DŘEVO JAKO ZDROJ ENERGIE NA ŠP HŮRKA

Vyšší odborná škola lesnická a Střední lesnická škola Bedřicha Schwarzenberga Písek 397 01 Písek, Lesnická 55 tel.: 382 506 111, fax: 382 506 102, e-mail: [email protected]

DŘEVO JAKO ZDROJ ENERGIE NA ŠP HŮRKA Práce vypracovaná v rámci evropského projektu REGBIE + Regionální iniciativy na podporu evropského trhu s teplem vyrobeným z biomasy.

Zpracovala: třída 2. B VOŠL a SLŠ B. Schwarzenberga v Písku Třídní učitel: PhDr. Libor Šimůnek Odborný poradce: Doc. Ing. Jan Šarman, CSc., učitel ekologie Přihlášeno dle propozic do kategorie „A“

Písek, 20. 12. 2007

1.

ÚVOD Z historie lidstva vyplývá, že lesy poskytovaly lidem dřevo na otop, na stavby, ale i na potravu, léčivé rostliny a další materiál organických i anorganických prvků. V 1/2 minulého století byl význam těchto ostatních nedřevinných produktů z lesa a odpadu dřevní biomasy z prořezávek a těžebního odpadu zastíněn produkcí průmyslově zpracovatelných výřezů, což je hlavní zdroj příjmů lesního hospodářství v ČR. V poslední době v důsledku růstu energií a blízkému vyčerpání zdrojů ropy, uhlí a plynu se věnuje větší pozornost využívání dřevní biomasy. Ta doposud z důvodů pracnosti a neefektivní ekonomice nebyla využívána. V důsledku první energetické krize v letech 1970-5, kdy došlo k prudkému návratu cenových relací fosilního paliva a odhadů, že tyto zdroje budou vyčerpány okolo roku 2050, se začala přehodnocovat úvaha o veškeré biomase. Cílem této práce je vyhodnotit, kolik dřeva pro výrobu energie je možno získat z našeho školního polesí Hůrka, zpravované u lesnických škol Písek. Toto hospodaří na 660,17 ha dle schválených LHP. ŠP Hůrka využívá z lesních ekosystémů hlavně ve formě kmenů, ekonomicky nevýhodné porosty do IV. věkového stupně jsou dodávány samovýrobou jednotlivců, kteří si zde připravují palivo. Další využití biomasy je minimální. V dřívějším období školní polesí Hůrka využívalo vlastní pilu, kde odpad byl dezintegrován na štěpku a využíván pro vlastní výrobu tepla, přebytek byl prodán zájemcům. Z pohledu komplexnějšího využití i dalších produktů biomasy na ŠP Hůrka je zpracována tato práce.

2.

METODIKA Pro zpracování dat se budeme opírat o Lesní hospodářský plán pro roky 1999 – 2009 (dále LHP) a počítačové zpracování dat. Pro určení, které zdroje dřevní biomasy chceme získat z lesních porostů, jsme zvolili tato kritéria: 1. Zdroj dřevní biomasy: a) dříví ve formě kmenoviny, surové kmeny v celých délkách, rovnané užitkové dříví, paliv. b) zbytky po úmyslné předmýtní těžbě c) zbytky po úmyslné mýtní těžbě d) zbytky po prořezávkách v 1. a 2. věkovém stupni e) celé stromy z výchovných zásahů do 40 let ( probírka ) 2.

Ekonomická kritéria: a) rozdíly mezi příjmy a náklady na zpracování dřevní hmoty b) výskyt odběratele nadané formy dřevní biomasy

3.

Ekologická kritéria :

a) narušení půdního krytu při získávání dřevní biomasy b) vliv odnímání živin obsažených v dendromase na lesní půdě

Postup prací bude odpovídat poznatkům, které Simanov (1995) shrnul do studie u využívání a zpracování lesní biomasy. Biologický popis rostlin je převzatý od Illeho (1961). Dřevo je při řádném hospodaření považováno za ohromný zdroj, u kterého nehrozí vyčerpání tak, jako u fosilních paliv. Dřevní biomasa se tvoří na dřevinných rostlinách patřící do skupiny rostlin nahosemenných (u jehličnatých dřevin) a krytosemenných z čeledi dvouděložných (listnaté dřeviny). Dřevní biomasa zaujímá na jehličnatém stromě: 1) 60 – 65% užitkového dříví z celkového objemu stromu 2) 15 – 25% větve, jehličí a kůra 3) 10 – 15% kořeny viz. obr. č.1. U listnatých dřevin je tato skladba následující: 1) 45 – 55% užitkové dříví 2) 30 –45% větve a listy 3) 10 – 15% kořeny viz. obr. č.2. Z tohoto srovnání vyplývá ekonomický důvod zvýhodňování jehličnatých dřevin před listnatými, kde u jehličnanů je o 15% dřevo lépe finančně zhodnoceno.. Dle Simanova ( 1995 ) a ČSN 480055, 480056, 480051, 480095 se dřevní biomasa dělí: Průmyslové výřezy ( kulatina ) – jedná se o nejkvalitnější část dřevní biomasy, která je určena pro mechanické zpracování krájením, loupáním a nebo rozřezáním. Podle ČSN 480055 – jehličnaté dřeviny a 480056 – listnaté dřeviny se jedná o I. – III. jakostní třídy. Do I. – II. jakostní třídy se zařazuje dříví nejvyšší kvality, které je určeno na loupání a krájení dýh, III. jakostní třída je určena svojí kvalitou pro pilařské výřezy. Užitkové dříví rovnané – i dříví střední a nižší kvality než průmyslové výřezy, dle ČSN 480055 a 480056 jde o IV. a V. jakostní třídy nebo se jedná o surové kmeny dodávané v celé délce, tj. rostlinných délkách dle ČSN 480051. Toto dříví je určeno pro mechanickou nebo chemickou dezintegraci a část se využívá jako důlní vzpěry. Palivové dříví – je sortiment velmi nízké technologické jakosti, dle ČSN 480055 a 480056 se jedná o VI. jakostní dříví. Využití je pro energetické účely.

