Krajská energetická agentura Moravskoslezského kraje, o.p.s

12/2011

Krajská energetická agentura Moravskoslezského kraje, o.p.s.

Akční plán na podporu využití biomasy v Moravskoslezském kraji

Kaštanová 2030/6

709 00 Ostrava - Mar. Hory

Zpracoval: Ing. Tomáš Kaleta

Tel: 597 822 535

E-mail: [email protected] Web: www.keamsk.cz

Krajská energetická agentura Moravskoslezského kraje, o.p.s. Kaštanová 2030/6, 709 00 Ostrava – Mariánské Hory

Tel: 597 822 535, E-mail: [email protected], Web: www.keamsk.cz

Obsah 1

Úvod................................................................................................................................................ 3

2

Cíle a východiska akčního plánu ...................................................................................................... 4

3

4

2.1

Obecné cíle akčního plánu....................................................................................................... 4

2.2

Subjekty dotčené akčním plánem ........................................................................................... 4

2.3

Lokalizace akčního plánu ......................................................................................................... 5

2.4

Strategické dokumenty ovlivňující využívání OZE – Biomasa.................................................. 6

Druhy biomasy a její využití ............................................................................................................. 8 3.1

Základní vlastnosti ................................................................................................................... 8

3.2

Rozdělení biomasy dle vyhlášky č. 488/2005 Sb. .................................................................. 10

3.3

Základní způsoby energetického využití biomasy ................................................................. 12

3.3.1

Termochemické zpracování biomasy (suché procesy) .................................................. 12

3.3.2

Biochemické procesy (mokré procesy).......................................................................... 13

Popis současného stavu biomasy v ČR .......................................................................................... 13 4.1

5

Energetické využití biomasy .................................................................................................. 14

Analýza dostupnosti a potenciál biomasy v Moravskoslezském kraji ........................................... 15 5.1

Využití dřeva k energetickým účelům ................................................................................... 17

5.2

Využití obilovin pro energetické účely .................................................................................. 18

5.3

Využití rychle rostoucích plodin ............................................................................................ 20

5.4

Využití bioplynu pro energetické účely ................................................................................. 21

5.4.1

Bioplyn v zemědělství – z odpadů z hospodářských zvířat ............................................ 22

5.4.2

Ostatní zdroje bioplynu ................................................................................................. 22

5.4.3

Odpadní vody (ČOV) ...................................................................................................... 22

5.4.4

Biologicky rozložitelný odpad (BRO).............................................................................. 23

5.4.5

Přehled potenciálu bioplynu ......................................................................................... 23

6

Potenciál biomasy v Moravskoslezském kraji ............................................................................... 24

7

Strategie využití dřevní biomasy ................................................................................................... 27

2



1 Úvod V průběhu posledních dvou století dochází k intenzivnímu využívání fosilních paliv, což vede k rostoucí koncentraci oxidu uhličitého (dále CO2) v atmosféře a zvyšování skleníkového efektu. Spálením 1 kg černého uhlí vzniká 2,56 kg CO2, spálením 1 kg motorové nafty se uvolní 3,12 kg CO2 a spálením 1 m3 zemního plynu se do atmosféry dostane 2,75 kg CO2. Při spalování rostlinné biomasy také vzniká oxid uhličitý, který však skleníkový efekt nezvyšuje, protože rostliny při svém růstu odebírají oxid uhličitý a při spalování ho do ovzduší vracejí zpět. S rostoucími požadavky na využívání biomasy v energetice, v dopravě, jako součást pohonných hmot, i jako obnovitelné suroviny v průmyslu je vhodné se zamyslet nad potenciálem, možnostmi a způsoby efektivního využívání biomasy v budoucnu. V následujících letech lze očekávat, že nárůst spotřeby energie bude dále pokračovat nejen v průmyslových, ale hlavně v rozvojových zemích. Proto je rozšíření využívání obnovitelných zdrojů energie jedním z aktuálních úkolů současné doby. Pro podmínky v České republice je jednou z významných možností využívání spalování obnovitelné energetické biomasy. Cílem tohoto materiálu je jasně a zřetelně poukázat na význam biomasy, její dostupnosti a reálné možnosti využití. Budou popsány druhy biomasy a jejich energetický potenciál. Možnosti energetického využívání biomasy v budoucnu jsou stanoveny realisticky a vychází z Územní energetické koncepce Moravskoslezského kraje. Akční plán se bude zabývat zejména energetickým využití dřevní biomasy. Účelem je zvýšení povědomí o využití biomasy v Moravskoslezském kraji (dále MSK) a pomoci k naplnění závazků České republiky (dále ČR) pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů energie (dále OZE) k roku 2020, vyplývající z přístupové dohody k Evropské unii 1 (dále EU), ze Státní energetické koncepce2 a z Dohody o budoucím směrování EU v oblasti energetiky (březen 2007) a to při respektování principů trvale udržitelného rozvoje.

Rozhodnutí Rady Evropské unie ze dne 14. dubna 2003 o přijetí České republiky, Estonské republiky, Kyperské republiky, Lotyšské republiky, Litevské republiky, Maďarské republiky, Republiky Malta, Polské republiky, Republiky Slovinsko a Slovenské republiky do Evropské unie. 2 Státní energetická koncepce České republiky schválená usnesením vlády České republiky č. 211 ze dne 10. Března 2004. 1

3



2 Cíle a východiska akčního plánu 2.1 Obecné cíle akčního plánu Hlavní cíle akčního plánu vycházejí z vhodné kombinace potřeb a požadavků na využívání biomasy v ČR a závazku vůči Evropské unii. Cíle lze formulovat následovně: • Naplnění závazků ČR pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů k roku 2020 vyplývající z dohody při podpisu „Smlouvy o přistoupení k EU“ a to podíl na konečné spotřebě energie ve výši 13%. • Podpora oblastí venkova jako hlavního dodavatele energie z biomasy a s tím související zvýšení nezaměstnanosti. • Pomoc nastartovat investice do čistého způsobu získávání energie se snížením energetické náročnosti. • Zlepšení životního prostředí pro občany a to zejména snížení emisí. • Osvěta, vzdělávání a kvalifikované poradenství v oblasti pěstování a využívání biomasy. • Vytvoření nových pracovních míst.

Hlavním motivem aktivit v rámci realizace akčního plánu pro biomasu je skutečnost, že rozvoj obnovitelných zdrojů energie stále nezaznamenal reálný rozvoj a udržitelné využívání biomasy pro výrobu elektřiny a tepla z obnovitelných zdrojů neroste žádoucím a požadovaným tempem. Tyto poznatky jsou obzvlášť patrné v oblasti energetického využívání biomasy, v níž je současně skryt největší a relativně rychle mobilizovatelný potenciál stabilních dodávek energie z obnovitelných zdrojů.

2.2 Subjekty dotčené akčním plánem Pro dosažení cílů AP je nutná spolupráce zainteresovaných stran, a to: • • •

potenciálních investorů (občanů, podnikatelů, obcí a dalších ziskových i neziskových organizací), potenciálních dodavatelů (stavebních a montážních firem, výrobců a dodavatelů příslušných zařízení, dodavatelů energií), orgánů územní samosprávy (krajských, městských a obecních úřadů a jejich představitelů).

Při realizaci AP existují určité bariéry, které je potřeba překonávat, a to u: • potenciálních investorů - neznalost konkrétních podmínek a určitá opatrnost, nedůvěra, 4



• •

potenciálních dodavatelů - vysoké náklady na marketing drobných investičních projektů, samosprávy - nedostatek vlastních finančních zdrojů, nedostatečné zvládnutí postupů vedoucích k získávání finančních prostředků z různých fondů.

