Rychle rostoucí dřeviny Fytomasa, druhy RRD, pěstování, hrozby. Ing. Marek Chládek
Obsah
Co vás čeká Používané
pojmy
Fytomasa Ryhlerostoucí
dřeviny Motivace k pěstování Energie ze štěpky Jak pěstovat VIDEA Hrozby Legislativa a Dotace
Pojmy
Používané termíny RRD – rychle rostoucí dřevina
klon – jedinec rostoucí z řízků vyšlechtěné RRD Spalné teplo – veškerá energie uvolněná při spalování (J/kg) Výhřevnost – energie využitelná na vytápění nebo výrobu elektřiny (J/kg) Vlhkost – obsah vody ve dřevě (%)
prm – prostorový metr krychlový (s mezerami mez částicemi, sypaná
štěpka, sypaná polínka) plm – plnometr je 1m3 jen dřeva Fytomasa – část biomasy, je produktem fotosyntézy rostlin
Pojmy
prm versus plm Palivová polena
1m3 = 1plm
=
1,55 prm (rovnaného)
=
2,55 prm (sypaného)
Štěpka
1m3 = 1plm
=
? prm (rovnané)
=
3 prm (sypané)
Fytomasa
Energie z fytomasy 1. Fytomasa
nabývá různých forem: - dřevo, stonky, listy a oplodí.
Obsah
těžkých kovů v palivech z fytomasy se přibližuje nule.
Záměrná akumulace (šťovík) těžkých kovů (skládky) – odloučení ze spalin
Energie
obsažená ve fytomase (13-18 MJ/kg - dle obsahu vody) je srovnatelná se severočeským hnědým uhlím.
Fytomasa
Energie z fytomasy 2. Využití: - spalováním nebo ji - biochemicky přeměnit (kvašením, esterifikací) na další ušlechtilá biopaliva jako je bioplyn , bionafta nebo etanol
Nejlépe dosažitelná je tzv. zbytková fytomasa, což jsou sklizňové zbytky v zemědělství a dřevní odpad v lesnictví jejichž množství je odhadováno na 8 - 10 tis tun/rok
Typy biopaliva: štěpka, pelety, brikety, balíky, polínka.
Popel -hnojivo.
Fytomasa
Energie z fytomasy 3. Emise
paliv.
z fytomasy jsou výrazně nižší než z fosilních
Fytomasa
je tzv. "CO2 neutrální“.
(spalováním se uvolní tolik CO2, kolik je spotřebováno pro další růst rostlin); ve dřevě není síra, ve slámě je jí 0,1% (2% u hnědého uhlí); dusíku je jen 0,1-0,5% (fosilní mají až 1,4%)
RRD
RRD = Rychle rostocí dřeviny
RRD
Charakteristika RRD Rychlé
a bujné obrážení po obmýtí Vysoká produkce hmoty za vegetaci (rok-12t/ha) Vysoká odolnost ke škůdcům, houbám
RRD
Proč energie z RRD
využití zejm. méně kvalitní zemědělské půdy pro nepotravinářskou produkci
všeobecné zdražení energií pro vytápění /elektřina, plyn, uhlí vlastní ekonomické a ekologické palivo
rozvoj zemědělských oblastí (lepší využití pracovní síly a
mechanizace, posílení místní ekonomiky – peníze za energii zůstávají v regionu, investice do nových technologií)
snížení produkce CO2 a dalších škodlivin náhradou pevných fosilních paliv a snížení závislosti na jejich dovozu
zlepšení obchodní bilance státu
několikanásobná sklizeň za životnost plantáže a možnost získání dotací
RRD
Obecné přínosy RRD? Mohou
působit pozitivně na okolní krajinu a životní prostředí člověka. (např. na
regeneraci orné půdy, zvyšování biodiverzity krajiny, stabilizaci hydrologického režimu, ochrana k erozi) Jsou
především obnovitelným zdrojem energie (OZE). Půda je obohacována živinami - zlepšení celkové bonity (dusíková biosyntéza baktériií na kořenech).