Tyto zdroje průmyslové dříví, užitkové rovnané dříví a palivové dříví tvoří největší příjmovou položku ŠP Hůrka. Mezi další zdroje dřevní biomasy na ŠP Hůrky můžeme zařadit těžební odpad, manipulační odřezky, odpad z pily ve vlastnictví ŠP Hůrka, štěpka a piliny z pily. Těžební odpad – je považován: klest, tj. nestandardní dříví z vrcholkové části stromů a větve do tloušťky 6 cm získané odvětvením, klestem a ořezem kmene. - vlastní těžební odpad, tj. klest po odvětvení stromu, nestejně dlouhé odřezky kmenové části stromu, které vznikají při příčném řezu v průběhu výroby surového dříví. - celé stromky z prořezávek a prvních probírek včetně větví a stromové zeleně, jedná se o jedince odstraněné z lesních porostů z pěstebních důvodů, kteří nedosahují užitkových sortimentů. Tento zdroj dřevní biomasy není plně spíše vůbec využíván. Manipulační odřezky – rozumíme krátké odřezky dříví o maximální délce 1 m, které vznikly při příčném přeřezáváním kmene za účelem druhování a adjustace. Jde o materiál velmi různorodý jak z hlediska velikosti, tak i kvality. Obsahuje dříví přesílené i nehroubí, zdravé i napadené hnilobou, sukaté i bezsuké, v kůře i odkorněné, proschlé i čerstvé. Odpad z pily – zde se jedná především o odpad dřevní biomasy vznikající při primárním mechanickém zpracování dříví, např. krajiny, odřezky řeziva při kapování. Tento zdroj biomasy je možno získat z pily na ŠP Hůrky. Tato dřevní biomasa je buď dezintegrována na štěpku nebo jako dřevní odpad prodán zájemci. Piliny – jsou specifickým druhem dezintegrovaného dřevního odpadu, vznikající při podélném i příčném řezání dříví. Typický je jejich malý rozměr – zpravidla od 3 do 7 mm, a vysoký podíl dřevního prachu. Piliny jsou ideálním materiálem pro výrobu bio-briket. Piliny jsou využívány jako další zdroj dendromasy, který vzniká při zpracování dříví na ŠP Hůrka. Štěpka se dělí dle svého složení na 3 skupiny a to jsou tyto skupiny lesní (zelená), hnědá a bílá štěpka. Lesní štěpky – jsou dezintegrovaným dřívím, které má odpovídat ON 480095. Vzniká z klestu, prořezávkového materiálu, celých stromů, neodvětvených vrcholových částí stromů, tlustších listnatých větví, i z odřezků kmenového dříví vznikajících při druhování a adjustaci dříví na manipulačních skladech. Její použití je pouze pro energetické účely. Lesní štěpka není zpracovávána na ŠP Hůrka. Hnědá štěpka – obsahuje kůru a dříví. Využívá se pro technologické zpracování chemickém a papírenském průmyslu. Hnědá štěpka vzniká na ŠP na pile při mechanické dezintegraci odpadů z pily na ŠP Hůrka. Bílá štěpka – obsahuje pouze dřevo, které bylo před dezintegrací odkorněno. Její použití je shodné s využitím hnědé štěpky. Bílá štěpka není na ŠP Hůrka získávána, jelikož se na ŠP nenachází odkorňovací zařízení. Pařezy a kořeny – jsou získávány klučením podzimní části stromů. Toto je charakteristické pouze pro určité formy obhospodařování lesů v borových oblastech a v oblasti lužních lesů. Ke klučení pařezů dochází při trvalém odnímání půdy určené k plnění funkcí lesa a pro tyto účely je prováděna zemědělská rekultivace, výstavba vodních nádrží, lesních cest a veřejných komunikací a pozemních staveb, a pro účely lesní školky. Tento zdroj není využíván na ŠP Hůrka.

3.

ZJIŠTĚNÉ POZNATKY A JEJICH ROZBOR.

3.1.ŠP Hůrka - charakteristika Údaje zde uvedené byly převzaty z nového Lesního hospodářského plánu pro decenium 2000/2009 celková výměra ŠP Hůrka po navrácení restitučních nároků původním vlastníkům činí 660,17 ha. Celková plocha lesních pozemků ( trvale zalesněných ) je podle normovaného plánu 650,46 ha. Výměra jehličnatých dřevin celková 540,90 ha, rozdělení na plochu dle dřevin a věkových stupňů tabulka a graf č.1 a 3. Celková výměra listnatých dřevin je tato 105,68 ha, rozdělení na plochu dle dřevin a věkových stupňů tabulka a graf č. 2. a 4. Procentické zastoupení na celkové ploše a v celkovém množství produkce rozdělené podle druhů dřevin viz. tabulka a graf č. 5. a celkové rozdělení pro jehličnaté a listnaté dřeviny se nachází v tabulce a grafu č. 6. Celkové množství dřevní biomasy zjištěné k 1.1. 2000 je 159 418 m3, bylo zjištěno 3,84 ha holin, z toho jehličnaté biomasy 141 873 m3 a listnaté biomasy 17 545 m3. Celkový maximální limit těžby za decennium 36 238 m3, maximální limit těžby za jedno učební období ( 1.1 – 31.12 ) 3 623,8 m3. Zařazená výše těžby dle LHP je 32 119 m3, z čehož zařazená těžba u jehličnatých dřevin decenium činí 28 948 m3, z toho činí mýtní úmyslná těžba 23 088 m3 a předmýtní úmyslná těžba 5 860 m3, a u listnatých dřevin za