2.3 Lokalizace akčního plánu Popis území Moravskoslezský kraj je geograficky velice rozmanitý region. Ze západu je sevřen masívem Hrubého Jeseníku s nejvyšším vrcholem kraje a celé Moravy horou Praděd (1491 m n. m.). Hornatina postupně přechází do Nízkého Jeseníku, náhorní plošiny s pozvolnějším terénem, a Oderských vrchů. Střední část kraje je charakteristická hustě osídleným nížinatým terénem Opavské nížiny, Ostravské pánve a Moravské brány. Směrem na jihovýchod krajina opět získává horský charakter a kulminuje hřbety Beskyd – u slovenské hranice Moravskoslezských s nejvyšším vrcholem Lysou horou (1 323 m n. m.) a Slezských Beskyd na hranici s Polskou republikou. Kraj leží na severovýchodě České republiky a tvoří jednu z nejvíce okrajových částí. Na severu a východě hraničí s polskými vojvodstvími – Slezským a Opolským, na jihovýchodě s Žilinským krajem na Slovensku. V rámci krajského uspořádání ČR je lemován Olomouckým krajem a na jihu se letmo dotýká kraje Zlínského. Příhraniční charakter kraje poskytuje možnosti efektivní příhraniční spolupráce ve výrobní oblasti, rozvoji infrastruktury, ochrany životního prostředí.

Rozloha Moravskoslezský kraj je vymezen okresy – Bruntál, Frýdek-Místek, Karviná, Nový Jičín, Opava a Ostrava-město a je rozdělen na 22 správních obvodů obcí s rozšířenou působností, do kterých spadá celkem 299 obcí, z toho je 41 se statutem města. Svou rozlohou 5 426,4 km2 zaujímá 6,9 % území celé České republiky a řadí se tak na 6. místo mezi všemi kraji. Více než polovinu území kraje zaujímá zemědělská půda, na dalších více než 35 % se rozprostírají lesní pozemky (především v horských oblastech Jeseníků a Beskyd). Vedle přírodního bohatství se v kraji vyskytují bohaté zásoby nerostných surovin – především rozhodující domácí zásoby černého uhlí, dále ložiska zemního plynu, vápenec, žula, mramor, břidlice, sádrovec, štěrkopísky, písky a cihlářské jíly. Obyvatelstvo Moravskoslezský kraj je počtem přes 1 247 tis. obyvatel třetí nejlidnatější v ČR, se svými 299 obcemi však patří k regionům s nejmenším počtem sídel. Tomu odpovídá i hustota osídlení 230 obyvatel na km2, přičemž týž údaj pro celou ČR je 133 obyvatel na km2. Průměrná rozloha katastru obce 18,1 km2 je druhá největší v republice a je o necelých

5



50 % větší než katastr průměrné obce v ČR (12,6 km2). V obcích do 499 obyvatel bydlí jen necelé 2 % obyvatel, v obcích od 500 do 4 999 obyvatel okolo 24 % obyvatel, v obcích od 5 000 do 19 999 obyvatel žije přes 13 % občanů kraje. Většina obyvatel kraje (téměř 61 %), což je v rámci ČR výjimečné, žije ve městech nad 20 tisíc obyvatel. V krajské metropoli Ostravě žije přes 306 tis. obyvatel, tj. zhruba čtvrtina obyvatel kraje. Dalšími velkými městy s počtem obyvatel nad 50 tisíc jsou Havířov, Karviná, FrýdekMístek a Opava.

2.4 Strategické dokumenty ovlivňující využívání OZE – Biomasa

Státní energetická koncepce Státní energetická koncepce byla schválena vládou ČR dne 10. 3. 2004. Koncepce definuje priority a cíle České republiky v energetickém sektoru a popisuje konkrétní realizační nástroje energetické politiky státu. Součástí je i výhled do roku 2030. Státní energetická koncepce patří k základním součástem hospodářské politiky České republiky. Je výrazem státní odpovědnosti za vytváření podmínek pro spolehlivé a dlouhodobě bezpečné dodávky energie za přijatelné ceny a za vytváření podmínek pro její efektivní využití, které nebudou ohrožovat životní prostředí a budou v souladu se zásadami udržitelného rozvoje. Tuto zákonnou odpovědnost stát naplňuje stanovením legislativního rámce a pravidel pro chod a rozvoj energetického hospodářství, kde OZE mají svoje místo.

Státní energetická koncepce ve své vizi konkretizuje státní priority a stanovuje cíle, jichž chce stát dosáhnout při ovlivňování vývoje energetického hospodářství ve výhledu příštích 30 let, v podmínkách tržně orientované ekonomiky. Na základě analýz vývoje a současného stavu energetického hospodářství České republiky, vyhodnocení plnění cílů energetické politiky z roku 2004, s přihlédnutím k zahraničním zkušenostem, postupům a standardům Evropské unie, k závazkům ČR z mezinárodních smluv v oblasti energetického hospodářství a životního prostředí, po zpracování a vyhodnocení souboru energetických scénářů možného budoucího vývoje do roku 2030 se aktualizuje Státní energetická koncepce. Stanovuje se komplexnější soubor priorit a dlouhodobých cílů, které bude Česká republika v energetickém hospodářství sledovat v rámci udržitelného rozvoje. K jejich naplnění budou použity vhodné a účinné nástroje a opatření. Při volbě priorit, cílů a souboru nástrojů Státní energetické koncepce byla respektována hlediska energetická, ekologická, ekonomická a sociální. Naplňování priorit a cílů Státní energetické koncepce bude vyhodnocovat Ministerstvo průmyslu a obchodu v tříletých intervalech. O výsledcích vyhodnocení bude informovat vládu ČR a v případě potřeby bude vládě překládat návrhy na změnu Státní energetické koncepce. 6



Územní energetická koncepce Moravskoslezského kraje Územní energetická koncepce byla společností Tebodin Czech Republic, s.r.o. dokončena v roce 2004. Koncepce vychází ze zákona č. 406/2000 Sb., ve znění pozdějších předpisů a prováděcího předpisu Nařízení vlády č. 195/2001 Sb. k podrobnostem územních energetických koncepcí. ÚEK MSK konkretizuje krajské priority a stanovuje cíle, kterých chce kraj dosáhnout při ovlivňování vývoje energetického hospodářství ve výhledu příštích 20 let. ÚEK respektuje cíle státní energetické politiky a státní energetické koncepce (schválené usnesením vlády České republiky č. 211 ze dne 10. 3. 2004) a popisuje kromě hospodárného nakládání s energií koncepční využívání potenciálu obnovitelných energií. Koncepce je závazným podkladem pro územní plánování. Celá územní energetická koncepce je členěna do několika samotných částí: • Etapa A – Analýza stávajícího stavu • Etapa B – Energetické modelování • Etapa C – Energetický management • Souhrny, zásady pro realizaci navržené strategie • Zásady pro územní plánování

Ve smyslu účelu Státní energetické politiky je nejvýznamnější návaznost na dokument „1. Souhrny, zásady pro realizaci navržené strategie“, kapitola 2.1.4 „Biomasa“. V rámci naplňování bylo v roce 2009 provedeno vyhodnocení naplňování Územní energetické koncepce Moravskoslezského kraje.

Akční plán pro biomasu pro ČR na období 2009 -2011 Jedná se o program schválený vládou ČR orientovaný na rozvoj trhu s biomasou. Cílem je zvýšit využívání biomasy dosáhnout 13 % podíl elektřiny z OZE na tuzemské hrubé spotřebě v r. 2020, z dosaženého podílu na trhu 4,8 % v r. 2005. Program vychází z Akčního plánu pro biomasu EU (schválen 7. 12. 2005), jehož cílem je zdvojnásobit v EU podíl energie z biomasy v roce 2010 oproti roku 2003. Dále vychází ze Strategie Evropské unie pro biopaliva (2006) a Státní energetické koncepce ČR z roku 2004. Pro splnění záměru zvýšit v ČR využívání OZE navrhuje celou řadu opatření, jako jsou např. daňové úlevy, využití produkce trvalých travních porostů k energetickým účelům, vytipování optimálních energetických plodin, i ochrana zemědělské (orné) půdy.