Sklizeň
–vegetační a hnízdní klid Vhodná doplňková činnost pro zemědělce.
Druhy RRD
Vhodné dřeviny Topoly (Populus sp.) a jejich kříženci • bavlníkový
• simonův
• korejský
• maximovičův (maximowicz) • chlupatoplodý
• balzámový
• černý (nigra) • osika (tremula)
• Kanadský
Vrby (Salix sp.) a jejich kříženci • bílá
• jíva
• košíkářská (viminalis)
• lýkovcová
Ostatní dřeviny • Olše lepkavá
• Jasan ztepilý
• Olše šedá, Jilm horský
• Bříza bradavičnatá
Druhy RRD
Topol (TP) - nejčastější Původ
šlechtění: Japonsko (japonský TP)
Hustota
sušiny: 400 kg/plm, 530 kg/prm
Klony
♀, ♂, J104 (Max 5), J105 (Max4), AF2, AF8
-
Nároky:
do 650mnm, srážky 500mm/rok
Výhřevnost
(vlhkost 25%):
TP – 12,3 MJ/kg
Dub – 13,2 MJ/kg
TP – 6500 MJ/prm
Dub – 11000 MJ/prm
RRD - Topol
Trocha historie Topolu „Japonský“
topol – kříženec černého a
maximowiczova Křížení
Po
- 1880 v Japonsku pro papírnictví
roce1960 se objevuje jako RRD v Evropě
na plantážích Po
roce 1980 již výzkumy u nás
Z testů vyšli nejlépe pro naše podmínky klony J-105* a J-104
(*85% všech pěstovaných RRD)
Typy kultur Matečnice RRD reprodukční porost
RRD plantáž RRD
Výmladková produkční porost
Lesnická lignikultura nebo silvikultura
1 rok
3-6 let
15-20 let
Opakování sklizně
ano: 10 až 15x
ano: 4 až 7x ve stejném porostu
není možné
Zakládání na půdě
zemědělské
zemědělské
v ČR pouze na lesní
Obvyklé obmýtí
Sortiment dřevin pro výsadbu
Hustota výsadby Cílový produkt
Výnos za celou existenci porostu
topoly a vrby resp. jejich klony a odrůdy specifikované pokyny MZe, MŽP a předpisy místních obcí
topoly dle seznamu uznaných klonů MZe
10000 – 20000 ks/ha
8000 – 20000 ks/ha
270 – 630 ks/ha
řízky pro zakládání výmladkových plantáží
štěpka pro energetické a průmyslové využití
sortimenty pro dřevařské využití
100 až 500 tis. řízků/ha/rok
5-19 t/ha/rok (sušiny*)
500-600 m3/ha/20-25 let (5-11 t/ha/rok sušiny*)
* = 0% vhkosti
Druhy RRD
Vrba (VR) Původ:
Evropa
Hustota Klony
- ♀, ♂, RF4, S-195, S469
Nároky:
sušiny: 500 kg/plm, 665 kg/prm
jak topol, mokřejší stanoviště
Výhřevnost (vlhkost 25%):
VR – 12,8 MJ/kg
Dub – 13,2 MJ/kg
VR – 8500 MJ/prm
Dub – 11000 MJ/prm
Druhy RRD
Olše lepkavá
,
šedá
Jilm
Druhy RRD
Bříza
Motivace
Motivace
Motivace
Máme to pěstovat? Využití
dřevní hmoty je velké.