decenium činí zařazená těžba 3 171 m3, z toho činí mýtní úmyslná těžba 2 685 m3 a předmýtní úmyslná těžba 486 m3. Celkový přehled je uveden v tabulce č. 7. ŠP Hůrka využívá pro výrobu tepla hnědou štěpku, která vzniká zpracováním odpadů z pily. Tato vyrobená hnědá štěpka plně pokrývá spotřebu, která je nutná pro provoz tohoto kotle na štěpku, kterým je vytápěná budova ŠP Hůrka a dodává teplo pro sušičku řeziva, přebytky vyrobené hnědé štěpky jsou prodávány odběratelům. Stejným způsobem je nakládáno i s pilinami, které jsou také vedlejším produktem pily umístěné na ŠP Hůrka. Piliny jsou uskladňovány do zásobníku a odtud odebírané pro účely prodeje. Ve vlastnictví ŠP Hůrka jsou k dispozici pro účely učební a pro obhospodařování lesních pozemků tyto mechanizační prostředky: ruční motorová řetězová pila ( dále jen „RMŘP“ ), křovinořezy, železný kůň, univerzální kolový traktor (dále jen „UKT“ ) upravený pro soustřeďování dříví, UKT pro drobnou zemědělskou výrobu ( myslivost ) a pro vyvážecí přívěs. ŠP Hůrka využívá služeb, jako je provádění prořezávek, výchovných a mýtních těžeb a některé další činnosti, nabízených živnostníky a společnostmi podnikající v lesním hospodářství a v posledních třech letech se v porostech ŠP předváděla pro studijní účely a byla využita harvestorová technologie. 3.2. Rozdělení zdrojů dřevní biomasy podle věkových stupňů. Celkový přehled o výši zařazené těžby pro jednotlivé věkové stupně je uveden v tabulce č. 7. A minimální rozsah výchovných zásahů ( prořezávek ) je uveden v tabulce č. 8., tyto údaje jsou převzaty z LHP – Všeobecné části. Pro další předpokládaný možný zdroj dřevní biomasy, který lze z lesních porostů získat, je uveden v tabulce č. 8. 1. věkový stupeň 1 – 10 let V tomto věkovém stupni nenalezneme většinou žádný zdroj dřevní biomasy výjimku mohou tvořit rychle rostoucí rostliny a dřeviny topoly, vrby, douglaska tisolistá a další pionýrské dřeviny. Jedná se u využití biomasy odstraněné při výchovných zásazích a vypěstované pro energetické účely. Z těchto prováděných výchovných zásahů je možno zpracovávat celé stromy, které byly odstraněny při výchovném zásahu v prořezávce, tzv. metodou štěpkování celých stromů, kde výsledným produktem je zelená štěpka. Celkový minimální rozsah výchovných zásahů je 15,55 ha. 2. věkový stupeň 11 - 20 let V tomto věkovém stupni je možno získávat velké množství biomasy hlavně od veškerých jehličnatých dřevin pěstovaných pro hospodářské účely, kromě listnatých dřevin, a to hlavně tzv. melioračně zpevňující dřeviny, které nám neumožňují, abychom získali dostatečné množství dřevní biomasy a celkový ekonomický výsledek byl aspoň mírně plusový nebo nulový, nám vyplývá, že z listnatých dřevin nám připadají v úvahu dřeviny pionýrské a rychle rostoucí. Hlavní zdroj dřevní biomasy je z prořezávek v jehličnatých porostech, zde je nutno provést si předběžnou kalkulaci, zda se vyplatí vytěžit hroubí (tyče I, II, III, IV třídy a slabé SK) a nehroubí ponechat v porostech, nebo celé stromy jak nehroubí tak i hroubí zpravovat na lesní štěpku ( zelená štěpka ). Celkem bude vytěženo na základě zařazené předmýtní těžby ( dále jen „PÚ“ ) 96 m3 jehličnatého dříví ve formě tyčí a slabých surových kmenů, jejichž průměr je do 19 cm, a 2 m3 listnaté dřevní hmoty. Celková minimální výše výchovných zásahů 52,47 ha. 3. věkový stupeň 31 - 40 let V tomto věkovém stupni lze zpracovávat dřevní biomasu s tím, že klest a těžební zbytky lze ponechat v porostech, popřípadě je zpracovávat. V porostech lze získat SK, tyče veškerých tříd (I, II, III, IV). V jehličnatých porostech začíná převládat dříví ve formě určené pro zpracování na vlákninu nad tyčemi, zatímco v listnatých porostech se dřevní biomasa vyskytuje hlavně v tyčích všech tříd a u rychle rostoucích listnatých dřevin i rovnané užitkové dříví pro papírenský průmysl, ale nejčastěji je tato dřevní biomasa zpracována na palivové dříví. Celková výše zařazená (PÚ) těžby v tomto věkovém stupni činí 1 734 m3 jehličnatého dříví a 37 m3 listnatého dříví z bude provedena prořezávka na 2,26 ha. 4. věkový stupeň 31 - 40 let Jehličnatá a listnatá biomasa nám začíná dávat pestrou paletu sortimentů od pilařských výřezů až po možnost zeštěpkovat těžební odpad a také dříví, pokud se vyskytuje v porostu. V těchto porostech lze zpracovat celé stromy na zelenou štěpku. Celková výše zařazená (PÚ) těžby činí 1565 m3 jehličnaté a 146 m3 listnaté biomasy ve formě dříví. 5. věkový stupeň 41 - 50 let až do věku mýtní zralosti dle druhu dřevin S každým věkovým stupněm se zvyšuje množství průmyslových výřezů a dalších sortimentů, které můžeme získat z kmene, ale také se zvyšuje množství další dřevní biomasy, jako je objem klestu a těžebních zbytků (silné větve atd.). Pro 5.věkový stupeň činí zařazené (PÚ) těžba 692 m3 jehličnatého a 88 m3 listnatého dříví. Pro 6. věkový stupeň činí zařazená (PÚ) těžba 1 010 m3 jehličnatého a 121 m3 listnatého dříví.