Zabývá se energetickým využitím biomasy, ale zohledňuje také ostatní způsoby využití biomasy. Stanovuje potenciál energetického využití biomasy na základě vyhodnocení stávajícího využití biomasy a jeho trendů v souladu principy udržitelného rozvoje a správné zemědělské praxe, řeší i návrat živin do půdy. 7



Vychází z reality, že v ČR rozvoj OZE stále nezaznamenal požadovaný rozsah a využívání biomasy pro výrobu elektřiny a tepla z OZE nedosahuje žádoucího tempa, zvlášť ve využívání biomasy a bioplynu. To i za skutečnosti, že jsou podporovány na základě zákona č. 180/2005 Sb. a následně garantovanými výkupními cenami, nebo zelenými bonusy. Produkce elektřiny z OZE se nezvyšuje, nové energetické zdroje nejsou uváděny do provozu, důvodem je, že za stávajících podmínek v oblasti palivových nákladů jsou ekonomicky nerentabilní a produkce biomasy stagnuje, je využívána pouze malá část potenciálu možné produkce a je riziko nesplnění závazku vůči EU.

Hlavní cíle akčního plánu (dále AP) pro biomasu vycházejí z požadavků naplnit závazky ČR vůči Evropské unii pro výrobu energie z OZE k roku 2020 vyplývající z přístupové dohody k EU, ze Státní energetické koncepce a z Dohody o budoucím směrování EU v oblasti energetiky (březen 2007) a to při respektování principů trvale udržitelného rozvoje.

3 Druhy biomasy a její využití 3.1 Základní vlastnosti

Definice biomasy je dána direktivou EU 2001/77 EC z roku 2001. Biomasou se rozumí bio rozkládané frakce z plodin, odpadů a zbytků vyprodukovaných v zemědělství, (a to jak rostlinných, tak i živočišných substancí), v lesnictví a dřevozpracujícím. Zahrnuje i odpady a druhotné suroviny, které vznikají při jejím pěstování a zpracování, jakož i příslušnou biologicky rozložitelnou část komunálního odpadu. Biomasa v podobě rostlin je chemicky zakonzervovaná sluneční energie. Je to současně jeden z nejuniverzálnějších a nerozšířenějších zdrojů energie na zemi.

Hlavní výhodou využití biomasy v energetice je její nevyčerpatelnost (obnovitelnost) jako zdroje energie (na rozdíl od fosilních paliv). Odhaduje se, že roční celosvětová produkce energeticky využitelné biomasy by převyšovala svým energetickým potenciálem roční objem světové produkce ropy a zemního plynu. Z hlediska ochrany životního prostředí je použití biomasy příznivé. Obsah škodlivin ve spalinách je dán specifickým obsahem chemických prvků v hořlavině. Biomasa se považuje za neutrální palivo, CO2 se sice při spalování uvolňuje, ale přibližně stejné množství CO2 je fotosyntézou při růstu biomasy z atmosféry spotřebováno. Biomasa obsahuje pouze stopová množství síry, při spálení biomasy o obsahu tepla 1GJ tepla vznikne 70 g SO2. Pro srovnání u hnědého uhlí je to při stejném množství 2 710 g SO2, tedy takřka čtyřicetinásobně. Obsah dusíku je 0,1 až 0,5 % na rozdíl od tradičních paliv, která mají až 1,4 %. Tvorbu NOx však lze řídit optimální teplotou plamene. 8



Ke spalování je vhodná hlavně rostlinná biomasa (fytomasa) z různých druhů dřevin nebo dřevnatějších a slamnatých plodin, která má ve zcela suchém stavu velmi podobné chemické složení. Je tvořena přibližně ze 44 - 48 % uhlíkem, 44 % kyslíkem a 5,5 – 6,5 % vodíkem. Z tohoto faktu také vyplývá skutečnost, proč je výhřevnost fytomasy různých plodin skoro stejná – obvykle se pohybuje mezi 17,5-19,5 MJ/kg v zcela suchém stavu. Velkou předností biopaliv oproti hnědému uhlí – nejrozšířenějšímu domácímu palivu – je, že až na výjimky neobsahují síru a jejich spalování tedy není zdrojem SO2. Obsah popela v biomase je velmi nízký, u dřeva se hodnoty pohybují v průměru okolo 1 %, ale často je jeho podíl i nižší. Výhřevnost biomasy je závislá na obsahu vody. Obsah vody v biomase se v praxi pohybuje v širokém rozmezí 10 % - 70 %. Výhřevnost s obsahem vody samozřejmě klesá, stejně ovlivňuje obsah vody i měrnou hmotnost. V Tabulce 3-1 je vidět vliv vlhkosti na výhřevnost biomasy.

Tabulka 3-1 Výhřevnost nejčastěji používaných tuhých biopaliv Druh paliva

Polena (měkké dřevo)

Dřevní štěpka (smrk) Dřevěné brikety Dřevěné pelety Sláma obilovin Sláma kukuřice Sláma řepky

Obsah vody

Výhřevnost

[%] 0 10 20 30 40 50 10 20 30 40 6 – 12 6 – 12 10 10 10

[GJ/t] 18,6 16,4 14,3 12,2 10,1 8,1 16,4 14,3 12,2 10,1 15,5 – 18,5 16,5 – 18 15,5 14,4 16,0

Z pohledu energetického využití biomasy je možno rozdělit toto využití na: • výrobu tepla přímým spalováním v topeništích (dřevo, dřevní odpad, sláma, atd.), • výroba elektřiny (kombinovaná výroba elektřiny, tepla a chladu), • zpracování/zušlechtění na kvalitnější paliva tzv. fytopaliva (pelety, brikety, bioplyn, etanol, bionafta).

V České republice jsou vzhledem k velké rozloze půdy, která je využívána k zemědělským a lesnickým účelům (asi 87 % z celkové rozlohy), dobré podmínky pro

9



energetické využití biomasy. K energetickým účelům je možné využít asi 8 mil. tun pevné biomasy. V České republice jsou velké rezervy ve využití biomasy v komunální energetice, domácnostech, průmyslu, zemědělství v porovnání s některými evropskými státy (Rakousko, Nizozemí, Dánsko, Německo).

3.2 Rozdělení biomasy dle vyhlášky č. 488/2005 Sb.

Základní rozdělení biomasy dle jednotlivých hlavních druhů biomasy a způsobu použití vychází z přílohy č. 1 k vyhlášce č. 482/2005 Sb., o stanovení druhů, způsobů využití a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z biomasy ve znění vyhlášky č. 5/2007 Sb. a lze jej rozdělit na tři hlavní druhy: • zemědělskou biomasu – fytomasu pěstovanou na zemědělské půdě, • lesní biomasu – dendromasu, • zbytkovou biomasu - vedlejší produkty zemědělského a zpracovatelského průmyslu. Zemědělská biomasa Zemědělskou biomasu (dle vyhlášky č. 482/2005 Sb. - Skupina 1 a 2) tvoří: • cíleně pěstovaná biomasa, • biomasa obilovin, olejnin a přadných rostlin, • trvalé travní porosty, • rychlerostoucí dřeviny pěstované na zemědělské půdě, • rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny.

Přínosy - údržba krajiny, zadržení vody v krajině, - efektivní nakládání se zemědělskými odpady a přebytky, - šetrné k životnímu prostředí, - snížení nezaměstnanosti, - využití tradiční zemědělské techniky.

