Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav pěstování, šlechtění rostlin a rostlinolékařství

Rostlinné zdroje pro nepotravinářské využití Bakalářská práce

Vedoucí práce:

Vypracovala:

Ing. Tomáš Středa, Ph.D.

Lenka Vysočanová

Brno 2012

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Rostlinné zdroje pro nepotravinářské využití vypracovala samostatně s použitím odborné literatury a pramenů uvedených na seznamu, který tvoří přílohu této práce. Bakalářská práce je školním dílem a může být použitá ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana AF MENDELU.

Dne:..................

Jméno a příjmení:..................................

PODĚKOVÁNÍ Chtěla bych poděkovat všem, kteří jakkoliv přispěli při zpracování mojí bakalářské práce. Mé největší poděkování patří vedoucímu bakalářské práce Ing. Tomášovi Středovi, Ph.D., který mi byl po celou dobu nápomocen. Hlavně děkuji za cenné rady a věcné připomínky, za jeho trpělivost a ochotu.

Abstrakt: Práce se zaměřuje na analýzu situace v oblasti výroby bioplynu, vhodných plodin a zdrojů k jeho výrobě. V současné době dochází ke zvyšující se produkci bioplynu z biomasy. Za tímto růstem stojí závazek ČR vůči EU, ve kterém se zavazuje, že podíl výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie bude v roce 2020 činit 13,5 % celkové výroby energie. Nejběžnější a nejvýhodnější plodinou k výrobě bioplynu je kukuřice na siláž. Jelikož pěstování kukuřice přináší mnoho nepříznivých vlivů, hledá se za ni náhrada. Tu můžeme nalézt u energetických plodin (čirok, šťovík, laskavec, atd.). V práci jsou popsány i jednotlivé pobídky pro výrobce bioplynu z obnovitelného zdroje energie – biomasy. Klíčová slova: Bioplyn, bioplynové stanice, biomasa, plodiny, obnovitelné zdroje energie Abstract: This work is focused on the analysis of the situation in the production of biogas and the suitable plants and resources for its production. At present, there is the increasing production of biogas from biomass. This growth is related to the Czech Republic's commitment to the EU in which it undertakes that the share of electricity production from renewable energy sources in 2020 will amount to 13,5 % of total energy production. The most common and best crop for biogas production is corn silage. Growing corn has many adverse effects, so there are efforts to replace it. It can be replaced by energy crops (sorghum, sorrel, pigweed, etc.). In this work are also described individual incentives for manufacturers of biogas from renewable energy sources - biomass. Key words: Biogas, biogas station, biomass, crops, renewable energy

1 ÚVOD .................................................................................................................................................. 3 2 BIOMASA A JEJÍ ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ............................................................................................... 4 2.1 ANAEROBNÍ FERMENTACE ......................................................................................................................... 4 2.2.1 Bioplyn ....................................................................................................................................... 5 2.2.2 Vznik bioplynu ............................................................................................................................ 5 2.2.3 Využití bioplynu .......................................................................................................................... 6 2.2.4 Bioplyn v ČR ............................................................................................................................... 7 2.2.5 Výše výkupních cen a zelených bonusů pro spalování bioplynu v BPS (platnost pro rok 2012) . 9 2.2.6 Věcné podmínky platné pro elektřinu vyrobenou z obnovitelných zdrojů energie ................... 12 2.2.7 Národní akční plán ČR pro obnovitelné zdroje energie ............................................................ 12 3 PLODINY VHODNÉ NA VÝROBU BIOPLYNU V ČR ................................................................................ 14 3.2 TRADIČNÍ PLODINY VHODNÉ NA VÝROBU BIOPLYNU ...................................................................................... 15 3.2.1 Kukuřice na siláž (Zea may L.) .................................................................................................. 15 3.2.2 Čirok (Sorghum) ....................................................................................................................... 16 3.2.3 Trvalé travní porosty ................................................................................................................ 17 3.3 MÉNĚ TRADIČNÍ PLODINY VHODNÉ NA VÝROBU BIOPLYNU ............................................................................. 18 3.3.1 Šťovík Uteuša (Rumex) ............................................................................................................. 18 3.3.2 Laskavec (Amaranthus) ............................................................................................................ 19 3.4 SEKUNDÁRNÍ ZDROJE DO BPS .................................................................................................................. 20 3.4.1 Odpadní biomasa ..................................................................................................................... 20 4 PLODINY VHODNÉ NA VÝROBU BIOPLYNU V OKOLNÍCH STÁTECH .................................................... 21 4.1 SITUACE V NĚMECKU ............................................................................................................................. 21 4.2 SITUACE V RAKOUSKU ............................................................................................................................ 21 4.3 SITUACE V POLSKU ................................................................................................................................ 22 4.4 SITUACE NA SLOVENSKU ......................................................................................................................... 23 5 EKOLOGICKÉ ASPEKTY PĚSTOVÁNÍ FYTOMASY A PRODUKCE BIOPALIV ............................................. 24 5.1 NEGATIVNÍ VLIVY PĚSTOVÁNÍ KUKUŘICE PRO VÝROBU BIOPLYNU ...................................................................... 24 Chemické ochrana kukuřice .............................................................................................................. 24 Zavíječ kukuřičný ............................................................................................................................... 25 Eroze půdy......................................................................................................................................... 27 5.2 POZITIVNÍ VLIVY PĚSTOVÁNÍ FYTOMASY ...................................................................................................... 30 Omezení skleníkových plynů ............................................................................................................. 30 Omezení vodní eroze půdy ................................................................................................................ 30 6 DOTACE ............................................................................................................................................. 32 6.1 UHLÍKOVÝ KREDIT.................................................................................................................................. 32 6.2 DOTACE NA VÝSTAVBU BIOPLYNOVÝCH STANIC ............................................................................................. 33 6.3 DOTACE SAPS – PLATBA NA JEDNOTKU PLOCHY .......................................................................................... 34 6.4 DOTACE TOP-UP – DOPLŇKOVÉ PLATBY ..................................................................................................... 34 7 EKONOMIKA PĚSTOVÁNÍ PLODIN NA VÝROBU BIOPLYNU ................................................................. 36 7.1 KUKUŘICE NA SILÁŽ ............................................................................................................................... 36 7.2 KRMNÝ ŠŤOVÍK ..................................................................................................................................... 38 7.3 ČIROK ................................................................................................................................................. 40 8 ZÁVĚR ............................................................................................................................................... 42 9 SEZNAM ZKRATEK ............................................................................................................................. 44 10 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ........................................................................................................ 45

1 ÚVOD Zajištění dostatku energií a paliv je problém, který znepokojuje celou společnost na různých úrovních řízení, který je umocňován dosavadním trendem celosvětového populačního růstu. Dochází k rostoucí spotřebě energie, rychlému poklesu zásob fosilních paliv a negativním dopadům na životní prostředí. Navíc je technický pokrok v objevování nových, především obnovitelných zdrojů energie pomalý (biomasa). Původcem většiny spotřebované energie na Zemi je sluneční záření, které v dávné minulosti vytvořilo fosilní energetické zdroje (uhlí, zemní plyn, ropu). Dnes je sluneční záření zdrojem velké části obnovitelných energií. V období průmyslového rozvoje došlo k intenzivnímu využívání fosilních paliv, což vede k navyšování koncentrace skleníkových plynů (metan, oxid dusný), především oxidu uhličitého v atmosféře. Zvyšující se koncentrace skleníkových plynů neumožňuje vyzařování nahromaděného tepla zpět do vesmíru a má zřejmě za následek globální oteplování a klimatické změny. Při spalování biomasy rovněž dochází k úniku oxidu uhličitého, který však skleníkový efekt nenavyšuje, protože rostliny za svého růstu identické množství oxidu uhličitého z ovzduší odebírají. V zájmu udržitelného života je třeba zastavit nebo alespoň snížit globální oteplování a klimatickou změnu. Platnost teorie globálního oteplování potvrzuje každý rok zvyšující se počet živelných pohrom. V ČR je vzhledem k místním podmínkám relativně vysoký potenciál v energeticky využitelné biomase (asi 80% ze všech obnovitelných energií). Tento využitelný potenciál zahrnuje využití dřevního odpadu z pěstování, těžby a zpracování dřeva, slámy, obilnin a olejnin, využívání cíleně pěstovaných energetických rostlin na zemědělské půdě, výrobu a využití motorových biopaliv (bionafta, biooleje, bioethanol) a také velmi nezbytné využívání bioplynu. V ČR při energetickém využívání biomasy přistupují kromě omezování globálního oteplování a klimatické změny ještě další souběžné efekty. Jedná se zejména o využití nadbytečné půdy nepotřebné pro výrobu potravin k pěstování energetických plodin. Pěstováním energetických plodin dochází k omezení skleníkového efektu, ale také eroze půdy, k údržbě krajiny, zachování zemědělské půdy, omezení zaplevelování, k omezení úniku nitrátů do vod a k filtrování a odprášení vzduchu. Zároveň pěstování energetických plodin, budování fytoenergetických zařízení, výroba fytopaliv vytváří nové pracovní příležitosti a podílí se na hospodářské prosperitě venkova. 3

2 BIOMASA A JEJÍ ENERGETICKÉ VYUŽITÍ Biomasa je veškerá organická hmota vznikající v živých organismech a je původu rostlinného i živočišného. Fytomasa je pouze rostlinného původu. Organická hmota vzniká fotosyntézou rostlin, za účasti chlorofylu, oxidu uhličitého, vody, slunečního záření a dalších nezbytných látek a podmínek. Vznik organické hmoty je podmínkou pro další stupeň vývoje, pro živočichy, kteří organickou hmotu nejsou schopni vytvářet včetně člověka. Produkce biomasy má rovněž význam v zemědělství. Ve vyspělém světě je prokázán přebytek zemědělské půdy, kdy určitá část půdy bohužel není obdělávána, jelikož trh s potravinami je přesycen a odbyt potravinářské produkce bývá problematický, proto význam biomasy pro získávání obnovitelného zdroje energie stále stoupá. Biomasa se nejvíce využívá k přímému spalování, pro výrobu bioplynu a pohonných hmot. V současné době se u nás využívá biomasa v rozsahu je n asi 5 % z celkových primárních zdrojů energie, kdežto v průměru v EU je to cca 12 % (Murtinger, 2006).

