-12 %, u přepravek 1-2 %.

Velikost částic lesní štěpky Podle typu použitého štěpkovacího stroje převažuje v lesní štěpce vždy rozměr odpovídající danému systému. Bubnové štěpkovačky s poměrně velkým počtem nožů vytvářejí štěpku s délkou částic do 20 mm, kolové se dvěma noži do 40-50 mm a šnekové – opět podle typu použitého šneku až do 80 mm. Optimální délka energetické štěpky pro kotle s tepelným výkon nad 0,5 MW by se měla pohybovat kolem 5 cm. U kotlů s nižším výkonem a také s plnícími šnekovými dopravníky relativně malého průměru musí být štěpka jemnější. Problémem u všech typů štěpkovaček zůstává, že propouštějí nepořezané slabé větvičky. Tyto do štěpky nepatří protože způsobují problémy a vytváří klenby při skladování a manipulaci v zásobníkách a dopravních cestách. Další vývoj štěpkovacích strojů povede určitě k řešení, které bude separovat do lesa jemnější nebo slabé podíly štěpkování.

Dřevní brikety a peletky Jsou to suchá tvarovaná paliva s různým stupněm komprimace vyráběná pracovním tlakem od 20 do 100 MPa na různých typech pístových, šnekových a protlačovacích lisů. Lisy jsou poháněny mechanicky nebo hydraulicky a mají výkonnost od cca 50 kg do 5000 kg za hodinu, s měrnou spotřebou energie 50-100 kWh/t. Ze všech fytopaliv mají největší výhřevnost – 16 až 18 MJ/kg a největší hustotu hmoty i energie. Rozměry u peletek se uvádějí od průměru 6 mm do 20 (40) mm, u briket od 40 mm do 100 mm. Existují však i méně stlačené polobrikety – pakety. Jsou vyráběny zejména ze stébelnin, kůry i drceného papíru s průměrem do 15 cm. Ty jsou určené spíše pro velké kotle a znamenají úsporu skladovacích prostorů a nákladů na dopravu. Všechny peletky a brikety by měly být podle norem některých států EU vyrobeny z čistého přírodního dřeva, nebo kůry i s příměsí např. stébelnin do 20 %, s malým přídavkem přírodního pojiva (do 2 % melasy, mouky). Vyrábějí se rovněž peletky i brikety výhradně ze stébelnin, i s přídavkem uhelného nebo vápenného prachu pro zvýšení výhřevnosti a omezení nežádoucích vlastností popele. Hustota se pohybuje od 800 do 1500 kg/m3 (vyšší hodnota je stále častější). Sypná hmotnost nerovnaných briket nebo peletek nyní dosahuje ponejvíce 600 kg/m3, což je asi trojnásobek sypné hmotnosti suché štěpky a pětinásobek sypné hmotnosti suchých pilin nebo drcené kůry. Zatímco brikety jsou určeny především k ručnímu přikládání do kamen, krbů, kotlů v rodinných domech, peletky jsou určeny výhradně k mechanickému, automatickému přikládání. Topeniště mají výkon od několika kW tepelného výkonu (lokální pokojová kamna) až do několika MW (výtopny a teplárny). Běžné je využívání pro automatické kotle na vytápění rodinných domů. Základním požadavkem na peletky je kromě čistoty původu a měrné hmotnosti sypatelnost za každých okolností a ve všech manipulačních a

Znečištění lesních štěpek Při přibližování vytěžených stromů k odvětvovačům a na manipulační místa se na větvích zachycuje zemina, která však v procesu zpracování i později při předsoušení a štěpkování většinou odpadne, takže znečištění štěpky nepřesahuje snesitelnou míru. Obsah popele u lesních štěpek je tak poněkud vyšší (u jehličnanů 1-2 % a 2 - 2,5 % u listnáčů.). Dřevní šrot – staré dřevo Původně se za dřevní šrot považovalo jen dřevo ze stavebních demolic, použitého stavebního bednění, nábytku, železničních pražců, sloupů telefonního vedení, které bylo více nebo méně vždy kontaminováno. V některých zemích s poměrně velkým využitím dřevních paliv s dostatkem kvalitního přírodního paliva, jako je např. Rakousko je zákonem omezeno dřevní šrot (z demolic, nábytku) spalovat v běžných výtopnách a topeništích. Může se spalovat jen ve spalovnách komunálního odpadu. Přídavek dřevního šrotu zajišťuje potřebné vysoké teploty. Objevují se však zcela nové zdroje dřevního šrotu, který nemusí být kontaminován, protože se vyrábí z přírodního dřeva jako například přepravní bedničky a palety na ovoce, různé obaly. V Praze jde např.o několik tisíc tun energeticky přijatelného paliva z vyřazených dřevěných přepravek na ovoce za rok, jehož tepelná hodnota je vysoká, protože se jedná o zcela suché palivo. Nedostatkem je, že obsahuje kovový spojovací materiál

15

zásobníkových zařízeních. Pelety nesmí vytvářet blokující klenby, jaké často vznikají u štěpky v důsledku promísení s nepořezanými větvičkami. Pelety také nesmí ztrácet soudržnost ani při desetinásobné manipulaci a vznikající prach při manipulaci nemá přesáhnout 5 % celkové hmotnosti. Není také dovoleno jakékoliv znečištění cizorodými látkami. Největší položkou výrobní ceny briket a peletek jsou náklady na surovinu a na její sušení (přes 50 %), náklady na energii (18 až 23 %), dále pak jsou to náklady odpisy a opravy zařízení a budov a mzdy. Prvním předpokladem efektivní výroby je nepřetržitý celoroční provoz briketárny, levná surovina a levný způsob sušení. Minimální výkonnost briketárny je proto 1 tuna za hodinu při 24 hodinách nasazení za den, čili tří až čtyřsměnný provoz, jak o tom svědčí zkušenosti peletáren a briketáren v ČR i zahraničí.

sklizňovými stroji. Zvláštní postavení bude mít konopí seté, protože jeho hlavní účel je využití v textilním a papírenském případně potravinářském průmyslu a jenom dřevní podíl - pazdeří se může využívat energeticky. Všechny tyto plodiny se liší od potravinářských tím, že jsou pěstovány pro výnos hmoty a ne pro výnos živin. Obsah vody energetických stébelnin Každá bylina během svého růstu obsahuje nejméně 80 % vody. Tento obsah v procesu dozrávání a po jeho skončení a odumření nadzemní stébelnaté části postupně klesá až asi na 20 %, případně i méně . Zralé stébelniny ponechané za příznivého počasí na řádku mohou během tří dnů ztratit vodu až na cca 15 %. To zcela vyhovuje pro sklizeň i skladování včetně následného slisování do balíků nebo i zpracování například do briket. Ukázalo se však, že nejlepším stébelnatým palivem je palivo vymoklé a znovu usušené. V dánských výtopnách se sláma šedivá, ale suchá, cení více než sláma krásně žlutá – nevymoklá. Souvisí to s nutností zbavit se rozpustných organických sloučenin obsahujících chlor, draslík, fosfor i dusík. Vymoknutím se snižuje i obsah popele, zvyšuje výhřevnost, protože ve stébelninách zůstává jen část křemíku, vápníku a draslíku, které do popele přecházejí.

Palivová sláma, palivová obilní hmota a energetické byliny V rozvinutých zemích postačuje k výživě obyvatelstva pouze část celkové výměry zemědělské půdy – přibližně 60 - 70 %. Úbytek počtu chovaných hospodářských zvířat z podobných důvodů uvolňuje další půdu, respektive část úrody pro nepotravinářské využití. Především se jedná o přebytečnou slámu obilovin a olejnin, jejíž přebytky se již dříve na polích zaorávaly nebo později nechávaly shnít v polních stozích. Z agronomického hlediska je možné energeticky využít bez nebezpečí snížení úrodnosti půdy a tedy snížení organických složek v půdě veškerou slámu olejnin a 25 až 50 % slámy obilnin. Například Dánsko považuje 50 % spalování slámy za možné. K tomu je třeba zásadně zdůraznit, že i po sklizni cca 4 tun slámy z hektaru zůstává na poli minimálně stejné množství ve formě kořenového systému, strniště a mezi strniště propadlých stébel, které nebyly sklízečem sebrány. Tyto zbytky se dostanou do půdy a pokud se jim dostane dusíkatého přídavku, dostatečně zajistí potřebné množství organické látky pro udržení obsahu humusu v půdě. Dalším přídavkem je zelené hnojení a produkty bioplynových stanic a samozřejmě i statková hnojiva. Za cenu slámy (600 až 1000 Kč/t) použité k energetickému využití je možno získat do půdy podstatně větší množství jiných, účinnějších hnojiv. Kromě slámy, posklizňového produktu, však může zemědělství poskytovat zcela nové zdroje energie, např. ve formě účelově pěstovaného energetického obilí. Pro spalování se může využívat směs slámy a zrna (sklizeň řezačkou). Protože zde dochází k problémům s hlodavci při skladování, je výhodnější sklizeň kombajnem a oddělené spalování slámy ve větších kotlích a zrna pak zvlášť - jako peletek. V úvahu přichází rovněž řada dalších bylin, jako je rákosina miscantus, rdesnovina křídlatka, krmný šťovík a další, z nichž některé se teprve ověřují nebo dosud nejsou na území ČR povoleny. Jejich hlavní přednosti jsou, že dosahují vysoké výnosy a dají se sklízet v relativně suchém stavu běžnými zemědělskými

Velikost částic stébelnin Velikost jednotlivých částic stébelnin je daná druhem stébelniny a délkou řezu sklízečem. Obiloviny mají stébla tlustá jen několik milimetrů, konopí, křídlatka, šťovík až několik centimetrů. Některá stébla jsou dutá (rákos), některá plná (topinambur). Délka stébel je různá podle plodiny, u obilí 1-2 m, u konopí 2,5-3 m – stejně tak u křídlatky nebo šťovíku. Nakrácení délek je dáno sklizňovým strojem. Při sklizni obilí sklízecí řezačkou na stojato má řezanka délku kolem 5 mm, při sklizni lisem s řezacím ústrojím kolem 500 mm a bez řezacího ústrojí mohou stébla v balíku dosahovat až původní délky. Jen konopí pro textilní účely vyžaduje zvláštní technologii, při které se stébla při sklizni sečením na řádek krátí pouze na 500-600 mm, protože kratší délky již nevyhovují zpracování v tírnách, delší nevyhovují při sběru sklízecím lisem. Při zpracování stébelnin do briket je nutno zajistit jejich další krácení případně drcení nebo šrotování na délku kratší než 50 mm (podle druhu lisu a průměru brikety). Úplné podrcení na 2 až max. 3 mm vyžadují peletovací lisy. Samotný mikroskopický prach se pro peletování nehodí, peletky nejsou vnitřně zaklínovány a ztrácejí pevnost.

2.2 Zvláštnosti vlastností pevných biopaliv Obsah kyslíku. Biopaliva (nedávno ještě živá biomasa) se při porovnání s fosilním palivem (ležícím miliony let v podzemí) vyznačují vysokým stupněm okysličení, tj. obsahem kyslíku a tím sníženou výhřevností, ale s lepším prohoříváním spalných plynů a nižšími emisemi.

16

Vysoký podíl těkavých látek (70 až 80 %), které snadno zplyňujících při teplotách přes 200°C. Tato základní odlišnost biopaliv (od pevných fosilních paliv), musí být zohledněna při jejich spalování dostatečným prostorem v topeništích. Dále jsou nutné dostatečné prostory k zajištění prohoření vznikajícího velkého množství spalných plynů. Biopaliva předávají teplo především konvekcí - stykem vyhořelých spalin s tělesem výměníku. Koks a dřevní uhlí obsahují jen 5 % těkavých látek a při hoření předávají teplo především sáláním tepla ze žhnoucího paliva. Proto jsou kostrukce topeniště kotle pro obě tyto skupiny paliv naprosto rozdílná. Hnědé uhlí tvoří přechod mezi klasickými fosilními palivy (koksem a černým uhlím) a biopalivy (dřevem) pro svůj také relativně vysoký podíl zplyňujících látek (50 %). Proto se také kotle na hnědé uhlí snáze a lépe

přizpůsobují spalování biopaliv nebo ke společnému spalování biopaliv a hnědého uhlí než kotle na koks nebo černé uhlí. Topeniště na koks nebo černé uhlí musí být při přechodu na spalování biopaliv doplněny předtopeništěm zajišťujícím zplyňování biopaliva a prohoření spalných plynů před výměníkem, kterým se kotel vlastně stal. Předtopeniště se však doporučují i pro kotle na hnědé uhlí. Nižší měrná objemová hmotnost je další odlišnou základní fyzikální hodnotou biopaliv, která se pohybuje od cca 40 kg/m3 sypaného nejlehčího paliva (suchých pilin, řezané slámy) až do cca 700 kg/m3 u nejvíce slisovaných briket a pelet. Hustota samotné peletky je až 1 300 kg/m3.

Tabulka 7: Přepočty jednotek objemů dřeva

plm rm sm

Pevné dřevo

Složené dřevo

plnometr-pevný metr (plm) 1 0,7 0,41

prostorový metr (rm) 1,43 1 0,59

Tabulka 8: Objemové hmotnosti paliv ze slámy Měrná hmotnost Stav paliva (kg/m3) Sláma řezaná 40 - 60 Nízkotlaké balíky standardní 60 - 80 Vysokotlaké balíky standardní 80 - 120 Obří balíky válcové 60 - 90 Obří balíky kvádrové 80 – 160 Brikety (sypná hmotnost) 350 - 600 Pelety, granule (sypná hmotnost) 300 - 550

Štěpkované (drcené) dřevo sypný metr (sm) 2,43 1,7 1

Hmotnost kusu (kg/ks) 0,0 5 10 350 400 0,5 - 1 0,01

Způsob manipulace mechanicky ručně i mechanicky ručně i mechanicky jen mechanicky jen mechanicky ručně i mechanicky ručně i mechanicky

Poznámka: Pelety a granule do průměru 20 mm. Brikety průměr 40 – 90 mm Tabulka 9: Objemové hmotnosti paliv ze dřeva Stav paliva Hobliny Piliny, prach Štěpka (dle vlhkosti) Polínka 30-50 cm Polena 100 cm měkká Polena 100 cm tvrdá Brikety (sypná hmotnost) Pelety (sypná hmotnost)

Sypná měrná obj. hmotnost (kg/m3) 40 - 60 120 – 180 180 – 260 250 – 500 300 – 550 420 – 630 400 – 650 350 – 600

17

Hmotnost kusu (kg/ks) 0,01 0 0,02 – 0,1 1–3 10 – 20 15 – 30 1–2 0,02

Způsob manipulace ručně i mechanicky mechanicky mechanicky ručně ručně i mechanicky ručně i mechanicky ručně i mechanicky mechanicky

Tabulka 10: Orientační údaje základních vlastností pevných biopaliv Hustota Palivo - stav, forma sušiny (kg/m3 hmoty (kg/m3) Polena, jehličnany 410 820 Polena, listnáče 580 1 160 Kůra, volná, čerstvá 160 320 Průmyslová štěpka 170 340 Štěpka suchá 170 210 Krajinky vázané 300 600 Piliny 120 240 Dřevní pelety, brikety 495 550 Lesní štěpka jehličnany 175 250 Lesní štěpka listnáče 225 320 Tyčovina, jehličnany 300 429 Těžební odpad, větve 40 80 Probírky, listnáče 80 160 Topoly, štěpka 160 355 Sláma: řezanka 50 60 Sláma: kvádrové balíky 120 140 Sláma: válcové balíky 85 100 Sláma a zrno: kvádrové 160 190 balíky Sláma a zrno: válcové 120 140 balíky Sláma: brikety, pelety 450 500

Vody (%) 50 50 50 50 20 50 50 10 30 30 30 50 50 55 15 15 15

Výhřevnost (MJ/kg) (MJ/m3) 8,1 6 660 8,1 9 396 8,1 2 592 8,1 2 772 14,4 3 024 8,1 4 860 8,1 1 944 16,6 9 108 12,3 3 060 12,3 3 960 12,3 5 293 8,1 648 8,1 1 296 7,1 2 520 14,4 936 14,4 2 160 14,4 1 548

15

14,4

2 952

15

14,4

2 160

10

16,6

8 280

3. Prostředky a technologie pro výrobu pevných biopaliv spalování slámy: Sběrací vozy, (doporučuje se použití řezacího ústrojí) o ložném obsahu 40 – 70 m3 se skladováním sklizené slámy většinou do polních stohů pomocí stohařů nebo do krytých skladů s mechanickým manipulačním zařízením. Doprava z pole je výhodná cca do 2 km. Řezačky závěsné nebo samojízdné upravující materiál do formy snadno manipulovatelné řezanky, jako vhodné formy pro každé následující tvarové zpracování. Na poli vyrobená řezanka se odváží velkoobjemovými vozy a skladuje buď ve stozích pomocí pneumatických dopravníků nebo ve skladech s vhodnou manipulační technikou. Doprava je ekonomická do 2 km. Sběrací lisy na lisování stébelnin do standardních malých balíků o hmotnosti 5 –10 kg, přičemž se vyrobené balíky zpravidla dopravují od lisu na tažený nebo vedle jedoucí dopravní prostředek. Skladování je pod střechou s ruční manipulací, nebo s použitím různých typů dopravníků, event. drapákových jeřábů. Tato technologie je však na ústupu, nepodařilo se zatím ani vyvinout kotle na jejich přijatelné spalování. Sběrací lisy na obří válcové nebo kvádrové balíky s hmotností od 250 do 400 kg, které se jednotlivě nebo skupinově odkládají na pozemek a následně mechanizovaně nakládají na dopravní prostředky.

Technologie pro zpracování biopaliv do forem přijatelných pro spalování se rozdělují podle základních hledisek: • dle původu, druhu a struktury paliva, - sláma a stébelniny - dřevo • dle obsahu vody na počátku zpracování a na počátku spalování, • dle systému dopravy paliva a výkonnosti určeného kotle. Z uvedeného vyplývá veliká variabilita metod sklizně a zpracování pevných biopaliv.