Zemědělská biomasa je bezesporu nejkomplexnější složkou potenciálu biomasy ČR. Využití fytomasy pěstované na zemědělské půdě splňuje podmínky vyplývající z restrukturalizace našeho zemědělství a to substituci potravinářských komodit alternativními technickými nebo energetickými plodinami. Další efekty produkce alternativních plodin spočívají v zajištění energetické soběstačnosti venkovského prostoru, zvýšení atraktivnosti obcí a regionální spotřebě vyprodukovaných finančních zdrojů. Je ale nutno vyřešit relativně náročnou logistiku s návazností na tradiční zemědělskou výrobu a velké množství a rozmanitost zpracovatelských technologií. 10



Pro energetickou konverzi lze jednak využít část vedlejších zemědělských produktů (sláma olejnin, obilovin), kterých je díky snižování stavu skotu dostatek, či nespotřebovanou část sena vzniklou při údržbě luk a pastvin. Možná je také produkce cíleně pěstovaných energeticky využitelných plodin, kterými mohou být ozimé a jarní plodiny pěstované k nepotravinářským účelům (obiloviny, kukuřice, olejniny a přadné rostliny) a také rychle rostoucí dřeviny pěstované na zemědělské půdě (vrba, topol, akát). Z hlediska ekonomické efektivnosti jsou také vhodné cíleně pěstované energetické plodiny jednoleté (hořčice, světlice, laskavec, konopí seté) nebo víceleté (topinambur, křídlatka, šťovík) a energetické trávy (ozdobnice, rákos, chrastice, psineček). Lesní biomasa Lesní biomasu (dle vyhlášky č. 482/2005 Sb. - Skupina 3) tvoří: • palivové dřevo, • zbytky z hospodaření v lesích.

Jako palivo lze využít zbytkovou dendromasu z lesnictví a dřevařského průmyslu (zbytková dřevní hmota z těžby dřeva, probírek, prořezávek, odřezky a zbytky z dřevozpracujícího průmyslu, palivové dřevo). Je nutno zohlednit vysoké manipulační a dopravní nároky a lokální dostupnost zdroje. Trh s lesními biopalivy u nás existuje, není však zdaleka ustálený. České lesy jsou historicky z větší části hospodářsky využívány. Základním principem je trvale udržitelné hospodaření a ochrana přírody a životního prostředí. Současným i budoucím cílem lesnických odborníků je vystihnout „bezpečný“ potenciál energetické lesní biomasy. Současné kalkulace potenciálu lesní biomasy vychází z důvodů ekologických, ale i ekonomických, pouze z hodnot mýtních těžeb a za předpokladu ponechání 20 % lesní biomasy na těžené ploše. Z kalkulací potenciálu lesní biomasy jsou vyloučeny lesy ochranné a některé lesy v kategorii lesů hospodářských, kde porosty rostou na nevhodných a zejména chudých stanovištích podle lesních typů.

Využití těžebních zbytků by se mělo soustředit převážně na hospodářské lesy (podle zákona o lesích č. 289/1995 Sb.). Za určitých podmínek je možné využít i některých lesů zvláštního určení produkující dřevní hmotu (tj. některé lesy vojenské, lázeňské, vodohospodářské), ale při zabezpečení jejich prioritní funkce. Zbytková biomasa Zbytkovou biomasu (dle vyhlášky č. 482/2005 Sb. - Skupina 4 a 5) tvoří vedlejší produkty a zbytky z: • papírenského průmyslu, • potravinářského průmyslu, • průmyslu zpracování dřeva, • živočišného průmyslu,

11



• • •

ostatního průmyslu, biologicky rozložitelný odpad, lihovarnické výpalky.

Zbytková biomasa zahrnuje široký rozsah druhů biomasy vznikající sekundárně při zpracování primárních zdrojů rostlinné nebo živočišné biomasy. Hlavní objem zbytkové biomasy pochází z průmyslu výroby papíru a buničiny, z dřevovýroby, ze zpracování masa a ostatního potravinářského průmyslu a z třídění komunálního odpadu. Samostatnou položkou je zbytková biomasa z živočišné zemědělské výroby, tj. exkrementy chovaných zvířat. Samostatně lze uvést také čistírenské kaly a kaly ze specifických výrob, pokud jsou kategorizovány jako biomasa. Reziduální biomasa zemědělské výroby i zpracovatelského průmyslu tvoří jednu podstatnou část potenciálu energetické biomasy (jedná se zejména o slámu a zbytky ze specifických výrob).

3.3 Základní způsoby energetického využití biomasy Způsob přeměny biomasy na energii je důležitým aspektem využití biomasy jako paliva. Pokud už je zvolena nebo existuje určitá technologie přeměny, tak svými technickými požadavky v mnohém určuje, jaká má nebo může být dodávaná biomasa (štěpka, pelety, dřevitá nebo bylinná biomasa). 3.3.1 Termochemické zpracování biomasy (suché procesy) •

Spalování (přímé)

Jedná se o termochemickou reakci, při které dochází za teplot nad 660 °C k rozkladu organického materiálu na hořlavé plyny (+ další látky) a jejich následnou oxidací se uvolňuje energie, oxid uhličitý a voda. Biomasa obsahuje na rozdíl od fosilních paliv minimální množství síry (0–0,1 % dřevo – sláma, hnědé uhlí nad 2 %). Tvorbu NOx je možno kontrolovat teplotou spalování. Produkce CO2 je tzv. neutrální, protože množství uvolněné do ovzduší spalováním je přibližně ve stejném rozsahu vázáno zpět do rostlin na energetických plantážích, v zemědělských a lesnických porostech. •

Zplyňování

Při tomto procesu dochází k přeměně rostlinné biomasy na (dřevo)-plyn, který je použit k spalování např. ve spalovacích motorech nebo k výrobě jiného nosiče energie (např. methanolu chemickou syntézou). Jedná se o rychlý proces, který na rozdíl od biochemických reakcí může probíhat v malých nenákladných zařízeních (zplyňující kotle) následujícími způsoby: •

pyrolýza (zplyňování teplem),

12



• • • •

zplyňování vzduchem, zplyňování kyslíkem, zplyňování vodíkem, zplyňování vodní parou.

3.3.2 Biochemické procesy (mokré procesy) •

Metanové kvašení

V tomto procesu je z biomasy vyroben tzv. bioplyn pomocí uměle vyvolaného anaerobního kvašení v tzv. biochemických reaktorech. Bioplyn obsahuje hlavně metan (50–80 %) a oxid uhličitý (20–45 %). Dalšími příměsemi jsou sirovodík, voda, dusík aj. Využitelným produktem procesu je také fermentovaný materiál, který může být použit jako organické hnojení na polích. K výrobě bioplynu tímto způsobem jsou vhodné zejména organické odpady ze zemědělské výroby (kejda, sláma a zbytky travin), komunální odpady, odpadní voda z čistíren. K výrobě bioplynu je použitelná i fytomasa z energetických bylin s vysokým obsahem dusíku nebo chlóru (vikvovité, amarantus, ale i některá zbytková sláma), které způsobují potíže při plnění limitů emisí škodlivých plynů a při spalování (koroze). Při výrobě bioplynu jsou tyto prvky vázány tak, že se do dřevoplynu nedostanou. Dřevo zatím není vhodné pro výrobu bioplynu. •

Alkoholové kvašení

Jedná se o výrobu ethanolu alkoholovým kvašením cukrů, který je vhodný pro spalovací motory. K tomuto procesu je vhodná biomasa ze surovin obsahujících cukr (cukrová řepa a třtina), ale i jiných brambory, kukuřice a obilniny.

4 Popis současného stavu biomasy v ČR Současný stav ve využívání biomasy můžeme charakterizovat popisem převládající produkce, přehledem využívání biomasy k energetickým účelům a trendy vývoje v jednotlivých sektorech využívání biomasy.

Podíl spotřeby OZE na spotřebě primárních energetických zdrojů v ČR v roce 2010 činil 8,32 %. Národní indikativní cíl tohoto podílu byl stanoven pro Českou republiku k roku 2010 na 8 %. V roce 2010 měla pouze biomasa (včetně bioplynu a BRKO) cca 5,0 % podíl na spotřebě primárních energetických zdrojů. Ten má navíc rostoucí tendenci.