2.1 Anaerobní fermentace Zavádění nizkopotenciálních energetických zdrojů může významně přispět k omezení plynných emisí. Hlavními důvody využití anaerobní fermentace je produkce kvalitních organických hnojiv, získání doplňkového zdroje energie a zlepšení pracovního a životního prostředí (Váňa a Slejška, 1998). Pojem anaerobní fermentaci představuje složitý biochemický proces, který se skládá z mnoha dílčích, na sebe navazujících fyzikálních, fyzikálně-chemických a biologických procesů. Anaerobní fermentace dle Pastorka a Káry (2004) je rozdělena do čtyř fází: 1. Fáze – hydrolýza – začíná v době, kdy prostředí obsahuje vzdušný kyslík a mimo jiné vlhkost dosahuje nad 50% hmotnostního podílu. Hydrolitické 4

mikroorganismy ještě striktně nevyžadují bezkyslíkaté prostředí. Enzymatický rozklad mění polymery (polysacharidy, proteiny, lipidy, atd.) na jednodušší organické látky (monomery). 2. Fáze – acidogeneze – zpracovávaný materiál může obsahovat ještě zbytky vzdušného kyslíku, v této fázi však dojde definitivně k vytvoření anaerobního (bezkyslíkatého) prostředí. Zajistí to četné kmeny fakultativních anaerobních mikroorganismů, které se aktivují v obou prostředích. Vznik CO2, H2 a CH3COOH umožňuje metanogenním bakteriím tvorbu metanu. Kromě toho vznikají jednodušší organické látky (vyšší organické kyseliny, alkoholy). 3. Fáze – acetogeneze – je někdy označována jako mezifáze. Acidogenní specializované kmeny bakterií transformují vyšší organické kyseliny na kyselinu octovou (CH3COOH), vodík (H2) a oxid uhličitý (CO2). 4. Fáze – metanogeneze – metanogenní acetotrofní bakterie rozkládají především kyselinu octovou na metan a oxid uhličitý, hydrogenotrofní bakterie produkují metan z vodíku a oxidu uhličitého. Určité kmeny metanogenních bakterií se chovají jako obojetné. Pro stabilitu procesu anaerobní fermentace organických materiálů je velmi důležitá optimální rovnováha v kinetice jednotlivých fází, probíhajících s odlišnou kinetickou rychlostí. Metanogenní fáze probíhá přibližně 5× pomaleji než zbylé tři fáze. Tomu je třeba přizpůsobit konstrukci bioplynových technologických systémů a dávkování surového materiálu, jinak hrozí přetížení fermentoru se všemi nepříznivými důsledky (Pastorek a Kára, 2004). 2.2.1 Bioplyn V přírodě vzniká bioplyn přirozenými procesy samovolným metanogenním kvašením (anaerobní fementací). Bioplyn je směs plynů, která obsahuje nejvíce metanu (CH4) a pak oxidu uhličitého (CO2). 2.2.2 Vznik bioplynu Biologický rozklad organických látek je složitý vícestupňový proces, na jehož konci 5

působením metanogenních, acetotrofních a hydrogenotrofních mikroorganismů vzniká bioplyn, který se v ideálním případě skládá ze dvou plynných složek, metanu a oxidu uhličitého. Složení bioplynu vidíme v tabulce 1. Průběh tohoto procesu ovlivňuje řada dalších procesních a materiálových parametrů (složení materiálu, podíl vlhkosti, teplota atd.). Tab. 1 složení bioplynu (gymnazium.milevsko) Složky bioplynu Metan Oxid uhličitý Vodní pára Dusík Kyslík Vodík Čpavek Sulfan

[%] 40 - 75 25 - 55 0 - 10 0-5 0- 2 0-1 0-1 0-1

Každý autor uvádí různé složení bioplynu. Dle Smrže (2008) se skládá bioplyn ze 45 – 60 % metanu, 0,1 – 0,5 % sulfanu a zbytek cca 40 – 55 % oxidu uhličitého. 2.2.3 Využití bioplynu Tři základní možnosti energetického využití BP tak, jak je běžné v projektech BPS napříč EU. BPS se však dají využít také k výrobě elektřiny, tepla a chladu (trigenerace), ale to se využívá jen výjimečně. 1) Kombinovaná výroba elektřiny a tepla (kogenerace) vs. prostá výroba tepla Za současných podmínek na trhu s energiemi v ČR lze reálně uvažovat s využitím BP pro výrobu tepla (spalování v kotli) nebo pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla (kogenerační jednotka). Z různých pramenů vyplývá, že vyšší ekonomické zhodnocení BP lze docílit při jeho využití pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla oproti prosté výrobě tepla.

6

2) Využití bioplynu v dopravě Zahraniční zkušenosti ukazují na rostoucí využití BP v dopravě jako alternativního a obnovitelného paliva. Klasickým příkladem zavedeného využívání BP v dopravě jsou skandinávské země. Je to dáno cenovou situací na jejich energetickém trhu, tradicí a v některých případech dokonce i daňovou politikou. Vzhledem k nedávnému rychlému vzrůstu cen pohonných hmot je důležité zaměřit se na využití bioplynu v dopravě. Ekonomické zhodnocení BP v dopravě je zhruba 1,5× vyšší, než při jeho využití pro výrobu elektřiny (Pastorek a kol., 2004). Rychlejšímu rozvoji aplikací BP v dopravě v ČR však bude bránit nejen chybějící síť čerpacích stanic, ale také problematické a cenově náročné obstarávání vhodných automobilů (nákladních, osobních, ale i zemědělských strojů, apod.) a nevyjasněná daňová politika (např. spotřební daň). Poměrně dobré vyhlídky na rozšíření aplikací BP v dopravě jsou, ve velkých městech s rozvinutou městskou hromadnou dopravou. Zde lze, za poměrně nízkých investic do čerpací stanice, využívat už dnes BP produkovaný z městských ČOV pro pohon autobusů MHD, vozidel technických služeb, apod. 3) Dodávky bioplynu do plynárenské sítě nebo výrobcům tepla Časté využití BP je také buď ve formě dodávky do veřejné plynárenské sítě (po vyčištění na téměř 100% obsahu CH4) nebo jeho prodej městským nebo průmyslovým teplárnám, apod. (Pastorek a kol., 2004). 2.2.4 Bioplyn v ČR Tuzemský trh s bioplynem v posledních letech zažívá velký rozvoj. Díky přijetí zákona o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů a zavedení investičních podpor z národních programů kofinancovaných EU vzrostl počet BPS v zemi za posledních pět let rychle viz. tab. 2, z několika málo provozů na aktuálně 327 stanic o celkovém instalovaném elektrickém výkonu 227,17 MW (stav k 15. 2. 2012), (CZBA, 2012). Na obrázku 1 vidíme rozložení BPS v ČR. Během tohoto desetiletí má přitom tento dynamický růst dále pokračovat, a pokud by měly být naplněny cíle Národního akčního plánu pro energii z OZE, vznikne v zemi do roku 2020 dalších několik set výroben 7

elektřiny z bioplynu o souhrnném elektrickém výkonu více než 300 MW (CZBA, 2011). I přes zlepšující se podmínky, ale stále ČR zaostává ve využívání anaerobní digesce zbytkové biomasy za nejvyspělejšími státy EU. Podíl bioplynu na výrobě elektrické energie z OZE se však zvýšil, a to z 10,2 % na 11,1 % v roce 2011. Celková výroba elektřiny z bioplynu v loňském roce dosahovala 868,2 GWh (Mužík a Kára, 2011). Vývoj posledních let však začíná odhalovat několik závažných skutečností majících souvislost s energetickou efektivností BPS. Velká většina z doposud vybudovaných stanic je lokalizována do míst, kde není možné nalézt efektivní využití pro veškeré teplo, které vzniká jako vedlejší produkt při spalování bioplynu v kogenerační jednotce. Vlastní technologická spotřeba tepla reprezentuje jen relativně malou část jeho celkové výroby (typicky 20–30 %), a tak dochází k maření až třetiny energie v bioplynu. Trendem je přitom stavba stanic o stále větším jednotkovém výkonu, čímž se tento problém s mařeným teplem stává vážnějším. Není dnes výjimkou, že BPS z vyrobeného bioplynu dodávají k dalšímu využití, tj. formou elektřiny i méně než třetinu jeho celkové energie (CZBA, 2011).

Obr. 1 Mapa bioplynových stanic v ČR (Biom, 2009) 8

Legenda: Bioplynové stanice komunální nad 550 kW

, do 550 kW

Bioplynové stanice zemědělské nad 550 kW Bioplynové stanice ostatní nad 550 kW

, do 550 kW

, do 550 kW

, do 250 kW , do 250 kW

, do 250 kW

Tab. 2 Počet BPS a jejich instalovaný výkon (Farmář, 2011) Instalovaný

Průměrný výkon

výkon (MWh)

1 BPS (MWh)

6

2,92

0,487

2003

12

5,07

0,423

2004

15

5,95

0,397

2005

23

7,46

0,324

2006

36

11,31

0,314

2007

56

17,33

0,309

2008

83

31,68

0,382

2009

115

51,24

0,446

2010

157

80,1

0,510

2011

192

115,15

0,600

Rok

Počet BPS

2002

2.2.5 Výše výkupních cen a zelených bonusů pro spalování bioplynu v BPS (platnost pro rok 2012) Zelený bonus je příplatek k tržní ceně elektřiny, který může získat výrobce elektřiny z obnovitelných zdrojů elektřiny. Systém zelených bonusů je zakotven v zákoně č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie a o změně některých zákonů. Výše zeleného bonusu v Kč/MWh je pro každý druh obnovitelného zdroje každoročně upravována a zveřejněna v cenovém rozhodnutí Energetického 9

regulačního úřadu (tzb-info, 2012). Podporu formou zeleného bonusu získá zájemce v případě, kdy část elektřiny sám spotřebuje a přebytek odprodá provozovateli přenosové soustavy. Zelený bonus získá za veškerou vyrobenou energii, tedy i tu, kterou sám spotřeboval. Je jen na zájemci, jak s vyrobenou energií naloží, odběratele, který ji od zájemce odkoupí, si však musí sehnat sám. Za spotřebovanou elektřinu již svému dodavateli neplatí. Výhody zeleného bonusu je, že se neplatí spotřebovaná energie. Finančně je tento způsob nejvýhodnější, protože k zisku je třeba ještě připočíst cenu, kterou by zájemce svému dodavateli zaplatil za odebranou energii. Nevýhodou zeleného bonusu je, že si zájemce musí najít sám odběratele přebytečné energie. Ačkoliv zelený bonus může přinést největší zisk, zahrnuje také riziko, že se veškerou přebytečnou energii nemusí podařit prodat. Pokud si zvolí zájemce jako formu podpory garantovanou výkupní cenu, provozovatel regionální distribuční soustavy (nebo provozovatel přenosové soustavy) má ze zákona povinnost od něho odkoupit veškerou elektrickou energii, kterou BPS vyrobí. Zájemce však i nadále platí za všechnu odebranou energii. Výhodou je zajištěný odbyt energie a vyšší výkupní cena elektřiny. Nevýhodou je nutnost i nadále platit za odebranou elektřinu (zeleny-bonus, 2012). Cenové rozhodnutí ERÚ č. 7/2011 ze dne 23. listopadu 2011, kterým se stanovuje podpora pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných energetických zdrojů (ERÚ, 2011). Aktuální výše zelených bonusů a výkupních cen jsou uvedeny v tabulce 3.

10

Tab. 3 Výše výkupních cen a zelených bonusů (tzb-info.cz, 2011)

Bioplyn

Výkupní ceny elektřiny dodané do sítě v Kč za 1 MWh

Zelené bonusy v Kč za 1 MWh

4120

3070

3550

2500

4120

3070

3550

2500

Spalování bioplynu v bioplynových stanicích kategorie AF1 pro zdroje uvedené do provozu od 1. ledna 2012 do 31. prosince 2012 splňující podmínku výroby a efektivního využití vyrobené tepelné energie podle bodu 1.6.2. Spalování bioplynu v bioplynových stanicích kategorie AF1 pro zdroje uvedené do provozu od 1. ledna 2012 do 31. prosince 2012 nesplňující podmínku výroby a efektivního využití vyrobené tepelné energie podle bodu 1.6.2. Spalování bioplynu v bioplynových stanicích kategorie AF1 pro zdroje uvedené do provozu před 1. lednem 2012 Spalování bioplynu v bioplynových stanicích kategorie AF2 * Uvedené ceny nezahrnují daň z přidané hodnoty. * Zařazení bioplynových stanic do kategorií AF1 nebo AF2 stanoví zvláštní právní předpis. * Bod 1.6.2. - U bioplynových stanic kategorie AF 1 uvedených do provozu po 1. lednu 2012 včetně je podmínkou pro poskytnutí podpory výroba a efektivní využití vyrobené tepelné energie minimálně v úrovni 10 % vůči vyrobené elektřině v daném roce, s výjimkou elektřiny pro technologickou vlastní spotřebu elektřiny a tepla.