3.1 Sklizeň suroviny a výroba paliv ze slámy Sláma obilovin, řepky a dalších stébelnin se sklízí pro energetické účely v létě po sklizni zrna a to výhradně z řádků položených za sklízecí mlátičkou nebo žacím strojem na relativně vysoké strniště, umožňující proschnutí stébelnin během několika dnů pěkného počasí. Stébelniny se sklízí při vlhkosti 15 – 20 %. Pro účely spalování se více hodí vymoklá, ale suchá sláma. Má snížený obsah minerálií (např. chloru, dusíku, drasla) a tím i množství popele a sníženou agresivitu spalin. Technologie sklizně s ohledem na zpracování a

18

Uskladňují se pod střechou nebo ve stohu, který se pak přikrývá řezankou ze slámy nebo se zakryje folií. Technologie obřích balíků začíná v současné době převládat, neboť je vysoce výkonná (až 3 ha za hodinu) a balíky se mohou ekonomicky přepravovat až do vzdálenosti cca 50 km. Na rozdíl od ostatních forem při skladování zabírají zlomek prostoru. Vyhovují i pro spalování ve větších zařízeních. Samojízdné sklizňové stroje se v současné době kromě tažených sklizňových strojů na stébelniny vyvíjejí a ověřují s cílem dosáhnout vyšší kulturnosti práce a vyšší výkon. Kromě toho se objevují i stroje, které některé energetické plodiny, například celou rostlinu Triticale (sláma i zrno) sklízejí nastojato. Porost musí být však bez zelených plevelů a zcela zralý. Sklízecí řezačka s peletovacím lisem je výjimečný kombinovaný stroj, umožňující výrobu topných slaměných pelet přímo na poli. Výkonnost je kolem 5 t za hodinu. Podmínkou jeho efektivního využívání je maximální využití během sklizní stébelnin a lisu i během roku jako stacionárního zařízení, protože pořizovací cena je zatím vysoká. Systém však přináší mnoho provozních výhod, především při větší přepravní vzdálenosti podstatnou úsporu dopravních nákladů. Dále též úsporu části skladovacího prostoru a následně automatizaci přikládání a provozu kotlů bez zbytečných technologických mezičlánků.

Obr. 4: Sklizeň energetického Miscanthu v březnu samojízdnou řezačkou Upravené samojízdné sklízecí řezačky jsou přechodem ke speciálním strojům na sklizeň polního dříví z plantáží vrb a topolů, které jsou schopné sklízet s vhodnými adaptéry až do průměru kmínku 8 – 10 cm s výkonem až 1 ha/h, tj. cca 50 t/h.

Obr. 5: Upravená sklízecí řezačka JAGUAR při sklizni energetických topolů Přímé náklady na pěstování a sklizeň energetických dřevin včetně štěpkování z plantáží a dosušení venkovním vzduchem na roštech dosahují 1 800 až 2 000 Kč/t suché hmoty. Zvláštní technologií je sklizeň pozdě dozrávajících stébelnin až na jaře a sklizeň rákosovin v zimě na umrzlém, před tím za normálního stavu málo únosném, nepřístupném terénu.

Obr. 3: Přímá sklizeň čistého a suchého porostu energetického Triticale sklízecím, samojízdným lisem. Po výměně žacího stolu sběračem může stroj sklízet suché stébelniny ze řádku. Výkonnost kolem 10 ha/směnu. Náklady na sklizeň stébelnin sběracími vozy nebo lisy se pohybují okolo 200 Kč/t, u řezaček kolem 350 Kč/t. Podrobnější údaje jsou pro vybrané operace uplatňující se při pěstování a sklizni energetických stébelnin uvedeny v příloze 2.

3.2 Posklizňové zpracování stébelnin Posklizňové ošetření u stébelnin (ale i surové dřevní stěpky) se zpravidla omezuje jen na uskladnění pod střechou na roštech se zajištěním provětrávání skladu přirozeným průvanem. V kotelnách přes 200 kW tepelného výkonu se obří balíky různým zařízením rozpojují na volnou slámu. Ve velkých topeništích se dříve vkládaly obří balíky do topeniště celé a teprve tam se samovolně nebo mechanicky rozpojovaly. V současné době se obří balíky před topeništěm hydraulicky rozpojují na plásty 15 až 20 cm tlusté nebo se rozpojují

.

19

rotačním frézovacím zařízením. Sláma se dále může v samostatné zpracovatelské lince briketovat nebo peletovat, často s přídavkem dalších vhodných aditiv jako je škrob, melasa atp. Tomu nezbytně předchází řezání a šrotování slámy. Tyto operace zvyšují náklady na palivo více než dvojnásobně. K úsporám potom dochází tím, že odpadá sušení, snižují se náklady na manipulaci, dopravu a skladování a je umožněna automatizace provozu kotle. Hnědé pelety. Nově se za zcela perspektivní považuje zpracování slámy a dalších komponentů včetně například rašeliny, drcené kůry, suchých odpadů potravinářského průmyslu nebo i uhelného prachu do silnějších topných pelet tmavých, určených pro velké kotelny, výtopny a dokonce uhelné elektrárny. Tyto pelety je možno už ekonomicky převážet i na dopravní vzdálenosti, které jsou pro balíkovanou slámu nebo dřevní štěpku nepřijatelné.

Obr. 6: Peletovací lis na drcené stébelniny a piliny TL 700

Tabulka 11: Orientační výkonové parametry peletovacího lisu TL 700 Parametr

Jednotka

Čtyři lisovací rolny

Tři lisovací rolny

Tři lisovací rolny

Průměr otvorů

mm

5

20

8

Výkon

kg/h

5 400

1 800

max. 1200

Příkon

kW

75

75

75

Složení směsi

Napařená směs: pokrutiny 3%, pšenice 47%, ječmen 47%, MVKA3 3% Hustota 547 kg/m3

Drcená sláma 30%, drcené granulované úsušky 20%, tekutiny 5%, šrotované obilí 45%

Lisovaná surovina

Drcené a sušené piliny obsah vody 12-14 % Hustota 600 kg/m3

finanční situaci a spotřebitelům pevných paliv poskytnou ekologické palivo za přijatelnou cenu. Optimální je, pokud se v místních podmínkách zájmy výrobců i odběratelů paliva a tepla vertikálně spojují v jednotný organizačně-ekonomický útvar. Za výhodné se považuje, když výrobce biopaliva provozuje i kotelnu.

3.3 Zpracování dřevin na polínka a dřevní štěpku Polena a polínka přestavují ve světě přibližně 70 % spotřebovávaného palivového dříví. Připravují se běžným těžebním postupem lesního hospodářství, na který navazuje konečná fáze kombinovanými řezacími a štípacími stroji, případně se konečná forma těchto paliv dokončuje ručně. Tato nejlevnější paliva jsou určena pro málo nákladné vytápění rodinných domů v dřevozplyňujících kotlích, krbech a kachlových kamnech s tepelným výkon ponejvíce do 20–25 kW, výjimečně do 100 kW. Zpravidla se spotřebitel při přípravě paliva neobjede bez ruční práce, pokud mu potřebnou formu paliva nezajistí sám dodavatel. Dřevní štěpky představují 15 – 20 % dřevního paliva. vyráběné z méně hodnotného, odpadového dřeva,

Obr. 7: Peletovací lis s prstencovou matricí Přebytky slámy obilovin a olejnin, odpady z čističek obilí a záměrné pěstování energetických stébelnin v množství několika milionů tun ročně mohou ekonomicky pomoci zemědělským podnikům zlepšit

20

tenčiny, dřevního šrotu, kůry a z výnosů plantáží rychlerostoucích dřevin některými ze tří systémů štěpkovacích strojů. Štěpkovače jsou v mobilním provedení poháněny traktorem nebo ve stacionárním provedení elektromotorem. Výkony motorů těchto strojů se pohybují od cca 4 kW (drtiče větví) až po 200 kW u velkých štěpkovačů. Zvláštností ověřovanou při sklizni rychlerostoucích dřevin teprve v posledních letech je samojízdná sklízecí řezačka na kukuřici vybavená sklízecím (odřezávacím) adaptérem a zesíleným řezacím ústrojím. Ve speciálních, automatických topeništích, většinou s výkonem přes 100 kW je možno vedle štěpky spalovat i piliny nebo dřevní brusný prach. Posledně jmenované formy dřevního paliva jsou na ústupu a jsou nahrazovány peletami, které mají univerzálnější využití i u malých kotlů a umožňují automatizaci provozu i relativně malých kotlů pro rodinné domky.

výkonností od 0,1 t/h (pro menší dřevozpracující truhlářské výrobny ) až po výkonností 5 t/h pro velké peletárny navazující i na velké elektrárny a teplárny. Rozlišují se v podstatě tři systémy briketovacích lisů a tři systémy peletovacích lisů: Briketovací lisy - mechanické pístové, které pracují na principu klikového mechanismu s mohutnými setrvačníky. Vyznačují se nejvyššími tlaky v lisovací komoře, kterou opouští nekonečně dlouhá briketa, přesně krácená za výstupem odřezávací pilou. Výkonnost lisu bývá zpravidla kolem 1 t/h, tvar briket je většinou válcový, ale vyrábějí se i se šestihranných průřezem nebo brikety ve tvaru hranolu. Nejžádanějšími briketami jsou válcové brikety s vnitřní dírou. Lépe odhořívají, protože je dispozici více povrchu pro nahřívání a okysličování, - hydraulické pístové, které pracují s menšími tlaky než mechanické, jsou levnější, ale výkonnost je nižší – od 0,05 do 0,5 t/h. Jsou vhodné pro briketování stébelnin nebo směsi stébelnin a pilin. Brikety od hydraulických lisů mají poněkud menší soudržnost než od mechanických lisů a jsou určeny pro užití v blízkosti výroby bez časté manipulace, - šnekové, kde se potřebný lisovací tlak vytváří otáčením lisovacího šneku v konické komoře. Soudržnost briket je velmi dobrá, neboť vysoké tlaky a tření materiálu na šneku výrazně ohřívá ve dřevě obsažený lignin a ten působí jako pojivo. Povrch těchto briket je po vychlazení pokryt utuhlým vosku podobným ligninen a je tak chráněn proti vlhkosti. Nevýhodou těchto lisů je značné opotřebování lisovacích šneků a komor, jestliže surovina obsahuje písek. Výhodou však je, že kromě briket je možno po výměně výstupní matrice u některých typů vyrábět i peletky.

3.4 Dělená sklizeň dřevin z plantáží Dřeviny z plantáží (topoly, vrby) se sklízí prakticky v živém stavu i když většinou v období vegetačního klidu s menším obsahem vody (kolem 55 %) bez listí. Protože takto sklizená hmota ve formě štěpky ve skladech obtížně a s určitými ztrátami dosychá, byly ve Švédsku vyvinuty metody sklizně snopkováním. Při této metodě sklizně se odříznuté kmínky váží do snopků o hmotnosti až 2 – 3 tuny, které se na vhodných místech mechanizovaně ukládají tak, aby přes léto doschly na obsah vody pod 30 %. Na podzim, před topnou sezónou se štěpkují a štěpka se naváží ke kotelnám. Jedná se o jednu operaci navíc, ale dosahuje se kvalitního paliva. Podobně se zpracovává i odpad lesní těžby, který se nechává v lese na hromadách zaschnout a po opadu jehličí se v relativně suchém stavu štěpkuje nebo snopkuje. Ve Finsku se však do elektráren naváží i surový těžební odpad, neboť jehličí i v zeleném stavu vzhledem k velkému obsahu silic má dobrou výhřevnost. Aby se les tímto způsobem neochuzoval o živiny, vrací se do lesa alespoň dřevní popel a to jak v práškové formě, tak rozmíchaný ve vodě. Na rozdíl od slámy, která se sklízí a zpracovává většinou běžnými zemědělskými sklizňovými stroji, vyžaduje dřevní palivo speciální stroje od ručních motorových pil k manipulační technice, přes štěpkovače až ke speciálním strojům na sklizeň polního dříví z plantáží. Polínková forma dřevního paliva patří vedle balíkované slámy k nejlevnějším biopalivům, dřevní brikety a pelety z tvrdého dřeva naopak k nejdražším. Perspektivním dřevním palivem zůstává stále dřevní štěpka s obsahem vody pod 30 %, tzn. z částečně vysušeného dřeva.

Obr. 8: Klikový lis pro výrobu briket

3.5 Briketovací a peletovací lisy

Peletovací –granulační lisy se od běžných briketovacích lisů liší tím, že je na nich uplatněn jiný způsob lisování a to princip protlačování suroviny matricí pomocí tlačných rolen otáčejících se v těsné blízkosti nad otvory matrice. Tyto lisy byly odvozeny od lisů na výrobu tvarovaných krmiv a jsou v podstatě dvojího typu:

Z hlediska perspektivy rozvoje standardizovaných fytopaliv představují nejdůležitější stroje briketovací a peletovací lisy. Vytvářejí standardní trvalé formy fytopaliv, schopné dopravy na velké vzdálenosti, optimální pro skladování a pro automatické přikládání při provozu kotlů a různých topenišť. Vyrábějí se s

21

- s vodorovnou, talířovou rotační matricí a systém otáčivých rolen, které se odvalují po kruhové, talířové matrici a protlačují surovinu dolů otvory v matrici, - s prstencovou matrici otáčející se na horizontální ose a s volně na pevných čepech se otáčejícími lisovacími rolnami sytém CPM (USA). První systém dosahuje zpravidla výkonnosti 0,5 až 1,5 t/h, druhý až 5 t/h. Příkon peletovacích, granulačních lisů se pohybuje od cca 40 do 100 i více kW, spotřeba energie činí asi 3 – 5 % energetického obsahu pelet, (vyjádřeno v Kč je to až 20 % nákladů) a specifická spotřeba se pohybuje od 50 do 80 kWh/t. U nových technologií se očekává snížení potřebného příkonu.

v zahraničí Technické univerzity v Drážďanech a Lipsku. Z aditiv lze jmenovat především prach z hnědého uhlí, škrob, vápenný prach, které v podílu do 2 až 10 % podstatně zvyšují pevnost a odolnost proti otěru pelet ze stébelnin a zejména brání měknutí, lepení a spékání popele už při teplotách kolem 800o C. Ukazuje se, že pelety ze stébelnin se budou vyrábět s většími průměry (20 mm) než pelety dřevní (6-8 mm). Ty budou spalovány také v jiných, podstatně výkonnějších topeništích (přes 200 kW), často spolu s uhlím. Výrobní proces peletování je znám již 100 let v krmivářském průmyslu. Pro soudržnost pelet má kromě tlaku význam hlavně obsah ligninu a pryskyřic ve dřevě. Pro zlepšení jakosti se někdy k surovině přidává 1 – 2 % pomocných organických látek jako je melasa, škrob atp. Peletováním vzniká zcela nový druh dřevního paliva s vysokou energetickou hustotou, dobrými palivářskými vlastnostmi a vynikajícími vlastnostmi z hlediska dopravy a manipulace, které umožňují ekonomické skladování, předzásobení a automatický přívod paliva k topeništi. Výroba pelet se skládá ze: Sušení je nezbytné u všech druhů dřevních surovin, které mají vyšší obsah vody než je potřebných 12 – 14 %. Dodávané piliny (od katru) obsahují zpravidla až 50 i více % vody. Sušení je energeticky náročné (až 5 MJ/kg odpařené vody) a tím také nákladné. Rekuperací tepla z chlazení a z odpařené vody (kondenzací) zpět do sušícího vzduchu je možno náklady na sušení suroviny výrazně snížit. Mletí-drcení na kladívkových drtičích (mlýnech) s kalibrovacím protisítem je nezbytné u suroviny, která obsahuje větší kousky dřeva přicházejícího z hlavní, např. truhlářské nebo tesařské výroby. Je to proto, aby byl získán homogenní, stejnozrnný, jemný materiál. Drtičem se také zpracovávají veškeré stébelniny určené k peletizaci. Napařování suroviny před peletovacím lisem je nedílnou, ale často u malých výroben pelet ke škodě opomíjenou operací. Jeho účelem je změkčení suroviny, její povrchové ovlhčení tak, aby lisovací proces probíhal snáze, nedocházelo k nadměrnému opotřebování pracovních orgánů (u menších lisů je surovina jen pokropena vodou). Kondiciování suroviny snižuje tření a šetří energii při peletování. Přídavek vody ve formě páry v množství kolem 2 % hmotnosti suroviny se při lisování a následném ochlazování pelet vypaří a obsah vody je upraven na 11 až 14 %. Do pracovního prostoru peletovacího lisu se surovina od kondicionéru přivádí výhradně šnekovým, dávkovacím dopravníkem, jeho otáčky a tedy výkon je plynule řízen. Do míchacího prostoru před lisem, který je vybaven dostatečně dimenzovaných šnekovým dopravníkem, jsou kromě hlavní suroviny přiváděny vedle páry i potřebná aditiva. Kvalita, vzhled a pevnost pelet vyrobených z napařované suroviny jsou mnohem lepší než ze suroviny takto neošetřené. Technologie přípravy suroviny bývají výrobním tajemstvím producenta. Celý

Obr. 9: Prstencový lis

3.6 Výroba topných pelet z dřevin a stébelnin Technologie výroby a vytápění dřevními peletami byla přibližně před 30 léty vyvinuta v USA firmou Whitfield, doznávala však zpočátku, stejně jako ve skandinávských zemích, jen malého rozšíření. V Rakousku, kde mělo vytápění dřevem vzhledem k velkému lesnímu bohatství tradici, se vytápění peletami razantněji uplatnilo počátkem 90. let a bylo dále rozvíjeno pro všechny systémy vytápění, zejména však pro rodinné domky. Pelety dík své vysoké energetické hustotě a sypkosti nabízely stejný komfort jako systémy používající lehký topný olej nebo zemní plyn.. Dřevní pelety jsou malé, válcovité tyčinky nyní většinou o průměru 6 - 8 mm, s délkou 20 až 30 mm, které se vyrábějí lisováním z dřevních odpadů, (piliny, hobliny, obrusný prach). Tyto suroviny musí být v přírodním stavu bez jakýchkoliv škodlivých příměsí. Nesmí obsahovat syntetická pojiva a těžké kovy. Dřevní pelety se vyrábějí lisováním v protlačovacích lisech. Pelety ze stébelnin se zatím nestaly běžným tržním palivem. V porovnání s dřevěnými peletami, kterých se produkují miliony tun, se u pelet ze stébelnin, zejména ze slámy jedná řádově o stovky tun. Technologie jejich výroby se liší. Stébelninám chybí dostatečné množství základní pojivové látky – ligninu a proto se ke slámě musí přidávat různá aditiva. To nejen pro zvýšení jejich soudržnosti, ale také i výhřevnosti. Výzkumem výroby a využití topných pelet ze stébelnin se zabývá zejména VÚZT Praha Ruzyně, VÚHU Most a

22

provoz je v praxi hlídán počitačem s velmi propracovaným programem a u elektromotorů jsou použity frekvenkční měniče. Peletování jako nejdůležitější operace probíhá v peletovacích lisech. Pro vyšší výrobní výkony (5 až 10 t/h) se používají lisy s prstencovou matricí s mnoha přesně vyrobenými otvory, která se otáčí kolem vodorovné osy na čepu a která je obklopena pláštěm. Ve vnitřím prostoru matrice jsou umístěny na čepech v přesné vzdálenosti zpravidla 2 otáčivě válcové rolny, kterými se zpracovávaný materiál otvory matrice protlačuje. Na vnější straně matrice je umístěný nůž, který vyrobené pelety odřezává na stanovenou délku. Pro nižší výkony se používají peletovací lisy s plochou, talířovou matrici s vertikálním středovým čepem, na které se odvalují 3 - 4 konické rolny s protlačovací funkcí. Vzdálenost mezi rolnami a matricemi je přesně dána, protože jejich otáčení je vyvozováno pouze třením mezi matricí, lisovaným materiálem a rolnou. Oba typy protlačovacích matric jsou vybaveny určitým počtem přesně vyvrtaných otvorů, jejichž průměr odpovídá požadovanému průměru vyráběných pelet. V současné době se dřevní pelety nejčastěji vyrábějí s průměrem 6 nebo 8 mm a délkou do 10 - 30 mm. Tyto jsou určeny pro malá topeniště s výkonem do 25 kW. Pelety ze stébelnin, případně s určitými aditivy (uhelný nebo vápenný prach) se zkušebně vyrábějí s průměrem 20 mm

a jsou určeny pro větší topeniště (výkon přes 100 a spíš však přes 500 kW). Chlazení a skladování: Na konci výrobní operace musí být pelety o teplotě až 90oC ochlazeny. Teprve potom získají pelety dostatečnou pevnost a odolnost proti odrolu. I toto odpadní teplo se doporučuje využít např. pro předsušení suroviny. Poznámka: Pro výrobu jedné tuny pelet (1,7 m3 ) je zapotřebí 5 až 8 m3 dřevních pilin. Samotné peletování suché suroviny vyžaduje pozoruhodně malý podíl energie v porovnání k obsahu energie v peletách. Např. tuna dřevních pelet obsahuje 5 000 a 5500 MWh, zatím co peletizace 1 tuny vyžaduje jen 70 až 100 kWh elektrické energie. Balení a expedice: Při expedici v menších množství, zejména pro uživatele lokálních kamen, se plní pelety do pytlů do hmotnosti 25 kg. Při větším množství se dopravují v cisternových automobilech o nosnosti cca 6 – 7 tun a pneumaticky dodávají odběrateli přímo do jeho skladu v blízkosti kotle nebo nad kotlem. Pelety se dodávají na přání zákazníka i v obřích vacích s obsahem až 1 tuny. U kotle se vaky zavěšují na speciální stojany a napojují na dopravníky pelet ke kotli. Velká množství se dopravují loděmi.