13



V ČR se stala biomasa již poměrně běžným energetickým zdrojem. Mimo několika desítek tisíc rodinných domů, ve kterých jsou využívány kotle na polenové dřevo s tepelným výkonem do 50 kW, je dnes u nás v průmyslu, službách a systémech CZT přes 100 zdrojů využívajících biomasu s výkonem nad 1 MW. Dřevní odpady se spalují v dalších cca 35 kotelnách dřevozpracujícího průmyslu s max. tepelným výkonem 3 MW. Současně je nutno zohlednit tradiční způsob vytápění biomasou v lokálních topeništích, který se stává stále více populárním. Zejména pokud jde o druh a vlastnosti paliva, účinnost a způsob provozování zdroje. V domovních kotlích se tak spaluje nejen čistá a suchá biomasa, ale i biomasa kontaminovaná. Zatímco krby a zplyňovací kotle vyžadují obvykle palivo o vlhkosti menší než 20%, často se používá palivo o vlhkosti až 50%.

4.1 Energetické využití biomasy Na níže uvedené tabulce je vidět, jak se podílela biomasa v ČR v roce 2010 na hrubé výrobě elektřiny a hrubé výrobě tepla a jaký představovala podíl na teple z OZE. Tabulka 4-1 Podíl výroby elektrické energie z biomasy v roce 2010 v ČR Hrubá výroba elektřiny

Biomasa celkem Štěpka apod. Celulózové výluhy Rostlinné materiály Pelety a brikety

MWh 1 492 239 641 840 514 676 94 369 241 215

Podíl na hrubé dom. spotřebě elektřiny % 2,1 0,9 0,73 0,13 0,34

Podíl na hrubé výrobě elektřiny % 1,74 0,75 0,60 0,10 0,28

Podíl na elektřině Z OZE % 25,28 10,87 8,72 1,60 4,09

Hrubá výroba tepla

GJ 46 736 280 8 147 677 6 739 651 487 362 311 175

Podíl na teple z OZE % 67,4 11,8 9,7 0,7 0,4

V tabulce 4-1 lze pozorovat, jak se podílela biomasa v domácnosti a biomasa mimo domácnost v ČR v roce 2010 na hrubé výrobě elektřiny a hrubé výrobě tepla a jaký představovala podíl na teple z OZE. Tabulka 4-2 Podíl energie z biomasy v domácnosti a mimo domácnosti v roce 2010 v ČR

Biomasa domácnosti Biomasa mimo domácnosti

Energie v palivu užitném na výrobu tepla GJ 48 965 454 20 965 454

Energie v palivu užitném na výrobu elektřiny GJ 13 365 930

Obnovitelná energie celkem

GJ 48 965 454 34 322 283

Podíl na PEZ % 40,7 28,8

Podíl na energii z OZE % 2,6 1,8

V níže uvedené tabulce je znázorněn vývoj množství spálené biomasy v MSK a vyrobená tepelná energie z biomasy v GJ.

14


Tel: 597 822 535, E-mail: [email protected], Web: www.keamsk.cz Tabulka 4-3 Vývoj vyrobené tepelné energie s podílem biomasy v Moravskoslezském kraji Kraj

MSK

Množství (cca) spálené biomasy (t) 2006 2007 2008 36 556 20 598 82 864

Vyrobená tepelná energie z biomasy (GJ) 2006 2007 2008 0,35 mil. 0,2 mil. 0,76 mil

Vyrobená tepelná energie celková (GJ 2008 23 mil

Graf 4-1 Vývoj počtu provozoven a instalovaného výkonu OZE ke dni 1. 1. 2012

Na výše uvedeném grafu, je vidět instalovaný výkon v MWe zdrojů na biomasy pro výrobu elektrické energie a tepla a počet provozoven. Ke dni 1.1 20012 činil instalovaný výkon 1 617,644 MWe a počet provozoven byl k tomuto datu 63.

5 Analýza dostupnosti a potenciál biomasy v Moravskoslezském kraji Jako nejvýznamnější možnosti využívání energie biomasy v Moravskoslezském kraji patří využívání energetických plodin a spalování dřevní hmoty a obilovin. Půdní fond

15



Jak je patrné z níže uvedené tabulky, procentuální podíl zemědělské a orné půdy v Moravskoslezském kraji je nižší než průměr ČR a naopak podíl lesní půdy je vyšší. Tabulka 5-1 Podíl půdy v Moravskoslezském kraji Druh půdy

Podíl půdy na celkové rozloze ČR

Lesní Zemědělská Orná Zemědělská a lesní

Podíl půdy na celkové rozloze Moravskoslezského kraje [%] 35,4 51,4 32,5 86,8

[%] 32 54 40 86

Podíl půdy na celkové rozloze Moravskoslezského kraje 35,4% 86,8%

51,4%

Lesní 196 524 tis.ha Zemědělská 285 531 tis ha Orná 180 317 tis. ha Zemědělská a lesní 482 055 tis. ha

32,5%

Graf 5-1 Podíl půdy na celkové rozloze Moravskoslezského kraje

V následující tabulce je uvedena struktura plochy Moravskoslezského kraje podle jednotlivých okresů. Největší plochu v MSK zaujímá zemědělská a lesní půda, naopak nejmenší plochu má půda orná.

Tabulka 5-2 Struktura plochy půdy podle okresů v Moravskoslezském kraji Okres

Bruntál Frýdek-Místek Karviná Nový Jičín Opava Ostrava –

Celková výměra ha 165 842 127 266 34 727 91 785 114 371 21 423

Zemědělská ha % 78 491 47,3 50 290 39,5 17 763 51,2 60 140 65,5 70 198 61,4 8 649 40,4

Orná

ha 34 702 24 831 13 390 45 054 57 902 5 438

Půda

% 20,9 19,5 35,7 49,1 50,6 25,4

Louky ha % 41 718 25,2 20 572 16,2 2 331 6,7 11 272 12,3 9 558 8,4 1 386 6,5

Lesy ha 73 937 62 789 4 821 20 751 31 893 2 333

% 44,6 49,3 13,9 22,6 27,9 10,9

16


Tel: 597 822 535, E-mail: [email protected], Web: www.keamsk.cz Město Celkem

555 414

285 531

51,4

180 317

32,5

86 867

15,6

196 524

35,4

Z předchozí tabulky je patrné, že největší koncentrace zemědělské půdy je v okresech Nový Jičín a Opava. Je to biomasa, která vzniká jako odpad, respektive druhotná surovina při hlavní výrobě ve formě slámy. Naopak nejlepší podmínky pro využití lesního dřeva pro energetické účely mají okresy Frýdek – Místek a Bruntál.

5.1 Využití dřeva k energetickým účelům

Podle místa zpracování rozdělujeme dřevní hmotu: - lesní dřevní odpad, - průmyslový dřevní odpad.

Základním principem je trvale udržitelné hospodaření a ochrana přírody a životního prostředí. Lesní dřevní odpad vzniká přímo v místě těžby (větve, špičky stromů) a většina tohoto odpadu zůstává v lese a dále se nevyužívá. Tento lesní dřevní odpad je vhodný ke štěpkování, ke kterému by mělo docházet v místě těžby dřeva, aby byly z lesa dopravovány spalitelné štěpky a tím se snížily ztráty dopravou lesního dřevního odpadu, které jsou dodnes hlavní příčinou toho, že lesní dřevní odpad zůstává v lese bez využití.