Pro 7. věkový stupeň činí zařazená (PÚ) těžba 459 m3 jehličnatého a 65 m3 dříví,a pro zařazenou mýtní úmyslnou (dále jen „MÚ“) těžbu činí 725 m3 jehličnatého a 32 m3 listnatého dříví určenou výši těžby. Pro 8. věkový stupeň činí zařazené (PÚ) těžba 293 m3 jehličnatého a 15 m3 dříví,a pro zařazenou mýtní úmyslnou (MÚ) těžbu činí 144 m3 jehličnatého a 14 m3 listnatého dříví určenou výši těžby. Pro 9. věkový stupeň činí zařazené (PÚ) těžba 11 m3 jehličnatého a 12 m3 dříví, a pro zařazenou mýtní úmyslnou (MÚ) těžbu činí 1379 m3 jehličnatého a 125 m3 listnatého dříví určenou výši těžby. Pro 10. věkový stupeň činí zařazená ( MÚ ) těžba 3 589 m3 jehličnatého a 265 m3 listnatého dříví. Pro 11. věkový stupeň činí zařazená ( MÚ ) těžba 8 952 m3 jehličnatého a 939 m3 listnatého dříví. Pro 12. věkový stupeň činí zařazená ( MÚ ) těžba 4 479 m3 jehličnatého a 756 m3 listnatého dříví. Pro 13. věkový stupeň činí zařazená ( MÚ ) těžba 2 066 m3 jehličnatého a 353 m3 listnatého dříví. Pro 14. věkový stupeň činí zařazená ( MÚ ) těžba 1 072 m3 jehličnatého a 118 m3 listnatého dříví. Pro 15. věkový stupeň činí zařazená ( MÚ ) těžba 667 m3 jehličnatého a 83 m3 listnatého dříví. . 3.3 Rozbor zjištěných poznatků Jako zdroj dřevní biomasy, který není na ŠP Hůrka na úseku obhospodařování lesní půdy využíván, je těžební odpad a jedinci odstranění při prořezávkách. V některých případech je možno využít i metodu zpracování celých stromů z probírek 2. – 4. věkového stupně. Přesto se zde zmíním o klasickém zdroji dřevní biomasy, jako je dříví ve formě kmenů, neboť představuje pro ŠP Hůrka hlavní zdroj příjmu pro další lesnickou činnost. Výpočet těžebního odpadu vychází ze středních procentických hodnot uvedených v kapitole 3.2 Biomasa a obrázku č.1 a 2. Vychází z těchto předpokladů:- jehličnaté stromy nemají tvar vysokohorských stromů, u kterých kvůli hluboce zavětveným kmenům stoupá objem větví, vršku a jehličí, nebo stromů. na kvalitnějších stanovištích, na kterých se nachází stromy s vysoko položenou korunou a tím je procenticky objem výsledného těžebního odpadu nižší . - listnaté dřeviny nejsou pěstovány na ŠP Hůrka jako produkční dřeviny, ale. jsou pěstovány pro svůj melioračně zpevňující význam a následně jsou pěstovány jako produkční dřeviny. Z těchto důvodů jsem si zvolil tato procenta pro výpočet předpokládaného množství těžebního odpadu jehličnaté dřeviny 20 % a listnaté dřeviny 40 %. Zjištěné předpokládané množství těžebního odpadu, které získáme po těžbě předmýtní a mýtní úmyslné, je uvedeno v tabulce č.8. Pro přesné zjištění množství těžebního odpadu je nutno znát průměrnou tloušťku a výšku porostu. Z těchto údajů za pomoci tabulek od Simanova (1995) pro výpočet množství klestu z jehličnatých dřevin, lze přes to pro každou porostní skupinu zjistit přibližně přesné množství klestu. Celkové množství nadzemní dendromasy získané z prořezávek lze dle mého názoru zjistit pouze v dané porostní skupině, kde bude prováděna prořezávka. Předpokládané množství nadzemní dendromasy zjistíme od Simanova (1995). Zdroje dřevní biomasy: a) Zdroj dřevní biomasy ve formě dříví. Tento zdroj ekonomických příjmů z dřevní biomasy je nejvýznamnější. Pokud jdeme od prvních probírkových (výchovných) zásahů až ke konečnému smýcení porostu zvyšuje se nám ekonomická atraktivita dřevní biomasy ve formě dříví. Tento zdroj dřevní biomasy ve formě dříví je nejvíce využívaný na ŠP Hůrka jako zdroj příjmů pro financování dalších potřebných lesnických činností. Celková výše zařazené těžby je 32 119 m3 a maximální výše těžby představuje 36 238 m3. Přesný rozpis je uveden v kapitole 3.1. ŠP Hůrka – charakteristika a v tabulce č.7. b) Zdroj dřevní biomasy ve formě zbytků po úmyslné předmýtní těžbě. Tento zdroj dřevní biomasy lze charakterizovat jako větve, vrcholky stromů a manipulační zbytky po těžbě sortimentní metodou. Z ekonomického hlediska se jedná o zajímavý zdroj nových příjmů, pokud je zajištěn odběratel, který uhradí náklady spojené se zpracováním této biomasy nebo si tento zdroj sám na svoje náklady zpracuje. V současné době se odběratel nevyskytuje. Technologie a s ní následně spojené technologické postupy zpracování biomasy se mohou pohybovat v těchto pořizovacích nákladech od 0,5 mil. Kč do 2 mil. Kč za štěpkovač. Z ekologického hlediska se lze na to dívat jako na úplné odebrání vyprodukované dřevní biomasy, a tím bude docházet nejspíš ne k okamžité, ale k postupné degradaci stanoviště na základě ochuzování minerální složky půdy v porostech.