Dřevní
hmoty z RRD je a ještě dlouho
bude v ČR velký nedostatek. S
pěstováním těchto dřevin jsou již v ČR
dobré zkušenosti. Vyplatí
záměr
se to ? – Kalkulace, podnikatelský
Motivace
Kalkulace zisku Předpoklady:
- vlastníme pozemek, tj. neuvažujeme náklady s jeho pronájmem či koupí žádné dotace od státu prodáváme dřevní hmotu "nastojato" (všechny náklady spojené se sklizní nese odběratel)
Tabulka
kalkulace
Motivace
Ekonomika souhrn - porovnání Pěstování
se vyplatí Po překlenutí neziskové periody (po 3 Řepka 6 a obiloviny kukuřice nebo letech) je do konce životnostiRRD plantáže počítáno s vyšším ziskem než u energetických obilovin či kukuřice. Graf - průměrný zisk za 1 rok z jednoho hektaru. V případě topolů se průměr vztahuje ke konci životnosti plantáže (25 let).
Vyplatí se OK – co dál?
Vyplatí se, tak OK … ENERGIE ZE ŠTĚPKY
Vyplatí se OK – co dál?
Co se štěpkou?
Hlavním odběratelem - lokální a regionálních výtopen a elektráren Nabízí dlouhodobé a stabilní odběratelské smlouvy - jistota Cena štěpky? - rostoucí poptávka po štěpce Cena sušiny: cca 2800,- Kč/t = 500,-Kč/prm oblast energetiky, (bio)rafinérie, papírny Pěstování nebude „zlatý důl“, ale spíše stabilní a pozitivní zdroj financí
Energie
Energie ze štěpky Štěpka Voda 50g
– nejčastější forma
ve dřevě : dřevařská vlhkost
dřeva + 50 g vody v něm = 100% vlhkost
Vlhkost
– výrazné snížení výhřevnosti
Vlhkost
při sklizni cca 50%
Vlhkost
- rok deponie výhonů – cca 27%
Speciální
předsoušecí kotle
Sklizeň
KOTLE – polínka, dřevozplyňující
Sklizeň
KOTLE – na štěpku Video – hořák na štěpku
Energie
Vliv vlhkosti Vliv vlhkosti dřeva na výhřevnost a obj. hmotnost dřeva ( Topolu, smrku aj. měkkých dřevin)
Vlhkost [%]
Výhřevnost [MJ/kg]
Objemová hmotnost [kg/m3]
0
18,6
355
10
16,4
375
20
14,3
400
30
12,2
425
40
10,1
450
50
8,1
530
Energie
Energie
Co je doma, to se počítá 100 m2 – 200kW/m2/rok – 20MWh/rok
tj. 75GJ/rok
Energie
Co je doma, to se počítá • 75GJ/rok: • Cena vyrobené sušiny štěpky: cca 150 Kč/GJ výhřevnosti • Tedy: 2100,- Kč/tunu ; 400Kč/prm ; 750Kč/plm • Cena kupované sušiny štěpky cca 200 Kč/GJ výhřevnosti 200*75 = 15
000 Kč za vytápění/rok
Energie
Co je doma, to se počítá Štěpka spalována v kotli na štěpky (80% účinnost)
Energie
Chci být samostatný Dobré plantáže dávají 12 t sušiny/ha/rok Výhřevnost sušiny štěpky je minimálně 14 MJ/kg = 14GJ/t Za rok protopím 75GJ tj: 75:14 = 5,4 tuny štěpky Kolik potřebuji plochy plantáže ?
0,5 hektaru (50*100 metrů) 5,4: 12 = cca
Jak pěstovat
Jde se do toho ...
Jak pěstovat
Jde se do toho … 1. 2. 3. 4.
5. 6. 7.
Rozhodnutí – technika, pozemky, ekonomika Výběr vhodné lokality Vhodnost pozemku – úřad ŽP Vlastní pozemky? – nájem na 15-25 let Vypracování projektu – předložení Realizace – příprava ploch a sadba Dotace ?
Jak pěstovat
Chronologie – cca 25 let 1. 2. 3. 4. 5.
6. 7. 8.