Odhad lesního dřevního odpadu podle těžby: • 8 % v mýtné těžbě jehličnaté, • 1 2% v mýtné těžbě listnaté, • 20 % v předmětné těžbě, • 3 m3 na 1 hektar prořezávek. Průmyslový dřevní odpad vzniká v průmyslových závodech a pilách na zpracování dřevní hmoty. Jedná se převážně o piliny, odřezky, štěpky a prach. Množství nezpracovaných zbytků dřevní hmoty je různé podle druhu zpracovaného dřeva, způsobu zpracování. Tabulka 5-3 Energetický potenciál dřevní hmoty podle okresů v Moravskoslezském kraji Okres Bruntál Frýdek-Místek Karviná Nový Jičín Opava Ostrava – Město Celkem

Plocha lesů

ha 73 937 62 789 4 821 20 751 31 893 2 333 196 524

Těžba dřeva včetně těžby nahodilé m3 b.k. 531 533 451 390 34 658 149 179 229 279 16 772 1 412 810

Dřevní odpad a palivové dřevo t/rok 116 937 99 306 7 625 32 819 50 441 3 690 310 818

Energetický potenciál GJ/rok 1 517 525 1 288 718 98 949 425 905 654 590 47 884 4 033 572

Reálný energetický potenciál (80%) GJ/rok 1 214 020 1 030 974 79 159 340 724 523 672 38 307 3 226 860

17



Množství reálného potenciálu bylo stanoveno s ohledem na svozové vzdálenosti a koncentraci dřevného odpadu na 80 % celkového potenciálu. Reálný energetický potenciál dřevní biomasy

38%

32% Bruntál 1 214 020 GJ/rok Frýdek-Místek 1 030 974 GJ/rok Karviná 791 59 GJ/rok Nový Jičín 340 724 GJ/rok 2%

1%

11%

Opava 523 672 GJ/rok Ostrava – Město 38 307 GJ/rok

16% Graf 5-2 Reálný energetický potenciál dřevní biomasy

Z výše uvedeného grafu vyplývá, že největší energetický potenciál dřevní biomasy je v okresech Bruntál a Frýdek – Místek, naopak nejmenší energetický potenciál je v okrese Ostrava – Město.

5.2 Využití obilovin pro energetické účely Sláma zemědělských kulturních plodin, zejména obilovin a řepky, tvoří významný a nadějný zdroj biomasy pro energetické účely. Používá se sláma obilovin, pícnin pěstovaných na semeno, kukuřice, řepka a nekvalitní seno. Lisuje se do malých balíků, velkých válcových nebo hranatých balíků, briket nebo pelet. Topeniště na slámu musí být přizpůsobeno vysoké rychlosti zplyňování materiálu, musí zachytit vyšší podíl popela a zamezit usazeninám na roštových a teplosměnných plochách. Až 10 % popela ze slámy ulétává do komína a je třeba zachytit ho v odlučovačích. V následujících dvou tabulkách je uvedeno množství sklizně jednotlivých zemědělských plodin a množství slámy dle poměru zrna ke slámě.

18


Tel: 597 822 535, E-mail: [email protected], Web: www.keamsk.cz Tabulka 5-4 Množství sklizně jednotlivých zemědělských plodin podle okresů v Moravskoslezském kraji Okres

Bruntál Frýdek-Místek Karviná Nový Jičín Opava Ostrava – Město Celkem

Obiloviny t/rok 56 090 32 516 5 559 85 790 143 979 9 554 333 488

Pšenice t/rok 26 066 16 848 3 146 45 950 93 318 5 436 190 764

Obilovina Ječmen t/rok 21 330 11 535 1 936 26 494 34 316 2 263 97 874

Ostatní t/rok 8 694 4 133 477 13 346 16 345 1 855 44 850

Řepka

t/rok 7 990 3 272 934 14 334 18 290 1 614 46 434

Kukuřice t/rok 1 415 0 0 6 576 9 220 1 057 18 268

Tabulka 5-5 Množství slámy dle poměru zrna ke slámě Plodina Pšenice Žito Ječmen Oves Kukuřice na zrno Řepka olejná

Poměr zrno:sláma 1:1,85 1:1,7 1:0,8 1:1,4 1:1,2 1:1,2-18

Z hodnot uvedených v předchozích 2 tabulkách bylo stanoveno množství využitelného a energetického potenciálu zemědělské biomasy, které je uvedeno v následující tabulce. Tabulka 5-6 Energetický potenciál zemědělské biomasy podle okresů v Moravskoslezském kraji Okres Bruntál FrýdekMístek Karviná Nový Jičín

Obiloviny

Pšenice

32 516

16 848

t/rok 56 090 5 559

3 146

t/rok 21 330

t/rok 8 694

1 936

477

11 535

4 133

85 790

45 950

26 494

13 346

9 554

5 436

2 263

1 855

Opava

143 979

Celkem

333 488

Ostrava – Město

t/rok 26 066

Obilovina Ječmen Ostatní

93 318 190 764

34 316 97 874

16 345 44 850

Řepka

Kukuřice

Energetický potenciál

3 272

0

243 017

t/rok 7 990 934 14 334 18 290

1 614 46 434

t/rok 1 415 0

6 576

GJ/rok 501 409

Reálný en. potenciál (50%) GJ/rok 250 741

46 892

23 446

899 691

449 846

111 602

55 800

9 220

1 331 705

18 268

3 134 315

1 057

121 508

665 852 1 567 160

Množství reálného potenciálu bylo stanoveno s ohledem na svozové vzdálenosti a koncentraci dřevného odpadu na 50 % celkového potenciálu. 19



Reálný energetický potenciál zemědělské biomasy

42%

29%

Bruntál 250 741 GJ/rok Frýdek-Místek 121 508 GJ/rok Karviná 23 446 GJ/rok Nový Jičín 449 846 GJ/rok

1%

4%


8% 16%

Graf 5-3 Reálný energetický potenciál zemědělské biomasy

Z výše uvedeného grafu vyplývá, že největší energetický potenciál zemědělské biomasy je v okresu Opava, dále následuje okres Nový Jičín Bruntál a Frýdek – Místek, naopak nejmenší energetický potenciál je v okresech Ostrava – Město a Karviná.

5.3 Využití rychle rostoucích plodin Potenciálním, ale zatím jen omezeně využívaným zdrojem biopaliv jsou cíleně pěstované energetické rostliny.

Energetické dřeviny Z dřevin je nejvýznamnější topol černý a balzámový, případně další topoly a jejich hybridy. Rovněž vrby přinášejí dobré výsledky. Z ostatních druhů, které jsou však méně výnosné, lze jmenovat akát, olše, osika a bříza.

Energetické rostliny Jako nejvýhodnější rostlina se v našich podmínkách jeví vytrvalý šťovík, který lze pěstovat na plantážích s výnosem 20 t sušiny/ha a více. Plantáže energetických rostlin lze zakládat na zemědělské půdě, která je nevhodná nebo nepotřebná pro pěstování potravinářských plodin. Pěstovat je možno i na antropogenních půdách, což jsou zejména rekultivované důlní výsypky a složiště odpadů.

20


Tel: 597 822 535, E-mail: [email protected], Web: www.keamsk.cz Tabulka 5-7 Energetický potenciál energetických rostlin podle okresů v Moravskoslezském kraji Okres Bruntál Frýdek-Místek Karviná Nový Jičín Opava Ostrava – Město Celkem

Orná půda ha 34 702 24 831 12 390 45 054 57 902 5 438 180 317

Plocha využitelná pro en. rostliny ha 3 470 2 483 1 239 4 505 5 790 544 18 032

Energetický potenciál GJ/rok 233 700 595 800 2 028 300 201 300 249 600 54 300 3 363 000

Reálný energetický potenciál GJ/rok 520 500 372 450 185 850 675 750 868 500 81 600 2 704 650

Reálný energetický potenciál energetických rostlin 25%

32% Bruntál 520 500 GJ/rok

7%

Frýdek-Místek 372 450 GJ/rok Karviná 185 850GJ/rok Nový Jičín 675 750 GJ/rok 3%

14%


19% Graf 5-4 Reálný energetický potenciál energetických rostlin

Vhodné plochy pro stanovení potenciálu rychlerostoucí energetických plodin je stanoveno na 10 % plochy orné půdy v kraji, tedy na 18 032 ha. Průměrný výnos energetických plodin (v sušině) lze na základě zkušenosti stanovit na 10 t/ha, energetickou výhřevnost pak na 15 GJ/t. Možné rezervy lze spatřovat v ploše pěstování – v ploše pro využitelné pěstování energetických rostlin nejsou zahrnuty plochy antropogenních půd, jako jsou haldy, skládky odpadů a výsypky.