4. Normalizace a standardizace pevných biopaliv Proces standardizace pevných biopaliv (fytopaliv) se týká samotného výběru substrátů, jejich klasifikace, závazných tvarů, fyzikálních vlastností, výhřevnosti, obsahu spalitelných těkavých a pevných látek, obsahu a vlastností popele, složení spalin, ale i metod odebírání vzorků a metod jejich rozborů atd. Standardizaci

biopaliv vyžadují výrobci biopaliv, výrobci topenišť a kotlů a jejich uživatelé, ale i obchodníci s palivy, zejména v mezinárodním obchodě.

Tabulka 12: Charakteristiky dřevní štěpky podle rakouské normy ÖNORM M 7133 Třída Rozsah hodnot Poznámka W 20 do 20 % Sušená průvanem pod střechou W 30 20 – 29 % Skladovatelná delší dobu Obsah vody (%) W 35 30 – 34 % Skladovatelná krátkodobě W 40 35 – 39 % Vlhká , nebezpečí zaplísnění W 50 40 – 49 % Surová, akutní nebezpečí plísní -3 S 160 do 160 kg.m Lehká, suchá Sypná hmotnost (kg.m-3) S 200 160 – 199 Střední, suchá S 250 přes 200 kg.m-3 Těžká,vlhká A1 do l % Nízký obsah popele Obsah popele v sušině (%) A5 1–5% Zvýšený obsah popele, (kůra)

23

Tabulka 13: Charakteristiky dřevní štěpky podle velikostí částic dle ÖNORM M 7133 Podíl skupin velikostních částic Třída Velikost max .20 % 60 – 100 % Max. 20 % Max. 4 % (mm) (mm) (mm) (mm)

Extremní hodnoty Průměr Délka (cm) (cm)

G 30

jemná

přes 16

16,0 – 2,8

2,8 – 1

do 1

3

8,5

G 50

střední

přes 32

31,5 – 5,6

5,6 – 1

do 1

5

12

G 100

hrubá

přes 63

63,0 – 11,2

11,2 -1

do 1

10

25

Tabulka 14: Požadavky na topné brikety a peletky podle ÖNORM M 7135 Požadované vlastnosti Jednotka Dřevo Kůra Minimální objemová hmotnost kg.dm-3 0,9 1,0 Maximální váhový obsah vody % 12 15 Maximální obsah popele v sušině % 0,5 max. 1 6 Minimální výhřevnost vzorku suroviny MJ.kg-1 16 15 Cizí látky ( pozn.1): Dusík % do 0,3 (pozn. 2) Chlor % do 0,02 (pozn. 2) Síra % do 0,04 do 0,04 Poznámka: l) Jen původní látky v surovině, přídavky nejsou dovoleny, výjimečně jen organická pojiva (škrob, melasa, mouka, voda nebo pára do 2 %). 2) Přesné hodnoty budou stanoveny později. Tabulka 15: Evropské normy dřevních pelet - rozsahy hodnot, sušina Údaj Hodnota Rozsah Rozměry: průměr mm 4, 6, 8, 10, 20, 25 délka mm do 50, 100 nebo 4÷6 x ∅ Hustota kg.l-1 (dm3) 1 ÷ 1,4 Obsah vody % 10, 12 (u kůry 18) Sypná hmotnost kg.m3 500 - 600 Obsah popele % 0,7 ÷ 1,5 (u kůry až 8) Výhřevnost MJ.kg-1 15,1 ÷ 19,5 Obsah síry % 0,04 ÷ 0,08 Obsah dusíku % 0,3 ÷ 0,6 Obsah chlóru % 0,02 ÷ 0,04 -1 Obsah arsenu mg.kg 0,8 Obsah kadmia mg.kg-1 0,5 -1 Obsah chrómu mg.kg 8,0 Obsah mědi mg.kg-1 5,0 -1 Obsah rtuti mg.kg 0,05 Obsah olova mg.kg-1 10,0 -1 Obsah zinku mg.kg 100,0 Pojivo

jen ekologické nebo žádné

5. Spalování pevných biopaliv charakteru. Dochází ke střetávání nejrůznějších zájmů podniků, občanů a institucí. Problémy jsou složitější u nás, protože stát zatím nevytvořil vhodný rámec pro uplatňování biopaliv jako v jiných zemích, kde daňová a dotační politika výrazně působí k rozvoji používání

Moderní spalování biopaliv v porovnání se spalováním paliv fosilních přináší novou problematiku technického, ekonomického, ekologického i politického

24

biopaliv. Uhelné, plynárenské, elektrárenské a tepelné lobby zatím v ČR příliš biopalivům nepřejí.

středovou tryskou hořících plynů s přívodem teplého sekundárního vzduchu, prohořívací šamotovou, neochlazovanou komorou a systémem teplosměnných prostor. Zplyňovací komora je plněna ručně kusovým palivem, jehož zásoba vydrží 4 - 8 hodin trvalého provozu. Kotle jsou vyrobeny nejčastěji jako svařence z ocelového plechu tloušťky 6 až 8 mm (včetně tepelného výměníku). Plechové kotle jsou sice levnější, ale při jejich provozu je nutno udržovat předepsané teploty, aby nedocházelo k prochlazování některých částí a korozi. V ČR tyto kotle vyrábí několik firem. Dražší kotle mají trvanlivější výměník litinový. Cena kotlů se pohybuje podle provedení, systému automatické regulace a výkonu od 20 do 130 tisíc Kč. Jako palivo slouží polínkové dříví s délkou do 50 cm a průměrem do 15 cm nebo dřevní a slaměné brikety. Nahrazují se jimi zastaralé kotle na uhlí. Obsluha je ruční. Automatická kamna a kotle na spalování dřevních pelet a štěpky s tepelným výkonem od cca 6 do 50 (ale také až do 1 000 kW) pro byty, rodinné domy a větší budovy (případně i menší komplexy budov). Soustava kotle pozůstává z mechanicky plněné násypky paliva, šnekového vkladače, topeniště s hořákem, automatického zapalovače, dohořívací neochlazované komory, soustavy teplosměnných trubek, popelníku (nebo vynášecího šnekového dopravníku popele) a počítačového regulačního systému. Topeniště s hořákem, dohořívací komora a teplosměnná část jsou umístěny nad sebou a u některých typů kotlů jsou snadno od sebe z důvodů oprav oddělitelné. Tyto kotle představují vrchol topenářské techniky, zejména provedením hořáku, který umožňuje dosahovat velkého rozsahu regulace výkonu v rozmezí 20 až 100 %. Regulované množství paliva je přiváděno do hořáku většinou horizontálně, u nejmenších kamen shora spádovou trubkou, u velkých hořáků spodem do retorty. Spodem je přiváděno i regulované množství primáního vzduchu, zatímco horký sekundární vzduch je dutým prstencem hořáku vháněn mnoha otvory přímo do plamene.

5.1 Technická hlediska používání pevných biopaliv Biopaliva se vyznačují dvěma odlišnostmi od fosilních paliv: • jsou v přirozeném, původním stavu lehčí, objemnější, • mají vysoký obsah prchavé hořlaviny (až 80 %). Tyto faktory vyžadují, aby topeniště všech typů a výkonností byla podstatně větší a to pro: - dosušení paliva před jeho zapálením - dokonalé promíchání spalných plynů se vzduchem a to jak s primárním, který přichází do paliva a ovlivňuje výkon topeniště, tak se sekundárním, případně terciálním, které ovlivňují dokonalost prohoření paliva, konečnou tvorbu tepla, účinnost a hladinu škodlivých emisí. Při spalování biomasy v běžných topeništích má být přebytek spalného vzduchu (lambda) λ=1,6 až 2 , aby byly zajištěny minimální emise CO. Při hodnotě λ=1 by postačovalo ke spálení l kg suchého dřeva asi 4,5 m3 vzduchu. Protože reakce spalování, zejména u malých topenišť, trvá jen zlomek vteřiny je nutné množství vzduchu zvýšit a to u velmi dobrých topenišť až na hodnotu λ = 1,6, běžná je však hodnota λ = 2. Tento přebytek vzduchu znamená, že se sice palivo dokonale spálí, ale zároveň s tímto přebytkem ohřátého vzduchu uniká komínem značné množství tepla. Běžná teplota spalin v komíně bývá kolem 180 o C, aby měl komín dostatečný tah. Proto kondenzační chladiče spalin a odtahové ventilátory spalin představují nejvýznamnější prostředky pro zvyšování účinnosti spalování. Spalné plyny z pevných biopaliv musí prohořet v neochlazované dohořívací komoře při teplotách kolem 1100°C dříve, než přijdou do styku s teplosměnnými plochami. Předčasné ochlazení plamene způsobuje vyloučení uhlíku z CO (samovolný vznik CO2) a vznik sazí. U dokonalejších topenišť a kotlů se nahrazuje radiační složka přestupu tepla (sálání, běžné u kotlů na spalování koksu a černého uhlí) přímým stykem spalin a hmoty tepelného výměníku. Oddělené přívody primárního a sekundárního vzduchu se používají u všech moderních topenišť – i u nejmenších kamen a kotlů pro vytápění rodinných domků. Sekundární vzduch by měl být vždy předehřátý, aby nedocházelo ke zbytečnému ochlazování plamene a směšování spalných plynů se vzduchem by mělo být výrazně turbulentní.

5.2 Kotle a topeniště na pevná biopaliva Podle tepelného výkonu, místa používání, typu paliva a případné kombinace paliv se rozlišuje několik skupin topenišť na spalování biopaliv: Dřevozplyňující kotle s výkonem 15 – 50 kW (výjimečně do 100 kW) pro rodinné domky a menší budovy s charakteristickým provedením horního zásobníku – zplyňovače paliva se spodním odhoříváním,

Obr. 10: Schéma dřevozplyňujícího kotle se spodní dohořívací, šamotovou komorou

25

Obr. 11: Vliv způsobu přikládání na průběh emisí CO

26

Obr. 12: Schéma automatického kotel na drobnou štěpku

Obr. 14: Schéma automatického kotle na spalování pelet o výkonu 10 až 50 kW

Obr. 13: Automatický kotel na štěpku do 120 kW s masivním podávacím zařízením Obr. 15: Adaptér pro automatizaci spalování drobného paliva ve standardních kotlích ÚHOŘ – univerzální hořák.

27

zařízení ukázalo jako neperspektivní a vývojové pokusy dostat zařízení na potřebnou úroveň zatím skončily neúspěšně. Velké kotle na spalování slámy se používají většinou v obecních výtopnách nebo dokonce v menších elektrárnách ( např.v Dánsku). Od původních záměrů spalovat celé obří balíky se časem upustilo. Dnes se spaluje buď sláma uvolněná frézováním z balíků nebo se v poslední době rozšiřuje hydraulické odřezávání cca 15 – 20 cm plástů slámy z vertikálně situovaných kvádrových balíků a spalování těchto dílů na pohyblivém roštu. Plameny postupují směrem proti pohybu paliva, vysušují ho a primární vzduch dochlazuje na konci roštu postupující popel, takže nedochází k dříve obtížnému tečení a spékání lehce tavitelného popele ze slámy a stébelnin. Nad roštem je velká, vyšamotovaná dohořívací komora, za ní vlastní kotel. Spaliny postupují po vychlazení do velkých odlučovačů popílku, většinou s textilními filtry a přes odtahový ventilátor spalin do komína.

Adaptéry na spalování pelet ke stávajícím kotlům byly vyvinuty pro spalování pelet a drobné štěpky, (případně i vhodných zrnin) původně ve Švédsku. Pozůstávají ze zásobníku (původně plněného ručně), šnekového dopravníku, ventilátoru spalného vzduchu (vzduch je veden k hořáku v tělese dopravníku), zpravidla horizontálního hořáku s prstencem na rozvod sekundárního vzduchu a elektronického řídícího systému. Celé zařízení je umístěno na jednoduchém podvozku a hořákem se zasunuje do uvolněného popelníkového prostoru kotle. Původně se tímto zařízením nahrazovaly olejové hořáky. Do dnešní doby se v řadě podniků tato zařízení stále vyrábějí. V ČR dva výrobci dodávají tyto adaptéry většinou k uhelným litinovým kotlům. Rekonstrukce stávajících kotlů na spalování pelet (nebo u větších dřevní štěpky) je asi o 50 % levnější než zcela nový kotel na pelety. Automatické kotle na spalování rozpojené slámy s výkonem od 400 do 1 800 kW pro vytápění skupiny budov nebo menších obcí pozůstávající kromě vlastního kotle s dostatečně velkým topeništěm ještě z rozpojovače obřích balíků ve skladu a soustavy vzduchových a šnekových dopravníků. Rozpojovač balíků je spojen se zásobníkovým stolem na několik balíků. Menší kotle nemají ani rošt a volná hořící sláma je v topeništi posunována hrablem, které na konci už vyhrnuje popel z topeniště. Spalné plyny prohořívají v dohořívací komoře a spaliny prochází teplosměnnými trubkami v kotli nad topeništěm. Předností je nízká cena kotle, nedostatkem je, že horizontální trubky se snadno zanášejí létavým popílkem a je nutno je denně čistit. V zahraničí byly v určité době na odloučených farmách používány podobné, velmi levné kotle, u kterých se do topeniště vkládaly celé, většinou válcové balíky. Hoření bylo nedokonalé, obtížně regulovalné a bylo doprovázeno vývinem kouře a zápachu. Hoření podporoval nezbytný kompresor, který rozfoukával odhodřívající slámu z balíku. Přes nízkou cenu se

Obr. 16: Obecní kotelna v Deštné na spalování dřevní štěpky a slámy. Výkony se pohybují 0,9-2 MW.

Obr. 17: Kotel systém Passat na spalování slámy s výkonem 300 až 800 kW 1 dopravník balíků slámy, 2 rozpojovací nože frézy, 3 rozpojovací bubny, 4 ventilátor volné slámy, 5 cyklon – odlučovač vzduchu a slámy s turniketem, 6 šnekový dopravník slámy do topeniště, 7 rošt a popelník, 8 dohořívací šamotová komora, 9 teplosměnné trubky výměníku, 10 tepelná izolace kotle, 11 odtahový ventilátor spalin

28

Obr. 18: Schéma topeniště na spalování peletované slámy s drtičem popele. Plameny nepříznivě ovlivňují tavení a spékavost pepele velkou tepelnou akumulaci a vertikálně situovanými trubkami kotle, které se nezanášejí létavým popílkem z biopaliva. Nejběžnější výkon je 2,5 MW. Mohou být teplo- či horkovodní, případně i parní. Ty se často doplňují parní turbinkou s alternátorem k výrobě elektrické energie. Turbinka slouží i ke snížení tlaku páry jako redukční ventil pro otopnou soustavu.

Velké automatické kotle na spalování dřevního paliva s výkonem do 10 MW v provedení s muldovým spalováním suché štěpky a pilin nebo se spádovým roštem pro spalování vlhčího dřevního paliva. Tyto kotle mohou spalovat i slámu, kusové dřevo a kůru. Vyznačují se automatickým přísunem paliva (dřevní štěpky nebo z balíku rozpojené slámy), velkou turbulentní a dohořívací komorou, která je vyzděná šamotovými cihlami a má

Obr. 19: Velký kotel na spalování vlhčích biopaliv s protiproudým tahem plamenů. Zaručené dokonalé prohoření spalných plynů,dosoušení paliva a nespékání popele. 1 – Palivo v přikládacím tunelu s ochranou proti zpětnému prohoření, případně s příhřevem paliva spalinami. 2 – Palivo na posuvném roštu postupuje proti směru pohybu plamene. 3 – Přívod sekundárního a terciálního vzduchu. 4 – Turbulentní, neochlazovaná komora.5 – Dohořívací komora. 6 – Trubkový horkovodní kotel. 7 - Ventilátory spalovacích vzduchů. 8 – Popelové vody a kontejner na popel.9 – Hydraulický odřezávač balíku a vkladač paliva na rošt kotle

5.3 Výroba elektřiny ORC okruhu. Budoucnost možná bude patřit i Stirlingovu motoru. V klasických tepelných elektrárnách je energie tepelná transformována na mechanickou v tepelném

Výroba elektřiny z biomasy je velmi perspektivní. V ČR jsou v provozu jednotky o el. výkonu od 200 kW. Ty používají parní pístový motor. Větší o výkonu do 1 MW jsou s turbínou na pricipu

29

oběhu, který nazýváme Rankin - Clausiův cyklus. Tento elektrárenský kondenzační cyklus, ve své podstatě složený ze základních termodynamických změn, používá jako pracovní látku vodu resp. vodní páru. Voda na mezi sytosti, která je přivedena napájecím čerpadlem do parního generátoru (kotle), se v něm ohřívá, odpařuje (mění skupenství) a v parním přehříváku dosahuje parametrů tzv. admisní páry (tlak cca 14,5 MPa, teplota cca 530 °C), která je přivedena do parní turbíny. V parní turbíně pára expanduje (přehřátá pára přechází do oblasti syté páry) a následně mění své skupenství v kondenzátoru, odkud je v kapalném stavu kondenzačním čerpadlem dopravována přes zásobní nádrž a případné doplnění zpět do parního generátoru. Termická účinnost takovéhoto cyklu (poměr tepla přeměněného na mechanickou práci ku teplu přivedenému do oběhu) se pohybuje mezi 25% u starších zařízení až po cca 38 % u nejmodernějších elektráren (vysoké teploty přehřátí 580oC a vysoké tlaky 19 MPa). Ke zvyšování termické účinnosti se zpravidla používá regenerace tj. ohřev napájecí vody v regeneračních ohřívácích mimo vlastní kotel nebo přehřívání páry. Organický Rankinův cyklus (ORC) je v podstatě elektrárenský kondenzační cyklus, který používá namísto vody resp. vodní páry jako pracovní látku v sekundárním okruhu směs organických sloučenin (silikonový olej), které jsou svými termodynamickými vlastnostmi vhodné k použití v tepelném oběhu. Výhodou oleje v primárním okruhu kotel-výparník je, že při dané teplotě (např. 300 °C) se udrží v kapalném stavu při prakticky atmosférickém tlaku na rozdíl od vody. Ve výparníku předává olej teplo do sekundárního okruhu, kde se pracovní organická látka vypařuje. Díky napájecímu čerpadlu se dosahuje většího tlaku než má olej a organické páry jsou vedeny do parní turbíny, kde expandují. Pára je za turbínou vedena do kondenzátoru, kde kondenzuje po odebrání výparného tepla chladicí vodou, která pak dodává teplo do objektů připojených na tuto tepelnou síť. Organické látky použité jako náhrada vody v sekundárním tepelném oběhu musí

samozřejmě splňovat přísné předpisy a normy ve vztahu k životnímu prostředí.