11

2.2.6 Věcné podmínky platné pro elektřinu vyrobenou z obnovitelných zdrojů energie 1) Výkupní ceny jsou stanoveny jako minimální ceny podle zvláštního právního předpisu. Zelené bonusy jsou stanoveny jako pevné ceny podle zvláštního právního předpisu. V rámci jedné výrobny elektřiny nelze kombinovat režim výkupních cen podle bodu (2) a režim zelených bonusů podle bodu (3). 2) Výkupní ceny se uplatňují za elektřinu naměřenou a dodanou v předávacím místě výrobny elektřiny a sítě provozovatele distribuční soustavy nebo provozovatele přenosové soustavy, které vstupuje do zúčtování odchylek subjektu zúčtování odpovědného za ztráty v regionální distribuční soustavě nebo subjektu zúčtování odpovědného za ztráty v přenosové soustavě. 3) Zelené bonusy se uplatňují za elektřinu naměřenou a dodanou v předávacím místě výrobny elektřiny a sítě provozovatele regionální distribuční soustavy nebo přenosové soustavy a dodanou výrobcem obchodníkovi s elektřinou nebo zákazníkovi a dále za ostatní vlastní spotřebu elektřiny podle zvláštního právního předpisu. Zelené bonusy se neuplatňují za technologickou vlastní spotřebu podle zvláštního právního předpisu (ERÚ, 2011). 2.2.7 Národní akční plán ČR pro obnovitelné zdroje energie Národní akční plán pro energii z obnovitelných zdrojů stanoví národní cíl pro podíl energie z obnovitelných zdrojů do roku 2020 při výrobě elektřiny, vytápění, chlazení a v dopravě. Zároveň je stanovena předpokládaná trajektorie dosažení uvedených cílů. Národní akční plán určuje vývoj produkce obnovitelných zdrojů energie, modelovaný ve střednědobém horizontu do roku 2020, jehož povinnost zpracování má dle Směrnice evropského parlamentu a rady o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů každý členský stát EU. Česká republika svůj plán postavila na záměru dále do budoucna přiměřeně zvyšovat využití OZE pro výrobu elektřiny, tepla a biopaliv v dopravě. Mezi lety 2010 a 2020 by se mělo jednat celkem o více než zdvojnásobení množství objemu energie z OZE na cca 50 TWh (terawatthodin), resp. více než 180 PJ (petajoule) za rok. Toto navýšení by vedlo ke splnění cca 13,5 % hrubé konečné spotřeby energie v roce 12

2020 z obnovitelných zdrojů. Cíl 13,5 % zde není omezen jen na produkci elektřiny z OZE, ale nově i na teplo při jeho centralizované výrobě a distribuci ke konečným spotřebitelům a také jako motorové biopalivo v dopravě. Splnění cílů Národního akčního plánu bude určitě v nadcházejících letech znamenat zvýšený nárůst zapojení českého zemědělství do energetické produkce s využitím až 1 mil. ha zemědělské půdy pro výrobu cíleně pěstované „energetické“ biomasy. Lze konstatovat, že pokud by tyto zdroje měly být rozvíjeny tak, jak NAP předpokládá, bez další veřejné podpory nebude energie vyráběná z OZE konkurenceschopná (Stupavský, 2012).

13

3 PLODINY VHODNÉ NA VÝROBU BIOPLYNU V ČR Sortiment rostlin vhodných pro anaerobní fermentaci je ve srovnání s výběrem rostlin pro přímé spalování širší. Vhodné jsou zejména rostliny ze skupiny pícních plodin, ať již běžně pěstovaných (kukuřice, jeteloviny, jetelotravní směsi, trvalé travní porosty) nebo méně tradičních (čirok, krmný šťovík aj.). Největší potenciál pro výrobu bioplynu má v současnosti i v nejbližší budoucnosti bude mít kukuřice a fytomasa z trvalých travních porostů (SZIF, 2008). Nařízení vlády č. 86/2001 Sb., kterým se stanoví podmínky pro poskytnutí finanční podpory za uvádění půdy do klidu a zásady pro prodej řepky olejné Při splnění podmínek stanovených zákonem a tímto nařízením (platnost do roku 2004) poskytoval Státní zemědělský intervenční fond fyzické nebo právnické osobě finanční podporu za uvádění půdy do klidu na každý hektar vedeného v katastru nemovitostí. Finanční podporu za uvádění půdy do klidu ve výši 5 500 Kč na 1 ha orné půdy uvedené do klidu obdrží žadatel, který uvede do klidu předepsaných 5 – 10 % výměry žadatelem obhospodařované orné půdy výsevem řepky olejné pro výrobu MEŘO, zeleného hnojení, energetických plodin, lnu setého olejného a konopí pro textilní využití. Finanční podporu za uvádění půdy do klidu ve výši 7 000 Kč na 1 ha orné půdy uvedené do klidu obdrží žadatel, který uvede do klidu předepsaných 5 – 30 % výměry žadatelem obhospodařované orné půdy výsevem lnu setého přadného. Finanční kompenzační podporu v rozmezí 200 – 600 Kč na 1 ha orné půdy obdrží žadatel na ostatní ornou půdu obhospodařovanou žadatelem, kterou neuvedl do klidu. Výčet plodin pěstovaných pro nepotravinářské účely dle nařízení č. 86/2001. Jedná se o řepku olejnou, plodiny pěstované za účelem zeleného hnojení (směsi olejnin, luskovin, svazenky vratičolisté, jílku jednoletého, lupiny a obilnin s výjimkou kukuřice s minimálním zastoupením hořčice 25 % a hořčice samostatně), byliny pro energetické využití (jednoleté – laskavec, konopí seté, triticale, sléz přeslenitý; dvouleté – pupalka 14

dvouletá, komonice bílá; víceleté až vytrvalé – mužák prorostlý, jestřabina východní, topinambur, psineček bílý, čičorka pestrá, oman pravý, šťovík krmný, sveřep bezbranný, sveřep samunížkovitý, lesknice rákosovitá), len setý (olejný i přadný), konopí seté pro textilní využití.

3.2 Tradiční plodiny vhodné na výrobu bioplynu 3.2.1 Kukuřice na siláž (Zea may L.) Kukuřice je nejvýznamnější jednoletá pícnina. Poskytuje vysokou produkci sušiny a energetických živin z jednotky plochy. Můžeme ji zařadit na třetí místo za cukrovku a krmnou řepu ve výnosu škrobových jednotek. Cennou vlastností kukuřice je snadná silážovatelnost hmoty (Vrzal a Novák, 1995). Tato plodina se vyznačuje přednostmi, pro které je v současnosti k výrobě bioplynu nejvíce využívána. Jedná se zejména o vysoký výnos biomasy z jednotky plochy, velmi dobrý výtěžek bioplynuz 1 kg sušiny, propracovanou pěstební a konzervační technologii a výbornou silážovatelnost. Z dalších výhod lze jmenovat rozsáhlý výběr hybridů s odstupňovanou zralostí a specifickou vhodností do konkrétních klimatických podmínek a technologické možnosti spojené s dlouhodobou tradicí pěstování silážní kukuřice v našich podmínkách (Zimolka,2008). Velmi důležitá je volba termínu sklizně z důvodu lepšího silážování hmoty a optimální produkce metanu. Z výzkumů vyplývá, že se zralostí se zvyšuje podíl sušiny a tím klesá schopnost tvorby metanu. Kukuřičná siláž s obsahem sušiny 30 – 35 % v růstové fázi (vytváření palic) má pro tvorbu metanu příznivější poměr obsažených látek hrubého proteinu, tuku a složek hrubé vlákniny (celulózy, hemicelulózy, ligninu), jakož i škrobu a cukru než kukuřičná siláž rostlin ve fázi konec voskové zralosti s obsahem vyšším jak 38 % (Zimolka, 2008). Zatímco u 1 t kejdy o obvyklém podílu sušiny (5 až 7 %) lze reálně získat přibližně 100 kWh energie v podobě bioplynu, z jedné tuny kukuřičné siláže 330 - 440 kWh. 15

Kukuřice oproti jiným plodinám dává nejvyšší možný výnos bioplynu (5700 a 7800 m3.ha-1). Již při výnosu 50 t.ha-1 je energetický zisk 16 MWh.ha-1 v podobě elektrické energie. Takovému výtěžku nemůže konkurovat ani cukrovka a potenciál hustě setých obilnin v energetickém výnosu je výrazně nižší (Zimolka, 2008). Kukuřice je pro anaerobní fermentaci ideální plodinou ve formě kukuřičné siláže, která je právě schopna zajistit po celý rok kvalitativně stejné parametry vstupního substrátu BPS s vhodným chemickým složením. Pro zlepšení podmínek fermentoru bývá často do substrátu přidáváno i zrno kukuřice o vysoké vlhkosti. U příslušných hybridů kukuřice pro efektivní produkci bioplynu je požadován vysoký výnos silážovatelné hmoty, 50 – 70 t.ha-1. Při tak vysokém odběru hmoty z pozemku je nutno doplnit řádově 250 kg.ha-1 N, k čemuž je možné použít i vznikající digestát. Je nutné zajistit dostatečný vývin palic a zrn (jsou důležité pro celkový výnos bioplynu), a proto je také třeba co nejvíce eliminovat případné poškození škůdci a chorobami. Případné toxiny by totiž opět inhibovaly fermentační proces (Zimolka, 2008). 3.2.2 Čirok (Sorghum) Čirok může být zařazen k potenciálním zdrojům získávání energie z fytomasy. Za dobrých podmínek vytváří dostatek fytomasy, která se využívá k energetickým účelům (bioplyn, spalování, ethanol). Nejvhodnější pro energetické využití je Súdánská tráva (Petříková, 2006). Súdánská tráva Je jednoletá bylina vysoká až 3 m i více, bohatě olistěná a vytváří mnoho zelené hmoty. Sklizeň závisí na směru pěstování. Čirok na zrno sklízíme sklízecí mlátičkou upravenou na vysoký řez při vlhkosti 15 %, na zelenou píci jej sečeme sklízecími řezačkami před metáním, na siláž kosíme na začátku metání. Na hmotu pro spalování je z hlediska obsahu vody nelépe čirok sklízet samochodnými sklízecími řezačkami koncem zimy (únor), kdy mráz rostliny částečně vysuší. Čirok sklizený na podzim má 16

vysoký obsah vody až 50 % a není vhodný pro přímé spalování. Zimní termín sklizně má určité nevýhody. Za běžných agrotechnických podmínek v teplejších oblastech dosahujeme výnosu až 20 t sušiny na hektar. V předjarních termínech musíme počítat s polovinou (10 t.ha-1) sušiny. Čirok není vhodný pro přímé spalování kvůli vysokému obsahu vody (Petříková, 2006). 3.2.3 Trvalé travní porosty Trvalé travní porosty, jejichž celková rozloha se blíží k 1 mil. hektarů (v roce 2010 činila 985 858 tis. ha, ČSÚ), představují ve středoevropských podmínkách významný krajinný prvek i prvek soustavy hospodaření na půdě. Setrvání travních porostů je podmíněno jejich pravidelným využíváním a ohospodařováním, bez něhož by se většina luk a pastvin přeměnila v lesní společenstvo. Obhospodařování je nutné k zachování celkové diverzity a k udržení jejich nezastupitelných funkcí v krajině (Fuksa a Hakl, 2009). Travní fytomasa je materiál, který lze pro anaerobní fermentaci velmi dobře využít, neboť splňuje základní předpoklady, které jsou na vstupní substrát pro výrobu bioplynu kladeny. Obsahuje vysoké procento organické hmoty, blíží se optimálnímu poměru C:N a obsahuje málo popelovin (Fuksa a Hakl, 2009). Kvalita biomasy je ovlivněna botanickým složením porostů, ekologickými faktory a podmínkami obhospodařování. Přirozený luční porost se skládá zpravidla z 50 – 70 druhů vyšších rostlin. Botanická skladba porostů zásadně ovlivňuje jak produkční (výnos, kvalitu píce), tak i mimoprodukční funkce (protierozní, vodohospodářskou, půdotvornou, krajinotvornou, estetickou aj.). Nejvýznamnější faktor, který ovlivňuje produkci biomasy a mění druhové složení, je hnojení travních porostů. Cílená aplikace živin podporuje rozvoj vzrůstnějších druhů, zejména trav, které potlačují druhy méně konkurenčně zdatné (Fuksa a Hakl, 2009). Pro tvorbu produkce jsou nejvýznamnější N, P, K, Ca, a Mg. Rozhodující výnosotvornou živinou je dusík. Dusík má příznivý vliv na hustotu porostu, délky a hmotnosti lodyh a k 17

podpoře vzrůstných druhů trav a bylin (Hrabě a Buchgraber, 2004). Pro dosažení výnosu 6 – 10 t.ha-1 suché hmoty při třísečném využití je obvykle nutné aplikovat 100 – 200 kg N.ha-1.