5.4 Využití bioplynu pro energetické účely Potenciál bioplynu v Moravskoslezském kraji představují zejména: 1. Odpady živočišné výroby – živočišné exkrementy; 2. Odpadní či cíleně pěstovaná biomasa (travní porosty); 3. Biologický rozložitelný odpad (komunální a průmyslový odpad); 4. Skládkový plyn a čistírenský bioplyn z čistíren odpadních vod.

Mezi nejvýznamnější potenciál v Moravskoslezském kraji patří využití bioplynu z komunálního odpadu a ze zemědělství. 21



5.4.1 Bioplyn v zemědělství – z odpadů z hospodářských zvířat Největší podíl odpadů vznikajících v zemědělské výrobě představují exkrementy hospodářských zvířat a zbytky rostlin. Nejjednodušší forma nakládáni s těmito druhy odpadů je jejich přímé využití na zvýšení kvality půdy. V praxi často z důvodů lokálních přebytků odpadů není nejdůležitější využití jejího hnojivého využití, ale prostá likvidace.

Řízená anaerobní fermentace organické hmoty umožňuje při zachování hnojivých účinků vstupní suroviny využít část energie v organické hmotě k produkci bioplynu (s obsahem 50 – 75 % metanu), využitelného k výrobě tepelné a elektrické energie. V porovnání s přímou aplikací uvedených odpadů na pole přináší anaerobní fermentace další výhody: • Zvýšenou využitelnost živin. Anaerobní fermentace zvyšuje kvalitu hnojiva jeho homogenizací a transformací některých látek na látky s vyšším hnojivým účinkem. • Snížení zápachu. Kejda anaerobně stabilizovaná má výrazně nižší zápach než surová. • Pokles emisí skleníkových plynů v průběhu sladování a aplikace. Vzhledem ke koncentraci chovů hospodářských zvířat a s ohledem na vývoj výkupních cen energií z bioplynu je reálné počítat s 50 % reálným využitím celkového potenciálu, který činí 506 470 GJ. 5.4.2 Ostatní zdroje bioplynu

Trvalé travní porosty – změny v zemědělství vedou k přebytku v produkci „zelené“ biomasy – trávy a podobných produktů. Tato produkce je využitelná v rámci tzv. kofermentace k produkci bioplynu. Potenciál lze odvodit z disponibilního množství biohmoty (180 000 t/rok) a produkce bioplynu z 1 t travní hmoty = 150 m3 s výhřevností 21,5 MJ/ m3. Tento využitelný potenciál pak činí 580 500 GJ/rok. 5.4.3 Odpadní vody (ČOV) Vzhledem k závazku naši republiky, že při vstupu do EU musí do určité doby zajistit, aby každá obec nad 2 500 obyvatel měla ČOV, je kompostování kalů z ČOV velmi perspektivní. Množství získaného bioplynu je možno určit z množství vypouštěných odpadních vod do veřejné kanalizační sítě na území Moravskoslezského kraje: 100 000 m3 odpadních vod na 833 m3 získaného bioplynu. 22



5.4.4 Biologicky rozložitelný odpad (BRO) Z koncepce nakládaní s odpady v MSK a Plánu odpadového hospodářství MSK vyplývá možnost, že v horizontu r. 2020 bude v kraji k dispozici 111 000 t vyseparovaného BRO, s možnou produkcí 16 650 tis. m3 plynu s výhřevností 21,5 MJ/m3, což představuje využitelný potenciál 357 970 GJ. 5.4.5 Přehled potenciálu bioplynu V následující tabulce je uveden přehled potenciálu energie z bioplynu v Moravskoslezském kraji. Jak lze pozorovat, největší potenciál bioplynu v MSK je odhadován u ostatní biomasy (travní porosty).

Tabulka 5-8 Energetický potenciál bioplynu v Moravskoslezském kraji Kraj Moravskoslezský

Potenciál bioplynu (odhad) BRO Ostatní ČOV a Biomasa Skládky GJ/rok GJ/rok GJ/rok 357 970 580 500 148 264

Živočišný odpad GJ/rok 506 451

Celkem

GJ/rok 1 59 195

Potetenciál energie z bioplynu 23%

36% Živočišný odpad 506 451 GJ/rok BRO odpad 357 970 GJ/rok Ostatní Biomasa 580 500 GJ/rok ČOV a Skládky 148 264 GJ/rok

32% 9% Graf 5-5 Potenciál energie z bioplynu

Na výše uvedeném grafu lze vidět, že největší potenciál se skrývá u ostatní biomasy s energetickým potenciálem 580 500 GJ/rok, dále následuje živočišný odpad s 506 451 GJ/rok, BRO odpad s 357 970 GJ/rok a ČOV s skládky se 148 264 GJ/rok. 23



6 Potenciál biomasy v Moravskoslezském kraji Spotřeba primárních energetických zdrojů (dále PEZ) na území Moravskoslezského kraje je rozdělena podle výkonových kategorií energetických zařízení takto: zdroje nad 5 MW – 30,6 %, zdroje od 3 do 5 MW – 26,4 %, zdroje od 0,2 do 3 MW 24,4 % a zdroje od 0,2 MW – 18,6 %. Struktura spotřeby PEZ v jednotlivých zdrojích energie 24,4

18,6 Zdroje nad 5 MW Zdroje od 3 do 5 MW

26,4

30,6

Zdroje od 0,2 do 3 MW Zdroje do 0,2 MW

Graf 6-1 Struktura spotřeby PEZ v jednotlivých zdrojích energie

Struktura PEZ užitných ve zdrojích o výkonu 0,2 - 3 MW 0,7% 0,2%

1,6%

0,5%

2,1% 1,1% 0,7%

ČU HU KOKS BIOMASA TO ZP

93,1%

NZ,OZ LPG

Graf 6-2 Struktura PEZ užitných ve zdrojích o výkonu 0,2 – 3 MW

24



Struktura PEZ užitných ve zdrojích o výkonu nad 5 MW 0,4% 0,0%

0,9%

1,4%

0,0%

0,0% 0,0% ČU HU KOKS BIOMASA TO ZP NZ,OZ

97,4%

LPG

Graf 6-3 Struktura PEZ užitných ve zdrojích o výkonu nad 5 MW

V malých zdrojích do 0,2 MW a středních zdrojích od 0,2 do 3 MW je dominantně užívaným palivem zemní plyn. Ve velkých zdrojích je naopak z více než 95 % užíváno fosilní palivo. Využití biomasy je nejvhodnější jako náhrada za pevná fosilní paliva, a to v kotlích všech kategorií. Vzhledem k zeměpisným a přírodním podmínkám Moravskoslezského kraje představuje největší potenciál dřevní biomasa získaná z čištění a klestění lesů, povodí a dřevozpracujícího průmyslu. Jejím využitím budou naplněny hlavní cíle stanovené v úvodu akčního plánu. Dojde ke snížení emisního zatížení v regionu, zvýšení energetické nezávislosti a naplňování energetické politiky státu. Tabulka 6-1 Využitelný energetický potenciál dřevní biomasy v Moravskoslezském kraji Využitelný energetický potenciál Dřevní hmota (dřevní odpad a palivové dřevo)

Množství (t/rok) 310 000

Teoretický potenciál (GJ/rok) 4 mil.