PŘÍPRAVNÉ PRÁCE ZALOŽENÍ PLANTÁŽE PRÁCE BĚHEM RŮSTU SKLIZEŇ – OBMÝTÍ OPAKOVÁNÍ 3. A 4 BODU LIKVIDACE PLANTÁŽE Přestávka - pícniny Opět založení nebo návrat k původním plodinám
Jak pěstovat
Založení plantáže podzim
2011 – zorání pole (méně plevele) zima 2011-12 – mráz rozruší hroudy, nutno hodně sněhu, vláhy Březen 2012– vláčení a následně brzké sázení Příprava řízků před sadbou– máčení, přesné spony, přímé řádky, Sadba (do poloviny dubna 2012)– dle typu plantáže, ruční, strojní
Jak pěstovat
Příprava plantáže čtyř pluh
Diskové brány smyk
Brány hrotové
Jak pěstovat
Formy sadby Řízky
– 20cm dlouhé, Ø 1cm, 2dny máčet Šikmo, 3 pupeny nad zemí (4Kč) Prýty – délka 2 metry, Ø 3-4cm (40Kč) Kořenáče – drahé, dosazování (20Kč)
Jak pěstovat
Formy sadby
Jak pěstovat
Způsoby sadby Zcela
ručně – řízky, kořenáče (dosazování) Zemním vrtákem – prýty Poloautomatické sazeče – řízky i prýty Automatické sazeče
Jak pěstovat
Způsoby sadby
Jak pěstovat
Způsoby sadby - VIDEA Zcela
ručně
Zemním
vrtákem – prýty
Poloautomatické Automatické
sazeče – řízky i prýty
sazeče - Řízků, prýtů
Jak pěstovat
Sadba – pár čísel 500 hekterů
Plocha RRD v ČR v roce 2011
12 / 200 mm
Průměr a délka řízku pro sadbu
2-5 mm
Tak vysoko se řeže řízek nad pupenem.
+4°C
Maximální skladovací teplota řízků pro krátkodobé skladování
8000 ks
Optimální množství řízků na jeden hektar
5 let
Typická doba od sázení potřebná ke sklizni na dřevo
400 000
Počet řízků, které lze z matečnic vyrobit třetím rokem z 1 ha
10 let
Životnost matečnice
20-25 let
Životnost plantáže na dřevní hmotu
800 000
Cena sazečky na dva řádky
3, 5 milionu
Sklízecí stroj na dřevní štěpku – RT
Jak pěstovat
Během vegetace Po
týdnu– první lístky Konec dubna– zelené řádky červenec 2012– vyšší jak prvňáček Srpen 2012– 4měsíce, kolem 2 metrů podzim – 7 měsíců – 3metry Zima –možný sběr prýtů, vznik „matečnice“ (matečnice zima-video) Jaro 2013 – růst matečnic s korunou
Jak pěstovat
Během vegetace
Jak pěstovat
Další roky
- údržba plantáže – mechanicky nebo chemicky
Jak pěstovat
Po těžbě- možné hnojení
Jak pěstovat
Další roky - obražení prýtu po zimní těžbě – duben 2013
Jak pěstovat
Další roky - selekce obražení matečnice – zima 2013
Jak pěstovat
Další roky - lignikultura
Jak pěstovat
Další roky - 4,5 roku - 2016 Bez těžby prýtů v roce 2013
„Polýnkaření“
Jak pěstovat
Další roky - 7 rok - 2019 Bez těžby prýtů v roce 2013
„Polýnkaření“ – těžba motorovou pilou nebo harvestorem
Sklizeň
Sklizeň, využití dřeva Vegetační
klid - zima (50% sušina), bez listí
Na
prýty – po 1-2 letech (matečnice)
Na
štěpku – po 2 až 3 letech (2015)
Na
kulatinu (polínkáři) – po 5 letech (2017)
Na
překližku (dýha) – některé klony – 8 leté
Na
nábytek , sauny, řezbářství apod.