3.3 Méně tradiční plodiny vhodné na výrobu bioplynu 3.3.1 Šťovík Uteuša (Rumex) V klimatických podmínkách mírného pásma je jednou z perspektivních energetických plodin tzv. energetický šťovík. Priorita jeho pěstování a využití pro energetické účely patří České republice. Celková rozloha pěstovaných ploch energetického šťovíku je okolo 1000 ha. Energetický šťovík je křížencem šťovíku zahradního a šťovíku ťanšanského. Kříženec významně převyšuje kvalitou krmivářské produkce, tak i výnosem nadzemní hmoty a semen, dosahuje výšky od 220 do 280 cm. První odrůda Rumex OK-2, známá v ČR jako šťovík Uteuša, byla vyšlechtěna pod vedením profesora J. A. Uteuše z Ukrajiny a registrována v r. 2001. V r. 2005 byla registrována pod vedením prof. Dr. Džamala Rachmetova odrůda Biekor-1, která byla produktivnější a odolnější vůči suchu. Tato odrůda dostala i nový název „šavnat“, jež se skládá ze dvou ruských slov označující šťovík a špenát (Petříková, 2006). Vysoká kvalita krmného šťovíku je významná nejen pro krmení hospodářských zvířat, ale nabízí se možnost jeho využití i v bioplynových stanicích. Pro širší uplatnění krmného šťovíku pro BPS je třeba zoptimalizovat termíny jeho sklizně. Lze jej sklízet mladý, tak jako pro krmení, což ale vyžaduje opakované sklizně čtyřikrát až pětkrát ročně. Tento způsob se hodí spíš pro menší provozy, pro velké BPS je praktičtější ponechat první sklizeň do maximálního nárůstu hmoty, tj. zpravidla do stadia plného květenství, další sklizeň pak použít už jen jako doplňující. Celkový celoroční výnos šťovíku nedosahuje sice plného výnosu kukuřice, 18

používané nyní jako základní suroviny pro BPS, ale může kukuřici vhodně doplňovat. Oproti kukuřici má totiž řadu výhod, především se hodí do vyšších i chladnějších poloh zvlášť nyní, kdy podle nově schválené směrnice lez širokořádkové rostliny pěstovat na svahu jen do sedmi stupňů. Další výhodou je jeho obdělávání, méně nákladné než například kukuřice a čirok. Je to oproti kukuřici nesporná výhoda, i když nemusí celkový výnos šťovíku dosahovat stejně vysokých výnosů jako kukuřice. Pro BPS lze proto krmný šťovík považovat za vhodný doplněk kukuřice, zejména pro výše položené oblasti se svažitými pozemky, kde spolehlivě chrání půdu proti erozi. Proto lze očekávat, že se krmný šťovík v oblastech ohrožených smyvem půdy mže uplatňovat stále více a častěji. Rovněž je důležité, že fermentace krmného šťovíku probíhá v BPS stejně dobře jako při použití tradičních plodin (travní porosty, kukuřice), (Petříková, 2011). 3.3.2 Laskavec (Amaranthus) Amarant je dvouděložná jednoletá jarní rostlina. Nutričně vysoce hodnotná, která v podobě zdravých potravinářských výrobků nalezla uplatnění na domácím i zahraničním trhu. Pro její velký objem výnosu fytomasy má význam ve fytoenergetice. Pro účely fytoenergetiky je vhodný druh Amaranthus australic pro svoji schopnost dorůst až do výšky 9 m s velkou produkcí nadzemní hmoty. Samosprašná rostlina s velkým rozmnožovacím potenciálem. Odrůda OLEL 2004, patří mezi vysokovzrůstné rostliny, maximální produkce biomasy. Amarant je díky své výhřevnosti 14 až 21 MJ.kg-1 při 0% vlhkosti velmi vhodný k energetickým účelům. Při vlhkosti 30 – 35 % rovná se výhřevnost 10 – 12 MJ.kg-1. Kromě přímého spalování se velmi hodí jako přídavek do fermentoru při výrobě bioplynu (Petříková, 2006).

19

3.4 Sekundární zdroje do BPS 3.4.1 Odpadní biomasa Mezi odpadní biomasu řadíme rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny (sláma obilná, řepková, kukuřičná, zbytky po úpravách městské zeleně, lučních porostů, lesa, pastevních areálů, odpady sadů a vinic). Dále odpady z živočišné výroby jako jsou exkrementy hospodářských zvířat, zbytky krmiv, odpady z mléčnic, odpady ze zpracovatelských kapacit. Komunální organické odpady z venkovských sídel, kaly odpadních vod, organický podíl tuhých komunálních odpadů, odpadní organické hmoty. Nedílnou

součást

sekundárních

zdrojů

do

BPS

tvoří

také

odpady

z potravinářského a průmyslového odvětví, odpady z provozů na zpracování a skladování rostlinné produkce, odpady z jatek, odpady z mlékáren, odpady z lihovarů a konzerváren, odpady z vinařských provozoven. Materiál z průmyslu zpracujícího byliny, vedlejší produkty a zbytky, které zůstaly po průmyslové manipulaci a ošetření. Příkladem jsou zbytky z výroby cukru z cukrové řepy a zbytky z ječného sladu z výroby piva (Malaťák a Vaculík, 2008)

20

4 PLODINY VHODNÉ NA VÝROBU BIOPLYNU V OKOLNÍCH STÁTECH 4.1 Situace v Německu V Německu je okolo 6000 bioplynových stanic, které vyrábí teplo, elektrickou energii a pohonné hmoty. Německo je z jednou nejvyspělejších zemí EU v produkci bioplynu. V roce 2011 se v Německu zvýšila plocha pěstování energetických plodin o 130 000 ha. Energetické rostliny se pěstují dle odhadu FNR v současné době na ploše 1,96 mil. ha. To odpovídá zhruba 19 % zemědělských ploch Německa (agris, 2011). Významným pilířem německého zemědělství jsou právě pěstované plodiny pro obnovitelné zdroje energie. Největší nárůst oproti předchozímu roku došlo v produkci energetických plodin na výrobu bioplynu, která vzrostla z 150 000 na 800 000 hektarů. Podle současných odhadů může být dosaženo v roce 2020 v Německu od 2,5 do 4 milionů hektarů na pěstování surovin pro OZE. Pokud tento potenciál bude využit, dojde k větší ochraně klimatu, energetické bezpečnosti a poskytnutí nové perspektivy ve venkovských oblastech (Petersen, 2011). Nejpěstovanější plodinou na výrobu bioplynu je v Německu kukuřice. "Německo se stává kukuřičnou pouští," jak podotkli ekologové ze skupiny světového fondu na ochranu přírody. Plochy pěstující obilí se od roku 2005 do roku 2010 zvýšily ze 70 000 ha na 600 000 ha. Vinu na takovém zvýšení pěstitelských ploch obilí nese zákon o obnovitelných zdrojích energie, a to díky nesprávnému zacházení s finančními dotacemi. Stát tak podporuje elektřinu z bioplynu asi 3000 eur na hektar za rok, což je důvod, proč energie z kukuřice je na vzestupu (Treblin, 2011).

4.2 Situace v Rakousku Na konci roku 2009 bylo v Rakousku 341 bioplynových stanic s celkovým výkonem 94,5 MW. Průměrná velikost BPS je 277 kW. Naprostá většina (90 %) BPS má menší výkon než 500 kW pouze 3 větší BPS mají výkon 1MW (klimaaktiv, 2009). V rakouských BPS využívají nadbytečnou travní hmotu ve formě starého sena, 21

čerstvou většinou však senážovanou, a další zemědělské odpady i běžné produkty, např. krmnou řepu. Krmná řepa poskytuje maximální výnos i ve vyšších polohách s výborným výnosem až 100 tun bulev a 26 tun chrástu na hektar, což představuje 19 tun sušiny na hektar a 2 067 GJ energie na hektar. Výzkumné práce prokázaly, že produkce bioplynu z drcené, rozmixované krmné řepy a chrástu je velmi rychlá a efektivní. Již během 6 dní bylo získáno až 1000 litrů bioplynu z l kg sušiny krmné řepy, což je asi dvakrát více než ze sušiny zvířecích výkalů. Ekonomika pěstování krmné řepy pro zpracování na bioplyn vychází ze zásady využití půdy vyřazené z produkce potravin, na kterou přichází určitá podpora. Počítá se také s výhodou časového rozložení využití krmné řepy, kterou je možno určitou dobu skladovat. Jako minimální výměra pro tento způsob využití krmné řepy se považuje 10 ha, aby bylo možno efektivně pěstovat, sklízet a zpracovat surovinu. Potom zisk vychází na cca 1 800 Eur. Z dalších ověřovaných metod využívání bioplynu v Rakousku je možno jmenovat ještě využívání odlisované šťávy se siláží. K rozvoji bioplynových zařízení přispívají dotace (30 % investic), levné úvěry (do 50 %) a další podpory od obcí a okresů Rakouska (Sladký, 2002).

4.3 Situace v Polsku V roce 2007 činila v Polsku celková plocha vykázaná zemědělci na pěstování energetických plodin asi 180 tis. ha. Největší oblast energetických plodin se nachází na západu Polska Pomořansko (49 847 ha), Velkopolského (38 202 ha) a Opole (20 395 ha). Energetické plodiny v roce 2007 představovaly pouze 1,1 % zemědělské půdy v zemi. V Polsku se vyrábí bioplyn nyní jen v malém měřítku. Celkový počet licencovaných bioplynových stanic v Polsku dosahoval v roce 2010 kolem 100. Hlavní surovinou pro výrobu bioplynu je také kukuřice na siláž, nejen kvůli dokonale známé technologii pěstování, ale také kvůli dostupnosti zařízení a při příznivých podmínkách vysokému hektarovému výnosu. Také silážní píce je významným zdrojem biomasy pro bioplynové stanice. Červená řepa je další plodinou s velkým potenciálem pro využití v zemědělských bioplynových stanicích. Zemědělci, 22

kteří jsou nuceni vzdát se pěstování cukrové řepy pro výrobu cukru, mohou řepu úspěšně pěstovat pro energetické účely. Mezi další druhy, které jsou používány jako suroviny pro výrobu bioplynu se řadí čirok -

Súdánská tráva, artyčoky - hlíza a

nadzemní části, slunečnice. Zajímavostí ve výrobě bioplynu v Polsku jsou mořské řasy. Švédské úřady spolu s Polskem chtějí použít mořské řasy uložené na plážích pro výrobu bioplynu. Projekt již získal 1,2 milionu eur na financování z EU (energiaodnawialna, 2010).

4.4 Situace na Slovensku Technologie na výrobu bioplynu se na Slovensku začaly zavádět na konci minulého století v rámci hygienických opatření. Též za účelem snížení objemu a zápachu narůstajícího množství městského odpadu. Důvodem je taktéž vysoké tempo růstu cen ropy a zemního plynu (energie-portal, 2011). V současnosti se zařízení na výrobu bioplynu na Slovensku využívá na produkci energie a na recyklaci živin při výrobě hnojiv pro rostlinnou výrobu. Hlavním zdrojem surovin pro BPS je hnůj z farem, zbytky rostlin a organický odpad z průmyslu, domácností a z oblasti služeb a cíleně pěstovaná biomasa (bioplyn-info, 2012). Síť BPS se dá srovnat s ČR, vzhledem k rozloze obou zemí.

