Obsah sborníku | Časopis BIOM, články a sborníky | Domovská stránka     

Energetická politika a její dopad na životní prostředí a rozvoj bioenergetiky ve Švédsku

Dr. Kent Nyström

president SVEBIO (Švédský svaz pro bioenergii)

1. ÚVOD

Politika životního prostředí a energetická politika ve Švédsku byla během posledních 15 let zaměřena na náhradu fosilních paliv bioenergií.

Biomasa je materiálem biologického původu, která buď není, nebo je jen v omezeném rozsahu chemicky přeměněna. Příkladem biomasy je dřevo, stromová kůra, sláma, zemědělské plodiny, rákos, atd.

Biopaliva na bázi biomasy jsou vyráběna přímo z různých zemědělských plodin nebo ze surovin z lesů a nebo jsou získávána jako vedlejší produkty v lesním hospodářství. Biopaliva je rovněž možno získat jako odpadní suroviny z domácností a nebo při recyklací papíru, případně jako odpadní dřevo z demolic.

Biopaliva jsou tvořena převážně uhlíkem, kyslíkem a vodíkem v přibližném poměru 50, 6 a 44 %. Obsah síry a těžkých kovů je nízký. Obsah dusíku v biopalivech je podobný jako v ropě, ale nižší než v uhlí.

2. PROČ VYUŽÍVAT BIOENERGII

Existují čtyři hlavní důvody :

1. Životní prostředí

Bioenergie nepřispívá ke klimatickým změnám způsobenými emisemi oxidu uhličitého nebo ostatních “skleníkových plynů” do atmosféry. Prostřednictvím fotosyntézy a růstu je stejné množství uhlíku a ostatních látek, které jsou emitovány při spalování nebo se uvolňují při rozkladu materiálu v přírodě, fixováno v biomase rostoucích stromů a rostlin.

Emise oxidu siřičitého a oxidů dusíku jsou hlavním přispěvatelem okyselování vzduchu, vody a půdy. Vzhledem k tomu, že obsah síry v biopalivech je nízký a je ve velkém rozsahu recyklován, spalování biopaliv nezpůsobuje okyselování.

Obsah těžkých kovů v biomase je nízký a spalování biopaliv nepřispívá ke zvyšování koncentrace těžkých kovů.

Použití biopaliv nemá prakticky žádný vliv na neustálý koloběh přírody a rozkladné procesy i v případě, když je popel z biopaliv dodáván zpět do půdy.

2. Snadné zásobování a domácí zdroje

Biopaliva jsou založena na domácích a obnovitelných zdrojích. Dobře spravované a vhodně kultivované zdroje mohou produkovat suroviny pro výrobu paliv prakticky neomezeně dlouho, pokud nejsou limitovány podmínky pro růst. Dodávky mohou být organizovány a řízeny na regionální úrovni aniž by byly ovlivněny mezinárodními krizemi zvenčí.

3. Zaměstnanost

Jelikož se jedná o domácí zdroje, sklizeň, manipulace a využití biopaliv vytváří pracovní příležitosti pro farmáře, lesní dělníky, příležitostné pracovníky a pod. při sklizni a zpracování paliv a pro pracovníky v samotných provozech výtopen. Význam pro rozvoj venkova a pro život na vesnicích je nesporný. Pracovní příležitosti jsou rovněž vytvářeny v průmyslu při výrobě technologických zařízení.

4. Ekonomika

Vzrůstající využívání biopaliv přispívá velkou měrou k omezenému používání a dovozu fosilních paliv a tak významně posiluje rovnováhu na trhu. Pro farmáře a vlastníky lesů, stejně tak jako pro lesní zpracovatelský průmysl, zvyšující se využívání biopaliv znamená příležitost pro vytváření nových vstupů. Biopaliva úspěšně soutěží s fosilními palivy a redukované ceny paliv pro uživatele vytvářejí obchodní příležitosti pro zpracovatelský průmysl.

3. BIOENERGIE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Biomasa, pokud se správně pěstuje a pokud je s ní správně nakládáno, je obnovitelný udržitelný zdroj. Veškerá biomasa, ať již zůstává nedotčena v porostech nebo se přirozeně rozkládá a nebo je využívána člověkem pro výrobu papíru, stavbu domů, výrobu nábytku, potravin, energie atd., je součástí neustálého koloběhu přírody. Žádná hmota není přidávána a žádná hmota se neuvolňuje z tohoto koloběhu.