Technologické postupy a technologie potřebná pro zpracování biomasy v těchto porostech je nákladná a to jak z hlediska nákladů nutně vynaložených hlavně na práci lidí, ale také strojů. Následkem do budoucna by bylo zvýšené poškození stávajícího porostu častým pojezdem techniky po porostu a snížení přírůstu budoucích porostů z důvodu nadměrného zpracování dřevní biomasy. Tento zdroj biomasy je využíván na ŠP Hůrka jen částečně. Tento zdroj biomasy nabízí ke zpracování 1 790 m3 těžebního odpadu, z toho je 1466 m3 jehličnaté biomasy a 324 m3 listnaté biomasy. c)Zdroj dřevní biomasy ve formě zbytků po úmyslné mýtní těžbě. Tento zdroj dřevní biomasy je stejně charakterizován jako předchozí zdroj biomasy, jedná se hlavně o větve, manipulační odpad a v některých případech i o kořeny. Ekonomicky se jedná o významnější zdroj příjmů pro vlastníka, než-li byl předchozí zdroj biomasy, pokud má zajištěný odbyt stejně jako u předchozího zdroje dřevní biomasy. Hlavní důvod je ten, že na malé ploše, na rozdíl od zpracování těžebních zbytků po předmýtní úmyslné těžbě je větší koncentrace hmoty.. V těchto případech lze využít ve větší míře mechanizaci pro zpracování těžebních zbytků. Bohužel odběratel se také nevyskytuje. Ekonomické náklady na pořízení technologie na zpracování tohoto zdroje dřevní biomasy jsou stejné jako u předchozího zdroje biomasy. Z hlediska ekonomického lze říci přibližně to samé, co o předcházejícím zdroji biomasy, pokud mu předcházelo využití veškeré dřevní biomasy v předmýtním věku porostu. V tomto případě dochází k razantnímu odnímání biogenních látek. Pokud ale k odnímání dřevní biomasy ve formě těžebních zbytků z předmýtních úmyslných těžeb nedocházelo, nedochází k velkému odnímání minerálních látek. Pouze je odejmuto tolik minerálních látek, kolik jich je obsaženo v dřevní biomase těženého porostu. Zpracování kořenů je velice náročné z hlediska ekonomického. Dochází k němu pouze na určitých lokalitách jako jsou písčité půdy, ve kterých se vytváří ornštejnová vrstva a kterou je nutno přerušit za pomoci radlic. Kořeny nejsou ve většině případů dále zpracovány a jsou většinou ponechány v půdě, neboť jejich zpracování je ekonomicky velice náročné. Tento zdroj dřevní biomasy je využíván na ŠP Hůrka jen částečně. Tento zdroj nám umožní při jeho zpracování využít 7 427 m3 těžebního odpadu, z toho je 5 638 m3 jehličnaté a 1 789 m3 listnaté dřevní biomasy. d) Zdroj dřevní biomasy ve formě odstraněných jedinců po prořezávce v 1. a 2. věkovém stupni. Z ekonomického hlediska nezajímavý zdroj biomasy, především jedná-li se o zpracování odstraněných jedinců z 1. věkového stupně. U 2. věkového stupně je atraktivita vyšší, jelikož se nám nabízí větší množství dřevní biomasy. Množství dřevní biomasy vzniklé z prořezávek vypočítáme tak, že zjistíme: 1) Množství odstraněných jedinců na 1 ar (10 x 10 m ) podle normy, která byla stanovená pro provedenou prořezávku. Tento počet na 1 ar vynásobíme celkovou plochou porostu. Výsledkem je předpokládané množství odstraněných jedinců na ploše porostu. 2) Dále je nutno zjistit tyto míry odstraněných jedinců d1,3 ( nebo lze vycházet z průměru na úřezu ) a výšku. Tyto údaje se zjistí u vybraných 10 odstraněných jedinců a ze zjištěných údajů se učiní aritmetický průměr. Získané údaje použijeme pro zjištění průměrné hmotnosti jednoho odstraněného jedince v porostu. 3) Průměrný počet odstraněných jedinců násobíme průměrnou hmotností jedince. To se rovná přibližnému množství dřevní biomasy, kterou bychom získali při zpracování odstraněných jedinců. 4) Je nutno provést kalkulaci celkových nákladů a předpokládaného zisku, které vzniknou při zpracování dřevní biomasy. Z ekologického hlediska dochází k velkému odnímání minerálních látek ve formě biomasy u 1. věkového stupně, ale přesto je lepší tuto biomasu ponechat přirozené dekompozici. Co se týká vlivu na ochuzování půdy, je diskutabilní. Je využíván na ŠP Hůrka jen částečně. Předpokládaný minimální plošný rozsah prořezávek je 75,28 ha ( tabulka č. 9. ) e) Zpracování celých stromů z probírek do 40 let. Z ekonomického hlediska, pokud je odběratel, lze tuto biomasu zpracovávat a výsledný produkt nabízet na trhu. V tomto případě je vhodné provést předběžnou kalkulaci nákladů a očekávaných příjmů u klasické těžební metody kmenové a těžební metody zpracováním celých stromů, podle výsledku se rozhodnout, kterou metodu je vhodnější použít. Hlediska ekologická jsou zde stejná jako u využití těžebního odpadu z předmýtních těžeb spojené s ekologickým hlediskem těžby dříví. Pokud bychom chtěli využít veškerou zpracovanou dendromasu tímto způsobem, mohlo by dojít k degradaci stanoviště. Doporučil bych tento způsob zpracování biomasy pouze u listnatých dřevin a u jehličnatých dřevin by se především jedno o první a druhou probírku. Tento zdroj dřevní biomasy je využíván na ŠP Hůrka jen částečně. Z tohoto zdroje by bylo možno získat přibližně 4 097 m3 a z toho by bylo 3 820 m3 jehličnaté a 277 m3 listnaté biomasy. K tomuto zjištění jsem dospěl, když odečtu od celkového objemu PÚ těžby viz. tabulka č. 8. deset procent, což je předpokládané procentické vyjádření objemu kořenů z celkového objemu podle Simanova (1991).