23

5

EKOLOGICKÉ

ASPEKTY

PĚSTOVÁNÍ

FYTOMASY

A

PRODUKCE BIOPALIV

5.1 Negativní vlivy pěstování kukuřice pro výrobu bioplynu Chemické ochrana kukuřice Kukuřice má velmi pomalý vývin a to bývá příležitost pro růst plevelů (Vrzal a Novák, 1995). Herbicidní ochrana kukuřice se člení na preemergentní – použití při časném setí kukuřice (dlouhá doba od setí do vzejití), časně posteemergentní – o termínu aplikace rozhoduje množství plevelů (od vzejití kukuřice do fáze 2 až 3 listů) a postemergentní – plevelné trávy (ve fázi 4- 6 listů kukuřice), (vpagro, 2012). Kukuřice je nejčastěji napadána bázlivcem, zavíječem a snětí kukuřičnou. Chemická ochrana proti larvám bázlivce kukuřičného za použití larvicidů se provádí z důvodu zabránění ztrát výnosu pěstované kukuřice. Provádí se tehdy, jestliže byl v předchozím roce zjištěný zvýšený výskyt bázlivce kukuřičného. Chemická ochrana proti larvám bázlivce spočívá v aplikaci insekticidních mořidel nebo půdních insekticidů při setí nebo v době líhnutí larev. Přípravky doporučované k ochraně proti larvám bázlivce jsou velmi rizikové pro životní prostředí. Ochrana proti dospělcům bázlivce kukuřičného se provádí zejména u kukuřice pěstované na zrno a na osivo (Kroutil a Kocourek, 2011). Sněť kukuřičná je jednou z nejnebezpečnějších chorob kukuřice. Náchylnost porostů kukuřice k napadení stoupá při přehnojení nebo nevyrovnaném hnojení hustých porostů. Vhodné je ošetřit porosty kukuřice proti bzunce ječné a zavíječi kukuřičnému, předchází se tak vstupu infekce do zraněných míst rostliny. Přímé účinné metody hubení sněti kukuřičné nejsou známy, není možné proti ní efektivně zakročit aplikací vhodného fungicidu. Účinným opatřením na ochranu rostlin v raných růstových fázích je moření osiva. Kontaktní mořidla mohou zabezpečit ochranu rostliny do objevení se 1. listu a systémové aktivní složky mořidla do objevení se 2 – 3 listů (Chromý, 2007). 24

V chemické ochraně proti zavíječi jsou registrovány postřikové přípravky i některé biologické prostředky, které se aplikují na základě signalizace dle náletů motýlů na světelný lapač a sumou efektivních teplot. Chemická ochrana je doporučena u přípravků typu Nomolt v době vrcholu náletu, u ostatních přípravků asi týden po vrcholu náletu. Oba tyto způsoby nejsou přesné a nemáme zaručenou dobrou účinnost použitého přípravku. Pro přesné stanovení ochrany, musíme sledovat kladení vajíček a dobu líhnutí. Jakmile se housenky vylíhnou a požírají obaly vajíčka, je nejvhodnější aplikovat registrované přípravky pyrethroidů (Rotrekl, 2007). Zavíječ kukuřičný V našich podmínkách jde o nejvýznamnějšího škůdce kukuřice. V minulosti se vyskytoval převážně v teplých oblastech a způsoboval škody zejména na kukuřici pěstované na zrno, v posledním období se však významné škody projevují i při pěstování na siláž. Ztráty na výnosech kukuřici na zrno se v ČR v prvním desetiletí tohoto století odhadují v průměru 10 – 20 % ročně. Od roku 2000 se škodlivost zavíječe kukuřičného zvyšovala. Na rozšíření zavíječe do nových regionů a na zvýšení jeho hospodářského významu se podílí komplex faktorů, zejména nárůst podílu plochy kukuřice na zrno, minimalizace zpracování půdy, vysoký podíl kukuřice v osevních postupech, vyšší frekvence roků se zvýšenou teplotou vegetační sezóny a nové ranější hybridy kukuřice, často s nižší polní odolností vůči zavíječi. Ztráty na výnosech působené zavíječem kukuřičným snižují efektivnost pěstování kukuřice. Náklady vložené pěstiteli do ochranných opatření vůči tomuto škůdci mají obvykle velkou návratnost v důsledku vysoké účinnosti v porovnání s jinými druhy škodlivých organismů. Proti zavíječi kukuřičnému je možno již v současnosti uplatňovat systém integrované ochrany. Spočívá v kombinaci preventivních agrotechnických opatření, biologických a chemických metod ochrany a genetické metodě ochrany založené na pěstování Bt-kukuřice (Kocourek a Stará, 2011).

25

Bázlivec kukuřičný Bázlivec kukuřičný při svém přemnožení může způsobovat závažné hospodářské škody na kukuřici. Zdaleka již nejde jen o problém zahraničí. Tento škůdce byl u nás zjištěn již v roce 2002 a postupně se šíří i na našem území. Rozšíření bázlivce kukuřičného: V Evropě byl výskyt bázlivce kukuřičného poprvé zjištěn v roce 1992 v okolí Bělehradu v blízkosti letiště. Pravděpodobně byl bázlivec na území Evropy zavlečen leteckou dopravou koncem 80. let minulého století. Státní rostlinolékařská zpráva pomocí feromonových lapačů zjišťuje výskyt bázlivce kukuřičného na území ČR od roku 1999. Jeho první škodlivý výskyt byl zjištěn v roce 2002 na jižní Moravě, dále se výskyt rozšířil na území celé Moravy, na Vysočinu, do východních, jižních a středních Čech. Opatření proti bázlivci: Bázlivec kukuřičný je škodlivý organismus regulovaný legislativou EU. Tyto evropské předpisy nám ukládají povinnost zavést na našem území opatření, která zpomalí jeho šíření. Území ČR je, proto rozděleno do tří oblastí: 1. oblast kontinuálního šíření bázlivce kukuřičného – v této oblasti je populace bázlivce již usídlena a eradikace již není reálná. Nejsou zde nařízena žádná povinná opatření. Opatření jsou uvedena v metodice ochrany proti bázlivci. 2. oblast je nárazníková zóna, která sousedí s výše uvedenou oblastí. V této oblasti nařídila rostlinolékařská správa nařízením o mimořádných

rostlinolékařských

opatřeních k ochraně proti šíření škodlivého organismu bázlivce kukuřičného, všem fyzickým a právnickým osobám, které se při podnikatelské činnosti zabývají pěstováním kukuřice, že smějí pěstovat kukuřici pouze na pozemku, na kterém nebyla kukuřice v předchozím roce pěstována, anebo vždy v kombinaci s ošetřením proti larvám nebo dospělcům bázlivce kukuřičného, insekticidním přípravkem uvedeným v platném Seznamu registrovaných přípravků na ochranu rostlin. 3. oblast – ostatní území ČR mimo oblast kontinuálního šíření a nárazníkovou zónu považuje SRS za oblast prostou bázlivce kukuřičného. Pokud se zjistí výskyt bázlivce v 26

této oblasti, nařídí SRS mimořádná rostlinolékařská opatření s cílem zajistit eradikci tohoto škůdce (Záruba, 2010). Výskyt bázlivce kukuřičného v ČR obr. 2. Ochrana proti bázlivci kukuřičnému: − agrotechnická – střídání kukuřice v osevním postupu a také nevysévání kukuřice v bezprostředním sousedství loňským porostů kukuřice, − chemická – aplikace insekticidních mořidel nebo půdních insekticidů, − genetická – využití geneticky modifikované kukuřice.

Obr. 2 Výskyt bázlivce kukuřičného podle okresů v ČR v roce 2011 (SRS, 2011) Eroze půdy Eroze půdy představuje jeden z celosvětově nejvýznamnějších faktorů vedoucích k její degradaci a zároveň přispívajících ke snížení produktivity půdy z hlediska jejího zemědělského využití. Eroze je globální problém a zásadně se týká i evropského zemědělství. Efektivita výroby potravin, především při požadavku na výši výnosu a kvalitu produktu, je jednoznačně závislá na vlastnostech půdy, tedy na jejím produkčním potencionálu v daných klimatických podmínkách (Petříková, 2008). 27

Většina bioplynových zemědělských stanic využívá na výrobu bioplynu kukuřici, která se úspěšně šlechtí na výkonné odrůdy s vysokými výnosy nadzemní biomasy, přímo pro účely BPS. Proto je zařazování kukuřičné siláže (senáže) do „krmné dávky“ vedle hnoje či kejdy pro výrobu bioplynu spolehlivé a velmi oblíbené. V poslední době se, ale začínají projevovat určité problémy, protože je pěstování kukuřice stále dražší a také prostor pro její pěstování je již 2 roky omezen. Po novelizaci zemědělského zákona od 1. ledna 2012, se mohou širokořádkové plodiny, včetně kukuřice, pěstovat na svazích se sklonitostí jen do 7°, oproti dřívější možnosti do 13°. V České republice je uplatňováno 11 standardů „Dobrého zemědělského a environmentálního stavu“ GAEC. Důvodem vzniku zmíněné novely zákona byla mimo jiné i nežádoucí eroze půdy, která se vyskytuje stále častěji a ohrožují tím pole. Vznikají tak nedozírné škody na půdní úrodnosti a také v okolí pěstitelských ploch na komunikacích a blízkých obydlích, zanesením „bahna“ z polí a nutnosti jeho nákladného odstraňování. Nejčastější eroze vzniká právě na polích s kukuřicí, protože vzchází později a zpravidla ještě ani v červnu netvoří dostatečně zapojený porost (Petříková, 2008). Faktor ochranného vlivu vegetace (C) C faktor představuje ochranný účinek vegetačního krytu. Jeho druh, stav v době výskytu příčinného deště a používaná agrotechnika ovlivňují vznik a průběh povrchového odtoku a eroze na svahu (pozemku). C faktor vyjadřuje relativní ochranný účinek vegetace na intenzitu ztráty půdy ve vztahu k pozemku bez vegetačního pokryvu (storm.fsv.cvut, 2012). Receptem na prevenci eroze může být meziplodina v podobě svazenky vratičolisté, drobné rostliny se silnými kořeny. Svazenka má tu vlastnost, že se při mrazech pod minus 10 stupňů zkrátka rozpadne a vymrzlými kořenovými otvory jde voda dolů. Využití svazenky proto začal podporovat i Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy v Praze. Výsadba meziplodiny sice produkci prodraží, zemědělce však tato rostlina uchrání před milionovými škodami (Zdražil, 2012). Dalším možným opatřením proti erozi půdy v kukuřici se může stát setí do hrůbků. 28

Hrůbky jsou vytvořeny na podzim. Technologie je uznána pravidly správné zemědělské praxe, jako vhodná. Hrůbky zvětšují povrchovou plochu a nakypřená půda v nich má velkou vsakovací schopnost. Před vytvořením škraloupu chrání povrch hrůbku organické zbytky. Hrůbky lze vytvářet pomocí satelitní navigace jakkoliv, tedy i po vrstevnici. Vývoj této půdoochranné technologie pro pěstování kukuřice sledoval management z akciové společnosti Rostěnice a na základě svých zkušeností se rozhodli ji na pozemcích využít (Falta, 2011). Aktuální znění GAEC – Dobrý zemědělský a environmentální stav z pohledu erozního (Příloha č. 3 k nařízení vlády č. 479/2009 Sb.) Standard GAEC 1 – podmínka dobrého zemědělského a environmentálního stavu se týká každého zemědělského podnikatele, který je příjemcem plateb dotčených požadavky podmíněnosti (zejména SAPS, AEO, LFA), který obhospodařuje půdní bloky s průměrnou sklonitostí nad 7 °C. Každý zemědělský podnikatel musí zajistit po sklizni plodiny založení porostu následné plodiny nebo ponechá na půdním bloku strmiště sklizené plodiny minimálně do 30. listopadu nebo půda zůstane zorána, popřípadě podmítnuta za účelem zasakování vody taktéž do 30. listopadu (e-agri, 2012). Standard GAEC 2 se týká těch zemědělských podniků a příjemců dotací, kteří obhospodařují půdu silně erozně ohroženou nebo mírně erozně ohroženou. Na silně ohrožené půdě podniky zajistí, že se nebudou pěstovat širokořádkové plodiny (kukuřice, brambory, řepa, bob setý, sója a slunečnice). Porosty obilnin a řepky olejné na silně erozně ohrožené půdě budou zakládány s půdoochrannými technologie (setí do mulče, bezorebné setí). Na mírně erozně ohrožené půdě zajistí podniky zakládání širokořádkových plodin (viz výše) s využitím půdoochranných technologií (e-agri, 2012). .