Emise z biopaliv jsou nízké ve srovnání s uhlím a naftou. Emise oxidů dusíku (NO_x) jsou ve stejném množství jako u fosilních paliv, emise oxidu siřičitého (SO₂) jsou výrazně nižší, zatímco čisté emise oxidu uhličitého (CO₂) jsou prakticky nulové. Pouze čistý příspěvek CO₂ z biopaliv odpovídá použití fosilních paliv při sklizni a dopravě biopaliv.

4. DODÁVKY A VYUŽITÍ ENERGIE VE ŠVÉDSKU

1.Úvod

Celkové dodávky energie do švédského energetického systému dosáhly v roce 1994 461 TWh včetně elektrické energie vyráběné ve vodních a jaderných elektrárnách. Celkové konečné využité množství dosáhlo 383 TWh. Rozdíl odpovídá výrobním a transportním ztrátám a energii dodané do sítě v zahraničí nebo pro účely mimo energetiku. Biopaliva a rašelina se podílejí z 18 % na celkových dodávkách energie.

Během posledních dvaceti let dodávky surové ropy a různých produktů na bázi ropy systematicky klesaly z podílu odpovídajícího 350 TWh v roce 1970 na 204 TWh v roce 1994. Během téhož období dodávky biopaliv vzrostly ze 43 TWh na 79 TWh.

2. Zdroje biopaliv

Paliva z lesního hospodářství a dřevozpracujícího průmyslu :

Dřevěné palivo produkované přímo v lesích ve formě stromů a nebo vznikající jako odpad, případně získané jako vedlejší produkt v dřevozpracujícím průmyslu je společně s upotřebenými výluhy z průmyslu celulózy převažujícím biopalivem ve Švédsku.

Výroba a využití výluhů kolísá v závislosti na produkci celulózy. Produkce výluhů dosáhla v roce 1994 množství odpovídající 30 TWh. Produkce a využití závisí zcela na průmyslu celulózy a papíru.

Celková výroba paliv na bázi dřeva dosáhla v roce 1994 množství odpovídající 40 TWh. Převážná část paliv byla vyrobena z vedlejších produktů, stromové kůry a ostatních dřevních odpadů z průmyslu celulózy a odpadů na pilách.

Paliva ze zemědělského sektoru :

Sláma je vedlejším produktem pěstování obilí. Je v současné době využívána ve třech oblastních výtopnách v severním Švédsku. Sklizené množství slámy použité jako palivo odpovídalo na konci roku 1994 vyrobené energii 0,03 Twh.

Produkce energie na bázi travních porostů a sena je zatím ve stadiu vývoje v různých pilotních projektech. Za nejvhodnější druh je považován kanárský rákos (výnos 5-7 tun suché hmoty/ha/rok), který může být pěstován po celém území Švédska. Až dosud bylo pěstování energetického sena nejzajímavější v severních oblastech Švédska, kde jsou podmínky pro růst energetických lesů méně příznivé.

Zemědělské plodiny, jako např. obilí, mají podobný energetický obsah na kg sušiny jako dřevo a sláma. Zemědělské plodiny se spalují v pokusném měřítku v rozličných typech kotlů.

Energetické lesy jsou porosty rychle rostoucích dřevin, např. různých druhů vrby (Salix), pěstovaných na zemědělské půdě. V roce 1994 bylo ve Švédsku 11 000 ha energetických lesů. Tato oblast se rozvíjí ale dosud bylo pouze malé množství sklizeno a využito jako palivo. Produkční potenciál je však vyšší a odhaduje se, že v roce 2010 bude vyrobeno kolem 15-20 Twh energie za rok z plochy přibližně 300 000 ha.

Paliva z odpadů :

Odpady mohou být kategorizovány buď jako domovní odpad nebo průmyslový odpad.

Průměrné množství odpadů z domácností ve Švédsku je 300 kg na osobu za rok, z čehož se 50 % využívá jako palivo. Průměrný energetický obsah domovního odpadu je 2,8 kWh/kg. Celkové množství takto využívaného domovního odpadu je přibližně 1 350 000 tun za rok. Někdy následuje průmyslové zpracování na hodnotnější frakce (viz. níže).

Energeticky nejhodnotnější část odpadu je vytříděna a dále zpracována na rafinované odpadní palivo, které se nazývá RDF (Refuse Derived Fuel). V roce 1993 bylo kolem 82 600 tun takto zpracovaného odpadu využito jako paliva.