3.4 Zhodnocení zjištěných poznatků na ŠP Hůrka. Z hlediska využívání biomasy je situace na ŠP Hůrka ještě za možností, které daná lesní půda nabízí. Lesní ekosystémy jsou z hlediska produkce biomasy využívány na 20 % ročně vytvořené biomasy. 80 % po odumření je v procesu dekompozice v procesu humifikace zdrojem energie pro mikrobiální aktivitu, která zajišťuje úrodnost a produkci lesních půd. Z tohoto pohledu se na ŠP Hůrka jedná o aktuální hmotu pro získání energie z dílčích skupin: 1) Ze zbytku po úmyslné předmýtní těžbě v celku hmoty 1 790 m3 , jehličnaté hmoty 1 466 m3 , listnaté 324 m3. 2) Ze zbytků po úmyslné těžbě celkové hmoty 7 247 m3 , jehličnaté hmoty 5 638 m3 , listnaté hmoty 1 789 m3 . 3) Biomasa odstraněných jedinců v prořezávkách v 1. a 2. věkovém stupni odhadem z 75,25 ha x 10 m3 =. 753 m3 , jehličnaté hmoty asi 633 m3 a listnaté hmoty 120 m3 . 4) Zpracováváním celých stromů z probírek do 40 let celkem 4 097 m3 z toho jehličnaté hmoty 3 820 m3 , listnaté hmoty 277 m3 . Celkem jde o 13 887 m3 hmoty z toho jehličnaté hmoty 11 557 m3 a listnaté hmoty 2 380 m3 . V současné době je na ŠP Hůrka používán mobilní štěpkovač LINDANA TP 760, typ 760 VH, který má výkon dle zpracování dřevní hmoty a obsahu 1 – 2 m3 zeštěpkované hmoty. Součástí pilnice je stacionární štěpkovač, který v současné není využíván, neboť pilnice je mimo provoz. Štěpka je spalována při výrobě tepla pro budovy polesí a sušárnu v kotlích výrobce ELBH Týn nad Vltavou o výkonu: 1) malý teplovodní kotel typ TSP – 15, výkon 140 – 210 kWh 2) velký – typ TSP – 25, téhož výrobce o výkonu 230 – 330 kWh Pro zajištění teplem, teplou vodou pro budovy a pro provozy ŠP Hůrka je ročně spotřebováno v průměru 3 500 m3 štěpky, což při hmotnosti 1 m3 v sušině představuje 150 kg/ m3 , 525 t sušiny štěpky. Část štěpky je použita v lese jako rozemletá dřevní hmota pro zlepšení bilance živin. V tomto případě to představuje okolo 300 m3 štěpky.

4.

ZÁVĚR Cílem této práce bylo zjistit, jak je využívána dřevní biomasa na ŠP Hůrka a zda je možné získat nový zdroj dřevní biomasy z lesních porostů ŠP Hůrka. Zdroj dřevní biomasy jsem hodnotil jak ze stránky ekonomické – předběžné zjištění ziskovosti ( náklady na technologii, odběratele ), tak i ze stránky ekologické – předpokládáme co nejmenší poškození ekologické stability lesa. Nejde jen o minerální živiny na úrovni prvků – biomasa je živá hmota, která obsahuje víc, než jen prvky ve formě sloučenin. Biomasa je potravou pro mikroorganismy, zejména se jedná o dřevokazné houby a bakterie, které způsobují její humifikaci. Tento rozpad je zdrojem nemírně bohatého a mnohotvárného života, které z lesního ekosystému mizí, pokud je lesní biomasa ve velkém množství odnímána. Zhodnotit toto by silně překračovalo rámec práce, neboť shromažďovat a zajišťovat podklady k této tématice by bylo nutné po delší časový rámec s většími znalostmi v půdoznalství, chemie a mnoha dalších vědeckých odvětvích. Jako další z mnoha kritérií, která si můžeme zvolit, je, že nesmí docházet k neúměrné devastaci půdního krytu v porostech, kde je prováděna jakákoliv činnost, ať se jedná o vyklízení a přibližování dřevní biomasy a jiné další činnosti spojené s získáváním dendromasy z lesních porostů. Nejedná se zde o dříví ve formě kmenoviny, a z ní získávaných sortimentů, tento zdroj dřevní biomasy je nepopiratelnou příjmovou složkou jakékoli firmy obhospodařující lesy. Nejpřínosnějším novým zdrojem dřevní biomasy z lesních porostů ŠP Hůrka se jeví lesní štěpka z prořezávek 2. věkového stupně, dále celé stromy z prvních probírek a těžební zbytky po úmyslných těžbách. Lesní štěpka, která by vznikla zpracováním těchto zdrojů, splňuje většinu kriterii ekologických i ekonomických, za předpokladu nalezení vhodného odběratele v blízkém okolí. Z pohledu ekologického, jelikož nedochází k neúměrné zátěži lesních porostů, jak ze strany odvozu dřevní biomasy a následně využitým popelem jako hnojiva vzniklého z energetického využití vzniklé biomasy. Při předpokladu, že by byla pro energii využita celková vypočítaná hmota biomasy, to je 13 887 plm, což činí v sušině 7 000 tun a při obsahu popelovin 2% se vytvoří 140 tun materiálu, který obsahuje orientačně 56 CaO, 28 tun K2O, 28 tun PO 3 a 14 tun MgO. Toto jsou živiny, které by bylo možno použít pro zlepšení lesní půdy, která je v případě ŠP Hůrka primárně velmi chudá. V současné době je spotřebováváno asi 3 500 m3 štěpky, což v sušině představuje 525 tun biomasy, tedy 7,5 % disponibilní hmoty biomasy. Při spálení 525 tun biomasy vzniká při 2 % popelovin 10, 5 tun popela, který obsahuje 4 tuny CaO, 2 tuny K2O, 2 tuny Po3 a 1 tunu MgO. Lze tedy konstatovat, že jsou velké rezervy pro využití dostupné biomasy na ŠP Hůrka. Investičním záměrem lze vytvořit linku pro zpracování pelet a briket z biomasy. V případě nemožnosti investovat se jeví nutné získat odběratele v blízkém okolí pro zpracování biomasy. V neposlední řadě při vybavení pojízdným štěpkovačem, který na ŠP je, doporučujeme zvýšit podíl dezintegrování biomasy a její

umístění v porostech. Toto opatření by zrychlilo humifikační proces a obohatilo při rozkladu primárně chudou lesní půdu na ŠP Hůrka.