Sklizeň
Sklizeň - způsoby Ruční
motorovou pilou Štěpkovače na kombajny Štěpkovače stabilní Štěpkovače tahané Mícení , štěpkování suché hmoty z jara Harvestory
Sklizeň
Sklizeň - VIDEA Ruční
motorovou pilou
Štěpkovače Mícení Drtiče
na kombajny 1 2 3 4 přesílené
na vlečku, štěpkovače stabilní
a velké stěpkovače
Štěpkovač
s rukou na plantáži
Mícení
, štěpkování suché hmoty z jara
Mícení
– drcení – balíkování, 2
Harvestory
1,2
Jak pěstovat - likvidace
Likvidace / obnova plantáže Existence
plantáže 15-25 let 3-5 leté obmýtí sklizeň – 4-8 krát 7-8 leté obmýtí sklizeň – 2-3 krát Snížení bonity půdy (hnojení ?), staré „nevýkonné“ kořeny Provádění -pozdní podzim, brzké jaro Pařezová fréza, vrták nebo kultivátor Videa: fréza; vrták vnější, dutý; kultivátor Vyorání + sběr, chemicky pařezy – bez reziduí Roční přestávka – hnojení (i zelené), obilniny
Hrozby
Hrozby?
Hrozby
Hrozby? Počasí
– sucho, vítr a kroupy v
1.roce Zaplevelení – brány, chemicky Zvěř – rytí prasat, vytloukání srnců, okus Výskyt ojedinělý: Hmyz - požerky listů Houby -dřevokazné, listové, kůry
Hrozby
Ochrana – proti zaplevelení Jedna
z největších hrozeb Příprava orbou, diskové bránany Roundup aktiv - před orbou ! STOMP - ihned po výsadbě (březen) FUSILADE - na jednoleté plevely v řádcích BASTA - přes pařezy
Škůdci -hmyz
Mandelinka topolová Larva
i brouk se živí listy - video
Škůdci
Mšice vlnatá Stadia
sají šťávu
Škůdci
Zobonoska topolová Larva
se živí listy Kukla z listu
Škůdci
Kozlíček osikový Larvy
a imaga požerky
Škůdci
Hranostajník vrbový Larvy
požerky
Škůdci
Ochrana – proti hmyzu Karate
– aplikace se provádí jednou za vegetační období DECIS Mospilan – hubí především mandelinky topolové a bramborové, což jsou největší škůdci.
Houby
Škůdci
Škůdci
Ochrana - houbám Proti
virózám, houbám, plísním, baktériím Dithane Kuprikol
Škůdci
Ochrana – proti okusu, rytí Pachové
ohradníky – pěna na stromy, kůly Pachové a chuťové repelenty - náročné Omaz – (hořký a s pískem) - drahé Opláštění – 1-3 řady běžných olší kolem plantáže Oplocení - nejbezpečnější
Škůdci
Ochrana – proti okusu, rytí
Legislativa
Legislativa http://mail.vukoz.cz/vuoz/biomass.nsf/pages/le
gislativa.html
Nivy
– ne, nepůvodní druh – povolení OŽP
CHKO
aj. – zakázáno Ochranné pásma – Natura 2000 Změna
v evidenci půdy na OD (okras. druhy)
Legislativa
Dotace http://mail.vukoz.cz/vuoz/biomass.nsf/pages/dot
ace.html (Stav k 30.10.2011)
Dotace
na založení porostů (výmladkových plantáží)– pozastaveny
Dotace
na hektar osázené plochy (SAPS a TopUp - Žádost do 15.5. vztahuje se i na již existující porost RRD, vyplácí se každoročně (do 2013)
SAPS
– 2900Kč/ha/rok; Top-Up – 1350Kč/ha/rok
Legislativa
Děkuji za pozornost Ing.
Marek Chládek
Učitel
odborných předmětů „dřevooborů“
SOŠ
a SOU – MŠP Letovice
[email protected]