29

5.2 Pozitivní vlivy pěstování fytomasy Omezení skleníkových plynů Základní pozitivní externalitou anaerobní digesce je omezování produkce skleníkových plynů. Při tvorbě rostlinné fytomasy se fixuje podstatně více CO2 než se emituje spalováním bioplynu. Tato technologie omezuje nárůst antropogenního skleníkového efektu a nastupujících nevratných změn klimatu. Emise vznikající při spalování bioplynu (cca 60kg CO2/GJ) jsou podstatně nižší než např. u hnědého energetického uhlí (100 kg CO2/GJ) a nezhoršují antropogenní skleníkový efekt, jelikož vyprodukovaný CO2 byl předtím rostlinami navázán a velká část uhlíků zůstane ve stabilizovaném kompostu a kořenovém systému rostlin. Spalováním bioplynu z fytomasy nevznikají škodlivé emise SO2 a těžkých kovů (Váňa a Slejška, 1998). Anaerobní digesce fytomasy vykazuje i další externality, které platí pro tytoenergetiku obecně. Zejména využití nadbytečné půdy, ekologické zpracování biodegradabilních odpadů, snížení závislosti státu na importu energie, vznik nových pracovních příležitostí zejména ve venkovských obcích, ozelenění krajiny apod., (Váňa a Slejška, 1998). Omezení vodní eroze půdy Pro zadržení vody v krajině je nejlepší začít přímo na polích, kde by se měly udržet pokud možno veškeré vodní srážky. Pro omezení vodní eroze je pak velmi důležitý typ vegetačního krytu a to zejména v kopcovitých terénech a na svažitých pozemcích. Proto je zde rozhodující volba pěstované plodiny. Nevhodné jsou především plodiny jednoleté, zejména tzv. širokořádkové, z nichž mnohé vytvářejí kvalitní vegetační kryt pozdě na jaře, nebo až začátkem léta. Jejich hlavním představitelem je kukuřice. Kukuřice má bezesporu velký význam jako kvalitní pícnina pro krmení hospodářských zvířat a navíc se v poslední době stále více uplatňuje i v bioplynových stanicích, jako zdroj kvalitní biomasy pro vývin bioplynu. Proto nebude snadné najít za kukuřici plnohodnotnou náhradu. Pro zásadní omezení eroze ve svažitých polohách mají význam především plodiny, které vytváří brzy z jara hustý plně zapojený porost. Jednoznačnou výhodu mají samozřejmě plodiny víceleté a vytrvalé, kde není třeba každoroční hluboká 30

orba a zkypření povrchové vrstvy půdy zajišťující kvalitní předseťovou přípravu. V ČR chybí produkce „energetických“ plodin, které mohou zásadním způsobem přispět ke zvýšení zdrojů energetické biomasy. K omezení vodní eroze se nejlépe osvědčily energetické víceleté a vytrvalé plodiny, které jsou efektivně využívány jako obnovitelný zdroj energie. Tato biomasa je plně žádoucí a stále se jí nedostává. Některé z těchto plodin jsou v zeleném či silážovaném stavu rovněž kvalitními pícninami, které by do určité míry mohly nahradit na svažitých pozemcích např. kukuřici, nebo její produkci doplnit. Jedná se především o krmný šťovík a některé vytrvalé vysoce produkční trávy, např. lesknici (chrastici) rákosovitou, nebo sveřep bezbranný, aj. Časné jarní obrůstání a udržení celoročního vegetačního krytu těchto porostů na půdě je pak spolehlivou zárukou proti erozi, neboť hustý kompaktní porost nedovolí smyv ornice z povrchu půdy, ale plně ji fixuje na svém stanovišti, (Petříková, 2009).

31

6 DOTACE 6.1 Uhlíkový kredit Mezi roky 2007 a 2010 získávali čeští zemědělci podporu z evropských fondů ve výši 45 EUR na hektar, na němž pěstovali energetické plodiny. Mezi ně patřily i ty, které slouží k produkci biopaliv. Jednalo se o tzv. uhlíkový kredit. Evropská komise určila tuto podporu pouze k rozjezdu pěstování a po dvou letech ji ukončila. Důvodem byla nedostatečná stimulace zemědělců z důvodu nízké dotace i její velké administrativní zátěže. V roce 2007 bylo v ČR o tuto subvenci podáno na 900 žádostí v rozsahu 56 759,76 ha. V EU jako celku byly podány žádosti na celkový rozsah ploch 2 843 450 ha, z čehož tedy ČR zaznamenala zhruba 2 % podíl. Téměř polovinu přitom v součtu tvořily plochy žadatelů z Francie a Německa. Důležitým faktorem ovlivňujícím tuto subvenci v roce 2007 byla skutečnost, že celková plocha žádostí překročila téměř o 850 000 ha maximální plochu 2 000 000 ha pro celou EU, do které byla garantována podpora ve výši 45 €/ha. Překročení maximální garantované plochy tak fakticky znamenalo krácení podpory koeficientem 0,70337 (dle platných právních předpisů EU se však nekrátila samotná výše podpory, ale snížila se výměra, na níž byla podána žádost). Na možnost překročení maximální garantované plochy již předem upozorňovaly některé členské státy včetně ČR a žádaly o změnu ve smyslu navýšení podpory nebo o navýšení maximální garantované plochy. EK však tyto připomínky nakonec nezohlednila. Beze změny zůstaly základní aspekty podpory, tedy maximální garantovaná plocha pro EU27 v rozsahu 2 000 000 ha a částka 45 €/ha, i pro roky 2008 a 2009, kdy byla podpora pěstování energetických plodin aplikována z EU naposledy. Taková situace se samozřejmě jeví mnoha členským zemím (včetně ČR) jako nepřípustná a je diskutováno o nutnosti zachování podpory i pro další léta či o vytvoření zcela nové alternativy této evropské subvence. K několika změnám, jež by měly zmírnit velmi přísné podmínky vyplácení podpory, současně by měly však i podporu zjednodušit a zpřístupnit, přeci jen od sezony 2008/2009 došlo. Tou největší je možnost podání žádosti v případě využití 32

energetických plodin na vlastním hospodářství. Žadatel v takovém případě nemusí skládat jistinu ve výši 60 €/ha, musí však prokázat, že disponuje zařízením, jež je způsobilé získat z dané plodiny energetický produkt a tento bude na vlastním hospodářství zároveň spotřebován. Další prodej získaného energetického produktu (paliva, energie) tedy v případě podané žádosti o podporu pěstování energetických plodin při současném zpracování na vlastním hospodářství zůstává zapovězen (Bednár, 2008.

6.2 Dotace na výstavbu bioplynových stanic V roce 2011 vláda ČR na několik měsíců zastavila podporu pro výstavbu bioplynových stanic. Přesto se tato alternativa pro zemědělství produkující potraviny těší širokému zájmu zemědělských podniků bez ohledu na velikost. Ministerstvo zemědělství 10. listopadu 2011 znovu spustilo investiční podporu bioplynových stanic a tím rozhodlo o zvýšení dotací pro bioplynové stanice již na 61 614 Kč/ha (Biom, 2011). Nemění se ani výkupní cena pro BPS, která činí 4,12 Kč/kWh. To je neměnná cena již třetí rok. BPS, které budou spuštěné do konce roku 2012, budou provozovány následujících dvacet let podle současného zákona o podpoře obnovitelných zdrojů energie (Hezký, 2011). Dle ministra zemědělství by přednost mělo dostat efektivní využívání odpadů ze zemědělské a lesnické výroby a využívání těchto odpadů a zbytků by mělo být zásadní podmínkou pro přidělování podpor projektům, zabývajícím se obnovitelnými zdroji energie. Rozvoj BPS by měl být organizovaný a smysluplný, nikoli živelný jako v případě slunečných elektráren (Řezbová a Kadeřábek, 2011). Ministerstvo průmyslu a obchodu podporuje výstavbu bioplynových stanic programem Ekoenergie. Dotace je poskytována na základě žádosti o podporu z Programu rozvoje venkova, opatření III. 1. 1. - záměr b. Funkčním celkem v opatření III.1.1 Diverzifikace činností nezemědělské povahy – záměr b) výstavba a modernizace bioplynových stanic, se rozumí takový projekt, jehož výstupem je funkční BPS, pro jejíž provoz v souladu s cíli opatření není zapotřebí realizace dalšího projektu (SZIF, 2011).

33

Záměr b) výstavba a modernizace bioplynové stanice • rekonstrukce a modernizace objektu bioplynové stanice či přestavba jakéhokoli, stávajícího objektu na bioplynovou stanici (stavební materiál, stavební a zemní práce, • rozvody, přípojky základní technické infrastruktury ve vztahu k provoznímu příslušenství • úprava povrchů v areálu bioplynové stanice • nová výstavba objektu bioplynové stanice • pořízení, instalace a zprovoznění příslušných strojních, technologických a regulačních • systémů bioplynové stanice včetně doprovodné technické infrastruktury a rozvodů

6.3 Dotace SAPS – platba na jednotku plochy Hlavním cílem jednotné platby je zabezpečit zemědělcům stabilnější příjmy. Zemědělci se mohou rozhodnout, co chtějí produkovat, přičemž jim bude zaručena stejná výše podpory nezávisle na tom, co produkují. Díky tomu se mohou lépe přizpůsobit poptávce (SZIF, 2006).

6.4 Dotace Top-Up – doplňkové platby Doplňkové platby jsou platby poskytované k Jednotné platbě na plochu (SAPS) v oblastech pěstování lnu na vlákno, pěstování chmele, chovu přežvýkavců (skotu, ovcí, popřípadě koz) na hospodářstvích registrovaných v ústřední evidenci a v oblasti pěstování plodin způsobilých pro platbu na orné půdě. Kromě tradičních plodin pěstovaných na orné půdě jsou národní doplňkovou platbou – pěstování plodin na orné půdě podporovány také množitelské porosty některých druhů plodin. Doplňková platba Top – Up na zemědělskou půdu v roce 2010 činila 514,10 Kč/ha (SZIF, 2010). Dle časopisu Farmář (2012) rozpočet Ministerstva zemědělství letos prozatím neumožňuje vyplácení národních doplňkových plateb. Ministerstvo financí nevyhovělo 34

žádosti zemědělského resortu a neposkytlo mu na rok 2012 finanční prostředky pro výplatu národních doplňkových plateb. Ministerstvo zemědělství se bude dál snažit peníze na top-up získat. Pokud se peníze podaří získat, budou žádosti o výplatu top-up přijímány, ale v pozdějším termínu, než je obvyklé. Čeští zemědělci a venkov letos získají v rámci společné zemědělské politiky z evropských zdrojů zhruba 36 miliard korun (např. formou jednotné platby na plochu SAPS a v Programu rozvoje venkova). Národní dotace na podpůrné programy letos dosáhnou výše 831,7 milionu korun.