Reálný potenciál (GJ/rok) 3,2 mil

Biomasu je vzhledem k jejím vlastnostem (obnovitelný zdroj, neutrální z hlediska tvorby CO2) vhodné využívat pro výrobu energie na území celého kraje. Biomasu je vhodné podporovat především v oblastech s výrazným podílem spalování hnědého a černého uhlí, kde spalování probíhá v malých lokálních zdrojích s nízkou účinností. Jedná se o regiony, které nejsou zatím plynofikovány a oblasti se zvýšeným průmyslovým znečištěním (Ostravsko, Karvinsko a Třinecko). 25



Významným znečišťovatelem ovzduší v Moravskoslezském kraji jsou kromě průmyslových zdrojů (hutní podniky) a automobilové dopravy právě lokální topeniště. V domácnostech dochází kromě spalování fosilních paliv rovněž ke spalování odpadu. Vzhledem k neustále stoupajícím cenám energií a nepříznivé finanční situaci je velice obtížné motivovat obyvatelstvo k uskutečnění opatření ke změně způsobu vytápění domácností. Cestou ke zlepšení stávajícího stavu je poskytnutí finanční podpory na pořízení nízkoemisních a bezemisních zdrojů tepla pro vytápění domácností.

Počet instalací v Moravskoslezské kraji do roku 2015

1800

počet instalací

1600

1600

1400 1200

1200

1000 800

800

600 400

400

200 0 2012

2013

rok

2014

2015

Graf 6-4 Počet instalací v MSK do roku 2015

Úspora CO2 do roku 2015 30000 24800

25000 18600

tun

20000 12400

15000 10000

CO2 6200

5000 0 2012

2013

rok

2014

2015

Graf 6-5 Úspora CO2 v jednotlivých letech

Budeme-li uvažovat finanční podporu domácnostem v hodnotě 20 mil Kč ročně při pořízení kotle spalujícího pouze dřevní biomasu, můžeme pozorovat snížení emisní zátěže cca o 6200 tun CO2 za rok, v předpokladu průměrné spotřeby tepla 155 GJ za rok. Ve výhledu do roku 2015 předpokládáme podporu až pro 1600 domácností. 26



Zásadním problémem a zároveň hlavním úkolem bude propojení všech stupňů zpracovatelů a uživatelů biomasy a vytvoření uzavřeného řetězce služeb za účelem vyvážení poptávky, nabídky a zajištění dlouhodobé stability dodavatelskoodběratelských vztahů.

7 Strategie využití dřevní biomasy Strategie využití dřevní biomasy v Moravskoslezském kraji zahrnuje: •

• •

• • • •

Legislativní podpora – vyřešení majetkových překážek při sběru a zpracování lesních zbytků z probírek. Daňové zvýhodnění dřevní biomasy. Dostatečná podpora ze strany státu nebo kraje – vytvoření regionálního dotačního titulu k podpoře při pořízení zdroje k vytápění, tj. kotle pro spalování dřevní biomasy. Podpora využívání místních zdrojů dřevní hmoty – čištění a klestění lesů, povodí a využívání dřevní hmoty z dřevozpracujícího průmyslu. Zajištění účelné informovanosti a motivace potencionálních spotřebitelů. Osvěta, vzdělávaní odborné a široké veřejnosti. Podpora vědy, výzkumu a vzdělávání v oblasti energetického využívání biomasy.

27



Seznam tabulek Tabulka 3-1 Výhřevnost nejčastěji používaných tuhých biopaliv ................................................ 9 Tabulka 4-1 Podíl výroby elektrické energie z biomasy v roce 2010 v ČR............................... 14 Tabulka 4-2 Podíl energie z biomasy v domácnosti a mimo domácnosti v roce 2010 v ČR . 14 Tabulka 4-3 Vývoj vyrobené tepelné energie s podílem biomasy v Moravskoslezském kraji .............................................................................................................................................................. 15 Tabulka 5-1 Podíl půdy v Moravskoslezském kraji ..................................................................... 16 Tabulka 5-2 Struktura plochy půdy podle okresů v Moravskoslezském kraji ........................ 16 Tabulka 5-3 Energetický potenciál dřevní hmoty podle okresů v Moravskoslezském kraji 17 Tabulka 5-4 Množství sklizně jednotlivých zemědělských plodin podle okresů v Moravskoslezském kraji................................................................................................................... 19 Tabulka 5-5 Množství slámy dle poměru zrna ke slámě ............................................................ 19 Tabulka 5-6 Energetický potenciál zemědělské biomasy podle okresů v Moravskoslezském kraji ...................................................................................................................................................... 19 Tabulka 5-7Energetický potenciál energetických rostlin podle okresů v Moravskoslezském kraji ...................................................................................................................................................... 21 Tabulka 5-8 Energetický potenciál bioplynu v Moravskoslezském kraji ................................. 23 Tabulka 6-1 Využitelný energetický potenciál dřevní biomasy v Moravskoslezském kraji . 25



Seznam grafů Graf 4-1 Vývoj počtu provozoven a instalovaného výkonu OZE ke dni 1. 1. 2012.. 15 Graf 5-1 Podíl půdy na celkové rozloze Moravskoslezského kraje ............................. 16 Graf 5-2 Reálný energetický potenciál dřevní biomasy................................................... 18 Graf 5-3 Reálný energetický potenciál zemědělské biomasy ........................................ 20 Graf 5-4 Reálný energetický potenciál energetických rostlin ....................................... 21 Graf 5-5 Potenciál energie z bioplynu .................................................................................... 23 Graf 6-1 Struktura spotřeby PEZ v jednotlivých zdrojích energie ............................... 24 Graf 6-2 Struktura PEZ užitných ve zdrojích o výkonu 0,2 – 3 MW.............................. 24 Graf 6-3 Struktura PEZ užitných ve zdrojích o výkonu nad 5 MW ............................... 25 Graf 6-4 Počet instalací v MSK do roku 2015 ....................................................................... 26 Graf 6-5 Úspora CO2 v jednotlivých letech ............................................................................ 26



Literatura http://www.biomasa-info.cz/cs/doc/S2_03.pdf http://www.biomasa-info.cz/cs/biopotencial.htm http://www.biomasa-info.cz/cs/doc/brozura2.pdf http://www.biomasa-info.cz/cs/doc/prirucka1.pdf http://www.biomasa-info.cz/cs/doc/bioMS.pdf http://www.biomasa-info.cz/cs/doc/bio.pdf http://biom.cz/cz/ http://biom.cz/appb/AP_biomasa_12-10-07.pdf http://www.coach-bioenergy.eu/index.php/cs/ocbe.html http://www.coach-bioenergy.eu/ http:// www.cenia.cz/web/www/cenia-akt-tema.../biomasa_hlavicka.pdf http://eur-lex.europa.eu/cs

http://www.eru.cz/user_data/files/licence/info_o_drzitelich/OZE/Bms_12_01.pdf http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM:2005:0628:FIN:CS:PDF http://fzp.ujep.cz/projekty/wd-44-07-1/dokumenty/aktivity/A417.pdf http://www.kr-jihomoravsky.cz/Default.aspx?pubid=50783...7...7 http:// www.keajc.cz/files/biomasa.pdf

http://www.mpo-efekt.cz/dokument/02.pdf http://www.mpo.cz/zprava1078.html http://iszp.kr-moravskoslezsky.cz/assets/ovzdusi/Koncepce/kpse-msk---aktualizace-10-12011.pdf http://www.zeraagency.eu/dokumenty/008003/14._akcni_plan_pro_biomasu.pdf



http://www.biomasa-info.sk/docs/Ekonomika_vyuziti_biomasy.pdf http://www.drevosrot.cz/stranka-napsali-o-ns-12 http://is.muni.cz/th/186113/pravf_b/Uhlir186113.pdf



Seznam zkratek AP BRKO BRO ČOV ČR EU MSK OZE PEZ ÚEK

akční plán biologický rozložitelný komunální odpad biologicky rozložitelný odpad čistírna odpadních vod Česká republika Evropská unie Moravskoslezský kraj obnovitelné zdroje energie Primární energetické zdroje Územní energetická koncepce

Krajská energetická agentura Moravskoslezského kraje, o.p.s

Recommend Documents