5.

POUŽITÁ LITERATURA Ille, R: Technologie dřeva. VŠZ Praha, 1961 Lesní hospodářský plán pro ŠP Hůrka (1999 – 2009) Simanov, V: Energetické využívání dříví. Olomouc, 1995 Štrobl, R: Zpracování lesní biomasy na ŠP Hůrka. Písek, 2000

6. PŘÍLOHA

-

obrázek č. 1

-

obrázek č. 2

-

tabulka č.l

-

tabulka č. 2

-

tabulka č. 3 + grafické vyjádření plošného zastoupení a zásob jehličnatých dřevin

-

tabulka č. 4 + grafické vyjádření plošného zastoupení a zásob listnatých dřevin

-

tabulka č. 5

-

tabulka č. 6+ grafické vyjádření plošného zastoupení a zásob jehlic, a listn. dřevin

-

tabulka č. 7

-

tabulka č. 8

-

tabulka č. 9

VRŠEK, VĚTVE, JEHLIČÍ (KŮRA) 15-25%

KMENOVÉ DŘÍVÍ (KŮRA) 60 - 65 %

PAŘEZ, KOŘEN (KŮRA) 10-15%

obrázek č.1 Rozdělení vyprodukované jehličnaté dendromasy

VRŠEK, VĚTVE, (KŮRA) 30 - 45 %

KMENOVÉ DŘÍVÍ (KŮRA) 45 - 55 %

PAŘEZ,

KOŘEN (KŮRA) 10-15%

obrázek č.2 Rozdělení vyprodukované listnaté dendromasy

Tabulka č. 1: Plošné zastoupení jehličnatých dřevin Dřevina Smrk ztepilý Smrk pichlavý Smrk omorika Smrk Engelmanův Jedle bělokorá Jedle obrovská Jedle kavkazká Douglaska tisolistá Borovice lesní Borovice černé Vejmutovka Modřív opadavý Celkem Dřevina Smrk ztepilý Smrk pichlavý Smrk omorika Smrk Engelmanův Jedle bělokorá Jedle obrovská Jedle kavkazká Douglaska tisolistá Borovice lesní Borovice černé Vejmutovka Modřív opadavý Celkem

Odborný název Picea abies Picea pungens Picea omorika Picea Engelman Abies alba Abies grandis Abies nordmaníana Pseudotsuga taxifolia Pinus silvestris Pinus nigra Pinus strobus Larix decidua

Plocha dle věkových stupňů 1 27,94

1,2 1,34 8,38 1,07

1,2 41,13

2 28,27 0,04 0,13 0,01 0,36 3,03 0,08 5,83 14,83 0,27 2,53 55,38

Odborný název Picea abies Picea pungens Picea omorika Picea Engelman Abies alba Abies grandis Abies nordmaníana Pseudotsuga taxifolia Pinus silvestris Pinus nigra Pinus strobus Larix decidua

3 29,04

4 19,65

5 16,5

6 25,63

7 20,44

8 21,66

9 20,99

0,42 3,16 1,42

1,53 3,14

0,06

2,21

1,21!

1,39

0,31

8,32 26,86

12,23 15,82

5,33 5,49

7,37 10,27

24,02 9,4

4,83 7,53

0,99 14,23

0,65 1,09 70,54

1,64 2,62 56,63

0,61 0,93 28,92

0,88 1,49 47,85

0,27 2,43 57,77

1,3 37,13

0,32 3,3 40,14

15 0,34

16

17

Plocha dle věkových stupňů 10 16,71

11 28,44

12 11,05

13 7,48

0,32

2,29

0,35

0,17

0,56 6,2

0,75 11,46

0,09 2,05 25,93

0,26 3,95 47,15

0,15 3,25 0,26 0,05 1,39 16,5

14 2,57

0,01

1,58

1,15

0,78

0,09

0,01 0,86 10,1

0,17 3,89

0,62 1,75

0,09

Celkem 276,71 0,04 0,55 0,01 14,57 8,93 0,08 78,76 130,01 0,53 4,78 25,93 540,9

Tabulka č. 2 : Plošné zastoupení listnatých dřevin Dřevina

Odborný název

Dub letní Dun červený Buk lesní Habr obecný Javor klen Jasan ztepilý Jilm habrolistý Trnovník akát Bříza bradavičnatá Lípa srdčitá Olše lepkavá Topol osika Topol linda Celkem Dřevina

Quercus robur Quercus rubra Fagus silvatica Carpinus betulus Acer pseudoplatanus Fraxinus excelsior Ulmus carpinifolia Robinia pseudoacacia Betula pendula Tilia cordata Alnus glutinosa Populus tremula Populus alba

Plocha dle věkových stupňů 1 5,25

2 1,28 6,85

3 2,1 0,04 4,98

4 3,12 0,1 6,33

5 1,74

6 3

4,5

1,28 0,07 0,29 0,01

3,23

0,04

0,1

0,03

0,1

0,04 0,06

0,13 0,45 0,67 0,04

0,09 1,42 0,19

0,02 2,12 0,08

8,44

11,35

SsSi

0,1 0,31 1,27 0,08 0,11 9,45

10,36

8,48

10 2,42

11 9,11

12 4,9

13 3,5

14 0,67

15 0,34

0,34

1,52

0,33

0,18 0,14

0,09 0,06 0,11 0,46

7 11,22 0,05 0,79 0,13

1,04 0,31

8 3,17 0,07 0,98

9 9,88 0,26 0,05

0,04

0,03 0,04 0,52 0,08 0,05

0,13 0,12 0,2

12,91

4,59

10,31

16

17 0,1

Celkem 61,8 0,26 31,59 0,39 1,64 0,35 0,03 0,14 0,61 5,19 3,32 0,25 0,11

0,1

105,68

Odborný název

Dub letní Dun červený Buk lesní Habr obecný Javor klen Jasan ztepilý Jilm habrolistý Trnovník akát Bříza bradavičnatá Lípa srdčitá Olše lepkavá Topol osika Topol linda Celkem