35

7 EKONOMIKA PĚSTOVÁNÍ PLODIN NA VÝROBU BIOPLYNU 7.1 Kukuřice na siláž Bilanci nákladových položek pěstování kukuřice na siláž dle Kavky (2006) uvádí tab. 4

Poř. č.

Období

Operace

Variabilní náklady + fixní stroje v Kč/ha

1

Před podmítkou

Podíl vápnění → 2 t/ha mletého vápence.

310

2

Den D – podmítka

Podmítka s výsevem zeleného hnojení.

960

3

Nejpozději týden před orbou

Hnojení 40 kg P a 120 kg K, (P – superfosfát, K – draselné soli).

2140

4

Těsně před orbou

Hnojení statkovými hnojivy 40 t/ha (cena za tunu cca 250,- Kč).

10000

5

Konec září

Zaorávka hnoje (25-30 cm hloubka).

6

Nejpozději do poloviny října

Mulčování včetně zaorávky zeleného hnoje.

7

březen

Časná jarní úprava, vláčení do hloubky 3-4 cm. Likvidace vzcházejících plevelů.

230

8

Začátek dubna

Kypření půdy.

410

9

Do 20.4.

Hnojení N před setím cca 70 kg/ha.

10

Do 25.4.

Předseťová příprava, kypření půdy 6-8 cm.

11

Do 5.5.

Setí, velmi kvalitní mořené semeno, 80-100 tis. rostlin/ha, min teplota půdy 6-8°C.

3445

12

Ihned po zasetí

První aplikace herbicidů.

1540

13

Po zasetí

Válení.

280 425

14

Fáze 3 listů

Plečkování – mechanické ošetření proti plevelům, provzdušnění povrchové vrstvy půdy – meziřádková aplikace močůvky do půdy.

15

Fáze 5-6 listu

Hnojení N po vzejití, 25kg/ha.

655

16

Fáze 2-4 listu

Druhá aplikace herbicidů 0,25 l/ha na dvouděložné plevele.

1240

Sklizeň na siláž.

2210

17

1255 1440

1490 650

18

Ihned po sklizni

Odvoz sklizené hmoty traktorem.

700

19

Ihned po sklizni

Konzervace do žlabů nebo věží.

710

20

Ihned po naskladnění

Zakrytí silážního žlabu. Celkem

839 30929

36

− Plocha 200 ha − Výnos zelené hmoty 35 t/ha zelené hmoty − Obsah sušiny 30% − Dotace SAPS – jednotná platba na plochu 4686,50 Kč/ha − Celkem výnos 7000 t na 200 ha plochy − Celkem náklady 30 929 Kč/ha − Náklady po odečtení platby SAPS 26 242,50 Kč/ha − Náklady na 200 ha po odečtení dotace SAPS 5 248 500 Kč − Náklady na 1 t siláže 749,79 Kč − 1 t siláže cca 150 – 200 m3 bioplynu (175 m3) − 150 – 200 m3 → 330 – 440 kWh (385 kWh) Výsledek s využitím podpory zeleného bonusu: − cena 1 kWh → 4,120 Kč/kWh → 4 120 Kč/MWh − 7000 t x 385 kWh = 2 695 000 kWh = 2 695 MWh − 2695 MWh x 4 120 = 11 103 400 Kč − Zisk: 11 103 400 - 5 248 500 = 5 854 900 Kč Výsledek bez využití podpory zeleného bonusu: − cena 1 kWh → 1,05 Kč → 1 050 Kč/MWh − 7000 t x 385 kWh = 2 695 000 kWh = 2 695 MWh − 2695 MWh x 1 050 = 2 829 750 Kč − Ztráta: 2 829 750 – 5 248 500 = - 2 418 750 Kč Z toho vyplývá, že bez podpory zeleného bonusu nemůže být výroba elektřiny z bioplynu rentabilní. 37

7.2 Krmný šťovík Bilanci nákladových položek krmného šťovíku dle Výzkumného ústavu zemědělské techniky (2012) uvádí tab. 5 Technika

Materiál Poř Opakov . č. atelnost

1 2

0,1 0,1

3 4

0,1 0,1

5

0,1

6 7

0,1 0,1

8

0,1

9

1

10 11 12

1 1 1

13 14

20 0,5

15

1

Název operace

Spotřeba Náklady Pracno pohonných Kč/ha st hmot l/ha

Vápnění 2t/ha včetně dopravy a vody (mletý vápenec) 128,4 Podmítka 0 Hnojení K (draselná sůl) 304,2 Střední orba 0 Příprava půdy – kombinátory 0 Setí – osivo Rumex (5,5 kg/ha, cena za kg 375 Kč) 206,3 Válení po setí 0 Plošný postřik (300 l/ha včetně dávky vody) 98,5 Hnojení N (0,2 t/ha LAV) 1097,6 Plošný postřik (300 l/ha včetně dávky vody) 105 Sečení šťovíku (10 t) 0 Sběr a lisování 0 Doprava středně objemových hmot 0 Kypření 0 Hnojení K (draselná sůl) 1589,25 Celkem

38

Celkem variabilní Náklady náklady v Kč/ha Kč

0,71 0,25

5,2 5,6

76 49,5

204,4 49,5

0,29 0,67

2 20

27,5 141,5

331,71 141,5

0,24

8,2

69,5

69,5

0,29 0,2

3,5 3,4

39,5 18

245,75 18

0,25

1,8

24,5

123

0,25

1,5

235

1332,6

0,25 0,42 0,4

1,8 6 5,8

245 570 905

350 570 905

0,03 0,42

0,5 6,5

234 282,5

234 282,5

0,25

1,5

235

1824,25 6681,71

− Plocha 200 ha − Výnos suché hmoty 10 t/ha, výnos zelené hmoty cca 30 t/ha − Dotace SAPS – jednotná platba na plochu 4686,50 Kč/ha − Celkem výnos t na 200 ha plochy − Variabilní náklady 6 681,71 Kč/ha − Fixní náklady 3 193 Kč/ha − Celkem náklady 9 820,71 Kč/ha − Náklady po odečtení platby SAPS 5 134,21 Kč/ha − Náklady na 200 ha po odečtení dotace SAPS 1 026 842 Kč − Náklady na 1 t siláže 513,42 Kč

Vzhledem k tomu, že se mi nepodařilo najít informaci o výtěžnosti bioplynu z jedné tuny zelené hmoty krmného šťovíku, nedá se určit zda-li je šťovík rentabilní. Výtěžnost bioplynu závisí na mnoha faktorech: zda bude substrát šťovíku metanogenizován samostatně nebo ve směsi, bez nebo s přídavkem exkrementů hospodářských zvířat, jaký bude režim anaerobního vyhnívání, v jakém období byl šťovík sklizen (mpoefekt.cz, 2012). V ČR se využitím šťovíku pro energetické účely zabývají vědecké týmy. Bohužel přesné informace nejsou dostupné. Dle Petříkové a Káry (2007) je kvalita biomasy z krmného šťovíku vysoká a významná pro výrobu bioplynu v bioplynových stanicích. Bioplyn z krmného šťovíku v ČR zatím žádná bioplynová stanice nevyrábí. Jedná se pouze o vědecké výzkumy.

39

7.3 Čirok Bilanci nákladových položek čiroku dle Výzkumného ústavu zemědělské techniky (2012) uvádí tab. 6

Poř. č.

Opakova telnost

1 0,1

Název operace

Vápnění 2t/ha včetně dopravy a vody (mletý vápenec) Hnojení K (draselná sůl) Rozmetání hnoje (chlévský hnůj 30 t) Střední orba Příprava půdy – kombinátory Setí – osivo čiroku do zpracované půdy

2

1

3 4

0,15 1

5

1

6

1

7

1 Válení po setí

9

Plošný postřik (300 l/ha 1 včetně dávky vody) Hnojení N (0,2 t/ha 1 LAV)

10

1 Sečení porostu

8

11 13

Materiál

Technika

Náklady Kč/ha

Prac nost

Spotřeba pohonných hmot l/ha

128,4

0,71

5010,25

Nákla dy Kč/ha

Celkem variabilní náklady v Kč

5,2

76

204,4

0,36

2,4

5335,25

675 0

1,25 0,71

23,6 17

325 377,2 5 1265

0

0,24

8,2

695

695

1527

0,29

3,5

395

1922

0

0,2

3,4

180

180

234,9

0,25

1,8

245

479,9

1097,6

0,25

1,5

235

1332,6

0

1,43

5,5

570

570

0

0,83

4,5

655

655

0

0,25

3,5

230

1 Lisování (10 t) Doprava (výnos nad 10 20 t) Celkem

1052,25 1265

230 13921,4

40

− Plocha 200 ha − Výnos suché hmoty 10t/ha, výnos zelené hmoty 30 t/ha − Dotace SAPS – jednotná platba na plochu 4686,50 Kč/ha − Celkem výnos 2000 t na 200 ha plochy − Variabilní náklady 13 921,40 Kč/ha − Fixní náklady 3596 Kč/ha − Celkem náklady 17 517,40 Kč/ha − Náklady po odečtení platby SAPS 12 830,90 Kč/ha − Náklady na 200 ha po odečtení dotace SAPS 2 566 180 Kč − Náklady na 1 t siláže 1 283,09 Kč − Z plochy 200 ha získáme 10 t sušiny čiroku tj. 2000 t sušiny − 10 tun sušiny poskytuje výtěžnost bioplynu okolo 4500 m3 plynu při obsahu metanu zhruba 53 % tj. výtěžnost čistého metanu 2 385 m3 − 1 t sušiny je zhruba 450 m3

238,5 m3 čistého metanu

− 1 m3 čistého metanu je přibližně 9,9 kWh elektrické energie − 238,5 x 9,9 = 2 361,15 kWh − 2 361,5 x 2000 = 4 722 300 kWh

4 722 MWh

− 4 722 MWh x 4 120 = 19 454 640 Kč − Zisk: 19 454 640 – 2 566 180 Kč = 16 888 460 Kč Čirok díky vysokému výnosu nadzemní hmoty při relativně nízkých nákladech (oproti kukuřici) je vhodnou plodinou k výrobě bioplynu. Z výpočtu vyplývá, že jeho pěstování je ziskové. Nevýhodou však je, že se jedná o širokořádkovou plodinu, tudíž zde může docházet k erozi půdy, což můžeme změnit novými technologiemi viz. kapitola 5.

41

8 ZÁVĚR Cílem bakalářské práce bylo zpracovat přehled o pěstování plodin vhodných pro výrobu bioplynu v ČR a okolních státech. Úvodem se zaměřuje na biomasu a její energetické využití, anaerobní fermentaci, bioplyn a jeho použití pro výrobu tepla, elektrické energie a v dopravě. Podrobněji je v práci popsáno využívání bioplynu v ČR, související nařízení, pobídky k pěstování energetických rostlin a k produkci obnovitelných zdrojů energie. Nedílnou součástí práce je zpracování základní ekonomické bilance u vybraných plodin, tj. kukuřice na siláž, krmný šťovík a čirok. Ze zjištěných údajů vyplývá, že pěstování kukuřice na siláž i čiroku pro účely produkce bioplynu je rentabilní. Důležitou roli však mají dotační tituly (SAPS, TOP – UP, dotace na výstavbu BPS, garantované výkupní ceny a zelené bonusy), bez nich totiž není produkce bioplynu rentabilní. Bioplyn v současné době není schopen vytlačit fosilní paliva z jejich dominantního postavení na trhu s energiemi. Důvodem je vysoká cena OZE a investiční náklady. Aby mohly OZE konkurovat neobnovitelným zdrojům energie, musely by být k neobnovitelným zdrojům energie započteny další náklady, které tvoří celkovou cenu energie, např. zpoplatnění vypouštění skleníkového plynu CO2 – tzv. uhlíková daň, zpoplatnění následků těžby paliv, náklady na ochranu zdrojů surovin atd. Bioplynové stanice vycházejí ze všech variant OZE zdaleka nejlépe. Na rozdíl od zdrojů větrné energie nenarušují vzhled krajiny. Vodní elektrárny zase představují riziko narušení stability vodních toků a fotovoltaika zatěžuje spotřebitele výrazně vyšší cenou vyprodukované energie. Bioplyn představuje přínos nejen jako energetická surovina, ale také ekologickým přínosem, protože přispívá ke snižování „skleníkového efektu“, tudíž k ochraně klimatu a životního prostředí. Nespornými výhodami jsou také využití nepotřebné zemědělské půdy, která už neslouží k produkci potravin, likvidace zemědělského odpadu, zdroj příjmů zemědělců a zaměstnanost venkova. Produkce bioplynu představuje také určité riziko. Jelikož zemědělci rozšiřují plochy pěstovaných plodin k energetickým účelům (např. pěstováním širokořádkových 42

plodin), což zvyšuje riziko smyvu půdy, snížení úrodnosti, vyšší výskyt povodní, sucha, přemnožení škůdců a tím dochází ke zbytečnému zatížení krajiny.