Obr. 20: Parní motor 340 kW na pile ve Slavovicích

Obr. 21: Schéma ORC okruhu

Obr. 22: Instalace ORC okruhu v Trhových Svinech Tab. 16: Porovnání tepláren s ORC okruhem

30

ORC teplárna Třebíč Teplárna Trhové Sviny Palivo Tepelný výkon kotle tepelný

Výkon jednotky ORC

dřevní štěpka

dřevní štěpka

MWt

6,6

3,5

MWt

5,38

2,8

1

0,6

80,5

80

elektrický MWe

Účinnost zařízení při jm.výkonu

tepelná

%

17

17,1

Roční využití jednotky ORC

elektrická % hod/rok

5500

7000

Dodávka tepla z biomasy

MWh/rok

35800

8400

Dodávka el. energie z biomasy

MWh/rok

5500

4200

Průměrná cena paliva

Kč/t

720

350

Celková investice

mil. Kč

194

115

Uvedení do provozu

rok

2005

2005

Celkový tepelný výkon teplárny

MWt

44,4

14,8

Délka rozvodů SCZT

m

14700

8400

5.4 Emisní limity suchý plyn. Pro tuhé znečišťující látky, SO2, oxidy dusíku jako NO2, CO a organické látky jako suma uhlíku. Tyto emisní limity jsou vztaženy na určitý referenční obsah kyslíku. Pro pevná paliva činí referenční obsah kyslíku 6 %, pro plynná a kapalná 3 % a pro biomasu 11 %. Další předpisy upravují referenční obsah kyslíku pro biomasu na 10 až 13 %, platí to pro malé kotle do výkonu 300 kW. Jen pro srovnání uvádíme tabulky emisních limitů pro zařízení spalující dřevo z Nařízení vlády č. 352/2002 Sb. Ve směrnici č. 13-2002 MŽP ČR jsou pak stanoveny požadavky pro propůjčení ochranné známky „Ekologicky šetrný výrobek“.

Pro posuzování produkce emisí jsou závazné právní předpisy. Lze říci, že předpisů je relativně vysoký počet. Posuzování emisí je členěno podle tepelného výkonu zdroje emisí. Pro kotle do 200 kW není hodnocení tak striktní jako u středních zdrojů o tepelném výkonu 200 kW až 5 MW a velkých zdrojů znečištění přes 5 až 50 MW. Dále je určena kategorie zvláště velkých spalovacích zdrojů o tepelném výkonu do 100 MW a kategorie nad 150 MW, která má hodnocení emisí nejpřísnější. Nejdůležitějším právním předpisem je z tohoto pohledu Nařízení vlády č. 352/2002 Sb., kterým se stanoví emisní limity a další podmínky provozování spalovacích stacionárních zdrojů znečišťování ovzduší. Zde jsou uvedeny emisní limity (mg/m3) vztažené na normální stavové podmínky a

Tabulka 17: Emisní limity spalovacích zařízení na dřevo nebo biomasu (Nařízení vlády č. 352/2002 Sb.) Emisní limit Referenční obsah Jmenovitý tepelný (mg/m3 vztaženo na normální stavové podmínky a suchý plyn) kyslíku výkon (MW) Oxid Organické látky Tuhé zneč. Oxid Oxidy dusíku % O2 uhelnatý jako suma uhlíku látky siřičitý jako NO2 0,2 až 50

250

2500

650

650

50 1)

1

)emisní limit platí pro tepelný výkon nad 1 MW

Tabulka 18: Určení kvalitativních tříd podle emisí a min. hodnoty účinnosti(ČSN EN 303-5)

31

11

Dodávka paliva

Jmenovitý tepelný výkon (kW)

Samočinná ≤ 50

Palivo

Mezní hodnoty emisí mg/m3 – suché spaliny, 0 oC, 101,325 kPa - při O2V = 10 % OGC CO Prach (organ. vyšší uhlovodíky) třída 1 třída 2 třída 3 třída 1 třída 2 třída 3 třída 1 třída 2

třída 3

biologické

15000

5000

3000

1750

200

100

200

180

150

fosilní

15000

5000

3000

1750

200

100

180

150

125

biologické

25000

8000

5000

2000

300

150

200

180

150

fosilní

25000

8000

5000

2000

300

150

180

150

125

Ruční

Minim. tepelná účinnost ηk při jmenovitém výkonu spalovacího zařízení QN (%)

třída 1 ηk = 47 + 6 log QN

třída 2 ηk = 57 + 6 log QN

třída 3 ηk = 67 + 6 log QN

150 300 kW 30 000

25 000

třída 1

25 000

třída 2

Emise CO mg.m-3

třída 3

20 000

15 000

15 000 12 500

12 500

12 500

12 500

10 000

8 000 5 000 5 000

5 000

5 000 2 500

4 500

3 000

2 000 1 200

2 500

2 000 1 200

0

< 501kW

50 - 150 2 kW

ZPŮSOB PŘIKLÁDÁNÍ

150 - 3300kW

RUČNÍ

< 504kW

50 - 1505kW

150 - 300 6 kW

AUTOMATICKÝ

Obr. 23: Povolené emisní hodnoty CO kotlů na biomasu přepočtené na 10 % O2 dle ČSN EN 303-5

Tabulka 19: Emisní hodnoty pro propůjčení ochranné známky „Ekologicky šetrný výrobek“ ( směrnice č. 13-2002 MŽP ČR) mg/kWh 4500 CO mg/mN3 2000 mg/kWh 550 1) NOx mg/mN3 250 mg/kWh 130 2) Σ CxHy mg/mN3 60 mg/kWh 420 Tuhé znečišťující látky mg/mN3 190 1) Hmotnostní koncentrace NOx je vztažena k NO2. 2) Hmotnostní koncentrace je vztažena k C3H8. Z obrázku je patrné, že zařazení kotle do třídy 3 je velmi náročné a vyžaduje velmi dobrou konstrukci

32

kotle a odpovídající palivo. Krby, krbové vložky Pro malá topidla krby a krbové vložky platí Česká technická norma, která je českou verzí evropské normy ČSN EN 13229 „Vestavné spotřebiče k vytápění a krbové vložky na pevná paliva – Požadavky a zkušební metody“. Tato norma platí pro spotřebiče s ruční dodávkou paliva. Při zkouškách zařízení předepisuje měřit ve spalinách obsah CO, CO2 a O2. Průměrná koncentrace CO je přepočtená na 13 % O2 ve spalinách.

Obr. 25: Směs 25%hm dřevěných pilin a 75%hm HU Tabulka 20: Třídy emisí oxidu uhelnatého Spotřebiče s uzavřenými dvířky Třída CO spotřebiče

Třída 1 Třída 2

Mezní hodnoty tříd emisí CO Přepočteno na 13 % O2 (%) ≤ 0,3 > 0,3 ≤ 1

S produkcí škodlivin souvisí technologicky vyspělost konstrukce kotle, včetně jeho účinnosti. Minimální účinnosti spalování pro spalovací zařízení v závislosti na výkonu zdroje jsou definovány technickými normami, nebo prováděcími vyhláškami k zákonům.

Obr. 26: Směs 25%hm dřevěných pelet a 75%hm HU Cílem zkoušek bylo stanovit spalovací charakteristiky vybraného paliva spalovaného za různých podmínek. Výsledkem je zjištění emisních parametrů v závislosti na typu spalování a určení nejvhodnější technologie vhodné pro dané palivo. Zkoušky byly prováděny na dvou spalovacích zařízeních – na kotli Viadrus U22 a VERNER A25 ve spolupráci VÚZT, FSI ČVUT a TF ČZU Praha. Vybraným palivem byly pelety z pilařského odpadu a pelety z energetického šťovíku. Popis spalovacích zařízení Kotel Viadrus U22 je konstruován jako teplovodní kotel vybavený hořákem pro spalování pelet. Hořák je litinový se spodním přívodem paliva a rozvodem spalovacího vzduchu tělesem hořáku. Ventilátor spalovacího vzduchu je umístěn na vstupu do kotle, jedná se tedy o systém přetlakový. Spalování probíhá pod keramickou vyzdívkou, jež slouží jako stabilizátor hoření.

5.5 Experimentální ověření spalovacích zařízení Pro ilustraci uvádíme tři snímky směsného paliva hnědé uhlí (HU) fytopaliva ve formě pelet respektive pilin. Zvláště u směsi s pilinami je podíl částic uhlí co se objemu týče, velmi malý.

Obr. 24: Směs 40%hm pelet šťovíku a 60%hm HU

33

Další modifikací spalovacího zařízení byl kotel Verner A25 s upravenou spalovací komorou. Po prvních měřeních došlo k rozšíření ohniště z původních 200 mm na 235 mm a k přerozdělení vzduchu. Tyto změny mají vést k lepšímu promíchání prchavé hořlaviny se vzduchem, k dokonalejšímu prohoření a ke snížení emisí oxidu uhelnatého.

Obr. 27: Detail hořáku Viadrus U22 Kotel Verner A25 je konstruován rovněž jako teplovodní. Spalovací komora má ploché dno se šesti pohyblivými roštnicemi, které v cyklech vynášejí popel z vyhořelého paliva do popelníku. Přívod paliva je zadní stěnou komory pomocí šnekového dopravníku. Spalovací vzduch je přiváděn boční vyzdívkou komory. Tento systém je rovněž přetlakový.

Obr. 30: Hořák kotle Verner A25 po úpravě Jako palivo byly vybrány piliny z měkkého dřeva – pilařský odpad, slisované do pelet o průměru 8 mm. Dalším palivem byl energetický šťovík, rovněž slisovaný do pelet o průměru 8 mm. Takto upravená paliva byla spalována v obou kotlích.

Obr. 28: Původní hořák Verner A25

Viadrus Verner - před úpravou Verner - po úpravě

350

301 300

246

-3

CO, NOx[mg.m ], t[°C]

250

237

223 200

150

187

198

147 127

100

73 50

0 CO

NOx

Teplota spalin

Obr. 29: Průměrné hodnoty emisí CO a NOx a teplot spalin. Palivo- dřevní pelety

34

hořákem, jež stabilizuje teplotu na potřebné úrovni. Je-li ovšem tato teplota příliš vysoká, dochází k oxidaci vzdušného dusíku a vzniku NOx. Koncenrace CO se sice snižuje, ale podíl NOx se naopak zvyšuje. V případě energetického šťovíku je situace poněkud méně příznivá. Pokud jde o emise CO, tak ty jsou řádově větší než u dřeva. Rovněž stabilita spalovacího procesu je velmi špatná. Vyšší jsou i produkce oxidů dusíku. Kromě vysokého chemického nedopalu byl zaznamenán i značný nedopal mechanický. Pravděpodobně díky tomu vznikají během spalování spečené kusy popela. Z hlediska emisí tedy toto palivo nesplňuje ani na jednom zařízení kritéria pro certifikát „Ekologicky šetrný výrobek“. Podle ČSN EN 303-52000 je možné zařazení s velkou rezervou do třídy 1 (Viadrus) a dokonce i třídy 2 (Verner), což pro praktický provoz plně postačuje.

Z provedených měření vyplývá, že nejnižší hodnoty koncentrací CO a NOx byly dosaženy u dřevních pelet. Je tedy možno říci, že palivo na bázi dřeva lze bez větších obtíží používat v různých typech spalovacích zařízení. Ze zkoušek vyplývá, že hořák se spodním přívodem paliva i upravená komora kotle Verner vyhovují požadavkům kladeným na zařízení s certifikátem „Ekologicky šetrný výrobek“. Limity jsou dány směrnicí MŽP č. 13/2002 pro CO: 2000 mg/m3 a pro: NOx 250 mg/m3. Biopaliva obecně obsahují větší podíl prchavé hořlaviny a proto je nutné konstruovat topeniště větší a s přívodem spalovacího vzduchu nejen pod rošt, ale i vhodným způsobem do plamene, tak aby vyhořel veškerý hořlavý podíl v palivu. Dále je potřeba udržovat teplotu (850 – 900°C) potřebnou pro dokončení všech oxidačních reakcí uhlíku po celou dobu jejich průběhu. Z tohoto hlediska se jako velmi vhodná jeví konstrukce kotle Viadrus s keramickou vyzdívkou nad

6. Hodnocení venkovských kotelen dálkového vytápění v ČR Podle rakouského vzoru se postavilo i v ČR několik venkovských výtopen na spalování biomasy, většinou však s relativně vysokými investičními náklady v přepočtu na jeden napojený vytápěný objekt, představovaný jedním běžným rodinným domem. Nápadný je rozdíl měrných investic na ideální jednotku (rodinný dům) mezi rekonstruovanou a novou kotelnou. Neúměrně vysoké jsou investiční náklady, které se přibližují na dosah půl milionu korun na jeden

dům u nových venkovských kotelen. Podobně i měrná investice na instalovaný tepelný výkon, která je několikanásobně vyšší než u lokálních topidel nebo kotlů pro rodinné domy. Při tom investice předávací stanice, vnitřní rozvody, měřidla a radiátory v domě si ještě zaplatí občan sám. I v samotném Rakousku se po zavedení fenoménu peletek výstavba vesnických výtopen radikálně omezila.

Tabulka 21: Ekonomické údaje některých venkovských kotelen na biopaliva v ČR Trhové Sviny Dešná Jednotka nová rekonstrukce Tepelný výkon. kW 2 500 2 700 Vytápěných jednotek ks 350 125 (rod.domky) Počet obyvatel ks 1 400 320

Hostětín nová 732

Staré nová 380

67

20

230

60

Délka rozvodů tepla

m

původní

3 634

2 800

720

Spotřeba paliva Investiční náklad Měrná investice Měrná investice Měrná investice Zatížení sítě rozvodů

t/r mil. Kč Kč/r.dům Kč/kW Kč/obč. km/MW

1 800 20,51 143 8 000 14 286 původní

750 38,5 308 000 14 074 120 312 1,35

600 30,447 776 40 984 130 435 3,8

178 5,1 255 000 13 421 85 000 1,89

Poznámka: Rekonstruovaná uhelná kotelna Trhové Sviny je s novým kotlem na dřevní hmotu, původní rozvody otopné vody zachovány, nezvyšují cenu investice

7. Skladovací prostory na biopaliva vlastnosti těchto druhů paliv, zejména jejich větším objemem daným nižší hustotou biopaliv a rovněž o něco nižší výhřevností biopaliv. Totéž pak platí o skladování

Při společném spalování biomasy a uhlí, v kotlích k tomu schválených, je možné přidávat asi 20-70 % biomasy. Pro skladování je nutné brát do úvahy rozdílné

35

u spalovacích zařízeních určených pro výhradní spalování biomasy. Zvyšování výkonu kotlů na spalování biomasy naráží na nepříznivý poměr mezi měrným objemem, výhřevností a v neposlední řadě i vlhkostí paliva. Například pro kůru s obsahem vody W = 50 % je tento poměr oproti běžnému hnědému uhlí následující: kůra ………………………….. 0,39 m3.GJ-1 hnědé uhlí …………………… 0,062 m3.GJ-1 Pro stejný tepelný výkon kotle je při spalování kůry objemová spotřeba paliva vyšší oproti uhlí 6,27 krát. Zlepšení těchto poměrů je možno provést vysušením dřevní hmoty. Vysušíme-li dřevní odpad ze surového stavu W = 50 % na hodnotu W = 10 %, bude to znamenat zvýšení výhřevnosti dřevní hmoty obsah vody W = 50 % ……………. Qn = 7,17 MJ.kg-1 obsah vody W = 10 % ……… …….Qn = 16,7 MJ.kg-1 Uvedeným vysušením dřevní hmoty se zvýší její výhřevnost 2,33 krát. Pokud by na vysušení dřevní hmoty navazovala ještě technologie briketování dřevní hmoty, je možno docílit následujícího porovnání s hnědým uhlím: brikety z dřevní hmoty (W = 10 %) ……0,047 m3.GJ-1 hnědé uhlí ……………………………....0,062 m3.GJ-1.

Brikety dřevní hmoty tedy potřebují jen 75 % skladovacího objemu ve srovnání s hnědým uhlím. Pro lepší představu uvádíme v tabulce potřebné skladovací prostory pro uskladnění jednoho GJ či jedné MWh energie obsažené v různých palivech. Například u polen musíme počítat ve srovnání s černým uhlím s téměř 4x větším prostorem, při porovnání s hnědým uhlím asi s 2x větším prostorem. Ještě více vynikne potřeba prostoru pro skladování ve srovnání štěpky a černého uhlí. U štěpky je potřeba skladovacího prostoru téměř 7x větší. Balíkovaná sláma vyžaduje asi 12x větší objem skladovacího prostoru než hnědé uhlí. To znamená, že u větších tepelných zdrojů je vhodné z hlediska investičních nákladů budovat provozní sklad relativně malý (na 7 až 10 dní). Pokud je tepelný zdroj mimo centrum obce a je zde dostatek volného místa může být provozní sklad i větší. Větší sklad ovšem vyžaduje vyšší náklady na investici při stavbě zdroje. Zásobování zdroje tepla na biomasu je náročné na logistiku a proto je žádoucí všechny problémy se zásobováním zdroje biopalivy vyřešit již během fáze projekce. Smluvní vztahy mezi investorem, nebo provozovatelem a dodavateli paliv i dalších služeb jsou před dohotovením stavby nutnou podmínkou.