Quercus robur Quercus rubra Fagus silvatica Carpinus betulus Acer pseudoplatanus Fraxinus excelsior Ulmus carpinifolia Robinia pseudoacacia Betula pendula Tilia cordata Alnus glutinosa Populus tremula Populus alba

0,02

0,03 0,03 0,02 0,03 0,18

0,04 0,07 0,02 0,02

0,01 0,05

0,03 0,08

2,97

10,78

5,29

4,01

0,67

0,36

Tabulka č.3: Jehličnaté dřeviny jejich plošné zastoupení a zásoba Dřevina Smrk ztepilý Smrk pichlavý Smrk omorika Smrk Engelmanův Jedle bělokorá Jedle obrovská Jedle kavkazká Douglaska tisolistá Borovice lesní Borovice černé Vejmutovka Modřív opadavý Celkem

Odborný název Picea abies Picea pungens Picea omorika Picea Engelman Abies alba Abies grandis Abies nordmaniana Pseudotsuga taxifolia Pinus silvestris Pinus nigra Pinus strobus Larix decidua

Plocha Celkem 276,71 0,04 0,55 0,01 14,57 8,93 0,08 78,76 130,01 0,53 4,78 25,93 540,9

Zásoba % 51,17 0,01 0,1 0,01 2,69 1,65 0,01 14,56 24,04 0,09 0,88 4,79 100

m3 b. k. 74 969

% 52,85

160 3648 1090

2,57 0,77

24 348 28 299 76 1156 8127 141 873

17,16 19,95 0,05 0,81 5,73 100

Tabulka č.4: Listnaté dřeviny jejich plošné zastoupení a zásoba Dřevina Dub letní Dub červený Buk lesní Habr obecný Javor klen Jasan ztepilý Jilm habrolistý Trnovník akát Bříza bradavičnatá Lípa srdčitá Olše lepkavá Topol osika Topol linda Celkem

Odborný název Quercus robur Quercus rubra Fagus siivatica Carpinus betulus Acer pseudoplatanus Fraxinus excelsior Ulmus carpinifolia Robinia pseudoacacia Betula pendula Tilia cordata Alnus glutinosa Populus tremula Populus alba

Plocha Celkem 61,8 0,26 31,59 0,39 1,64 0,35 0,03 0,14 0,61 5,19 3,32 0,25 0,11 105,68

Zásoba % 58,48 0,25 29,89 0,37 1,55 0,33 0,03 0,13 0,58 4,91 3,14 0,24 0,1 100

m3 b. k. 12 340 45 3 271 73 305 68 10 11 102 821 422 43 34 17 545

% 70,33 0,26 18,64 0,42 1,74 0,39 0,05 0,06 0,58 4,68 2,41 0,25 0,19 100

Graf č.3: Procentické zastoupení jehličnatých druhů dřevin na ploše

Grafč.3: Procentické vyjádření zásob dle druhů jehličnatých dřevin

Graf č.4: Procentické zastoupení listnatých druhů dřevin na ploše

Graf č.4: Procentické vyjádření zásob dle druhů listnatých dřevin

Tabulka č.5 : Celkové údaje podle jednotlivých dřevinvch druhů Dřevina Smrk ztepilý Smrk pichlavý Smrk omorika Smrk Engelmanův Jedle bělokorá Jedle obrovská Jedle kavkazká Douglaska tisolistá Borovice lesní Borovice černé Vejmutovka Modřív opadavý Dub letní Dun červený Buk lesní Habr obecný Javor klen Jasan ztepilý Jilm habrolistý Trnovník akát Bříza bradavičnatá Lípa srdčitá Olše lepkavá Topol osika Topol linda Celkem

Odborný název Pícea abies Picea pungens Picea omorika Picea Engelman Abies alba Abies grandis Abies nordmaniana Pseudotsuga taxifolia Pinus silvestris Pinus nigra Pinus strobus Larix decidua Quercus robur Quercus rubra Fagus silvatica Carpinus betulus Acer pseudoplatanus Fraxinus excelsior Ulmus carpinifolia Robinia pseudoacacia Betula pendula Tilia cordata Alnus glutinosa Populus tremula Populus alba

Plocha Celkem 276,71 0,04 0,55 0,01 14,57 8,93 0,08 78,76 130,01 0,53 4,78 25,93 61,8 0,26 31,59 0,39 1,64 0,35 0,03 0,14 0,61 5,19 3,32 0,25 0,11 646,58

Zásoba % 42,79 0,01 0,09 0 2,25 1,38 0,01 12,18 20,11 0,08 0,74 4,01 9,56 0,04 4,89 0,06 0,25 0,05 0,01 0,02 0,09 0,8 0,52 0,04 0,02 100

m3 b. k. 74 969

% 47,03

160

0,1

3648 1090

2,29 0,68

24 348 28 299 76 1156 8127 12 340 45 3 271 73 305 68 10 11 102 821 422 43 34 159 418

15,27 17,75 0,05 0,73 5,1 7,74 0,03 2,05 0,05 0,19 0,04 0,01 0,01 0,06 0,51 0,26 0,03 0,02 100

Tabulka č. 6 : Celková plocha a zásoba dle jehličnatých listnatých dřevin Dřevina

Plocha

%

Zásoba

%

Jehličnaté dřeviny Listnaté dřeviny Celkem

540,9 105,68 646,58

83,66 16,34 100

141 873 17 545 159 418

88,99 11,01 100

Graf č.6: Procentické vyjádření celkové plochy dle jehličnatých a listnatých dřevin

Graf č. 6: Procentické vyjádření zásob dle jehličnatých a listnatých dřevin