43

9 SEZNAM ZKRATEK •

BP – bioplyn

•

BPS – bioplynová stanice

•

ČOV – čistička odpadních vod

•

FNR – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (agentura pro obnovitelné zdroje)

•

MHD – městská hromadná doprava

•

OZE – obnovitelné zdroje energie

•

ERÚ – energetický regulační ústav

•

NAP – národní akční plán

•

MEŘO – metylester řepkového oleje

•

HTS – hmotnost tisíce semen

•

WWF – World Wide Fund (světový fond na ochranu přírody)

•

GAEC – dobrý zemědělský a environmentální stav

44

10 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY HRABĚ, František a Karl BUCHGRABER. Pícninářství: travní porosty. Vyd. 1. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2004, 149 s. ISBN 80-715-7816-9. KAVKA, Miroslav. Normativy zemědělských výrobních technologií: pěstební a chovatelské technologie a normativní kalkulace (práce, materiál, energie, náklady, produkce, tržby, příspěvek na úhradu fixních nákladů). Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2006, 376 s. ISBN 80-727-1164-4. KAVKA, Miroslav. Normativy pro zemědělskou a potravinářskou výrobu: technologické, technické a ekonomické normativní ukazatele. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2006, 400 s. ISBN 80-727-1163-6. KUCHTÍK, František. Pěstování rostlin: celostátní učebnice pro střední zemědělské školy. Vyd. 2. Třebíč: FEZ, c1998, 92 s. ISBN 80-901-7897-9. Udržitelné technologie pro rozvoj: příručka pro implementaci udržitelných technologií v rozvojové spolupráci. Editor Tomáš Tožička. Praha: Adra, 2009, 123 s. ISBN 978-80254-6105-1. MALAŤÁK, Jan a Petr VACULÍK. Biomasa pro výrobu energie. Vyd. 1. Praha: Česká zemědělská univerzita v Praze, 2008, 206 s. ISBN 80-213-1810-6. MURTINGER, Karel. Energie z biomasy. 1. vyd. Brno: ERA, 2006, 94 s. ISBN 80-7366071-7. PASTOREK, Zdeněk, Jaroslav KÁRA a Petr JEVIČ. Biomasa: obnovitelný zdroj energie. Praha: FCC Public, 2004, 286 s. ISBN 80-865-3406-5. PASTOREK, Zdeněk. Využití odpadní biomasy rostlinného původu. Praha: Ústav zemědělských a potravinářských informací, 2000, 65 s. Metodiky pro zemědělskou praxi. ISBN 80-727-1055-9.

45

PETŘÍKOVÁ, Vlasta. Energetické plodiny. 1. vyd. Praha: Profi Press, 2006, 127 s. ISBN 80-867-2613-4. ROTREKL, Jiří. Zemědělská entomologie: nejdůležitější hmyzí škůdci polních plodin. Vyd. 1. V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2000, 83 s. ISBN 80-7157473-2. VRZAL, Jaroslav a Daniel NOVÁK. Základy pěstování kukuřice a jednoletých pícnin. 1. vyd. V Praze: Institut výchovy a vzdělávání Ministerstva zemědělství ČR, 1995, 32 s. VÁŇA, Jaroslav a Antonín SLEJŠKA. Bioplyn z rostlinné biomasy: Phytomass for biogas : (studijní zpráva). 1998. ISBN 80-727-1025-7. ZIMOLKA, Josef. Kukuřice: hlavní a alternativní užitkové směry. 1. vyd. Praha: Profi Press, 2008, 200 s. ISBN 978-80-86726-31-1 (VáZ.). FALTA, Karel. Vysoké výnosy kukuřice a eliminace eroze. [online]. 2011, s. 1 [cit.2012-04-20]. Dostupné z: http://www.horsch.com/german/gindex.php?id=765&action=news_cz ROTREKL, Jiří. Stanovení optimálního termínu pro chemické ošetření kukuřice proti zavíječi kukuřičnému. [online]. s. 4 [cit. 2012-04-20]. Dostupné z: http://www.vupt.cz/dokumenty/pub_07/rot_07_04.pdf ROTREKL, Jiří. Zavíječ kukuřičný (Ostrinia nubilalis) na kukuřici a ochrana proti němu. [online]. s. 9 [cit. 2012-04-20]. Dostupné z: http://www.vupt.cz/dokumenty/rot_06_11.pdf CHROMÝ, Zdeněk. Sněť kukuřičná - nejrozšířenější choroba kukuřice. [online]. 2007, s. 8 [cit. 2012-04-20]. Dostupné z: http://eagri.cz/public/web/file/59935/Snet_kukuricna_web.pdf KOCOUREK, František a Petr KROUTIL. Metodika ochrany proti bázlivci kukuřičnému (Diabrotica virgifera Le Conte) v oblasti jeho kontinuálního šíření v ČR. [online]. 2011, s. 12 [cit. 2012-04-20]. Dostupné z: 46

http://eagri.cz/public/web/file/118424/Metodika_ochrany_proti_Dvv_pro_rok_2011.pdf STUPAVSKÝ, Vladimír: Zelená podpoře tepla pro zdroje na biomasu a bioplyn zajistí nižší náklady spotřebitelů. Biom.cz [online]. 2012-01-09 [cit. 2012-02-14]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655. MUŽÍK, Oldřich, KÁRA, Jaroslav: Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR. Biom.cz [online]. 2009-03-04 [cit. 2012-04-20]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655. ŘEZBOVÁ, Helena a Marek KADEŘÁBEK. Zemědělské bioplynové stanice v ČR. Farmář. 2011, č. 6, s. 3. ISSN 1210-9789. Česká republika. Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 7/2011 ze dne 23. listopadu 2011, kterým se stanovuje podpora pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných energetických zdrojů. In: č. 265/1991 Sb. 2011. [cit. 2012-02-12]. Dostupné z: http://www.eru.cz/user_data/files/cenova%20rozhodnuti/CR%20elektro/2011/ER%20C R%207_2011OZEKVETDZ.pdf Publikace: Energetická efektivnost bioplynových stanic. In: [online]. 20. 1. 2012 [cit. 2012-02-12]. Dostupné z: http://www.czba.cz/aktuality/publikace-energetickaefektivnost-bioplynovych-stanic.html PETŘÍKOVÁ, Vlasta. Šťovík - krmná, energetická i průmyslová plodina. Farmář. 2011, č. 2, s. 3. ISSN 1210-9789. Česká republika. Nařízení vlády, kterým se stanoví podmínky pro poskytnutí finanční podpory za uvádění půdy do klidu a zásady pro prodej řepky olejné. In: č. 86/2001 Sb. roč. 2001, 33. Dostupné z: http://aplikace.mvcr.cz/archiv2008/sbirka/2001/sb03301.pdf

47

FUKSA, Pavel, HAKL, Josef: Využití pícních plodin pro výrobu bioplynu. Biom.cz [online]. 2009-11-25 [cit. 2012-03-26]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655. TREBLIN, Johanna. Mais-Wüste Deutschland. [online]. s. 1, 23. 2. 2011 [cit. 2012-0220]. Dostupné z: http://www.klimaretter.info/energie/hintergrund/8008-mais-wuestedeutschland PETERSEN, Volker. Einteilung - Energiepflanzen. In: [online]. 2011 [cit. 2012-03-26]. Dostupné z: http://www.energiepflanzen.info/pflanzen/ ZÁRUBA, Jiří. Bázlivec kukuřičný – významný škůdce již u nás. Farmář. 2010, č.7, s. 4. ISSN 1210-9789. http://www.gymnazium.milevsko.cz/projekty/oze/bioplynove_elektrarny.html, [cit. 2012-02-14]. http://www.vpagro.cz/kukurice/kukurice-ochrana/kukurice-herbicidy http://www.tzb-info.cz/vyse-vykupnich-cen-a-zelenych-bonusu [online], TZB- INFO, 2011, [cit. 2012-03-26]. http://www.unendlich-viel-energie.de/de/detailansicht/article/226/biogasanlagen-indeutschland-1992-2011.html Biogas in Österreich. [online]. 2009, s. 1, 4. 2. 2011 [cit. 2012-03-26]. Dostupné z: http://www.klimaaktiv.at/article/archive/13807/ „Mapa bioplynových stanic, CZ Boim, 2009“. [cit. 2012-03-26]. Dostupné z: http://biom.cz/cz/produkty-a-sluzby/bioplynove-stanice SLADKÝ, Václav: Farmářské bioplynové stanice v Rakousku. Biom.cz [online]. 200201-11 [cit. 2012-03-26]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655. 48

Bioplyn - v Polsku se začíná boom v zařízeních na výrobu bioplynu [online]. 25. 2. 2010 [cit. 2012-03-26]. Dostupné z: http://energiaodnawialna.net/index.php?option=com_content&view=article&id=1174:bi ogaz-w-polsce-wanie-zaczyna-si-boom-na-biogazownie&catid=36:news&Itemid=81 PETŘÍKOVÁ, Vlasta: Půdní eroze a energetické plodiny. Biom.cz [online]. 2008-09-24 [cit. 2012-02-11]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655. http://www.energie-portal.sk/Dokument/bioplynove-stanice-v-sr-100191.aspx ŘEZBOVÁ, Helena a Marek KADEŘÁBEK. Problematika financování zemědělských bioplynových stanic. Farmář. 2011, č. 10, s. 2. ISSN 1210-9789. http://www.szif.cz/irj/portal/anonymous/CmDocument?rid=%2Fapa_anon%2Fcs%2Fob ecne_informace%2Fsaps%2F01%2F2dbe944a-fc00-0010-5eae-bc41791d164f.xml Budou prostředky na platby top-up?. Farmář: informační měsíčník pro zemědělce. 2012, č. 3, s. 1. ISSN 1210-9789. KÁRA, Jaroslav, PETŘÍKOVÁ, Vlasta: Krmný šťovík a jeho využití pro výrobu bioplynu. Biom.cz [online]. 2007-11-27 [cit. 2012-02-11]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655. BEDNÁR, Jan: Podpora pěstování energetické biomasy v ČR a v kontextu s EU. Biom.cz [online]. 2008-11-10 [cit. 2012-04-8]. Dostupné z WWW: . ISSN: 1801-2655. HEZKÝ, Petr. Nové možnosti u rostlin pro výrobu bioplynu. Farmář. 2011, č. 12, s. 2. [cit. 2012-03-12]. ISSN 1210-9789. KOCOUREK, František a STARÁ, Jana. Zavíječ kukuřičný. Úroda časopis pro rostlinnou výboru vyd. Min. Zemědělství a Výživy [cit. 2012-03-12]. ISSN 0139-6013. 49

Výzkumný ústav zemědělské techniky. Dostupné z: http://svt.pi.gin.cz/cgibin/start99.cgi - Náklady kukuřice silážní, čirok, krmný šťovík. [cit. 2012-03-12]

50