Tabulka 22: Potřebné skladovací prostory pro různé druhy paliv Objemová. Energie v Výhřevnost Palivo 1 m3 hmotnost MJ.kg-1 -3 kg.m GJ.m-3 Palivové dřevo-polena 15 320-450 5,775 Palivové dřevo-odřezky 18 210-300 4,59 Štěpka 10 180-410 2,95 Sláma ze samosběracího 14 40-60 0,7 vozu Sláma balíky 14 80-150 1,61 Dřevěné brikety, pelety 21 600-1100 17,85 Hnědé uhlí 16 650-780 11,44 Černé uhlí 26 770-880 21,45

Energie v 1 m3 MWh.m-3 1,60 1,28 0,82

Skladovací prostor m3.GJ-1 0,17 0,22 0,34

Skladovací prostor m3.MWh-1 0,62 0,78 1,22

0,19

1,43

5,14

0,45 4,96 3,18 5,96

0,62 0,06 0,09 0,05

2,24 0,20 0,31 0,17

7.1 Zdravotní aspekty práce se štěpkou objemu za první měsíc skladování jsou do 3 %. V dalších měsících se stupňuje rozkladná činnost mikroorganismů a hub; v důsledku toho se ztráty objemu zvyšují na průměrných 5,5 % měsíčně za druhý až pátý měsíc skladování. Má-li štěpka vyšší obsah vody než 25 – 30 %, v závislosti na teplotě po určité době začíná degradovat a plesnivět. Bylo zjištěno až 10 tis. spor plísní a hub v 1 m3 vzduchu ve skladech vlhké štěpky (Norsko, Finsko). Ve Švédsku se považuje za nebezpečné už 500 zárodků na 1 m3. Takový vzduch ohrožuje plíce lidí, může vzniknout nemoc podobná nemoci zemědělců z plesnivé slámy a sena. Štěpka z jehličnanů je proti plísni odolnější než z listnáčů. Z těchto důvodů nesmí být štěpka nikdy

Činností živých parenchymatických buněk, chemickým okysličováním, hydrolýzou celulózových komponentů v kyselém prostředí a biologickou aktivitou baktérií a hub se vyrobené štěpky poměrně rychle rozkládají; tím dochází ke ztrátě objemu a zvyšování vlhkosti materiálu až na 80 % vlhkosti. Současně vzrůstá teplota skladované štěpky na 50 – 70 °C a při překročení teploty 100 °C může dojít i k samovznícení. Pokud je pro provoz zpracovatelských kapacit nutné větší předzásobení, vytváří se obvykle v materiálu určeném ke štěpkování a ne ve štěpce. V literatuře je doporučovaná lhůta spotřeby štěpky do patnácti dnů od výroby; za nejdelší dobu se považují tři měsíce, protože náběh rozkladných procesů je z počátku pozvolnější a ztráty

36

skladována přímo v obytném stavení, měla by být proto co nejrychleji usušena. Tato okolnost zatím v ČR uniká pozornosti.

8. Ekonomika biopaliv ze stébelnin půdy) - doplňková platba (TOP UP) – pro vyjmenované plodiny stanovena formou sazby na 1 ha orné půdy, pro rok 2006 stanovena sazba 2240 Kč na 1 ha - podpora LFA (LFA= Less favourable area = oblasti s méně příznivými podmínkami) – vyrovnávací příspěvek na hospodaření v méně příznivých oblastech, poskytuje se pouze na kulturu „travní porost“ (louky, pastviny i ostatní travní porosty) v méně příznivých oblastech, sazby pro rok 2006 jsou stanoveny: a. horská oblast - HA 4680 Kč/ha, HB 4014 Kč/ha b. ostatní méně příznivé oblasti – OA 3490 Kč/ha , OB 2820 Kč/ha c. specifické omezení – S 3420 Kč/ha, d. s ekologickými omezeními - E 2800 Kč/ha (území NATURA 2000) - podpora pěstování bylin pro energetické využití (dotace dle zákona o zemědělství č. 252/1997 Sb. – platí jen pro vybrané druhy energetických bylin a trav, sazba 2000 Kč na 1 ha orné půdy využívané pro pěstování těchto plodin). Pro posouzení ekonomiky energetické produkce byly vybrány následující technologie: - trvalé travní porosty - vybrána technologie bez hnojení, která vychází ekonomicky nejpříznivěji - energetické plodiny víceleté – energetický šťovík (nově vyšlechtěná odrůda pro energetické účely), křídlatka Bohemica, - energetické plodiny jednoleté – konopí seté, triticale ozimé (využití celé produkce pro energetické účely) - energetické trávy - chrastice rákosovitá, ozdobnice čínská (sloní tráva).

Významným zdrojem biomasy pro pevná biopaliva jsou trvalé travní porosty. Výrazný pokles objemu živočišné výroby a omezené možnosti využití trvalých travních porostů pro krmení činí z této produkce postupně zbytkovou a odpadní biomasu. Dalším zdrojem obdobné biomasy je produkce z narůstající plochy travních porostů na orné půdě, které vznikají v rámci agroenvironmentálních opatření podporovaných dotacemi v rámci Horizontálního plánu rozvoje venkova (zpomalení odtoku vody zatravněním orné půdy, tvorba travnatých pásů na svažitých půdách, biopásy apod.). V poslední době rovněž narůstá množství zbytkové a odpadní biomasy z údržby krajiny a veřejné zeleně v obcích a městech. Dalším významným zdrojem mohou být záměrně pěstované energetické plodiny. Pěstování a produkce energetických plodin je reálnou alternativou pro postupné nahrazování části rostlinné výroby věnované dosud převážně potravinářské produkci. Využití produkce z travních porostů a energetických plodin pro výrobu pevných biopaliv se rozvíjí zatím jen pomalu. Příčin je celá řada včetně technických, organizačních a legislativních. Z hlediska zemědělců je jedním z hlavních důvodů pomalého rozvoje energetického využití biomasy nepříznivá ekonomika a tvrdá konkurence ostatních fosilních zdrojů energie.

8.1 Technologie a náklady na pěstování a sklizeň vybraných plodin Technologie a ekonomika pěstování a sklizně produkce z trvalých travních porostů a produkce energetických plodin je zpracována s využitím databázového modelovacího programu AGROTEKIS (VÚZT Praha). Variabilní náklady zahrnují materiálové vstupy, náklady na provoz strojů a osobní náklady. Podrobná struktura variabilních nákladů pro vybrané energetické plodiny je uvedena v příloze 3. Náklady na provoz a obsluhu strojů hrají v této kategorii dosti významnou roli. V příloze 2 jsou uvedeny technické a ekonomické parametry vybraných souprav pro technické zajištění některých operací pěstování a sklizně vybraných energetických plodin. Fixní náklady (daně, poplatky, úvěrové zatížení, výrobní a správní režie apod.) jsou na základě dostupných podkladů stanoveny odborným odhadem ve výši 2500 Kč/ha. Pro pěstování travních porostů a vybraných energetických plodin lze pro rok 2006 využít následující dotace: - jednotná platba na plochu (SAPS) –zemědělské půdy (pro rok 2006 je sazba 2518 Kč/ha zemědělské

Struktura jednotlivých položek nákladů, dotace, produkce a měrné náklady na jednotku produkce energetického biopaliva jsou pro vybrané plodiny uvedeny souhrnně v tabulce 23.

8.2 Ekonomika a konkurenceschopnost energetické produkce Tuhá biopaliva ve formě válcových nebo hranolovitých balíků Výsledkem pěstování a zpracování travních porostů a vybraných energetických plodin je suchá hmota lisovaná zpravidla do formy válcových nebo hranolovitých balíků. Produkce v této formě je vhodná jako palivo do velkých kotelen a dalších velkých zdrojů energie. Hlavním konkurentem pro tuto oblast využití jsou nejlevnější varianty hnědého uhlí. Při srovnání se vycházelo z ceny netříděného hnědého uhlí

37

(hruboprachy), které má přibližně shodnou výhřevnost a jeho cena (cena u výrobce, bez dopravného a bez DPH)

se pohybuje podle výrobce a sezóny zpravidla od 800 do 850 Kč.t-1.

Tabulka 23: Náklady a ekonomika vybraných druhů energ. plodin a travních porostů Jednoleté Trvalé travní porosty Energetické trávy Víceleté plodiny plodiny Měrná Ukazatel jed. Mimo LFA LFA chrastice ozdobnice konopí triticale energetický křídlatka LFA ostatní horské rákosovitá čínská seté ozimé šťovík Bohemica Variabilní náklady Kč.ha-1 3685

3685

3685

6500

16400

14800

12570

6840

11250

Kč.ha-1 2500

2500

2500

3000

3000

3000

3000

3000

3000

3,0

3,0

8,0

13,5

10,5

10,0

8,5

18,0

6185

6185

9500

19400

17800

15570

9840

14250

2062

2062

2062

1188

1437

1695

1557

1158

792

2518

2518

2518

2518

2518

2518

2518

2518

2518

Fixní náklady Výnos energet. produktu

t.ha-1

Náklady celkem (bez dotací)

Kč.ha-1 6185 -1

Kč.t

-1

Dotace SAPS

3,0

Kč.ha

-1

Dotace TOP - UP

Kč.ha

Dotace LFA (horské oblasti) Dotace (zákon č. 252/1997 Sb.) Náklady celkem (po odpočtu dotací)

Kč.ha-1

2240 3320

4460

Kč.ha-1 Kč.ha-1 3667 Kč.t-1

1222

2000

2000

2000

2000

347

-793

4982

14882

13282

10812

5322

11732

116

-264

623

1102

1265

1081

626

652

2500

B e z d o ta c í

2000

S d o ta c í S A P S S v yu ž itím v š e c h d o ta c í (v p o d m ín k á c h L F A o s t.) S v yu ž itím v š e c h d o ta c í (v p o d m ín k á c h L F A h o rs k é

-1

Měrné náklady (Kč/t )

1500 C e n a h n ě d é h o u h lí u v ý ro b c e

1000

500

0 T rv a lé tra v n í p o ro s ty

c h ra s tic e rá k o s o v itá

o z d o b n ic e č ín s k á

k o n o p í s e té

tritic a le o z im é

e n e rg e tic k ý š ť o v ík

k říd la tk a B o h e m ic a

-5 0 0

Obr. 31: Náklady na 1 t energetické produkce jedná o perspektivní energetickou plodinu nebo invazivní plevel. Pěstitelé ve všech výrobních podmínkách mohou využít dotaci SAPS. S využitím dotací SAPS se sníží tyto náklady a pohybují se v rozmezí od 861 Kč.t-1 do 1455 Kč.t-1 (resp. 652 Kč.t-1 u

Pro plodiny pěstované bez dotací se náklady na 1 tunu biopaliva pohybují od 1158 Kč.t-1do 2062 Kč.t-1. Určitou výjimkou jsou příznivé ekonomické výsledky křídlatky Bohemica s náklady 792 Kč.t-1, která však zatím není schválená a spíše se vedou diskuse, zda se

38

však pro praxi dobře známá a rutinní technologie výroby, flexibilita změny druhu plodiny a výměry. U konopí se jeví ekonomicky vhodnější pěstování konopí na vlákno (využití např. v průmyslu a ve stavebnictví) a energeticky využívat pouze odpadní pazdeří. U obilovin pěstovaných pro energetické účely je výhodou možnost uplatnění části produkce za tržní ceny potravinářské nebo krmné . U obilovin lze dále uvažovat, že přibližně 50 % produkce tvoří zrno, které samo má charakter pelety, není ho tedy nutno pro spalování již upravovat a lze tím tedy snížit celkové náklady na úpravu biopaliva.

křídlatky). Náklady na tato biopaliva jsou stále dosti vysoké a jen některé z nich mohou být konkurenceschopné (chrastice, šťovík, křídlatka). Ostatní jsou na trhu jen obtížně prodejná. Při pěstování travních porostů a energetických plodin mají pěstitelé možnosti využít i další formy dotací (TOP-UP, podpora oblastí LFA, podpora energetických plodin – specifikace je uvedena v tabulce 23). Výsledné náklady na 1 tunu biopaliva jsou rovněž uvedeny v tabulce 23 a na obr. 31. Pokud má pěstitel možnost využít i tyto další formy dotací sníží se výrazně náklady na jednotku energetického biopaliva a většina těchto biopaliv je již ekonomicky příznivá a konkurenceschopná. Z výsledků vyplývá: - biopaliva z travních porostů mimo oblasti LFA vychází ekonomicky nepříznivě (1222 Kč.t-1) - biopaliva z travních porostů v podmínkách LFA ostatní naopak dosahují hodnoty pouze 116 Kč.t-1 - travní porosty v podmínkách LFA horské mohou dokonce v současné době získat větší dotace než jsou náklady na pěstování a sklizeň produkce - z energetických trav vychází ekonomicky příznivěji chrastice rákosovitá (623 Kč.t-1), méně příznivé se jeví pěstování ozdobnice čínské (1102 Kč.t-1) - u víceletých energetických plodin jsou náklady na jednotku produkce biopaliva příznivé (energetický šťovík 626 Kč.t-1, křídlatka Bohemica 652 Kč.t-1) - jednoleté energetické plodiny - náklady na jednotku produkce biopaliva nejsou příznivé, s využitím všech dotací dosahují náklady konopí seté 1265 Kč.t-1, triticale ozimé 1081 Kč.t-1). Výhodou jednoletých energetických plodin je

Tuhá biopaliva ve formě briket a pelet Pro využití produkce z travních porostů nebo energetických plodin jako paliva pro rodinné domky a malé farmy je třeba zpracovat produkci do formy briket nebo pelet. Náklady na výrobu briket (pelet) se pohybují podle velikosti zařízení kolem 700 Kč na 1 tunu. Ekonomicky výhodné je využití této formy biopaliva lokálně bez významných nákladů na dopravu a distribuci ke spotřebiteli. Při této formě využití biopaliva je již hlavním konkurentem cena hnědého uhlí u prodejců paliva v maloobchodní síti (podle místa a sezony se pohybuje kolem 1400 Kč.t-1 bez DPH). Výsledné náklady na 1 tunu briket/pelet z produkce energetických plodin jsou na obr. 32 porovnány s průměrnou cenou hnědého uhlí u prodejců. Struktura výsledných nákladů je obdobná jako v předchozí části a vyplývá z nich, že ekonomicky příznivě vychází: - biopalivo z travních porostů pěstovaných v oblasti LFA - z energetických trav chrastice rákosovitá - z víceletých energetických plodin šťovík i křídlatka

3000 Bez dotací S dotací SAPS S využitím všech dotací (v podmínkách LFA ost.) S využitím všech dotací (v podmínkách LFA horské)

2500

Měrné náklady (Kč.t-1)

2000

Cena hnědého uhlí u prodejců

1500

1000

500

0 Trvalé travní porosty

chrastice rákosovitá

ozdobnice čínská

konopí seté

triticale ozimé

energetický šťovík

Obr. 32: Náklady na 1 t biopaliva ve formě briket/pelet

39

křídlatka Bohemica

tedy určitým problémem jistota a výše dotačních podpor. Kromě tohoto úzkého pohledu na ekonomiku tuhých biopaliv je však třeba konstatovat, že jejich přínos a význam je i v dalších oblastech, např.: ƒ racionální využití zemědělské půdy, snížení zaplevelenosti, příznivý vliv na tvorbu krajiny a na životní prostředí ƒ vytvoření nových pracovních příležitostí ƒ zvýšení ekonomické stability zemědělských podniků ƒ úspora neobnovitelných zdrojů energie.

Využití produkce travních porostů a energetických plodin jako paliva je v současné době bez dotací ekonomicky nereálné. Využití dostupných dotací výrazně zlepší ekonomiku výsledné produkce a konkurenceschopnost těchto biopaliv na trhu ostatních paliv. Ekonomicky méně příznivé výsledky vykazují zatím travní porosty pěstované mimo oblasti LFA a rovněž jednoleté energetické plodiny. Podpory v dalších letech jsou zatím předmětem jednání v rámci EU. Při přípravě a realizaci podnikatelského záměru na delší časové období zůstává

9. Přímé spalování stébelnin jestliže teploty při spalování nepřestoupí 1 100 -1 200°C, při kterých již vznikají NOx i ze vzduchu. Pšeničná sláma má 0,5 % (vymoklá) až 1,25 % dusíku, ale luční seno může mít i 1,8 %, vojtěška přes 2,8 %. Málo dusíku má rákos sklízený na jaře - 0,5 %, křídlatka 0,4 %, konopí 1,1 %. Naproti tomu stéblo topinamburu sklízené na podzim má více než 1,5 %, na jaře je obsah N vždy nižší. Podle dánských specialistů je výhodné nechat stébelniny na řádku vymoknout, čímž se do půdy vyplaví některé látky, které prospějí poli a uleví spalování. Po vymoknutí ovšem je nutné stébelniny nechat opět vyschnout na skladovací vlhkost pod 20 % - lépe až pod 15 %. Síra a těžké kovy jsou ve stébelninách v nepatrném množství, část se dostává do popele a část do létavého popílku, který je u větších kotelen zachycován filtry. Do popele se dostávají hlavní minerální živiny jako fosfor, draslo, vápník i křemík. Proto popel ze slámy, stejně jako ze dřeva je dobrým minerálním hnojivem. Někdy se vyplatí oddělovat létavý popílek, pokud se najde odběratel, který by byl efektivně schopen z něho dostat některé vzácnější prvky. Spalování stébelnin je mnohem složitější než spalování dřeva, nejen z hlediska úpravy paliva, velkých nároků na skladování a nezbytnou mechanizaci před topeništěm, ale i z hlediska emisí a popílku, který vyžaduje účinnější filtraci spalin. Proto by u menších topenišť měly být stébelniny spalovány ve formě tvarovaného paliva (pelety, brikety), jejichž tvar i po vyhoření zůstává zachován, případně i spolu s kvalitním uhlím a pak ve velkých tepelných zařízeních i ve volně loženém stavu nebo ve formě balíků spolu se dřevem nebo uhlím. U velkých zařízeních se už ekonomicky vyplatí složitější zařízení, které u menších výtopen od 200 až do1 000 kW tepelného výkonu neúměrně zdražuje náklady na teplo. Předností stébelnin je, že se sklízí běžnými sklizňovými zemědělskými stroji v relativně suchém stavu a řada druhů vydrží na stanovišti i více let.

Stébelniny jsou jen zvláštní formou dřevin. U některých tlustostébelných paliv se jedná o přechodný tvar. Při spalování stébelnin v původním, resp. pořezaném stavu, může provoz, ale i provedení topenišť být ovlivněno několika faktory. Sláma má největší rozmanitost forem, od volně ložené, řezané, vyznačující se nepatrnou měrnou hmotností a malou energetickou hustotou, přes balíky až k briketám, které se však spíše podobají dřevnímu palivu. Sláma ještě podstatně rychleji a při nižší teplotě zplynuje, přičemž v malých topeništích se nedosahuje takové teploty, aby prohořela zbylá uhlíková část a zuhelnatělé částice se dostávají do komínových plynů a do ovzduší. U velkých topenišť je spalování dokonalé, ale při teplotách nad 600°C, které jsou nezbytné pro dobré prohoření spalných plynů, se projevuje agresivita ve slámě obsaženého chloru měnícího se na chlorovodík (HCl), napadajícího vyzdívky a kovové teplosměnné plochy. To vyžaduje zvláštní opatření, u kotlových přehřívačů páry i nerezové provedení. Praxe (skandinávské teplárny) si vypomáhají přídavkem vápna nebo vápence do systémů fluidního spalování a současným spalováním uhlí se slámou, přičemž se má vázat draslo ze slámy se sírou z uhlí. Velkým problémem je vytváření škváry a sklovitých koláčů z popele slámy, který měkne a taví se již před dosažením teploty 900°C, což je podstatně méně než u dřeva. Popelovin je v suché slámě (při vlhkosti do 15 %) v průměru 6 %, ale u znečištěné slámy, která dlouho ležela na poli, může být až 9 % popelovin. Potom dodržení spalné teploty v topeništi a rychlé ochlazení popele je nezbytné. Slouží k tomu vodou ochlazené rošty, přebytky sekundárního vzduchu a protiproudé vedení plamene proti palivu směrem od vznikajícího popele.