Převážná část průmyslových odpadů se v současné době nevyužívá, ačkoliv téměř polovina tohoto množství by mohla být využita na výrobu energie. Pouze přibližně 350 000 tun průmyslových odpadů se ročně využívá jako palivo. Průměrný obsah energie je kolem 4,2 kWh/kg odpadu.

Celkové množství průmyslových a domovních odpadů, které se každoročně spalují ve Švédsku, je 1,7 milionů tun. Z takto vyrobené energie připadá 4,2 Twh na výrobu tepla a 140 Gwh na výrobu elektrické energie.

Skládkový plyn se odebírá na 55 lokalitách a využívá se pro výrobu energie (přibližně 4 Gwh v roce 1994). První kompletní závod na zpracování domovního odpadu na bioplyn (odpad je na vstupu nejprve vytříděn) v Borasu byl uveden do provozu v roce 1995.

Paliva z rašeliny :

V roce 1994 se vyrobilo přibližně 4 TWh energie z paliv na bázi rašeliny. Kolem 15 % rozlohy oblastí, kde se rašelina těží, je možno nalézt v jižních a středních částech Švédska, zbývajících 70 % rozlohy se nachází v severních částech země.

3. Využití paliv ve Švédsku

Po první ropné krisi v roce 1973 stoupl ve Švédsku zájem především o rozvoj domácích alternativních zdrojů pro výrobu energie namísto využívání dovážené ropy. Byl započat komplexní výzkumný a vývojový program. Důraz byl z počátku kladen zejména na dřevní palivo a rašelinu, jakožto hlavní domácí zdroje, ale byla rovněž zvažována možnost pěstování energetických rostlin na zemědělské půdě. Byly úspěšně vybudovány nové provozy založené nejen na tradičních technologiích, ale i na základě technologií vylepšených.

Vedle tradičního dřevozpracujícího průmyslu využívaly tyto technologie biopaliva ve formě použitých výluhů z celulózek, kůru a ostatní dřevěné odpady. Na počátku 70. let byl tak zahájen komplexní energetický program, jehož cílem bylo omezit použití ropy. Ropa byla přitom rovněž částečně nahrazena palivy vyráběnými ze dřeva. Dřevozpracující průmysl je převažujícím uživatelem biopaliv a v roce 1994 využívání výluhů a dřevního paliva v dřevozpracujícím průmyslu dosáhlo v přepočtu 48 Twh.

Rovněž v privátním sektoru, zejména na venkově, jsou paliva ze dřeva využívána k vytápění. Stoupající cena ropy a vzrůstající zájem uchovat čisté životní prostředí vedly k úspěšnému využívání dřevních paliv. V tomto sektoru bylo v roce 1994 využito dle oficiální statistiky dřevní palivo odpovídající 12 TWh.

Nejdramatičtější změny týkající se využívání biopaliv nastaly v oblasti centrálního vytápění sídlišť. V oblastních výtopnách nebyla před rokem 1973 využívána téměř žádná biopaliva, zatímco v roce 1994 biopaliva tvořila již 39 % celkového podílu paliv, což představuje zhruba 18 Twh.

Švédsko má dobře rozvinutou a širokou síť systémů centrálního vytápění. Přibližně 200 komunit z celkového počtu 250 má v současné době centrální vytápění založené převážně na využití biopaliv.

Počet výtopen využívajících dřevní palivo s kapacitou vyšší než 5 MW byl v roce 1993 okolo 428. Přibližně polovina provozů je v majetku obcí.

Rozvoj bioenergetického sektoru je rovněž pozitivní z hlediska ekonomického a z hlediska zaměstnanosti. Řadě soukromých zemědělců, vlastníků lesů a lesních dělníků dnes plyne většina zisku z bioenergetického sektoru. Výhledy do roku 2000 hovoří o tom, že pracovní příležitosti a rozvoj energetického průmyslu v oblasti vytápění se budou ve Švédsku odvíjet od využívání biopaliv. Pracovní příležitosti vytvořené na základě využívání biopaliv v soukromém sektoru se odhadují na 3000 míst.