9.1 Dusíkaté a další chemické látky v biopalivech Dalším problémem při spalování stébelnin je obsah dusíkatých látek, resp. dusíku, který se spolu s dusíkem ze spalného vzduchu účastní tvorby nežádoucích NOx. Odborná literatura (STREHLER) uvádí, že do cca 1,5 % obsahu dusíku v sušině paliva [tj. = 9,4 % dusíkatých látek] se dá problém zvládnout,

40

10. Souhrn, závěr a perspektiva bude pro tepelně méně náročné objekty vyhovovat. Za další perspektivní způsob využívání biopaliv se považuje zplyňování biomasy s následným zkapalněním a možnost dodávky. upraveného bioplynu do veřejné sítě. Je možno počítat s urychleným rozvojem výstavby a používání univerzálních bioplynových stanic na zpracování zemědělských a komunálních odpadů. Výzkumně bude řešena problematika separace metanu z bioplynu pro jeho dodávku do sítě a pro aplikaci jako pohonné hmoty. Pevný separát produkovaný bioplynovými stanicemi se bude používat přímo jako hnojivo, jako hlavní podíl suroviny pro komposty a produkční zeminy, část bude sušena a tvarována do palivových a hnojivových pelet. Přebytky kapalného fugátu z bioplynových stanic budou využívány jako hnojivové závlahy, zčásti pro plantáže energetických rostlin, včetně rostlin pro bioplynové stanice. Výroba bionafty zaznamená mírný nárůst, výroba bioetanolu bude zavedena až budou zvládnuty nové technologie jeho výroby s vysokou výtěžností z jakékoliv biomasy a za předpokladu dalšího nárůstu cen ropy. Před zemědělstvím a lesnictvím se otevírá příznivá perspektiva spojená však s nezbytnou změnou struktury výroby tak, aby v ní nejméně 40 % představovaly nepotravinářské produkty pro průmyslové a energetické využití. Zemědělské podniky by však neměly být jen výrobci surovin, ale pokud možno i dodavateli nebo spoludodavateli elektrické energie a tepla.

Do 10-15 let může biomasa, jako přední obnovitelný energetický zdroj, pokrývat až 10 % potřeb České republiky při výrobě tepla a elektřiny. Do určité míry nahradí hnědé uhlí na venkově i sníží i spotřebu zemního plynu. Místně, podle podmínek může však nahradit až 100 % energetických zdrojů pro tvorbu tepla, což by mohlo mít značný význam pro výrobce i spotřebitele paliva. Za hranici efektivní dopravy se zatím považuje cca 40 km pro dopravu obřích balíků nebo dřevní štěpky. Pelety se mohou vzhledem ke svým vlastnostem (vysoká hustota, sypkost) dopravovat na libovolnou vzdálenost buď volně, v pytlích (na paletách) nebo v obřích vacích. U paliv ze stébelnin je výhodné, že se většinou nemusí sušit, ale jejich zpracování je nákladnější, paliva z dřevního odpadu lesní těžby je výhodnější před spálením předsušit – pokud možno jen přirozeným provětráváním nebo využitím energie spalin. Vývoj směřuje ke standardizaci biopaliv do několika základních forem – balíků stébelnin, briket, standardní dřevní štěpky, ale světový trend ukazuje, že perspektivní formou budou pelety v několika kvalitativních a cenových druzích. Za reálné se považuje i spalování kusového paliva (polínka a brikety) v účinných dřevozplyňujících kotlích, které pracují ve spojení s akumulátory horké vody. Pro velké spotřebiče (teplárny a elektrárny) se v zemědělství a lesnictví bude připravovat standardizovaná dřevní štěpka a kompozitní, levnější hnědé pelety. U malých topidel pro rodinné domky a byty lze očekávat větší rozvoj používání automatických kamen lokálního vytápění na vysoce kvalitní bílé pelety. Tato kamna, včetně přídavného výměníku na ohřev vody, jsou podstatně levnější než běžné peletové kotle a jejich tepelný výkon 4 až 10 kW

41

Seznam použité a doporučené literatury ABRHAM, Z., KOVÁŘOVÁ, M.: Tuhá biopaliva – ekonomika a konkurenceschopnost [Economy and competitive level of solid biofuels]. In: Zemědělská technika a biomasa 2006, Sborník přednášek z mezinárodního odborného semináře, Praha, VÚZT, 2006, s.11-14 ISBN: 80-86884-15-5 ABRHAM, Z., KOVÁŘOVÁ, M.: Ekonomika energetického využití sena z travních porostů. [Economy of biomass from grass stands]. In: Trávne porasty – súčasť horského polnohospodárstva a krajiny, Sborník přednášek z mezinárodní vědecké konference, Banská Bystrica, VÚTPHP, 2006, s. 115-122, ISBN: 80-88872-56-1 KOVÁŘOVÁ, M. a kol.: Ekonomika pěstování a využití nepotravinářských plodin.5/2002, VÚZT, Praha. ISBN 80238-9955-4. SLADKÝ, V, DVOŘÁK, J., ANDERT, D.: Obnovitelné zdroje energie-fytopaliva. 2/2002, VÚZT, Praha. ISBN 80238-9952-X. HUTLA, P. Vliv uhelných aditiv na emisní parametry topných pelet z některých fytomateriálů. CZ BIOM, Praha 25.4.2005 SLADKÝ, V.: Výstavba a provoz závodu na výrobu topných dřevních pelet. Studie VÚZT, Praha 2001. HARTMANN, H.: Handbuch, Bioenergie – Kleinanlagen. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Gülzow, 2/2003. ŠAFAŘÍK a kol.: Energetické plodiny. Profi-Press, Praha 2006. HOLZ, TH.: Holzpellet-Heizungen, Planung.Installation, Betrieb. Ökobuch Verlag, Staufen bei Freiburg, 2006. ŠOOŠ, L.: Briketovanie a peletovanie. Sborník semináře. STU Bratislava 2006. HAVLÍČKOVÁ, K. a kol.: Biomasa, obnovitelný zdroj energie v krajině. VÚKOZ Průhonice 2003. LJUNGBLOM, L.: Soubor článků i výrobě dřevních pelet v Pobaltí. Časopis The Bioenergy International 6/2005, l2/2005.

42

Příloha 1 Přehled výrobců a jejich produkce Úprava dřevní hmoty drcením, používaná zařízení Nejčastěji u nás používaná zařízení na dezintegraci drobného kusového odpadu před spalováním jsou různé rotační sekačky, většinou provozované jako transportní. Stacionární drtiče jsou většinou vyráběny na vyšší výkony zpracované hmoty (nad 500 kg/hod.). V České republice se zabývají výrobou strojů pro desintegraci dřeva tito výrobci: Vilém Bystroň – INTEGRACE, Podlesí 506, 757 01 Valašské Meziříčí. Tel.:571623241, 608968447 E-mail: [email protected], www.bystron.cz ROJEK dřevoobráběcí stroje a.s., Masarykova 16, 517 50 Častolovice, Tel.: 494339120, E-mail: [email protected], www.rojek.cz Sušická strojírna a.s, Nádražní ulice 2/166, 342 53 Sušice, Tel.: 376521020, www.sg-stroj.cz , [email protected] Dovozem uvedeného zařízení ze zahraničí se zabývají. SILVACO a.s., Na Křečku 365, Horní Měcholupy, 109 04 Praha 10, Tel.: 272083127, 566655500, E-mail: [email protected], www.silvaco.cz SOME Jindřichův Hradec s.r.o., Jarošovská 1267/II, 377 01 Jindřichův Hradec, Tel.: 384372011, Email.:[email protected], www.somejh.cz Úprava dřevní hmoty lisováním, používaná zařízení Nejčastěji u nás používaná zařízení na výrobu dřevních briket jsou mechanické nebo hydraulické lisy. V České republice se zabývají výrobou lisů pro briketování tito výrobci: Briklis, spol.s.r.o., 391 75 Malšice 335 , Tel.: 381278050, E-mail: [email protected], www.briklis.cz Dovoz hydraulických lisů do 100 kg/h nabízí: AGRO-PROFI s.r.o., Brdlíkova 1A/284 , 150 00 Praha 5, Tel. 00420 2 71743315 , 00420 2 71743320, vvv.agroprofi.cz Tab. 1: Výrobce Briklis, spol. s r.o. Slapy u Tábora Základní technické údaje lisů BRIKLIS údaje výrobce jednotka HLS 15 HLS-25 HLS-50 vyrobených briket kg.h-1 15 25 50 obsah násypky dm3 250 250 1000 příkon stroje kW 2,2 3,3 4,3 průměr brikety mm 30 65 65 hmotnost lisu kg 360 460 660 šířka lisu mm 900 1070 1150 délka lisu mm 1000 1370 1370 výška lisu mm 1085 1260 1300 cena lisu cca tis. Kč 170 240

HLS-100 100 1000 9,4 50 1050 1810 1510 1300 430

Tab. 2: Výrobce RUF GmbH & Co.KG, SRN Základní technické údaje lisů RUF údaje výrobce jednotka RB-110 RB-220 RB-440 vyrobených briket kg.h-1 110 220 440 obsah násypky dm3 432 432 650 příkon stroje kW 7,5 11 30 průměr brikety mm 150 x 60 x 110 hmotnost lisu kg 1900 2000 23000 šířka lisu mm 1500 1500 2000 délka lisu mm 1680 1680 1680 výška lisu mm 1600 1600 1600

43

HLS-200 200 1500 14 50 1450 2000 2020 1300 690

RB-660 660 820 30 3850 2180 27000 1800

Tab. 3: Výrobce Valmac, SPA, Costa, Itálie Základní technické údaje lisů BRICMATIC údaje výrobce jednotka 1/50-130 1/55-150 1/65-150 1/75-150 vyrobených briket kg.h-1 180 380 600 800 příkon stroje kW 15 30 37 55 průměr brikety mm 52 56 67 77 hmotnost lisu kg 2050 2700 4000 4800 šířka lisu mm 900 900 950 900 délka lisu mm 2000 2650 3500 3500 výška lisu mm 2050 1950 2100 2100

1/85-200 1200 55 87 6000 1100 4200 2200

1/95-200 1500 75 98 6300 1200 4900 2200

Výrobci a dodavatelé zařízení pro výrobu biopeletek a výrobci peletek BIOMAC Ing. Černý s.r.o., Šumperská 941, 783 91 UNIČOV, Tel./Fax: 585 053 534, E-mail: [email protected], www.biopaliva.cz STOZA, s.r.o. Lány u Dašic 63, 530 02 Pardubice, Tel.: 466 951 404, www.stoza.cz ENVITERM a.s., Chotěbořská 573, 582 63 Ždírec nad Doubravou, www.enviterm.cz OSTAX-spol s.r.o, Jarcová 71, 75701 Valašské Meziříčí, Tel.: 571631072, www.ostax.cz, E-mail: [email protected] Pelletia-TEC s.r.o. 503 03 Výrava 150, Tel.: 495221181, www.pelletia.cz , [email protected] PILA.EKOPAL s. r. o., 543 76 Chotěvice u Trutnova 350, www.pilaekopal.com, E-mail: [email protected] PASTOREK, 37821 Kardašova Řečice. www.pelety.cz, E-mail: [email protected] Výroba kotlů a kamen na spalování dřeva a peletek Pro vytápění malých prostor v oblastech, kde je dostatek palivového dřeva se vždy dřevo používalo jako tradiční palivo. Bylo obvykle spalováno v obyčejných uhelných, násypných kamnech, nebo kuchyňských sporácích, takže velká část horkých spalin unikala bez užitku do komína, protože se nedala lépe využít. Tato situace se v poslední době mění k lepšímu, protože na trhu se objevují kamna, konstruovaná na spalování kusového dřeva s výrazně lepší účinností. Jedná se o kamna do obytných místností, kde kamna plní též estetickou úlohu při bydlení. Tomuto účelu vyhovují tzv. krbová kamna, která mohou být dle svého provedení ocelová nebo kachlová. Tato kamna jsou řešena převážně jako teplovzdušná, neboť ohřívají okolní vzduch nasáváním do otvorů mezi vnitřním a vnějším pláštěm topidla. Ohřátý vzduch vystupuje otvory v horní části kamen do místnosti. Podíl sálavé složky tepla od kamen činí cca 25 – 30 % a projevuje se hlavně při chladnutí, nebo ukončení vytápění. Nově se vyrábí kamna na spalování peletek. V současné době se v České republice zabývají výrobou kamen a malých teplovodních kotlů pro spalování dřeva následující výrobci: AGROMECHANIKA, v.o.s., Netolická ul., 384 02 Lhenice, Tel.: 388 321 280, E-mail: [email protected], www.agromechanika.cz ATMOS, Jaroslav CANKAŘ a syn, Velenského 487, 294 21 Bělá pod Bezdězem, Tel.: 326 701 404, E-mail: [email protected], www.atmos.cz BENEKOVterm s.r.o., Masarykova 42, 793 12 Horní Benešov, Tel.: 554 748 008, E-mail: [email protected], www.benekov.cz DAKON .s.r.o., Ve Vrbině 588/3,794 01 Krnov-Pod Cvilínem, Tel.: 554 694 111, E-mail: [email protected], www.dakon.cz Dáša Křenovská – ACEJKO, Nezvalova 2, 792 01 Bruntál, Tel.: 554 712 407, E-mail: [email protected] Ekoefekt s.r.o., areál Hlubina čp. 4, 436 01 Litvínov, Tel.: 476 732 214, 476 209 129, E-mail: [email protected], www.kotle.cz FIEDLER – Zdeněk Fiedler, Nerudova 472, 384 22 Vlachovo Březí, Tel. 388 320 006., E-mail: [email protected], www.kotle-fiedler.cz Haas + Rukov, spol.s.r.o., ulice SNP 13, 408 18 Rumburk,tel.: 412332351 e-mail [email protected], www.haasrukov.com Jan ŠAMATA, 384 27 Vitějovice čp. 87, okr. Prachatice, TEL.: 388 328 710 Kovodružstvo v.d., Rokycanská 58, 312 60 Plzeň, tel.: 377260 0341, www.kovotherm.cz KOVO NOVÁK, 671 01 Citonice Znojmo, Tel: 515 236 315, www.kovonovak.cz Kovotherm, spol.s.r.o., Kodicillova 3, 264 01 Sedlčany, tel.: 318822242 LING Krnov s.r.o., nám. Osvobození 2057/8, 79401, Krnov, tel.: 554 617 070, E-mail: [email protected], www.ling.cz

44

PolyComp, a.s., Na Hrázce 22, 290 01 Poděbrady VIII, tel.:325 604 111, E-mail: [email protected] PONAST, spol. s r.o., Na Potůčkách 163, 757 01 Valašské Meziříčí, tel.: 571 688 111, E-mail: [email protected], www.ponast.cz Romotop, 742 01 Suchdol nad Odrou, Tel.: 556 770999, E-mail: [email protected], www.romotop.cz STS Jindřichův Hradec, Jarošovská 58, 377 82 Jindřichův Hradec, Tel.: 384 321 273, E-mail: [email protected] THERMONA, spol. s r.o., Stará Osada 258, 664 84 Zastávka u Brna, tel. 544 500 505, E-mail: [email protected], www.thermona.cz VERNER, a.s., Sokolská 321, 549 01 Červený Kostelec, Tel.: 491 465 024, E-mail: [email protected], www.verner.cz ŽDB GROUP a.s., závod topenářské techniky VIADRUS, Bezručova 300, 735 93 Bohumín, Tel.: 800 133 133, E-mail: [email protected], www.viadrus.cz Kromě uvedených výrobců kotlů, kteří vyrábí malé kotle vlastní konstrukce jsou v České republice také výrobci větších kotlů (nad 100 kW), kteří vyrábí kotle zahraniční konstrukce, nebo je zde kompletují a také renomovaní výrobci spalovacích zařízení. Uvádíme některé z nich: AGRA METAL, spol.s.r.o., 360 01 Jenišov u Karlových Varů, tel.: 353 563 017 ATTACK, s.r.o., Dielenská Kružná 5, 038 61 Vrutky, Slovensko, tel.: 0434 003 101, www.attack-sro.sk BIOPAL Technologie s r.o., Zátiší 3249, 738 01 Frýdek-Místek, Tel.: 558 646 331, E-mail: [email protected], www.biopal.cz ECON KRBY, Jiří Červenka, Novinky 729, 696 21 Prušánky, tel.: 518 374 089, E-mail: [email protected] ELBH, spol.s.r.o., Havlíčkova 35, 375 01 Týn nad Vltavou, tel.: 385 721 245, E-mail: [email protected] , www.elbh.cz HAMONT - Contracting and Trading spol. s r.o., Sedliště 227, 739 36 Sedliště (Frýdek Místek), tel.: 558 658 119, Email: [email protected], www.hamont.cz TRACTANT FABRI, Královská cesta 292, 280 00 Kolín 4, tel.: 321720538, e-mail: [email protected], www.kolin.cz/tractant Step TRUTNOV a.s., Horská 289, 541 02 Trutnov, tel.: 499 811 892, E-mail: [email protected], www.steptrutnov.cz TTS eko s.r.o., Průmyslová 163, 674 01 Třebíč, tel.: 568 837 611, E-mail: [email protected], www.tts.cz VYNCKE Praha, s.r.o., Pod Krocínkou 7, 190 00 Praha 9, tel.: 697 85 38, E-mail: [email protected] Tab. 4: Výrobce Agromechanika, Lhenice údaje výrobce jednotka DC-18 tepelný výkon jmen. výkon elektř. obsah násypky hmotnost kotle šířka kotle hloubka kotle výška kotle cena kotle

kW kW dm3 kg mm mm mm tis. Kč

18 9-15 100 285 550 1200 1160

DC-23

DC-29

23 9-15 125 315 550 1200 1250 nejsou nové ceny

29 9-15 140 365 590 1200 1250

Tab. 5 : Výrobce BENEKOVterm, Horní Benešov údaje výrobce jednotka Ling-25 tepelný výkon kW 10-24 obsah zásobníku dm3 280 max. délka dřeva cm spotřeba paliva kg/h 1-6,2 příkon kotle W 230 max. účinnost % 83 hmotnost kotle kg 340 šířka kotle mm 1410 hloubka kotle mm 834 výška kotle mm 1418 cena kotle Kč 46000