4. Řídící nástroje

Ve Švédsku jsou používány různé politické nástroje k dosažení ekonomických a životně důležitých cílů. Jsou to zejména :

  daně a poplatky

  finanční podpora a ekonomické stimuly

  zákony, pravidla a limitní hodnoty

  výzkum a vývoj

  vzdělávání a nástavbové kursy

Výška daní a poplatků se odvíjí podle následujících zásad :

  vypočítané škody nebo ztráty ve společnosti způsobené emisemi

  cena za nápravu způsobených škod

  cena na omezení nebo vyloučení emisí v podnicích

  cena na získávání alternativních paliv produkujících méně nebezpečné emise

Je vybrán nejlevnější možný princip. Pokud je cena nižší než by vyplývalo z kteréhokoliv z použitelných zásad, daně nebo poplatky se vrátí jako čistý vstup do státní pokladny s žádným nebo jen velmi malým dopadem.

Daně v roce 1995 :

Všeobecná energetická daň (není použitelná pro průmyslový sektor)

Poplatky :

Na biopaliva se nevztahují žádné daně nebo poplatky. Co se týče rašeliny, existuje daň ze síry a poplatky z dusíku. Poplatky z dusíku se týkají pouze provozů nad 40 MW. Poplatky jsou rozděleny mezi producenty podle množství energie, kterou vyrábějí. Pokud je to možné, je použit tzv. princip PPP - “Poluters Pay Principle” - Platební princip znečišťovatelů. Zvláštní pravidla platí pro výrobu elektrické energie.

Dodatkem výše uvedených daní je tzv. 25 % ní daň z přidané hodnoty, kterou musí platit domácnosti a soukromé osoby. Firmy, organizace a pod. tuto daň neplatí.

Finanční podpora je rovněž nástrojem pro řízení rozvoje bioenergetiky. Může být použita např. pro výzkumné a vývojové programy, na předváděcí akce a na výstavbu poloprovozních zařízení a rovněž jako investiční podpora pro komerční organizace.

Emisní limity jsou používány hlavně ve formě maximálně přípustných hodnot pro emise síry a prachových částic v kouřových plynech.

5. Současné trendy a výhledy do budoucna

Využívání biopaliv vzrostlo během posledních dvaceti let a předpokládá se, že poroste i v budoucnu. Předpokládá se, že nárůst spotřeby energie v oblasti centrálního vytápění během následujících deseti let bude kryt zejména zvýšeným využitím dřevních paliv a pravděpodobně i zemního plynu.

Předpokládaný nárůst počtu kogeneračních jednotek na výrobu elektrické energie a tepla do roku 2010 zabezpečí výrobu 2200 MW elektrické energie a 3300 MW tepla. Co se týče kogeneračních jednotek, lze všeobecně konstatovat, že jejich rozvoj bude zajištěn i přes nárůst cen elektrické energie a to v důsledku odpovídající daňové politiky a ostatních řídících nástrojů. Produkce takto vyrobené energie bude nadále profitující.

Vstupy pro výrobu elektrické energie a tepla v letech 1990 - 1995 v centrálním vytápění včetně kogeneračních jednotek:

Význam upravených biopaliv, jako např. bioplynu, alkoholu, briket, pelet, lisovaného prachu stále roste, ale v současné době hrají tato paliva ve švédském energetickém systému jen okrajovou úlohu. Přibližně 0,2 % (2 TWh v roce 1993) dodané energie pochází z těchto biopaliv. Z toho připadá 40 % na dřevěné brikety, což je normální vedlejší produkt z dřevozpracujícího průmyslu. Použití dřevného prachu je limitováno, ale rozvíjí se. Produkce nyní běží asi na polovinu kapacity závodů.

Poptávka po peletách a briketách pro malé a střední firmy se nyní zvyšuje. Dřevěný prach může být využit v hořácích na prachové uhlí a nebo v upravených kotlích, původně využívaných na spalování topného oleje. Je vhodný zejména pro střední a větší jednotky. Dobrá ekonomika provozu se dosahuje zejména při náhradě za lehký topný olej.

Byly vyvinuty nové technologie zplynování biomasy a zavedeny v některých závodech, stejně tak jako nové technologie výroby alkoholu pro spalovací motory.

Všeobecným cílem právě probíhajícího vývoje je snížit náklady na sklizeň a výrobu biopaliv za současného zvýšení efektivnosti využití. Hlavním cílem je rovněž další omezení a zmírnění ekologického dopadu na životní prostředí, způsobeného sklizní, zpracováním a použitím biopaliv.