45

AM18E / AE 23E 18 / 23 9-15 110 435 590 1210 1090 35/36

Ling50 10-42 280 2-8,4 260 84 450 1575 834 1565 57700

AM29E

AM 43E

29 9-15 130 445 590 1210 1180 40

43 9-15 160 495 680 1230 1270 46

PyroLing 25D 10-25 100 38 47 82 240 685 745 1092 25000

Tab. 6: Výrobce ATMOS, Jaroslav CANKAŘ a syn, Bělá p. Bezdězem údaje výrobce jednotka DC-18S DC-22S DC-25S tepelný výkon kW 20 22 25 obsah násypky dm3 66 100 100 max. délka paliva mm 330 530 530 příkon kotle W max. účinnost % 81-87 81-87 81-87 hmotnost kotle kg 293 303 306 šířka kotle mm 590 590 590 hloubka kotle mm 770 970 970 výška kotle mm 1180 1180 1180 cena kotle tis. Kč 23 28 30

DC-32S 35 140 530

DC-40SX 40 140 530

DC-50S 48 180 730

81-87 345 670 970 1260 35

81-87 353 670 970 1260 37

81-87 407 670 1170 1260 45

Tab. 7: Výrobce ATMOS, Jaroslav CANKAŘ a syn, Bělá p. Bezdězem údaje výrobce jednotka DC-20GS DC-25GS DC-32GS DC-40GS tepelný výkon kW 20 25 32 40 obsah násypky dm3 87 130 130 170 max. délka dřeva mm 330 530 530 530 příkon kotle W max. účinnost % 81-87 81-87 81-87 81-87 hmotnost kotle kg 350 408 415 453 šířka kotle mm 670 670 670 670 hloubka kotle mm 770 970 970 970 výška kotle mm 1260 1260 1260 1410 cena kotle tis. Kč 42 48 50 55 Tab. 8: Výrobce DAKON údaje výrobce jednotka tepelný výkon obsah násypky max. délka dřeva spotřeba dřeva příkon kotle max. účinnost hmotnost kotle šířka kotle hloubka kotle výška kotle cena kotle

kW dm3 cm kg/h W % kg mm mm mm Kč

GASOGE N 24 13-24 95 50 7 50 86 350 560 1175 1200 27050

Tab. 9: Výrobce STS Jindřichův Hradec údaje výrobce jednotka tepelný výkon kW obsah násypky dm3 max. délka paliva cm příkon kotle W max. účinnost % hmotnost kotle kg šířka kotle mm hloubka kotle mm výška kotle mm

KP 18 PYRO 7,5-21 66 43 5,7 55 85 310 625 995 1185 25000

P-20 8-20 85 35 21 72 240 600 820 1080

46

KP 24 PYRO 8,5-25 86 54 7 55 85 315 626 1035 1185 26200

P-28 11-28 120 50 30 78 260 600 970 1080

DC-50SE 50 252 700 81-87 545 770 1170 1360 60

KP 32 PYRO 11,5-30 114 480 8,5 55 85 340 686 985 1250 28800

KP 38 PYRO 15,4-36 138 580 10 55 85 410 686 1085 1250 30500

P-40 16-40 170 50 41 80 380 760 1050 1350

P-55 22-55 200 50 41 84 420 760 1160 1460

Tab. 10: Výrobce Verner, a.s.. Červený Kostelec údaje výrobce jednotka V-25C tepelný výkon kW 25 obsah násypky dm3 130 max. délka dřeva cm 50 příkon kotle W 50 max. účinnost % 82 hmotnost kotle kg 400 šířka kotle mm 650 hloubka kotle mm 1035 výška kotle mm 1175 cena kotle Kč 35900 Tab. 11: Výrobce Verner, spol. s r.o., Červený Kostelec údaje výrobce jednotka G-90 G-225 tepelný výkon kW 90 225 max. vel. štěkpy cm 3x3x8 3x3x8 spotř. paliva (30 %) vl. hod 23 56 max. účinnost % 80-85 80-85 hmotnost výměníku kg 1,45 3,2 šířka výměníku mm 1000 1380 hloubka výměníku mm 1670 2250 výška výměníku mm 1430 1870 cena kopl. zařízení tis. Kč 400 550 Tab. 12 : Výrobce Fiedler, Prachatice údaje výrobce jednotka SZDO-50 tepelný výkon max. vel. štěpky spotř. paliva (30 %) vl. příkon kotle max. účinnost hmotnost kotle šířka kotle hloubka kotle výška kotle

kW cm kg/h kW % kg mm mm mm

50 2x2x2 18 0,9 85 1100 2500 1400 1580

SZDO100 100 2x2x2 35 0,9 85 2400 2900 1800 2990

V-45 45 183 50 70 85 630 690 1020 1600 55000

GV-350 350 3x3x8 88 80-85 3,2 1336 2260 1352 1200

SZDO200 200 2x2x2 70 1,9 85 4500 2900 3000 2650

P-45 45 183 50 70 82 520 580 915 1475 45000

GV-600 600 3x3x8 150 80-85 4,1 1420 2500 1445 1400

SZDO300 300 2x2x2 105 1,9 85 5500 2900 3100 2700

Tab. 13: Výrobce Jan Šamata, Vitějovice okr. Prachatice údaje výrobce jednotka G-50 G-130 G-190 tepelný výkon kW 50 130 190 obsah zásobníku m3 dle potřeby max. vel. štěpky cm 5 5 5 příkon kotle W 250 350 600 max. účinnost % 86 86 86 šířka kotle mm 1650 2900 3060 hloubka kotle mm 2160 2730 3150 výška kotle mm 1810 2300 2350

47

G-75 75 300 55 90 82 840 1170 1030 1640 89200

GV-900 900 3x3x8 230 80-85 6,85 1700 3000 1770 1730

GV-1800 1800 3x3x8 450 80-85 11,3 2025 3600 2100 2600

SZDO-400

SZDO500 500 2x2x2 175 5,7 85 7500 3100 3300 3000

400 2x2x2 140 4 85 6500 3000 3100 2900

G-300 300 5 600 86 3060 3100 2600

Tab. 14: Výrobce ELBH, spol. s r.o., Týn n. Vltavou údaje výrobce jednotka TSP- 7 TSP-15 tepelný výkon kW 85 175 max. délka dřeva cm 2,5 x 2,5 2,5 x 2,5 max. účinnost % 85 – 88 85 – 88 výhřevná plocha m2 10 20 hmotnost kotle t 3,6 5 šířka kotle mm 1000 1200 hloubka kotle mm 1500 2180 výška kotle mm 1000 1200

Tab. 15: Ponast spol. s r.o.Valašské Meziříčí KP 10 KP 20 jmenovitý výkon 15 kW 25 kW 4,5 - 15 7,5 - 25 výkonový rozsah kW kW 1,25-3,70 1,81-6,25 spotřeba paliva kg/hod-1 kg/hod-1 účinnost >86 % >86 % teplota spalin (°C) 145 - 188 150 - 205 hmotnost 210 kg 270 kg průměr kouřovodu 130 mm 150 mm výhřevná plocha 1,83 m2 2,75 m2 360 x 498 x rozměry (š x h x v) 1065 x 1065 x 1420 mm 1420 mm el. příkon Palivo dřevní pelety výhřevnost obsah vody obsah popela

TSP-30 300 2,5 x 2,5 85 – 88 31 7,1 1200 3020 1200

TSP-50 550 2,5 x 2,5 85 – 88 49 9,8 1300 3600 1300

KP 50 KP 51 49 kW 45 kW 14.5 - 49 13,5 - 45 kW kW 3,7-12,9 3,0-11,0 kg/hod-1 kg/hod-1 až 90 % > 90 % 90 - 155 139-183 490 kg 495 kg 160 mm 160 mm 3,75 m2 3,75 m2 750 x 750 x 1285 x 1285 x 1630 mm 1630 mm 180 W

TSP-70 814 2,5 x 2,5 85 – 88 65 12,2 1500 3580 1500

TSP–100 1163 2,5 x 2,5 85 – 88 99 16,3 1800 3580 1800

KP 11 17 kW 5,0 - 17,0 kW 3,7-12,9 kg/hod-1 92,2 % 110-160 255 kg 130 mm

KP 21 29 kW 8,0 - 29,0 kW 3,7-12,9 kg/hod-1 92,2 % 108-159 335 kg 150 mm

477 x 980 x 1435 mm

614 x 980 x 1435 mm

Ø 6,0 - 8,5 mm ~ 17,0 MJ/kg do 10 % do 1 %

Výrobci spalovacích zařízení na slámu v České republice V současné době se v České republice zabývají výrobou kotlů pro spalování slámy následující výrobci: TRACTANT FABRI, Královská cesta 292, 280 00 Kolín 4, tel.: 0321/20538 VERNER, a.s. Sokolská 321, 549 01 Červený Kostelec, tel.: 0441/631745 Zahraniční výrobci zařízení na spalování slámy Nejznámější výrobci kotlů a příslušenství pro spalování slámy, které jsou nejvíce používány v Evropě pochází z Dánska. V České republice jsou nejčastěji v provozu kotle následujících výrobců: PASSAT ENERGI A/S. ORUM SDRL. 8830 TJELJE – DÁNSKO. CLAUHAN 16, VIBEHOLMSVEJ DK – 2600 GLOSTRUP, DÁNSKO. Dánsko je zemí, kde se nejvíce využívá sláma pro výrobu tepla (co do objemu vypěstované slámy v zemi). Tomu odpovídá i velmi dobrá úroveň firem, které se výrobou těchto zařízení zabývají. Jednou z nich je výše uvedená firma Passat, která vyrábí zejména kotle menších topných výkonů v oblasti kolem 400 kW (vyrábí však i kotle větší, do výkonu 3 MW). V následující tabulce uvádíme parametry kotle na pevná paliva PASSAT. Tab. 16: Parametry kotle PASSAT Typ Tepelný výkon (kW) Velikost spalovací komory (dm3) Výhřevná plocha (m2) Objem vody (m3) Hmotnost (kg)

HO-180 200 850 18 1,02 1 480

48

HO-250 290 850 25 1,10 1 750

HO-300 350 850 30 1,10 1 800

Příloha 2 Technicko-ekonomické údaje vybraných souprav pro technické zajištění operací pěstování a sklizně energetických stébelnin Poř. č. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Název a specifikace pracovní operace Měrná Roční výkonnost Potřeba [m.j./rok] jednotka Práce PH PM Proj. Min. [h/m.j.] [l/ m.j.] [Kg/m.j.] Podmítka (talířovým podmítačem) 750 500 0,31 5,7 0 ha Orba střední (jednostranným pluhem) 250 200 1,25 18,0 0 ha Předseťová příprava talířovými branami 900 700 0,22 5,3 0 ha Kypření půdy (radl. kypřič - mělké kypření ) 1200 900 0,22 6,3 0 ha Smykování a vláčení 700 550 0,22 5 0 ha Zpracování kývavými a vířivými branami 900 700 0,42 10 0 ha Válení po setí 750 600 0,20 3,4 0 ha Setí univerzálními secími stroji 600 500 0,40 3,5 0 ha Setí bezorebnými secími stroji 300 250 0,63 10,0 0 ha Setí secí kombinací do nezpracované půdy 750 600 0,40 12,0 0 ha Hnojení TPH - 0,21-0,3 t/ha (vč. dopr. a nakl. ) 1000 800 0,40 1,9 0 ha Přihnoj. kapal. hnojivy - do 300 l/ha (vč. dopravy) 2000 1700 0,25 2,0 0 ha Aplikace kejdy - 30 t/ha (vč. dopravy a plnění) (tis. t) 7 6 0,05 0,4 0 t Rozmetání hnoje - 40 t/ha (vč. dopravy nakládání) (tis. t) 5 4 0,05 0,7 0 t Vápnění - dávka do 2,0 t/ha (vč. dopravy a nakl.) 1000 800 0,50 5,0 0 ha Postřik plošný - dávka do 300 l/ha (vč. dopravy vody) 1600 1400 0,25 2,0 0 ha Sečení pícnin 750 600 0,42 6,0 0 ha Sečení a mačkání pícnin 600 500 0,50 7,5 0 ha Sklizeň pícnin sklízecí řezačkou 400 320 0,83 16,0 0 ha Sklizeň pícnin sklízecí řezačkou 900 750 0,63 16,0 0 ha Sběr sena sběracími návěsy (vč. dopravy) 1900 1700 0,14 1,3 0 t Obracení píce 300 250 0,36 2,7 0 ha Shrnování píce 300 250 0,36 3,5 0 ha Shrnování píce -louky

49

Technické zajištění varianty Var. nákl. [Kč/měr.j.] Celk. Sounákl. Celkem Práce PM prava var. nákl. [Kč/m.j.] TK 150 kW Talíř. podmítač 5,4 m 31 0 320 351 565 TK 90 kW Pluh nesený 4 radl. 125 0 808 933 1185 TK 150 kW Talířové brány 6 m 22 0 246 268 435 TK 150 kW Radličkový kypřič 6 m 22 0 301 323 445 TK 150 kW Smyky + brány 9 m 22 0 215 237 345 TK 120 kW Aktivní brány 5 m 42 0 435 477 650 TK 80 kW Válce hladké 10 m 20 0 132 152 210 TK 65 kW Secí stroj 6 m 40 0 193 233 375 TK 80 kW Secí stroj 4 m 63 0 550 613 910 TK 165 kW Secí kombinace 6 m 40 0 580 620 995 TK 80 kW Rozmet. návěsné do 3 t 40 0 95 135 230 TK 50 kW Postřikovač návěsný 25 0 98 123 240 TK 120 kW Rozm. kejdy hadicové 10 t 5 0 33 38 65 TK 110 kW Rozmetadlo hnoje 10 t 5 0 35 40 75 TK 120 kW Rozmet. návěsné 8 t 50 0 225 275 465 TK 50 kW Postřikovač návěsný 25 0 98 123 240 TK 75 kW Žací stroj rotační 3,9 m 42 0 292 334 500 TK 100 kW Žací stroj s kondic. 3,9 m 50 0 358 408 680 TK 150 kW Sklíz. řez. přívěsná 3,1 m 83 0 1198 1281 1960 Sklízecí řezačka samojízdná do 200 kW 63 0 944 1007 1645 TK 60 kW Sběrací návěs do 40 m3 14 0 96 110 170 TK 40 kW Obraceč 4,5 m 36 0 185 221 350 TK 45 kW Shrnovač 4,5 m 36 0 217 253 385 TK 80 kW Shrnovač 9 m

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

500 400 0,20 3,3 ha Lisování sena, slámy (klasické hranolové balíky) 400 320 1,00 6,5 ha Lisování sena, slámy (velké hranolové balíky) 1000 750 0,33 5 ha Lisování sena, slámy (válcové balíky) 650 500 0,56 4,2 ha Ukládání balíků sena a slámy 1200 1000 0,29 4,5 ha Sběr slámy sklízecími řezačkami 500 400 0,77 11,0 ha Sběr slámy sklízecími řezačkami 1000 800 0,50 10,0 ha Sběr slámy sběracími návěsy 2400 2000 0,13 0,9 t Stohování volné slámy 1500 1200 0,15 3,8 ha Sklizeň obilovin 750 650 0,63 12,0 ha Sklizeň řepky 700 600 0,67 15,0 ha Doprava trakt. přívěs 8-9 t - maloobj. hmoty 800 0,05 0,3 t Doprava trakt. přívěs 8-9 t - středněobj. hmoty 800 0,07 0,3 t Doprava trakt. přívěs 8-9 t - velkoobj. hmoty 800 0,14 0,6 t Nakládání jeřábovým nakladačem ( tis. t ) 25 0,03 0,2 t Nakládání čelním kolovým nakladačem ( tis. t ) 100 0,02 0,2 t Nakládání čelním kolovým nakladačem ( tis. t ) 350 0,004 0,1 t

50

0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

20 0 TK 60 kW 100 TK 135 kW 33 TK 85 kW 1,008

207 227 400 Lis na malé balíky 427 527 820 Lis na obří balíky 355 388 960 Svinovací lis 1,6m 271 272,008 580 Manipulátor 29 0 221 250 350 TK 150 kW Sklíz. řez. přívěsná 3,1 m 77 0 840 917 1550 Sklízecí řezačka samojízdná do 200 kW 50 0 590 640 1220 TK 60 kW Sběrací návěs do 40 m3 13 0 65 78 115 Manipulátor 15 0 175 190 305 Sklízecí mlátička 150 - 200 kW 63 0 588 651 1665 Sklízecí mlátička 150 - 200 kW 67 0 735 802 1815 TK 65 kW Přívěs 8 - 9 t 5 0 10 15 25 TK 65 kW Přívěs 8 - 9 t 7 0 13 20 35 TK 65 kW Přívěs 8 - 9 t 14 0 23 37 65 TK 75 kW Jeřábový nakladač 3 0 10 14 25 Samojízdný čelní nakladač 50kW 1,66667 0 7 9 15 Manipulátor 0,4 0 5 5 10

Náklady technologických operací: Plodina - Trvalé travní porosty Varianta: bez hnojení Operace

Materiálové vstupy/Produkce

Technické zajištění operace

Náklady Název Vláčení porostu Pokos pícnin na loukách Obracení a shrnování luk Sběr sena (slámy) svinováním Odvoz balík.sena (slámy) Pokos pícnin na loukách Obracení a shrnování luk Sběr sena (slámy) svinováním Odvoz balík.sena (slámy) Plodina celkem

Opak. 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00 1,00 2,00 1,00 1,00

Název

MJ Množství

Seno

t

2,00

Seno

t

1,00

Kč/ha

Pracnost Spotřeba Náklady Energ.prostředek Traktor 50-59 kW Traktor 50-59 kW Traktor 40-49 kW Traktor 60-69 kW Traktor 40-49 kW Traktor 50-59 kW Traktor 40-49 kW Traktor 60-69 kW Traktor 40-49 kW

0

51

Mechaniz.prostředek Brána hřebové- záběr 6 m Rotační žací str. nad 2m Obraceče, shrnovače Svinovací lisy Ostatní tr.návěsy Rotační žací str. nad 2m Obraceče, shrnovače Svinovací lisy Ostatní tr.návěsy

Variabilní náklady

h/ha 0,29 0,63 0,72 0,83 0,10 0,63 0,72 0,83 0,05

l/ha 2,0 5,5 5,4 4,5 0,8 5,5 5,4 4,5 0,4

Kč/ha 165 490 610 600 80 490 610 600 40

Kč/ha

4,80

34,0

3685

3685

165 490 610 600 80 490 610 600 40

Náklady technologických operací: Plodina - Trvalé travní porosty Varianta: hnojení kejdou Operace

Materiálové vstupy/Produkce

Technické zajištění operace

Náklady Název

Opak.

Název

MJ Množství

Kč/ha

Energ.prostředek

Vláčení porostu

1,00

Traktor 50-59 kW

Pokos pícnin na loukách Obracení a shrnování luk Sběr sena (slámy) svinováním Odvoz balík.sena (slámy)

1,00 2,00 1,00 1,00

Traktor 50-59 kW Traktor 40-49 kW Traktor 60-69 kW Traktor 40-49 kW

Hnojení luk kejdou

1,00

Pokos pícnin na loukách Obracení a shrnování luk Sběr sena (slámy) svinováním Odvoz balík.sena (slámy)

1,00 2,00 1,00 1,00

Plodina celkem

Seno

t

2,40

Kejda

t

20,00

Seno

t

176

Traktor 70-79 kW Traktor 50-59 kW Traktor 40-49 kW Traktor 60-69 kW Traktor 40-49 kW

1,20 176

52

Mechaniz.prostředek Brána hřebové- záběr 6-9 m Rotační žací str. nad 2m Obraceče, shrnovače Svinovací lisy Ostatní tr.návěsy Kejdovače přípojné, povr.za. Rotační žací str. nad 2m Obraceče, shrnovače Svinovací lisy Ostatní tr.návěsy

Variabilní náklady

Pracnost

Spotřeba

Náklady

h/ha

l/ha

Kč/ha

Kč/ha

0,29

2,0

165

165

0,63 0,72 0,83 0,12

5,5 5,4 4,5 1,0

490 610 600 100

490 610 600 100

1,60

8,0

1000

1176

0,63 0,72 0,83 0,07

5,5 5,4 4,5 0,6

490 610 600 60

490 610 600 60

6,44

42,4

4725

4901

Náklady technologických operací: Plodina - Trvalé travní porosty Varianta: hnojení kejdou + tuhá minerální hnojiva Operace

Materiálové vstupy/Produkce

Technické zajištění operace

Náklady Název Rozmetání vápenatých hnojiv Vláčení porostu Dovoz hnojiva Přihnojování průmyslov.hnojivy Pokos pícnin na loukách Obracení a shrnování luk Sběr sena (slámy) svinováním Odvoz balík.sena (slámy) Hnojení luk kejdou Pokos pícnin na loukách Obracení a shrnování luk Sběr sena (slámy) svinováním Odvoz balík.sena (slámy) Plodina celkem

Opak. 0,13

Název Vápenec jemně mletý

MJ Množství t

2,00

Kč/ha 70

1,00 1,00

Pracnost Spotřeba Náklady Energ.prostředek Podvozky nákl. aut.3-5 t. Traktor 50-59 kW Nákl. auta skl. 5-8 t.

1,00 1,00 2,00

LAV 27.5% N

t

0,20

1,00 1,00

Seno

t

2,80

1,00 1,00 2,00

Kejda

t

20,00

1,00 1,00

Seno

t

1,40

1100

176

Mechaniz.prostředek Rozm. prům. hnojiv nesená Brána hřebové- záběr 6-9 m

Variabilní náklady

h/ha

l/ha

Kč/ha

Kč/ha

0,03

0,6

57

127

0,29 0,08

2,0 1,0

165 70

165 70

Traktor 50-59 kW Traktor 50-59 kW Traktor 40-49 kW

Rozm.prům hnoj.př+n Rotační žací str. nad 2m Obraceče, shrnovače

0,33 0,63 0,72

1,6 5,5 5,4

215 490 610

1315 490 610

Traktor 60-69 kW Traktor 40-49 kW

0,83 0,15

4,5 1,2

600 120

600 120

Traktor 70-79 kW Traktor 50-59 kW Traktor 40-49 kW

Svinovací lisy Ostatní tr.návěsy Kejdovače přípojné, povr.za. Rotažní žací str. nad 2m Obraceče, shrnovače

1,60 0,63 0,72

8,0 5,5 5,4

1000 490 610

1176 490 610

Traktor 60-69 kW Traktor 40-49 kW

Svinovací lisy Ostatní trakt.návěsy

0,83 0,10

4,5 0,8

600 80

600 80

6,94

42,4

5107

6453

1346

53

Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Chrastice rákosovitá Varianta: BVO - sklizeň lisováním Název operace

Materiálové vstupy Opakovat

Název

Hnoj.TMH do 0.2t/ha vč.d.

0.1x Superfosf. 19 a K sůl 60

Střední orba

Množství Cena Náklady MJ/ha Kč/MJ Kč/ha 0.2 t

4875

97.5

0.1x

0

0

0

Kombinátorování

0.1x

0

0

0

Setí chrastice

0.1x Osivo chrastice

23 kg

150

345

Válení po setí

0.1x

0

0

0

Ploš.postř.do300l/ha vč.d

0.1x Dicopur M 750

2l

211

42.2

Sečení chrastice

1x Stonky chrastice

9t

0

0

Sběr a lisování chrastice

1x

0

0

0

Doprava t+p 8-9t střed.m.

8x

0

0

0

2t

5500

3630 4114.7

Hnoj.TMH do 0.2t/ha vč.d. Plodina celkem

0.33x LAV 27.5% N

54

Variabilní Technické zajištění operace náklady Prac- SpoCena Náklady celkem Souprava nost třeba Kč Kč/ha Kč/ha h/ha l/ha Rozmetadla prům.hn. samoj Kolové traktory 120-199 k Pluhy sedmiradličné jedno Kolové traktory nad 200 k Kombinátory - záběr nad 6 Kolové traktory 4x4 50-59 Univerzální secí stroje 3 Kolové traktory 4x2 80-99 Válce hladké - záběr nad Postřik.+ poprašov. samoj Kolové traktory 4x4 40-49 Prstové žací stroje - pří Kolové traktory 4x4 80-99 Vysokotlaké lisy - obří b Kolové traktory 4x2 60-69 Traktor.přívěsy sklápěcí Rozmetadla prům.hn. samoj

0.07

1.4

230

0.71 17.5 1185

23

120.5

118.5

118.5

0.22

8.2

660

66

66

0.45

3.1

240

24

369

0.2

3.4

210

21

21

0.14

1.8

215

21.5

63.7

1.43

8.9

721

721

721

0.63

5

925

925

925

0.07

0.3

35

280

280

69.3 2269.3

3699.3 6384

0.07 1.4 210 2.82 20.26

Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Ozdobnice čínská Varianta: Řepařská výrobní oblast Název operace

Materiálové vstupy Opakovat

Název

Střední orba s urovnáním

0.1x

Hnoj.TMH 0.31-0.6t/ha vč.

0.2x Superfosf. 19 a K sůl 60

Kombinátorování

Množství Cena Náklady MJ/ha Kč/MJ Kč/ha

0

0

0.5 t

4875

0.1x

0

0

Ploš.postř.do300l/ha vč.d

0.1x Roundup klasik

3l

263

Kypření radlič.kypřiči-mě

0.1x

0

0

Dovoz sazenic

0.1x

0

0

Sázení sazenic ozdobnice

0.1x Sazenice ozdobnice

20 tisks

5000

Ploš.postř.do300l/ha vč.d

0.1x Agritox 50 SL

2l

140

15 t

0

Sečení ozdobnice

1x Stonky ozdobnice

Lisování stonků

1x

0

0

Doprava t+p 8-9t střed.m.

14x

0

0

Hnoj.TMH 0.21-0.3t/ha vč. Plodina celkem

1x LAV 27.5% N

0.5 t

5400

Variabilní Technické zajištění operace náklady Prac- SpoCena Náklady celkem Souprava nost třeba Kč Kč/ha Kč/ha h/ha l/ha

Kolové traktory 120-199 k Pluhy sedmiradličné jedno Válce rýhované+článkové d 487.5 Rozmetadla prům.hn. samoj Kolové traktory nad 200 k 0 Kombinátory - záběr nad 6 78.9 Postřik.+ poprašov. samoj Kolové traktory 120-199 k 0 Kypřiče radličkové nad 3 Kolové traktory 4x2 40-49 0 Traktor.přívěsy sklápěcí Kolové traktory 4x4 70-79 10000 Sazeče předpěstované sadb 28 Postřik.+ poprašov. samoj Kolové traktory 4x2 50-59 0 Prstové žací stroje - pří Kolové traktory 4x4 80-99 0 Vysokotlaké lisy - obří b Kolové traktory 4x2 60-69 0 Traktor.přívěsy sklápěcí 2700 Rozmetadla prům.hn. samoj 13294.4 0

55

0.71

21

1350

135

135

0.14

2.3

310

62

549.5

0.22

8.2

660

66

66

0.14

1.8

215

21.5

100.4

0.15

6.2

410

41

41

0.02

0.1

4

0.4

0.4

4

16

5168

516.8

10516.8

0.14

1.8

215

21.5

49.5

0.91

6.2

570

570

570

0.63

5

925

925

925

0.07

0.3

35

490

490

0.11 1.8 3.19 23.2

255

255 3104.2

2955 16398.6

Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Konopí seté Varianta: Řepařská výrobní oblast Název operace

Materiálové vstupy Opakovat

Vápnění do 2t/ha vč.dopr. Hnoj.TMH 0.31-0.6t/ha vč. Rozmetání hnoje vč.dopr.a

Název

0.1x Vápenec jemně mletý 4-V 1x Superfosf. 19 a K sůl 60 0.15x Chlévský hnůj

Množství Cena Náklady MJ/ha Kč/MJ Kč/ha 2t 0.35 t 30 t

350 4875 150

Hluboká orba s urovnáním

1x

0

0

Smykování a vláčení

1x

0

0

Hnoj.TMH 0.21-0.3t/ha vč.

1x Síran amonný 21% N

0.3 t

2450

Kombinátorování

1x

0

0

Setí univerzálními secími

1x Osivo konopí

60 kg

87

Sečení konopí

1x

0

0

Lisování konopí

1x Stonky konopí

11 t

0

10.5x

0

0

1x

0

0

Doprava t+p 8-9t nižší m. Podmítka talířová Plodina celkem

Variabilní Technické zajištění operace náklady Prac- SpoCena Náklady celkem Souprava nost třeba Kč Kč/ha Kč/ha h/ha l/ha

70 Rozmetadla prům.hn. samoj 1706.25 Rozmetadla prům.hn. samoj 675 Rozmetadla hnoje samojízd Kolové traktory 120-199 k 0 Pluhy sedmiradličné jedno Válce rýhované+článkové d Kolové traktory 120-199 k 0 Smyky - záběr nad 9 m Brány hřebové - záběr nad 735 Rozmetadla prům.hn. samoj Kolové traktory nad 200 k 0 Kombinátory - záběr nad 6 Kolové traktory 4x4 80-99 5220 Univerzální secí stroje n Kolové traktory 4x4 70-79 0 Ostatní žací stroje Kolové traktory 4x4 80-99 0 Svinovací lisy Kolové traktory 4x2 60-69 0 Traktor.přívěsy sklápěcí Kolové traktory 120-199 k 0 Brány talířové a rotační 8406.25

56

0.21 0.14 0.83

4.7 2.3 20

465 310 2600

46.5 310 390

116.5 2016.25 1065

0.83

26

1580

1580

1580

0.22

5

330

330

330

0.11

1.8

255

255

990

0.22

8.2

660

660

660

0.29

3.5

375

375

5595

0.71

7

690

690

690

0.56

4.2

590

590

590

0.14

0.6

65

682.5

682.5

0.25

5.6

480

480

480

6389

14795.25

4.94 73.4

Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Triticale energ Varianta: BVO - sběr slámy lisy Název operace

Materiálové vstupy Opakovat

Rozmetání hnoje vč.dopr.a Hnoj.TMH 0.31-0.6t/ha vč.

Název

0.15x Chlévský hnůj 1x Superfosf. 19 a K sůl 60

Množství Cena Náklady MJ/ha Kč/MJ Kč/ha 30 t 0.35 t

150 4875

Střední orba

1x

0

0

Kombinátorování

1x

0

0

Dovoz osiva

1x

0

0

Setí univerzálními secími

1x Osivo triticale ozimé

0.2 t

7400

Hnoj.TMH do 0.2t/ha vč.d. Ploš.postř.do300l/ha vč.d Sklizeň obilnin (kromě ži

1x LAV 27.5% N 1x Agritox 50 SL 1x Triticale energetické

0.25 t 1.75 l 4t

5500 280 0

Doprava t+p 8-9t vyšší m.

6x

0

0

Lisování sena(vel.hranol.

1x Sláma triticale

6t

0

Doprava t+p 8-9t střed.m.

4x

0

0

Podmítka talířová

1x

0

0

Plodina celkem

Variabilní Technické zajištění operace náklady Prac- SpoCena Náklady celkem Souprava nost třeba Kč Kč/ha Kč/ha h/ha l/ha

675 Rozmetadla hnoje samojízd 1706.25 Rozmetadla prům.hn. samoj Kolové traktory 120-199 k 0 Pluhy sedmiradličné jedno Kolové traktory nad 200 k 0 Kombinátory - záběr nad 6 Kolové traktory 4x2 30-39 0 Traktor.přívěsy sklápěcí Kolové traktory 4x4 80-99 1480 Univerzální secí stroje n 1375 Rozmetadla prům.hn. samoj 490 Postřik.+ poprašov. samoj 0 Sklízecí mlátičky nad 200 Kolové traktory 4x2 60-69 0 Traktor.přívěsy sklápěcí Kolové traktory 120-199 k 0 Vysokotlaké lisy - obří b Kolové traktory 4x2 60-69 0 Traktor.přívěsy sklápěcí Kolové traktory 120-199 k 0 Brány talířové a rotační 5726.25

57

0.83 0.14

20 2.3

2600 310

390 310

1065 2016.25

0.71 17.5 1185

1185

1185

0.22

8.2

660

660

660

0.2

0.9

43

43

43

0.29

3.5

375

375

1855

0.07 0.14 0.5

1.4 1.8 12

230 215 1650

230 215 1650

1605 705 1650

0.05

0.3

25

150

150

0.33

5

935

935

935

0.07

0.3

35

140

140

0.25

5.6

560

560

560

6843

12569.25

3.55 64.2

Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Šťovík krmný Varianta: BVO - sběr lisováním Název operace

Materiálové vstupy Opakovat

Název

Množství Cena Náklady MJ/ha Kč/MJ Kč/ha

Vápnění do 2t/ha vč.dopr.

0.1x Vápenec jemně mletý 4-V

2t

350

Podmítka talířová

0.1x

0

0

Hnoj.TMH 0.31-0.6t/ha vč.

0.1x Superfosf.19+K sůl 60

0.45 t

4551

Střední orba s urovnáním

0.1x

0

0

Kombinátorování

0.1x

0

0

Setí univerzálními secími

0.1x Osivo šťovík krmný

6 kg

1200

Válení po setí

0.1x

0

0

Ploš.postř.do300l/ha vč.d Hnoj.TMH 0.31-0.6t/ha vč. Ploš.postř.do300l/ha vč.d

0.5x Targa Super 5 EC 1x LAV 27.5% N 1x Cyper 10 EM

1.25 l 0.22 t 0.4 l

608 5500 439

Sečení šťovíku

1x Stonky šťovíku krmného

9t

0

Obracení píce

2x

0

0

Sběr a lisování šťovíku

1x

0

0

8.5x

0

0

1x

0

0

Doprava t+p 8-9t střed.m. Kypření - šťovík Plodina celkem

70

Variabilní Technické zajištění operace náklady Prac- SpoCena Náklady celkem Souprava nost třeba Kč Kč/ha Kč/ha h/ha l/ha

Rozmetadla prům.hn. samoj Kolové traktory 120-199 k 0 Brány talířové a rotační 204.8 Rozmetadla prům.hn. samoj Kolové traktory 120-199 k 0 Pluhy sedmiradličné jedno Válce rýhované+článkové d Kolové traktory nad 200 k 0 Kombinátory - záběr nad 6 Kolové traktory 4x4 80-99 720 Univerzální secí stroje n Kolové traktory 4x2 80-99 0 Válce hladké - záběr nad 380 Postřik.+ poprašov. samoj 1210 Rozmetadla prům.hn. samoj 175.6 Postřik.+ poprašov. samoj Kolové traktory 4x4 70-79 0 Rotační žací str. nad 2mKolové traktory 4x2 70-79 0 Obraceče.shrnovače.pohrab Kolové traktory 120-199 k 0 Vysokotlaké lisy - obří b Kolové traktory 4x2 60-69 0 Traktor.přívěsy sklápěcí Kolové traktory 4x4 70-79 0 Kypřiče radličkové do 3 m 2760.4

58

0.21

4.7

440

44

114

0.25

5.6

565

56.5

56.5

0.14

2.3

310

31

235.8

0.71

21

1350

135

135

0.22

8.2

660

66

66

0.29

3.5

375

37.5

757.5

0.2

3.4

210

21

21

0.14 0.14 0.14

1.8 2.3 1.8

215 310 215

107.5 310 215

487.5 1520 390.6

0.42

6

505

505

505

0.2

3.3

355

710

710

0.33

5

950

950

950

0.07

0.3

35

297.5

297.5

0.42

6.5

590

590

590

4076

6836.4

2.72 36.6

Náklady technologických operací na 1 ha: Plodina - Křídlatka Bohemica Varianta: BVO - sběr lisy Název operace

Materiálové vstupy Opakovat

Název

Ploš.postř.do300l/ha vč.d Hnoj.TMH 0.31-0.6t/ha vč.

0.07x Roundup Biaktiv 0.07x Superfosf. 19 a K sůl 60

Hluboká orba s urovnáním

Množství Cena Náklady MJ/ha Kč/MJ Kč/ha 4l 0.5 t

316 4875

0.07x

0

0

Kombinátorování

0.07x

0

0

Sázení křídlatky

0.07x Sazenice křídlatky

10 tisks

6000

Plečkování křídlatky

0.07x

0

0

Plečkování křídlatky

0.07x

0

0

18 t

0

Sečení křídlatky

1x Stonky křídlatky

Sběr a lisovaní křídlatky

1x

0

0

Doprava t+p 8-9t střed.m.

18x

0

0

Hnoj.TMH 0.31-0.6t/ha vč. Plodina celkem

1x LAV 27.5% N

0.45 t

5500

Variabilní Technické zajištění operace náklady Prac- SpoCena Náklady celkem Souprava nost třeba Kč Kč/ha Kč/ha h/ha l/ha

88.48 Postřik.+ poprašov. samoj 170.63 Rozmetadla prům.hn. samoj Kolové traktory 120-199 k 0 Pluhy sedmiradličné jedno Válce rýhované+článkové d Kolové traktory nad 200 k 0 Kombinátory - záběr nad 6 Kolové traktory 4x4 40-49 4200 Sazeče předpěstované sadb Kolové traktory 4x2 50-59 0 Plečky pasivní Kolové traktory 4x2 50-59 0 Plečky pasivní Kolové traktory 4x4 40-49 0 Prstové žací stroje - pří Kolové traktory 4x4 60-69 0 Svinovací lisy Kolové traktory 4x2 60-69 0 Traktor.přívěsy sklápěcí 2475 Rozmetadla prům.hn. samoj 6934.11

59

0.14 0.14

1.8 2.3

215 310

15.05 21.7

103.53 192.33

0.83

26

1580

110.6

110.6

0.22

8.2

660

46.2

46.2

28.5 3755

262.85

4462.85

0.71

4.8

555

38.85

38.85

0.71

4.8

555

38.85

38.85

1.67 12.2 1075

1075

1075

1.25 14.5 1757

1757

1757

0.07

630

630

310 4306.1

2785 11240.21

5

0.3

35

0.14 2.3 310 4.87 39.76